JP5201447B2

JP5201447B2 - 車両用灯具

Info

Publication number: JP5201447B2
Application number: JP2008046112A
Authority: JP
Inventors: 靖史野寄
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-02-27
Filing date: 2008-02-27
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2028-02-27
Also published as: EP2096899A2; US20090212706A1; EP2096899A3; EP2096899B1; US8188667B2; JP2009202704A

Description

本発明は、自動車用の前照灯に適用され、特に光源としてＬＥＤを用いた前照灯に好適である車両用灯具に関する。

従来、光源部と光源断線検出、減光機能を含む点灯装置からなる発光装置では、外部制御装置より減光指示信号（パルス信号等）が出力されると、点灯装置が光源部への出力電流を減少させることで減光させている。さらに、外部制御装置より減光指示信号が出力されていない場合は、通常点灯を継続することが一般的になされている。

この種の技術について、例えば特許文献１では、ストップランプ・スイッチ信号とテールランプ・スイッチ信号が入力されるコントローラを備え、バルブ断線故障時には、制御装置が、他のバルブの輝度を調節する信号を送出すると共に、多重信号ラインを介して表示・警告手段へ故障信号を送出する車両用灯火制御装置が開示されている。

特開平１１−２９１８１５号公報

しかしながら、上記減光システムの場合には、通常点灯時には外部制御装置から減光指示信号が出力されない。従って、減光指示信号が通常点灯（信号無し）なのか異常（断線や天絡、地絡等）なのか判別することができず、減光指示信号に係る信号線の故障検知ができない。特に、特許文献１に開示された技術では、各種スイッチの異常時には、コントローラは該異常を検出することができず、従って異常の対処も行われない。

そこで、本発明は、減光指示信号に係る信号線の断線、天絡、地絡等の故障、更には光源の故障等を検知することを課題とする。

本発明の一の観点による車両用灯具は、光源と、前記光源を駆動するもので、外部制御装置から前記光源の明るさを指示する調光指示信号を受ける指示信号検出部と、該調光指示信号に従って前記光源の調光状態を制御する制御部と、前記光源の点灯が正常あるいは異常である旨を示す点灯状態信号を前記外部制御装置へ向けて送出する点灯状態信号発生部とを有する点灯装置とを備え、前記調光指示信号は、通常点灯あるいは減光点灯を指示し、前記制御部は、前記光源を該通常点灯あるいは減光点灯させるよう制御し、前記点灯状態信号発生部は、前記点灯状態信号として、前記光源の正常時においては、通常点灯時に第１の周波数信号を送出し、減光点灯時に第２の周波数信号を送出し、前記光源の断線時においては前記周波数信号の送出を停止する。

従って、減光指示信号、点灯状態指示信号により、減光指示信号に係る信号線の断線や天絡、地絡等の故障、更には光源の故障等が検知される。

この一の観点において、前記調光指示信号は、通常点灯あるいは減光点灯を指示し、前記制御部は、前記光源を該通常点灯あるいは減光点灯させるよう制御する。

さらに、前記点灯状態信号発生部は、前記点灯状態信号として、前記光源の正常時においては、通常点灯時に第１の周波数信号を送出し、減光時に第２の周波数信号を送出し、前記光源の断線時においては前記周波数信号の送出を停止する。

また、この一の観点において、前記指示信号検出部は、少なくともＣＲ微分回路を有することとしてもよい。そして、前記点灯状態信号発生部は、少なくとも差動増幅器を用いたＲＣ発信回路を有することとしてもよい。

請求項１の発明によれば、減光指示信号に係る信号線の断線、天絡、地絡等の故障、更には光源の故障等を検知する車両用灯具を提供することができる。

さらに、１本の減光指示信号用の配線により、光源の通常点灯あるいは減光点灯の状態を示す信号を送出することが可能となる。

さらに、１本の点灯状態信号用の配線により、光源の通常点灯あるいは減光点灯の状態を示す信号を送出することが可能となる。

請求項４の発明によれば、ＣＲ微分回路を採用することで回路構成が簡略化される。

請求項２の発明によれば、差動増幅器を用いたＲＣ発信回路を採用することで回路構成が簡略化される。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態（以下、単に実施の形態と称する）について詳細に説明する。

図１には本発明の一実施の形態に係る車両用灯具の構成を示し説明する。

この図１に示されるように、車両用灯具は、点灯装置１と光源２を備える。点灯装置１は更に減光指示信号検出部１ａと制御部１ｂ、点灯状態信号出力部１ｃを備え、外部制御装置３と通信自在となっている。外部制御装置３は、少なくとも減光指示信号に係る信号線と点灯状態信号に係る信号線とを介して、点灯装置１と通信自在に接続されている。この外部制御装置３は、減光指示信号出力部３ａと点灯状態信号検出部３ｂとを備える。

