JP5280182B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は、車両用灯具において半導体光源の発光を制御する技術分野に関する。

従来、車両用灯具として、例えば、第１の光源部及び第２の光源部を備えた半導体光源としての複数の発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）と、ＬＥＤに光源駆動電流を供給する電流駆動手段と、第２の光源部に並列に接続されスイッチング部を含み該スイッチング部のオン動作により第１の光源部に光源駆動電流が供給されるようにしたバイパス手段と、該バイパス手段のスイッチング部のオンオフ動作を制御する制御手段と、ロービームランプ（第１の光源部）を点灯させる場合に導通するロービーム用スイッチ手段と、ハイビームランプ（第１の光源部及び第２の光源部）を点灯させる場合に導通するハイビーム用スイッチ手段とを備えて構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下に、例えば、複数のＬＥＤとして第１〜第４のＬＥＤ、スイッチング部として第３及び第４のＬＥＤに並列に接続されたＮＭＯＳトランジスタを備え、第１及び第２のＬＥＤがロービームランプ用のＬＥＤであり、第１〜第４のＬＥＤがハイビームランプ用のＬＥＤである車両用灯具の例について説明する。

ロービーム用スイッチ手段及びハイビーム用スイッチ手段は、それぞれ逆接続保護用のダイオードを介して電流駆動手段に接続され、車両バッテリ（直流電源）が出力するバッテリ電圧を電流駆動手段に供給するか否かの切り替えをそれぞれ車両に搭載されるＥＣＵ（Electric Control Unit）からのロービーム点灯指示及びハイビーム点灯指示を受けて以下のように行う。

ＥＣＵからロービーム点灯指示を受けロービーム用スイッチ手段がオン動作すると、ロービーム用スイッチ手段からロービーム電源が電流駆動手段及び制御手段に供給される。ロービーム電源が供給されると電流駆動手段はＬＥＤに定電流を供給し、制御手段はＮＭＯＳトランジスタのゲートにオン信号を送出し、該ＮＭＯＳトランジスタがオン動作する。ＮＭＯＳトランジスタがオン動作すると、第３及び第４のＬＥＤがバイパスされ第１及び第２のＬＥＤにのみ光源駆動電流が流れロービームランプが点灯する。

一方、ＥＣＵからハイビーム点灯指示を受けハイビーム用スイッチ手段がオン動作すると、ハイビーム用スイッチ手段からハイビーム電源が電流駆動手段及び制御手段に供給される。ハイビーム電源が供給されると電流駆動手段はＬＥＤに定電流を供給し、制御手段はＮＭＯＳトランジスタのゲートにオフ信号を送出し、該ＮＭＯＳトランジスタがオフ動作する。ＮＭＯＳトランジスタがオフ動作すると、第１〜第４のＬＥＤに光源駆動電流が流れハイビームランプが点灯する。

特開２００４−１３６７１９号公報

ところで、ロービーム電源及びハイビーム電源は、それぞれロービーム用スイッチ手段と制御手段を接続するロービーム電源線及びハイビーム用スイッチ手段と制御手段を接続するハイビーム電源線を介して送出される。

ロービーム電源線及びハイビーム電源線は電流駆動手段及び制御手段が必要とする電流値を許容する太さの電線が必要となる。従って、一般に、スイッチングトランジスタをオンオフ動作させるオンオフ信号等の制御信号を伝送する電線と比較するとロービーム電源線及びハイビーム電源線が太くなってしまい製品コストの上昇を来たしてしまう。

また、ロービーム用スイッチ手段及びハイビーム用スイッチ手段は電源電流を通すため、大きな電流容量を許容する定格電流を有する必要がある。従って、一般に、上記したオンオフ信号等の制御信号を通すためのスイッチ手段と比較すると、ロービーム用スイッチ手段及びハイビーム用スイッチ手段のための定格電流が大きくなってしまうので製品コストの上昇を来たすと共にスイッチ手段のサイズも大きくなってしまう。

