JP5940902B2

JP5940902B2 - 車両用照明装置

Info

Publication number: JP5940902B2
Application number: JP2012133584A
Authority: JP
Inventors: 施守仁; 玄可児; 晋佐原
Original assignee: Piaa株式会社; Ｐｉａａ株式会社
Priority date: 2012-06-13
Filing date: 2012-06-13
Publication date: 2016-06-29
Anticipated expiration: 2032-06-13
Also published as: JP2013256211A

Description

本発明は、車両に搭載される照明装置に係り、特にＬＥＤを用いた昼間走行ライトとして使用される車両用照明装置に関する。

昼間走行ライトは、車両の車体外部に装着されて日中に走行する車両の識別性を高めるためのものである。最近では、多くの車両に昼間走行ライトが配備されるようになっており、欧州連合では２０１１年２月７日からすべてのセダンや小型トラックに昼間走行ライトを基本配備することが要求されている。

昼間走行ライトは車両の運転中に長時間点灯する必要があるため消費電力量が問題となるが、初期の昼間走行ライトではハロゲンランプが採用されており、その消費電力量はヘッドライトを使用する場合の２５〜３０％になっていた。ところが、ＬＥＤ（発光ダイオード）を採用すると、体積が小さくて消費電力量が少なく、寿命も長いという長所があり、ヘッドライトの１０％程度の消費電力量しか使用しない。そのため現在ではＬＥＤが昼間走行ライトに最も適した光源となっている。このようなＬＥＤの昼間走行ライトを備えた従来技術として特許文献１が開示されている。

特開２０１０−１４７０２５号公報

しかしながら、従来の昼間走行ライトを制御するための制御ユニットでは、制御ユニットに接続して点灯させるＬＥＤの数は決まっていた。したがって、ＬＥＤの数を変えるとＬＥＤの輝度が変化してしまうので、ユーザーがＬＥＤの数を自由に変更することができないという問題点があった。特に、ＬＥＤの数を減らすと、ＬＥＤの輝度が明るくなりすぎて、ＥＣＥ（ヨーロッパ経済委員会）の規格を満たさなくなってしまうという問題点があった。

そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、ＬＥＤの数を変更してもＬＥＤの輝度が変化することなく一定の明るさで点灯させることのできる車両用照明装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両用照明装置は、複数の発光ダイオードを直列に接続したライトセットと、前記ライトセットを構成する１つの発光ダイオードを点灯させるのに必要な最低点灯電圧まで電源電圧を降圧する降圧回路と、前記ライトセットへの電圧が、前記ライトセットを構成するすべての発光ダイオードを点灯させるのに十分な電圧であるか否かを判定する定電流回路と、前記定電流回路によって前記ライトセットを構成するすべての発光ダイオードを点灯させるのに十分な電圧であると判定されるまで、前記最低点灯電圧を昇圧して前記ライトセットへ出力する昇圧回路とを備えていることを特徴とする。

本発明に係る車両用照明装置によれば、降圧回路で最低点灯電圧まで降圧させてから、ライトセットを構成するすべてのＬＥＤを点灯させるのに十分な電圧が検知されるまで昇圧回路で昇圧させるので、ＬＥＤの数を変更したとしてもＬＥＤの輝度が変化することなく一定の明るさで点灯させることができる。

本発明の一実施形態に係る車両用照明装置の構成を示す図である。本発明の一実施形態に係る車両用照明装置に用いるＬＥＤの構造を示す図である。本発明の一実施形態に係る車両用照明装置に用いるＬＥＤにブラケットを結合する方法を示した図である。本発明の一実施形態に係る車両用照明装置に用いるＬＥＤにブラケットを結合した状態を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る車両用照明装置に用いるＬＥＤにブラケットを結合した状態を示す断面図である。本発明の一実施形態に係る車両用照明装置を車両に搭載した状態を示す図である。本発明の一実施形態に係る車両用照明装置の制御装置の構成を示す回路図である。

以下、本発明を適用した一実施形態について図面を参照して説明する。

［車両用照明装置の構成］
図１は本実施形態に係る車両用照明装置の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係る車両用照明装置１は、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を直列に接続したライトセット２ａ、２ｂと、ＬＥＤの発光を制御する制御装置３とを備えている。ただし、図１ではライトセットが２つの場合を一例として示しているが、ライトセットの数は１つでも２つ以上であってもよい。

