(57)【要約】      （修正有）【課題】各系統のＬＥＤの故障を相互に監視することができる車両用灯具を提供する。【解決手段】車両用灯具は、第１及び第２の光源ユニット１０ａ，１０ｂとを並列的に備える。また、第１の回路部２０ａは、電源電圧から第１の光源ユニット１０ａに電流を供給し、第２の回路２０ｂは、電源電圧から第２の光源ユニット１０ｂに電流を供給する。第１の回路及び第２の回路のそれぞれは、光源ユニットに供給される電流を制御する電流制御部と、光源ユニットの故障を検知する故障検知部と、故障検知部によって故障が検知された場合に電流制御部及び外部回路に異常信号を出力する異常報知部と、外部信号が入力されるとともに入力された外部信号を電流制御部に通知する外部信号通知部と、を有する。そして、第１の回路２０ａ及び第２の回路２０ｂは、一方の回路の異常報知部と他方の回路の外部信号通知部とが相互に接続されている。【選択図】図１
2014156214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つ以上の発光ダイオードを含む第１の光源ユニットと、一つ以上の発光ダイオードを含む第２の光源ユニットとを並列接続した光源部と、
電源電圧を入力電圧として前記第１の光源ユニットに電流を供給する第１の回路と、
前記第１の回路と並列接続され、前記電源電圧を入力電圧として前記第２の光源ユニットに電流を供給する第２の回路と、を有し、
前記第１の回路及び前記第２の回路のそれぞれは、
光源ユニットに供給される電流を制御する電流制御部と、
光源ユニットに含まれる発光ダイオードの故障を検知する故障検知部と、
前記故障検知部によって故障が検知された場合に、前記電流制御部及び外部回路に異常信号を出力する異常報知部と、
外部信号が入力されるとともに、入力された外部信号を前記電流制御部に通知する外部信号通知部と、を有し、
前記第１の回路及び前記第２の回路は、一方の回路の前記異常報知部と他方の回路の前記外部信号通知部とが相互に接続されていることを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記光源部は、前記第１の光源ユニットの負荷電圧と、前記第２の光源ユニットの負荷電圧とに差異を設けることを特徴とする請求項１に記載された車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、発光効率が高い発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を光源として利用する車両用灯具が知られている。近年のＬＥＤは従来のそれと比較して光量も増加してきており、車両用灯具としての性能を満足する上で必要なＬＥＤの個数は減ってきているが、意匠的な観点から多数個のＬＥＤを用いることも多い。
【０００３】
例えば白色ＬＥＤ単体の負荷電圧は３．５Ｖ程度であり、車両用灯具の電源電圧が１３．５Ｖであることを考慮すると、ＬＥＤを多数個用いて灯具を構成する場合には、ＬＥＤを３個までしか直列接続することができない。したがって、４個以上のＬＥＤを用いる場合には、昇圧させて点灯することが考えられるが、係る手法によれば、コストアップが懸念される。
【０００４】
そこで、電源電圧を超える個数のＬＥＤを用いる場合には、別系統の回路を設け、並列構成とすることでこれに対処することが考えられる（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１１１２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
別系統にした場合であっても、すべてのＬＥＤを１光源とみなすことから、ＬＥＤが故障して法規上の配光パターンを満足できない場合には、すべてのＬＥＤを消灯することが要求される。そのため、並列構成とした場合には、ＬＥＤの故障を各系統について相互に監視しなければならない。
