(57)【要約】【課題】放電灯を自動車の前照灯として使用する際に起動時の過剰な電力注入を回避して、放電灯の寿命低下を防止する。また、放電灯点灯装置の小型・軽量化を可能とする。【解決手段】車両用の放電灯２を装着される灯具１と、前記放電灯２を始動・点灯せしめる放電灯点灯装置３と、前記放電灯２の照射範囲内に光を照射し得るＬＥＤランプ４と、前記放電灯点灯装置３の光出力が不足する時間に前記ＬＥＤランプ４により前記放電灯２の光出力補助を行うように前記ＬＥＤランプ４の光出力を制御するＬＥＤコントローラ５とからなる車両用照明装置とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用の放電灯を装着される灯具と、前記放電灯を始動・点灯せしめる放電灯点灯装置と、前記放電灯の照射範囲内に光を照射し得るＬＥＤランプと、少なくとも前記放電灯点灯装置の光出力が不足する時間に前記ＬＥＤランプにより前記放電灯の光出力補助を行うように前記ＬＥＤランプの光出力を制御するＬＥＤコントローラとからなることを特徴とする車両用照明装置。
【請求項２】
請求項１において、放電灯点灯装置とＬＥＤコントローラは相互に信号を送受する手段を備え、放電灯の点灯開始からの時間に応じて、ＬＥＤコントローラは予め設定されているタイムテーブルにより、ＬＥＤランプの光出力を制御することを特徴とする車両用照明装置。
【請求項３】
請求項１において、ＬＥＤコントローラは放電灯の光出力に応じて前記ＬＥＤランプを調光制御する機能を有することを特徴とする車両用照明装置。
【請求項４】
請求項３において、周囲の明るさを検出する光検出装置を備え、放電灯点灯装置は、光検出装置により検出された信号をもとに周囲の明るさに応じて放電灯の光出力の立ち上げを必要最小限とするように放電灯の光出力を制御する光立ち上げ制御手段を具備することを特徴とする車両用照明装置。
【請求項５】
請求項４において、前記光検出装置により検出された信号をもとに昼・夜の判別を行う昼夜判別手段を備え、放電灯点灯装置は、昼夜判別手段から出力される昼・夜の判別結果に応じて放電灯の光出力の立ち上げを必要最小限とするように放電灯の光出力を制御する光立ち上げ制御手段を具備することを特徴とする車両用照明装置。
【請求項６】
請求項５において、前記昼夜判別手段の判別結果を記憶する情報記憶手段を有し、放電灯点灯装置は、情報記憶手段の出力に応じて放電灯の光出力の立ち上げを必要最小限とするように放電灯の光出力を制御する光立ち上げ制御手段を具備することを特徴とする車両用照明装置。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれかにおいて、光立ち上げ制御手段は、目標出力電力の最大値を可変とする制御を行うことを特徴とする車両用照明装置。
【請求項８】
請求項４〜６のいずれかにおいて、光立ち上げ制御手段は、最大電力投入時間の設定値を可変とする制御を行うことを特徴とする車両用照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用照明装置に関するものであり、特に自動車の前照灯の点灯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
放電灯を自動車の前照灯に使用する場合、放電灯を瞬時点灯及び再始動させなければならないが、瞬時点灯の場合は始動時に高電圧パルスを印加して放電を開始させた後、直ちに定格の６倍程度の電流を流して急速に立ち上げる必要がある。従来の技術、例えば、特開平９−２３２０９１号公報に開示されるような放電灯点灯装置では、放電灯の管電圧に応じて補正制御を行い、光立ち上げのオーバーシュート、アンダーシュートを抑制する手段により放電灯の光立ち上げ特性を確保している。なお、特許文献１は車両に使用する放電灯点灯装置にＬＥＤによる寿命の表示を加えたもので光出力補助の効果は無い。
