JP5457710B2 - 車両用灯具 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用灯具において、赤外光を発生する赤外光用半導体光源と白色光を発生する白色光用半導体光源を備えた光源ユニットの点灯を制御する技術分野に関する。
従来、車両用灯具として、例えば、赤外光を発生する赤外光用半導体光源としての赤外光用発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）と、白色光を発生する白色光用半導体光源としての白色光用ＬＥＤと、赤外光用ＬＥＤ及び白色光用ＬＥＤにそれぞれ光源駆動電流を供給する電流供給部と、光源駆動電流を制御する制御部とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
赤外光用ＬＥＤが出射する赤外光は、可視光に比べて波長が長いため散乱しにくい性質があり、例えば、夜間における物体を撮影する夜間用モニターに利用されている。
ところが、赤外光用ＬＥＤは不可視光である赤外光と共に対向車両や先行車両に対する眩感光であるグレア光となる赤色光を出射する。従って、車両用灯具には赤色光を消してグレアの発生を防止し車両の走行時における安全性を図るための白色光用ＬＥＤが設けられている。
特開２００４−２７３１８０号公報
しかしながら、上記した従来技術では、白色光用ＬＥＤが異常になった場合でも赤外光用ＬＥＤが駆動し続けて赤色光が出射され続ける構成とされているので、車両の走行時における安全性が低下するという問題が生じる。
そこで、本発明は、白色光用ＬＥＤが異常になった場合に赤外光用ＬＥＤの駆動を停止させて車両の走行時における安全性の向上を図ることを課題とする。
本発明の一態様による車両用灯具は、赤外光を出射する赤外光用半導体光源と、白色光を出射する白色光用半導体光源と、前記赤外光用半導体光源及び前記白色光用半導体光源にそれぞれ光源駆動電流を供給する電流供給回路と、前記白色光用半導体光源の異常を検出し異常検出時に前記赤外光用半導体光源の駆動を停止させる光源異常検出部とを有する制御部とを備え、前記白色光用半導体光源が前記赤外光用半導体光源の赤色光を消すための機能を備えているものである。
従って、制御部によって白色光用半導体光源の異常が検出されたときに赤外光用半導体光源の駆動を停止させるように制御される。
本発明車両用灯具は、赤外光を出射する赤外光用半導体光源と、白色光を出射する白色光用半導体光源と、前記赤外光用半導体光源及び前記白色光用半導体光源にそれぞれ光源駆動電流を供給する電流供給回路と、前記白色光用半導体光源の異常を検出し異常検出時に前記赤外光用半導体光源の駆動を停止させる光源異常検出部とを有する制御部とを備え、前記白色光用半導体光源が前記赤外光用半導体光源の赤色光を消すための機能を備えていることを特徴とする。
従って、上記した異常検出を行うことにより、前記白色光用半導体光源の異常を検出して前記赤外光用半導体光源を消灯することができるので前記白色光用半導体光源が異常になった場合の車両の走行時における安全性の向上を図ることができる。
請求項３に記載した発明にあっては、前記赤外光用半導体光源を冷却する冷却用ファンを備え、前記制御部が、前記冷却用ファンを駆動するファン駆動電流を制御し、前記冷却用ファンの異常を検出し異常検出時に前記赤外光用半導体光源の駆動を停止させるファン異常検出部を有するので、前記冷却用ファンの異常を検出して前記赤外光用半導体光源を消灯すると共に前記冷却用ファンの回転駆動を停止することができる。
