JP6089266B2 - 点灯装置及びそれを用いた灯具、点灯システム並びに車両 - Google Patents

Description

本発明は、点灯装置及びそれを用いた灯具、点灯システム並びに車両に関するものである。

従来より、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源に用いた車両用の灯具が提供されている（例えば特許文献１参照）。この灯具は、複数個のＬＥＤ素子により構成されたＬＥＤモジュールと、レンズや反射板で構成された光学ユニットと、ＬＥＤモジュールに点灯電力を供給する電源装置とを備える。電源装置には、当該電源装置からの出力に異常が発生すると異常信号を出力する異常報知回路が設けられており、この異常信号は異常報知用の信号線により車両側のユニットに伝送される。

特開２００９−２８４７２１号公報（段落［０１０７］−段落［０１１０］、及び、第９図−第１０図）

上述の特許文献１に示した車両用の灯具では、電源装置の出力に異常が発生するとＬＥＤモジュールへの出力を停止させており、例えばこの灯具を車両の前照灯に用いた場合には夜間の安全性が確保できない可能性があった。また、電源装置の異常を報知するための専用の信号線が必要であり、コストアップになっていた。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、光源に異常が発生しても継続して光源を点灯可能であり、且つ、コストアップを抑えつつ光源の異常を外部に報知可能な点灯装置及びそれを用いた灯具、点灯システム並びに車両を提供することにある。

本発明の点灯装置は、直流電源から電力供給を受けて、直列接続された複数のＬＥＤモジュールで構成された光源に点灯電力を出力する点灯回路部と、点灯回路部の出力を制御する制御部と、光源の状態を検出する状態検出部とを備え、制御部は、点灯回路部への入力電流を検出する入力電流検出部を有し、制御部には、通常動作時における点灯回路部への入力電流の半分以下の値である第１の閾値が予め設定されており、制御部は、状態検出部が光源の異常として光源を構成する複数のＬＥＤモジュールのうち少なくとも１つのＬＥＤモジュールの短絡を検出すると、点灯回路部から光源への電力供給を継続させつつ、入力電流検出部による検出電流が第１の閾値以下となるように点灯回路部を制御することを特徴とする。
また、本発明の点灯装置は、直流電源から電力供給を受けて、直列接続された複数のＬＥＤモジュールで構成された光源に点灯電力を出力する点灯回路部と、点灯回路部の出力を制御する制御部と、光源の状態を検出する状態検出部とを備え、制御部には、点灯回路部への入力電流が通常動作時の半分以下となるときの光源への出力電流の値として第２の閾値が予め設定されており、制御部は、状態検出部が光源の異常として光源を構成する複数のＬＥＤモジュールのうち少なくとも１つのＬＥＤモジュールの短絡を検出すると、点灯回路部から光源への電力供給を継続させつつ、光源への出力電流が第２の閾値以下となるように点灯回路部を制御することを特徴とする。

本発明の灯具は、上記の点灯装置と、光源とを備えていることを特徴とする。

本発明の点灯システムは、上記の点灯装置又は上記の灯具を備え、直流電源から点灯回路部に供給される電流を監視し、当該電流が予め設定された第３の閾値以下になると外部に異常を報知する電源電流監視部が直流電源側に設けられていることを特徴とする。

本発明の車両は、上記の点灯システムを備えていることを特徴とする。

光源に異常が発生しても継続して光源を点灯可能であり、且つ、コストアップを抑えつつ光源の異常を外部に報知可能な点灯装置、灯具、点灯システム及び車両を提供することができるという効果がある。

実施形態１の点灯装置の概略構成図である。 同上を構成する制御部の回路図である。 同上を構成する状態検出部の回路図である。 実施形態２の点灯装置の概略構成図である。 同上を構成する制御部の回路図である。 実施形態３の点灯装置の概略構成図である。 同上を構成する制御部の回路図である。 実施形態４の点灯装置を構成する制御部の回路図である。 同上を構成する状態検出部の回路図である。 実施形態５の灯具の断面図である。 実施形態６の点灯システムの概略構成図である。 実施形態７の車両の外観斜視図である。

以下に、点灯装置及びそれを用いた灯具、点灯システム並びに車両の実施形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
図１は実施形態１の点灯装置２の概略構成図であり、この点灯装置２は、直流電源（例えば車両に搭載されたバッテリー）１から電力供給を受けて光源３に点灯電力を出力する点灯回路部２１と、点灯回路部２１の出力を制御する制御部２２と、光源３の状態を検出する状態検出部２３とを備える。

