半導体光源点灯回路
【課題】光源に電力を供給する光源制御回路を複数設けた場合でも、光源の異常検出のための信号線の数を低減する。
【解決手段】半導体光源点灯回路２は、第１ＬＥＤ１０２に電力を供給する第１光源制御回路１００と、第２ＬＥＤ２０２に電力を供給する第２光源制御回路２００と、を備える。第１光源制御回路１００は、第１出力電圧Ｖ１が所定の第１通常動作範囲内にある場合、矩形波信号を異常検出信号線１２に生成する。第２光源制御回路２００は、第２出力電圧Ｖ２が所定の第２通常動作範囲内にある場合、異常検出信号線１２において不参照状態となり、第２出力電圧Ｖ２が第２通常動作範囲から外れた場合、矩形波信号をマスクするよう動作する。エンジンコントロールユニット１０は異常検出信号線１２から矩形波信号を受ける場合第１、第２光源制御回路１００、２００を通常動作させ、そうでない場合所定の異常対応処理を行う。
【解決手段】半導体光源点灯回路２は、第１ＬＥＤ１０２に電力を供給する第１光源制御回路１００と、第２ＬＥＤ２０２に電力を供給する第２光源制御回路２００と、を備える。第１光源制御回路１００は、第１出力電圧Ｖ１が所定の第１通常動作範囲内にある場合、矩形波信号を異常検出信号線１２に生成する。第２光源制御回路２００は、第２出力電圧Ｖ２が所定の第２通常動作範囲内にある場合、異常検出信号線１２において不参照状態となり、第２出力電圧Ｖ２が第２通常動作範囲から外れた場合、矩形波信号をマスクするよう動作する。エンジンコントロールユニット１０は異常検出信号線１２から矩形波信号を受ける場合第１、第２光源制御回路１００、２００を通常動作させ、そうでない場合所定の異常対応処理を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数の光源制御回路を備える半導体光源点灯回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、前照灯などの車両用灯具に、従来のフィラメントを有するハロゲンランプに代えてより長寿命で低消費電力のＬＥＤ（Light Emitting Diode）が利用されている。ＬＥＤの発光の度合いすなわち明るさはＬＥＤに流す電流の大きさに依存するので、ＬＥＤを光源として利用する場合にはＬＥＤに流れる電流を調節するための点灯回路が必要となる。そのような点灯回路は通常エラーアンプを有し、ＬＥＤに流れる電流が一定となるようにフィードバック制御する。
【０００３】
通常、点灯回路には、ＬＥＤに断線、短絡、地絡などのなんらかの異常が発生した場合にそれを検出する機能が備わっている（例えば、特許文献１参照）。点灯回路はＬＥＤの異常を検出すると、車両のより総合的な制御を行うエンジンコントロールユニットなどの制御装置に異常検出用信号を送信する。そのような異常検出用信号は、点灯回路とエンジンコントロールユニットとの間の信号線を介して伝達される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２５４０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車両用灯具の光源としてＬＥＤを利用する場合、ＬＥＤのアレイの形で車両用灯具に搭載することが多い。また、ＬＥＤの点灯／消灯や輝度などをアレイのなかでも各ＬＥＤで独立に変えることができるよう、複数の点灯回路を設けることがある。この場合、基本的には各点灯回路から異常検出用信号が出力されるのであるが、受ける側のエンジンコントロールユニットには、異常検出用信号を受けるためのポートが点灯回路の数だけ備わっていないことが多い。すなわち、点灯回路を複数設けた場合に、異常検出の観点でエンジンコントロールユニット側の対応が困難となりうる。
【０００６】
このような課題はＬＥＤなどの半導体光源に限らず、放電灯などの他の光源についても生じうる。
【０００７】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、光源に電力を供給する光源制御回路を複数設けた場合でも、光源の異常検出のための信号線の数を低減できる半導体光源点灯回路の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様は、半導体光源点灯回路に関する。この半導体光源点灯回路は、第１光源に電力を供給する第１光源制御回路と、第２光源に電力を供給する第２光源制御回路と、を備える。第１光源制御回路は、第１光源に供給される電力に関する電気的なパラメータが所定の第１通常動作範囲内にある場合、正常であることを示す正常信号を検出信号線に生成する。第２光源制御回路は、第２光源に供給される電力に関する電気的なパラメータが所定の第２通常動作範囲内にある場合、検出信号線において不参照状態となり、第２光源に供給される電力に関する電気的なパラメータが第２通常動作範囲から外れた場合、正常信号をマスクするよう動作する。検出信号線は制御装置と接続され、その制御装置は検出信号線から正常信号を受ける場合第１光源制御回路および第２光源制御回路を通常動作させ、そうでない場合所定の異常対応処理を行う。
【０００９】
この態様によると、制御装置は検出信号線の状態に基づいて異常対応処理を行うか否かを決めることができる。
【００１０】
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装置、方法、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。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光源に電力を供給する光源制御回路を複数設けた場合でも、光源の異常検出のための信号線の数を低減できる
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施の形態に係る半導体光源点灯回路の構成を示す回路図である。
【図２】第２の実施の形態に係る半導体光源点灯回路の構成を示す回路図である。
【図３】変形例に係る半導体光源点灯回路の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、信号には、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、各図面において説明上重要ではない部材の一部は省略して表示する。
【００１４】
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、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【００１５】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る半導体光源点灯回路２の構成を示す回路図である。半導体光源点灯回路２は第１光源制御回路１００と第２光源制御回路２００とを備える。第１光源制御回路１００、第２光源制御回路２００はそれぞれ、車載バッテリ（不図示）からバッテリ電圧Ｖｂａｔ受け、第１ＬＥＤ１０２、第２ＬＥＤ２０２に電力を供給する。特に第１光源制御回路１００、第２光源制御回路２００はそれぞれ、第１ＬＥＤ１０２、第２ＬＥＤ２０２に駆動電流を供給することで第１ＬＥＤ１０２、第２ＬＥＤ２０２を点灯させる。第１ＬＥＤ１０２、第２ＬＥＤ２０２はそれぞれ、ひとつ以上の車載用のＬＥＤであってもよく、複数のＬＥＤである場合は直列に接続されていてもよい。半導体光源点灯回路２、第１ＬＥＤ１０２および第２ＬＥＤ２０２は、ヘッドライトなどの車両用灯具に搭載される。
【００１６】
第１光源制御回路１００および第２光源制御回路２００はいずれもひとつの異常検出信号線１２と接続される。異常検出信号線１２はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１０と接続される。エンジンコントロールユニット１０は、自動車の電気的な制御を総合的に行うためのマイクロコントローラである。特に、エンジンコントロールユニット１０は、
（１）異常検出信号線１２から電位が時間的に変化する信号すなわち矩形波信号を受ける場合は第１ＬＥＤ１０２、第２ＬＥＤ２０２共に正常な点灯状態にあると判定し、
（２）異常検出信号線１２が所定の期間以上アサートされるすなわちハイレベルとなる場合は第２ＬＥＤ２０２は正常な点灯状態にあるが第１ＬＥＤ１０２には異常が発生していると判定し、
（３）異常検出信号線１２が所定の期間以上ネゲートされるすなわちローレベルとなる場合は第２ＬＥＤ２０２に異常が発生していると判定する。
なお、異常検出信号線１２にはエンジンコントロールユニット１０の内部で数Ｖ程度の電源電圧が印加されている。
【００１７】
エンジンコントロールユニット１０は、（１）のように第１ＬＥＤ１０２、第２ＬＥＤ２０２共に正常な点灯状態にあると判定された場合、第１光源制御回路１００および第２光源制御回路２００を通常動作させる。
【００１８】
