車両用灯具
【課題】 ランプのレンズ付着した雪を確実に融雪する一方で融雪用の発熱体への給電の消費電力の低減化を図る。
【解決手段】 ランプボディの前面に配設されて光源から出射した光を透過させるレンズに設けられ通電により発熱される発熱体６１と、発熱体に給電する電力を制御するためのヒータ制御回路８２を有するコントローラ８とを備える。ヒータ制御回路８２は給電開始条件を満たしたときに外気温に基づいて発熱体への給電を行う時間を設定する給電時間設定手段ＡＴＭと停止時間設定手段ＳＴＭを備える。外気温が低く融雪し難いときには給電時間を長くして確実に融雪し、また停止時間を短くして再着雪を防止し、一方で外気温が高く融雪が容易なときにおける無駄な電力の消費を防止する。
【解決手段】 ランプボディの前面に配設されて光源から出射した光を透過させるレンズに設けられ通電により発熱される発熱体６１と、発熱体に給電する電力を制御するためのヒータ制御回路８２を有するコントローラ８とを備える。ヒータ制御回路８２は給電開始条件を満たしたときに外気温に基づいて発熱体への給電を行う時間を設定する給電時間設定手段ＡＴＭと停止時間設定手段ＳＴＭを備える。外気温が低く融雪し難いときには給電時間を長くして確実に融雪し、また停止時間を短くして再着雪を防止し、一方で外気温が高く融雪が容易なときにおける無駄な電力の消費を防止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車等の車両用灯具に関し、特に灯具のレンズ面に付着した雪や霜を溶融するための融雪装置を備えた車両用灯具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
寒冷地や寒冷時期においては自動車用の灯具、例えば前照灯やフォグランプ等の照明灯、ターンシグナルランプ等の標識灯等のレンズに雪や霜が付着し易く、これら雪や霜によりレンズの透光性が低下し、目的とする灯具による照明や標識が阻害されるおそれがある。そのため、従来から融雪装置を備えた灯具が提案されている。特に、近年のように光源にＬＥＤ（発光ダイオード）等の白熱電球に比較して発熱量が小さい光源を用いた灯具では、光源で発生した熱を利用して融雪を行うことが期待できないため、光源とは別に融雪装置を灯具に配設する必要がある。特許文献１の灯具では、レンズの内面又は外面の少なくとも一方に抵抗発熱体を配設し、この抵抗発熱体に車載電源から供給される電流を通流させ、抵抗発熱体で発生する熱によりレンズの外面に付着した雪を融雪する構成が提案されている。また、特許文献１では、抵抗発熱体の発熱量を適正に制御するために、外気温センサで外気温を検出し、この検出した外気温に基づいて外気温が氷点下ならば発熱量が大きく、氷点以上ならば発熱量を小さく、さらに一定温度以上ならば給電を停止する制御を行っている。また、特許文献２には、レンズの曇り除去を目的とした装置であるが、温度センサ、外気温センサ、日射センサ等の検出出力に基づいてランプ灯室内の温度が所定温度に達したときには、その灯室内の温度を低下させるように発熱体への給電を制御して、レンズの過熱や消費電力の増大を防止する技術が開示されている。また、特許文献２には同様の目的で給電時間を検出する手段を設け、給電時間が所定時間に達したときに給電を停止する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−１０９５８７号公報