ライトセット２ａ、２ｂは複数のＬＥＤ４を直列に接続して構成され、図２に示すように各ＬＥＤ４はケース１１１と、ケース１１１の内部に設置されたＬＥＤ素子１１２とを備えている。ケース１１１の裏面には、オス接続端子１１３１が設けられた正極接続ケーブル１１３と、メス接続端子１１４１が設けられた負極接続ケーブル１１４とが接続されている。正、負極接続ケーブル１１３、１１４はそれぞれ他のＬＥＤ４の正、負極接続ケーブル１１３、１１４と連結されて直列に接続される。このようにオス接続端子１１３１とメス接続端子１１４１を順次挿入して嵌め込む方式でＬＥＤ４を直列に接続するので、複数のＬＥＤ４をそれぞれ着脱可能に接続することができる。これによってユーザの必要に応じてＬＥＤの数や配列を自由に変更することができ、いずれかのＬＥＤが破損したときでも簡単に単独で交換することができるので、ライトセット全体を交換する無駄をなくすことができる。

また、上述したライトセット２ａ、２ｂの各ＬＥＤ４には、図３〜５に示すように逆Ｌ字形をしたブラケット３０がそれぞれ結合されている。そして、ブラケット３０は縦板３１と横板３２とから形成され、縦板３１はケース１１１の後側に設置されて正極接続ケーブル１１３及び負極接続ケーブル１１４を貫通させる丸穴３１１が設けられている。この丸穴３１１に固定ネジ４０を貫通させてケース１１１の裏面にあるネジ穴に接続すると、丸穴３１１の縁の部分が固定ネジ４０によって固定されるので、ブラケット３０をＬＥＤ４に固定することができる。また、横板３２には車両外部にＬＥＤ４を固定ネジで固定するための２つの切欠溝３２１が設けられている。使用時には、ブラケット３０を用いて２つのライトセット２ａ、２ｂの各ＬＥＤ４を、図６に示すように車両外部のフロントバンパー５０や車両外部のその他の位置に装着する。

制御装置３は、図１に示すように車両ＡＣＣ電源に接続される正極電源供給ケーブル２５及び負極電源供給ケーブル２６と、車両のヘッドライトに接続される制御ケーブル２７と、２セットの正極接続ケーブル２８及び負極接続ケーブル２９とが接続されている。２セットの正極接続ケーブル２８の端部にはオス接続端子２８１が設けられ、負極接続ケーブル２９の端部にはメス接続端子２９１が設けられている。そして、オス接続端子２８１及びメス接続端子２９１はそれぞれライトセット２ａ、２ｂの両端にあるオス接続端子１１３１とメス接続端子１１４１と接続されている。

次に、図７を参照して制御装置３の回路構成を説明する。図７に示すように、制御装置３は、最低点灯電圧まで電源電圧を降圧させる降圧回路６１と、ライトセット２ａ、２ｂへの電圧がライトセット２ａ、２ｂを構成するすべてのＬＥＤを点灯させるのに十分な電圧であるか否かを判定する定電流回路６２と、最低点灯電圧を昇圧してライトセット２ａ、２ｂへ出力する昇圧回路６３と、車両のヘッドライドを点灯させたときにライトセット２ａ、２ｂを構成するＬＥＤの輝度を低下させる輝度切換回路６４とを備えている。

ここで、降圧回路６１は、チョークコイル４０１と、降圧ＩＣ４０２と、コンデンサ４０３、４０４と、ダイオード４０５と、抵抗４０６、４０７とを備え、降圧ＩＣ４０２がチョークコイル４０１へ流れる電流をＯＮ／ＯＦＦすることによって、電源電圧の１２Ｖを６．４Ｖに降圧している。これにより、降圧回路６１は、ライトセット２ａ、２ｂを構成する１つのＬＥＤ４を点灯させるのに必要な最低点灯電圧まで電源電圧を降圧させている。