【０００７】
本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＬＥＤの故障を各系統で相互に監視することができる車両用灯具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するために、本発明に係る車両用灯具は、一つ以上の発光ダイオードを含む第１の光源ユニットと、一つ以上の発光ダイオードを含む第２の光源ユニットとを並列接続した光源部と、電源電圧から第１の光源ユニットに電流を供給する第１の回路と、第１の回路と並列接続され、電源電圧から第２の光源ユニットに電流を供給する第２の回路と、を有し、第１の回路及び第２の回路のそれぞれは、光源ユニットに供給される電流を制御する電流制御部と、光源ユニットに含まれる発光ダイオードの故障を検知する故障検知部と、故障検知部によって故障が検知された場合に、電流制御部及び外部回路に異常信号を出力する異常報知部と、外部信号が入力されるとともに、入力された外部信号を電流制御部に通知する外部信号通知部と、を有し、第１の回路及び第２の回路は、一方の回路の異常報知部と他方の回路の外部信号通知部とが相互に接続されている。
【０００９】
ここで、本発明において、光源部は、第１の光源ユニットの負荷電圧と、第２の光源ユニットの負荷電圧とに差異を設けることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、一方の回路において生じた異常信号を、他方の回路の外部信号通知部にそれぞれ入力することができる。これにより、個々の回路にて、自己の回路と接続する光源ユニットの故障のみならず、他方の回路と接続する光源ユニットの故障を監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】車両用灯具の構成を模式的に示す説明図
【図２】定電流回路の構成を模式的に示す回路図
【図３】光源ユニットの構成を模式的に示す説明図
【図４】光源部をなすＬＥＤの点灯状態を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態にかかる車両用灯具１の構成を模式的に示す説明図である。例えば、車両用灯具１は、例えば自動車等の車両に用いられるＤＲＬ（Daytime Running Lamp）であり、車両前方に所定の配光パターンを形成する。この車両用灯具１は、光源部１０と、電流供給部２０とを主体に構成されており、車両に搭載されたバッテリを電源（電源電圧Ｖｂａｔ）として電力が供給される。
【００１３】
光源部１０は、第１の光源ユニット１０ａと、第２の光源ユニット１０ｂとで構成されている。第１の光源ユニット１０ａと第２の光源ユニット１０ｂとは、並列接続されており、互いに別系統で電力が供給されるようになっている。
【００１４】
第１の光源ユニット１０ａは、一つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を有し、本実施形態では、３つのＬＥＤを含んでいる。第１の光源ユニット１０ａを構成する３つのＬＥＤは直列接続されている。一方、第２の光源ユニット１０ｂは、一つ以上のＬＥＤを有し、本実施形態では、３つのＬＥＤを含んでいる。第２の光源ユニット１０ｂを構成する３つのＬＥＤは直列接続されている。
【００１５】
電流供給部２０は、光源部１０に電流を供給する機能を担っており、第１の回路２０ａと、第２の回路２０ｂとで構成されている。第１の回路２０ａは、電源電圧Ｖｂａｔを入力電圧ＶＩＮとして第１の光源ユニット１０ａに電流を供給する回路であり、第１の光源ユニット１０ａと対応する系統の電源ラインに設けられ、第１の光源ユニット１０ａと接続している。一方、第２の回路２０ｂは、電源電圧Ｖｂａｔを入力電圧ＶＩＮとして第２の光源ユニット１０ｂに電流を供給する回路であり、第２の光源ユニット１０ｂと対応する系統の電源ラインに設けられ、第２の光源ユニット１０ｂと接続している。第１の回路２０ａ及び第２の回路２０ｂも、第１の光源ユニット１０ａ及び第２の光源ユニット１０ｂと対応して並列接続されている。
