(57)【要約】【課題】機械的な動作制御を不要としつつ、照射範囲の調整を可能とし、かつバルブ全体としての発熱量を制御することのできる車両用ＬＥＤバルブユニットを提供する。【解決手段】基板に複数のＬＥＤチップ２２を備えたＬＥＤバルブ１２と、ＬＥＤバルブ１２の発光を制御する制御手段２６とを備えたＬＥＤバルブユニット１０であって、各ＬＥＤチップ２２にはそれぞれ、対応する照射領域が定められ、制御手段２６は、照射領域の数と、他の照射領域よりも高い輝度を必要とする照射領域、および総発熱量に基づいて、電流を供給するＬＥＤチップ２２に対する電流値の増減を図ることを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に複数のＬＥＤチップを備えた車両用ＬＥＤバルブと、前記ＬＥＤバルブの発光を制御する制御手段とを備えた車両用ＬＥＤバルブユニットであって、
各ＬＥＤチップにはそれぞれ、対応する照射領域が定められ、
前記制御手段は、照射領域の数と、他の照射領域よりも高い輝度を必要とする照射領域、および総発熱量に基づいて、電流を供給するＬＥＤチップに対する電流値の増減を図ることを特徴とする車両用ＬＥＤバルブユニット。
【請求項２】
前記照射領域は、少なくともハイビーム領域とロービーム領域、および少なくともいずれか一方の領域と照射範囲の一部が重なるサブビーム領域が定められていることを特徴とする請求項１に記載の車両用ＬＥＤバルブユニット。
【請求項３】
前記制御手段は、車両からの速度情報、照度情報、舵角情報、及び車間情報の少なくとも１つの情報に基づいて、前記電流を供給する前記ＬＥＤチップの選択、及び前記電流値の増減並びに調整を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用ＬＥＤバルブユニット。
【請求項４】
前記制御手段は、車両における前照灯のローと全消灯状態との切替により入力される電圧パターンの変化に基づいて、電流を供給する前記ＬＥＤチップの選択、及び電流値の増減並びに調整を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用ＬＥＤバルブユニット。
【請求項５】
前記制御手段には、任意のＬＥＤチップに対する電流値の供給切替を可能なコントローラを接続したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両用ＬＥＤバルブユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤバルブユニットに係り、特に照射範囲の調整を可能とし、車両の前照灯への適用に好適なＬＥＤバルブの照度等を調整可能なユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
照射範囲の切り替えを行う事ができる前照灯ユニットやバルブとしては、特許文献１や特許文献２に開示されているようなものが知られている。特許文献１に開示されている前照灯は、カメラにより前走車等を検出し、光源からの配光の一部をカットするシェードを機械的に動作させることで、照射範囲の調整を行う構成を主体としている。
【０００３】
特許文献２に開示されているバルブは、車両のフォグランプへの適用に適したバルブとされており、光源にＬＥＤを用いている。特許文献２に開示されているＬＥＤバルブでは、白色と淡黄色といった色味の異なる光を発するＬＥＤチップを建設配置する構成としている。そして、各ＬＥＤチップの配光位置（範囲）として、白色は、車両から比較的離れた範囲を照らすように配光し、淡黄色は、車両に近く、白色光よりも幅広い範囲に光が照射されるように調整されている。
【０００４】
このような構成のバルブでは、通常、白色のＬＥＤチップによる照射を行い、路側帯等、より広い範囲を照らしたい場合には、淡黄色のＬＥＤチップによる照射を付加するとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５９４７６８２号公報
【特許文献２】特許第６１６１８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献に開示されているようなユニットやバルブによれば、必要に応じた照射範囲を得ることができると考えられる。しかし、特許文献１に開示されている前照灯ユニットは、照射範囲の切り替えについて、機械的にシェードを動作させる構成を採っている。このため、ユニット自体の大型化や、製造コストの高騰などが懸念されるといった問題がある。