点灯回路部２１は、図１に示すように、電力変換用のトランスＴ１と、トランスＴ１の１次側に設けられた平滑用のコンデンサＣ１と、トランスＴ１の２次側に設けられた整流用のダイオードＤ１及び平滑用のコンデンサＣ２と、スイッチング素子Ｑ１とで構成されたフライバック方式のＤＣ−ＤＣコンバータからなる。この点灯回路部２１は、制御部２２からの駆動信号Ｓ１によりスイッチング素子Ｑ１が高周波（後述のオスシレータ２２ｇで規定された周波数、例えば数１００ｋＨｚ）でスイッチング動作をすることで、直流電源１からの入力電圧を所望の電圧値の直流電圧に変換し、コンデンサＣ２に蓄積させる。そして、コンデンサＣ２に蓄積させた直流電圧は抵抗Ｒ１を介して出力端子Ｏ１，Ｏ２に出力され、光源３に供給される。なおこのとき、抵抗Ｒ１には負荷電流が流れるため、この負荷電流に対応した電圧が負の電位として発生し、電圧信号Ｓ２として制御部２２に入力される。

図２は制御部２２の回路図である。制御部２２は、オペアンプ２２ｂ、コンデンサＣ１２及び抵抗Ｒ１４，Ｒ１５で構成された第１の反転増幅回路と、オペアンプ２２ａ、コンデンサＣ１１及び抵抗Ｒ１２，Ｒ１３で構成された第１の誤差演算増幅回路とを備える。また、制御部２２は、第１の誤差演算増幅回路の出力をオスシレータ（高周波発振回路）２２ｇの高周波基準発振信号と比較することで、第１の反転増幅回路からの出力値が基準電圧Ｖｒｅｆ１と等しくなるようにスイッチング素子Ｑ１の駆動信号Ｓ１のデューティを決定するコンパレータ２２ｅと、点灯回路部２１の出力電圧を抵抗Ｒ１６，Ｒ１７で分圧した電圧を基準電圧Ｖｒｅｆ２と比較することで点灯回路部２１に発生した電圧異常を検出するコンパレータ２２ｆとを備える。さらに、制御部２２は、オペアンプ２２ｄ、コンデンサＣ１４及び抵抗Ｒ２０，Ｒ２１で構成された第２の反転増幅回路と、オペアンプ２２ｃ、コンデンサＣ１３及び抵抗Ｒ１８，Ｒ１９で構成された第２の誤差演算増幅回路とを備える。そして、コンパレータ２２ｅの出力とコンパレータ２２ｆの出力とがＡＮＤ回路２２ｈに入力され、このＡＮＤ回路２２ｈの出力がスイッチング素子Ｑ１の駆動信号Ｓ１として点灯回路部２１に出力される。

図３は状態検出部２３の回路図である。状態検出部２３は、点灯回路部２１の出力電圧を抵抗Ｒ２２，Ｒ２３で分圧した電圧を基準電圧Ｖｒｅｆ４と比較することで上記出力電圧の低下を検出するコンパレータ２３ａを備える。例えば、上記の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ４よりも大きい場合にはコンパレータ２３ａから出力される検出信号Ｓ５はＬｏであり、上記の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ４を下回ると検出信号Ｓ５はＨｉになる。この検出信号Ｓ５は、図１に示すように制御部２２に入力され、制御部２２ではこの検出信号Ｓ５に応じてスイッチＳＷ１がオン／オフされる。具体的には、検出信号Ｓ５がＬｏのときにＳＷ１がオフになり、検出信号Ｓ５がＨｉのとき、つまり点灯回路部２１の出力電圧の低下を検出したときにＳＷ１がオンになる。

光源３は、例えば直列接続された複数（図１では３個）のＬＥＤモジュール３１〜３３で構成され、各ＬＥＤモジュール３１〜３３は、それぞれ直列接続された４個のＬＥＤ（発光ダイオード）を有している。

次に、この点灯装置２の動作について説明する。直流電源１から供給された直流電力は点灯回路部２１により所望の電圧値の直流電圧に変換されて光源３に供給されるが、このとき抵抗Ｒ１に流れる負荷電流に応じて電圧信号Ｓ２が制御部２２に入力される。制御部２２では、第１の反転増幅回路により電圧信号Ｓ２を反転増幅した後、第１の誤差演算増幅回路により基準電圧Ｖｒｅｆ１との誤差を演算し、その結果を抵抗Ｒ１１を介してコンパレータ２２ｅの非反転入力に入力する。コンパレータ２２ｅでは、上記の演算結果をオスシレータ２２ｇの高周波基準発振信号と比較することで、スイッチング素子Ｑ１の駆動信号Ｓ１のデューティを決定する。