尚、請求項記載の指示信号検出部とは例えば減光指示信号検出部１ａに相当し、調光指示信号とは例えば減光指示信号を含む広い概念である。また、請求項記載の点灯状態信号発生部とは、例えば点灯状態信号出力部１ｃに相当するものである。

このような構成において、減光時には、点灯装置１が制御部１ｂの制御に基づき点灯状態信号のパルス周期を変化させ、パルスＢを点灯状態信号出力部１ｃより外部制御装置３に出力する。外部制御装置３は、この点灯状態信号に基づいて減光指示信号に係る信号線の故障を検出する。即ち、減光指示信号に係る信号線が故障している場合には、外部制御装置３が減光指示信号出力部３ａを介して減光指示信号を点灯装置１に出力しているにも関わらず、該点灯装置１は減光指示信号検出部１ａにて減光指示信号を検出できない。従って、点灯装置１の制御部１ｂは、点灯状態信号出力部１ｃから出力する点灯状態信号のパルス周期を変化させない（即ち、パルスＡのまま）。

つまり、本来であれば、制御部１ｂが減光時のパルス周期に変更すべきところ、正常時のパルス周期のパルスＡを継続して出力するので、外部制御装置３は減光指示信号に係る信号線が故障していると判断することが可能となる。

また、光源２の断線時はパルス出力を停止する為、減光指示信号に係る信号線の故障と光源２の断線との区別も可能となる。即ち、減光時には、外部制御装置３が減光指示信号出力部３ａを介して減光指示信号を点灯装置１に出力する。点灯装置１は、減光指示信号検出部１ａにおいて減光指示信号を検出し、点灯状態信号出力部１ｃから出力する点灯状態信号のパルス周期を変更して、減光時のパルスＢを出力する。

これに対して、光源２の断線時には、この点灯状態信号の出力を停止する。

従って、外部制御装置３は点灯状態信号の出力の有無により、減光指示信号に係る信号線の故障と光源２の断線とを正確に区別することができるのである。

尚、請求項記載の第１の周波数信号は例えばパルスＡに相当し、第２の周波数信号とは例えばパルスＢに相当する。但し、これには限定されない。

ここで、図２の判定テーブル、及び図３のタイムチャートを参照して、外部制御装置３から送出される調光指示信号の一態様である減光指示信号に基づく点灯装置１の制御部１ｂによる判定、並びに判定結果に基づく点灯状態信号の変更について説明する。

（１）正常時
（ａ）通常時
通常時は、外部制御装置３の減光指示信号出力部３ａより減光指示信号は出力されないので点灯装置１の減光指示信号検出部１ａが該減光指示信号を検出することはない。この場合、光源２は制御部１ｂの制御の下、通常点灯を実施する。さらに、制御部１ｂは点灯状態信号出力部１ｃより点灯状態信号としてパルスＡを出力する（図３中、期間Ａ）。

（ｂ）減光時
一方、減光時には、外部制御装置３の減光指示信号出力部３ａより減光指示信号が出力されるので点灯装置１の減光指示信号検出部１ａは該減光指示信号を検出する。この場合、光源２は制御部１ｂの制御の下、減光点灯を実施する。さらに、制御部１ｂは点灯状態信号出力部１ｃよりパルス周期を通常時のパルスＡより変更したパルスＢを点灯状態信号として点灯状態信号出力部１ｃより出力する（図３中、期間Ｂ）。

（２）異常時
（ａ）減光信号に係る信号線が断線
減光時には、外部制御装置３の減光指示信号出力部３ａより減光指示信号が出力されるが、減光信号に係る信号線が断線している場合には、点灯装置１の減光指示信号検出部１ａは該減光指示信号を検出できない。従って、この場合には、光源２は制御部１ｂの制御の下、通常点灯を引き続き実施することになる。さらに、制御部１ｂは点灯状態信号出力部１ｃよりパルスＡを点灯状態信号として出力する。本来であれば、減光時はパルスＢが出力されるところ、パルスＡが出力されるので、外部制御装置３は、減光指示信号に係る信号線の断線であると検出することができるのである（図３中、期間Ｅ）。

（ｂ）減光信号に係る信号線が天絡
減光時には、外部制御装置３の減光指示信号出力部３ａより減光指示信号が出力されるが、減光信号に係る信号線が天絡している場合には点灯装置１の減光指示信号検出部１ａはパルスではなくハイレベルの信号を検出する。従って、この場合、光源２は制御部１ｂの制御の下、通常点灯を引き続き実施することになる。さらに、制御部１ｂは点灯状態信号出力部１ｃよりパルスＡを点灯状態信号として出力する。本来であれば、減光時はパルスＢが出力されるところ、パルスＡが出力されるので、外部制御装置３は、減光指示信号に係る信号線の断線であると検出することができるのである（図３中、期間Ｃ）。

