JP2018195448A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】光源を点滅させる際にも、異常を検出可能な点灯回路を提供する。【解決手段】車両用灯具１０は、光源２０２を点滅させる点灯モードをサポートする。駆動部３１０は、光源２０２を点滅させる。異常検出回路２１２は、光源２０２の点灯中に、異常状態を示唆する所定の状態が検出される間、異常検出信号Ｓ１をアサートする。タイマー回路２１４は、（i）光源２０２の点灯中に異常検出信号Ｓ１がアサートされる間、計時を進め、異常検出信号Ｓ１がネゲートされると計時をリセットし、（ii）光源２０２の消灯中に、直前の点灯期間において計時した時間を保持し、（iii）計時した時間が所定の判定時間に達すると、フェイル信号Ｓ２をアサートする。【選択図】図２

Description

本発明は、車両用灯具に関する。

近年、車両用灯具に、高輝度なＬＤ（レーザダイオード）やＬＥＤ（発光ダイオード）などの半導体光源が利用される。高輝度光源を利用することで、視認性ひいては安全性を高めることが可能な配光パターンを形成することができる。

図１（ａ）、（ｂ）は、高輝度光源を利用した配光パターンの一例を示す図である。レーザなどの指向性が高いビームを利用することで、遠方の局所的な領域７００を明るくすることが可能となる。高速走行時において、ロービームおよびハイビームそれぞれの照射領域７０２、照射領域７０４に加えて、遠方照射領域７００を照らすことで、視認性を高めることができる（遠方照射ハイビームや追加ハイビームと称する）。

図１（ｂ）は、高輝度光源を利用した配光パターンの別の例を示す図である。高輝度光源を利用することで、路面７１０に形状や文字などの図形情報７１２を、ロービームの照射領域７０２よりも高い照度で描画することが可能となる（路面マーキング）。図形情報７１２は、運転者に注意喚起を目的として、歩行者７２０の位置を示すものであってもよいし、歩行者７２０に車両の接近を知らせるものであってもよい。そのほか、図形情報７１２によって、車両が走行すべきラインをトレースしたり、ナビ情報にもとづいて交差点や分岐路において進行方向を示してもよい。

特開２０１１−２３３３０５号公報 特開２０１６−０５８３７０号公報

本発明者は、このような車両用灯具について検討した結果、以下の課題を認識するに至った。

遠方照射ハイビームや路面マーキングやに使用される高輝度光源に異常が発生すると、周囲を眩惑することとなる。そこで高輝度光源の異常の有無を監視する異常検出回路を設け、異常状態を検出すると、適切な保護処理を行うことが望ましい。

ノイズにより異常状態を誤検知するのを防止するため、異常検出回路は、異常状態を示唆する所定の状態の持続時間をタイマー回路によって測定し、所定の判定時間、持続した場合に、異常状態と判定する。高輝度光源による眩惑を防止するという観点から、判定時間は、人がまぶしさを感じて目を閉じるのに要する反応時間（〜２５０ｍｓ）より短く設定することが好ましくたとえば判定時間を２００ｍｓに設定したとする。

異常検出回路は、上述の高輝度光源の異常状態を示唆する所定の状態を、高輝度光源の点灯中においてのみ高精度に検出可能であるとする。消灯期間中において、検出精度が低下する場合、所定の状態が発生していないにもかかわらず、所定の状態が発生しているものと誤判定するおそれがある。この問題は、高輝度光源の消灯期間中、所定の状態が生じていないものと強制的に判定させ、タイマー回路をリセットすることで解決できる。

ところが路面マーキングでは、より強い注意喚起のために、路面に描画する図形情報７１２を点滅させることが有効である。この点滅を数Ｈｚで行ったとすると、点灯時間Ｔ_ＯＮが判定時間（２００ｍｓ）より短くなる状況が生ずる。たとえば４Ｈｚで点滅させる場合、点灯時間、消灯時間はそれぞれ１２５ｍｓとなる。この場合、高輝度光源に異常が発生したとしても、消灯期間の間にタイマー回路のリセットが繰り返されるため、保護処理を行うことができない。

本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、光源を点滅させる際にも、異常を検出可能な点灯回路の提供にある。

本発明のある態様は、車両用灯具に関する。車両用灯具は、光源と、光源を点滅させる駆動部と、光源の点灯中に、異常状態を示唆する所定の状態が検出される間、異常検出信号をアサートする異常検出回路と、（i）光源の点灯中に異常検出信号がアサートされる間、計時を進め、異常検出信号がネゲートされると計時をリセットし、（ii）光源の消灯中に、直前の点灯期間において計時した時間を保持し、（iii）計時した時間が所定の判定時間に達すると、フェイル信号をアサートするタイマー回路と、を備える。

この態様によると、点灯時間が判定時間より短い状況においても、異常状態を確実に検出できる。

光源は、励起光を出射する半導体光源と、励起光により励起されて蛍光を発する蛍光体と、を含み、励起光と蛍光のスペクトルを含む白色の出力光を生成するよう構成されてもよい。異常状態は、励起光の漏光であってもよい。