またこのとき、点灯回路部２１の出力電圧が電圧信号Ｓ３として制御部２２に入力され、制御部２２では、抵抗Ｒ１６，Ｒ１７により電圧信号Ｓ３を分圧してコンパレータ２２ｆの反転入力に入力する。コンパレータ２２ｆでは、上記の電圧を基準電圧Ｖｒｅｆ２と比較し、比較結果に応じてＨｉ信号又はＬｏ信号を出力する。例えば、上記の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ２よりも小さい場合にはコンパレータ２２ｆからＨｉ信号が出力されるため、ＡＮＤ回路２２ｈからはコンパレータ２２ｅの出力信号が出力され、駆動信号Ｓ１としてスイッチング素子Ｑ１に印加される。つまりこの場合、ＡＮＤ回路２２ｈから出力される駆動信号Ｓ１によりスイッチング素子Ｑ１がＰＷＭ制御される。ここにおいて、基準電圧Ｖｒｅｆ１を光源３の種類に応じて設定することで、所謂定電流制御を行うことができる。なおこのとき、光源３に異常は発生していないのでスイッチＳＷ１はオフの状態であり、第２の誤差演算増幅回路の出力はコンパレータ２２ｅに入力されない。

一方、点灯回路部２１の出力電圧が所定の基準値を超えると、上記の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ２よりも大きくなるため、コンパレータ２２ｆからはＬｏ信号が出力される。このＬｏ信号がＡＮＤ回路２２ｈに入力されると、当該ＡＮＤ回路２２ｈから出力される駆動信号Ｓ１がＬｏになり、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング動作が停止される。このように点灯回路部２１の出力電圧をモニターし、この出力電圧が所定の基準値を超えると一旦スイッチング素子Ｑ１のスイッチング動作を停止することで、それ以上出力電圧が上昇しないように制御することができる。その結果、例えば光源３が接続されていない無負荷状態などの場合に出力電圧が過度に上昇して装置が破損するのを防止することができる。

また、点灯回路部２１の出力電圧は電圧信号Ｓ４として状態検出部２３に入力され、状態検出部２３では、抵抗Ｒ２２，Ｒ２３により電圧信号Ｓ４を分圧してコンパレータ２３ａの反転入力に入力する。コンパレータ２３ａでは、上記の電圧を基準電圧Ｖｒｅｆ４と比較し、比較結果に応じてＨｉ信号又はＬｏ信号を出力する。例えば、点灯回路部２１の出力電圧が低下して、上記の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ４よりも小さくなった場合にはコンパレータ２３ａからＨｉ信号が出力され、検出信号Ｓ５として制御部２２に入力される。制御部２２では、この検出信号Ｓ５によりスイッチＳＷ１がオンになる。なお、点灯回路部２１の出力電圧が正常範囲にある場合には、コンパレータ２３ａからはＬｏ信号が出力されるため、制御部２２のスイッチＳＷ１はオフになる。

ここに、基準電圧Ｖｒｅｆ４は通常点灯時に光源３が取り得る電圧範囲の下限値に対応した電圧に設定するのが好ましく、この場合、光源３が正常の場合にはコンパレータ２３ａからはＬｏの検出信号Ｓ５が出力され、また光源３の一部が短絡故障した場合には、光源３の両端電圧が正常時に比べて低下するため、コンパレータ２３ａからはＨｉの検出信号Ｓ５が出力される。

また、本実施形態の点灯装置２では、点灯回路部２１への入力電流を抵抗Ｒ２により当該入力電流に対応する電圧（負の電位）として検出しており、この検出電圧は電圧信号Ｓ６として第２の反転増幅回路に入力される。第２の反転増幅回路で反転増幅された電圧信号Ｓ６は第２の誤差演算増幅回路に入力され、第２の誤差演算増幅回路では、電圧信号Ｓ６と基準電圧Ｖｒｅｆ３の誤差を演算し、その結果をスイッチＳＷ１及びダイオードＤ１１を介してコンパレータ２２ｅの非反転入力に入力する。