エンジンコントロールユニット１０は、（２）や（３）のように第１ＬＥＤ１０２または第２ＬＥＤ２０２もしくはその両方に異常が発生していると判定されると、所定の異常対応処理を行う。異常対応処理として、例えばエンジンコントロールユニット１０は、車両のフロントパネル（不図示）に警告を表示させることで、ドライバーに知らせてもよい。あるいはまた、エンジンコントロールユニット１０は異常が発生しているＬＥＤに対応する光源制御回路または半導体光源点灯回路２全体を停止させてもよい。エンジンコントロールユニット１０は停止させるべき光源制御回路へのバッテリ電圧Ｖｂａｔの供給を遮断してもよいし、ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング素子のオンオフを止めてもよい。
【００１９】
第１光源制御回路１００は、第１ＬＥＤ１０２に供給される電力に関する電気的なパラメータすなわち第１ＬＥＤ１０２のアノードに印加される第１出力電圧Ｖ１が、所定の第１通常動作範囲ΔＶ１内にある場合、第１ＬＥＤ１０２の点灯状態が正常であることを示す正常信号すなわち矩形波信号を異常検出信号線１２に生成する。第１光源制御回路１００は、第１出力電圧Ｖ１が第１通常動作範囲ΔＶ１から外れた場合であって第２光源制御回路２００が異常検出信号線１２において不参照状態となっている場合は、正常信号とは異なる異常信号すなわち実質的にハイレベルに固定された信号を異常検出信号線１２に生成する。
【００２０】
第２光源制御回路２００の不参照状態は、異常検出信号線１２の信号の状態に第２光源制御回路２００が関与しない状態であってもよく、あるいはまた異常検出信号線１２の信号の状態が第１光源制御回路１００によってのみ制御される状態であってもよい。特に本実施の形態では、第２光源制御回路２００の不参照状態は異常検出信号線１２に対するハイインピーダンス状態である。
【００２１】
第２光源制御回路２００は、第２ＬＥＤ２０２に供給される電力に関する電気的なパラメータすなわち第２ＬＥＤ２０２のアノードに印加される第２出力電圧Ｖ２が、所定の第２通常動作範囲ΔＶ２内にある場合、異常検出信号線１２に対してハイインピーダンス状態となる。第２光源制御回路２００は、第２出力電圧Ｖ２が第２通常動作範囲ΔＶ２から外れた場合、第１光源制御回路１００の状態によらずに異常検出信号線１２の電位をローレベルに実質的に固定するよう動作する。すなわち、第２光源制御回路２００は、第２出力電圧Ｖ２が第２通常動作範囲ΔＶ２から外れた場合であって第１光源制御回路１００が異常検出信号線１２に矩形波信号を生成する状態にある場合は、その矩形波信号をマスクするよう動作する。
【００２２】
第１光源制御回路１００と第２光源制御回路２００とは同等の構成を有するが、異常検出信号線１２への接続のされ方が異なる。第１光源制御回路１００（第２光源制御回路２００）は、バッテリ電圧Ｖｂａｔが印加される第１バッテリ端子１７０（第２バッテリ端子２７０）と、接地されることで接地電位となる第１接地端子１７２（第２接地端子２７２）と、第１異常出力端子１７４（第２異常出力端子２７４）と、第１異常入力端子１７６（第２異常入力端子２７６）と、を備える。
【００２３】
第１異常出力端子１７４（第２異常出力端子２７４）は、第１出力電圧Ｖ１（第２出力電圧Ｖ２）が第１通常動作範囲ΔＶ１（第２通常動作範囲ΔＶ２）内にある場合、矩形波信号を出力し、第１出力電圧Ｖ１（第２出力電圧Ｖ２）が第１通常動作範囲ΔＶ１（第２通常動作範囲ΔＶ２）から外れた場合、ハイインピーダンス状態となる。
第１異常入力端子１７６（第２異常入力端子２７６）は、第１出力電圧Ｖ１（第２出力電圧Ｖ２）が第１通常動作範囲ΔＶ１（第２通常動作範囲ΔＶ２）から外れた場合、電位がローレベルに実質的に固定され、第１出力電圧Ｖ１（第２出力電圧Ｖ２）が第１通常動作範囲ΔＶ１（第２通常動作範囲ΔＶ２）内にある場合、ハイインピーダンス状態となる。
第１異常出力端子１７４と第２異常入力端子２７６とが結線され異常検出信号線１２を形成する。
【００２４】
第１光源制御回路１００は、第１異常検出回路１０４と、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６と、第１制御ＩＣ１０８と、第１パルス生成回路１１０と、第１異常出力回路１１２と、第１異常入力回路１１４と、を含む。
【００２５】
第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６は第１バッテリ端子１７０および第１接地端子１７２と接続され、第１バッテリ端子１７０に印加されるバッテリ電圧Ｖｂａｔを昇圧して出力する昇圧形のスイッチングレギュレータである。第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の出力電圧は第１アノード側出力端子１８２に印加される。第１アノード側出力端子１８２は第１ＬＥＤ１０２のアノードと接続されている。第１ＬＥＤ１０２のカソードは第１カソード側出力端子１８０と接続され、その第１カソード側出力端子１８０は第１光源制御回路１００内で第１バッテリ端子１７０と接続される。したがって、第１ＬＥＤ１０２のアノードに印加される第１出力電圧Ｖ１は第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の出力電圧であり、第１ＬＥＤ１０２のカソードに印加される電圧はバッテリ電圧Ｖｂａｔである。
【００２６】
第１制御ＩＣ１０８は、第１ＬＥＤ１０２に流れる駆動電流を略一定に保つよう第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を制御する。例えば第１制御ＩＣ１０８は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６のスイッチング素子（不図示）のオンオフを制御する第１信号Ｓ１のデューティ比を、駆動電流が所定の目標値に近づくよう調整する。
また、第１制御ＩＣ１０８は、第１異常検出回路１０４から第１出力電圧Ｖ１の大きさを示す第２信号Ｓ２を受け、第１出力電圧Ｖ１が第１通常動作範囲ΔＶ１から外れた場合、第３信号Ｓ３の電位をローレベルに実質的に固定する。
【００２７】
第１ＬＥＤ１０２が内部で断線した場合、負荷が非常に大きいオープン状態と同様の状態となるので、第１出力電圧Ｖ１は上昇する。また、第１ＬＥＤ１０２の例えばアノード側で地絡が発生した場合や第１ＬＥＤ１０２で短絡が発生した場合、第１出力電圧Ｖ１は低下する。第１異常検出回路１０４は第１出力電圧Ｖ１を監視し、第１出力電圧Ｖ１に上記のような上昇や低下が見られた場合、第１異常出力端子１７４をハイインピーダンス状態にすると共に第１異常入力端子１７６の電位をローレベルに実質的に固定する。
【００２８】
第１異常検出回路１０４は、分圧回路１１６と、第１抵抗１１８と、第１スイッチング素子１２０と、第２抵抗１２２と、第３抵抗１２４と、第４抵抗１２６と、第１演算増幅器１２８と、第２スイッチング素子１３０と、第１ダイオード１３２と、第５抵抗１３４と、第６抵抗１３６と、を有する。
【００２９】
分圧回路１１６は第１出力電圧Ｖ１を所定の分圧比で分圧した電圧を有する信号を第２信号Ｓ２として出力する。第１スイッチング素子１２０はｐｎｐ型バイポーラトランジスタであり、そのエミッタは第１抵抗１１８を介して第１アノード側出力端子１８２と接続され、そのコレクタは第２抵抗１２２を介して第１接地端子１７２と接続される。第１スイッチング素子１２０のベースは第１カソード側出力端子１８０と接続される。通常の点灯状態では第１出力電圧Ｖ１＞バッテリ電圧Ｖｂａｔなので、第１スイッチング素子１２０はオンされる。しかしながら、第１ＬＥＤ１０２の短絡や地絡などにより第１出力電圧Ｖ１が低下してバッテリ電圧Ｖｂａｔに近づくと第１スイッチング素子１２０はオフされる。
【００３０】
第１演算増幅器１２８の非反転入力端子には第１スイッチング素子１２０のコレクタの電圧が、反転入力端子には電源電圧を第３抵抗１２４と第４抵抗１２６とで分圧した分圧電圧が、それぞれ印加される。この分圧電圧は、通常の点灯状態における第１出力電圧Ｖ１を第１抵抗１１８と第２抵抗１２２とで分圧した電圧よりも低い電圧に設定される。第１演算増幅器１２８は、第１スイッチング素子１２０がオフされると第３信号Ｓ３の電位をローレベルに実質的に固定する。
すなわち、第３信号Ｓ３は、第１出力電圧Ｖ１が第１通常動作範囲ΔＶ１から外れた場合または第１スイッチング素子１２０がオフされた場合にローレベルとなり、そのいずれでもない場合にハイレベルとなる。
【００３１】
第２スイッチング素子１３０はｐｎｐ型バイポーラトランジスタであり、そのエミッタには電源電圧が印加され、そのコレクタは第１ダイオード１３２のアノードおよび第６抵抗１３６の一端と接続される。第２スイッチング素子１３０のベースには第３信号Ｓ３が入力される。第１ダイオード１３２のカソードは第５抵抗１３４の一端と接続される。
第５抵抗１３４の他端に現れる第４信号Ｓ４および第６抵抗１３６の他端に現れる第５信号Ｓ５は、第３信号Ｓ３がローレベルのときハイレベルとなる。
【００３２】