（ｃ）減光信号に係る信号線が地絡
減光時には、外部制御装置３の減光指示信号出力部３ａより減光指示信号が出力されるが、減光信号に係る信号線が地絡している場合には点灯装置１の減光指示信号検出部１ａはパルスではなくローレベル信号を検出する。従って、この場合、光源２は制御部１ｂの制御の下、通常点灯を引き続き実施することになる。さらに、制御部１ｂは点灯状態信号出力部１ｃよりパルスＡを点灯状態信号として出力する。本来であれば、減光時はパルスＢが出力されるところ、パルスＡが出力されるので、外部制御装置３は、減光指示信号に係る信号線の断線であると検出することができるのである（図３中、期間Ｄ）。

（ｄ）光源故障
光源の故障時には、減光指示信号の出力の有無を問わず、点灯装置１の制御部１ｂが点灯状態信号出力部１ｃからの点灯状態信号の出力を停止する。従って、外部制御装置３は、通常点灯時、減光点灯時には必ず送信されるはずの点灯状態信号を受信できなくなることから、光源異常であることを検出することができるのである（図３中、期間Ｆ）。

次に図４には本発明の第１の実施の形態に係る車両用灯具の特徴部分である減光指示信号検出部と点灯状態信号出力部の構成を更に詳細に説明する。

減光指示信号検出部１ａは、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ１、ＰＮＰトランジスタＳＷ１を含む入力回路と、抵抗Ｒ２とコンデンサＣ１、抵抗Ｒ３、ＮＰＮトランジスタＳＷ２を含む微分回路（ＣＲ微分回路）と、抵抗Ｒ４とコンデンサＣ２を含む出力回路を備える。

入力回路については、ダイオードＤ１のカソード側は入力端子に接続されており、該入力端子にオフセットが生じても、該入力端子に印加されるクロックのレベルに応じてＰＮＰトランジスタＳＷ１がオン／オフ動作するように構成されている。

このような構成において、入力端子より減光指示信号（図５（ａ）参照）が入力されてＰＮＰトランジスタＳＷ１がオンすると、該ＰＮＰトランジスタＳＷ１の立ち上がりに同期して、クロックが微分回路により微分される（図５（ｂ）参照）。

即ち、コンデンサＣ１は、抵抗Ｒ３とから定まる時定数により充電され、このコンデンサＣ１に充電された電荷は抵抗Ｒ２を介して放電される。この充放電に係る時定数は、クロックの周期よりも短い時間に設定されているので、ＮＰＮトランジスタＳＷ２は、クロックの微分出力（図５（ｂ）参照）に基づいて短時間でオンする。

こうして、ＮＰＮトランジスタＳＷ２がオンすると、抵抗Ｒ４を介してコンデンサＣ２が充電される。そして、抵抗Ｒ４の端子電圧（図４（ｃ）参照）が所定値を超えると、出力回路の抵抗Ｒ４とコンデンサＣ２の出力端より減光指示信号の検出信号が点灯状態信号出力部１ｃに送出されることになる。この検出信号は、制御部１ｂにも送出される。制御部１ｂは、この検出信号を受けると、光源２を減光させるように制御する。

一方、図４に示されるように、点灯状態信号出力部１ｃは、抵抗Ｒ５とＮＰＮトランジスタＳＷ３からなる入力回路と、抵抗Ｒ６とＮＰＮトランジスタＳＷ４からなる異常検出回路と、抵抗Ｒ７〜Ｒ１０、コンデンサＣ３，Ｃ４、差動増幅器ＯＰ１からなるＲＣ発振回路と、抵抗Ｒ１１、ＮＰＮトランジスタＳＷ５からなる出力回路を備えている。

この差動増幅器ＯＰ１の出力端子から非反転入力端子に対し、抵抗Ｒ９を介して出力電圧がフィードバックされている。

このような構成において、通常点灯時には、ＮＰＮトランジスタＳＷ４はオフ状態となっている。コンデンサＣ４が充電されていない状態では、抵抗Ｒ７，Ｒ８により分圧された電圧が差動増幅器ＯＰ１の非反転入力端子に入力され、コンデンサＣ４は抵抗Ｒ１０を経て、充電され、その端子電圧は次第に上昇する。

やがて、この端子電圧が上記非反転入力端子の電圧をわずかに超えると、差動増幅器ＯＰ１の出力は反転する。そして、今度は、コンデンサＣ４が放電されるのでその端子電圧は次第に低下し、やがて該端子電圧が非反転入力端子の電圧をわずかに下回ると、再び差動増幅器ＯＰ１の出力は反転する。これが繰り返され、自動的に発振が継続される。