例えば、点灯回路部２１への入力電流に対応する電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ３を上回ろうとした場合、オペアンプ２２ｃの出力電圧は低下し、コンパレータ２２ｅの非反転入力の電位はオペアンプ２２ｃの出力によって制限される。その結果、点灯装置２は、点灯回路部２１への入力電流が基準電圧Ｖｒｅｆ３に応じた所定値以下となるように動作する。なお、オペアンプ２２ｃの基準電圧Ｖｒｅｆ３は、点灯回路部２１への入力電流が通常動作時の入力電流の半分以下となるような値に設定するのが好ましい。ここに、本実施形態では、抵抗Ｒ２により入力電流検出部が構成され、上記の基準電圧Ｖｒｅｆ３が第１の閾値である。

次に、光源３の異常の有無を判別する方法について説明する。まず最初に、従来の方法について説明する。各ＬＥＤモジュール３１〜３３に発生する電圧の範囲が１１．５Ｖ〜１５．５Ｖ（標準値１３．５Ｖ）であるとすると、光源３が正常な場合には当該光源３の取り得る電圧の範囲は３４．５Ｖ〜４６．５Ｖ（標準値４０．５Ｖ）となる。また、点灯回路部２１からの出力電流が５００ｍＡであるとすると、出力電力の範囲は１７．２５Ｗ〜２３．２５Ｗ（標準値２０．２５Ｗ）となる。ここで、点灯回路部２１への入力電力は出力電力と電力変換効率とで求められ、電力変換効率を８５％とすると、点灯回路部２１への入力電力の範囲は約２０．３Ｗ〜約２７．４Ｗ（標準値約２３．８Ｗ）となる。そして、点灯回路部２１への入力電圧が１３．５Ｖである場合には、点灯回路部２１への入力電流の範囲は１．５０Ａ〜２．０３Ａ（標準値１．７６Ａ）となる。

一方、ＬＥＤモジュール３１〜３３のうちの１個が短絡故障した場合、光源３の取り得る電圧の範囲は２３Ｖ〜３１Ｖ（標準値２７Ｖ）となる。また、点灯回路部２１からの出力電流が５００ｍＡであるとすると、出力電力の範囲は１１．５Ｗ〜１５．５Ｗ（標準値１３．５Ｗ）となる。さらに、点灯回路部２１への入力電力の範囲は、電力変換効率が８５％であることから約１３．５Ｗ〜約１８．２Ｗ（標準値約１５．９Ｗ）となり、点灯回路部２１への入力電流の範囲は１．００Ａ〜１．３５Ａ（標準値１．１８Ａ）となる。

光源３が正常の場合の入力電流の下限値１．５０Ａと、ＬＥＤモジュール３１〜３３のうちの１個が短絡故障している場合の入力電流の上限値１．３５Ａを比較すると、その差は１０％程度であり、入力電流をモニターして光源３に発生した異常を判別するのは難しい。また、上記の例では、点灯回路部２１への入力電圧を１３．５Ｖで一定としているが、直流電源１の電圧変動を考慮すると点灯回路部２１への入力電流が正常時と異常時とでクロスすることも考えられるため、入力電流の差から光源３の異常を判別するのは難しい。

ところで、本実施形態では、上述のように状態検出部２３により光源３の異常を検出した場合には、点灯回路部２１への入力電流が通常動作時の入力電流の半分以下に設定されるため、正常時と異常時とで入力電流の差が大きくなり、光源３の異常の有無を判別しやすくなる。具体的には、光源３が正常時の入力電流が１．５０Ａ〜２．０３Ａであるから、光源３の異常時には０．８Ａ程度に設定すればよい。

而して、本実施形態によれば、光源３に異常が発生した場合でも光源３を継続して点灯させるので、例えば車両の前照灯に点灯装置２を用いた場合には夜間の運転者の安全を確保することができる。また、光源３に異常が発生した場合には点灯回路部２１への入力電流を通常動作時の半分以下にするので、正常時と異常時とで入力電流の差が大きくなり、したがって入力電流を検出することで光源３の異常を確実に検出することができる。さらに、点灯装置２の外部で点灯回路部２１への入力電流を検出できるので、従来例のように異常報知用の信号線を設けなくてもよく、その分コストアップを抑えることができる。

（実施形態２）
点灯装置２の実施形態２を図４及び図５に基づいて説明する。なお、以下の説明において、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の点灯装置２は、図４に示すように、点灯回路部２１と、制御部２２と、状態検出部２３とを備える。