【０００７】
一方、特許文献２に開示されているＬＥＤバルブは、機械的な構造が無く、かつ簡易な構成とし、製造コストの高騰も抑えることができると考えられる。しかし、照射範囲の増加に伴って電流を供給するＬＥＤチップの数を増加させた場合、バルブ全体としての発熱量が放熱量を超えてしまい、様々な不具合を生じさせる虞がある。
【０００８】
そこで本発明では、上記問題点を解決し、機械的な動作制御を不要としつつ、照射範囲の調整を可能とし、かつバルブ全体としての発熱量を制御することのできる車両用ＬＥＤバルブユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係る車両用ＬＥＤバルブユニットは、基板に複数のＬＥＤチップを備えた車両用ＬＥＤバルブと、前記ＬＥＤバルブの発光を制御する制御手段とを備えた車両用ＬＥＤバルブユニットであって、各ＬＥＤチップにはそれぞれ、対応する照射領域が定められ、前記制御手段は、照射領域の数と、他の照射領域よりも高い輝度を必要とする照射領域、および総発熱量に基づいて、電流を供給するＬＥＤチップに対する電流値の増減を図ることを特徴とする。
【００１０】
また、上記のような特徴を有する車両用ＬＥＤバルブユニットにおいて前記照射領域は、少なくともハイビーム領域とロービーム領域、および少なくともいずれか一方の領域と照射範囲の一部が重なるサブビーム領域が定められているようにすると良い。このような特徴を有することによれば、一般的な車両の前照灯の切り替えに加え、大枠としてのハイビーム領域や、ロービーム領域に、付加的な投光領域を設けることができ、暗所走行における視認性や安全性を高めることが可能となる。
【００１１】
また、上記のような特徴を有する車両用ＬＥＤバルブユニットにおいて前記制御手段は、車両からの速度情報、照度情報、舵角情報、及び車間情報の少なくとも１つの情報に基づいて、前記電流を供給する前記ＬＥＤチップの選択、及び前記電流値の増減並びに調整を行うようにしても良い。このような特徴を有することによれば、車両の状態情報に応じて自動で前照灯の照射範囲等を変化させることが可能となる。
【００１２】
また、上記のような特徴を有する車両用ＬＥＤバルブユニットにおいて前記制御手段は、車両における前照灯のローと全消灯状態との切替により入力される電圧パターンの変化に基づいて、電流を供給する前記ＬＥＤチップの選択、及び電流値の増減並びに調整を行うようにすることもできる。このような特徴を有することによれば、ハイビーム領域に割り当てられたＬＥＤチップとロービーム領域に割り当てられたＬＥＤチップ以外のＬＥＤチップを任意に切替発光させる場合であっても、車両のコンソールにスイッチやコントローラを増やす必要がない。
【００１３】
さらに、上記のような特徴を有する車両用ＬＥＤバルブユニットにおける前記制御手段には、任意のＬＥＤチップに対する電流値の供給切替を可能なコントローラを接続しても良い。このような特徴を有することによれば、ＬＥＤチップを発光させるパターンの切り替え操作を容易なものとすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
上記のような特徴を有する車両用ＬＥＤバルブユニットによれば、機械的な動作制御を不要としつつ、照射範囲の調整を可能とし、かつバルブ全体としての発熱量を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態に係る車両用ＬＥＤバルブユニットの平面構成を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る車両用ＬＥＤバルブユニットの側面構成を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る車両用ＬＥＤバルブの構成を示す斜視図である。
【図４】第１実施形態に係る車両用ＬＥＤバルブユニットの回路構成を示すブロック図である。