異常状態は、光源のショート、オープン、駆動部の出力のオープン、ショートのいずれかであってもよい。

駆動部は、フェイル信号がアサートされると、光源への通電を停止してもよい。これにより光源をすみやかに発光停止できる。

タイマー回路は、キャパシタと、光源の点灯中に異常検出信号がアサートされる間、キャパシタを充電し、光源の点灯中に異常検出信号がネゲートされると、キャパシタを放電する充放電回路と、キャパシタの電圧を所定のしきい値と比較するコンパレータと、を含んでもよい。
これによりコンパレータの出力にもとづいてフェイル信号を生成できる。

異常検出回路は、クロック入力端子とクリア端子を有するカウンタと、光源の点灯中に異常検出信号がアサートされる間、クロック入力端子にクロック信号を供給し、光源の点灯中に異常検出がネゲートされると、クリア端子にクリア信号を供給するカウンタコントローラと、を含んでもよい。
これによりカウンタの状態に応じてフェイル信号を生成できる。

光源は路面マーキング用であってもよい。

光源は、路面マーキング用と遠方照射ハイビームで兼用されてもよい。遠方照射ハイビームとして光源を連続点灯させる場合の異常状態も検出できる。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

さらに、この項目（課題を解決するための手段）の記載は、本発明の欠くべからざるすべての特徴を説明するものではなく、したがって、記載されるこれらの特徴のサブコンビネーションも、本発明たり得る。

本発明のある態様によれば、光源を点滅させる際にも、異常を検出できる。

図１（ａ）、（ｂ）は、高輝度光源を利用した配光パターンの一例を示す図である。 実施の形態に係る灯具システムのブロック図である。 光源ユニットの構成例を示す断面図である。 車両用灯具による異常検出動作を説明する図である。 タイマー回路の構成例を示す回路図である。 タイマー回路の別の構成例を示す回路図である。 第１制御信号Ｓｉｇ１、第２制御信号Ｓｉｇ２と、複数のモードあるいは機能の対応関係を示す図である。 図８（ａ）、（ｂ）は、図２の車両用灯具の第１点灯モードの動作波形図である。 図９（ａ）、（ｂ）は、図２の車両用灯具の第２点灯モードの動作波形図である。 制御部の構成例を示すブロック図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。

同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。

また本明細書において、電圧信号、電流信号などの電気信号、あるいは抵抗、キャパシタなどの回路素子に付された符号は、必要に応じてそれぞれの電圧値、電流値、あるいは抵抗値、容量値を表すものとする。

本明細書において参照する波形図やタイムチャートの縦軸および横軸は、理解を容易とするために適宜拡大、縮小したものであり、また示される各波形も、理解の容易のために簡略化され、あるいは誇張もしくは強調されている。

図２は、実施の形態に係る灯具システムのブロック図である。灯具システム１は、バッテリ２、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４および車両用灯具１０を備える。車両用灯具１０は、図１（ａ）、（ｂ）に示した、追加ハイビームと、路面マーキングの機能を提供する。図２には、これらの機能に関連する機能ブロックのみが示されており、ロービームおよびハイビームに関する機能ブロックは省略される。

車両用灯具１０は、灯具ＥＣＵ１００、光源ユニット２００、点灯回路３００を備える。灯具ＥＣＵ１００は主としてスイッチ１０２およびコントローラ１０４を備える。コントローラ１０４は、ＣＡＮ（Controller Area Network）やＬＩＮ（Local Interconnect Network）などのネットワーク６を介して、車両ＥＣＵ４と接続される。コントローラ１０４は、ＣＰＵやマイクロコントローラなどであり、車両ＥＣＵ４からの、点消灯指示、車速情報、カメラ情報などを受信し、受信した信号にもとづいて、スイッチ１０２および光源ユニット２００を制御する。

スイッチ１０２は、バッテリ２から点灯回路３００への電源電圧（バッテリ電圧Ｖ_ＢＡＴ）の供給経路上に設けられる。コントローラ１０４は、車両ＥＣＵ４からのオン指令を受けると、スイッチ１０２をオンする。

光源ユニット２００は、光源２０２、冷却ファン２０４、アクチュエータ２０６、スリット２０８、温度検出素子２１０、異常検出回路２１２、タイマー回路２１４を備える。光源２０２は、レーザダイオードやＬＥＤなどの半導体光源である。冷却ファン２０４は、光源２０２を空冷する。温度検出素子２１０はサーミスタや熱電対などであり、光源２０２の温度を検出する。

灯具ＥＣＵ１００は複数の点灯モードをサポートする。本実施の形態では、点灯モードは、アクチュエータ２０６の状態に応じて切りかえ可能である。たとえばアクチュエータ２０６には、スリット２０８が取り付けられており、スリット２０８の位置に応じて、複数の点灯モードが切り替え可能であってもよい。あるいはアクチュエータ２０６によって、光源２０２や、図示しない光学系のレンズやミラーなどの位置や傾きを制御して、複数の点灯モードを切りかえてもよい。

点灯モードのひとつは、光源２０２の点滅を伴っており、たとえば路面マーキングである。点灯モードの別のひとつは、たとえば遠方照射ハイビームである。

点灯回路３００は、制御部３０２および駆動部３１０を備える。制御部３０２は、コントローラ１０４からの制御信号Ｓｉｇ１，Ｓｉｇ２にもとづいて、駆動部３１０を制御する。また制御部３０２は、光源ユニット２００や点灯回路３００の診断結果（異常の有無）を示す診断信号ＤＩＡＧをコントローラ１０４に出力する。

