JP4802910B2 - 車両用前照灯点灯装置、車両用前照灯灯具、車両 - Google Patents

Description

本発明は車両用前照灯と前照灯の周辺機器を制御する機能を具備した車両用前照灯点灯装置に関するものである。

近年、車両の前照灯を含むフロントモジュールは高機能になってきている。従来のハロゲンランプの点灯／消灯以外にも、マイコンを搭載した電子安定器を要するＨＩＤランプや前記ＨＩＤランプの出力光をハンドルの舵角に応じて配光を可変させるアクチュエータや舵角／車速に応じて車両の曲がる方向を照らす補助光や日中に対向車に注意を促すために点灯されるＤＴＲＬ（Ｄａｙ Ｔｉｍｅ Ｒｕｎｎｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ）や車外の外光が暗くなった場合に自動で前照灯を点灯させるための外光センサや前方車両との距離を測定するセンサなど多くの機能が求められている（特許文献１，２参照）。

先にあげたフロントモジュールのうち、前照灯（ＨＩＤヘッドライトやＬＥＤヘッドライトなど）を点灯させるには、上述のようにマイコンが必要となる。なぜなら、例えば放電灯を点灯維持するには、放電灯に流れる放電電流を随時監視し、略一定にさせるようコントロールする必要があるからである。

しかしながら、近年ＨＩＤランプが用いられつつあるすれ違いビームなどは、運転席のコラムスイッチにより点灯されない限り、放電灯点灯装置（電子安定器）には電源が供給されないシステムであった。なお、特許文献３には、前照灯の消灯時間計測のためにマイコンに電源を供給しておく構成が開示されているが、前照灯の消灯中に他の負荷を制御することは出来なかった。
特開２００６−７９８７号公報 特開２００６−７９８８号公報 特許第３２５９５２７号公報

近年、日中の走行時に前照灯を点灯させることによる安全面での効果がうたわれて来ている。しかしながら、ＨＩＤランプを点灯させるには明るすぎ、また、日中の点灯は極端な長寿命を必要とし、現在の瞬時再始動可能なＨＩＤランプでは長寿命化が困難と言った課題がある。

従来の前照灯点灯装置は、運転席のコラムスイッチによりすれ違いビーム（Ｌｏｗビーム）の点灯スイッチが入ったときのみ電源供給される。このため、前方へ注意を促すために点灯あるいは点滅点灯するＤＴＲＬ（Ｄａｙ Ｔｉｍｅ Ｒｕｎｎｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ）やハンドル舵角に応じて配光を可変するアクチュエータの正面位置への初期化動作等の制御は、すれ違いビームの点灯スイッチによって電源供給されていない前照灯点灯装置をもってコントロールすることはできなかった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、すれ違いビームを点灯させるスイッチがオンされなくても前照灯点灯装置を動作可能とすることを課題とする。

本発明にあっては、上記の課題を解決するために、図４に示すように、直流入力電圧を所望の電圧に変換するコンバータ２と、前記コンバータ２を制御する制御回路５とを備える車両用前照灯点灯装置１であって、異なるモードで供給される少なくとも２つの略同電位の入力線Ｅ１，Ｅ２を有し、うち一方の入力線Ｅ１により車両用前照灯Ｌａを点灯させ、他方の入力線Ｅ２から前記コンバータ２を制御する制御回路５へ電源供給し、前記車両用前照灯Ｌａ以外の負荷７を作動させ、前記少なくとも２つの略同電位の入力線Ｅ１，Ｅ２は、整流素子Ｄ１を介して接続されており、該整流素子Ｄ１は、前照灯Ｌａを点灯させる回路から制御回路５に向かって電流が流れる向きに接続され、整流素子Ｄ１と制御電源部６の接続部に前記他方の入力線Ｅ２が接続されていることを特徴とする。