第１パルス生成回路１１０は第４信号Ｓ４がハイレベルでないときは発振器として動作するが、第４信号Ｓ４がハイレベルとなると発振器としての動作を停止する。第１パルス生成回路１１０の出力信号である第６信号Ｓ６は、第４信号Ｓ４がハイレベルのときローレベルとなり、そうでないとき所定の周波数を有する矩形波となる信号である。この周波数は例えば４Ｈｚ、デューティ比は５０％である。
【００３３】
第１パルス生成回路１１０は公知の非安定マルチバイブレータと同様の構成を有する。第１パルス生成回路１１０の振動の周波数を定める第１キャパシタ１３８の一端は接地され、他端は演算増幅器と接続されると共に第５抵抗１３４の他端とも接続される。これにより、第４信号Ｓ４がハイレベルのとき、第１キャパシタ１３８は常に充電された状態となり、第１パルス生成回路１１０の出力である第６信号Ｓ６はローレベルに固定される。第２スイッチング素子１３０がオフされると第４信号Ｓ４は第１キャパシタ１３８の状態に影響を与えなくなり、第１パルス生成回路１１０は独立した発振器として矩形波を出力する。
【００３４】
第１異常出力回路１１２は、第３スイッチング素子１４０と、第７抵抗１４２と、第２キャパシタ１４４と、を有する。第３スイッチング素子１４０はｎｐｎ型バイポーラトランジスタであり、そのエミッタは接地され、コレクタは第７抵抗１４２の一端と接続される。第３スイッチング素子１４０のベースには第６信号Ｓ６が入力される。第７抵抗１４２の他端は第２キャパシタ１４４の一端および第１異常出力端子１７４と接続される。第２キャパシタ１４４の他端は接地される。
【００３５】
第２異常入力端子２７６がハイインピーダンス状態であり、かつ第６信号Ｓ６が矩形波信号である場合、異常検出信号線１２には第６信号Ｓ６とは逆位相の矩形波信号が生成される。第６信号Ｓ６がローレベルに固定される場合、第３スイッチング素子１４０はオフされたままとなるので、第１異常出力端子１７４はハイインピーダンス状態となる。
【００３６】
第１異常入力回路１１４は、第４スイッチング素子１４６と、第８抵抗１４８と、第２ダイオード１５０と、第３キャパシタ１５２と、を有する。第４スイッチング素子１４６はｎｐｎ型バイポーラトランジスタであり、そのエミッタは接地され、そのコレクタは第８抵抗１４８の一端と接続される。第４スイッチング素子１４６のベースには第５信号Ｓ５が入力される。第８抵抗１４８の他端は第２ダイオード１５０のカソードと接続される。第２ダイオード１５０のアノードは第３キャパシタ１５２の一端および第１異常入力端子１７６と接続される。第３キャパシタ１５２の他端は接地される。
【００３７】
第５信号Ｓ５がハイレベルに固定される場合、第４スイッチング素子１４６はオンされたままとなるので、第１異常入力端子１７６の電位はローレベルに固定される。第５信号Ｓ５がハイレベルに固定されない場合、第４スイッチング素子１４６は原則オフされ、第１異常入力端子１７６はハイインピーダンス状態となる。
【００３８】
第２光源制御回路２００は、第２異常検出回路２０４と、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２０６と、第２制御ＩＣ２０８と、第２パルス生成回路２１０と、第２異常出力回路２１２と、第２異常入力回路２１４と、を含む。第２異常検出回路２０４は第１異常検出回路１０４と、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２０６は第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６と、第２制御ＩＣ２０８は第１制御ＩＣ１０８と、第２パルス生成回路２１０は第１パルス生成回路１１０と、第２異常出力回路２１２は第１異常出力回路１１２と、第２異常入力回路２１４は第１異常入力回路１１４と、それぞれ対応する。
【００３９】
下記の表は、第１出力電圧Ｖ１および第２出力電圧Ｖ２の状態によって第１異常出力端子１７４および第２異常入力端子２７６の状態がどのようになり、その結果異常検出信号線１２にどのような信号が現れるかを示す。
【表１】
【００４０】
本実施の形態に係る半導体光源点灯回路２によると、複数のＬＥＤ１０２、２０２を複数の光源制御回路１００、２００で制御する場合に、ＬＥＤ１０２、２０２の異常を１本の異常検出信号線１２でエンジンコントロールユニット１０に知らせることができる。エンジンコントロールユニットが１つの光源制御回路と接続されることを前提に設計されている場合、通常、そのエンジンコントロールユニットはＬＥＤの異常の有無を示す信号を受け付けるポートを１つしか有していない。そこで本実施の形態に係る半導体光源点灯回路２によると、そのようにポートを１つしか有していないエンジンコントロールユニットでも、複数の光源制御回路を、異常監視も含めて制御することが可能となる。これにより、光源制御回路の数を増やした場合に使用可能なエンジンコントロールユニットの幅が広がる。また、ＬＥＤの異常の有無を示す信号を受け付けるポートを光源制御回路ごとに設けるようエンジンコントロールユニットを再設計する必要がなくなる。
【００４１】
また、本実施の形態に係る半導体光源点灯回路２では、第１ＬＥＤ１０２、第２ＬＥＤ２０２のどちらに異常が生じているかで異常検出信号線１２の電位が異なる。したがって、異常検出信号線１２の電位を検出することで異常が生じているＬＥＤを特定することができる。
【００４２】
また、本実施の形態に係る半導体光源点灯回路２では、第１光源制御回路１００と第２光源制御回路２００とは同様に構成される。したがって、それらの構成が異なる場合と比較して、半導体光源点灯回路２の製造コストを低減できる。
【００４３】
ロービーム機能とハイビーム機能とを備える車両用前照灯では多くの場合、ロービームの光源に異常があるとそれをドライバーに警告するよう要求されている。したがって、第１ＬＥＤ１０２、第２ＬＥＤ２０２がいずれもロービームの光源として使用される場合に、本実施の形態に係る半導体光源点灯回路２は適している。しかしながら、無論、第１ＬＥＤ１０２、第２ＬＥＤ２０２がいずれもハイビームの光源として使用される場合や、昼間点灯用光源（ＤＲＬ、Daytime Running Lamps）として使用される場合にも、本実施の形態に係る半導体光源点灯回路２を使用することができる。
【００４４】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、光源制御回路の不参照状態は異常検出信号線１２に対するハイインピーダンス状態である場合について説明した。第２の実施の形態では、光源制御回路の不参照状態は、光源制御回路内に設けられた異常検出信号線と接地との間の抵抗がバイパスされていない状態である。
【００４５】
図２は、第２の実施の形態に係る半導体光源点灯回路４の構成を示す回路図である。半導体光源点灯回路４は第３光源制御回路３００と第４光源制御回路４００とを備える。第３光源制御回路３００、第４光源制御回路４００はそれぞれ、車載バッテリ（不図示）からバッテリ電圧Ｖｂａｔ受け、第１ＬＥＤ１０２、第２ＬＥＤ２０２に電力を供給する。
【００４６】
第３光源制御回路３００および第４光源制御回路４００はいずれもひとつの異常検出信号線１６と接続される。異常検出信号線１６はエンジンコントロールユニット１４と接続される。異常検出信号線１６はエンジンコントロールユニット１４の内部でプルアップ抵抗１８を介して電源電圧端子と接続されている。エンジンコントロールユニット１４は、
（１）異常検出信号線１６の電位がローレベル以外である場合は第１ＬＥＤ１０２、第２ＬＥＤ２０２共に正常な点灯状態にあると判定し、
（２）異常検出信号線１６の電位がローレベルとなっている場合は、第１ＬＥＤ１０２および第２ＬＥＤ２０２のうちの少なくともひとつに異常が発生していると判定する。
【００４７】
第３光源制御回路３００は、第３異常検出回路３０４と、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６と、第１制御ＩＣ１０８と、第３異常出力回路３１２と、を含む。
第３異常検出回路３０４は、分圧回路１１６と、第１抵抗１１８と、第１スイッチング素子１２０と、第２抵抗１２２と、第３抵抗１２４と、第４抵抗１２６と、第１演算増幅器１２８と、第２スイッチング素子１３０と、を有する。第２スイッチング素子１３０のコレクタから第７信号Ｓ７が出力される。第７信号Ｓ７は、第１出力電圧Ｖ１が第１通常動作範囲ΔＶ１から外れた場合または第１スイッチング素子１２０がオフされた場合にハイレベルとなり、そのいずれでもない場合にローレベルとなる。
【００４８】