駆動部３１０は、スイッチングコンバータ３１２、ファンコントローラ３１４、ソレノイド駆動回路３１６、保護スイッチ３１８を備える。スイッチングコンバータ３１２は、定電流出力を有し、目標電流Ｉ_ＲＥＦに安定化された駆動電流Ｉ_ＯＵＴを発生し、光源２０２に供給する。ファンコントローラ３１４は、冷却ファン２０４を駆動する。たとえばアクチュエータ２０６はソレノイドアクチュエータであり、ソレノイド駆動回路（アクチュエータ駆動回路）３１６は、アクチュエータ２０６を駆動する。保護スイッチ３１８は、駆動電流Ｉ_ＯＵＴの経路上に設けられ、異常が検出されると、ターンオフする。

車両用灯具１０は、フェイルセーフ機能を備える。フェイルセーフ機能に関連して、異常検出回路２１２、タイマー回路２１４が設けられる。異常検出回路２１２は、車両用灯具１０において生ずる異常状態を監視する。異常検出回路２１２は、光源２０２の点灯中に、異常状態を示唆する所定の状態が検出される間、異常検出信号Ｓ_１をアサートする。

たとえば光源２０２は、青色レーザと蛍光体を備える白色光源であってもよい。青色レーザの出射光（励起光）は蛍光体に入射し、蛍光体が発生する黄色い光と合成されて白色光が生成される。

正常時は、青色レーザは蛍光体によって散乱される。一方、蛍光体が青色レーザの光軸から外れると、あるいは経年変化の影響が顕著になると、生の青色レーザ光が散乱されずにそのまま出射することとなり（漏光異常という）、周囲を眩惑するおそれがある。異常検出回路２１２は、漏光異常を監視してもよい。そのほか異常検出回路２１２は、光源２０２の光軸の異常などを検出してもよい。

異常検出回路２１２は検出対象の異常を検出しやすい箇所に設ければよく、漏光異常が検出対象である場合、光源ユニット２００に設けることが好ましいといえる。異常検出回路２１２の構成は特に限定されないが、たとえば特開２０１６−０５８３７０号公報に記載の回路を用いることができる。

タイマー回路２１４は、異常検出回路２１２が生成する異常検出信号Ｓ_１にもとづいて、フェイル信号Ｓ_２を生成する。タイマー回路２１４は、（i）光源２０２の点灯中に異常検出信号Ｓ_１がアサートされる間、計時を進め、異常検出信号Ｓ_１がネゲートされると計時をリセットする。またタイマー回路２１４は、（ii）光源２０２の消灯中に、直前の点灯期間において計時した時間を保持する。またタイマー回路２１４は、（iii）計時した時間が所定の判定時間Ｔ_０に達すると、フェイル信号Ｓ_２をアサートする。タイマー回路２１４は、光源ユニット２００に設けてもよいし、点灯回路３００側に制御部３０２の一部として構成してもよい。

図３は、光源ユニット２００の構成例を示す断面図である。ミラー２２０およびレンズ２２２は、光源２０２の出射光を反射、集光し、出射光の拡散角や光軸などを調節する。スリット２０８は、ミラー２２０とレンズ２２２の間に設けられる。アクチュエータ２０６は、スリット２０８の位置を、図３の２０８Ａ，２０８Ｂの位置で変化させる。たとえばアクチュエータ２０６の非通電状態においてスリット２０８の位置は２０８Ａであり、このときミラー２２０の反射光がスリット２０８を通過することにより、路面マーキングに適した配光パターンが形成される。アクチュエータ２０６のソレノイドに電流が供給されると（通電状態）、スリット２０８の位置が２０８Ｂに変化し、スリット２０８は光には作用せず、遠方照射ハイビームの配光が形成される。

図４は、車両用灯具１０による異常検出動作を説明する図である。車両用灯具１０は、光源２０２を点滅させる点灯モード（たとえば路面マーキング）で動作しており、光源２０２は所定の周期で点灯期間Ｔ_ＯＮと消灯期間Ｔ_ＯＦＦを繰り返す。

時刻ｔ_０〜ｔ_１の間、ノイズの影響により、漏光異常が生じていないにもかかわらず、異常検出信号Ｓ_１がアサート（ここではハイレベルとして示す）される。タイマー回路２１４は、異常検出信号Ｓ_１がアサートされる期間を計時する。時刻ｔ_１に異常検出信号Ｓ_１がネゲート（ローレベル）されると、計時時間Ｔはゼロにリセットされる。

時刻ｔ_２に、光源２０２に漏光異常が発生すると、異常検出回路２１２が異常検出信号Ｓ_１をアサートする。タイマー回路２１４は、点灯期間Ｔ_ＯＮ中に異常検出信号Ｓ_１がアサートされる間、計時を進め、計時時間Ｔが増大する。

時刻ｔ_３〜ｔ_４の消灯期間において、計時時間Ｔは、直前の点灯期間の最終的な値τ_１が維持される。消灯期間における異常検出信号Ｓ_１の状態はアサートであるとネゲートであるとを問わない。

時刻ｔ_４に次の点灯期間が開始すると、タイマー回路２１４は、保持しておいた計時時間τ_１から計時を再開する。時刻ｔ_５〜ｔ_６の消灯期間の間、計時時間Ｔ＝τ_１＋τ_２が保持される。時刻ｔ_６に次の点灯期間が開始すると、タイマー回路２１４は、保持しておいた計時時間τ_１＋τ_２から計時を再開する。そして時刻ｔ_７に計時時間Ｔが判定しきい値Ｔ_０に達すると、フェイル信号Ｓ_２がアサートされ、光源２０２の駆動が停止し、発光が停止する。