ここで、前記車両用前照灯Ｌａ以外の負荷７とは、例えば前照灯の配光を可変させるアクチュエータ、車幅灯、日中に前方注意を促すサイン灯、方向指示器、センサーなどである。

本発明によれば、従来は運転席のライトオンスイッチが投入されないと制御できなかった車両用前照灯以外の負荷を前照灯点灯装置により制御することが可能となる。また、前照灯の点灯制御用の制御回路と制御電源を活用することにより、新たに追加される負荷に対して、新たな制御回路を必要とせず、また、新たに追加した負荷のためにバッテリより電源を供給する電源線を前照灯点灯装置と共有可能となり、ハーネスを削減できる効果を奏する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の構成を示すブロック回路図である。従来と異なる点は、前照灯点灯装置１にすれ違いビーム（Ｌｏｗビーム）を点灯させるスイッチＳＷ１で供給されている電源線Ｅ１以外に、バッテリＥから供給される電源線Ｅ２を前照灯点灯装置１が有していることと、前照灯Ｌａ以外の負荷７を前照灯点灯装置１が制御している点である。これにより、従来ではすれ違いビーム（Ｌｏｗビーム）を点灯させるスイッチＳＷ１がオンされないと制御できなかった負荷７（例えば、ＤＴＲＬなど）を前照灯点灯装置１により制御することが可能となる。本実施の形態の構成により、負荷７として方向指示器等のヘッドライト周辺の他のサイン灯をも制御可能となる。

以下、図１の構成について説明する。図１の例では、前照灯Ｌａとして高輝度放電灯（ＨＩＤランプ）を用いている。２はＤＣ／ＤＣコンバータであり、入力直流電圧（例えば１２Ｖ）を前照灯Ｌａの点灯に適した電圧（始動時４００Ｖ、点灯安定時８５Ｖ）に変換する。３は低周波インバータであり、前照灯Ｌａを長寿命に点灯させるために、前照灯Ｌａに印加する電圧の極性を数十Ｈｚ〜数百Ｈｚの交流に変換する。４はイグナイタであり、前照灯Ｌａを始動させるために、始動時において前照灯Ｌａに略３０ＫＶの高電圧パルスを印加する。５は制御回路であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ２や低周波インバータ３のスイッチング素子を制御する。６は制御電源部であり、制御回路５の内部に設けられたＭＰＵ（マイクロプロセッサ）等の動作電源を供給するほか、負荷７にも電源を供給する。

なお、前照灯ＬａがＬＥＤである場合には、低周波インバータ３、イグナイタ４は必要ない。また、始動時にＤＣ／ＤＣコンバータ２も４００Ｖと言った高電圧を出力する必要もないが、負荷電流（ＬＥＤ電流）を一定にするという点では、安定器としてのＤＣ／ＤＣコンバータ２を必要とすることは放電灯点灯装置の場合と同様である。

本実施の形態によれば、フロントモジュールに新たに追加される負荷７に対し、新たな制御ＥＣＵを必要としない、また、新たに追加した負荷７のためにバッテリＥより電源を供給する２線のハーネスのうち１線を前照灯点灯装置の１線と共有可能となり、ハーネス削減という効果を奏する。

（実施の形態２）
図２に実施の形態２の構成を示す。実施の形態１と異なる点は、すれ違いビーム（Ｌｏｗビーム）を点灯させるスイッチＳＷ１に供給される電源線Ｅ１と異なる、他方の略同電位の電源線Ｅ２による供給が、車両エンジンのイグニッションスイッチＳＷ２に連動されている点である。これにより、車両エンジンが稼働時でない場合には、前照灯点灯装置１の制御電源部６にも電源が供給されないため、バッテリＥの消耗を防ぐことが可能となり、かつ、走行時には確実にＤＴＲＬなどを点灯させるという効果がある。