第３異常出力回路３１２は、第４キャパシタ３１４と、第３ダイオード３１６と、第９抵抗３１８と、第５スイッチング素子３２０と、第６スイッチング素子３２２と、を有する。第４キャパシタ３１４の一端は接地され、他端は第３異常出力端子３２４および第３ダイオード３１６のアノードと接続される。第３ダイオード３１６のカソードは第９抵抗３１８の一端と接続される。第５スイッチング素子３２０はｎ型ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）であり、そのドレインは第９抵抗３１８の他端と接続され、そのソースは接地される。第５スイッチング素子３２０のゲートは第１バッテリ端子１７０と接続される。第６スイッチング素子３２２はｎｐｎ型バイポーラトランジスタであり、そのコレクタは第３ダイオード３１６のカソードと接続され、そのエミッタは接地される。第６スイッチング素子３２２のベースには第７信号Ｓ７が入力される。
【００４９】
第１バッテリ端子１７０にバッテリ電圧Ｖｂａｔが印加されると、第５スイッチング素子３２０はオンされ、第９抵抗３１８の他端は接地される。第７信号Ｓ７がローレベルのとき、第６スイッチング素子３２２はオフされ、第３異常出力端子３２４は第９抵抗３１８を介して接地と接続される。第７信号Ｓ７がハイレベルのとき、第６スイッチング素子３２２はオンされ、第３異常出力端子３２４は接地される。すなわち、第９抵抗３１８はバイパスされる。
【００５０】
第４光源制御回路４００は、第４異常検出回路４０４と、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２０６と、第２制御ＩＣ２０８と、第４異常出力回路４１２と、を含む。第４異常検出回路４０４は第３異常検出回路３０４と、第４異常出力回路４１２は第３異常出力回路３１２と、それぞれ対応する。
第３異常出力端子３２４と第４異常出力端子４２４とが結線され異常検出信号線１６を形成する。
【００５１】
電源電圧をＶｃｃと表記し、プルアップ抵抗１８、第９抵抗３１８、第９抵抗３１８に対応する第４異常出力回路４１２内の第１０抵抗４１８、の各抵抗値を全て等しいとしてＲと表記する。第１出力電圧Ｖ１が第１通常動作範囲ΔＶ１内にあり、かつ、第２出力電圧Ｖ２が第２通常動作範囲ΔＶ２内にある場合、異常検出信号線１６の電位は、第９抵抗３１８と第１０抵抗４１８との並列接続による合成抵抗とプルアップ抵抗１８とで電源電圧Ｖｃｃを分圧した分圧電圧（Ｖｃｃ／３）となる。第１出力電圧Ｖ１が第１通常動作範囲ΔＶ１から外れた場合、または、第２出力電圧Ｖ２が第２通常動作範囲ΔＶ２から外れた場合、異常検出信号線１６の電位はローレベルに実質的に固定される。
【００５２】
本実施の形態に係る半導体光源点灯回路４によると、ＬＥＤ１０２、２０２の異常を１本の異常検出信号線１６でエンジンコントロールユニット１４に知らせることができる点および第３光源制御回路３００と第４光源制御回路４００とを同様に構成できる点で、第１の実施の形態に係る半導体光源点灯回路２と同様の作用効果を得ることができる。加えて、本実施の形態に係る半導体光源点灯回路４では、異常検出信号線１６自身が断線した場合、電源電圧の分圧比が変わって異常検出信号線１６の電位が変化する。したがって、エンジンコントロールユニット１４はそのような分圧電圧の変化を検出することにより、異常検出信号線１６自身の断線を検出することができる。
【００５３】
以上、実施の形態に係る半導体光源点灯回路について説明した。これらの実施の形態は例示であり、その各構成要素や各処理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。
【００５４】
第１および第２の実施の形態では、電気的パラメータとしてＬＥＤのアノードに印加される電圧が採用される場合について説明したが、電気的パラメータはこれに限られず、ＬＥＤを流れる駆動電流などの他のパラメータであってもよい。
【００５５】
第１の実施の形態では、第１出力電圧Ｖ１が第１通常動作範囲ΔＶ１から外れた場合であって第２光源制御回路２００が異常検出信号線１２において不参照状態となっている場合は、異常検出信号線１２の電位はハイレベルに実質的に固定され、第２出力電圧Ｖ２が第２通常動作範囲ΔＶ２から外れた場合であって第１光源制御回路１００が異常検出信号線１２に矩形波信号を生成する状態にある場合は、異常検出信号線１２の電位はローレベルに実質的に固定される場合について説明したが、これに限られず、例えば、第１出力電圧Ｖ１が第１通常動作範囲ΔＶ１から外れた場合であって第２光源制御回路２００が異常検出信号線１２において不参照状態となっている場合と、第２出力電圧Ｖ２が第２通常動作範囲ΔＶ２から外れた場合であって第１光源制御回路１００が異常検出信号線１２に矩形波信号を生成する状態にある場合と、で異常検出信号線１２の電位が異なっていればよい。この場合でも、エンジンコントロールユニット１０は、異常検出信号線１２の電位によってどのＬＥＤに異常が発生しているかを判定することができる。
【００５６】
第１および第２の実施の形態では異常検出信号線で２つの光源制御回路を直接結線する場合について説明したが、これに限られず、例えば論理回路を使用してもよい。
図３は、変形例に係る半導体光源点灯回路６の構成を示す回路図である。半導体光源点灯回路６は第５光源制御回路５００と第６光源制御回路６００とＯＲゲート２０とを備える。第５光源制御回路５００の第５異常出力端子５７４は、第５光源制御回路５００が電力を供給する第３ＬＥＤ５０２の点灯状態が正常と判定される場合、矩形波信号を出力し、そうでない場合、電位がハイレベルに実質的に固定される。第６光源制御回路６００の第６異常出力端子６７４は、第６光源制御回路６００が電力を供給する第４ＬＥＤ６０２の点灯状態が正常と判定される場合、電位がローレベルに実質的に固定され、そうでない場合、電位がハイレベルに実質的に固定される。ＯＲゲート２０の一方の入力端子は第５異常出力端子５７４と、他方の入力端子は第６異常出力端子６７４と、それぞれ接続される。ＯＲゲート２０の出力端子はエンジンコントロールユニット２２と接続される。ＯＲゲート２０の出力端子に現れる信号は、第３ＬＥＤ５０２の点灯状態が正常と判定され、かつ、第４ＬＥＤ６０２の点灯状態が正常と判定される場合、矩形波信号となり、それ以外の場合、ハイレベルに実質的に固定される。エンジンコントロールユニット２２は、ＯＲゲート２０の出力端子から受け取る信号が矩形波信号かそうでないかを判定することにより、ＬＥＤの異常の有無を判定できる。
【符号の説明】
【００５７】
２ 半導体光源点灯回路、 １０ エンジンコントロールユニット、 １２ 異常検出信号線、 １００ 第１光源制御回路、 ２００ 第２光源制御回路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数の光源制御回路を備える半導体光源点灯回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、前照灯などの車両用灯具に、従来のフィラメントを有するハロゲンランプに代えてより長寿命で低消費電力のＬＥＤ（Light Emitting Diode）が利用されている。ＬＥＤの発光の度合いすなわち明るさはＬＥＤに流す電流の大きさに依存するので、ＬＥＤを光源として利用する場合にはＬＥＤに流れる電流を調節するための点灯回路が必要となる。そのような点灯回路は通常エラーアンプを有し、ＬＥＤに流れる電流が一定となるようにフィードバック制御する。
【０００３】
通常、点灯回路には、ＬＥＤに断線、短絡、地絡などのなんらかの異常が発生した場合にそれを検出する機能が備わっている（例えば、特許文献１参照）。点灯回路はＬＥＤの異常を検出すると、車両のより総合的な制御を行うエンジンコントロールユニットなどの制御装置に異常検出用信号を送信する。そのような異常検出用信号は、点灯回路とエンジンコントロールユニットとの間の信号線を介して伝達される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２５４０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車両用灯具の光源としてＬＥＤを利用する場合、ＬＥＤのアレイの形で車両用灯具に搭載することが多い。また、ＬＥＤの点灯／消灯や輝度などをアレイのなかでも各ＬＥＤで独立に変えることができるよう、複数の点灯回路を設けることがある。この場合、基本的には各点灯回路から異常検出用信号が出力されるのであるが、受ける側のエンジンコントロールユニットには、異常検出用信号を受けるためのポートが点灯回路の数だけ備わっていないことが多い。すなわち、点灯回路を複数設けた場合に、異常検出の観点でエンジンコントロールユニット側の対応が困難となりうる。
【０００６】
このような課題はＬＥＤなどの半導体光源に限らず、放電灯などの他の光源についても生じうる。
