JP2006210219A

JP2006210219A - 車両用灯具の点灯制御回路

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Publication number: JP2006210219A
Application number: JP2005022581A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Ito; 昌康伊藤; Fumitada Shiozu; 文規塩津
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2005-01-31
Filing date: 2005-01-31
Publication date: 2006-08-10
Also published as: US7638947B2; US20060170287A1

Abstract

【課題】複数の半導体光源のいずれかに異常が生じたことを電圧の変化を基に検出すること。
【解決手段】ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８全体に印加される電圧とＬＥＤ１に印加される電圧とをコンパレータ３６で相対比較し、全体の電圧が一部の電圧に対して相対的に低下したときに、コンパレータ３６からローレベルの信号を出力し、ＬＥＤ２〜ＬＥＤ８のいずれか１つに短絡故障に伴う異常が生じたとしてＬＥＤ３４を点灯し、一方、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８全体に印加される電圧とＬＥＤ1に印加される電圧とをコンパレータ３８で相対比較し、全体の電圧が一部の電圧に対して相対的に低下したときには、コンパレータ３８からローレベルの信号を出力し、ＬＥＤ１に短絡故障に伴う異常が生じたとしてＬＥＤ３４を点灯する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用灯具の点灯制御回路に係り、特に、半導体発光素子で構成された半導体光源の点灯を制御するように構成された車両用灯具の点灯制御回路に関する。

従来、車両用灯具として、ＬＥＤ(ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）などの半導体発光素子を光源に用いたものが知られており、この種の車両用灯具には、ＬＥＤの点灯を制御するための点灯制御回路が実装されている。

点灯制御回路を構成するに際して、複数のＬＥＤを互いに直列接続して光源ユニットを構成するとともに、複数の光源ユニットを互いに並列接続し、並列接続された複数の光源ユニットの両端に点灯制御回路を接続し、各光源ユニットの全てのＬＥＤに対して点灯制御回路から同じ電流を供給するとともに、各光源ユニットにそれぞれ直列に抵抗を挿入し、抵抗の両端電圧が低下したとき、例えば、光源ユニットのいずれかのＬＥＤの断線に伴って抵抗に電流が流れなくなって、抵抗両端の電圧が０Ｖになったときに、光源ユニットのいずれかのＬＥＤが断線したとして、点灯制御回路を構成するスイッチングレギュレータの出力電圧を低下させるようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。この点灯制御回路によれば、各光源ユニットのいずれかのＬＥＤが断線したときにはスイッチングレギュレータの出力電圧を低下させるようにしているので、スイッチレギュレータの出力電圧が過電圧になるのを防止することができる。

特開２００４−１３４１４７号公報（第３頁〜第６頁、図１）

しかし、ＬＥＤの断線を検出するにも、ＬＥＤに接続された配線（リード線）が断線したときには、ＬＥＤに電流が流れないことを検出することで、ＬＥＤの断線を検出することはできるが、ＬＥＤパッケージ内で断線が生じても、この断線を検出することができないことがある。例えば、ＬＥＤパッケージ内に、発光素子を構成する半導体チップと半導体チップに並列接続されたツェナーダイオードが収納されている場合、半導体チップあるいはワイヤーボンディングが断線しても、ツェナーダイオードを介して電流が流れ、断線を検出することができないことがある。

具体的には、ＬＥＤパッケージ内の半導体チップが断線すると、半導体チップには電流が流れなくなるので、電源回路の負荷が軽くなり、ＬＥＤパッケージの両端にかかる電圧が上昇する。電圧が上昇して、ＬＥＤのフォワード電圧を超え、ツェナーダイオードのツェナー電圧に達すると、ツェナーダイオードに電流が流れ始め、ＬＥＤパッケージの両端電圧は、ＬＥＤのフォワード電圧からツェナー電圧へと変化する。ＬＥＤパッケージがＮ個直列接続されているときには、パッケージ全体の両端電圧は、フォワード電圧×Ｎ個から（フォワード電圧×（Ｎ−１個）＋ツェナー電圧）へと変化する。ツェナーダイオードに電流が流れると、電源回路は各ＬＥＤに同じ電流を流すための制御を実行し、結果として、高い電圧が、半導体チップが断線したＬＥＤパッケージに印加され、電圧が高くなった分ＬＥＤパッケージでの消費電力が大きくなり、ツェナーダイオードが熱破壊することがある。ツェナーダイオードが熱破壊すると、ツェナー電圧は低下し、ＬＥＤのフォワード電圧よりも低い電圧で熱的にも安定して落ち着く。

つまり、配線の断線ではなく、静電保護としてツェナーダイオードを用いているＬＥＤパッケージ内で断線が発生した場合、ツェナーダイオードを介して電流が流れ続けるため、光源ユニットに直列に接続された抵抗の電圧降下を監視するだけでは、ＬＥＤの断線を確実に検出できないことがある。

一方、半導体光源として、静電保護用のツェナーダイオードが無いＬＥＤ、あるいはツェナーダイオードの代用としてコンデンサを用いたＬＥＤを用いるときには、ＬＥＤの故障モードとして、「短絡（ショート）」あるいは「あるインピーダンスを持った短絡」があることを考慮する必要がある。例えば、直列接続された複数のＬＥＤのうちいずれかのＬＥＤが短絡しても、各ＬＥＤには電流が流れるため、スイッチングレギュレータから複数のＬＥＤに印加される電圧を監視して、ＬＥＤの短絡故障に伴う異常を検出する必要がある。例えば、スイッチングレギュレータの出力電圧と設定電圧とを比較し、スイッチングレギュレータの出力電圧が設定電圧よりも低下したときに、いずれかのＬＥＤに短絡故障が生じたことを検出する構成を採用することができる。しかし、ＬＥＤの電圧のばらつきを考慮すると、スイッチングレギュレータの出力電圧と基準電圧とを比較する構成では、直列接続された複数のＬＥＤのうちいずれか１つのＬＥＤの短絡故障を検出できないことがある。