また、図３の（ａ）のプロセスのように、イグニッションＯＮにより前照灯点灯装置１の制御回路５に電源供給させているため、車両走行開始時には制御電源が立ち上がっていることになる。このため、次にすれ違いビーム（Ｌｏｗビーム）を点灯させるスイッチＳＷ１がオンされた場合、既に制御電源が立ち上がっているため、制御電源の立ち上がり時間やマイコン等の制御回路の初期化による遅延時間がなく、すばやく前照灯Ｌａを点灯させることが可能となる。

また、図３の（ｂ）のプロセスのように、エンジン始動前にすれ違いビーム（Ｌｏｗビーム）を点灯させるスイッチＳＷ１をオンさせたとしても、車は始動前であり、走行自体に影響を与えない。つまり、ＬｏｗビームスイッチＳＷ１がＯＮした後、制御電源が立ち上がり、それから前照灯Ｌａが点灯するが、このときは、まだ車両走行前であるため、早急な光出力の立ち上がりの要求は低く、実使用上の問題は生じない。

（実施の形態３）
図４に実施の形態３の構成を示す。実施の形態２と異なる点は、すれ違いビーム（Ｌｏｗビーム）を点灯させるスイッチＳＷ１から前照灯点灯装置１の制御電源部６に整流素子Ｄ１を介して電圧Ｅ１を供給した点にある。図４のような構成とすることにより、数十Ｗの電力を消費する前照灯Ｌａへの電源線Ｅ１へ、前照灯点灯装置１へ新たに追加した電源線Ｅ２（ここではイグニッションスイッチＳＷ２に連動する電源線）から、前照灯Ｌａへの電力供給経路を無くし、従来通りの経路で前照灯Ｌａへ電力供給ができる。即ち、イグニッション連動の電源線Ｅ２から大きな電力を供給する必要がないので、太いハーネスを使用する必要がなくなる。また、制御電源部６へ電源供給する整流素子Ｄ１には、前照灯Ｌａを点灯させる電流は流れないため、耐量の大きな整流素子を用いることなく前照灯点灯装置１を構成できる。

（実施の形態４）
図５に実施の形態４の構成を示す。実施の形態３と異なる点は、イグニッションスイッチＳＷ２に連動する電源線Ｅ２についても整流素子Ｄ２を介して電源供給した点と、ＬＥＤで構成されたＤＴＲＬの点灯を前照灯点灯装置１の制御回路５のマイコン（ＭＰＵ）を用いて点滅させた点である。双方の電源線Ｅ１，Ｅ２から整流素子Ｄ１，Ｄ２を介して制御電源部６に電源供給する構成としたので、一方の電源が前照灯点灯装置１に供給された場合にも、前照灯点灯装置１を介して他の制御機器へ影響を及ぼさない。

また、前照灯点灯装置１の制御回路５を用いてＤＴＲＬを点滅させたので、ＤＴＲＬを点灯させるための電子回路部と前照灯点灯装置１の点灯用の制御回路を兼用することができ、点滅により対向車への視認性も向上させることが可能なシステムを安価に提案できる。

（実施の形態５）
図６に実施の形態５の構成を示す。実施の形態４と異なる点は、イグニッションスイッチＳＷ２に連動する電源線Ｅ２からの電源供給により、外部センサＳの検出値を前照灯点灯装置１の制御回路５に読み込み、すれ違いビーム（Ｌｏｗビーム）を点灯させる前に、他の機器８の制御をする点である。

例えば、図６では、イグニッションスイッチＳＷ２からの電源供給を受け、後部車輪のサスペンションに接続されている車高センサの信号を検出することにより、トランクや乗車スペースに乗車している人の重みによる車両の傾きを計算し（ここでは、一つのセンサＳとして図示されているが、正確な車両の傾きを計算するには前後輪の車高を検出し、計算する方が望ましい）、前照灯Ｌａのレベリングを行うＤＣモータ制御部８ａにレベリングを行う信号を送る。ＤＣモータ制御部８ａとＤＣブラシモータ８ｂとでレベリングアクチュエータ８を構成している。