【図５】第２実施形態に係る車両用ＬＥＤバルブユニットの回路構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の車両用ＬＥＤバルブユニットに係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。まず、図１から図３を参照して、第１実施形態に係る車両用ＬＥＤバルブユニットの外観構成について説明する。なお、図面にいて図１は、第１実施形態に係る車両用ＬＥＤバルブユニットの平面構成を示す図である。図２は、同側面構成を示す図である。さらに、図３は、第１実施形態に係る車両用ＬＥＤバルブの構成を示す斜視図である。
【００１７】
［第１実施形態］
本実施形態に係る車両用ＬＥＤバルブユニット（以下、単にＬＥＤバルブユニット１０と称す）は、ＬＥＤバルブ１２と、制御手段２６とを有する。ＬＥＤバルブ１２は、口金１４と、バルブ本体１６、およびバルブ放熱部１８とを有する。口金１４は、図示しない車両のライトユニット（不図示）に対する取付基部となる部位である。バルブ本体１６は、口金１４を基点として、ライトユニットの内部に配置される部位である。バルブ放熱部１８は、口金１４を基点として、ライトユニットの外部に配置される部位である。また、制御手段２６は、バルブ放熱部１８に接続され、バルブ本体１６に備えられたＬＥＤチップ２２（ＬＥＤチップＬｏ２２ａ、ＬＥＤチップＨｉ２２ｂ、ＬＥＤチップＳｕｂ２２ｃ）に対する供給電流の制御、調整を行う部位である。
【００１８】
バルブ本体１６は、少なくとも基板２０と、ＬＥＤチップ２２、およびリフレクタ２４を有する。基板２０は、詳細を後述するＬＥＤチップ２２を任意の位置に配置すると共に、各ＬＥＤチップ２２に電流を供給するための配線パターン（不図示）を構成する役割を担う。また、基板２０を銅やアルミニウム等の熱伝導性に優れた金属で構成した場合には、ＬＥＤチップ２２を発光させた際の熱を放熱するための放熱板としての役割を担う。なお、基板２０を金属により構成する場合、図示しない配線パターンは、基板表面に絶縁層を形成し、この絶縁層を介して構成すれば良い。
【００１９】
ＬＥＤチップ２２の配置パターンは、ライトユニットにおけるリフレクタとの関係にもよるが、本実施形態の場合、大枠として、ロービーム領域のＬＥＤチップ（ＬＥＤチップＬｏ２２ａ）とハイビーム領域のＬＥＤチップ（ＬＥＤチップＨｉ２２ｂ）に分割され、ＬＥＤチップＬｏ２２ａをバルブ本体１６の前寄り、ＬＥＤチップＨｉ２２ｂをバルブ本体１６の後ろ寄りに配置する構成としている。
【００２０】
また、本実施形態に係るＬＥＤバルブ１２におけるロービーム領域は、車検時の光軸検査に合わせた照射範囲を照らす定常領域と、定常領域よりも車両に近い範囲を幅広く照らすフォグ領域（サブビーム領域）とに分けられており、このフォグ領域に配置されているＬＥＤチップ２２をＬＥＤチップＳｕｂ２２ｃとしている。ここで、定常領域をカットオフラインとエルボー点によって定められた照射範囲近傍を明るく照らす領域とした場合、フォグ領域は、カットオフラインより下側の範囲を幅広く照らす領域とすれば良い。なお、カットオフラインよりもさらに下側であって、ロービーム領域と一部が重なった範囲を照らすフォグ領域であれば、照射範囲の幅を広げたとしても、対向車の運転の安全を妨げる虞はない。
【００２１】
バルブ放熱部１８には、バルブ本体１６に備えられた基板２０と電気的に接続された接続端子１８ａが備えられると共に、図示しない放熱ファン等が備えられている。
【００２２】
制御手段２６は、バルブ放熱部１８に備えられた接続端子１８ａを介してカプラー接続されており、バルブ本体１６に備えられた各領域のＬＥＤチップ２２（ＬＥＤチップＬｏ２２ａ、ＬＥＤチップＨｉ２２ｂ、ＬＥＤチップＳｕｂ２２ｃ）に対する供給電流の制御、調整を行う役割を担う。
【００２３】
［回路構成］
次に、図４に示す回路ブロック図を参照して、制御手段の具体的な構成の一例と、ＬＥＤチップに対する電流の供給について説明する。
【００２４】
制御手段２６は、ブリッジ２８と、電源制御回路３０、プロセッサ３２、ＬＥＤ駆動回路３４ａ，３４ｂ、および切替部３６を有する。ブリッジ２８は、車両の前照灯切替制御によって入力されるロービーム電圧ＶｉｎＬと、ハイビーム電圧ＶｉｎＨを所定の電圧に変換する整流手段である。
【００２５】