【特許文献２】特開２００４−３１４９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の技術では、外気温に基づいて発熱体への給電量を制御しているが、外気温が氷点下あるいは氷点下近傍のときには完全に融雪された後も発熱体への給電が継続されてしまい、消費電力の面で好ましくない。特許文献２の技術では給電時間が所定時間に達したときに給電を停止することで無駄な消費電力を低減する上では有効であるが、この技術をそのまま融雪装置に適用した場合には、完全に融雪されない状況でも時間が経過した時点で発熱体での発熱が停止されてしまうおそれがあり、レンズに残着している雪によって好適な照明が確保されず、安全走行の問題が生じる。また、給電時間が所定時間に達して融雪が完了された状態でも、外気温が依然として氷点下あるいは氷点下近傍のときには、給電の停止と同時に再び給電が開始される場合があり、このようなときには電力が無駄に消費されてしまうことになる。
【０００４】
本発明の目的は、レンズにおける確実な融雪を可能とする一方で発熱体への給電の消費電力の低減化を図った車両用灯具を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、ランプボディの前面に配設されて光源から出射した光を透過させるレンズと、レンズに設けられ通電により発熱される発熱体と、発熱体に給電する電力を制御するための制御手段とを備える車両用灯具において、制御手段は給電開始条件を満たしたときに発熱体への給電を行う時間を設定する給電時間設定手段と、給電が完了したときに発熱体への給電を強制的に停止する時間を設定する停止時間設定手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
ここで、給電時間設定手段と停止時間設定手段での各時間設定は予め固定的な時間に設定していてもよく、種々の情報に基づいて設定してもよい。好ましくは、レンズにおける着雪状況に対応して設定時間を可変するようにすればよく、例えば、外気温情報に基づいてそれぞれの設定時間を可変することが可能である。この場合には、給電時間設定手段は外気温が低いときには給電時間を長く設定し、停止時間設定手段は外気温が低いときには停止時間を短く設定する。給電時間と停止時間を外気温に対応して、すなわち着雪の状況に対応して適切に設定することができる。
【０００７】
本発明において、レンズあるいはレンズ近傍の温度を検出する温度検出素子を備え、外気温情報として当該温度検出素子の出力を用いるようにしてもよい。レンズに雪が付着することがないレンズ等の温度時に発熱体に電力を供給することを停止し、消費電力を低減する。また、レンズ等の温度が低いときには停止時間を短く設定することで、給電の再開時間を早めてレンズに再び着雪することを防止する。一方でレンズに着雪するおそれが少ないときの消費電力を低減する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の車両用灯具によれば、レンズに付着した雪を融雪する際にヒータに対する給電時間と給電停止時間を適切に設定することができるので、レンズの着雪状況に応じて迅速な融雪を行う一方で消費電力を削減することができる。例えば、外気温に基づいて給電時間と給電停止時間を設定した場合には、外気温が低くてレンズに着雪した雪や霜が融雪し難いときには給電時間を長くして確実に融雪することができ、その一方で外気温が高く融雪が容易なときには給電時間を短くして融雪後にも無駄な電力が消費されることを防止する。また、外気温が低いときには給電を停止する時間を短くしてレンズに対する着雪を防止する一方で、温度が高く融雪が容易な状況のときには給電を停止する時間を長くし、車載電源の消費電力の低減を可能にする。
【実施例１】
【０００９】
次に、本発明の実施例１を図面を参照して説明する。図１は本発明を自動車のヘッドランプ（前照灯）に適用した実施例の正面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。自動車のヘッドランプＨＬは、前面を開口した容器状のランプボディ１と、このランプボディ１内に配設された光源ユニット２と、前記ランプボディ１の前面開口に取着されたレンズ３とで構成されている。前記光源ユニット２は、ここではＬＥＤユニットを用いており、前面に多数の凹部をリフレクタ２２として形成したユニット基板２０を有し、前記リフクレタ２２の内底位置にそれぞれＬＥＤ２１を搭載したものである。前記ユニット基板２０は固定具２３によりランプボディ１内に固定され、またユニット基板２０の後面には電極部２４が設けられており、この電極部２４には前記ランプボディ１の後面に設けられた後面開口を通して電源用コネクタ４が着脱可能とされている。