このような構成にすることにより、従来、ＬｏｗビームスイッチＳＷ１が投入された後にしかレベリング機能を動作させれなかった（つまり、点灯しながらレベリングしていた）が、点灯する前にあらかじめレベリングを行うことができ、運転者に不快感を与えず、適切な配光を提供できる。

ここでは、車高センサを例示したが、センサが明るさセンサの場合は、外光の明るさを検出し、所定の明るさ以下になった場合は、前照灯Ｌａを自動で点灯させることも可能となる。なお、この場合、イグニッションスイッチＳＷ２に連動する電源線Ｅ２の側からも前照灯Ｌａを点灯させるＤＣ／ＤＣコンバータ２に電源を供給できる回路構成にしなくてはならないことは言うまでもない。

（実施の形態６）
図７に実施の形態６の構成を示す。実施の形態５と異なる点は、前照灯点灯装置１に、車両の走行状態を知らしめる通信線が入力されている点と、前照灯点灯装置１の負荷として、前照灯Ｌａ以外に前照灯Ｌａの配光を可変するアクチュエータ９ａ，９ｂ（この例ではステッピングモータ負荷）が付加された点にある。

従来、配光可変を行う制御機器は、前照灯点灯装置１と別に設けられていたが、本実施の形態においては前照灯点灯装置１の制御回路５が兼用している。前照灯点灯装置１と配光可変アクチュエータ９ａ，９ｂは同一灯具に近接配置されているので、アクチュエータ９ａ，９ｂを稼働させる配線も短く、軽量化に貢献できる。

本実施の形態においては、前照灯Ｌａの制御と配光可変アクチュエータ９ａ，９ｂの制御を一つのマイコンによって制御可能としたので、従来より安価なシステムの構築が可能となる。

また、前照灯点灯装置１にイグニッションスイッチＳＷ２からの電源供給をしたので、ＬｏｗビームスイッチＳＷ１をＯＮさせて前照灯Ｌａを点灯させる前に配光可変のイニシャライズ（例えば、舵角と連動して、配光を左右へ可変させる場合、正面方向への初期化動作）を行えるので、前方他車へのグレアを与えることなく初期化可能なシステムを構成できる。

なお、この例では、制御回路５への通信線には車速センサＳ１、車高センサＳ２、舵角センサＳ３、車外環境センサＳ４が接続されているが、これらに限定されるものではない。

（実施の形態７）
表１、図８に実施の形態７を示す。実施の形態３，４と異なる点は、前照灯の制御回路により、すれ違いビームのスイッチがオンされてＬｏｗビームが点灯した場合、補助灯（車幅灯やＤＴＲＬなど）の付加灯を消灯させるよう制御した点にある。このような構成にすることにより、前照灯Ｌａの点灯時はＤＴＲＬを点灯（点滅させる）制御を行わないため、前照灯Ｌａの点灯制御のみとなり、マイコンの負荷を軽減可能となる。言うまでもないが、この場合、前照灯Ｌａが点灯しているため、前方対向車への警告表示灯のＤＴＲＬは必要ない。

また、本実施の形態においては、何らかの原因（例えば放電灯の寿命等で）前照灯Ｌａが点灯しなかった場合には、制御回路で前照灯Ｌａの不点灯を検出し、付加灯（車幅灯やＤＴＲＬ）を代わりに点灯することも可能となる。

（実施の形態８）
図９に実施の形態８の動作を示す。本実施の形態では、図５に示した実施の形態４に加えて、ＤＴＲＬの点滅周波数を、前照灯点灯装置１の低周波インバータ３の極性反転の周波数ｆに同期して点滅制御するようにしたものであり、これにより、前照灯点灯装置１の制御回路５のマイコンに負荷を大きくかけることなく、ＤＴＲＬを制御可能となる。図中に示すように、低周波インバータ３の点灯周波数に近い周波数で点灯させる割合を変化させることにより、調光が可能となる（おおよそ１００Ｈｚ以上）。また、点灯の割合は必ずしも５０％でなくても制御可能なことは言うまでもない。