例えば、ＬＥＤ１個当たりの電圧降下、すなわちフォワード電圧Ｖｆ＝８ＶのＬＥＤを８個直列接続したときを想定すると、スイッチングレギュレータの出力電圧は６４Ｖになる。ここで、ＬＥＤのＶｆ＝８Ｖを仮定したが、この電圧にはばらつきがある。このばらつきの要因としては、「ＬＥＤのＶＩ特性」、「ＬＥＤの温度特性」、「ＬＥＤの個体差」が挙げられる。

ＶＩ特性は、ＬＥＤに流れる電流（Ｉｆ）が大きい程、Ｖｆも大きくなる特性を有する。温度特性は、ＬＥＤの温度が高くなる程、Ｖｆが低くなる特性を有する。ここで、Ｖｆとして、例えば、Ｖｆ＝７Ｖ〜９Ｖの範囲でばらつきがあることを考慮すると、スイッチングレギュレータの出力電圧として許容される出力電圧範囲は５６Ｖ〜７２Ｖとなる。このとき、１つのＬＥＤが何らかの要因で短絡故障を起こし、故障したＬＥＤのＶｆ＝８Ｖが０Ｖになったとすると、スイッチングレギュレータとして、正常時の出力電圧が７２Ｖのものは、短絡故障が発生しても、出力電圧は６４Ｖとなる。この出力電圧は、スイッチングレギュレータとして許容された出力電圧範囲内にあるので、スイッチングレギュレータの出力電圧を単に監視するだけでは、短絡故障を検出することができない。すなわち、ＬＥＤの電圧のばらつきを考慮した場合、スイッチングレギュレータの出力電圧の絶対値を監視するだけでは、複数のＬＥＤの中の１つのＬＥＤの短絡故障を検出できないことがある。

複数のＬＥＤの一部が短絡故障すると、例えば、１つのＬＥＤが短絡故障によって不灯になると、配光が満たされないにも関わらず、灯具全体としては発光しているため、ドライバーが異常に気付けず、そのまま走行を続けてしまう恐れがある。

なお、各ＬＥＤに短絡故障検出回路を設ければ、ＬＥＤの電圧のばらつきを考慮することなく、ＬＥＤの短絡故障を検出することはできるが、ＬＥＤの数が多くなるごとに短絡検出回路の数が増加するとともに配線が増加し、回路構成が複雑となる。

本発明は、前記従来技術の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、互いに直列接続された複数の半導体光源のいずれかに異常が生じたことを電圧の変化を基に検出することにある。

前記目的を達成するために、請求項１に係る車両用灯具の点灯制御回路は、電源から電力の供給を受けて、互いに直列接続された複数の半導体光源に発光エネルギーを供給するとともに、前記複数の半導体光源に対する電流と電圧を制御するエネルギー供給制御手段と、前記複数の半導体光源全体に印加される電圧と前記複数の半導体光源のうち一部の半導体光源に印加される電圧とを相対比較して、前記複数の半導体光源のいずれかに異常が生じたことを検出する異常検出手段とを備えてなる構成とした。

（作用）互いに直列接続された複数の半導体光源に発光エネルギーを供給する過程で、複数の半導体光源全体に印加される電圧と複数の半導体光源のうち一部の半導体光源に印加される電圧とを相対比較し、例えば、両者の比が変化したときには複数の半導体光源のうち少なくとも一部の半導体光源（比較対象の半導体光源）以外の半導体光源に異常が生じたことを検出することができる。すなわち、各半導体光源に印加される電圧をそれぞれ検出することなく、少なくとも一部の半導体光源以外の半導体光源のいずれかに異常が生じたことを検出することができ、回路構成の簡素化を図ることが可能になる。

請求項２に係る車両用灯具の点灯制御回路においては、請求項１に記載の車両用灯具の点灯制御回路において、前記異常検出手段は、前記複数の半導体光源全体に印加される電圧が前記一部の半導体光源に印加される電圧に対して相対的に変化したときに前記一部の半導体光源以外の半導体光源に異常が生じたことを検出し、前記一部の半導体光源に印加される電圧が前記複数の半導体光源全体に印加される電圧に対して相対的に変化したときには前記一部の半導体光源に異常が生じたことを検出してなる構成とした。

（作用）異常検出手段は、複数の半導体光源全体に印加される電圧が一部の半導体光源に印加される電圧に対して相対的に変化したとき、例えば、相対的に電圧が低下したときには一部の半導体光源以外の半導体光源に異常が生じたことを検出し、一方、一部の半導体光源に印加される電圧が複数の半導体光源全体に印加される電圧に対して相対的に変化したとき、例えば相対的に低下したときには、一部の半導体光源に異常が生じたことを検出するようにしたため、複数の半導体光源のいずれかに異常が生じたことを確実に検出することができる。

請求項３に係る車両用灯具の点灯制御回路は、電源から電力の供給を受けて、互いに直列接続された複数の半導体光源に発光エネルギーを供給するとともに、前記複数の半導体光源に対する電流と電圧を制御するエネルギー供給制御手段と、前記複数の半導体光源全体に印加される電圧と前記複数の半導体光源のうち一部の半導体光源に印加される電圧とを相対比較するとともに、複数の半導体光源のうち一部の半導体光源に印加される電圧と前記一部の半導体光源とは異なる他の一部の半導体光源に印加される電圧とを相対比較して、前記複数の半導体光源のいずれかに異常が生じたことを検出する異常検出手段とを備えてなる構成とした。