請求項４に記載した発明にあっては、前記ファン異常検出部が、前記冷却用ファンから送出され前記冷却用ファンの回転数と同期したパルス信号を受け、パルス信号の周波数が所定の値以下である場合にファン異常検出信号を送出するので、前記冷却用ファンの異常を確実に検出して前記赤外光用半導体光源を消灯すると共に前記冷却用ファンの回転駆動を確実に停止することができる。
以下に、本発明車両用灯具の実施の形態について説明する。
車両用灯具１は、車体の前端部における左右両端部に取り付けられて配置されている。
車両用灯具１は、図１に示すように前方に開口された凹部を有するランプボデイ２と該ランプボデイ２の開口面を閉塞するカバー３とを備え、ランプボデイ２とカバー３によって形成された内部空間が灯室４として形成されている。
灯室４にはランプユニット５が配置されている。ランプユニット５は、前方に開口されたリフレクター７と、上下方向を向く基板取付部６を備えたブラケット８と、該基板取付部６に取り付けられた基板１３と、該基板１３に搭載された赤外光用半導体光源としての赤外光用ＬＥＤ４０及び白色光用半導体光源としての白色光用ＬＥＤ６０とを有している。赤外光用ＬＥＤ４０は夜間用モニターの光源として用いられる。白色光用ＬＥＤ６０は赤外光用ＬＥＤ４０の赤色光を消すための機能とクリアランスランプとしての機能とを兼ね備えている。
ブラケット８の後面にはヒートシンク１２と冷却用ファン７０が取り付けられている。
ランプユニット５はブラケット８が光軸調整機構９に連結されることにより、ランプボデイ２に傾動自在に支持されている。従って、ランプユニット５がランプボデイ２に対して光軸調整機構９によって傾動されることにより、赤外光用ＬＥＤ４０及び白色光用ＬＥＤ６０から出射される光の向きが調整される。
車両用灯具１は、図２に示すように、制御部１８と、赤外光用ＬＥＤ４０と、白色光用ＬＥＤ６０−１〜６０−Ｎ（Ｎは２以上の整数）と、冷却用ファン７０を有して構成されている。
制御部１８は、入力回路１５と、電流供給回路３２と、光源異常検出回路２８と、冷却用ファン７０にファン駆動電流Ｓｆを供給する定電圧回路１９を含んで構成されている。
光源異常検出回路２８は、定電圧回路１９のスイッチ素子（図示せず）にオン信号又はオフ信号としての制御信号Ｓａを送出する制御回路１６と、赤色光用ＬＥＤ４０の異常を検出する赤色光異常検出回路２９と、白色光用ＬＥＤ６０−１〜６０−Ｎの異常を検出する色消し異常検出回路１７と、冷却用ファン７０の異常を検出するファン異常検出部としてのファン異常検出回路２７とを備えて構成されている。
制御部１８は、電源端子２１、２３、２６、信号入力端子２５、電源出力端子３５、３７、３８、ＧＮＤ（グラウンド）側の電源出力端子３６、４１、４２が設けられている。電源端子２１は、電流供給回路３２に電源を供給して赤色光用ＬＥＤ４０を点消灯させるための電源スイッチＳＷ１を介して、車両に搭載されたバッテリ（直流電源）のプラス端子に接続されている。電源端子２３は、バッテリのマイナス端子（ＧＮＤ）に接続されている。電源端子２６は、電流供給回路３２に電源を供給して白色光用ＬＥＤ６０−１〜６０−Ｎを点消灯させるための電源スイッチＳＷ２を介して、バッテリのプラス端子に接続されている。
信号入力端子２５は車両に搭載されるＥＣＵ（Electric Control Unit）２０に接続されている。信号入力端子２５を介して車両に付属した各種機能を制御するための制御装置（図示せず）との通信信号が入出力されるようになっている。