【００１０】
この電源用コネクタ４は図２に示すコントローラ８を介して図には表れない車載電源に接続されている。なお、このコントローラ８は詳細は後述するが、図３に示すようにイグニッションスイッチ、ディマースイッチ等の各種スイッチのオン・オフ情報に基づいて車載電源の電力をヘッドランプＨＬに対して供給する点灯制御回路８１を備えている。このコントローラ８の点灯制御回路８１での制御により、ＬＥＤユニット２では選択されたＬＥＤ、あるいは全てのＬＥＤが発光され、所要の配光特性を得ることになる。ＬＥＤユニット２では、各ＬＥＤ２１で発光した光はリフレクタ２２によりランプボディ１の前方に向けて反射され、レンズ３を透過してヘッドランプＨＬの前方領域を照明する。なお、この種のヘッドランプＨＬは既に種々の構成のものが提案されているので、ここではヘッドランプ自体の詳細な説明は省略する。
【００１１】
また、実施例１では後述するように前記コントローラ８での制御により前記ヘッドランプＨＬに装備された融雪装置６に対する給電をオン・オフ制御することが可能に構成されている。この融雪装置６は、前記レンズ３に一体的に設けられた波型ループパターン状をした抵抗発熱体６１を備えている。前記抵抗発熱体６１はＦＰＣヒータ（フレキシブル配線板ヒータ）で構成されており、透明樹脂で形成されたレンズ３の内面に埋設状態に設けられている。ＦＰＣヒータ６１は詳細な図示は省略するがポリカーボネイト等の透明樹脂製ベースフィルムの表面に所要のパターンの導電箔が印刷され、同じく透明樹脂製オーバレイフィルにより覆われるようにしてサンドイッチされたものである。この実施例１ではＦＰＣヒータ６１はレンズ３を樹脂成形する際にインサート成形により接合一体化されている。また、前記ＦＰＣヒータ６１の導電箔の両端部にはそれぞれ銅板片で構成された給電端子６２が接続されており、これら一対の給電端子６２は前記レンズ３の面領域のうち照明には影響を与えない位置に配設されている。各給電端子６２は基端部が前記レンズ３の内部に埋設されて前記抵抗発熱体６１の両端部に接続され、各先端部は前記レンズ３の内面からランプ後方に向けて平行な状態で突出されている。
【００１２】
前記ヒータ用コネクタ７はリード線５を介して前記ＬＥＤユニット２のユニット基板２０に設けられている前記電極部２４の一部に電気接続され、この電極部２４を介して前記電源用コネクタ４に接続され、さらに前記コントローラ８に接続されている。また、前記ヒータ用コネクタ７には一対の電極７１が設けられており、これらの電極７１は前記抵抗発熱体６１の各給電端子６２に嵌合して電気的に接続され、前記リード線５を介して入力されてくる給電電力をこれら給電端子６２を介してＦＲＰヒータ６１に給電する。
【００１３】
図３は前記コントローラ８の回路図であり、演算回路８０と、前記点灯制御回路８１と、ヒータ制御回路８２を備えている。前記演算回路８０には前述したようにイグニッションスイッチ、ディマースイッチ等の各種スイッチ情報が入力されるとともに、前記ヒータ制御回路８２に向けて出力する起動信号を生成するための情報として、ライトスイッチ情報、ワイパースイッチ情報、ウォッシャスイッチ情報、ヒータスイッチ情報、外気温情報が入力されるようになっている。ライトスイッチ情報は自動車のランプ点灯スイッチのオン・オフ情報である。ワイパースイッチ情報は自動車のワイパースイッチのオン・オフ情報である。