JP7275576B2

JP7275576B2 - 車両用灯具

Info

Publication number: JP7275576B2
Application number: JP2018246719A
Authority: JP
Inventors: 考司枩本
Original assignee: Ichikoh Industries Ltd
Current assignee: Ichikoh Industries Ltd
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2018-12-28
Publication date: 2023-05-18
Anticipated expiration: 2038-12-28
Also published as: JP2020107540A

Description

本発明は、車両用灯具に関する。

車両用灯具のうち半導体型光源を光源とするものは、従来から提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のような従来の半導体型光源は、基板に実装された複数のＬＥＤチップが樹脂等の封止部材で覆われたものである。

特開２０１３－０４５６５６号公報

しかし、特許文献１に記載のような従来技術では、上記のような半導体型光源は、複数の点灯ユニットを有する車両用灯具として構成され、且つ複数の点灯ユニットのそれぞれが並列に接続された回路構成である場合、一部の点灯ユニットが断線しても他の点灯ユニットが点灯し続けることが可能である。よって、一部の点灯ユニットが断線した結果、規定の配光を満足しない状態となった際には、他の点灯ユニットを全て消灯させるという法規上の要求を満たすことができない虞がある。

本開示はこのような状況に鑑みてなされたものであり、簡易な回路構成で法規上の要求を満たすことができるようにするものである。

本開示の一側面である車両用灯具は、それぞれが定電流源及び前記定電流源と直列に接続された半導体発光素子を備えた複数の点灯ユニットを有する半導体型光源と、前記半導体型光源に出力する出力電流の供給を制御すると共に、前記複数の点灯ユニットのいずれかの断線時において前記出力電流の供給を停止する制御部と、を備え、前記複数の点灯ユニットは、それぞれが並列に接続されたものであり、前記制御部は、前記出力電流が、前記複数の点灯ユニットの全灯状態のときのものと比べて低下した場合、前記半導体型光源への前記出力電流の供給を停止するものであって、前記半導体型光源に接続され、前記出力電流を検知するカレントミラー回路と、前記カレントミラー回路により検知された前記出力電流の変動量に応じた参照電圧が、一定値を保つ基準電圧よりも小さいか否かを判定する比較回路と、前記比較回路により前記参照電圧が前記基準電圧よりも小さいと判定された場合、前記半導体型光源への前記出力電流の供給を停止するスイッチング回路と、を備え、前記基準電圧は、前記全灯状態のときの参照電圧より小さくなり、前記複数の点灯ユニットのいずれかの断線時において参照電圧より大きくなる値に設定されている。

本開示の一側面によれば、簡易な回路構成で法規上の要求を満たすことができる。

本開示を適用した実施形態に係る車両用灯具の概略的な回路構成図である。本開示を適用した実施形態に係る制御部２の回路構成図である。本開示を適用した実施形態に係る比較回路２２に入力される参照電圧Ｖ_Ｒ３の変位を説明する図である。

以下、本開示を適用した車両用灯具の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではない。

図１は、本開示を適用した実施形態に係る車両用灯具の概略的な回路構成図である。車両用灯具は、バッテリー１、制御部２及び半導体型光源３を備えている。車両用灯具は、例えば、クリアランスランプ機能を構成するものであり、半導体型光源３が有する複数の点灯ユニット３＿Ｕ１～３＿ＵＮのようにＮ台設けられ、台数に応じた光量が出力されるものである。複数の点灯ユニット３＿Ｕ１～３＿ＵＮは、それぞれが並列にＮ台接続されたものである。複数の点灯ユニット３＿Ｕ１～３＿ＵＮのそれぞれは、定電流源３＿Ｓ１１～３＿ＳＮ１のそれぞれと、半導体発光素子３＿Ｄ１２～３＿ＤＮ２のそれぞれとを備えている。半導体発光素子３＿Ｄ１２～３＿ＤＮ２のそれぞれは、例えば、ＬＥＤ又はＯＥＬ（有機ＥＬ）を用いたＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）等の自発光半導体光源である。