【０００７】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、光源に電力を供給する光源制御回路を複数設けた場合でも、光源の異常検出のための信号線の数を低減できる半導体光源点灯回路の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様は、半導体光源点灯回路に関する。この半導体光源点灯回路は、第１光源に電力を供給する第１光源制御回路と、第２光源に電力を供給する第２光源制御回路と、を備える。第１光源制御回路は、第１光源に供給される電力に関する電気的なパラメータが所定の第１通常動作範囲内にある場合、正常であることを示す正常信号を検出信号線に生成する。第２光源制御回路は、第２光源に供給される電力に関する電気的なパラメータが所定の第２通常動作範囲内にある場合、検出信号線において不参照状態となり、第２光源に供給される電力に関する電気的なパラメータが第２通常動作範囲から外れた場合、正常信号をマスクするよう動作する。検出信号線は制御装置と接続され、その制御装置は検出信号線から正常信号を受ける場合第１光源制御回路および第２光源制御回路を通常動作させ、そうでない場合所定の異常対応処理を行う。
【０００９】
この態様によると、制御装置は検出信号線の状態に基づいて異常対応処理を行うか否かを決めることができる。
【００１０】
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装置、方法、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。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光源に電力を供給する光源制御回路を複数設けた場合でも、光源の異常検出のための信号線の数を低減できる
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施の形態に係る半導体光源点灯回路の構成を示す回路図である。
【図２】第２の実施の形態に係る半導体光源点灯回路の構成を示す回路図である。
【図３】変形例に係る半導体光源点灯回路の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、信号には、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、各図面において説明上重要ではない部材の一部は省略して表示する。
【００１４】
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、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【００１５】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る半導体光源点灯回路２の構成を示す回路図である。半導体光源点灯回路２は第１光源制御回路１００と第２光源制御回路２００とを備える。第１光源制御回路１００、第２光源制御回路２００はそれぞれ、車載バッテリ（不図示）からバッテリ電圧Ｖｂａｔ受け、第１ＬＥＤ１０２、第２ＬＥＤ２０２に電力を供給する。特に第１光源制御回路１００、第２光源制御回路２００はそれぞれ、第１ＬＥＤ１０２、第２ＬＥＤ２０２に駆動電流を供給することで第１ＬＥＤ１０２、第２ＬＥＤ２０２を点灯させる。第１ＬＥＤ１０２、第２ＬＥＤ２０２はそれぞれ、ひとつ以上の車載用のＬＥＤであってもよく、複数のＬＥＤである場合は直列に接続されていてもよい。半導体光源点灯回路２、第１ＬＥＤ１０２および第２ＬＥＤ２０２は、ヘッドライトなどの車両用灯具に搭載される。
【００１６】
第１光源制御回路１００および第２光源制御回路２００はいずれもひとつの異常検出信号線１２と接続される。異常検出信号線１２はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１０と接続される。エンジンコントロールユニット１０は、自動車の電気的な制御を総合的に行うためのマイクロコントローラである。特に、エンジンコントロールユニット１０は、
（１）異常検出信号線１２から電位が時間的に変化する信号すなわち矩形波信号を受ける場合は第１ＬＥＤ１０２、第２ＬＥＤ２０２共に正常な点灯状態にあると判定し、
（２）異常検出信号線１２が所定の期間以上アサートされるすなわちハイレベルとなる場合は第２ＬＥＤ２０２は正常な点灯状態にあるが第１ＬＥＤ１０２には異常が発生していると判定し、
（３）異常検出信号線１２が所定の期間以上ネゲートされるすなわちローレベルとなる場合は第２ＬＥＤ２０２に異常が発生していると判定する。
なお、異常検出信号線１２にはエンジンコントロールユニット１０の内部で数Ｖ程度の電源電圧が印加されている。
【００１７】
エンジンコントロールユニット１０は、（１）のように第１ＬＥＤ１０２、第２ＬＥＤ２０２共に正常な点灯状態にあると判定された場合、第１光源制御回路１００および第２光源制御回路２００を通常動作させる。
【００１８】
エンジンコントロールユニット１０は、（２）や（３）のように第１ＬＥＤ１０２または第２ＬＥＤ２０２もしくはその両方に異常が発生していると判定されると、所定の異常対応処理を行う。異常対応処理として、例えばエンジンコントロールユニット１０は、車両のフロントパネル（不図示）に警告を表示させることで、ドライバーに知らせてもよい。あるいはまた、エンジンコントロールユニット１０は異常が発生しているＬＥＤに対応する光源制御回路または半導体光源点灯回路２全体を停止させてもよい。エンジンコントロールユニット１０は停止させるべき光源制御回路へのバッテリ電圧Ｖｂａｔの供給を遮断してもよいし、ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング素子のオンオフを止めてもよい。
【００１９】
第１光源制御回路１００は、第１ＬＥＤ１０２に供給される電力に関する電気的なパラメータすなわち第１ＬＥＤ１０２のアノードに印加される第１出力電圧Ｖ１が、所定の第１通常動作範囲ΔＶ１内にある場合、第１ＬＥＤ１０２の点灯状態が正常であることを示す正常信号すなわち矩形波信号を異常検出信号線１２に生成する。第１光源制御回路１００は、第１出力電圧Ｖ１が第１通常動作範囲ΔＶ１から外れた場合であって第２光源制御回路２００が異常検出信号線１２において不参照状態となっている場合は、正常信号とは異なる異常信号すなわち実質的にハイレベルに固定された信号を異常検出信号線１２に生成する。
【００２０】
第２光源制御回路２００の不参照状態は、異常検出信号線１２の信号の状態に第２光源制御回路２００が関与しない状態であってもよく、あるいはまた異常検出信号線１２の信号の状態が第１光源制御回路１００によってのみ制御される状態であってもよい。特に本実施の形態では、第２光源制御回路２００の不参照状態は異常検出信号線１２に対するハイインピーダンス状態である。
【００２１】
第２光源制御回路２００は、第２ＬＥＤ２０２に供給される電力に関する電気的なパラメータすなわち第２ＬＥＤ２０２のアノードに印加される第２出力電圧Ｖ２が、所定の第２通常動作範囲ΔＶ２内にある場合、異常検出信号線１２に対してハイインピーダンス状態となる。第２光源制御回路２００は、第２出力電圧Ｖ２が第２通常動作範囲ΔＶ２から外れた場合、第１光源制御回路１００の状態によらずに異常検出信号線１２の電位をローレベルに実質的に固定するよう動作する。すなわち、第２光源制御回路２００は、第２出力電圧Ｖ２が第２通常動作範囲ΔＶ２から外れた場合であって第１光源制御回路１００が異常検出信号線１２に矩形波信号を生成する状態にある場合は、その矩形波信号をマスクするよう動作する。
【００２２】
第１光源制御回路１００と第２光源制御回路２００とは同等の構成を有するが、異常検出信号線１２への接続のされ方が異なる。第１光源制御回路１００（第２光源制御回路２００）は、バッテリ電圧Ｖｂａｔが印加される第１バッテリ端子１７０（第２バッテリ端子２７０）と、接地されることで接地電位となる第１接地端子１７２（第２接地端子２７２）と、第１異常出力端子１７４（第２異常出力端子２７４）と、第１異常入力端子１７６（第２異常入力端子２７６）と、を備える。
【００２３】
第１異常出力端子１７４（第２異常出力端子２７４）は、第１出力電圧Ｖ１（第２出力電圧Ｖ２）が第１通常動作範囲ΔＶ１（第２通常動作範囲ΔＶ２）内にある場合、矩形波信号を出力し、第１出力電圧Ｖ１（第２出力電圧Ｖ２）が第１通常動作範囲ΔＶ１（第２通常動作範囲ΔＶ２）から外れた場合、ハイインピーダンス状態となる。
第１異常入力端子１７６（第２異常入力端子２７６）は、第１出力電圧Ｖ１（第２出力電圧Ｖ２）が第１通常動作範囲ΔＶ１（第２通常動作範囲ΔＶ２）から外れた場合、電位がローレベルに実質的に固定され、第１出力電圧Ｖ１（第２出力電圧Ｖ２）が第１通常動作範囲ΔＶ１（第２通常動作範囲ΔＶ２）内にある場合、ハイインピーダンス状態となる。
第１異常出力端子１７４と第２異常入力端子２７６とが結線され異常検出信号線１２を形成する。
【００２４】
第１光源制御回路１００は、第１異常検出回路１０４と、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６と、第１制御ＩＣ１０８と、第１パルス生成回路１１０と、第１異常出力回路１１２と、第１異常入力回路１１４と、を含む。
【００２５】