ウォッシャスイッチ情報は自動車のフロンドガラスを清浄する際に手動で操作する際のウォッシャスイッチのオン・オフ情報である。手動スイッチ（ヒータスイッチ）情報はヘッドランプＨＬの前記ＦＰＣヒータ６１を手動で発熱させるためのヒータスイッチのオン・オフ情報である。外気温情報は自動車の車体の一部に設けられて自動車の環境温度、すなわち外気温を検出する外気温センサで検出した温度情報である。この外気温センサは例えば自動車のオートエアコン用に配設されている既存の温度センサを利用することが可能であり、このような既存の温度センサを用いることで本発明を実現する際のコストの増大が抑制できる。さらに、図３ではコントローラ８は自動車で受信可能な気象情報や道路情報に含まれる降雪情報や凍結情報等の無線情報を取り込むように構成しているが、以降の説明ではこの無線情報は取り込まないで制御を行う例を示している。そして、前記コントローラ８の演算回路８０はこれらの情報に基づいてヘッドランプＨＬのレンズ３の表面に雪や霜が付着する蓋然性の高い状況を検出し、この状況を検出したときに前記ヒータ制御回路８２の信号入力端ＳＴに起動信号を出力するように構成されている。また、同時に外気温情報を前記ヒータ制御回路８２の制御端ＣＴに出力するように構成されている。
【００１４】
前記ヒータ制御回路８２は、前記演算回路８０からの信号が入力される電源端ＶＴ、接地端ＧＴ、信号入力端ＳＴ、制御端ＣＴ等の各入力端を備えるとともに、前記電源用コネクタ４を介して前記ＬＥＤユニット２に接続される点灯出力端ＬＯＴと、前記コネクタ７に接続される制御出力端ＣＯＴを備えている。前記ヒータ制御回路８２はタイマー回路部ＴＭとスイッチ回路部ＳＷとで構成されている。タイマー回路部ＴＭは前記演算回路８０から入力される起動信号により所要の時間を計時して前記スイッチ回路部ＳＷに給電・停止信号を出力するものであり、所定の給電時間を計時して給電信号を出力する給電タイマーＡＴＭと、給電を停止するための所定の停止時間を計時して停止信号を出力する停止タイマーＳＴＭとで構成される。これらの給電タイマーＡＴＭと停止タイマーＳＴＭは前記信号入力端子ＳＴから起動信号が入力されたときにクロック信号を設定数だけカウントして給電又は停止のタイムアップ信号を出力するカウンタとして構成されている。また、前記給電タイマーＡＴＭと停止タイマーＳＴＭは各出力が他方に対して交差的に入力される構成とされており、これにより一方のタイマーが動作している間は他方のタイマーは動作が停止され、一方のタイマーが停止されたときには他方のタイマーが動作が可能とされている。なお、この種のタイマーは既に広く知られているので、ここでは詳細な説明は省略する。
【００１５】
また、前記給電タイマーＡＴＭには前記給電時間に相当するカウント数を設定するための給電時間設定回路ＡＴＳと、前記停止タイマーＳＴＭの停止時間に相当するカウント数を設定するための停止時間設定回路ＳＴＳとが設けられており、これら給電時間設定回路ＡＴＳと停止時間設定回路ＳＴＳは図６を参照して後述するように外気温に依存して設定時間が変化設定されるように構成されている。すなわち前記タイマー回路部ＴＭには前記コントローラ８から前記制御端子ＣＴに入力される外気温情報に基づいて各時間設定回路ＡＴＳ，ＳＴＳでの各設定時間を変化制御する。この実施例１では、前記各設定回路ＡＴＳ，ＳＴＳは入力される外気温情報に基づいてそれぞれカウントアップ値を設定する給電セレクタ及び停止セレクタとして構成される。給電タイマーＡＴＭはこの給電セレクタ（給電時間設定回路）ＡＴＳで設定されたカウントアップ値をカウントするまでの間、連続して給電信号を継続して出力する。停止タイマーＳＴＭは停止セレクタ（停止時間設定回路）ＳＴＳで設定されたカウントアップ値をカウントするまでの間、連続して停止信号を保持する。
【００１６】