【特許文献１】特開平６−２８３２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の技術では、管電圧の変化に応じた光立ち上げの制御は可能であるが、自動車の前照灯に使用する際に必要な光立ち上げ特性を確保するためには、図１５に示すように光立ち上げ時に放電灯へ７５Ｗ程度の高電力を供給する必要があり、放電灯点灯装置の大型化を招き、また、過剰な電力の注入による放電灯の寿命低下が考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の車両用照明装置は、上記の課題を解決するために、図１に示すように、車両用の放電灯２を装着される灯具１と、前記放電灯２を始動・点灯せしめる放電灯点灯装置３と、前記放電灯２の照射範囲内に光を照射し得るＬＥＤランプ４と、前記放電灯点灯装置３の光出力が不足する時間に前記ＬＥＤランプ４により前記放電灯２の光出力補助を行うように前記ＬＥＤランプ４の光出力を制御するＬＥＤコントローラ５とからなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、自動車で必要とする光立ち上げ特性を確保するために、放電灯で大電力を必要とする光立ち上げ時をＬＥＤランプにより補助することにより、放電灯点灯装置より出力する電力を低減でき、放電灯点灯装置の小型化、放熱設計の容易化、電子部品の電流・電圧ストレスの低減が図れる。また、放電灯の寿命低下を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１に本発明の車両用照明装置の基本構成例を示す。本発明の車両用照明装置は、所定の配光特性を得るための灯具１と、灯具１に装着される放電灯２と、放電灯２を始動・点灯せしめる放電灯点灯装置３と、放電灯２の照射範囲内に光を照射し得るＬＥＤランプ４と、ＬＥＤランプ４を制御するＬＥＤコントローラ５からなる。
【０００７】
放電灯点灯装置３は、例えば、車載用のバッテリー等の直流電源からの直流電圧を電圧変換するコンバータ回路と、コンバータ回路から出力された直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路と、放電灯起動用の高圧パルスを発生させて放電灯を起動させるイグナイタ回路と、放電灯の管電圧を検出する管電圧検出回路と、放電灯の管電流を検出する管電流検出回路と、検出した管電圧及び管電流に応じてコンバータ回路及びインバータ回路を制御することで放電灯に対する出力を最適に調節する制御回路を備えている。また、ＬＥＤコントローラ５は、車載用のバッテリー等の直流電源からの直流電圧を制御してＬＥＤランプ４に対する出力を制御する制御回路を備えている。
【０００８】
放電灯を自動車のヘッドランプに使用する際はＥＣＥのレギュレーションで規格化されており、その規格には点灯開始から１秒の時点で安定時光量の２５％、４秒の時点で８０％の光を出力する必要があると規格化されている。従来の技術で述べたように、放電灯は定格の光を出力するまでに数秒の時間を要し、また数秒で光出力を立ち上げるためには、始動から数秒間７５Ｗ程度の高電力を放電灯に供給しなければならない。一方、ＬＥＤランプは一般的に知られているように、瞬時に光を出力できる特長を持つ。
【０００９】
そこで、上記の構成において、照明装置の電源“ＯＮ”で放電灯２とＬＥＤランプ４を併用する。図２に本照明装置の動作を示す。図２（ａ），（ｂ）のように放電灯とＬＥＤランプの光出力を制御し、車両用照明装置、例えば、ヘッドランプからは図２（ｃ）のように放電灯とＬＥＤランプの光出力の“和”が出力される。したがって、放電灯の光立ち上げのための最大供給電力は７５Ｗ未満で良い。
【００１０】
本発明によれば、放電灯の短所である始動時の光立ち上げをＬＥＤランプで補助することにより、立ち上げ時の必要光量を放電灯のみで確保する場合と比べて、光立ち上げ時の放電灯への電力供給を低減でき、放電灯点灯装置の小型化、放熱設計の容易化、電子部品の電流・電圧ストレスの低減が図れる。