以上が車両用灯具１０の動作である。この車両用灯具１０によれば、光源２０２を点滅させている最中に異常が発生しても、確実に異常を検知し、光源２０２の発光を停止できる。また、正常時にノイズによって異常検出信号Ｓ_１が誤ってアサートされた場合には、フェイル信号Ｓ_２が誤ってアサートされず、光源２０２の発光を維持できる。

図５は、タイマー回路２１４の構成例（２１４Ａ）を示す回路図である。タイマー回路２１４Ａは、キャパシタＣ_１、充放電回路２１６、コンパレータ２１５を含む。

キャパシタＣ_１は一端が接地される。充放電回路２１６は、光源２０２の点灯中に異常検出信号Ｓ_１がアサート（この例ではローレベル）される間、キャパシタＣ_１を充電し、光源２０２の点灯中に異常検出信号Ｓ_１がネゲート（この例ではハイレベル）されると、キャパシタＣ_１を放電する。

充放電回路２１６は、充電抵抗Ｒ_１、充電スイッチＳＷ_１、放電スイッチＳＷ_２、リセットスイッチＳＷ_３、インバータ２１７Ａ、ＮＡＮＤゲート２１７Ｂを含む。点消灯指示信号Ｓ_３は、点灯期間にハイレベル（Ｈ）、消灯期間にローレベル（Ｌ）である。モード制御信号Ｓ_４は、路面マーキングモードが有効であるときハイレベル、無効であるときローレベルである。インバータ２１７Ａは点消灯指示信号Ｓ_３を反転する。ＮＡＮＤゲート２１７Ｂは、モード制御信号Ｓ_４とインバータ２１７Ａの出力の否定論理積を生成する。充電スイッチＳＷ_１は、電源ラインＶ_ＤＤとキャパシタＣ_１の間に、充電抵抗Ｒ_１と直列に設けられる。充電スイッチＳＷ_１は、ＮＡＮＤゲート２１７Ｂの出力がハイレベルのときオン、ローレベルのときオフとなる。これにより路面マーキングモードが有効であるときに、点灯期間が発生すると、キャパシタＣ_１が充電可能な状態となる。

放電スイッチＳＷ_２は、一端が接地され、他端が充電抵抗Ｒ_１と充電スイッチＳＷ_１の接続ノードと接続される。放電スイッチＳＷ_２は、異常検出信号Ｓ_１がハイレベルのとき、すなわち正常であるときオンであり、キャパシタＣ_１は充電されない。異常検出信号Ｓ_１がローレベルのとき、すなわち異常を示唆する所定状態において、放電スイッチＳＷ_２がオフとなり、キャパシタＣ_１が、充電スイッチＳＷ_１および抵抗Ｒ_１を介して充電される。リセットスイッチＳＷ_３は、パワーオンリセット信号に応答してオンとなり、キャパシタＣ_１の電荷を放電する。なお充放電回路２１６の構成は図４のそれに限定されない。

コンパレータ２１５は、キャパシタＣ_１の電圧Ｖ_Ｃ１を所定のしきい値Ｖ_ＴＨと比較する。コンパレータ２１５の出力はフェイル信号Ｓ_２に対応しており、Ｖ_Ｃ１＞Ｖ_ＴＨとなると、ローレベルとなる。しきい値電圧Ｖ_ＴＨは、電源電圧を抵抗分圧して生成してもよい。

このタイマー回路２１４では、キャパシタＣ_１の電圧Ｖ_Ｃ１が計時時間Ｔに、しきい値電圧Ｖ_ＴＨが判定しきい値Ｔ_０に対応する。

図６は、タイマー回路２１４の別の構成例（２１４Ｂ）を示す回路図である。タイマー回路２１４Ｂは、カウンタ２１８およびカウンタコントローラ２１９を含む。カウンタ２１８は、クロック入力端子（ＣＫ）とクリア端子（ＣＬＲ）を有する。この例ではカウンタ２１８は６ビットである。

カウンタコントローラ２１９は、光源２０２の点灯中に異常検出信号Ｓ_１がアサートされる間、カウンタ２１８のクロック入力端子（ＣＫ）にクロック信号ＣＬＫを供給する。また光源２０２の点灯中に異常検出信号Ｓ_１がネゲートされると、カウンタ２１８のクリア端子（ＣＬＲ）にハイレベルのクリア信号Ｓ_５を供給する。

タイマー回路２１４Ｂは、カウンタ２１８の最上位ビットＱ６に１がたつと、フェイル信号Ｓ_２をアサート（この例ではローレベル）する。

カウンタコントローラ２１９の構成は特に限定されず、上述の機能が実現できるように組み合わせ回路で構成すればよい。インバータ２１７ＡとＮＡＮＤゲート２１７Ｂは、図５のそれらと対応する。インバータ２１７Ｄは、カウンタ２１８のカウント値の最上位ビットＱ６を反転する。ＡＮＤゲート２１７Ｅは、マスク回路であり、Ｑ６がローであり、かつＮＡＮＤゲート２１７Ｂの出力がハイレベルであるときに、クロック信号ＣＬＫを通過させ、それ以外の場合にはクロック信号ＣＬＫをマスクする。ＯＲゲート２１７Ｃは、異常検出信号Ｓ_１とパワーオンリセット信号ＰＯＲの論理和を生成し、カウンタ２１８のクリア端子に供給する。