前記スイッチ回路部ＳＷは、トランジスタＴｒ、スイッチング素子（電界効果トランジスタ）Ｑ、ダイオードＤ、ツェナーダイオードＺＤ、抵抗Ｒ１〜Ｒ４を接続した構成とされている。スイッチング素子Ｑのソース・ドレインを前記制御出力端ＣＯＴの一方と前記電源端子ＶＴとの間に接続し、ゲートをトランジスタＴｒのコレクタに接続している。制御出力端ＣＯＴの他方は接地端子ＧＴに接続される。このスイッチ回路部ＳＷでは、タイマー回路部ＴＭからの信号がトランジスタＴｒのベースに入力されると当該トランジスタＴｒがオンし、そのときコレクタ・エミッタ電流によりスイッチング素子Ｑがオンしてソース・ドレインを導通状態にし、制御出力端ＣＯＴを電源端子ＶＴに導通させてＦＰＣヒータ６１に発熱のための電力を供給することが可能である。
【００１７】
以上の構成の融雪装置６の動作について説明する。図４は動作を説明するためのフローチャートである。コントローラ８の演算回路８０は入力された各種情報から自動車の状況が図５に示すパターンＡ〜Ｆのいずれかの状況であるか否かを判定し（Ｓ１０１）、いずれかのパターンであると判定したときには起動信号を出力する（Ｓ１０２）。図５に示したパターンＡ〜Ｆの各枠中において、同一行の条件は「ＯＲ」であり、異なる行に記載の条件は「ＡＮＤ」である。パターンＡでは、イグニッションスイッチ（ＩＧ）又はライトスイッチ（Ｌｉｇｈｔ）がオンで、ワイパースイッチ、フォッシャスイッチ、手動スイッチのいずれかがオン、あるいは外気温が０℃より低く、あるいは無線情報で融雪を行う信号が入力されたときである。なお、自動車の車種によってはこれらスイッチのいずれかが存在していない場合があるが、その場合には存在しているスイッチや温度、無線情報に基づいてパターンＡを満たしていると判定することになる。パターンＢは、イグニッションスイッチ又はライトスイッチがオンで、ワイパースイッチ又はウォッシャスイッチがオンで、さらに外気温が０℃より低いときにパターンＢを満たしていると判定する。パターンＣは、イグニッションスイッチ又はライトスイッチがオンで、手動スイッチ（ヒータスイッチ）がオンのときにパターンＣを満たしていると判定する。パターンＤは、イグニッションスイッチ又はライトスイッチがオンで、ワイパースイッチ又はウォッシャスイッチがオンで、さらに手動スイッチ（ヒータスイッチ）がオンのときにパターンＤを満たしていると判定する。パターンＥは、イグニッションスイッチ又はライトスイッチがオンで、外気温が０℃より低く、さらに手動スイッチ（ヒータスインッチ）がオンのときにパターンＥを満たしていると判定する。パターンＦは、イグニッションスイッチ又はライトスイッチがオンで、ワイパースイッチ又はウォッシャスイッチがオンで、外気温が０℃より低く、さらに手動スイッチ（ヒータスインッチ）がオンのときにパターンＦを満たしていると判定する。これらのパターンＡ〜Ｆはいずれも自動車がヘッドランプを点灯する際にワイパー又はウォッシャーを動作させる必要がある雨或いは雪の天候状態であると判定される状況、あるいはヒータスイッチがオンされるのは雪或いは霜が付着するような寒冷状態であると判定される状況であり、この状況のときにコントローラ８はレンズ３に雪や霜が付着している可能性が高いと判定し、所定の起動信号を出力してヒータ制御回路８２に入力する。なお、このフローではコントローラ８のステップＳ１０１の動作は継続して繰り返し行なわれることになる。
【００１８】