（作用）互いに直列接続された複数の半導体光源に発光エネルギーを供給する過程で、複数の半導体光源全体に印加される電圧と複数の半導体光源のうち一部の半導体光源に印加される電圧とを相対比較するとともに、一部の半導体光源に印加される電圧と一部の半導体光源とは異なる他の一部の半導体光源に印加される電圧とを相対比較しているため、前者の相対比較により、少なくとも一部の半導体光源以外の半導体光源に異常が生じたことを検出することができ、後者の相対比較により一部の半導体光源に異常が生じたことを検出することができ、結果として複数の半導体光源のいずれかに異常が生じたことを確実に検出することができ、全ての半導体光源に印加される電圧を監視することなく複数の半導体光源のいずれかに異常が生じたことを確実に検出することができ、構成の簡素化を図ることが可能になる。

請求項４に係る車両用灯具の点灯制御回路においては、請求項３に記載の車両用灯具の点灯制御回路において、前記異常検出手段は、前記複数の半導体光源全体に印加される電圧が前記一部の半導体光源に印加される電圧に対して相対的に変化したときに前記一部の半導体光源以外の半導体光源に異常が生じたことを検出し、前記一部の半導体光源に印加される電圧が前記一部の半導体光源とは異なる他の一部の半導体光源に印加される電圧に対して相対的に変化したときには前記一部の半導体光源に異常が生じたことを検出してなる構成とした。

（作用）異常検出手段は、複数の半導体光源全体に印加される電圧は一部の半導体光源に印加される電圧に対して相対的に変化したとき、例えば相対的に低下したときに一部の半導体光源以外の半導体光源に異常が生じたことを検出し、一部の半導体光源に印加される電圧が一部の半導体光源とは異なる他の一部の半導体光源に印加される電圧に対して相対的に変化したとき、例えば、相対的に低下したときに一部の半導体光源に異常が生じたことを検出するようにしているため、一部の半導体光源の異常とそれ以外の半導体光源の異常とに分けて半導体光源の異常を検出することで、複数の半導体光源のいずれかに異常が生じたことを確実に検出することができる。

請求項５に係る車両用灯具の点灯制御回路は、電源から電力の供給を受けて、互いに直列接続された複数の半導体光源に発光エネルギーを供給するとともに、前記複数の半導体光源に対する電流と電圧を制御するエネルギー供給制御手段と、前記複数の半導体光源全体に印加される電圧と前記複数の半導体光源のうち一部の半導体光源に印加される電圧とを相対比較するとともに、複数の半導体光源のうち一部の半導体光源に印加される電圧と設定電圧とを比較して、前記複数の半導体光源のいずれかに異常が生じたことを検出する異常検出手段とを備えてなる構成とした。

（作用）互いに直列接続された複数の半導体光源に発光エネルギーが供給される過程で、複数の半導体光源全体に印加される電圧と複数の半導体光源のうち一部の半導体光源に印加される電圧とを相対比較するとともに、一部の半導体光源に印加される電圧と設定電圧とを比較するようにしたため、前者の相対比較により一部の半導体光源以外の半導体光源に異常が生じたことを検出し、後者の比較（絶対値の比較）により一部の半導体光源に異常が生じたことを検出することができ、各半導体光源に印加される電圧をそれぞれ監視することなく、複数の半導体光源のいずれかに異常が生じたことを確実に検出することができ、回路構成の簡素化を図ることが可能になる。

請求項６に係る車両用灯具の点灯制御回路においては、請求項５に記載の車両用灯具の点灯制御回路において、前記異常検出手段は、前記複数の半導体光源全体に印加される電圧が前記一部の半導体光源に印加される電圧に対して相対的に変化したときに前記一部の半導体光源以外の半導体光源に異常が生じたことを検出し、前記一部の半導体光源に印加される電圧が前記設定電圧から外れたときには前記一部の半導体光源に異常が生じたことを検出してなる構成とした。

（作用）異常検出手段は、複数の半導体光源全体に印加される電圧が一部の半導体光源に印加される電圧に対して相対的に変化したとき、例えば、相対的に低下したときに一部の半導体光源以外の半導体光源に異常が生じたことを検出し、一部の半導体光源に印加される電圧が設定電圧から外れたとき、例えば、設定電圧よりも高くなったときに一部の半導体光源に異常が生じたことを検出しているため、複数の半導体光源のいずれか１つに異常が生じたことをより確実に検出することができる。

以上の説明から明らかなように、請求項１に係る車両用灯具の点灯制御回路によれば、各半導体光源に印加される電圧をそれぞれ検出することなく、少なくとも一部の半導体光源以外の半導体光源のいずれかに異常が生じたことを検出することができ、回路構成の簡素化を図ることが可能になる。

請求項２によれば、複数の半導体光源のいずれかに異常が生じたことを確実に検出することができる。

請求項３に係る車両用灯具の点灯制御回路によれば、各半導体光源に印加される電圧をそれぞれ検出することなく複数の半導体光源のいずれかに異常が生じたことを検出することができ、回路構成の簡素化を図ることが可能になる。

請求項４によれば、複数の半導体光源のいずれかに異常が生じたことを確実に検出することができる。

請求項５に係る車両用灯具の点灯制御回路によれば、各半導体光源に印加される電圧をそれぞれ検出することなく複数の半導体光源のいずれかに異常が生じたことを確実に検出することができ、回路構成の簡素化を図ることが可能になる。