電源制御回路３０は、詳細を後述するプロセッサ３２の電源を制御するための回路である。ブリッジ２８からの電力供給が遮断されても、プロセッサ３２が数秒間動作するように、プロセッサ３２への電源電圧を保持する役割を担う。具体的には、このような機能を設けることにより、電源制御回路３０への電力供給が遮断された場合でも、数秒間、プロセッサ３２のカウンタ機能やタイマ機能が確保されることとなる。このため、詳細を後述するように、全消灯状態（ＶｉｎＨ、ＶｉｎＬともに入力が無い状態）を含むモード選択動作が成された場合であっても、その判定が可能となる。
【００２６】
プロセッサ３２は、電流を供給する領域（各領域に配置されたＬＥＤチップ２２）を選択すると共に、各領域に配置されたＬＥＤチップ２２に供給する電流値を定めるための要素である。ＬＥＤチップ２２の選択は、ＶｉｎＬと、ＶｉｎＨの入力情報に基づいて成され、ＬＥＤ駆動回路３４ａ，３４ｂと切替部３６とに駆動信号を出力する。ＶｉｎＬとＶｉｎＨの入力情報に基づく駆動信号の選定の一例としては、例えば次のようなもので良い。
【００２７】
まず、プロセッサ３２に対してＶｉｎＬが入力されている場合、プロセッサ３２は、ＬＥＤ駆動回路３４ａに駆動信号を出力する。これによりロービーム領域のチップとして配置されたＬＥＤチップＬｏ２２ａのみが点灯することとなる。
【００２８】
次に、ＶｉｎＨが入力されている場合、プロセッサ３２は、ＬＥＤ駆動回路３４ｂと切替部３６に駆動信号を出力する。この時、切替部３６に出力する駆動信号は、ＬＥＤ駆動回路３４ｂから出力される電流をＬＥＤチップＨｉ２２ｂ側へ流すための切替信号とする。これにより、ハイビーム領域のチップとして配置されたＬＥＤチップＨｉ２２ｂが点灯することとなる。なお、ＶｉｎＨが入力されている場合には、ＬＥＤ駆動回路３４ｂと切替部３６と共に、ＬＥＤ駆動回路３４ａに駆動信号を入力するようにしても良い。この場合には、ＬＥＤチップＨｉ２２ｂよりもＬＥＤチップＬｏ２２ａに供給する電流値が小さくなるように、ＬＥＤ駆動回路３４ｂとＬＥＤ駆動回路３４ａが出力する電圧の値を調整し、発光するＬＥＤチップ２２による総発熱量を抑制するようにすると良い。
【００２９】
さらに、ＶｉｎＬと全消灯状態が交互に複数回、連続的に入力された場合、プロセッサは、ＬＥＤチップＬｏ２２ａとＬＥＤチップＳｕｂ２２ｃに電流を供給するモードの選択であると判定し、ＬＥＤ駆動回路３４ａ，３４ｂと、切替部３６に対して駆動信号を出力する。この時、切替部３６に対して出力する駆動信号は、ＬＥＤ駆動回路３４ｂから出力される電流をＬＥＤチップＳｕｂ２２ｃ側へ流すための切替信号とする。これにより、バルブ本体１６に配置されたＬＥＤチップ２２のうち、ＬＥＤチップＬｏ２２ａとＬＥＤチップＳｕｂ２２ｃが点灯し、ロービーム領域を照らすと共に、フォグ領域も照らすこととなる。
【００３０】
ＬＥＤ駆動回路３４ａ，３４ｂは、ＬＥＤチップ２２に供給する電流値の制御を行う要素である。ＬＥＤチップ２２に供給する電流値は、プロセッサ３２から入力される駆動信号により定められる。ブリッジ２８からＬＥＤ駆動回路３４ａ，３４ｂに入力される電流値は、各ＬＥＤ駆動回路３４ａ，３４ｂに入力される駆動信号に基づいて出力側の電圧の調整が成されることで、駆動信号により定められた値に変換されて出力される。
【００３１】
切替部３６は、電流を供給するＬＥＤチップ２２を配置した領域の切り替えを行う要素である。本実施形態の場合、ハイビーム領域に配置されたＬＥＤチップＨｉ２２ｂと、フォグ領域に配置されたＬＥＤチップＳｕｂ２２ｃとの間での切り替えが成されるようにしている。
【００３２】
［作用、効果］
本実施形態に係るＬＥＤバルブユニット１０では、複数の領域に配置されたＬＥＤチップ２２を同時に点灯させる際、所望する領域の輝度や総発熱量等に基づき、各領域に配置されたＬＥＤチップ２２に供給する電流割合を変化させている。例えばハイビーム領域を主体として照らす場合、ハイビーム領域に配置されたＬＥＤチップＨｉ２２ｂに対する電流割合が７７％（定格電流比）、ロービーム領域に配置されたＬＥＤチップＬｏ２２ａに対する電流割合が１９％（定格電流比）となるように調整することができる。
【００３３】
このような電流割合制御により、ハイビームの照射範囲に十分な輝度を得つつ、車両に近いロービーム領域も明るく照らすことができる。また、一方で、ＬＥＤバルブ１２としての総発熱量を抑えることができる。よって、発熱過多による不具合の発生等を抑制することができる。
【００３４】
［第２実施形態］