定電流回路６２は、トランジスタ５０１と、抵抗５０２〜５０５とを備え、ライトセット２ａ、２ｂへの電圧がライトセット２ａ、２ｂを構成するすべてのＬＥＤ４を点灯させるのに十分な電圧であると判定すると、トランジスタ５０１をＯＮして一定の電流を昇圧回路６３へフィードバックする。これにより、定電流回路６２は、ライトセット２ａ、２ｂへの電圧がライトセット２ａ、２ｂを構成するすべてのＬＥＤ４を点灯させるのに十分な電圧であるか否かを判定する。

昇圧回路６３は、チョークコイル６０１と、昇圧ＩＣ６０２と、コンデンサ６０３、６０４と、ダイオード６０５と、トランジスタ６０６と、抵抗６０７〜６１１とを備え、昇圧ＩＣ６０２がトランジスタ６０６をＯＮ／ＯＦＦすることによってチョークコイル６０１に流れる電流をＯＮ／ＯＦＦし、これによって降圧回路６１から出力された電圧を昇圧している。このとき昇圧ＩＣ６０２は、デューティー比を調節することによって徐々に電圧を上昇させ、定電流回路６２からのフィードバック電流を受信すると、昇圧動作を停止する。これにより、昇圧回路６３は、定電流回路６２がライトセット２ａ、２ｂを構成するすべてのＬＥＤを点灯させるのに十分な電圧であると判定するまで最低点灯電圧を昇圧してライトセット２ａ、２ｂへ出力する。

輝度切換回路６４は、トランジスタ７０１〜７０３と、ツェナーダイオード７０４と、抵抗７０５〜７１０とを備え、ヘッドライトが点灯したときにトランジスタ７０１、７０２をＯＦＦさせることにより、抵抗７０８による電圧を上昇させて、例えば１５Ｖを超えるとツェナーダイオード７０４が一定の電圧を出力してトランジスタ７０３をＯＮする。これによって、輝度切換回路６４は、定電流回路６２からの電流をトランジスタ７０３へ流してライトセット２ａ、２ｂへ流れる電流を減らし、車両のヘッドライドが点灯したときにライトセット２ａ、２ｂを構成するＬＥＤの輝度を低下させている。

［制御装置の動作］
本実施形態の制御装置３では、車両エンジン始動時にＡＣＣ電源をオンにすると、昼間走行ライトの点灯を自動制御する。まず、制御装置３の降圧回路６１によって、電源電圧を単一のＬＥＤを点灯させるのに必要な最低点灯電圧まで降圧する。具体的には、電源電圧が降圧回路６１に印加されると、ダイオード４０５によって電流の逆流を防止してから降圧ＩＣ４０２がチョークコイル４０１へ流れる電流をＯＮ／ＯＦＦすることによって、電源電圧の１２Ｖを最低点灯電圧、例えば６．４Ｖに降圧している。

そして、降圧回路６１から最低点灯電圧が出力されると、次に昇圧回路６３は、昇圧ＩＣ６０２によってトランジスタ６０６をＯＮ／ＯＦＦすることによってチョークコイル６０１に流れる電流をＯＮ／ＯＦＦし、これによって降圧回路６１から出力された最低点灯電圧を昇圧する。このとき昇圧ＩＣ６０２はデューティー比を調節することによって、徐々に電圧を上昇させ、この出力電圧をライトセット２ａ、２ｂへ印加する。

そして、定電流回路６２は、昇圧回路６３から出力されたライトセット２ａ、２ｂへの電圧が、ライトセット２ａ、２ｂを構成するすべてのＬＥＤ４を点灯させるのに十分な電圧であるか否かを判定し、すべてのＬＥＤ４を点灯させるのに十分な電圧になると、トランジスタ５０１をＯＮして電流を昇圧ＩＣ６０２へフィードバックする。このフィードバック電流を受信した昇圧ＩＣ６０２はデューティー比を固定するので、その後は昇圧回路６３から一定の電圧が出力され、ライトセット２ａ、２ｂを構成するＬＥＤ４は一定の輝度で点灯する。

このように、本実施形態に係る制御装置３は、降圧回路６１で電源電圧を降圧してからライトセット２ａ、２ｂを構成するすべてのＬＥＤ４を点灯させるのに十分な電圧になるまで昇圧回路６３で昇圧するので、ライトセット２ａ、２ｂが何個のＬＥＤ４で構成されていたとしても、ＬＥＤ４の数に関係なくＬＥＤ４の輝度を均一に点灯させることができる。