制御部２は、入力側にはバッテリー１から入力電流Ｉｉｎが流れ込み、出力側からは出力電流Ｉｏｕｔが出力され、半導体型光源３に出力する出力電流Ｉｏｕｔの供給を制御するものである。点灯ユニット３＿Ｕ１～３＿ＵＮのそれぞれは並列にＮ台接続されているため、制御部２から出力された出力電流Ｉｏｕｔは点灯ユニット３＿Ｕ１～３＿ＵＮのそれぞれに分岐され、点灯電流Ｉ＿ＬＥＤ（１）～Ｉ＿ＬＥＤ（Ｎ）のそれぞれが点灯ユニット３＿Ｕ１～３＿ＵＮのそれぞれに流入する。制御部２は、出力電流Ｉｏｕｔが複数の点灯ユニット３＿Ｕ１～３＿ＵＮの全灯状態のときのものと比べて低下した場合、半導体型光源３への出力電流Ｉｏｕｔの供給を停止する。次に、制御部２の構成及び機能につき、図２，３を用いて具体的に説明する。

図２は、本開示を適用した実施形態に係る制御部２の回路構成図である。図２に示すように、制御部２は、カレントミラー回路２１、比較回路２２及びスイッチング回路２３を備えている。カレントミラー回路２１は、抵抗Ｒ１，Ｒ２、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を備え、半導体型光源３に接続され、出力電流Ｉｏｕｔを検知する機能を有するものである。

具体的には、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のそれぞれはＰＮＰトランジスタであって、それぞれのエミッタは抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して接続され、同一の温度特性のものが使用されている。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のそれぞれのベースは接続され、スイッチング素子Ｑ１のベースはスイッチング素子Ｑ１のコレクタに接続され、スイッチング素子Ｑ１のコレクタから出力電流Ｉｏｕｔが出力される。上記で説明したように、スイッチング素子Ｑ１は、コレクタ－ベース間が接続されることで、ダイオードとして機能するため、エミッタ側の第１分岐電流Ｉ１及びコレクタ側の出力電流Ｉｏｕｔの大きさが同一のものとして機能する。

制御部２の出力側には点灯ユニット３＿Ｕ１～３＿ＵＮのそれぞれがＮ台並列に接続されているため、点灯電流Ｉ＿ＬＥＤ（１）～Ｉ＿ＬＥＤ（Ｎ）のそれぞれは図１の制御部２の出力電圧Ｖｏｕｔに依存せず一定である。よって、出力電流Ｉｏｕｔ＝Ｎ×点灯電流Ｉ＿ＬＥＤとなる。したがって、点灯ユニット３＿Ｕ１～３＿ＵＮの少なくとも１台が断線により故障すれば出力電流Ｉｏｕｔは変動するため、出力電流Ｉｏｕｔの変動量を検知することで、点灯ユニット３＿Ｕ１～３＿ＵＮの少なくとも１台が断線により故障しているか否かを検知できる。また、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のベース－エミッタ間に係る電圧Ｖ_ＢＥが同じ値となるため、抵抗Ｒ１に係る電圧Ｖ_Ｒ１と、抵抗Ｒ２に係る電圧Ｖ_Ｒ２とが等しくなる。よって、第１分岐電流Ｉ１：第２分岐電流Ｉ２＝抵抗Ｒ２：抵抗Ｒ１となる。すなわち、第２分岐電流Ｉ２＝第１分岐電流Ｉ１×（抵抗Ｒ１／抵抗Ｒ２）となる。以上の説明から、第２分岐電流Ｉ２は、第１分岐電流Ｉ１の変動量に比例するため、出力電流Ｉｏｕｔの変動量に応じて変動するとみなすことができる。よって、第２分岐電流Ｉ２の変動量を検知することで、点灯ユニット３＿Ｕ１～３＿ＵＮの少なくとも１台が断線により故障しているか否かを判定できる。