請求項６によれば、複数の半導体光源のいずれかに異常が生じたことをより確実に検出することができる。

次に、本発明の実施の形態を実施例にしたがって説明する。図１は、本発明の第１実施例を示す車両用灯具の点灯制御回路のブロック構成図、図２は、電源回路の回路構成図、図３は、本発明の第２実施例を示す車両用灯具の点灯制御回路のブロック構成図、図４は、本発明の第３実施例を示す車両用灯具の点灯制御回路のブロック構成図、図５は、本発明の第４実施例を示す車両用灯具の点灯制御回路のブロック構成図である。

これらの図において、車両用灯具の点灯制御回路１０は、図１に示すように、車両用灯具（発光装置）の一要素として、８個のＬＥＤ１〜ＬＥＤ８を負荷とする電源回路１２と、８個のＬＥＤ１〜ＬＥＤ８を検出対象とする異常検出回路１４を備えて構成されている。

ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８は、半導体発光素子で構成された半導体光源として、互いに直列接続されて、その両端側が電源回路１２の出力側に並列接続されている。ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８としては、例えば、静電保護素子としてのツェナーダイオードが並列接続されたもの、あるいはツェナーダイオードの代わりにコンデンサや抵抗などが並列接続されたものを用いることができる。またＬＥＤ１〜ＬＥＤ８は、ヘッドランプ、ストップ＆テールランプ、フォグランプ、ターンシグナルランプなどの各種車両用灯具の光源として構成することができる。

電源回路１２は、図２に示すように、トランスＴ１、コンデンサＣ１、Ｃ２、ダイオードＤ１、ＮＭＯＳトランジスタ１６、制御回路１８、異常検出用ＰＮＰトランジスタ２０を備えて構成されている。トランスＴ１の一次巻線の一端側は入力端子２２に接続され、他端側はＮＭＯＳトランジスタ１６を介して入力端子２４に接続されている。入力端子２２はバッテリ電源のプラス端子に接続され、入力端子２４はバッテリ電源のマイナス端子に接続されて接地されている。トランスＴ１の二次巻線の一端側はダイオードＤ１を介して出力端子２６に接続され、他端側は抵抗Ｒ１を介して出力端子２８に接続されている。上流側の出力端子２６はＬＥＤ８のアノード側に接続され、下流側の出力端子２８はＬＥＤ１のカソード側に接続されている。ＮＭＯＳトランジスタ１６のゲートは制御回路１８に接続されている。

制御回路１８は、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８に流れる電流を監視するために、抵抗Ｒ１の両端電圧を取り込み、各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８に対して規定の電流、例えば、定格電流を供給するとともに、各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８に対する電圧を一定の範囲内に制限するためのパルス信号を生成し、生成したパルス信号をＮＭＯＳトランジスタ１６のゲートに出力するようになっている。ＮＭＯＳトランジスタ１６は制御回路１８からのパルス信号に応答してスイッチング動作を行うようになっており、ＮＭＯＳトランジスタ１６がオンになったときに、トランスＴ１に電磁エネルギーが蓄積され、ＮＭＯＳトランジスタ１６がオフになったときにはトランスＴ１の一次側に蓄積された電磁エネルギーがトランスＴ１の二次側に放出されるようになっている。トランスＴ１の二次側から放出された電磁エネルギーはダイオードＤ１を介して、発光エネルギーとしてＬＥＤ１〜ＬＥＤ８に供給されるようになっている。

すなわち、電源回路１２は、バッテリから直流電力（電源）の供給を受けて、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８に発光エネルギー（直流電力）を供給するとともに、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８に対する電流と電圧を制御するエネルギー供給制御手段として構成されている。

一方、異常検出用ＰＮＰトランジスタ２０は、エミッタが外部接続端子３０に接続され、コレクタが接地され、ベースが異常検出回路１４の出力端子３２に接続されている。外部接続端子３０はリード線を介してＬＥＤ３４に接続されており、ＬＥＤ３４は抵抗Ｒ２を介してバッテリ電源のプラス端子に接続され、インジケータランプとして車室内に設置されている。ＬＥＤ３４は、異常検出回路１４からの信号に応答してＰＮＰトランジスタ２０がオンになったときに点灯し、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８のいずれかに異常が生じたことをドライバに報知するようになっている。

異常検出回路１４は、図１に示すように、８個のＬＥＤ１〜ＬＥＤ８全体に印加される電圧と一部のＬＥＤ（ＬＥＤ１）に印加される電圧とを相対比較して、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８のいずれかに異常が生じたことを検出する異常検出手段として、コンパレータ３６、３８、抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６を備えて構成されている。

抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４は、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８全体に印加される電圧を分圧し、分圧によって得られた電圧をコンパレータ３６の正入力端子に印加する分圧手段として構成されている。コンパレータ３６の負入力端子には最下流のＬＥＤ１の両端に印加される電圧が入力されている。コンパレータ３６のオープンコレクタ出力は出力端子３２に接続されている。

ここで、抵抗Ｒ３、Ｒ４の抵抗値として、抵抗Ｒ３の抵抗値を「７Ｒ」としたときに、抵抗Ｒ４の抵抗値は「Ｒ＋α」に設定されている。このため、コンパレータ３６の正入力端子には、負入力端子よりもわずかに高い電圧が入力されるようになっている。例えば、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８のフォワード電圧Ｖｆが全て同一であった場合、コンパレータ３６の負入力端子にはＶｆが印加されるのに対して、正入力端子にはＶｆよりもわずかに高い電圧が印加されるようになっている。