【００１６】
第１の回路２０ａ及び第２の回路２０ｂは、例えば定電流回路であり、入力電圧ＶＩＮに応じ、光源ユニット１０ａ，１０ｂに対して一定の電流を供給する。なお、第１の回路２０ａと第２の回路２０ｂとは対応した構成を備えるため、以下、第１の回路２０ａを例示してその構成を説明する。
【００１７】
図２は、第１の回路２０ａである定電流回路の構成を模式的に示す説明図である。第１の回路２０ａは、電流制御部２１と、故障検知部２２と、異常報知部２３と、外部信号通知部２４とで構成されている。
【００１８】
電流制御部２１は、自己と接続する光源ユニット、すなわち、第１の光源ユニット１０ａに供給する電流を制御する。電流制御部２１による電流制御は、第１の光源ユニット１０ａに至る電源ライン上のスイッチをオンオフ制御することにより実行される。
【００１９】
電流制御部２１は、オンオフを切り替えるスイッチとしての電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ：Metal-oxide-semiconductor Field Effect Transistor）Ｑ１のゲートと接続されている。第１の回路２０ａにおいて、入力電圧ＶＩＮが印加される入力端子は、抵抗ＲＳを介してＭＯＳＦＥＴＱ１のソースと接続し、第１の光源ユニット１０ａは、ＭＯＳＦＥＴＱ１のドレインと接続している。また、抵抗ＲＳとＭＯＳＦＥＴＱ１のソースとの間の接続点Ｐ１は、コンパレータＣ１の反転入力端子（−）と接続している。コンパレータＣ１の非反転入力端子（＋）は、基準電圧ＶＲＥＦと接続し、コンパレータＣ１の出力端子は、電流制御部２１と接続している。
【００２０】
電流制御部２１は、コンパレータＣ１の出力に基づいて、抵抗ＲＳにおいて降下した電圧と予め設定された基準電圧ＶＲＥＦとが同じになるようにＭＯＳＦＥＴＱ１のオンオフを制御する。また、電流制御部２１は、異常報知部２３と、外部信号通知部２４とから入力される信号に応じて、ＭＯＳＦＥＴＱ１のオンオフ状態を制御することができる。
【００２１】
故障検知部２２は、自己と接続する光源ユニット、すなわち、第１の光源ユニット１０ａをなす各ＬＥＤの故障を検知する機能を担っている。故障検知部２２は、オープン故障を検出するコンパレータＣ２と、ショート故障を検出するコンパレータＣ３とで構成されている。
【００２２】
コンパレータＣ２は、ＭＯＳＦＥＴＱ１のドレインと第１の光源ユニット１０ａとの接続点Ｐ２を非反転入力端子（＋）と接続するとともに、入力電圧ＶＩＮを反転入力端子（−）と接続する。このコンパレータＣ２は、通常、例えばＬｏｗレベルの信号を出力する。第１の光源ユニット１０ａをなす３つのＬＥＤのうちいずれかのＬＥＤにオープン故障が生じた場合、非反転入力が反転入力と同レベルとなるため、コンパレータＣ２は、Ｈｉｇｈレベルの信号を出力する。このコンパレータＣ２のＨｉｇｈレベルの信号出力により、オープン故障を検知することができる。
【００２３】
なお、電流制御部２１には、コンパレータＣ２の出力又はコンパレータＣ３の出力が入力されることで、異常信号の原因となる故障が、オープン故障であるかそれともショート故障であるのかを識別する判断部を設けてもよい。
【００２４】
コンパレータＣ３は、ＭＯＳＦＥＴＱ１のドレインと第１の光源ユニット１０ａとの接続点Ｐ２を反転入力端子（−）と接続するとともに、グランドを非反転入力端子（＋）と接続する。このコンパレータＣ３は、通常、例えばＬｏｗレベルの信号を出力する。第１の光源ユニット１０ａをなす３つのＬＥＤのうちいずれかのＬＥＤにショート故障が生じた場合、非反転入力と反転入力とが同レベルとなるため、コンパレータＣ３は、Ｈｉｇｈレベルの信号を出力する。このコンパレータＣ３のＨｉｇｈレベルの信号出力により、ショート故障を検知することができる。