制御部２２は、図５に示すように、実施形態１で説明した第１の反転増幅回路、第１の誤差演算増幅回路及びコンパレータ２２ｆを備えるとともに、オペアンプ２２ｊ及び抵抗Ｒ２４，Ｒ２５で構成された非反転増幅回路と、コンパレータ２２ｋと、ＲＳフリップフロップ２２ｑとを備える。また、制御部２２は、コンパレータ２２ｋの出力の立ち上がりを受けてＲＳフリップフロップ２２ｑのリセット入力にパルス信号を出力するワンショットパルス回路２２ｍと、予め設定されたデューティのパルス信号（例えば数１００ｋＨｚ）を発生するオスシレータ２２ｐと、オスシレータ２２ｐからのパルス信号の立ち上がりを受けてＲＳフリップフロップ２２ｑのセット入力にパルス信号を出力するワンショットパルス回路２２ｎとを備える。上記の非反転増幅回路には、点灯回路部２１のスイッチング素子Ｑ１に流れる電流に応じた電圧信号Ｓ７が入力され、当該非反転増幅回路により増幅される。また、本実施形態では、ダイオードＤ１２を介して基準電圧Ｖｒｅｆ５をコンパレータ２２ｋの非反転入力に接続してあるが、この基準電圧Ｖｒｅｆ５は、状態検出部２３からの検出信号Ｓ５がＬｏの場合には高い値（通常動作時にオペアンプ２２ａの出力に影響を及ぼさない値）に設定される。また、基準電圧Ｖｒｅｆ５は、検出信号Ｓ５がＨｉの場合には低い値（点灯回路部２１への入力電流が通常動作時の半分以下となる値）に設定される。ここに、本実施形態では、基準電圧Ｖｒｅｆ５が第２の閾値である。

次に、この点灯装置２の動作について説明する。オスシレータ２２ｐで発生するパルス信号がワンショットパルス回路２２ｎに入力されると、ワンショットパルス回路２２ｎではこのパルス信号の立ち上がりを受けてＲＳフリップフロップ２２ｑのセット入力及びＡＮＤ回路２２ｈにパルス信号を出力する。なおこのとき、点灯回路部２１の出力電圧は所定の基準値以下であるため、コンパレータ２２ｆからはＨｉ信号が出力される。ＲＳフリップフロップ２２ｑは、ワンショットパルス回路２２ｎからパルス信号が入力されるとＨｉ信号を出力し、その結果、ＡＮＤ回路２２ｈからＨｉの駆動信号Ｓ１が出力されて点灯回路部２１のスイッチング素子Ｑ１がオンになる（ターンオン）。

一方、点灯回路部２１のスイッチング素子Ｑ１に流れる電流は抵抗Ｒ３により検出され、電圧信号Ｓ７として非反転増幅回路に入力される。非反転増幅回路では、電圧信号Ｓ７を増幅してコンパレータ２２ｋに入力する。また、点灯回路部２１の出力電流は抵抗Ｒ１により検出され、電圧信号Ｓ２として第１の反転増幅回路に入力される。第１の反転増幅回路により反転増幅された電圧信号Ｓ２は第１の誤差演算増幅回路に入力され、基準電圧Ｖｒｅｆ１との誤差が演算される。そして、その演算結果がコンパレータ２２ｋに入力されると、コンパレータ２２ｋでは演算結果と非反転増幅回路からの電圧信号Ｓ７とを比較し、パルス信号を出力する。ワンショットパルス回路２２ｍは、コンパレータ２２ｋのパルス信号の立ち上がりを受けてＲＳフリップフロップ２２ｑのリセット入力にパルス信号を出力し、ＲＳフリップフロップ２２ｑではこのリセット入力によりＬｏ信号を出力する。その結果、ＡＮＤ回路２２ｈからはＬｏの駆動信号Ｓ１が出力され、スイッチング素子Ｑ１がオフになる（ターンオフ）。そして、上記のオン／オフ動作を繰り返すことで、所謂カレントモードでのフィードバック制御が行われる。

ここで、光源３に異常が発生した場合には、状態検出部２３からＨｉの検出信号Ｓ５が出力され、制御部２２ではこの検出信号Ｓ５により基準電圧Ｖｒｅｆ５が上記の低い値に設定される。そして、点灯回路部２１の出力電流が基準電圧Ｖｒｅｆ５に応じた所定の電流以下となるようにスイッチング素子Ｑ１のスイッチング動作が制御される。

例えば、点灯回路部２１を電流不連続モード（トランスＴ１の１次側に流れる電流と２次側に流れる電流が不連続となるモード）で動作させた場合には、点灯回路部２１の１次側にはのこぎり歯状のスイッチング電流が発生し、このときの電流のピーク値をＩｐとするとトランスＴ１で変換される電力Ｗ１は、
Ｗ１＝（Ｌ１×Ｉｐ×Ｉｐ）／２
となる。なお、Ｌ１はトランスＴ１の１次側コイルのインダクタンスである。上式より、電流Ｉｐを制限することで入力電力を所望の値以下に設定することができる。