コンパレータ３６は、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８全体に印加される電圧とＬＥＤ１の両端に印加される電圧とを相対比較し、全体に印加される電圧がＬＥＤ１の両端に印加される電圧よりも高いときには、正常であるとしてハイレベルの信号を出力端子３２に出力するようになっている。一方、コンパレータ３６は、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８全体に印加される電圧とＬＥＤ１の両端に印加される電圧とを相対比較している過程で、ＬＥＤ２〜ＬＥＤ８のいずれか１つが短絡し、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８全体に印加される電圧が最下流のＬＥＤ１の両端に印加される電圧に対して相対的に変化したとき、例えば、相対的に低下したときには、ＬＥＤ１以外のＬＥＤ２〜ＬＥＤ８のいずれかに１つに短絡故障に伴う異常が生じたとしてローレベルの信号を出力端子３２に出力するようになっている。

一方、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６は、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８全体に印加される電圧を分圧し、分圧によって得られた電圧をコンパレータ３８の負入力端子に印加する分圧手段として構成されている。コンパレータ３８の正入力端子にはＬＥＤ１の両端に印加される電圧が入力されている。コンパレータ３８のオープンコレクタ出力は出力端子３２に接続されている。

ここで、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６の抵抗値として、抵抗Ｒ６の抵抗値を「Ｒ」としたときに、抵抗Ｒ５の抵抗値は「７Ｒ＋α」に設定されている。すなわち、コンパレータ３８の負入力端子には正入力端子よりもわずかに低い電圧が印加されるようになっている。例えば、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８のＶｆが同一であるときには、コンパレータ３８の正入力端子にはＬＥＤ１の両端の電圧としてＶｆが印加されるのに対して、コンパレータ３８の負入力端子には、Ｖｆよりもわずかに小さい電圧が印加されるようになっている。

コンパレータ３８は、正入力端子に印加される電圧が負入力端子に印加される電圧よりも高いときには正常にあるとしてハイレベルの信号を出力端子３２に出力するようになっている。一方、コンパレータ３８は、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８全体に印加される電圧と最下流のＬＥＤ１の両端に印加される電圧とを比較している過程で、最下流のＬＥＤ１が短絡し、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８全体に印加される電圧（負入力端子に印加される電圧）に対して最下流のＬＥＤ１の両端に印加される電圧が相対的に変化したとき、具体的には相対的に低下したときには、ＬＥＤ１に短絡故障に伴う異常が生じたとしてローレベルの信号を出力端子３２に出力するようになっている。

出力端子３２のレベルがハイレベルからローレベルに反転すると、異常検出用ＰＮＰトランジスタ２０がオンになってＬＥＤ３４が点灯するため、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８のいずれか１つに短絡故障に伴う異常が生じたことを運転者に知らせることができる。

本実施例によれば、抵抗Ｒ３、Ｒ４、コンパレータ３６を用いてＬＥＤ２〜ＬＥＤ８のいずれか１つに短絡故障に伴う異常が生じたことを検出し、抵抗Ｒ５、Ｒ６、コンパレータ３８を用いてＬＥＤ１に短絡故障に伴う異常が生じたことを検出するようにしたため、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８にそれぞれ異常検出回路を設けることなく、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８のいずれか１つに短絡故障に伴う異常が生じたことを検出することができ、回路構成の簡素化を図ることが可能になる。

また、本実施例によれば、一つのＬＥＤが不灯になり、配光が満たされていない場合でも、全てのＬＥＤを消灯又はインジケータ点灯等の種々の警告により、ドライバーへ異常を知らせることができる。

本実施例においては、ＬＥＤとして８個のものを用いるものについて述べたが、ＬＥＤを５個用いるときには、抵抗Ｒ３の抵抗値を「４Ｒ」として、抵抗Ｒ４の抵抗値を「Ｒ＋α」とし、抵抗Ｒ５の抵抗値を「４Ｒ＋α」として、抵抗Ｒ６の抵抗値を「Ｒ」とすることで対応することができる。また、ＬＥＤとして１０個のＬＥＤを用いるときには、抵抗Ｒ３の抵抗値を「９Ｒ」として、抵抗Ｒ４の抵抗値を「Ｒ＋α」とし、抵抗Ｒ５の抵抗値を「９Ｒ＋α」として、抵抗Ｒ６の抵抗値を「Ｒ」とすることで対応することができる。さらに、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８の特性として、Ｖｆの値が互いに異なるときには、各ＬＥＤのＶｆの値に合わせて分圧抵抗値を調整することで対応することができる。

次に、本発明の第２実施例を図３にしたがって説明する。本実施例は、異常検出回路１４の代わりに、異常検出回路４０を設けたものであり、他の構成は図１のものと同様である。

異常検出回路４０は、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８全体に印加される電圧とＬＥＤ１〜ＬＥＤ８のうち一部のＬＥＤ（ＬＥＤ１）に印加される電圧とを相対比較するとともに、一部のＬＥＤ（ＬＥＤ１）に印加される電圧と一部のＬＥＤ（ＬＥＤ１）とは異なる他の一部のＬＥＤ（ＬＥＤ２）に印加される電圧とを相対比較して、各比較結果を基にＬＥＤ１〜ＬＥＤ８のいずれかに異常が生じたことを検出する異常検出手段として構成されている。