【実施例１】
【００１１】
図３に実施例１の動作を示す。基本構成は図１と同様で、ＬＥＤコントローラ５はＬＥＤランプ４の調光制御を行う。上記の構成において、ＬＥＤコントローラ５は電圧・電流制御又は点灯個数の変更により、ＬＥＤランプ４からの光出力を制御する。図３（ａ），（ｂ）のように、放電灯とＬＥＤランプの光出力を制御し、図３（ｃ）の光を照明装置より出力する。放電灯の光立ち上げのための最大供給電力は７５Ｗ未満で良い。また、放電灯の安定点灯時にはＬＥＤランプは消灯させることができる。しかも、ＬＥＤランプの光量は点灯開始時から漸減するように制御されるので、ＬＥＤランプ消灯時に運転者に違和感を与えることなく消灯できることにより、安全走行ができる。
【実施例２】
【００１２】
図４に実施例２の動作を示す。基本構成は図１と同様であるが、本実施例では、放電灯点灯装置から点灯開始時間の情報をＬＥＤコントローラへ送り、ＬＥＤコントローラはその情報より予め設定されているタイムテーブルによりＬＥＤランプを点灯制御する。
上記の構成において、点灯開始から１秒時点まではＬＥＤランプの光出力を１００％とし、放電灯の光が立ち上がる点灯開始から１０秒時点までにかけて、徐々にＬＥＤランプの光出力を低下する。
【００１３】
図４（ａ），（ｂ）のように放電灯とＬＥＤランプの光出力を制御し、図４（ｃ）の光を照明装置より出力する。放電灯の光立ち上げのための最大供給電力は７５Ｗ未満で良い。
本実施例によれば、放電灯の光が不足する時間のみをＬＥＤランプにより補助することができ、運転者へ違和感を与えることなく、光制御することができ、安全走行ができる。
【実施例３】
【００１４】
図５に実施例３の動作を示す。基本構成は図１と同様であるが、本実施例では、放電灯点灯装置の放電灯管電圧を検出する管電圧検出回路と、放電灯管電流を検出する管電流検出回路の検出値をＬＥＤコントローラへ入力し、ＬＥＤコントローラは放電灯点灯装置の出力電力の情報を得る。その出力情報より、ＬＥＤコントローラは、ＬＥＤランプの光出力を制御する。これにより、安定点灯時には放電灯の出力を始動期間よりも少し低下させ、それにつれて全体の光量が略一定となるようにＬＥＤランプを点灯させる。
本実施例によれば、安定点灯時の放電灯の出力を低減でき、放電灯の寿命低下を抑制できる。
【実施例４】
【００１５】
図６に実施例４の動作を示す。本実施例は、実施例３の一変形例であり、安定点灯時には放電灯の出力を低下させることなく、光量を追加するようにＬＥＤランプを点灯させる。このように、ＬＥＤランプを追加的に点灯させることにより、夜間に光量が必要なときに、ＬＥＤランプにより光量を上げることができ、安全走行ができる。
【実施例５】
【００１６】
図７に実施例５の構成を示す。基本構成は図１と同様であるが、本実施例では、周囲の明るさを検出する光検出装置６を外部に備えている。放電灯点灯装置３は、放電灯２に高圧パルスを印加して放電灯２を始動させる高圧パルス発生回路３３と、直流電源ＢＴの直流電圧を昇降して放電灯２に供給する電圧／電流を制御する昇降圧コンバータ３１と、昇降圧コンバータ３１から出力される直流電圧を低周波で極性反転させて放電灯に低周波電力を供給するインバータ回路３２と、放電灯２の管電流を検出する管電流検出部３４と、放電灯の管電圧を検出する管電圧検出部３５と、昇降圧コンバータ３１とインバータ回路３２を制御する制御回路３６からなる。
【００１７】