このタイマー回路２１４Ｂによれば、カウンタ２１８の状態（最上位ビット）に応じてフェイル信号Ｓ_２を生成できる。

異常検出回路２１２の監視対象の異常は、漏光異常に限定されない。たとえば異常検出回路２１２は、光源２０２のショート異常、オープン異常、駆動部３１０の過電圧異常、過電流異常などを検出対象としてもよい。

図２に戻る。続いて、制御部３０２とコントローラ１０４とのインタフェースについて説明する。制御部３０２は、２本の制御ライン１２，１４を介して第１制御信号Ｓｉｇ１および第２制御信号Ｓｉｇ２を受け、第１制御信号Ｓｉｇ１および第２制御信号Ｓｉｇ２にもとづいて、消灯モードおよび複数の点灯モードのうちひとつを選択する。駆動部３１０は、制御部３０２が選択したモードにしたがい、光源ユニット２００を駆動する。

これにより、点灯モードの個数にかかわらず２本の制御ライン１２，１４で複数のモードを選択できる。

制御部３０２は、第１制御信号Ｓｉｇ１および第２制御信号Ｓｉｇ２の少なくとも一方が非パルス信号であるとき、消灯モードを選択する。消灯モードでは、スイッチングコンバータ３１２の目標電流Ｉ_ＲＥＦがゼロにセットされ、駆動電流Ｉ_ＯＵＴがゼロとなる。消灯モードにおいて、保護スイッチ３１８をオフしてもよい。

制御ライン１２，１４に地絡や天絡、コントローラ１０４の出力インタフェースの異常などが発生し、制御ライン１２，１４の少なくとも一方の電位が固定され、パルス信号が伝搬できなくなった場合には、必ず消灯モードが選択されることが保証されるため、光源２０２をオフすることができ、フェイルセーフ機能を高めることができる。

制御部３０２は、第１制御信号Ｓｉｇ１および第２制御信号Ｓｉｇ２が両方、パルス信号であるとき、第１制御信号Ｓｉｇ１と第２制御信号Ｓｉｇ２のデューティ比の組み合わせにもとづいて、複数の点灯モードのひとつを選択する。第１制御信号Ｓｉｇ１および第２制御信号Ｓｉｇ２の周波数は一定であってもよく、たとえば２００Ｈｚ程度とすることができる。

制御部３０２は、第１制御信号Ｓｉｇ１のデューティ比が第１範囲（たとえば４０〜８０％）に含まれるとき第１点灯モードＭＯＤＥ１を選択し、第１制御信号Ｓｉｇ１のデューティ比が第２範囲（２０〜４０％）に含まれるとき第２点灯モードＭＯＤＥ２を選択する。

点灯モードに応じて、アクチュエータ２０６の状態が変化する場合、制御部３０２は、ソレノイド駆動回路３１６に対して、モード毎に異なる制御指令を与える。

一例として、第１点灯モードは図１（ａ）を参照して説明した遠方照射モードであり、第２点灯モードは図１（ｂ）を参照して説明した路面マーキングモードである。以下、その場合を説明する。

第２制御信号Ｓｉｇ２のデューティ比は、点灯モードとは別のパラメータの制御に利用することができる。たとえば第２点灯モードにおいて、第２制御信号Ｓｉｇ２のデューティ比が第１範囲（たとえば０〜２０％）に含まれるとき、制御部３０２は光源２０２に駆動電流Ｉ_ＯＵＴを供給して点灯させ、第２制御信号Ｓｉｇ２のデューティ比が第２範囲（たとえば８０〜１００％）に含まれるとき、駆動電流Ｉ_ＯＵＴをゼロにして光源２０２を消灯してもよい。第１点灯モードでは、第２制御信号Ｓｉｇ２のデューティ比はマスクするとよい。

つまり第２点灯モード（路面マーキングモード）において、第２制御信号Ｓｉｇ２のデューティ比を、第１範囲と第２範囲の間で交互に遷移させることにより、光源２０２を点滅させることができる。

第１点灯モードにおいて、駆動部３１０は、光源２０２を、徐変点灯、徐変消灯してもよい。具体的には、点灯指令を受けると、駆動部３１０は駆動電流Ｉ_ＯＵＴを時間とともに緩やかに上昇させて輝度を緩やかに高めていき、反対に消灯指示を受けると、駆動部３１０は駆動電流Ｉ_ＯＵＴを時間とともに緩やかに低下させて輝度を緩やかに低下させてもよい。光源２０２の輝度変化を利用して高級感を演出できる。

さらに駆動部３１０は、第１制御信号Ｓｉｇ１のデューティ比が、第１範囲と隣接する第３範囲（たとえば８０〜１００％）に含まれるとき、光源２０２を瞬時に消灯してもよい。第１点灯モード（遠方照射モード）では、ビームによる先行車や対向車の眩惑を防止するため、先行車を検出した場合には、徐変消灯ではなく、瞬時に光源２０２を消灯することが求められる。そこで、第１制御信号Ｓｉｇ１のデューティ比の一部の範囲を、瞬時消灯に割り当てることで、安全性をさらに高めることができる。