而して、本実施形態によれば、光源３に異常が発生した場合でも光源３を継続して点灯させるので、例えば車両の前照灯に点灯装置２を用いた場合には夜間の運転者の安全を確保することができる。また、光源３に異常が発生した場合には点灯回路部２１への入力電流を通常動作時の半分以下にするので、正常時と異常時とで入力電流の差が大きくなり、したがって入力電流を検出することで光源３の異常を確実に検出することができる。さらに、点灯装置２の外部で点灯回路部２１への入力電流を検出できるので、従来例のように異常報知用の信号線を設けなくてもよく、その分コストアップを抑えることができる。また、本実施形態のようにカレントモードでのフィードバック制御を行う場合には、実施形態１のように入力電流を検出するための回路を設けなくてもよく、回路構成を簡略化することができる。

（実施形態３）
点灯装置２の実施形態３を図６及び図７に基づいて説明する。なお、本実施形態の点灯装置２は、点灯回路部２１への入力電流を検出するための回路（抵抗Ｒ２、第２の反転増幅回路、第２の誤差演算増幅回路、スイッチＳＷ１及びダイオードＤ１１）を削除した点と、オペアンプ２２ａの基準電圧Ｖｒｅｆ１を可変とした点で実施形態１と異なっており、それ以外の構成は実施形態１と同様であるから、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の点灯装置２は、図６に示すように、点灯回路部２１と、制御部２２と、状態検出部２３とを備える。制御部２２は、図７に示すように、実施形態１の制御部２２から上記の回路を削除するとともに、オペアンプ２２ａの基準電圧Ｖｒｅｆ１を、状態検出部２３からの検出信号Ｓ５に応じて可変としている。

ここで、実施形態１より、光源３が正常の場合の点灯回路部２１への入力電流の範囲は１．５０Ａ〜２．０３Ａであり、光源３を構成するＬＥＤ３１〜３３のうちの１個が短絡故障した場合の点灯回路部２１への入力電流の範囲は１．００Ａ〜１．３５Ａである。そして、正常時の下限値と異常時の上限値の差はわずか１０％程度であり、これらの入力電流から光源３の異常を検出するのは難しい。

そこで、本実施形態では、光源３の異常を検出した場合には光源３への出力電流を５００ｍＡから３００ｍＡに低減させている。この場合、光源３の取り得る電圧の範囲は２３Ｖ〜３１Ｖ（標準値２７Ｖ）であるから、出力電力の範囲は６．９Ｗ〜９．３Ｗ（標準値８．１Ｗ）となる。さらに、点灯回路部２１への入力電力の範囲は、電力変換効率が８５％であることから約８．１Ｗ〜約１０．９Ｗ（標準値約９．５Ｗ）となり、点灯回路部２１への入力電流の範囲は０．６０Ａ〜０．８１Ａ（標準値０．７０Ａ）となる。

つまり、本実施形態によれば、光源３の異常を検出した場合には光源３への出力電流を５００ｍＡから３００ｍＡに低減することで、点灯回路部２１への入力電流を通常動作時の半分以下に設定することができ、点灯回路部２１への入力電流を検出することで光源３の異常を有無を判別することができる。しかも、実施形態１のように入力電流を検出するための回路を設けていないことから、より簡単な構成で同等の効果を得ることができる。

（実施形態４）
点灯装置２の実施形態４を図８及び図９に基づいて説明する。なお、点灯装置２の全体構成は実施形態３と同様であるから、必要がある場合には図６を参照する。また、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の点灯装置２は、図６に示すように、点灯回路部２１と、制御部２２と、状態検出部２３とを備える。

制御部２２は、図８に示すように、実施形態１で説明した第１の反転増幅回路、第１の誤差演算増幅回路、コンパレータ２２ｆ、オスシレータ２２ｇ、コンパレータ２２ｅ及びＡＮＤ回路２２ｈを備えるとともに、コンパレータ２２ｒ及びタイマ２２ｔで構成された出力電圧過大異常検出回路と、コンパレータ２２ｓ及びタイマ２２ｕで構成された出力電圧過小異常検出回路と、これらの回路の出力が入力されるＮＯＲ回路２２ｖとを備える。

状態検出部２３は、実施形態１で説明したコンパレータ２３ａと、タイマ２３ｂとを備える。

次に、点灯装置２の動作について説明する。なお、正常時の動作については実施形態１と同様であるからここでは説明を省略し、点灯装置２に異常が発生した場合の動作について説明する。