比較回路２２は、抵抗Ｒ３、コンパレータＩＣ及びスイッチング素子Ｑ３を備え、カレントミラー回路２１により検知された出力電流Ｉｏｕｔの変動量に応じた参照電圧Ｖ_Ｒ３が、一定値を保つ基準電圧Ｖｒｅｆよりも小さいか否かを判定するものである。具体的には、コンパレータＩＣの非反転入力端子には、抵抗Ｒ３の一方と、スイッチング素子Ｑ２のコレクタとが接続されている。コンパレータＩＣの反転入力端子には、基準電圧Ｖｒｅｆが印加されている。コンパレータＩＣの出力端子には、スイッチング素子Ｑ３のベースが接続されている。なお、抵抗Ｒ３は抵抗Ｒ２と等しいものが設けられている。よって、抵抗Ｒ３には第２分岐電流Ｉ２が流れ、抵抗Ｒ２＝抵抗Ｒ３であるため、参照電圧Ｖ_Ｒ３＝第２分岐電流Ｉ２×抵抗Ｒ２＝（第１分岐電流Ｉ１×（抵抗Ｒ１／抵抗Ｒ２））×抵抗Ｒ２＝第１分岐電流Ｉ１×抵抗Ｒ１＝Ｎ×点灯電流Ｉ＿ＬＥＤ×抵抗Ｒ１となる。よって、点灯電流Ｉ＿ＬＥＤが一定であれば、参照電圧Ｖ_Ｒ３は、図１のバッテリー１から制御部２に印加される入力電圧Ｖｉｎによらず一定である。なお、抵抗Ｒ３の他方及びスイッチング素子Ｑ３のエミッタはシャーシグランドに接続されている。

比較回路２２の動作について図３を用いて説明する。図３は、本開示を適用した実施形態に係る比較回路２２に入力される参照電圧Ｖ_Ｒ３の変位を説明する図である。図３に示すように、参照電圧Ｖ_Ｒ３が基準電圧Ｖｒｅｆよりも大きい場合、断線状態ではない。つまり、コンパレータＩＣは、Ｈｉｇｈレベルを出力する。よって、スイッチング素子Ｑ３はオン状態となる。この場合、図２に示すように、スイッチング素子Ｑ＿Ａのゲートには、抵抗Ｒ４及び抵抗Ｒ５によりソース電圧Ｖ_Ｓよりもゲート電圧Ｖ_Ｇの方が低くなるため、スイッチング素子Ｑ＿Ａはオン状態になる。よって、制御部２に入力電流Ｉｉｎが流れ込むため、制御部２から出力電流Ｉｏｕｔが出力され、半導体型光源３には出力電流Ｉｏｕｔが流れ込む。したがって、半導体型光源３は点灯する。

一方、点灯ユニット３＿Ｕ１～３＿ＵＮの何れか１つが断線状態となれば、参照電圧Ｖ_Ｒ３は、Ｎ×点灯電流Ｉ＿ＬＥＤ×抵抗Ｒ１からＮ－１×点灯電流Ｉ＿ＬＥＤ×抵抗Ｒ１と変化し、参照電圧Ｖ_Ｒ３が基準電圧Ｖｒｅｆより小さくなる。つまり、コンパレータＩＣは、図３に示すように参照電圧Ｖ_Ｒ３が基準電圧Ｖｒｅｆよりも小さい場合、Ｌｏｗレベルを出力する。よって、スイッチング素子Ｑ３はオフ状態となる。この場合、ソース電圧Ｖ_Ｓ及びゲート電圧Ｖ_Ｇは同電位になるため、スイッチング素子Ｑ＿Ａはオフ状態になる。よって、制御部２に入力電流Ｉｉｎが流れ込まないため、制御部２から出力電流Ｉｏｕｔが出力されず、半導体型光源３には出力電流Ｉｏｕｔが流れ込まない。したがって、半導体型光源３は消灯する。

以上の説明から、本実施形態において、出力電流Ｉｏｕｔが、複数の点灯ユニット３＿Ｕ１～３＿ＵＮの全灯状態のときのものと比べて低下した場合、半導体型光源３への出力電流Ｉｏｕｔの供給が停止される。よって、点灯ユニット３＿Ｕ１～３＿ＵＮのうち、一部が断線した場合、他の全てを消灯することができるので、断線を通知する機能が実装されていない点灯ユニット３＿Ｕ１～３＿ＵＮであっても、簡易な回路構成で法規上の要求を満たすことができる。

また、本実施形態において、制御部２は半導体型光源３に直列に接続されているため、制御部２は、複数の点灯ユニット３＿Ｕ１～３＿ＵＮのそれぞれとは直列に接続された関係にある。よって、複数の点灯ユニット３＿Ｕ１～３＿ＵＮのうち一部が断線状態になれば、出力電流Ｉｏｕｔはその分だけ減少する。また、出力電流Ｉｏｕｔの変動量に応じた参照電圧Ｖ_Ｒ３が基準電圧Ｖｒｅｆよりも小さいと判定された場合、半導体型光源３への出力電流Ｉｏｕｔが停止される。よって、出力電流Ｉｏｕｔと連動する参照電圧Ｖ_Ｒ３と、基準電圧Ｖｒｅｆとの比較により出力電流Ｉｏｕｔの変位を検出することができる。したがって、簡単な回路構成により、複数の点灯ユニット３＿Ｕ１～３＿ＵＮのうち一部が断線状態にあるか否かを検出することができるため、低コストで断線検出を実現することができる。