さらに第３点灯モードＭＯＤＥ３を追加してもよく、第１制御信号Ｓｉｇ１のデューティ比が第４範囲（たとえば０〜２０％）である場合に、第３点灯モードＭＯＤＥ３を選択してもよい。

光源２０２は高輝度であるため、車両停車（あるいは低速走行中）に発光すると、周囲を強く眩惑する。したがってコントローラ１０４は、車速を監視し、車速が所定値以上の場合に限り、第１点灯モード（遠方照射モード）および第２点灯モード（路面マーキングモード）を選択するよう設計される。この場合、車両の停車時にメンテナンス等を目的として光源２０２を点灯させることができないという問題がある。そこで車両停車中においても光源２０２を点灯可能な第３点灯モード（メンテナンスモードという）ＭＯＤＥ３を用意してもよい。これによりメンテナンスが可能となる。

上述のように駆動部３１０は、第１点灯モードＭＯＤＥ１において、光源２０２を徐変点灯させるが、第３点灯モードＭＯＤＥ３において、第１点灯モードＭＯＤＥ１よりもさらに遅い速度で光源２０２を点灯させてもよい。

異常検出回路２１２における光源２０２の異常検出には、応答遅れが存在する。輝度の上昇速度を遅くすることで、応答遅れの間の光源の輝度の上昇幅を小さくできるため、異常が生じていた場合に、より小さい輝度で光源を消灯できる。

図７は、第１制御信号Ｓｉｇ１、第２制御信号Ｓｉｇ２と、複数のモードあるいは機能の対応関係を示す図である。

図８（ａ）、（ｂ）は、図２の車両用灯具の第１点灯モードの動作波形図である。図８（ａ）を参照する。時刻ｔ_０より前において光源２０２は消灯している。時刻ｔ_０に、５０％のデューティ比の第１制御信号Ｓｉｇ１と第２制御信号Ｓｉｇ２を与えると、制御部３０２は第１点灯モードＭＯＤＥ１と判定する。この間、第２制御信号Ｓｉｇ２は非パルスであればよく、８０〜１００％である必要は無い。スイッチングコンバータ３１２は、駆動電流Ｉ_ＯＵＴを第１速度（たとえば０．８秒の時定数）で増加させる。これにより光源２０２がゆっくりと点灯し（徐変点灯）、急激な明るさの変化を抑制して、運転者や周囲を眩惑するのを防止するとともに、高級感が演出される。

時刻ｔ_１に、第１制御信号Ｓｉｇ１、第２制御信号Ｓｉｇ２の少なくとも一方が非パルスに変更されると、制御部３０２は消灯モードと判定し、出力電流Ｉ_ＯＵＴを第１速度で減少させ、光源２０２を徐変消灯する。

図８（ｂ）を参照する。時刻ｔ_２より前において光源ユニット２００は第１点灯モードで点灯している。時刻ｔ_２に、前方車が検出されると、第１制御信号Ｓｉｇ１のデューティ比を９０％に変更する。そうすると制御部３０２は、スイッチングコンバータ３１２の出力電流Ｉ_ＯＵＴを徐変消灯時より短い時間でゼロとする。これにより、光源２０２を瞬時に消灯させることができ、前方車の眩惑を防止できる。

図９（ａ）、（ｂ）は、図２の車両用灯具の第２点灯モードの動作波形図である。図９（ａ）を参照する。時刻ｔ_０より前において光源２０２は消灯している。時刻ｔ_０に、２５％のデューティ比の第１制御信号Ｓｉｇ１と、９０％のデューティ比の第２制御信号Ｓｉｇ２を与えると、制御部３０２は第２点灯モードＭＯＤＥ２と判定する。スイッチングコンバータ３１２は、駆動電流Ｉ_ＯＵＴを第１速度（たとえば０．８秒の時定数）より速い速度で増加させる。これにより光源２０２が瞬時に点灯し、路面に適切な図形情報が描画される。

時刻ｔ_１に、第１制御信号Ｓｉｇ１、第２制御信号Ｓｉｇ２の少なくとも一方が非パルスに変更されると、制御部３０２は消灯モードと判定する。そして出力電流Ｉ_ＯＵＴを第１速度より速い速度で減少させ、光源２０２を瞬時に消灯する。

図９（ｂ）を参照する。時刻ｔ_２より前において光源ユニット２００は第２点灯モードで点灯している。時刻ｔ_２以降、第２制御信号Ｓｉｇ２のデューティ比が、所定の点滅周期（たとえば０．３秒）で、９０％と１０％の２値で変化する。これにより、光源２０２を点滅させることが可能となる。

光源を点滅させるために、車両用灯具のオシレータを使用して、点滅制御のためのパルスを生成する方法も考えられる。ところがこの方式では、右の灯具と左の灯具の光源が非同期で点滅することとなる。ここで説明したように、第２制御信号Ｓｉｇ２に、点滅のための制御情報を重畳することにより、左右の灯具の点滅動作を同期させることが可能となる。

図１０は、制御部３０２の構成例を示すブロック図である。第１入力バッファ３５０、第２入力バッファ３５２はそれぞれ、第１制御信号Ｓｉｇ１および第２制御信号Ｓｉｇ２を受信する。第１パルス検出器３５４は、第１制御信号Ｓｉｇ１がパルス信号であるか、非パルス信号であるかを判定し、パルス信号であるとき第１レベル（たとえばハイ）、非パルス信号であるとき第２レベル（ロー）の第１判定信号Ｓ_３１を生成する。すなわち第１パルス検出器３５４は、所定の周期（たとえば２００Ｈｚ）で第１制御信号Ｓｉｇ１のエッジが入力されているか否かを判定する。