点灯装置２の出力端子Ｏ１，Ｏ２間が開放するか又は無負荷の場合には、コンパレータ２２ｒの非反転入力の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ６よりも大きくなるため、コンパレータ２２ｒから出力される信号はＬｏからＨｉになり、タイマ２２ｔはこの信号が所定時間継続してＨｉである場合には出力をＬｏからＨｉにする。その結果、ＮＯＲ回路２２ｖからはＬｏ信号が出力されるため、ＡＮＤ回路２２ｈの出力はＬｏとなり、点灯回路部２１のスイッチング素子Ｑ１のスイッチング動作が停止される。

また、点灯装置２の出力端子Ｏ１，Ｏ２間が短絡した場合には、コンパレータ２２ｓの反転入力の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ７よりも小さくなるため、コンパレータ２２ｓから出力される信号はＬｏからＨｉになり、タイマ２２ｕはこの信号が所定時間継続してＨｉである場合には出力をＬｏからＨｉにする。その結果、ＮＯＲ回路２２ｖからはＬｏ信号が出力されるため、ＡＮＤ回路２２ｈの出力はＬｏとなり、点灯回路部２１のスイッチング素子Ｑ１のスイッチング動作が停止される。

さらに、光源３を構成するＬＥＤモジュール３１〜３３のうちの１個が短絡故障した場合には、状態検出部２３のコンパレータ２３ａの反転入力の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ４よりも小さくなるため、コンパレータ２３ａの出力はＬｏからＨｉになり、タイマ２３ｂはこの信号が所定時間継続してＨｉである場合には出力をＬｏからＨｉにし、Ｈｉ信号を制御部２２に出力する。

而して、本実施形態によれば、タイマ２２ｔ，２２ｕ，２３ｂを設けることで、ノイズの影響を受けることなく、点灯装置２や光源３で発生する異常を確実に検出することができる。また、実施形態１と同様に、安全性を確保でき且つコストアップを抑えつつ光源３の異常を外部に報知可能な点灯装置２を提供することができる。

（実施形態５）
図１０は本実施形態の車両用のヘッドライト（灯具）４の断面図である。このヘッドライト４は、光源３と、レンズや反射板で構成され、光源３の前方（図１０中の左側）に配置された光学ユニット５と、光源３に点灯電力を供給する上述の実施形態１〜４で説明した点灯装置２とを備える。

点灯装置２と光源３の間は出力線Ｌ２により電気的に接続されており、この出力線Ｌ２を介して光源３に点灯電力が供給される。また、光源３には放熱板６が取り付けられており、光源３で発生した熱がこの放熱板６により外部に放熱される。さらに、光学ユニット５は光源３から照射された光の配光を制御するためのものである。なお、点灯装置２は、車両側に設けられたバッテリー（図示せず）から電源線Ｌ１を介して電源が供給される。

而して、本実施形態によれば、上述の実施形態１〜４で説明した点灯装置２を用いることで、光源３に異常が発生しても光源３を継続して点灯させることができ、特に車両用のヘッドライト４とした場合には、視界の確保が可能であるとともに対向車などに対して自車を認識させることができ、夜間の運転者の安全を確保することができる。また、点灯装置２への入力電流を車両側で検出することで光源３の異常を判別できるので、点灯装置２側から車両側への異常報知用の信号線を別途設けなくてもよく、コストアップを抑えることができる。

（実施形態６）
図１１は本実施形態の点灯システムの概略構成図である。この点灯システムは、光源３と、光源３に点灯電力を供給する点灯装置２と、直流電源１の出力電流（つまり点灯装置２の点灯回路部２１に供給される電流）を監視し、異常発生時には外部に異常信号を出力する電源電流監視部７とを備える。電源電流監視部７と点灯装置２の間は電源供給用のハーネス８により接続されている。

電源電流監視部７はコンパレータ７１を備えており、直流電源１の出力電流に応じた電圧がコンパレータ７１の反転入力に入力され、基準電圧Ｖｒｅｆ８と比較される。上記の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ８よりも低い場合、つまり直流電源１の出力電流が低下した場合にはコンパレータ７１の出力がＬｏからＨｉになり、このＨｉ信号により異常が発生したことを外部に報知することができる。例えばこの点灯システムが車両に搭載されている場合には、このＨｉ信号を車両側のユニットに伝送して警告灯などを表示させることで、運転者に異常が発生したことを知らせることができる。ここに、本実施形態では、基準電圧Ｖｒｅｆ８が第３の閾値である。