【００２５】
異常報知部２３は、故障検知部２２によって故障が検知された場合に、電流制御部２１及び外部回路である第２の回路２０ｂに異常信号を出力する。異常報知部２３は、ＯＲゲートＬＣと、トランジスタＱ３とで構成されている。
【００２６】
ＯＲゲートＬＣは、コンパレータＣ２の出力及びコンパレータＣ３の出力がそれぞれ入力される。このＯＲゲートＬＣは、入力の一方又は両方がＨｉｇｈのとき、Ｈｉｇｈレベルの信号を出力する。Ｈｉｇｈレベルの信号は、故障検知部２２により故障が検出された場合に出力する異常信号に相当する。これに対して、ＯＲゲートＬＣは、入力の両方がＬｏｗのとき、Ｌｏｗレベルの信号を出力する。
【００２７】
ＯＲゲートＬＣの出力信号は、電流制御部２１及びトランジスタＱ３に出力される。
【００２８】
トランジスタＱ３は、外部回路である第２の回路２０ｂに異常信号を出力する機能を担っている。具体的には、トランジスタＱ３のベースは、ＯＲゲートＬＣの出力端子と接続している。また、トランジスタＱ３のエミッタは、グランドと接続し、そのコレクタは、信号出力端子ＳＴＡＴＵＳと接続している。この信号出力端子ＳＴＡＴＵＳは、図１に示すように、バッテリと第１の回路２０ａの入力端子との間の接続点Ｐ３と接続されている。
【００２９】
外部信号通知部２４は、信号入力端子ＥＸＩＮを通じて、外部回路である第２の回路２０ｂから外部信号である異常信号が入力される。また、外部信号通知部２４は、入力された異常信号を電流制御部２１に通知する。信号入力端子ＥＸＩＮは、図１に示すように、バッテリと第１の回路２０ａの入力端子との間の接続点Ｐ４と接続されている。
【００３０】
具体的には、外部信号通知部２４は、トランジスタＱ２を主体として構成されている。トランジスタＱ２のベースは、信号入力端子ＥＸＩＮと接続している。また、トランジスタＱ２のエミッタは、グランドと接続し、そのコレクタは、入力電圧ＶＣと接続している。また、入力電圧ＶＣとトランジスタＱ２のコレクタとの接続点Ｐ５は電流制御部２１と接続している。
【００３１】
また、図１に示すように、第１の回路２０ａの信号入力端子ＥＸＩＮは、第２の回路２０ｂの信号出力端子ＳＴＡＴＵＳと接続している。具体的には、接続点Ｐ４と第１の回路２０ａの信号入力端子ＥＸＩＮとの間の接続点が、第２の回路２０ｂの信号出力端子ＳＴＡＴＵＳと接続している。同様に、第１の回路２０ａの信号出力端子ＳＴＡＴＵＳは、第２の回路２０ｂの信号入力端子ＥＸＩＮと接続している。具体的には、接続点Ｐ３と第１の回路２０ａの信号入力端子ＥＸＩＮとの間の接続点が、第２の回路２０ｂの信号入力端子ＥＸＩＮと接続している。これにより、第１の回路２０ａ及び第２の回路２０ｂは、一方の回路の異常報知部２３と他方の回路の外部信号通知部２４とが相互に接続されている。
【００３２】
このような構成の車両用灯具１において、第１の光源ユニット１０ａをなすＬＥＤが故障したとする。この場合、第１の回路２０ａにおいて、故障検知部２２によって故障が検知され、コンパレータＣ２，Ｃ３の一方からＨｉｇｈレベルの信号が、ＯＲゲートＬＣに出力される。そして、ＯＲゲートＬＣは、異常信号としてＨｉｇｈレベルの信号を、電流制御部２１及びトランジスタＱ３にそれぞれ出力する。
【００３３】
第１の回路２０ａにおいて、電流制御部２１は、異常信号の入力をトリガーとして、ＭＯＳＦＥＴＱ１を制御する。例えば、電流制御部２１は、ＭＯＳＦＥＴＱ１をオンからオフに切り替え、これにより、第１の光源ユニット１０ａを強制的に消灯する。あるいは、オープン故障であるかそれともショート故障であるのかを識別する判断部を備えている構成において、電流制御部２１は、異常信号の原因となった故障がオープン故障である場合には、ＭＯＳＦＥＴＱ１をオンのまま保持する。オープン故障の場合には、故障となったＬＥＤを含む光源ユニット１０ａが消灯するため、ＭＯＳＦＥＴＱ１をオフに切り換えることを要さないからである。一方、電流制御部２１は、異常信号の原因となった故障がショート故障である場合には、ＭＯＳＦＥＴＱ１をオンからオフに切り替え、これにより、第１の光源ユニット１０ａを強制的に消灯する。