また、本実施形態において、複数の点灯ユニット３＿Ｕ１～３＿ＵＮのそれぞれが、定電流源３＿Ｓ１１～３＿ＳＮ１のそれぞれと、定電流源３＿Ｓ１１～３＿ＳＮ１のそれぞれと直列に接続された半導体発光素子３＿Ｄ１２～３＿ＤＮ２のそれぞれとを備える。よって、複数の点灯ユニット３＿Ｕ１～３＿ＵＮのそれぞれは、安定した発光量を出力できる。したがって、車両用灯具は意図した通りに配光をすることができる。

以上、本開示を適用した車両用灯具を実施形態に基づいて説明したが、本開示はこれに限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。

例えば、車両用灯具がクリアランスランプ機能を構成する一例について説明したが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、車両用灯具は、テール・ストップランプ機能、テールランプ機能、ストップランプ機能、バックアップランプ機能、ターンシグナルランプ機能等を構成してもよい。

また、複数の点灯ユニット３＿Ｕ１～３＿ＵＮのそれぞれは、半導体発光素子３＿Ｄ１２～３＿ＤＮ２のそれぞれを１個ずつ含む一例について説明したが、特にこれに限定されるものではない。例えば、複数の点灯ユニット３＿Ｕ１～３＿ＵＮのそれぞれは、半導体発光素子３＿Ｄ１２～３＿ＤＮ２のそれぞれを複数個ずつ含む回路構成であってもよい。

また、例えば、カレントミラー回路２１は１段構成とした一例について説明したが、特にこれに限定されるものではない。例えば、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を多段構成にしてもよい。

１バッテリー
２制御部
２１カレントミラー回路、２２比較回路、２３スイッチング回路
３半導体型光源
３＿Ｕ１～３＿ＵＮ点灯ユニット
３＿Ｓ１１～３＿ＳＮ１定電流源
３＿Ｄ１２～３＿ＤＮ２半導体発光素子
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ＿Ａスイッチング素子
Ｒ１～Ｒ５抵抗
ＩＣコンパレータ
Ｉｉｎ入力電流、
Ｉ１第１分岐電流、Ｉ２第２分岐電流
Ｉｏｕｔ出力電流
Ｉ＿ＬＥＤ，Ｉ＿ＬＥＤ（１）～Ｉ＿ＬＥＤ（Ｎ）点灯電流
Ｖ_Ｒ３参照電圧、Ｖｒｅｆ基準電圧、Ｖｏｕｔ出力電圧、Ｖｉｎ入力電圧
Ｖ_Ｒ１，Ｖ_Ｒ２，Ｖ_ＢＥ，Ｖ_Ｇ，Ｖ_Ｓ電圧

Claims

それぞれが定電流源及び前記定電流源と直列に接続された半導体発光素子を備えた複数の点灯ユニットを有する半導体型光源と、
前記半導体型光源に出力する出力電流の供給を制御すると共に、前記複数の点灯ユニットのいずれかの断線時において前記出力電流の供給を停止する制御部と、
を備え、
前記複数の点灯ユニットは、
それぞれが並列に接続されたものであり、
前記制御部は、
前記出力電流が、前記複数の点灯ユニットの全灯状態のときのものと比べて低下した場合、前記半導体型光源への前記出力電流の供給を停止するものであって、
前記半導体型光源に接続され、前記出力電流を検知するカレントミラー回路と、
前記カレントミラー回路により検知された前記出力電流の変動量に応じた参照電圧が、一定値を保つ基準電圧よりも小さいか否かを判定する比較回路と、
前記比較回路により前記参照電圧が前記基準電圧よりも小さいと判定された場合、前記半導体型光源への前記出力電流の供給を停止するスイッチング回路と、を備え、
前記基準電圧は、前記全灯状態のときの参照電圧より小さくなり、前記複数の点灯ユニットのいずれかの断線時において参照電圧より大きくなる値に設定されている
車両用灯具。