次に、本実施形態に係る車両用照明装置１による別の機能について説明する。本実施形態に係る車両用照明装置１は、ライトセット２ａ、２ｂの輝度を切り換えることによって、昼間走行ライトとしての使用からポジションランプとしての使用に切り換えることができる。

本実施形態に係る車両用照明装置１を昼間走行ライトとして使用している際に、車両のヘッドライトを点灯させると、輝度切換回路６４のトランジスタ７０１、７０２はＯＦＦされる。これにより抵抗７０８に流れる電流が増加して電圧が上昇し、例えば１５Ｖを超えるとツェナーダイオード７０４が一定の電圧を出力してトランジスタ７０３がＯＮする。トランジスタ７０３がＯＮすると、定電流回路６２からの電流の一部がトランジスタ７０３へ流れるので、ライトセット２ａ、２ｂへ流れる電流が減少し、ライトセット２ａ、２ｂを構成するＬＥＤ４の輝度が低下する。

このようにして輝度切換回路６４がライトセット２ａ、２ｂを構成するＬＥＤ４の輝度を低下するように制御し、昼間走行ライトからポジションランプとしての使用に切り換える。

逆に、ヘッドライトを消したときには、輝度切換回路６４のトランジスタ７０１、７０２がＯＮすることによって、ライトセット２ａ、２ｂを構成するＬＥＤ４の輝度を再び明るくなるように制御し、昼間走行ライトとしての使用に戻すことになる。

以上詳細に説明したように、本実施形態に係る車両用照明装置１によれば、降圧回路６１で最低点灯電圧まで降圧させてから、ライトセット２ａ、２ｂを構成するすべてのＬＥＤ４を点灯させるのに十分な電圧が検知されるまで昇圧回路６３で昇圧するので、ＬＥＤ４の数を変更したとしてもＬＥＤ４の輝度が変化することなく一定の明るさで点灯させることができる。すなわち、制御装置３はＬＥＤ４の数を検知して電圧を自動調整し、各ＬＥＤ４を均一な輝度になるように制御することができる。そのためユーザは、ＬＥＤ４の数や配列、組み合わせを必要に応じて自由に変更することができ、さまざまな異なる造型の照明効果を容易に形成することができる。

また、本実施形態に係る車両用照明装置１によれば、複数のＬＥＤ４をそれぞれ着脱可能に接続したので、ユーザの必要に応じて数や配列を自由に変更することができる。また、いずれかのＬＥＤ４が破損したときでも簡単に単独で交換することができるので、ライトセット全体を交換する無駄をなくすことができる。

さらに、本実施形態に係る車両用照明装置１によれば、車両のヘッドライトを点灯させたときにライトセット２ａ、２ｂを構成するＬＥＤ４の輝度を低下させるので、昼間走行ライトをポジションランプとして切り換えて使用することができ、ライトセット２ａ、２ｂの電力を節電できるとともに多用途で使用することができる。

なお、上述の実施形態は本発明の一例である。したがって、本発明は上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計などに応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

１車両用照明装置
２ａ、２ｂライトセット
３制御装置
４ＬＥＤ
６１降圧回路
６２定電流回路
６３昇圧回路
６４輝度切換回路

Claims

複数の発光ダイオードを直列に接続したライトセットと、
前記ライトセットを構成する１つの発光ダイオードを点灯させるのに必要な最低点灯電圧まで電源電圧を降圧する降圧回路と、
前記ライトセットへの電圧が、前記ライトセットを構成するすべての発光ダイオードを点灯させるのに十分な電圧であるか否かを判定する定電流回路と、
前記定電流回路によって前記ライトセットを構成するすべての発光ダイオードを点灯させるのに十分な電圧であると判定されるまで、前記最低点灯電圧を昇圧して前記ライトセットへ出力する昇圧回路と
を備えていることを特徴とする車両用照明装置。
前記複数の発光ダイオードはそれぞれ着脱可能に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用照明装置。
車両のヘッドライトを点灯させたときに前記定電流回路から前記ライトセットへ流れる電流を減らして前記ライトセットを構成する発光ダイオードの輝度を低下させる輝度切換回路をさらに備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用照明装置。