【００３４】
また、第１の回路２０ａにおいて、トランジスタＱ３に異常信号が入力されると、当該トランジスタＱ３がオフからオンに切り替わる。トランジスタＱ３がオンになると、第２の回路２０ｂの信号入力端子ＥＸＩＮには、電源電圧Ｖｂａｔを抵抗により降圧して得られる外部信号が入力される。この外部信号は、第１の回路２０ａの異常報知部２３が、第２の回路の外部信号通知部２４に対して出力する異常信号として機能する。
【００３５】
第２の回路２０ｂにおいて、信号入力端子ＥＸＩＮに異常信号が入力されると、トランジスタＱ２がオフからオンに切り替わる。トランジスタＱ２がオンになると、電流制御部２１には、入力電圧ＶＣに応じた外部信号が入力される。この外部信号は、第２の回路２０ｂの外部信号通知部２４が電流制御部２１に対して出力する異常信号として機能する。電流制御部２１は、異常信号の入力をトリガーとしてＭＯＳＦＥＴＱ１をオンからオフに切り替え、これにより、第２の光源ユニット１０ｂを強制的に消灯する。
【００３６】
このように本実施形態において、第１の光源ユニット１０ａと接続する第１の回路２０ａ及び第２の光源ユニット１０ｂと接続する第２の回路２０ｂは、一方の回路の異常報知部２３と他方の回路の外部信号通知部２４とが相互に接続されて構成されている。
【００３７】
かかる構成によれば、一方の回路２０ａ，２０ｂにおいて生じた異常信号を、他方の回路２０ａ，２０ｂの外部信号通知部２４（信号入力端子ＥＸＩＮ）にそれぞれ入力することができる。これにより、個々の回路２０ａ，２０ｂにて、自己の回路２０ａ，２０ｂにつながる光源ユニット１０ａ，１０ｂの故障を監視するのみならず、他方の回路２０ａ，２０ｂにつながる光源ユニット１０ａ，１０ｂの故障を監視することができる。これにより、いずれかの光源ユニット１０ａ，１０ｂで故障が生じた場合には、一つの光源部１０をなす個々の光源ユニット１０ａ，１０ｂをすべて消灯することができる。
【００３８】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態に係る車両用灯具１について説明する。この第２の実施形態に係る車両用灯具１が第１の実施形態のそれと相違する点は、個々の光源ユニット１０ａ，１０ｂの負荷電圧に相違を持たせることにある。以下、第１の実施形態と重複する点については説明を省略することとし、相違点を中心に説明する。なお、本実施形態に示す手法は、電流制御部２１が、オープン故障であるかそれともショート故障であるのかを識別する判断部を備えている構成において好適である。
【００３９】
例えば、第２の回路２０ｂと接続する第２の光源ユニット１０ｂがオープン故障したとする。この場合、第２の回路２０ｂのトランジスタＱ３がオンすることで、第１の回路２０ａのトランジスタＱ２がオンする。第１の回路２０ａでは、トランジスタＱ２のオンに対応して電流制御部２１がＭＯＳＦＥＴＱ１をオフすることで、第１の光源ユニット１０ａを消灯することができる。
【００４０】
しかしながら、通常、電源電圧Ｖｂａｔは１０Ｖから１６Ｖの範囲にあるが、エンジン始動時等のように電気的負荷が急激に増大するシーンでは、電源電圧Ｖｂａｔが瞬時的に低下することがある。この際、回路２０ａ，２０ｂの入力電圧ＶＩＮと、負荷電圧とが同じレベルになってしまい、故障検知部２２がオープン故障を誤検知してしまう可能性がある。この場合、異常報知部２３から異常信号が出力されてしまい、結果として、他方の回路２０ａ，２０ｂが光源ユニット１０ａ，１０ｂを消灯してしまうこととなる。