制御回路３６は、周囲の明るさを検出する光検出装置６の出力を受けて、光量制御のための指令を出力する制御手段指令部Ｇと、制御手段指令部Ｇの指令を受けて所定の出力電力を指令する目標電力設定部ＷＸと、目標電力設定部Ｗにより設定された目標電力をランプ電圧検出部３５で検出した電圧で除算し、供給するランプ電流の指令値を決定する目標電流設定部ＷＸ／Ｖｌａ２と、目標電流設定部ＷＸ／Ｖｌａ２にて設定されたランプ電流指令値とランプ電流検出部３４によって検出した実際に流れているランプ電流を比較して誤差を検出し、昇降圧コンバータ３１に信号を送るランプ電流誤差アンプＰ２と、その出力を受けて昇降圧コンバータ３１のスイッチング素子をパルス幅制御する昇降圧コンバータ駆動部Ｐ１と、インバータ回路３２のスイッチング素子を制御するインバータ駆動部Ｌ１とを備えている。インバータ駆動部Ｌ１は、インバータ回路３２を低周波で極性反転動作させるための低周波発生回路と、この低周波発生回路の出力を受けてインバータ回路３２のフルブリッジ構成またはハーフブリッジ構成の各スイッチング素子を駆動するための駆動回路とから構成されている。
【００１８】
上記の構成において、光検出装置６からは図８（ａ）に示す信号が放電灯点灯装置３に入力され、この検出値に応じて、放電灯点灯装置の目標電力設定部ＷＸにより、図８（ｂ）に示すような目標出力電力が定常時の出力として設定される。また、ＬＥＤコントローラ５は光検出装置６からの図８（ａ）に示すような検出値に応じて、図８（ｃ）に示すような光出力となるようにＬＥＤランプ４を制御する。
【００１９】
本実施例によれば、周囲の明るさに応じて、放電灯の定常時の出力制御を行うことができ、放電灯の寿命低下を抑制できる。また、必要光量はＬＥＤランプにより補助するので、安全走行ができる。
【実施例６】
【００２０】
図９に実施例６の動作を示す。基本構成は図７と同様であるが、本実施例では、周囲の明るさを検出する光検出装置６の出力を受けて、光量制御のための指令を出力する制御手段指令部Ｇに所定の閾値αを設定しておいて、昼間点灯と夜間点灯の指令を２値信号として出力する点が特徴である。制御手段指令部Ｇは、周囲の明るさが閾値α以下の場合は夜間と判定し、通常の出力制御を行うように目標電力設定部ＷＸに夜間点灯のための指令信号“１”を出力し、周囲の明るさが閾値α以上の場合は昼間と判定し、通常より出力を低下した出力制御を行うように目標電力設定部ＷＸに昼間点灯のための指令信号“０”を出力するように動作する。
【００２１】
光検出装置６からは図９（ａ）に示す信号が放電灯点灯装置３に入力され、この信号を受けて、制御手段指令部Ｇは予め設定された閾値αと比較し、その比較判別結果に応じて、目標電力設定部ＷＸには、図９（ｂ）に示すような目標出力電力が設定されている。ＬＥＤコントローラ５は、制御手段指令部Ｇの指令信号を受けて図９（ｃ）に示すようにＬＥＤランプ４の光出力を制御する。すなわち、夜間点灯ではＬＥＤランプ４を１００％点灯とし、昼間点灯ではＬＥＤランプ４を調光点灯させる。
【００２２】
本実施例によれば、昼間と夜間に応じた放電灯の定常時の出力制御を行うことができ、放電灯の寿命低下を抑制できる。また、光量を必要としない昼間の点灯時には、消費電力を低減させることができるので、省エネルギーとなる。また、必要光量はＬＥＤランプにより補助するので、安全走行ができる。
【実施例７】
【００２３】
図１０に実施例７の構成を示す。本実施例の構成は図７の実施例５と略同様であるが、本実施例では、光検出装置６より検出された信号を記憶できる情報記憶手段ＩＭを具備する点が異なる。周囲の明るさは、点灯開始時に検出し、昼間点灯か夜間点灯かの判別信号を情報記憶手段ＩＭに保持させておく。これにより、放電灯の始動時および定常時の出力は、情報記憶手段ＩＭに保持された判別信号に基づいて制御される。すなわち、情報記憶手段ＩＭから制御手段指令部Ｇに昼間点灯と夜間点灯の判別信号が入力され、目標電力設定部ＷＸで昼間点灯と夜間点灯の判別信号に基づいてそれぞれの目標電力が設定され、放電灯の出力を制御する。例えば、昼間と判断した場合は、図１１のテーブル１の目標出力電力、夜間と判断した場合は、図１１のテーブル２の目標出力電力に設定し、出力制御を行う。
【００２４】
本実施例によれば、周囲の明るさに応じて放電灯の始動時および定常時の出力制御を行うことができ、放電灯の寿命低下を抑制できる。また、光量を必要としない昼間の点灯時に、消費電力を低減させることができ、省エネルギーとなる。必要光量はＬＥＤランプにより補助するので、安全走行ができる。