具体的には、異常検出回路４０は、抵抗Ｒ３、Ｒ４、コンパレータ３６を備えているとともに、抵抗Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、差動増幅器４２、コンパレータ４４を備えて構成されている。抵抗Ｒ３とＲ４は、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８全体に印加される電圧を分圧し、分圧によって得られた電圧をコンパレータ３６の正入力端子に入力する分圧手段として構成されている。コンパレータ３６の負入力端子には最下流のＬＥＤ１の両端に印加される電圧が入力されており、コンパレータ３６のオープンコレクタ出力は出力端子３２に接続されている。抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４の抵抗値として、抵抗Ｒ３の抵抗値を「７Ｒ」としたときに、抵抗Ｒ４の抵抗値は「Ｒ＋α」に設定されている。すなわち、コンパレータ３６の負入力端子に印加される電圧よりも正入力端子に印加される電圧の方がわずかに高くなるように、抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４の抵抗値が設定されている。

コンパレータ３６は、正入力端子に印加される電圧が負入力端子に印加される電圧よりも高いときには正常状態にあるとしてハイレベルの信号を出力端子３２に出力するようになっている。一方、コンパレータ３６は、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８全体に印加される電圧とＬＥＤ１の両端に印加される電圧とを相対比較している過程で、ＬＥＤ２〜ＬＥＤ８のうちいずれか１つが短絡し、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８全体に印加される電圧が最下流のＬＥＤ１の両端に印加される電圧に対して相対的に変化したときに、例えば、相対的に低下したときには、ＬＥＤ２〜ＬＥＤ８のいずれか１つに短絡故障に伴う異常が生じたとしてローレベルの信号を出力端子３２に出力するようになっている。

一方、差動増幅器４２は、ＬＥＤ２の両端に生じる電圧を増幅し、増幅した電圧をコンパレータ４４の負入力端子に出力するようになっている。この場合、コンパレータ４４の正入力端子にはＬＥＤ１の両端に生じる電圧が印加されるようになっているため、ＬＥＤ１の正常時に、コンパレータ４４の負入力端子には、正入力端子の電圧よりもわずかに低い電圧が印加されるように、抵抗Ｒ７〜Ｒ１０の抵抗値が設定されている。例えば、抵抗Ｒ９、抵抗Ｒ１０の抵抗値をそれぞれ「Ｒ」としたときに、抵抗Ｒ７、抵抗Ｒ８の抵抗値は「Ｒ＋α」に設定されている。そしてコンパレータ４４は、一部のＬＥＤに印加される電圧としてＬＥＤ１の両端に印加される電圧と、一部のＬＥＤとは異なる他の一部のＬＥＤとして、ＬＥＤ２の両端に生じる電圧を増幅して得られた電圧とを相対比較し、両者の電圧が相対的に変化しないときには正常状態としてハイレベルの信号を出力端子３２に出力するようになっている。一方、コンパレータ４４は、正入力端子に印加される電圧と負入力端子に印加される電圧とを相対比較している過程で、ＬＥＤ１が短絡し、正入力端子の電圧が負入力端子の電圧よりも相対的に変化したとき、例えば、相対的に低下したときには、異常が生じたとしてローレベルの信号を出力端子３２に出力するようになっている。

出力端子３２のレベルがハイレベルからローレベルになったときには、異常検出用ＰＮＰトランジスタ２０がオンになってＬＥＤ３４が点灯し、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８のいずれか１つに異常が生じたことをドライバに知らせることができる。

本実施例によれば、抵抗Ｒ３、Ｒ４、コンパレータ３６を用いてＬＥＤ２〜ＬＥＤ８のいずれか１つに短絡故障に伴う異常が生じたことを検出し、抵抗Ｒ７〜Ｒ１０、差動増幅器４２、コンパレータ４４を用いてＬＥＤ１に短絡故障に伴う異常が発生したことを検出するようにしたため、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８にそれぞれ異常検出回路を設けることなく、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８のいずれか１つに短絡故障に伴う異常が生じたことを検出することができ、回路構成の簡素化を図ることが可能になる。

次に、本発明の第３実施例を図４にしたがって説明する。本実施例は、異常検出回路１４の代わりに異常検出回路４６を設けたものであり、他の構成は図１のものと同様である。

異常検出回路４６は、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８全体に印加される電圧と一部のＬＥＤ（ＬＥＤ１）に印加される電圧とを相対比較するとともに、一部のＬＥＤ（ＬＥＤ１）に印加される電圧と設定電圧とを比較（絶対値の比較）し、この比較結果を基にＬＥＤ１〜ＬＥＤ８のいずれか１つに異常が生じたことを検出する異常検出手段として構成されている。

具体的には、異常検出回路４６は、抵抗Ｒ３、Ｒ４、コンパレータ３６、コンパレータ４８、電源５０を備えて構成されている。

抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４は、図１のものと同様な抵抗値に設定されており、コンパレータ３６は、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８全体に印加される電圧とＬＥＤ１の両端に印加される電圧とを相対比較し、正入力端子に印加される電圧が負入力端子に印加される電圧よりも高いときには正常状態にあるとしてハイレベルの信号を出力端子３２に出力するようになっている。一方、コンパレータ３６は、正入力端子に印加される電圧と負入力端子に印加される電圧とを相対比較している過程で、ＬＥＤ２〜ＬＥＤ８のいずれか１つが短絡し、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８全体に印加される電圧がＬＥＤ１に印加される電圧に対して相対的に変化したとき、例えば、相対的に低下したときには、ＬＥＤ２〜ＬＥＤ８のいずれか１つに短絡故障に伴う異常が生じたとしてローレベルの信号を出力端子３２に出力するようになっている。