また、低周波インバータ３の極性反転に同期させ、かつ、１００Ｈｚよりも低い周波数で点滅させることにより、対向車からはきらめき感を出すことが可能となり、対向車の運転者あるいは歩行者に注意を促すサイン灯（ＤＴＲＬ）となる。

（実施の形態９）
図１０に実施の形態９の構成を示す。図７の実施の形態６と異なる点は、車両の走行状態を受け、演算処理する第２の制御部５ｃを、左右の前照灯点灯装置１ａ，１ｂのいずれか一方１ｂに設け、演算処理した結果を他方の前照灯点灯装置１ａに通信し、前照灯Ｌａ１，Ｌａ２及び前照灯以外の他の負荷７ａ，７ｂ（例えば、アクチュエータ、追加灯など）を制御している点にある。

今後、ヘッドライトはフロントモジュールの中核として多くの機能（配光可変、オートライト、オートレベリング、コーナーセンサー、測距センサなど）と融合し、動作するものとなる。ゆえに、多くの他機器を効率よく制御するため、一方の前照灯点灯装置１ｂに第２の制御部５ｃを設け、他方の前照灯点灯装置１ａには演算結果のみを通信し、他機器を制御するものである。

左右双方の前照灯点灯装置１ａ，１ｂに新たなマイコンを搭載するのではなく、一方の前照灯点灯装置１ｂにより演算処理されることにより、システムトータルとして安価な高機能フロントモジュールを提供できる。

（実施の形態１０）
図１１に実施の形態１０の構成を示す。図１０の実施の形態９と異なる点は、車両の走行状態を受け、演算処理する第２の制御部５ｃを、左右の前照灯点灯装置１ａ，１ｂから独立して設け、演算処理した結果を左右の前照灯点灯装置１ａ，１ｂに通信し、前照灯Ｌａ１，Ｌａ２及び前照灯Ｌａ１，Ｌａ２以外の他の負荷７ａ，７ｂ（図中は追加灯で表示）を制御している点にある。

本実施の形態のような構成とすることにより、左右の前照灯点灯装置１ａ，１ｂを同一構成とすることが可能となり、量産性の良い前照灯点灯装置とすることができ、左右の対称性を生み、施工性が良いシステムを提供できる。

（実施の形態１１）
図１２に実施の形態１１の構成を示す。左右の前照灯点灯装置１ａ，１ｂは、車両の走行状態を受け、制御回路５ａ，５ｂにより演算処理し、前照灯Ｌａ１，Ｌａ２及び前照灯以外の追加灯７ａ，７ｂ（例えば、舵角と車速に応じて点滅させるカーブ灯など。ここではＬＥＤで記載されている）を制御している点が特徴である。

追加灯７ａ，７ｂの点滅には、図１３に示すように、低周波インバータの点灯周波数に近い周波数で点灯させる割合を変化させることにより、調光が可能となる（おおよそ１００Ｈｚ以上）。このように、前照灯点灯装置１ａ，１ｂの低周波インバータの極性反転の周波数ｆに同期して時分割調光し、点灯時にはフェードイン、消灯時にはフェードアウトさせる。

本実施の形態によれば、前照灯点灯装置１ａ，１ｂの制御回路５ａ，５ｂのマイコンに負荷を大きくかけることなく、補助灯を滑らかに点滅制御可能となる。

（実施の形態１２）
図１４に実施の形態１２の構成を示す。図中、１ａ，１ｂは前照灯制御装置、Ｌａ１，Ｌａ２は前照灯、Ｅ１はＬｏｗビームスイッチに連動する電源、Ｅ２はイグニッションに連動する電源である。本実施の形態は、上述の実施の形態１〜１１のいずれかの車両用前照灯点灯装置を搭載した車両用前照灯灯具と、この車両用前照灯灯具を搭載した車両である。