第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６は第１バッテリ端子１７０および第１接地端子１７２と接続され、第１バッテリ端子１７０に印加されるバッテリ電圧Ｖｂａｔを昇圧して出力する昇圧形のスイッチングレギュレータである。第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の出力電圧は第１アノード側出力端子１８２に印加される。第１アノード側出力端子１８２は第１ＬＥＤ１０２のアノードと接続されている。第１ＬＥＤ１０２のカソードは第１カソード側出力端子１８０と接続され、その第１カソード側出力端子１８０は第１光源制御回路１００内で第１バッテリ端子１７０と接続される。したがって、第１ＬＥＤ１０２のアノードに印加される第１出力電圧Ｖ１は第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の出力電圧であり、第１ＬＥＤ１０２のカソードに印加される電圧はバッテリ電圧Ｖｂａｔである。
【００２６】
第１制御ＩＣ１０８は、第１ＬＥＤ１０２に流れる駆動電流を略一定に保つよう第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を制御する。例えば第１制御ＩＣ１０８は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６のスイッチング素子（不図示）のオンオフを制御する第１信号Ｓ１のデューティ比を、駆動電流が所定の目標値に近づくよう調整する。
また、第１制御ＩＣ１０８は、第１異常検出回路１０４から第１出力電圧Ｖ１の大きさを示す第２信号Ｓ２を受け、第１出力電圧Ｖ１が第１通常動作範囲ΔＶ１から外れた場合、第３信号Ｓ３の電位をローレベルに実質的に固定する。
【００２７】
第１ＬＥＤ１０２が内部で断線した場合、負荷が非常に大きいオープン状態と同様の状態となるので、第１出力電圧Ｖ１は上昇する。また、第１ＬＥＤ１０２の例えばアノード側で地絡が発生した場合や第１ＬＥＤ１０２で短絡が発生した場合、第１出力電圧Ｖ１は低下する。第１異常検出回路１０４は第１出力電圧Ｖ１を監視し、第１出力電圧Ｖ１に上記のような上昇や低下が見られた場合、第１異常出力端子１７４をハイインピーダンス状態にすると共に第１異常入力端子１７６の電位をローレベルに実質的に固定する。
【００２８】
第１異常検出回路１０４は、分圧回路１１６と、第１抵抗１１８と、第１スイッチング素子１２０と、第２抵抗１２２と、第３抵抗１２４と、第４抵抗１２６と、第１演算増幅器１２８と、第２スイッチング素子１３０と、第１ダイオード１３２と、第５抵抗１３４と、第６抵抗１３６と、を有する。
【００２９】
分圧回路１１６は第１出力電圧Ｖ１を所定の分圧比で分圧した電圧を有する信号を第２信号Ｓ２として出力する。第１スイッチング素子１２０はｐｎｐ型バイポーラトランジスタであり、そのエミッタは第１抵抗１１８を介して第１アノード側出力端子１８２と接続され、そのコレクタは第２抵抗１２２を介して第１接地端子１７２と接続される。第１スイッチング素子１２０のベースは第１カソード側出力端子１８０と接続される。通常の点灯状態では第１出力電圧Ｖ１＞バッテリ電圧Ｖｂａｔなので、第１スイッチング素子１２０はオンされる。しかしながら、第１ＬＥＤ１０２の短絡や地絡などにより第１出力電圧Ｖ１が低下してバッテリ電圧Ｖｂａｔに近づくと第１スイッチング素子１２０はオフされる。
【００３０】
第１演算増幅器１２８の非反転入力端子には第１スイッチング素子１２０のコレクタの電圧が、反転入力端子には電源電圧を第３抵抗１２４と第４抵抗１２６とで分圧した分圧電圧が、それぞれ印加される。この分圧電圧は、通常の点灯状態における第１出力電圧Ｖ１を第１抵抗１１８と第２抵抗１２２とで分圧した電圧よりも低い電圧に設定される。第１演算増幅器１２８は、第１スイッチング素子１２０がオフされると第３信号Ｓ３の電位をローレベルに実質的に固定する。
すなわち、第３信号Ｓ３は、第１出力電圧Ｖ１が第１通常動作範囲ΔＶ１から外れた場合または第１スイッチング素子１２０がオフされた場合にローレベルとなり、そのいずれでもない場合にハイレベルとなる。
【００３１】
第２スイッチング素子１３０はｐｎｐ型バイポーラトランジスタであり、そのエミッタには電源電圧が印加され、そのコレクタは第１ダイオード１３２のアノードおよび第６抵抗１３６の一端と接続される。第２スイッチング素子１３０のベースには第３信号Ｓ３が入力される。第１ダイオード１３２のカソードは第５抵抗１３４の一端と接続される。
第５抵抗１３４の他端に現れる第４信号Ｓ４および第６抵抗１３６の他端に現れる第５信号Ｓ５は、第３信号Ｓ３がローレベルのときハイレベルとなる。
【００３２】
第１パルス生成回路１１０は第４信号Ｓ４がハイレベルでないときは発振器として動作するが、第４信号Ｓ４がハイレベルとなると発振器としての動作を停止する。第１パルス生成回路１１０の出力信号である第６信号Ｓ６は、第４信号Ｓ４がハイレベルのときローレベルとなり、そうでないとき所定の周波数を有する矩形波となる信号である。この周波数は例えば４Ｈｚ、デューティ比は５０％である。
【００３３】
第１パルス生成回路１１０は公知の非安定マルチバイブレータと同様の構成を有する。第１パルス生成回路１１０の振動の周波数を定める第１キャパシタ１３８の一端は接地され、他端は演算増幅器と接続されると共に第５抵抗１３４の他端とも接続される。これにより、第４信号Ｓ４がハイレベルのとき、第１キャパシタ１３８は常に充電された状態となり、第１パルス生成回路１１０の出力である第６信号Ｓ６はローレベルに固定される。第２スイッチング素子１３０がオフされると第４信号Ｓ４は第１キャパシタ１３８の状態に影響を与えなくなり、第１パルス生成回路１１０は独立した発振器として矩形波を出力する。
【００３４】
第１異常出力回路１１２は、第３スイッチング素子１４０と、第７抵抗１４２と、第２キャパシタ１４４と、を有する。第３スイッチング素子１４０はｎｐｎ型バイポーラトランジスタであり、そのエミッタは接地され、コレクタは第７抵抗１４２の一端と接続される。第３スイッチング素子１４０のベースには第６信号Ｓ６が入力される。第７抵抗１４２の他端は第２キャパシタ１４４の一端および第１異常出力端子１７４と接続される。第２キャパシタ１４４の他端は接地される。
【００３５】
第２異常入力端子２７６がハイインピーダンス状態であり、かつ第６信号Ｓ６が矩形波信号である場合、異常検出信号線１２には第６信号Ｓ６とは逆位相の矩形波信号が生成される。第６信号Ｓ６がローレベルに固定される場合、第３スイッチング素子１４０はオフされたままとなるので、第１異常出力端子１７４はハイインピーダンス状態となる。
【００３６】
第１異常入力回路１１４は、第４スイッチング素子１４６と、第８抵抗１４８と、第２ダイオード１５０と、第３キャパシタ１５２と、を有する。第４スイッチング素子１４６はｎｐｎ型バイポーラトランジスタであり、そのエミッタは接地され、そのコレクタは第８抵抗１４８の一端と接続される。第４スイッチング素子１４６のベースには第５信号Ｓ５が入力される。第８抵抗１４８の他端は第２ダイオード１５０のカソードと接続される。第２ダイオード１５０のアノードは第３キャパシタ１５２の一端および第１異常入力端子１７６と接続される。第３キャパシタ１５２の他端は接地される。
【００３７】
第５信号Ｓ５がハイレベルに固定される場合、第４スイッチング素子１４６はオンされたままとなるので、第１異常入力端子１７６の電位はローレベルに固定される。第５信号Ｓ５がハイレベルに固定されない場合、第４スイッチング素子１４６は原則オフされ、第１異常入力端子１７６はハイインピーダンス状態となる。
【００３８】
第２光源制御回路２００は、第２異常検出回路２０４と、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２０６と、第２制御ＩＣ２０８と、第２パルス生成回路２１０と、第２異常出力回路２１２と、第２異常入力回路２１４と、を含む。第２異常検出回路２０４は第１異常検出回路１０４と、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２０６は第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６と、第２制御ＩＣ２０８は第１制御ＩＣ１０８と、第２パルス生成回路２１０は第１パルス生成回路１１０と、第２異常出力回路２１２は第１異常出力回路１１２と、第２異常入力回路２１４は第１異常入力回路１１４と、それぞれ対応する。
【００３９】
下記の表は、第１出力電圧Ｖ１および第２出力電圧Ｖ２の状態によって第１異常出力端子１７４および第２異常入力端子２７６の状態がどのようになり、その結果異常検出信号線１２にどのような信号が現れるかを示す。
【表１】
【００４０】