コンパレータ４８は、正入力端子がＬＥＤ１のアノード側に接続され、負入力端子が電源５０のプラス端子に接続されており、ＬＥＤ１の両端に印加される電圧と電源５０によって設定される設定電圧とを比較（絶対値の比較）し、この比較結果に応じてハイレベルまたはローレベルの信号を出力端子３２に出力するようになっている。この場合、電源５０によって設定された設定電圧はＬＥＤ１の両端に印加される電圧よりもわずかに低い値に設定されている。このため、コンパレータ４８は、ＬＥＤ１が正常状態にあるときには、ハイレベルの信号を出力端子３２に出力し、ＬＥＤ１が短絡したときには、ＬＥＤ１に短絡故障に伴う異常が生じたとしてローレベルの信号を出力端子３２に出力するようになっている。

出力端子３２のレベルがハイレベルからローレベルに反転すると、異常検出用ＰＮＰトランジスタ２０がオンになってＬＥＤ３４が点灯し、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８のいずれか１つに短絡故障に伴う異常が生じたことをドライバに知らせることができる。

本実施例においては、抵抗Ｒ３、Ｒ４、コンパレータ３６を用いてＬＥＤ２〜ＬＥＤ８のいずれか１つに短絡故障に伴う異常が生じたことを検出し、コンパレータ４８と電源５０を用いてＬＥＤ１に短絡故障に伴う異常が生じたことを検出するようにしたため、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８にそれぞれ異常検出回路を設けることなく、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８のいずれか１つに短絡故障に伴う異常が生じたことを検出することができ、回路構成の簡素化を図ることが可能になる。

次に、本発明の第４実施例を図５にしたがって説明する。本実施例は、異常検出回路１４の代わりに異常検出回路５２を用い、ＬＥＤ１を検出対象とする代わりに最上流のＬＥＤ８を検出対象としたものであり、他の構成は図１のものと同様である。

異常検出回路５２は、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８全体に印加される電圧と一部のＬＥＤ（ＬＥＤ８）に印加される電圧とを相対比較するとともに、一部のＬＥＤ（ＬＥＤ８）に印加される電圧と設定電圧とを比較（絶対値の比較）し、各比較結果にしたがってＬＥＤ１〜ＬＥＤ８のいずれかに異常が生じたことを検出する異常検出手段として構成されている。

具体的には、異常検出回路５２は、抵抗Ｒ５、Ｒ６、コンパレータ３８を備えているとともに、コンパレータ５４と電源５６を備えて構成されている。

抵抗Ｒ５、Ｒ６は、それぞれ図１と同様の抵抗値のものが用いられており、抵抗Ｒ５、抵抗Ｒ６によって分圧された電圧がコンパレータ３８の負入力端子に印加されるようになっている。コンパレータ３８の正入力端子にはＬＥＤ８のカソードに印加される電圧が入力されている。この場合、コンパレータ３８の負入力端子には正入力端子に印加される電圧よりもわずかに小さい電圧が印加されるようになっている。すなわち、コンパレータ３８は、正入力端子に印加される電圧と負入力端子に印加される電圧とを相対比較し、正入力端子の電圧が負入力端子に印加される電圧よりも高いときには正常状態にあるとしてハイレベルの信号を出力端子３２に出力するようになっている。一方、コンパレータ３８は、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８全体に印加される電圧とＬＥＤ８に印加される電圧とを相対比較している過程で、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ７のいずれか１つが短絡し、正入力端子に印加される電圧が負入力端子に印加される電圧に対して相対的に変化したとき、例えば相対的に低下したときには、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ７のいずれか１つに短絡故障に伴う異常が生じたとしてローレベルの信号を出力端子３２に出力するようになっている。

コンパレータ５４は、負入力端子がＬＥＤ８のカソードとＬＥＤ７のアノードに接続され、正入力端子が電源５６のプラス端子に接続されている。電源５６による設定電圧はコンパレータ５４の負入力端子に印加される電圧よりもわずかに高い電圧に設定されている。コンパレータ５４は、正入力端子に印加される設定電圧と負入力端子に印加される電圧とを比較（絶対値の比較）し、設定電圧が負入力端子に印加される電圧よりも高いときには正常状態にあるとしてハイレベルの信号を出力端子３２に出力するようになっている。一方、コンパレータ５４は、正入力端子に印加される設定電圧と負入力端子に印加される電圧とを比較する過程で、ＬＥＤ８が短絡し、負入力端子に印加される電圧が設定電圧から外れて高くなったときには、ＬＥＤ８に短絡故障に伴う異常が生じたとしてハイレベルの信号を出力端子３２に出力するようになっている。

出力端子３２のレベルがハイレベルからローレベルに反転したときには異常検出用ＰＮＰトランジスタ２０がオンになってＬＥＤ３４が点灯するため、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８のいずれか１つに短絡故障に伴う異常が生じたことをドライバに知らせることができる。

本実施例においては、抵抗Ｒ５、Ｒ６、コンパレータ３８を用いてＬＥＤ１〜ＬＥＤ７のいずれか１つに短絡故障に伴う異常が生じたことを検出し、コンパレータ５４と電源５６を用いてＬＥＤ８に短絡故障に伴う異常が生じたことを検出するようにしたため、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８にそれぞれ異常検出回路を設けることなく、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８のいずれか１つに短絡故障に伴う異常が生じたことを検出することができ、回路構成の簡素化を図ることが可能になる。

前記各実施例においては、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８を１列に並べて直列接続したものについて述べたが、複数のＬＥＤを直列接続したものを複数列設けるときでも、各列ごとに異常検出回路１４、４０、４６、５２のいずれかを設け、各列の異常検出回路の出力をオワイヤードＯＲ接続して出力端子３２に接続すれば、いずれかの列に属するＬＥＤに短絡故障に伴う異常が生じたことをドライバに知らせることができる。