入力回路１５は主にノイズフィルタとダンプサージ等のサージ保護素子（サージアブソーバ・パワーツェナー）を備えている。従って、冷却用ファン７０への過電圧サージの印加を防止することができる。
定電圧回路１９は、制御回路１６からの制御信号Ｓａを受けてオンオフするスイッチ素子（図示せず）を有し、電源出力端子３８を介して冷却用ファン７０に接続されている。
電流供給回路３２としては、例えば、トランスまたはコイル、コンデンサ、ダイオード及び制御回路１６からの制御信号Ｓｂを受けてオンオフするスイッチ素子（ＮＭＯＳ（Negative channel Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ）を含んで構成されたスイッチングレギュレータが挙げられる。
電流供給回路３２は、赤外光用ＬＥＤ４０及び白色光用ＬＥＤ６０−１〜６０−Ｎに対して光源駆動電流を供給する機能を有する。
赤色光異常検出回路２９の内部には、前記光源駆動電流を検出するための回路素子としてシャント抵抗（図示せず）が設けられている。
白色光用光源部５０は白色光用ＬＥＤ６０−１〜６０−Ｎと抵抗Ｒｓを備えている。白色光用光源部５０には入力端子４７、４８が設けられている。入力端子４７はＬＥＤ出力線Ｌ４、電源出力端子３７を介して色消し異常検出回路１７に接続され、入力端子４８は電源出力端子３６に接続されている。
冷却用ファン７０の入力端子は信号線Ｌ２を介して定電圧回路１９に接続され、出力端子は信号線Ｌ３を介してファン異常検出回路２７に接続されている。
制御回路１６から定電圧回路１９のスイッチ素子にオン信号としての制御信号Ｓａが送出されると、冷却用ファン７０には信号線Ｌ２を介してファン駆動電流Ｓｆが供給される。
電源スイッチＳＷ１がオンすると電流供給回路３２を介して赤外光用ＬＥＤ４０に光源駆動電流が供給され赤外光用ＬＥＤ４０が点灯する。電源スイッチＳＷ２がオンすると電流供給回路３２を介して白色光用ＬＥＤ６０−１〜６０−Ｎに光源駆動電流が供給され白色光用ＬＥＤ６０−１〜６０−Ｎが点灯する。
尚、白色光用ＬＥＤ６０−１〜６０−Ｎへの電源については、電源スイッチＳＷ１を介して供給されるバッテリの直流電源（赤色光用電源）と電源スイッチＳＷ２を介して供給される白色光用電源(図示せず)とのＯＲをとるような回路構成となっている。例えば、赤色光用ＬＥＤ４０が消灯している昼間の時間帯では電源スイッチＳＷ１がオフしていても電源スイッチＳＷ２のオンのみで白色光用ＬＥＤ６０−１〜６０−Ｎへの電源供給が行われるように構成されている。
冷却用ファン７０にファン駆動電流Ｓｆが供給されると、冷却用ファン７０が回転駆動する。冷却用ファン７０の回転数の制御は定電圧回路１９の出力電圧を変えることにより行われる。
冷却用ファン７０の回転駆動中にはＦＧ信号ＳＦＧ（Frequency Generator Signal）の検出が行われる。ＦＧ信号ＳＦＧは、冷却用ファン７０の回転数と同期したパルス信号でありＦＧ信号線Ｌ３を介してファン異常検出回路２７に入力され、冷却用ファン７０の異常検知に用いられる。
ＦＧ信号ＳＦＧは、冷却用ファン７０の回転数が低下するに従って単調に周波数が低下していき、冷却用ファン７０のロータ（図示せず）が停止（ロック）するとハイレベルまたはローレベルに固定された信号となる。
以下に、図３を参照して、白色光用ＬＥＤ６０−１〜６０−ＮのＬＥＤ出力線Ｌ４の断線、地絡、短絡による異常が生じた場合における色消し異常検出回路１７の動作について説明する。