本実施の形態に係る半導体光源点灯回路２によると、複数のＬＥＤ１０２、２０２を複数の光源制御回路１００、２００で制御する場合に、ＬＥＤ１０２、２０２の異常を１本の異常検出信号線１２でエンジンコントロールユニット１０に知らせることができる。エンジンコントロールユニットが１つの光源制御回路と接続されることを前提に設計されている場合、通常、そのエンジンコントロールユニットはＬＥＤの異常の有無を示す信号を受け付けるポートを１つしか有していない。そこで本実施の形態に係る半導体光源点灯回路２によると、そのようにポートを１つしか有していないエンジンコントロールユニットでも、複数の光源制御回路を、異常監視も含めて制御することが可能となる。これにより、光源制御回路の数を増やした場合に使用可能なエンジンコントロールユニットの幅が広がる。また、ＬＥＤの異常の有無を示す信号を受け付けるポートを光源制御回路ごとに設けるようエンジンコントロールユニットを再設計する必要がなくなる。
【００４１】
また、本実施の形態に係る半導体光源点灯回路２では、第１ＬＥＤ１０２、第２ＬＥＤ２０２のどちらに異常が生じているかで異常検出信号線１２の電位が異なる。したがって、異常検出信号線１２の電位を検出することで異常が生じているＬＥＤを特定することができる。
【００４２】
また、本実施の形態に係る半導体光源点灯回路２では、第１光源制御回路１００と第２光源制御回路２００とは同様に構成される。したがって、それらの構成が異なる場合と比較して、半導体光源点灯回路２の製造コストを低減できる。
【００４３】
ロービーム機能とハイビーム機能とを備える車両用前照灯では多くの場合、ロービームの光源に異常があるとそれをドライバーに警告するよう要求されている。したがって、第１ＬＥＤ１０２、第２ＬＥＤ２０２がいずれもロービームの光源として使用される場合に、本実施の形態に係る半導体光源点灯回路２は適している。しかしながら、無論、第１ＬＥＤ１０２、第２ＬＥＤ２０２がいずれもハイビームの光源として使用される場合や、昼間点灯用光源（ＤＲＬ、Daytime Running Lamps）として使用される場合にも、本実施の形態に係る半導体光源点灯回路２を使用することができる。
【００４４】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、光源制御回路の不参照状態は異常検出信号線１２に対するハイインピーダンス状態である場合について説明した。第２の実施の形態では、光源制御回路の不参照状態は、光源制御回路内に設けられた異常検出信号線と接地との間の抵抗がバイパスされていない状態である。
【００４５】
図２は、第２の実施の形態に係る半導体光源点灯回路４の構成を示す回路図である。半導体光源点灯回路４は第３光源制御回路３００と第４光源制御回路４００とを備える。第３光源制御回路３００、第４光源制御回路４００はそれぞれ、車載バッテリ（不図示）からバッテリ電圧Ｖｂａｔ受け、第１ＬＥＤ１０２、第２ＬＥＤ２０２に電力を供給する。
【００４６】
第３光源制御回路３００および第４光源制御回路４００はいずれもひとつの異常検出信号線１６と接続される。異常検出信号線１６はエンジンコントロールユニット１４と接続される。異常検出信号線１６はエンジンコントロールユニット１４の内部でプルアップ抵抗１８を介して電源電圧端子と接続されている。エンジンコントロールユニット１４は、
（１）異常検出信号線１６の電位がローレベル以外である場合は第１ＬＥＤ１０２、第２ＬＥＤ２０２共に正常な点灯状態にあると判定し、
（２）異常検出信号線１６の電位がローレベルとなっている場合は、第１ＬＥＤ１０２および第２ＬＥＤ２０２のうちの少なくともひとつに異常が発生していると判定する。
【００４７】
第３光源制御回路３００は、第３異常検出回路３０４と、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６と、第１制御ＩＣ１０８と、第３異常出力回路３１２と、を含む。
第３異常検出回路３０４は、分圧回路１１６と、第１抵抗１１８と、第１スイッチング素子１２０と、第２抵抗１２２と、第３抵抗１２４と、第４抵抗１２６と、第１演算増幅器１２８と、第２スイッチング素子１３０と、を有する。第２スイッチング素子１３０のコレクタから第７信号Ｓ７が出力される。第７信号Ｓ７は、第１出力電圧Ｖ１が第１通常動作範囲ΔＶ１から外れた場合または第１スイッチング素子１２０がオフされた場合にハイレベルとなり、そのいずれでもない場合にローレベルとなる。
【００４８】
第３異常出力回路３１２は、第４キャパシタ３１４と、第３ダイオード３１６と、第９抵抗３１８と、第５スイッチング素子３２０と、第６スイッチング素子３２２と、を有する。第４キャパシタ３１４の一端は接地され、他端は第３異常出力端子３２４および第３ダイオード３１６のアノードと接続される。第３ダイオード３１６のカソードは第９抵抗３１８の一端と接続される。第５スイッチング素子３２０はｎ型ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）であり、そのドレインは第９抵抗３１８の他端と接続され、そのソースは接地される。第５スイッチング素子３２０のゲートは第１バッテリ端子１７０と接続される。第６スイッチング素子３２２はｎｐｎ型バイポーラトランジスタであり、そのコレクタは第３ダイオード３１６のカソードと接続され、そのエミッタは接地される。第６スイッチング素子３２２のベースには第７信号Ｓ７が入力される。
【００４９】
第１バッテリ端子１７０にバッテリ電圧Ｖｂａｔが印加されると、第５スイッチング素子３２０はオンされ、第９抵抗３１８の他端は接地される。第７信号Ｓ７がローレベルのとき、第６スイッチング素子３２２はオフされ、第３異常出力端子３２４は第９抵抗３１８を介して接地と接続される。第７信号Ｓ７がハイレベルのとき、第６スイッチング素子３２２はオンされ、第３異常出力端子３２４は接地される。すなわち、第９抵抗３１８はバイパスされる。
【００５０】
第４光源制御回路４００は、第４異常検出回路４０４と、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２０６と、第２制御ＩＣ２０８と、第４異常出力回路４１２と、を含む。第４異常検出回路４０４は第３異常検出回路３０４と、第４異常出力回路４１２は第３異常出力回路３１２と、それぞれ対応する。
第３異常出力端子３２４と第４異常出力端子４２４とが結線され異常検出信号線１６を形成する。
【００５１】
電源電圧をＶｃｃと表記し、プルアップ抵抗１８、第９抵抗３１８、第９抵抗３１８に対応する第４異常出力回路４１２内の第１０抵抗４１８、の各抵抗値を全て等しいとしてＲと表記する。第１出力電圧Ｖ１が第１通常動作範囲ΔＶ１内にあり、かつ、第２出力電圧Ｖ２が第２通常動作範囲ΔＶ２内にある場合、異常検出信号線１６の電位は、第９抵抗３１８と第１０抵抗４１８との並列接続による合成抵抗とプルアップ抵抗１８とで電源電圧Ｖｃｃを分圧した分圧電圧（Ｖｃｃ／３）となる。第１出力電圧Ｖ１が第１通常動作範囲ΔＶ１から外れた場合、または、第２出力電圧Ｖ２が第２通常動作範囲ΔＶ２から外れた場合、異常検出信号線１６の電位はローレベルに実質的に固定される。
【００５２】
本実施の形態に係る半導体光源点灯回路４によると、ＬＥＤ１０２、２０２の異常を１本の異常検出信号線１６でエンジンコントロールユニット１４に知らせることができる点および第３光源制御回路３００と第４光源制御回路４００とを同様に構成できる点で、第１の実施の形態に係る半導体光源点灯回路２と同様の作用効果を得ることができる。加えて、本実施の形態に係る半導体光源点灯回路４では、異常検出信号線１６自身が断線した場合、電源電圧の分圧比が変わって異常検出信号線１６の電位が変化する。したがって、エンジンコントロールユニット１４はそのような分圧電圧の変化を検出することにより、異常検出信号線１６自身の断線を検出することができる。
【００５３】
以上、実施の形態に係る半導体光源点灯回路について説明した。これらの実施の形態は例示であり、その各構成要素や各処理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。
【００５４】
第１および第２の実施の形態では、電気的パラメータとしてＬＥＤのアノードに印加される電圧が採用される場合について説明したが、電気的パラメータはこれに限られず、ＬＥＤを流れる駆動電流などの他のパラメータであってもよい。
【００５５】
第１の実施の形態では、第１出力電圧Ｖ１が第１通常動作範囲ΔＶ１から外れた場合であって第２光源制御回路２００が異常検出信号線１２において不参照状態となっている場合は、異常検出信号線１２の電位はハイレベルに実質的に固定され、第２出力電圧Ｖ２が第２通常動作範囲ΔＶ２から外れた場合であって第１光源制御回路１００が異常検出信号線１２に矩形波信号を生成する状態にある場合は、異常検出信号線１２の電位はローレベルに実質的に固定される場合について説明したが、これに限られず、例えば、第１出力電圧Ｖ１が第１通常動作範囲ΔＶ１から外れた場合であって第２光源制御回路２００が異常検出信号線１２において不参照状態となっている場合と、第２出力電圧Ｖ２が第２通常動作範囲ΔＶ２から外れた場合であって第１光源制御回路１００が異常検出信号線１２に矩形波信号を生成する状態にある場合と、で異常検出信号線１２の電位が異なっていればよい。この場合でも、エンジンコントロールユニット１０は、異常検出信号線１２の電位によってどのＬＥＤに異常が発生しているかを判定することができる。