また前記各実施例において、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８のＶｆのばらつきを考慮するに際しては、「ＬＥＤのＶＩ特性」については、全てのＬＥＤ１〜ＬＥＤ８には同じ電流が流れるため、いずれか１つのＬＥＤのＶｆを監視すれば、他のＬＥＤのＶｆを監視しなくても、他のＬＥＤのＶｆは監視対象のＬＥＤのＶｆと相対的に同じになるとして扱うことができ、各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８のＶＩ特性によるＶｆのばらつきを考慮しなくても、異常を確実に検出することができる。

「ＬＥＤの温度特性」については、全てのＬＥＤ１〜ＬＥＤ８は同じランプ内に収納され、ほとんど同じ温度になるため、いずれかの１つのＬＥＤのＶｆを監視すれば、他のＬＥＤのＶｆを監視しなくても、他のＬＥＤのＶｆは監視対象のＬＥＤのＶｆと相対的に同じになるとして扱うことができ、ＬＥＤの温度特性によるＶｆのばらつきを考慮しなくても、異常を確実に検出することができる。

一方、「ＬＥＤの個体差」については、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８について、Ｖｆとして同一ランクに属するものを用いることで、より精度良く異常を検出することができる。

また、各実施例においては、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８のいずれか１つに短絡故障に伴う異常が生じたことを検出するものについて述べたが、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８に静電保護素子として、例えば、ツェナーダイオードが並列接続されているときには、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８のいずれか１つが断線したときには、各ＬＥＤに電流の流れる状態が継続された状態で、断線したＬＥＤの両端電圧が低下するので、電圧の低下を基にＬＥＤ１〜ＬＥＤ８のいずれか１つに断線故障に伴う異常が生じたことを検出することができる。

本発明の第１実施例を示す車両用灯具の点灯制御回路のブロック構成図である。電源回路の回路構成図である。本発明の第２実施例を示す車両用灯具の点灯制御回路のブロック構成図である。本発明の第３実施例を示す車両用灯具の点灯制御回路のブロック構成図である。本発明の第４実施例を示す車両用灯具の点灯制御回路のブロック構成図である。

符号の説明

１０車両用灯具の点灯制御回路
１２電源回路
１４、４０、４６、５２異常検出回路
１８制御回路
２０異常検出用ＰＮＰトランジスタ
３６、３８、４４、４８、５４コンパレータ
４２差動増幅器
５０、５６電源

Claims

電源から電力の供給を受けて、互いに直列接続された複数の半導体光源に発光エネルギーを供給するとともに、前記複数の半導体光源に対する電流と電圧を制御するエネルギー供給制御手段と、前記複数の半導体光源全体に印加される電圧と前記複数の半導体光源のうち一部の半導体光源に印加される電圧とを相対比較して、前記複数の半導体光源のいずれかに異常が生じたことを検出する異常検出手段とを備えてなる車両用灯具の点灯制御回路。
請求項１に記載の車両用灯具の点灯制御回路において、前記異常検出手段は、前記複数の半導体光源全体に印加される電圧が前記一部の半導体光源に印加される電圧に対して相対的に変化したときに前記一部の半導体光源以外の半導体光源に異常が生じたことを検出し、前記一部の半導体光源に印加される電圧が前記複数の半導体光源全体に印加される電圧に対して相対的に変化したときには前記一部の半導体光源に異常が生じたことを検出してなることを特徴とする車両用灯具の点灯制御回路。
電源から電力の供給を受けて、互いに直列接続された複数の半導体光源に発光エネルギーを供給するとともに、前記複数の半導体光源に対する電流と電圧を制御するエネルギー供給制御手段と、前記複数の半導体光源全体に印加される電圧と前記複数の半導体光源のうち一部の半導体光源に印加される電圧とを相対比較するとともに、複数の半導体光源のうち一部の半導体光源に印加される電圧と前記一部の半導体光源とは異なる他の一部の半導体光源に印加される電圧とを相対比較して、前記複数の半導体光源のいずれかに異常が生じたことを検出する異常検出手段とを備えてなる車両用灯具の点灯制御回路。
請求項３に記載の車両用灯具の点灯制御回路において、前記異常検出手段は、前記複数の半導体光源全体に印加される電圧が前記一部の半導体光源に印加される電圧に対して相対的に変化したときに前記一部の半導体光源以外の半導体光源に異常が生じたことを検出し、前記一部の半導体光源に印加される電圧が前記一部の半導体光源とは異なる他の一部の半導体光源に印加される電圧に対して相対的に変化したときには前記一部の半導体光源に異常が生じたことを検出してなることを特徴とする車両用灯具の点灯制御回路。
電源から電力の供給を受けて、互いに直列接続された複数の半導体光源に発光エネルギーを供給するとともに、前記複数の半導体光源に対する電流と電圧を制御するエネルギー供給制御手段と、前記複数の半導体光源全体に印加される電圧と前記複数の半導体光源のうち一部の半導体光源に印加される電圧とを相対比較するとともに、複数の半導体光源のうち一部の半導体光源に印加される電圧と設定電圧とを比較して、前記複数の半導体光源のいずれかに異常が生じたことを検出する異常検出手段とを備えてなる車両用灯具の点灯制御回路。
請求項５に記載の車両用灯具の点灯制御回路において、前記異常検出手段は、前記複数の半導体光源全体に印加される電圧が前記一部の半導体光源に印加される電圧に対して相対的に変化したときに前記一部の半導体光源以外の半導体光源に異常が生じたことを検出し、前記一部の半導体光源に印加される電圧が前記設定電圧から外れたときには前記一部の半導体光源に異常が生じたことを検出してなることを特徴とする車両用灯具の点灯制御回路。