本発明の実施の形態１の構成を示すブロック回路図である。 本発明の実施の形態２の構成を示すブロック回路図である。 本発明の実施の形態２の動作説明図である。 本発明の実施の形態３の構成を示すブロック回路図である。 本発明の実施の形態４の構成を示すブロック回路図である。 本発明の実施の形態５の構成を示すブロック回路図である。 本発明の実施の形態６の構成を示すブロック回路図である。 本発明の実施の形態７の動作説明図である。 本発明の実施の形態８の動作説明図である。 本発明の実施の形態９の構成を示すブロック回路図である。 本発明の実施の形態１０の構成を示すブロック回路図である。 本発明の実施の形態１１の構成を示すブロック回路図である。 本発明の実施の形態１１の動作説明図である。 本発明の実施の形態１２の説明図である。

符号の説明

１ 前照灯点灯装置
２ ＤＣ／ＤＣコンバータ
５ 制御回路
６ 制御電源部
７ 負荷
Ｌａ 前照灯
Ｅ バッテリ
ＳＷ１ Ｌｏｗビームスイッチ

Claims (11)

1. 直流入力電圧を所望の電圧に変換するコンバータと、前記コンバータを制御する制御回路とを備える車両用前照灯点灯装置であって、異なるモードで供給される少なくとも２つの略同電位の入力線を有し、うち一方の入力線により車両用前照灯を点灯させ、他方の入力線から前記コンバータを制御する制御回路へ電源供給し、前記車両用前照灯以外の負荷を作動させ、前記少なくとも２つの略同電位の入力線は、整流素子を介して接続されており、該整流素子は、前照灯を点灯させる回路から制御回路に向かって電流が流れる向きに接続され、整流素子と制御電源部の接続部に前記他方の入力線が接続されていることを特徴とする車両用前照灯点灯装置。
2. 前記少なくとも２つの略同電位の入力は、一方がすれ違いビームを点灯させるスイッチを介して供給され、他方は車両のイグニッションスイッチにより供給されることを特徴とする請求項１記載の車両用前照灯点灯装置。
3. 前記車両用前照灯以外の負荷はサイン灯であり、前記車両用前照灯である放電灯を点灯制御させる極性反転の周期と同期して点滅することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の車両用前照灯点灯装置。
4. 前記サイン灯が、前記放電灯を点灯制御させる極性反転の周期の整数倍の周期に同期して点滅することを特徴とする請求項３記載の車両用前照灯点灯装置。
5. 前記前照灯への電源供給を検出し、前記サイン灯を消灯することを特徴とする請求項３または４記載の車両用前照灯点灯装置。
6. 前記前照灯への電源供給を検出し、かつ、前照灯の不点灯を検出した場合、前記サイン灯を点灯することを特徴とする請求項３または４記載の車両用前照灯点灯装置。
7. 前記制御回路に車両の走行状態が入力されることにより、前照灯および前照灯以外の他の負荷を制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の車両用前照灯点灯装置。
8. 前記車両の走行状態を受けて演算処理する第２の制御部が左右いずれかの前照灯点灯装置に収納され、該第２の制御部から他方の前照灯点灯装置の制御回路に演算結果を通信し、前照灯および前照灯以外の他の負荷を制御することを特徴とする請求項７記載の車両用前照灯点灯装置。
9. 前記車両の走行状態を受けて演算処理する第２の制御部が別置され、左右の前照灯点灯装置の制御回路に演算結果を通信し、前照灯および前照灯以外の他の負荷を制御することを特徴とする請求項７記載の車両用前照灯点灯装置。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の車両用前照灯点灯装置を搭載したことを特徴とする車両用前照灯灯具。
11. 請求項１０に記載の車両用前照灯灯具を搭載したことを特徴とする車両。

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