そこで、本発明に係る車両用灯具は、コストの低減を図ると共に小型化を図ることを課題とする。

本発明の一態様による車両用灯具は、第１の光源部と第２の光源部を備えた複数の半導体光源と、前記複数の半導体光源へそれぞれ光源駆動電流を供給する電流駆動手段と、前記第２の光源部に並列に接続されたスイッチング部を含み該スイッチング部のオン動作により前記第１の光源部のみに前記光源駆動電流が供給されるようにしたバイパス手段と、前記スイッチング部のオンオフ動作を制御するバイパス制御信号を送出する制御手段と、前記電流駆動手段と車両バッテリの間に接続され前記第１の光源部のみ又は前記第１と前記第２の両方の光源部を点灯させる場合に導通する第１のスイッチ手段と、前記第１の光源部と前記第２の光源部を点灯させる場合に前記スイッチング部をオフ動作させるためのバイパス指示信号を前記制御手段に送出する第２のスイッチ手段と、前記電流駆動手段のグラウンド側に該電流駆動手段への逆電流を防止するための逆接続保護手段とを有するようにしたものである。

従って、第１のスイッチ手段から電源電流が送出され第２のスイッチ手段から送出されるバイパス指示信号の電流は前記電源電流よりも小さくなる。

本発明によれば、第２のスイッチ手段から送出されるバイパス指示信号の電流容量は第１のスイッチ手段から送出される電源電流よりも小さいので、バイパス指示信号を伝送する電線の太さを電源送出用の電線よりも細くすることができる。

さらに、本発明によれば、第２のスイッチ手段は大きな電流を通さないため、第２のスイッチ手段は大きな定格電流を必要としない。従って、製造コストの低減を図ると共に第２のスイッチ手段の小型化を図ることができる。

加えて、本発明によれば、前記電流駆動手段のグラウンド側に該電流駆動手段への逆電流を防止するための逆接続保護手段が設けられているので、逆接続保護用手段として低消費電力で小型のものを用いることができる。

従って、消費電力の低減を図ることができると共に逆接続保護用の素子の小型化を図ることができる。

請求項２に記載した発明にあっては、前記第１の光源部がロービームランプ用の半導体光源であり、前記第１の光源部及び前記第２の光源部がハイビームランプ用の半導体光源であり、前記ロービームランプの点灯時に前記第１のスイッチ手段がオン動作し、前記ハイビームランプの点灯時に前記第１のスイッチ手段及び前記第２のスイッチ手段がオン動作するので、ハイビームランプ用の半導体光源に対する光源駆動電流の供給が第１のスイッチ手段からの電流に基づいて行われる。

従って、第２のスイッチ手段からバイパス指示信号のみが送出されても確実にハイビームランプを点灯させることができる。

以下に、本発明の実施の形態に係る車両用灯具について図１を参照して説明する。

車両用灯具１は、第１の光源部を構成する半導体光源としてのＬＥＤ１０−１、１０−２と、第２の光源部を構成する半導体光源としてのＬＥＤ１０−３、１０−４と、ＬＥＤ１０−１〜１０−４に光源駆動電流Ｉ_Ｌを供給する電流駆動手段としてのＤＣ／ＤＣコンバータ５と、バイパス手段を構成するスイッチング部ＳＷ１と、スイッチング部ＳＷ１等を制御する制御手段６と、第１のスイッチ手段としてのロービーム用リレー３と、第２のスイッチ手段としてのハイビーム用リレー４と、逆接続保護手段としてのＮＭＯＳトランジスタ７とを備えて構成されている。

ＬＥＤ１０−１、１０−２はロービームランプを構成し、ＬＥＤ１０−１〜１０−４はハイビームランプを構成する。

ロービーム用リレー３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５と車両バッテリ８（直流電源）の間に接続されＥＣＵ２からロービーム点灯指示を受けロービームランプを点灯させる場合に導通（オン動作）する。ハイビーム用リレー４は、制御手段６と車両バッテリ８の間に接続されＥＣＵ２からハイビーム点灯指示を受けハイビームランプを点灯させる場合に導通（オン動作）する。尚、ロービーム用リレー３及びハイビーム用リレー４はリレースイッチであるが、オンオフ機能を有する半導体スイッチでも良い。

ＤＣ／ＤＣコンバータ５のハイ側の入力にはロービーム用リレー３が接続され、グラウンド側の入力にはＮＭＯＳトランジスタ７を介して車両バッテリ８が接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ５のハイ側の出力にはＬＥＤ１０−１のアノードが接続され、グラウンド側の出力にはＬＥＤ１０−４のカソードが接続されている。

ＮＭＯＳトランジスタ７のソースはＤＣ／ＤＣコンバータ５のグラウンド側入力に接続され、ドレインは車両バッテリ８の負極側に接続され、ゲートは制御手段６に接続されている。