色消し異常検出回路１７は、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ１、ＮＰＮトランジスタＴｒ２、抵抗Ｒ１〜Ｒ５及びツェナーダイオードＺＤ１で構成された異常検出部と、ＰＮＰトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４、抵抗Ｒ６〜Ｒ９で構成された電流検出部と、異常検出信号Ｓｋを送出するＮＰＮトランジスタＴｒ５を備えている。
ＬＥＤ出力線Ｌ４が正常である場合には、抵抗Ｒ６には前記光源駆動電流が流れるので、ＮＰＮトランジスタＴｒ５はオンする。ＮＰＮトランジスタＴｒ５がオンすると制御電源Ｖｃｃからの電圧信号はＮＰＮトランジスタＴｒ５のコレクタ、エミッタを介してグラウンドに流れる。
従って、異常検出信号Ｓｋは制御回路１６に送出されずに制御回路１６からオン信号としての制御信号Ｓａ及び制御信号Ｓｂがそれぞれ定電圧回路１９のスイッチ素子及び電流供給回路３２のスイッチ素子に送出される。このため、赤外光用ＬＥＤ４０への前記各光源駆動電流の供給は継続して行われ、冷却用ファン７０へのファン駆動電流Ｓｆの供給も継続して行われる。
ＬＥＤ出力線Ｌ４が断線した場合には、ＮＰＮトランジスタＴｒ２がオンしＰＭＯＳトランジスタＴｒ１もオンするが抵抗Ｒ６には前記光源駆動電流が流れない。従って、ＮＰＮトランジスタＴｒ５はオフし制御電源Ｖｃｃから所定の電圧値の電圧信号が異常検出信号Ｓｋとして制御回路１６に送出される。制御回路１６は、異常検出信号Ｓｋを受けてオフ信号としての制御信号Ｓａ及び制御信号Ｓｂをそれぞれ定電圧回路１９のスイッチ素子及び電流供給回路３２のスイッチ素子に送出する。
ＬＥＤ出力線Ｌ４が地絡、短絡した場合には、ＮＰＮトランジスタＴｒ２がオフしＰＭＯＳトランジスタＴｒ１もオフし、抵抗Ｒ６には前記光源駆動電流が流れない。従って、ＮＰＮトランジスタＴｒ５はオフし制御電源Ｖｃｃから所定の電圧値の電圧信号が異常検出信号Ｓｋとして制御回路１６に送出される。制御回路１６は異常検出信号Ｓｋを受けてオフ信号としての制御信号Ｓａ及び制御信号Ｓｂをそれぞれ定電圧回路１９のスイッチ素子及び電流供給回路３２のスイッチ素子に送出する。
電流供給回路３２のスイッチ素子は制御信号Ｓｂを受けてオフする。電流供給回路３２のスイッチ素子がオフすると、赤外光用ＬＥＤ４０への光源駆動電流の供給が停止する。定電圧回路１９のスイッチ素子は制御信号Ｓａを受けてオフする。定電圧回路１９のスイッチ素子がオフすると、冷却用ファン７０へのファン駆動電流Ｓｆの供給が停止する。
赤外光用ＬＥＤ４０への光源駆動電流の供給が停止すると共に冷却用ファン７０へのファン駆動電流Ｓｆの供給が停止すると、赤外光用ＬＥＤ４０−１〜４０−Ｎが消灯すると同時に冷却用ファン７０の回転駆動が停止する。
以上に説明したように、上記した色消し異常検出回路１７による異常検出を行うことによりＬＥＤ出力線Ｌ４の断線、地絡、短絡による異常を確実に検出して赤外光用ＬＥＤ４０を確実に消灯することができるので車両の走行時における安全性の向上を図ることができる。
以下に、図４を参照して、冷却用ファン７０の異常やＦＧ信号線Ｌ３の地絡、短絡、オープンによる異常が生じた場合におけるファン異常検出回路２７の動作について説明する。