【００５６】
第１および第２の実施の形態では異常検出信号線で２つの光源制御回路を直接結線する場合について説明したが、これに限られず、例えば論理回路を使用してもよい。
図３は、変形例に係る半導体光源点灯回路６の構成を示す回路図である。半導体光源点灯回路６は第５光源制御回路５００と第６光源制御回路６００とＯＲゲート２０とを備える。第５光源制御回路５００の第５異常出力端子５７４は、第５光源制御回路５００が電力を供給する第３ＬＥＤ５０２の点灯状態が正常と判定される場合、矩形波信号を出力し、そうでない場合、電位がハイレベルに実質的に固定される。第６光源制御回路６００の第６異常出力端子６７４は、第６光源制御回路６００が電力を供給する第４ＬＥＤ６０２の点灯状態が正常と判定される場合、電位がローレベルに実質的に固定され、そうでない場合、電位がハイレベルに実質的に固定される。ＯＲゲート２０の一方の入力端子は第５異常出力端子５７４と、他方の入力端子は第６異常出力端子６７４と、それぞれ接続される。ＯＲゲート２０の出力端子はエンジンコントロールユニット２２と接続される。ＯＲゲート２０の出力端子に現れる信号は、第３ＬＥＤ５０２の点灯状態が正常と判定され、かつ、第４ＬＥＤ６０２の点灯状態が正常と判定される場合、矩形波信号となり、それ以外の場合、ハイレベルに実質的に固定される。エンジンコントロールユニット２２は、ＯＲゲート２０の出力端子から受け取る信号が矩形波信号かそうでないかを判定することにより、ＬＥＤの異常の有無を判定できる。
【符号の説明】
【００５７】
２ 半導体光源点灯回路、 １０ エンジンコントロールユニット、 １２ 異常検出信号線、 １００ 第１光源制御回路、 ２００ 第２光源制御回路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光源に電力を供給する第１光源制御回路と、
第２光源に電力を供給する第２光源制御回路と、を備え、
前記第１光源制御回路は、前記第１光源に供給される電力に関する電気的なパラメータが所定の第１通常動作範囲内にある場合、正常であることを示す正常信号を検出信号線に生成し、
前記第２光源制御回路は、前記第２光源に供給される電力に関する電気的なパラメータが所定の第２通常動作範囲内にある場合、前記検出信号線において不参照状態となり、前記第２光源に供給される電力に関する電気的なパラメータが前記第２通常動作範囲から外れた場合、正常信号をマスクするよう動作し、
前記検出信号線は制御装置と接続され、その制御装置は前記検出信号線から正常信号を受ける場合前記第１光源制御回路および前記第２光源制御回路を通常動作させ、そうでない場合所定の異常対応処理を行うことを特徴とする半導体光源点灯回路。
【請求項２】
前記第１光源制御回路は、前記第１光源に供給される電力に関する電気的なパラメータが前記第１通常動作範囲から外れた場合であって前記第２光源制御回路が前記検出信号線において不参照状態となっている場合は、正常信号とは異なる異常信号を前記検出信号線に生成することを特徴とする請求項１に記載の半導体光源点灯回路。
【請求項３】
異常信号の電位は実質的に固定され、
前記第２光源制御回路は、前記第２光源に供給される電力に関する電気的なパラメータが前記第２通常動作範囲から外れた場合であって前記第１光源制御回路が前記検出信号線に正常信号を生成する状態にある場合は、前記検出信号線の電位を異常信号の電位とは異なる電位に実質的に固定するよう動作することを特徴とする請求項２に記載の半導体光源点灯回路。
【請求項４】
前記第１光源制御回路は、
前記第１光源に供給される電力に関する電気的なパラメータが前記第１通常動作範囲内にある場合、正常信号を出力する第１接続端子と、
前記第１光源に供給される電力に関する電気的なパラメータが前記第１通常動作範囲から外れた場合、電位が実質的に固定される第２接続端子と、を含み、
前記第２光源制御回路は、
前記第２光源に供給される電力に関する電気的なパラメータが前記第２通常動作範囲内にある場合、正常信号を出力する第３接続端子と、
前記第２光源に供給される電力に関する電気的なパラメータが前記第２通常動作範囲から外れた場合、電位が実質的に固定される第４接続端子と、を含み、
前記第１接続端子と前記第４接続端子とが結線され前記検出信号線を形成することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の半導体光源点灯回路。
【請求項５】
正常信号は電位が時間的に変化する信号であり、
前記第２光源制御回路の不参照状態は、前記検出信号線に対するハイインピーダンス状態であり、
前記第２光源制御回路は、前記第２光源に供給される電力に関する電気的なパラメータが前記第２通常動作範囲から外れた場合、前記検出信号線の電位を実質的に固定す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半導体光源点灯回路。
【請求項１】
第１光源に電力を供給する第１光源制御回路と、
第２光源に電力を供給する第２光源制御回路と、を備え、
前記第１光源制御回路は、前記第１光源に供給される電力に関する電気的なパラメータが所定の第１通常動作範囲内にある場合、正常であることを示す正常信号を検出信号線に生成し、
前記第２光源制御回路は、前記第２光源に供給される電力に関する電気的なパラメータが所定の第２通常動作範囲内にある場合、前記検出信号線において不参照状態となり、前記第２光源に供給される電力に関する電気的なパラメータが前記第２通常動作範囲から外れた場合、正常信号をマスクするよう動作し、
前記検出信号線は制御装置と接続され、その制御装置は前記検出信号線から正常信号を受ける場合前記第１光源制御回路および前記第２光源制御回路を通常動作させ、そうでない場合所定の異常対応処理を行うことを特徴とする半導体光源点灯回路。
【請求項２】
前記第１光源制御回路は、前記第１光源に供給される電力に関する電気的なパラメータが前記第１通常動作範囲から外れた場合であって前記第２光源制御回路が前記検出信号線において不参照状態となっている場合は、正常信号とは異なる異常信号を前記検出信号線に生成することを特徴とする請求項１に記載の半導体光源点灯回路。
【請求項３】
異常信号の電位は実質的に固定され、
前記第２光源制御回路は、前記第２光源に供給される電力に関する電気的なパラメータが前記第２通常動作範囲から外れた場合であって前記第１光源制御回路が前記検出信号線に正常信号を生成する状態にある場合は、前記検出信号線の電位を異常信号の電位とは異なる電位に実質的に固定するよう動作することを特徴とする請求項２に記載の半導体光源点灯回路。
【請求項４】
前記第１光源制御回路は、
前記第１光源に供給される電力に関する電気的なパラメータが前記第１通常動作範囲内にある場合、正常信号を出力する第１接続端子と、
前記第１光源に供給される電力に関する電気的なパラメータが前記第１通常動作範囲から外れた場合、電位が実質的に固定される第２接続端子と、を含み、
前記第２光源制御回路は、
前記第２光源に供給される電力に関する電気的なパラメータが前記第２通常動作範囲内にある場合、正常信号を出力する第３接続端子と、
前記第２光源に供給される電力に関する電気的なパラメータが前記第２通常動作範囲から外れた場合、電位が実質的に固定される第４接続端子と、を含み、
前記第１接続端子と前記第４接続端子とが結線され前記検出信号線を形成することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の半導体光源点灯回路。
【請求項５】
正常信号は電位が時間的に変化する信号であり、
前記第２光源制御回路の不参照状態は、前記検出信号線に対するハイインピーダンス状態であり、
前記第２光源制御回路は、前記第２光源に供給される電力に関する電気的なパラメータが前記第２通常動作範囲から外れた場合、前記検出信号線の電位を実質的に固定す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半導体光源点灯回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−１０９９３９（Ｐ２０１３−１０９９３９Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５３６００（Ｐ２０１１−２５３６００）
【出願日】平成２３年１１月２１日（２０１１．１１．２１）
【出願人】（０００００１１３３）株式会社小糸製作所 (1,575)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２１日（２０１１．１１．２１）
【出願人】（０００００１１３３）株式会社小糸製作所 (1,575)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]