スイッチング部ＳＷ１は、例えば、ＮＭＯＳトランジスタ等の半導体スイッチであり、前記第２の光源部を構成するＬＥＤ１０−３、１０−４に並列に接続されている。スイッチング部ＳＷ１がオン動作すると、光源駆動電流Ｉ_ＬはＬＥＤ１０−１、１０−２、スイッチング部ＳＷ１を介してＤＣ／ＤＣコンバータ５に流れる。即ち、オン動作時のスイッチング部ＳＷ１はＬＥＤ１０−３、１０−４をバイパスする機能を有する。スイッチング部ＳＷ１がオフ動作すると光源駆動電流Ｉ_ＬはＬＥＤ１０−１〜１０−４を介してＤＣ／ＤＣコンバータ５に流れる。

以下に、車両用灯具１の動作について説明する。

スイッチング部ＳＷ１（ＮＭＯＳトランジスタ）のゲートは制御手段６に接続され、ソースはＬＥＤ１０−４のカソード及びＤＣ／ＤＣコンバータ５のグラウンド側の出力に接続され、ドレインはＬＥＤ１０−３のアノードに接続されているものとする。尚、スイッチング部ＳＷ１としてＮＭＯＳトランジスタの代わりにＮＰＮバイポーラトランジスタを設けても良い。

図２はロービーム点灯指示とハイビーム点灯指示に対するロービーム用リレー３とハイビーム用リレー４のオンオフ動作の状態を示した図である。

ロービーム用リレー３は、車両バッテリ８が出力するバッテリ電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ５に供給するか否かの切り替えをそれぞれ車両に搭載されるＥＣＵ２からのロービーム点灯指示を受けて以下のように行う。

ＥＣＵ２からロービーム点灯指示を受けロービーム用リレー３がオン動作すると、ロービーム用リレー３からロービーム検出信号（電源電流）Ｓ_Ｌが制御手段６に送出される。制御手段６はロービーム検出信号Ｓ_Ｌを受けスイッチング部ＳＷ１のゲートにバイパス制御信号Ｓ_Ｂとしてオン信号を送出すると共に光源駆動電流Ｉ_ＬをＬＥＤ１０−１、１０−２に供給するように指示する電流供給指示信号Ｓ_ＤをＤＣ／ＤＣコンバータ５に送出する。スイッチング部ＳＷ１はオン信号を受けてオン動作し、ＬＥＤ１０−１、１０−２に光源駆動電流Ｉ_Ｌが流れロービームランプが点灯する。尚、ロービームランプの点灯時にはロービーム用リレー３はオン動作するが、このときハイビーム用リレー４はオフ動作する（図２参照）。

一方、ＥＣＵ２からハイビーム点灯指示を受けハイビーム用リレー４がオン動作すると、ハイビーム用リレー４から電流容量が電源電流より小さいバイパス指示信号Ｓ_Ｈが制御手段６に送出される。制御手段６はバイパス指示信号Ｓ_Ｈを受けスイッチング部ＳＷ１のゲートにバイパス制御信号Ｓ_Ｂとしてオフ信号を送出すると共に光源駆動電流Ｉ_ＬをＬＥＤ１０−１〜１０−４に供給するように指示する電流供給指示信号Ｓ_ＤをＤＣ／ＤＣコンバータ５に送出する。スイッチング部ＳＷ１はオフ信号を受けてオフ動作し、ＬＥＤ１０−１〜１０−４に光源駆動電流Ｉ_Ｌが流れハイビームランプが点灯する。

上記した構成によれば、ハイビーム用リレー４から送出されるバイパス指示信号Ｓ_Ｈの電流容量は電源電流よりも小さいので、バイパス指示信号Ｓ_Ｈを伝送する電線の太さを電源送出用の電線よりも細くすることができる。従って、製品コストの低減を図ることができると共に装置の小型化を図ることができる。

また、ハイビーム用リレー４は大きな電源電流を通さないため、ハイビーム用リレー４は大きな定格電流を必要としない。従って、製品コストの低減を図ると共にハイビーム用リレー４の小型化を図ることができる。