ここで、本実施形態の点灯システムは、上述の実施形態１〜４で説明した点灯装置２を備えており、光源３の異常（例えば短絡故障など）時には点灯装置２への入力電流を通常動作時の半分以下となるようにしているので、電源電流監視部７により上記の入力電流を検出することで光源３の異常を検出でき、外部に報知することができる。また、点灯装置２側から車両側への異常報知用の信号線を別途設けなくてもいいので、コストアップを抑えることができる。

なお、上述の電源電圧監視部７は一例であって、光源３の異常時に点灯装置２への入力電流が低下したことを検出できるものであれば他のものでもよい。また、コンパレータ７１の基準電圧Ｖｒｅｆ８は供給電圧に応じて可変できるようになっていてもよく、光源や点灯装置の仕様に応じて適宜設定すればよい。

（実施形態７）
図１２は本実施形態の車両９の外観斜視図であり、この車両９には上述の点灯装置２、一対のヘッドライト４，４及び点灯システムが搭載されている。したがって、本実施形態によれば、安全性を確保でき、且つ、コストアップを抑えつつ光源３の異常を外部に報知可能な車両９を提供することができる。また、点灯装置２側から車両９側への異常報知用の信号線を別途設けなくてもいいので軽量化にもなり、経済的（燃費などのエネルギー効率のよい）な車両９を提供することができる。

なお、上述の実施形態１〜７では、点灯回路部２１としてフライバック方式のＤＣ−ＤＣコンバータを例に説明したが、その他の方式（例えばＳＥＰＩＣやＣｕｋやフォワードなど）のコンバータであってもよい。また、上述の実施形態１〜７では、３個のＬＥＤモジュール３１〜３３で光源３を構成しているが、光源の構成は上記の実施形態に限定されるものではない。さらに、上述の実施形態１〜７では、定電流制御の手法として誤差演算回路による比例積分制御を用いているが、定電流制御できるものであれば上記の手法に限定されるものではない。

１ 直流電源
２ 点灯装置
３ 光源
２１ 点灯回路部
２２ 制御部
２３ 状態検出部

Claims (6)

1. 直流電源から電力供給を受けて、直列接続された複数のＬＥＤモジュールで構成された光源に点灯電力を出力する点灯回路部と、
   前記点灯回路部の出力を制御する制御部と、
   前記光源の状態を検出する状態検出部とを備え、
   前記制御部は、前記点灯回路部への入力電流を検出する入力電流検出部を有し、
   前記制御部には、通常動作時における前記点灯回路部への入力電流の半分以下の値である第１の閾値が予め設定されており、
   前記制御部は、前記状態検出部が前記光源の異常として前記光源を構成する前記複数のＬＥＤモジュールのうち少なくとも１つのＬＥＤモジュールの短絡を検出すると、前記点灯回路部から前記光源への電力供給を継続させつつ、前記入力電流検出部による検出電流が前記第１の閾値以下となるように前記点灯回路部を制御することを特徴とする点灯装置。
2. 直流電源から電力供給を受けて、直列接続された複数のＬＥＤモジュールで構成された光源に点灯電力を出力する点灯回路部と、
   前記点灯回路部の出力を制御する制御部と、
   前記光源の状態を検出する状態検出部とを備え、
   前記制御部には、前記点灯回路部への入力電流が通常動作時の半分以下となるときの前記光源への出力電流の値として第２の閾値が予め設定されており、
   前記制御部は、前記状態検出部が前記光源の異常として前記光源を構成する前記複数のＬＥＤモジュールのうち少なくとも１つのＬＥＤモジュールの短絡を検出すると、前記点灯回路部から前記光源への電力供給を継続させつつ、前記光源への出力電流が前記第２の閾値以下となるように前記点灯回路部を制御することを特徴とする点灯装置。
3. 請求項１又は２記載の点灯装置と、前記光源とを備えていることを特徴とする灯具。
4. 請求項１又は２記載の点灯装置を備え、
   前記直流電源から前記点灯回路部に供給される電流を監視し、当該電流が予め設定された第３の閾値以下になると外部に異常を報知する電源電流監視部が前記直流電源側に設けられていることを特徴とする点灯システム。
5. 請求項３記載の灯具を備え、
   前記直流電源から前記点灯回路部に供給される電流を監視し、当該電流が予め設定された第３の閾値以下になると外部に異常を報知する電源電流監視部が前記直流電源側に設けられていることを特徴とする点灯システム。
6. 請求項４又は５記載の点灯システムを備えていることを特徴とする車両。

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