【実施例８】
【００２５】
図１２に実施例８の構成を示す。本実施例の構成は図１０の実施例７と略同様であるが、本実施例では、情報記憶手段ＩＭをリセットする手段ＲＳと、時間をカウントするタイマーＴＪを具備する点が異なる。例えば、光検出装置６より検出された信号と、タイマー信号を演算し、一定時間内の光検出信号の変化が規定の値より大きくなった場合にリセット手段ＲＳでは情報記憶手段ＩＭの記憶をリセットし、情報記憶手段ＩＭでは再び周囲の明るさ情報を取得して記憶し、始動時出力または定常時出力を最適制御する。そのとき、ＬＥＤランプにより光出力補助を行う。
本実施例によれば、昼間のトンネル走行時においても最適な出力制御を行うことができ、安全走行ができる。
【実施例９】
【００２６】
実施例９の基本構成は図７と略同様であるが、制御手段指令部Ｇの内部構成を図１３に示す構成とした点が異なる。光束立ち上げ手段として、光検出装置６より検出された信号を演算部７に入力し、その検出信号に応じた最大電力を演算する。その演算結果を目標電力設定部ＷＸに入力し、始動時の光束立ち上げ出力制御を行う。演算部７の演算内容としては、図１４に示すように入力に対してリニアに出力を変化させる手段が考えられる。なお、放電灯の最大電力指令の変化に応じて、ＬＥＤランプにより光出力補助を行う。
本実施例によれば、周囲の明るさに応じて放電灯の始動時の光束立ち上げ出力制御を行うことができ、放電灯の寿命低下を抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は自動車の前照灯（ヘッドランプ）の点灯装置に利用できる。なお、自動二輪車の前照灯の昼間点灯・夜間点灯にも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の車両用照明装置の基本構成例を示す図である。
【図２】本発明の車両用照明装置の基本動作例を示す説明図である。
【図３】本発明の実施例１の動作説明図である。
【図４】本発明の実施例２の動作説明図である。
【図５】本発明の実施例３の動作説明図である。
【図６】本発明の実施例４の動作説明図である。
【図７】本発明の実施例５の構成を示すブロック回路図である。
【図８】本発明の実施例５の動作説明図である。
【図９】本発明の実施例６の動作説明図である。
【図１０】本発明の実施例７の構成を示すブロック回路図である。
【図１１】本発明の実施例７の動作説明図である。
【図１２】本発明の実施例８の構成を示すブロック回路図である。
【図１３】本発明の実施例９の要部構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の実施例９の動作説明図である。
【図１５】従来例の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  灯具
２  放電灯
３  放電灯点灯装置
４  ＬＥＤランプ
５  ＬＥＤコントローラ
【図１】
2005096637.tif 000003
【図２】
2005096637.tif 000004
【図３】
2005096637.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005096637.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005096637.tif 000011
【図１０】
2005096637.tif 000012
【図１１】
2005096637.tif 000013
【図１２】
2005096637.tif 000014
【図１３】
2005096637.tif 000015
【図１４】
2005096637.tif 000016
【図１５】
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