ファン異常検出回路２７は、コンデンサＣ４と抵抗Ｒ１６からなる微分回路と、コンデンサＣ５と抵抗Ｒ１８からなる積分回路と、ＰＮＰトランジスタＴｒ６と、ＮＰＮトランジスタＴｒ７、Ｔｒ８とを有して構成されている。ＰＮＰトランジスタＴｒ６のベースは抵抗Ｒ１３を介してダイオードＤ１のアノードに接続され、コレクタはコンデンサＣ４、抵抗Ｒ１６を介してＮＰＮトランジスタＴｒ７のベースに接続されている。ＮＰＮトランジスタＴｒ７のエミッタは抵抗Ｒ１８、Ｒ１９を介してＮＰＮトランジスタＴｒ８のベースに接続されている。
冷却用ファン７０やＦＧ信号線Ｌ３が正常である場合には、冷却用ファン７０からパルス形状のＦＧ信号ＳＦＧが出力され、ＰＮＰトランジスタＴｒ１はオンとオフを繰り返す。ＦＧ信号ＳＦＧがハイレベルのときオフし、ローレベルのときオンする。
コンデンサＣ３と抵抗Ｒ４からなる微分回路はＦＧ信号ＳＦＧを微分した微分信号を出力する。この微分信号はＦＧ信号ＳＦＧのローレベルからハイレベルに移行した直後の立ち上がり部分が立ち上がりエッジ（以下、「第１の微分信号」と呼ぶ。）となり、ハイレベルからローレベルに移行した直後の立ち下がり部分が立ち下がりエッジ（以下、「第２の微分信号」と呼ぶ。）となる信号である。
ＮＰＮトランジスタＴｒ２は前記第２の微分信号をバッファし出力する。
コンデンサＣ４と抵抗Ｒ６からなる積分回路は前記第２の微分信号を積分する一方で、コンデンサＣ５と抵抗Ｒ１９、Ｒ２０で決まる時定数に応じてコンデンサＣ５の電荷を放電する。即ち、前記第２の微分信号の周波数に応じた電圧(周波数−電圧変換信号)を出力する。
ＮＰＮトランジスタＴｒ３は前記周波数−電圧変換信号によってオンする。ＮＰＮトランジスタＴｒ３がオンすると制御電源Ｖｃｃから電圧信号がＮＰＮトランジスタＴｒ３のコレクタ、エミッタを介してグラウンドに流れる。
従って、冷却用ファン７０やＦＧ信号線Ｌ３が正常である場合には、ファン異常検出信号Ｓｃは制御回路１６に送出されずに制御回路１６からオン信号としての制御信号Ｓａ及び制御信号Ｓｂがそれぞれ定電圧回路１９のスイッチ素子及び電流供給回路３２のスイッチ素子に送出される。このため、赤外光用ＬＥＤ４０への前記光源駆動電流の供給は継続して行われ、冷却用ファン７０へのファン駆動電流Ｓｆの供給も継続して行われる。
次に、冷却用ファン７０の回転数と同期したパルス信号であるＦＧ信号ＳＦＧを送出している冷却用ファン７０が上記したような異常な状態、例えば、冷却用ファン７０の回転数が低下した場合には、ファン異常検出回路２７に送信されるパルス信号の周波数が低下する。従って、前記第２の微分信号の周波数も低下し、周波数−電圧変換信号も低下する。
従って、ＮＰＮトランジスタＴｒ８がオフし制御電源Ｖｃｃから所定の電圧値の電圧信号がファン異常検出信号Ｓｃとして制御回路１６に送出される。制御回路１６はファン異常検出信号Ｓｃを受けてオフ信号としての制御信号Ｓａ及び制御信号Ｓｂをそれぞれ定電圧回路１９のスイッチ素子及び電流供給回路３２のスイッチ素子に送出する。
電流供給回路３２のスイッチ素子は制御信号Ｓｂを受けてオフする。電流供給回路３２のスイッチ素子がオフすると、赤外光用ＬＥＤ４０への光源駆動電流の供給が停止する。定電圧回路１９のスイッチ素子は制御信号Ｓａを受けてオフする。定電圧回路１９のスイッチ素子がオフすると、冷却用ファン７０へのファン駆動電流Ｓｆの供給が停止する。
赤外光用ＬＥＤ４０への光源駆動電流の供給が停止すると共に冷却用ファン７０へのファン駆動電流Ｓｆの供給が停止すると、赤外光用ＬＥＤ４０が消灯すると同時に冷却用ファン７０の回転駆動が停止する。