図４のフローチャートにおいて、タイマー回路部ＴＭでは先ず給電タイマーＡＴＭはコントローラ８の演算回路８０からの起動信号が入力されると、これと同時に外気温情報を入力する（Ｓ１０３）。そして、この外気温情報に基づいて給電時間設定回路ＡＴＳと停止時間設定回路ＳＴＳの各設定時間、すなわち給電時間と停止時間を設定する（Ｓ１０４）。しかる後、給電信号を出力し（Ｓ１０５）、これと同時に計時を開始し、給電時間設定回路ＡＴＳに設定された給電時間の間だけ給電信号を出力する（Ｓ１０６）。このとき、給電時間設定回路ＡＴＳの設定時間が「０」に設定されたときには実質的には給電信号を出力することはない。所定の給電時間の計時がなされると給電信号が停止され、これと同時に停止タイマーＳＴＭが始動されて停止信号を出力する（Ｓ１０７）。この停止信号は停止時間設定回路ＳＴＳに設定された停止時間の間だけ保持される（Ｓ１０８）。なお、停止時間設定回路ＳＴＳでの設定時間は「０」に設定されることはない。停止時間設定回路ＳＴＳに設定された設定時間を計時すると、停止タイマーからの停止信号は停止され（Ｓ１０９）、ステップＳ１０１に戻る。演算回路８０が依然としてパターンＡ〜Ｆの状況であると判定しているときには、再び起動信号が出力され、ステップＳ１０２からのフローが繰り返される。このとき、外気温に変化があれば給電時間と停止時間の設定も変更される。
【００１９】
以上のフローにおいて、タイマー回路部ＴＭから給電信号が出力されたときには、この給電信号はスイッチ回路部ＳＷのトランジスタＴｒのベースに入力され、当該トランジスタＴｒはオンとなり、コレクタ・エミッタ電流が流れてスイッチング素子Ｑのゲート電圧をしきい値電圧以下とし、スイッチング素子Ｑのソース・ドレイン間を導通させる。これにより、スイッチ回路部ＳＷがオンとなり、電源端ＶＴが制御出力端ＣＯＴに導通した状態となり、車載電源の電力がＦＰＣヒータ６１に供給される。したがって、ＦＰＣヒータ６１が発熱し、レンズ３を加熱して温度を上昇させる。また、タイマー回路部ＴＭから停止信号が出力されるとき、すなわち給電信号が出力されないときにはトランジスタＴｒはオフであり、スイッチング素子Ｑもオフとなり電源端ＶＴは制御出力端ＣＯＴに導通しないためＦＰＣヒータ６１への電力の供給は停止され、ＦＰＣヒータ６１が加熱されることはない。
【００２０】
ここで、前記給電時間設定回路ＡＴＳでは、図６（ａ）に示すように、給電設定時間は外気温に対する依存性を有している。ここでは、外気温が低いほど給電設定時間が長くなるように設定する構成とされている。特に、外気温が０℃よりも高温のとき、すなわちレンズに雪や霜が付着するおそれがないときには給電設定時間は「０」に設定されている。また、前記停止時間設定回路ＳＴＳでは、図６（ｂ）に示すように、停止設定時間は外気温に対する依存性を有しており、ここでは、外気温が低いほど停止設定時間が短くなるように設定する構成とされている。
【００２１】
したがって、コントローラ８がパターンＡ〜Ｆを判定し、ヘッドランプＨＬのレンズ３に雪や霜が付着するおそれがあると判定した場合には、起動信号をヒータ制御回路８２に出力し、ヒータ制御回路８２は外気温に基づいて設定された給電時間だけ給電信号を出力する。このとき、外気温が０℃より高く、雪や霜が付着する温度ではないときには、給電時間設定回路ＡＴＳでの設定時間は「０」であるため、起動信号が入力されていても給電タイマーＡＴＭからの給電信号が出力されることはなく、スイッチ回路部ＳＷはオフでＦＰＣヒータ６１に電力が供給されることはない。外気温が０℃よりも低くなり、雪や霜が付着する状況になると、給電時間設定回路ＡＴＳでは温度に依存した給電時間が設定されるため、給電タイマーＡＴＭからは設定された給電時間だけ給電信号を出力し、その時間だけＦＰＣヒータ６１を加熱させる。さらに、この給電時間は外気温が低くなるほど長くなるように設定されているので、低温で雪や霜が溶けにくい状況のときには図７（ａ）のようにＦＰＣヒータ６１の加熱時間を長くし、雪や霜が確実に融解できるようにする。一方、外気温がそれほど低くないときには融雪は短時間で終了できるため、図７（ｂ）のようにＦＰＣヒータ６１の加熱時間を短くし、融雪した後もＦＰＣヒータ６１に無駄な給電が行われることがなく車載電源の消費電力を低減することができる。
【００２２】