調光回路３７０は、スイッチングコンバータ３１２の出力電流Ｉ_ＯＵＴの目標値Ｉ_ＲＥＦを規定する信号Ｖ_ＳＳを生成する。出力バッファ３８０は信号Ｖ_ＳＳに応じて駆動電流Ｉ_ＯＵＴの目標値Ｉ_ＲＥＦを生成する。

調光回路３７０は、徐変点消灯回路を含み、第１点灯モードにおいて、点灯開始時には信号Ｖ_ＳＳを緩やかに上昇させ、消灯時には信号Ｖ_ＳＳを緩やかに低下させる。たとえば調光回路３７０は、キャパシタ３７２、充電回路３７４、放電回路３７６を含んでもよい。充電回路３７４、放電回路３７６は電流源のシンボルで示されるが、それらの構成は限定されず、抵抗やスイッチであってもよい。

第１判定信号Ｓ_３１は、それがローレベルであるときに、目標電流Ｉ_ＲＥＦがゼロとなるように、制御部３０２の少なくともひとつのブロックに供給される。たとえば第１判定信号Ｓ_３１は調光回路３７０に供給され、調光回路３７０は、第１判定信号Ｓ_３１がローレベルとなると、信号Ｖ_ＳＳをゼロとしてもよい。

第２パルス検出器３５６は、第２制御信号Ｓｉｇ２がパルス信号であるか非パルス信号であるかを判定し、判定結果を示す判定信号Ｓ_３２を生成する。判定信号Ｓ_３２は、図２の保護スイッチ３１８の制御に使用され、第２制御信号Ｓｉｇ２がパルス信号であるとき、判定信号Ｓ_３２はハイレベルとなり、保護スイッチ３１８はオンとなる。第２制御信号Ｓｉｇ２が非パルス信号であるとき、判定信号Ｓ_３２はローレベルとなり、保護スイッチ３１８はオフとなり、消灯モードが選択される。

たとえばパルス検出器３５４、３５６は、再トリガ可能なワンショットマルチバイブレータで構成することができるがその限りではない。

平滑回路３５８は、第１制御信号Ｓｉｇ１を平滑化するローパスフィルタであり、第１制御信号Ｓｉｇ１のデューティ比に応じた検出電圧Ｖ_{ＤＵＴＹ１}を生成する。平滑回路３５８は第１判定信号Ｓ_３１に応じてオン、オフ可能に構成され、第１判定信号Ｓ_３１がハイレベルであるとき、検出電圧Ｖ_{ＤＵＴＹ１}を生成し、ローレベルであるとき、検出電圧Ｖ_{ＤＵＴＹ１}をゼロとする。

第１コンパレータＣＯＭＰ１〜第３コンパレータＣＯＭＰ３は、検出電圧Ｖ_{ＤＵＴＹ１}を、しきい値Ｖ_８０％，Ｖ_４０％，Ｖ_２０％と比較し、第１制御信号Ｓｉｇ１のデューティ比が、０〜２０％、２０〜４０％、４０〜８０％、８０〜１００％のいずれの範囲に含まれるか判定する。第１コンパレータＣＯＭＰ１の出力Ｓ_４１は、Ｖ_{ＤＵＴＹ１}＞Ｖ_８０％のときハイレベルとなる。第２コンパレータＣＯＭＰ２の出力Ｓ_４２は、Ｖ_{ＤＵＴＹ１}＞Ｖ_４０％のときハイレベルとなる。第３コンパレータＣＯＭＰ３は逆論理であり、その出力Ｓ_４３は、Ｖ_{ＤＵＴＹ１}＜Ｖ_２０％のときハイレベルとなる。

以下、第１制御信号Ｓｉｇ１のデューティ比Ｄｕｔｙの範囲ごとに、制御部３０２の動作を説明する。

（１）０％＜Ｄｕｔｙ≦２０％ （第３点灯モード）
この場合、第３コンパレータＣＯＭＰ３の出力信号Ｓ_４３がハイレベルとなる。信号Ｓ_４３は調光回路３７０の充電回路３７４に作用し、キャパシタ３７２への充電電流量を減少させる。これにより、電圧Ｖ_ＳＳの上昇速度が遅くなる。

（２）２０％＜Ｄｕｔｙ≦４０％ （第２点灯モード）
第２コンパレータＣＯＭＰ２、第３コンパレータＣＯＭＰ３の出力信号Ｓ_４２，Ｓ_４３が両方、ローレベルとなる。論理ゲート３６４は、信号Ｓ_４２，Ｓ_４３が両方ローレベルとなると、第１スイッチ３６２をオンする。論理ゲート３６４はＮＯＲゲートであってもよい。

フィルタ３６０は、第２入力バッファ３５２の出力をなまらせる。フィルタ３６０の出力は、抵抗Ｒ_６１を介してバッファ３８０の入力に作用する。第２制御信号Ｓｉｇ２のデューティ比が８０％以上の一定値であるとき、フィルタ３６０の出力はハイレベルとなる。この状態では、フィルタ３６０の出力はバッファ３８０の入力に影響を与えず、目標値Ｉ_ＲＥＦは、調光回路３７０の出力Ｖ_ＳＳが支配的となる。