また、例えば、ＦＧ信号線Ｌ３が地絡、短絡、断線（オープン）した場合にも、上記と同様にファン異常検出回路２７からファン異常検出信号Ｓｃが制御回路１６に送出される。制御回路１６はファン異常検出信号Ｓｃを受けてオフ信号としての制御信号Ｓａ及び制御信号Ｓｂをそれぞれ定電圧回路１９のスイッチ素子及び電流供給回路３２のスイッチ素子に送出する。従って、赤外光用ＬＥＤ４０が消灯すると同時に冷却用ファン７０の回転駆動が停止する。
以上に説明したように、上記したファン異常検出回路２７による異常検出を行うことにより冷却用ファン７０の異常、ＦＧ信号線Ｌ３の地絡、短絡、断線を確実に検出して赤外光用ＬＥＤ４０を消灯すると共に冷却用ファン７０の回転駆動を停止することができる。
尚、異常検出信号Ｓｃをオフ信号として定電圧回路１９のスイッチ素子及び電流供給回路３２のスイッチ素子に直接入力して赤外光用ＬＥＤ４０及び冷却用ファン７０を停止させてもよい。
また、白色光用ＬＥＤ６０−１〜６０−Ｎは上記したように赤色光を消すための機能の他にクリアランスランプとしての機能を有しているので、例えば、赤外光用ＬＥＤ４０に異常が生じたときでも、白色光用ＬＥＤ６０−１〜６０−Ｎは点灯状態を継続しクリアランスランプとしての機能を発揮し続ける。
また、赤外光用ＬＥＤ４０、白色光用ＬＥＤ６０−１〜６０−Ｎ、冷却用ファン７０のいずれか一つに異常が検出された場合にＥＣＵ２０にも異常信号が出力される。
上記した実施の形態は、本発明を好適に実施した形態の一例に過ぎず、本発明は、その主旨を逸脱しない限り、種々変形して実施することが可能なものである。
本発明の実施の形態に係る車両用灯具の概略構成を示した断面図である。 本発明の実施の形態に係る車両用灯具の回路構成を示した図である。 色消し異常検出回路の構成を示した図である。 ファン異常検出回路の構成を示した図である。
１…車両用灯具、１８…制御部、２８…光源異常検出回路、３２…電流供給回路、４０…赤外光用ＬＥＤ、６０−１〜６０−Ｎ…白色光用ＬＥＤ、７０…冷却用ファン

Claims (4)

  1. 赤外光を出射する赤外光用半導体光源と、
    白色光を出射する白色光用半導体光源と、
    前記赤外光用半導体光源及び前記白色光用半導体光源にそれぞれ光源駆動電流を供給する電流供給回路と、前記白色光用半導体光源の異常を検出し異常検出時に前記赤外光用半導体光源の駆動を停止させる光源異常検出部とを有する制御部とを備え、
    前記白色光用半導体光源が前記赤外光用半導体光源の赤色光を消すための機能を備えている
    ことを特徴とする車両用灯具。
  2. 前記白色光用半導体光源がクリアランスランプとしての機能を兼ね備えている
    ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
  3. 前記赤外光用半導体光源を冷却する冷却用ファンを備え、
    前記制御部は、前記冷却用ファンを駆動するファン駆動電流を制御し、前記冷却用ファンの異常を検出し異常検出時に前記赤外光用半導体光源の駆動を停止させるファン異常検出部を有する
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用灯具。
  4. 前記ファン異常検出部は、前記冷却用ファンから送出され前記冷却用ファンの回転数と同期したパルス信号を受け、パルス信号の周波数が所定の値以下である場合にファン異常検出信号を送出する
    ことを特徴とする請求項３に記載の車両用灯具。
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