次に図５に示すブロック図を参照して、本発明の車両用ＬＥＤバルブユニットに係る第２実施形態について説明する。なお、本実施形態に係るＬＥＤバルブユニット１０Ａの外観構成は、上述した第１実施形態に係るＬＥＤバルブユニット１０と同様であるため、図１から図３に示す外観構成図を援用するものとする。
【００３５】
本実施形態に係るＬＥＤバルブユニット１０Ａは、ＬＥＤチップＨｉ２２ｂとＬＥＤチップＳｕｂ２２ｃとに対する電流供給量を同時かつ独立に制御可能な構成としたことを特徴とする。具体的には、第１実施形態では、ＬＥＤ駆動回路３４ｂとＬＥＤチップＨｉ２２ｂ、ＬＥＤチップＳｕｂ２２ｃとの間に切替部３６を配置し、ＬＥＤチップＨｉ２２ｂとＬＥＤチップ２２ｃの点灯制御を選択的なものとしていた。
【００３６】
これに対して本実施形態では、ＬＥＤチップＨｉ２２ｂとＬＥＤチップＳｕｂ２２ｃに対して、それぞれＬＥＤ駆動回路３４ｂ，３４ｃを接続する構成とした。このような構成とすることで、ＬＥＤチップＨｉ２２ｂとＬＥＤチップＳｕｂ２２ｃは、それぞれ選択的に点灯させることはもちろん、同時に点灯させ、かつ供給する電流値の制御による輝度の調整を行うことも可能となる。
【００３７】
［作用、効果］
よって、ハイビーム領域を主体として照らす場合であっても、例えばＬＥＤチップＨｉ２２ｂに対する電流割合が７７％、ＬＥＤチップＬｏ２２ａに対する電流割合が１９％とした上で、ＬＥＤチップＳｕｂ２２ｃに対する電流割合を７７％とし、ハイビーム領域を明るく照らしつつ、フォグ領域も明るく照らし、車両走行時の安全性を高めることも可能となる。また、このような照射形態を採る場合であっても、各ＬＥＤチップに対する電流値の調整（電流割合の制御）を行うことにより、ＬＥＤバルブ１２としての総発熱量を抑制することができる。
【００３８】
［応用形態］
上記実施形態では、いずれも、ハイビーム領域、ロービーム領域、およびフォグ領域として、ＬＥＤチップ２２の配置領域を定めていた。しかしながら、これらのＬＥＤチップ２２の配置領域は、ライトユニットにおけるリフレクタとの関係によって変化する場合があり、厳密に定められるものではない。また、本発明に係るＬＥＤバルブユニット１０，１０Ａは、例えば、メインの照射領域と、その周囲を照らすサブ領域といったように、照射領域の数を２つとしたり、４つ以上とすることもできる。
【００３９】
さらに、ＬＥＤ駆動回路の数を増やし、各照射領域の中でより詳細に電流値の調整をできるようにしても良い。この場合には、各領域に配置するＬＥＤチップ２２として、白色ＬＥＤと淡黄色ＬＥＤとを混在させ、天候や道路状況に応じて前照灯の色味を変化させることができるようにしても良い。また、発光させるＬＥＤチップ２２の選択により、光軸の調整を行うようにすることもできる。
【００４０】
また、上記実施形態では、ＬＥＤチップＳｕｂ２２ｃを発光させるための駆動信号の出力について、ＶｉｎＬと全消灯状態を交互に連続して複数回入力することで成される旨記載した。しかしながら当然に、制御手段２６に対して、別途コントローラを接続し、ＬＥＤチップＳｕｂ２２ｃを発光させるための駆動信号を入力するようにしても良い。また、この信号については、手動以外の手法、例えば車両からの速度情報をプロセッサ３２に入力し、走行速度に応じて自動で切替発光させるようにしても良い。
【００４１】
また、速度情報以外にも、前走車や対向車の灯火に基づく照度情報や、カーブ等における舵角情報、および車間情報等のうちの少なくとも１つの情報をプロセッサ３２に入力することで、電流を供給するＬＥＤチップ２２の選択、および電流値の制御等を行うようにしても良い。
【符号の説明】
【００４２】
１０，１０Ａ………ＬＥＤバルブユニット、１２………ＬＥＤバルブ、１４………口金、１６………バルブ本体、１８………バルブ放熱部、１８ａ………接続端子、２０………基板、２２………ＬＥＤチップ、２２ａ………ＬＥＤチップＬｏ、２２ｂ………ＬＥＤチップＨｉ、２２ｃ………ＬＥＤチップＳｕｂ、２４………リフレクタ、２６………制御手段、２８………ブリッジ、３０………電源制御回路、３２………プロセッサ、３４ａ，３４ｂ，３４ｃ………ＬＥＤ駆動回路、３６………切替部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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