【００４１】
二系統の負荷、すなわち、第１の光源ユニット１０ａ及び第２の光源ユニット１０ｂの負荷が同等である場合には、各ＬＥＤの負荷電圧のばらつきや故障検知の閾値のばらつきにより、どちらの光源ユニット１０ａ及び１０ｂが消灯するかは分からない。
【００４２】
そこで、各系統の光源ユニット１０ａ,１０ｂの負荷電圧に差を意識的につけることで、消灯する光源ユニット１０ａ，１０ｂを特定することができる。光源ユニット１０ａ，１０ｂの負荷電圧に差をつける手法としては、以下に示す方法が考えられる。
【００４３】
第１の手法としては、基準となる光源ユニットを設定し、他方の光源ユニットを構成するＬＥＤの個数を基準となる光源ユニットのそれよりも少なくすることである。例えば、図３（ａ），（ｂ）に示すように、基準となる光源ユニットを第１の光源ユニット１０ａとする場合、第２の光源ユニット１０ｂを構成するＬＥＤの個数を２個とするといった如くである。
【００４４】
これにより、第２の光源ユニット１０ｂは、基準となる第１の光源ユニット１０ａよりも負荷電圧が低くなる。そのため、電源電圧Ｖｂａｔの低下時には、第２の光源ユニット１０ｂが消灯することとなる。
【００４５】
第２の手法としては、基準となる光源ユニットを設定し、他方の光源ユニットを構成するＬＥＤの個数を基準となる光源ユニットのそれと同じにしつつ、抵抗等を設けることで電圧を消費させることとである。例えば、図３（ａ），（ｃ）に示すように、基準となる光源ユニットを第１の光源ユニット１０ａとする場合、第２の光源ユニット１０ｂを構成するＬＥＤの個数を３個としつつ、抵抗を直列に設けるといった如くである。
【００４６】
これにより、第２の光源ユニット１０ｂは、基準となる第１の光源ユニット１０ａよりも負荷電圧が高くなる。そのため、電源電圧Ｖｂａｔの低下時には、第２の光源ユニット１０ｂが点灯を維持することとなる。
【００４７】
かかる構成によれば、消灯する光源ユニット１０ａ，１０ｂを特定することができる。これにより、図４に示すように、通常時には、すべてのＬＥＤが点灯しつつ（（ａ）参照）、電源電圧Ｖｂａｔが低下した場合にも、消灯するＬＥＤを特定することができる（（ｂ）参照）。これにより、見栄えを考慮した、ＬＥＤ配置を行うことができる。
【００４８】
以上、本発明の実施形態にかかる車両用灯具について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その発明の範囲内において種々の変形が可能であることはいうまでもない。また、ＤＲＬ以外にも、ターンランプ、コーナリングランプ等といった種々の車両用灯具に本発明を適用することができる。
【００４９】
また、上述した実施形態では、２つの光源ユニットを例示したが、３つ以上の光源ユニットを備える場合であってもよい。この場合、個々の光源ユニットに対応して回路がそれぞれ接続され、各回路毎に、一の回路の異常報知部と、残余の回路の外部信号通知部とが相互に接続されることとなる。
【符号の説明】
【００５０】
１    車両用灯具
１０    光源部
１０ａ  第１の光源ユニット
１０ｂ  第２の光源ユニット
２０    電流供給部
２０ａ  第１の回路
２０ｂ  第２の回路
２１    電流制御部
Ｐ１    接続点
Ｃ１    コンパレータ
Ｑ１    ＭＯＳＦＥＴ
２２    故障検知部
Ｐ２    接続点
Ｃ２    コンパレータ
Ｃ３    コンパレータ
２３    異常報知部
ＬＣ    ＯＲゲート
Ｑ３    トランジスタ
２４    外部信号通知部
Ｑ２    トランジスタ
Ｐ５    接続点
Ｐ３    接続点
Ｐ４    接続点
【図１】
2014156214.tif 000003
【図２】
2014156214.tif 000004
【図３】
2014156214.tif 000005
【図４】
2014156214.tif 000006