第２制御信号Ｓｉｇ２のデューティ比が２０％以下の一定値であるとき、フィルタ３６０の出力はローレベルとなる。Ｒ_６１＜Ｒ_６２が成り立っており、バッファ３８０の入力電圧は、調光回路３７０の出力信号Ｖ_ＳＳよりも、ローレベルであるフィルタ３６０の出力の方が優先されるようになっている。その結果、バッファ３８０の出力である目標値Ｉ_ＲＥＦがゼロとなって光源２０２が消灯する。

第２制御信号Ｓｉｇ２のデューティ比を所定の周期で、Ｄｕｔｙ１（＜２０％）とＤｕｔｙ２（＞８０％）で変化させると、フィルタ３６０の出力は、ローレベルとハイレベルを緩やかに往復する。その結果、光源２０２を点滅させることができる。

（３）４０％＜Ｄｕｔｙ≦８０％ （第１点灯モード）
第２コンパレータＣＯＭＰ２の出力Ｓ_４２がハイレベルとなる。これにより、ソレノイド駆動回路３１６がアクティブとなり、アクチュエータ２０６が通電状態となり、第１点灯モードとなる。

（４）８０％＜Ｄｕｔｙ （瞬時消灯）
第１コンパレータＣＯＭＰ１の出力Ｓ_４１がハイレベルとなる。これにより第２スイッチ３７８がオンとなり、調光回路３７０の出力Ｖ_ＳＳが瞬時にゼロとなり、光源２０２が消灯する。

図１０において、フィルタ３６０の出力は点滅周期信号であり、図５，図６の点消灯指示信号Ｓ_３に対応付けることができる。また図１０において、論理ゲート３６４の出力は、路面マーキングモード設定信号であり、図５，図６のモード制御信号に対応付けることができる。

当業者によれば、制御部３０２の構成が図１０のそれに限定されず、さまざまな変形例が存在することが理解される。たとえば制御部３０２をデジタル回路で構成してもよいし、あるいはソフトウェア制御により同じ機能を実現してもよい。

以上、本発明について実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。

複数の点灯モードの組み合わせは、実施の形態で説明したそれに限定されない。ロービーム用や通常ハイビーム用の光源ユニットについて、複数の点灯モードが存在する場合、その制御に上述の技術を適用できる。

実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。

１…灯具システム、２…バッテリ、４…車両ＥＣＵ、１０…車両用灯具、１００…灯具ＥＣＵ、１０２…スイッチ、１０４…コントローラ、２００…光源ユニット、２０２…光源、２０４…冷却ファン、２０６…アクチュエータ、２０８…スリット、２１０…温度検出素子、２１２…異常検出回路、２１４…タイマー回路、Ｃ_１…キャパシタ、２１５…コンパレータ、２１６…充放電回路、２１８…カウンタ、２１９…カウンタコントローラ、２２０…ミラー、２２２…レンズ、Ｓ_１…異常検出信号、Ｓ_２…フェイル信号、３００…点灯回路、３０２…制御部、３１０…駆動部、３１２…スイッチングコンバータ、３１４…ファンコントローラ、３１６…ソレノイド駆動回路、３１８…保護スイッチ、３５０…第１入力バッファ、３５２…第２入力バッファ、３５４…第１パルス検出器、３５６…第２パルス検出器、３５８…平滑回路、３６０…フィルタ、３６２…第１スイッチ、３６４…論理ゲート、３７０…調光回路、３７２…キャパシタ、３７４…充電回路、３７６…放電回路、３７８…スイッチ、３８０…バッファ、Ｓｉｇ１…第１制御信号、Ｓｉｇ２…第２制御信号。

Claims (6)

1. 光源と、
   前記光源を点滅させる駆動部と、
   前記光源の点灯中に、異常状態を示唆する所定の状態が検出される間、異常検出信号をアサートする異常検出回路と、
   （i）前記光源の点灯中に前記異常検出信号がアサートされる間、計時を進め、前記異常検出信号がネゲートされると計時をリセットし、（ii）前記光源の消灯中に、直前の点灯期間において計時した時間を保持し、（iii）計時した時間が所定の判定時間に達すると、フェイル信号をアサートするタイマー回路と、
   を備えることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記光源は、
   励起光を出射する半導体光源と、
   前記励起光により励起されて蛍光を発する蛍光体と、
   を含み、前記励起光と前記蛍光のスペクトルを含む白色の出力光を生成するよう構成され、
   前記異常状態は、前記励起光の漏光であることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記タイマー回路は、
   キャパシタと、
   前記光源の点灯中に前記異常検出信号がアサートされる間、前記キャパシタを充電し、前記光源の点灯中に前記異常検出信号がネゲートされると、前記キャパシタを放電する充放電回路と、
   前記キャパシタの電圧を所定のしきい値と比較するコンパレータと、
   を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具。
4. 前記異常検出回路は、
   クロック入力端子とクリア端子を有するカウンタと、
   前記光源の点灯中に前記異常検出信号がアサートされる間、前記クロック入力端子にクロック信号を供給し、前記光源の点灯中に前記所定の状態が検出されないとき、前記クリア端子にクリア信号を供給するカウンタコントローラと、
   を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具。
5. 前記光源は路面マーキング用であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車両用灯具。
6. 前記光源は、路面マーキング用と遠方照射ハイビームで兼用されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車両用灯具。

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