また、ロービーム用リレー３とハイビーム用リレー４のオンオフの組み合わせ（リレーシーケンス）においては、図２に示すように、ロービーム用リレー３はロービーム点灯指示及びハイビーム点灯指示のいずれの場合にもオン動作し、ハイビーム用リレー４はハイビーム点灯指示が送出された場合にのみオン動作する。このようなリレーシーケンスに基づいて上記したように制御することによって、例えば、ハイビーム点灯指示が送出された時にハイビーム用リレー４からバイパス指示信号Ｓ_Ｈのみを送出するだけで確実にハイビームランプが点灯する。その理由は、ロービーム用リレー３はハイビーム点灯指示の場合にもオン動作しており、ハイビームランプ用のＬＥＤ１０−１〜１０−４に対する光源駆動電流Ｉ_Ｌの供給がロービーム用リレー３からの電源電流に基づいて行われているからである。

以下に、ＮＭＯＳトランジスタ７の逆接続保護機能について説明する。

制御手段６は、ロービーム検出信号Ｓ_Ｌ、バイパス指示信号Ｓ_Ｈのいずれを受けても常にＮＭＯＳトランジスタ７のゲートにオン信号Ｓ_Ｇを送出する。ＮＭＯＳトランジスタ７は、オン信号Ｓ_Ｇを受けてオン動作し、車両バッテリ８の負極側からＤＣ／ＤＣコンバータ５と制御手段６への逆電流を防止している。

ところで、逆接続保護用手段としてダイオードを用いることが知られているが、その場合にはロービーム用リレー及びＤＣ／ＤＣコンバータの間とハイビーム用リレー及びＤＣ／ＤＣコンバータの間に一つずつダイオードを設けるのが一般的である。逆接続保護用手段としてのダイオードには、ＤＣ／ＤＣコンバータを介してＬＥＤに必要な電力を供給するために数アンペア（Ａ）の電流が流れ、数ワット（Ｗ）の電力が消費される。このため逆接続保護用のダイオードのサイズは大型になってしまう。

本発明によれば、上記したように、逆接続保護用手段として低消費電力で小型のＮＭＯＳトランジスタ７を用いているので、消費電力の低減を図ることができると共に逆接続保護用の素子の小型化を図ることができる。

尚、上記した実施の形態では、第１のスイッチ手段としてロービーム用リレー３、第２のスイッチ手段としてハイビーム用リレー４を例に挙げて説明したが、ＬＥＤ１０−１、１０−２をロービームランプ用のＬＥＤ、ＬＥＤ１０−１〜１０−４をクリアランスランプ用のＬＥＤとして用い、第１のスイッチ手段としてロービーム用リレー、第２のスイッチ手段としてクリアランス用リレーを用いても上記同様の効果が得られる。

上記した実施の形態は、本発明を好適に実施した形態の一例に過ぎず、本発明は、その主旨を逸脱しない限り、種々変形して実施することが可能なものである。

本発明の実施の形態に係る車両用灯具の構成を示した図である。 ロービーム点灯指示とハイビーム点灯指示に対するロービーム用リレーとハイビーム用リレーのオンオフ動作の状態を示した図である

符号の説明

１…車両用灯具、３…ロービーム用リレー、４…ハイビーム用リレー、５…ＤＣ／ＤＣコンバータ、６…制御手段、７…ＮＭＯＳトランジスタ、８…車両バッテリ、１０−１〜１０−４…ＬＥＤ

Claims (2)

1. 第１の光源部と第２の光源部を備えた複数の半導体光源と、
   前記複数の半導体光源へそれぞれ光源駆動電流を供給する電流駆動手段と、
   前記第２の光源部に並列に接続されたスイッチング部を含み該スイッチング部のオン動作により前記第１の光源部のみに前記光源駆動電流が供給されるようにしたバイパス手段と、
   前記スイッチング部のオンオフ動作を制御するバイパス制御信号を送出する制御手段と、
   前記電流駆動手段と車両バッテリの間に接続され前記第１の光源部のみ又は前記第１と前記第２の両方の光源部を点灯させる場合に導通する第１のスイッチ手段と、
   前記第１の光源部と前記第２の光源部を点灯させる場合に前記スイッチング部をオフ動作させるためのバイパス指示信号を前記制御手段に送出する第２のスイッチ手段と、
   前記電流駆動手段のグラウンド側に該電流駆動手段への逆電流を防止するための逆接続保護手段とを有する
   ことを特徴とする車両用灯具。
2. 前記第１の光源部がロービームランプ用の半導体光源であり、
   前記第１の光源部及び前記第２の光源部がハイビームランプ用の半導体光源であり、
   前記ロービームランプの点灯時に前記第１のスイッチ手段がオン動作し、
   前記ハイビームランプの点灯時に前記第１のスイッチ手段及び前記第２のスイッチ手段がオン動作する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。

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