そして、差動増幅器ＯＰ１の出力は抵抗Ｒ１１を介してＮＰＮトランジスタＳＷ５のベースに付与される。そして、出力回路は、出力段がＮＰＮトランジスタＳＷ５が１個でコレクタが未接続のまま出力になっている所謂オープンコレクタ形式となっているので、該コレクタより点灯状態信号が出力されることになる。

一方、減光時には、減光指示信号検出部１ａより、検出信号が入力回路に付与され、ＮＰＮトランジスタＳＷ３がオン状態となるので、コンデンサＣ３に対しても充放電がなされる。発信周波数はコンデンサＣ３，Ｃ４の静電容量により定められるところ、コンデンサＣ４に加えてコンデンサＣ３に対しても充放電がなされるので、出力される点灯状態信号のパルス周期が変更される。例えば、コンデンサＣ３の静電容量を０．１[ｍｆ]、コンデンサＣ４の静電容量を１．０[ｍｆ]とした場合、両者の関係から、通常点灯時は発振周波数が５Ｈｚ、減光時は０．５[Ｈｚ]となるが、これに限定されるものではない。

光源２の異常時には、制御部１ｂより制御信号が異常検出回路に送出される。

この制御信号は抵抗Ｒ６を介してＮＰＮトランスタＳＷ４のベースに付与され、該ＮＰＮトランジスタＳＷ４がオン状態となる。これにより、コンデンサＣ３，Ｃ４の電荷がＮＰＮトランジスタＳＷ４を介して放電されるので、点灯状態信号出力部１ｃによる点灯状態信号の出力が停止される。

以上説明したように、本発明の一実施の形態によれば、減光指示信号用の配線の故障（断線、天絡、地絡）を適切に検知することができる車両用灯具が提供される。

即ち、減光時に点灯装置が点灯状態信号のパルス周期を変化させ、外部制御装置が減光指示信号の故障を判断する。減光指示信号用の配線が故障している場合、外部制御装置が減光指示信号を出力しているにも関わらず、点灯装置は減光指示信号を検出できず、点灯状態信号の周期を変化させないため、外部制御装置は減光指示信号用の配線が故障していると判断することが可能となるのである。さらに、光源断線時は、パルス出力を停止することから、減光指示信号用の配線の故障、光源断線の区別も可能となる。

以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなくその趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良・変更が可能であることは勿論である。

本発明の一実施の形態に係る車両用灯具の構成図。減光指示信号、点灯状態信号に基づく正常／異常の判定に用いるテーブルを示す図。減光指示信号、点灯状態信号に基づく正常／異常の判定に係るタイミングチャート。本発明の一実施の形態に係る車両用灯具の減光信号検出部、点灯状態信号出力部の詳細な構成を示す図。減光信号検出部の各部の出力信号の様子を示す図。

符号の説明

１…点灯装置、１ａ…減光指示信号検出部、１ｂ…制御部、１ｃ…点灯状態信号出力部、２…光源、３…外部制御装置、３ａ…減光指示信号出力部、３ｃ…点灯状態信号検出部

Claims

光源と、
前記光源を駆動するもので、外部制御装置から前記光源の明るさを指示する調光指示信号を受ける指示信号検出部と、該調光指示信号に従って前記光源の調光状態を制御する制御部と、前記光源の点灯が正常あるいは異常である旨を示す点灯状態信号を前記外部制御装置へ向けて送出する点灯状態信号発生部とを有する点灯装置とを備え、
前記調光指示信号は、通常点灯あるいは減光点灯を指示し、
前記制御部は、前記光源を該通常点灯あるいは減光点灯させるよう制御し、
前記点灯状態信号発生部は、前記点灯状態信号として、前記光源の正常時においては、通常点灯時に第１の周波数信号を送出し、減光点灯時に第２の周波数信号を送出し、前記光源の断線時においては前記周波数信号の送出を停止する
ことを特徴とする車両用灯具。
前記点灯状態信号発生部は、少なくとも差動増幅器を用いたＲＣ発振回路を有し、
前記第１の周波数信号及び第２の周波数信号のうち、
一方は、第１コンデンサの静電容量と抵抗とのＲＣ発振回路により充電と放電を繰り返して規定され、
他方は、前記一方の状態時の周波数より小さい周波数になるよう、第１コンデンサと第２コンデンサを合算した静電容量と抵抗とのＲＣ発振回路により充電と放電を繰り返して規定される
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
通常点灯時に、第１コンデンサの静電容量と抵抗とのＲＣ発振回路により充電と放電を繰り返して規定され、
減光点灯時に、通常点灯時の状態時の周波数より小さい周波数になるよう、第１コンデンサと第２コンデンサを合算した静電容量と抵抗とのＲＣ発振回路により充電と放電を繰り返して規定される
ことを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
前記指示信号検出部は、少なくともＣＲ微分回路を有する
ことを特徴とする請求項１、請求項２及び請求項３に記載の車両用灯具。