給電タイマーＡＴＭにより給電時間が計時されて給電信号が停止されると、停止タイマーＳＴＭから停止信号が出力されてスイッチ回路部ＳＷがオフ状態となり、停止タイマーＳＴＭで計時した停止時間だけＦＰＣヒータ６１への給電が停止される。停止タイマーＳＴＭでの停止時間を設けていることは、雪や霜の融雪が完了されてレンズ３の温度がＦＰＣヒータ６１での加熱によって温度上昇したときには、再びレンズ３の温度が低下して雪や霜が付着するまでにはある程度の時間がかかるためであり、この間はコントローラ８から起動信号が出力されている場合や、外気温が０℃よりも低い場合でもＦＰＣヒータ６１への通電を強制的に停止して電力の無駄な消費を防ぐためである。したがって、図７（ａ），（ｂ）に示したように、外気温が低いときには再び雪や霜がレンズ３に付着するまでの時間が短いことから停止時間設定回路ＳＴＳでの設定時間を短くし、外気温が高い場合には付着までの時間が長くなることから停止時間設定回路ＳＴＳでの設定時間を長くしている。そして、設定された停止時間が経過すると、停止タイマーＳＴＭは停止信号を停止して強制的な停止状態を解除する。しかる後は、演算回路８０からの起動信号に基づき、起動信号が出力されている場合には前述の動作を再び開始することになる。この動作は演算回路８０からの起動信号が出力されなくなる状況になるまで、あるいは起動信号が出力される場合でも給電時間設定回路ＡＴＳの設定時間が「０」となる外気温になるまで繰り返し継続して行われることになる。
【００２３】
このように、実施例１の融雪装置６では、温度に応じてＦＰＣヒータ６１に給電する時間を変化制御し、外気温が低いほど給電時間を長くしているのでレンズ３に付着した雪や霜を確実に融解させる。その一方で、外気温が高いときの給電時間を短くしているので融解した後も給電が無駄に行われるようなことはなくＦＰＣヒータ６１への給電の消費電力の低減化を図ることができる。また、融雪が完了された後は所定の時間だけ強制的にＦＰＣヒータ６１への給電を停止するので、この間における消費電力の低減も可能になる。特に、外気温が低い場合には再びＦＰＣヒータ６１に給電を開始するまでの時間を短くしてレンズ３への雪や霜の再付着を防止し、また付着した雪や霜の融解を迅速に行う。その一方で、外気温が高い場合には再びＦＰＣヒータ６１への給電を開始するまでの時間を長くでき、消費電力の低減効果を高くすることができる。
【００２４】
なお、説明は省略したが、実施例１のコントローラ８の演算回路８０においてパターンＢ〜Ｆを判定する場合にも、前述した無線情報を加えて判定を行うことで、演算回路８０においてより高い精度でレンズ３に対する雪や霜の付着状況を判定することができる。あるいは前記した以外の他の情報を併用することで、例えば、雨滴センサ情報、湿度センサ情報、エアコン動作情報等を条件にして判定を行うことで、さらに好適に状況を判定することが可能である。
【００２５】
ここで、実施例１ではヒータ制御回路８２はコントローラ８に内蔵され、あるいはコントローラ８の内部回路の一部として構成されているが、図８（ａ）に示すように、ヒータ制御回路８２コントローラ８とは別体に構成し、ヒータ制御回路８２のみをヘッドランプＨＬ内に内蔵してもよい。例えば、前記ヒータ用コネクタ７に内蔵させてもよい。あるいは、図８（ｂ）に示すように、ヒータ制御回路８２のタイマー回路部ＴＭとスイッチ回路部ＳＷとを分割し、タイマー回路部ＴＭはコントローラ８に内蔵させ、スイッチ回路部ＳＷのみをヒータ用コネクタ７またはヘッドランプＨＬ内に内蔵させるようにしてもよい。この場合には、コントローラ８内のヒータ制御回路８２から時間制御された給電信号と停止信号が出力され、これらの信号がスイッチ回路部ＳＷに入力されることになる。さらに、実施例１ではタイマー回路部ＴＭのタイマーにカウンタとして構成されるソフトタイマを用いているが、設定時間だけ出力を継続する信号発生回路や遅延回路を用いることも可能である。
【００２６】
実施例１では外気温情報に基づいて給電時間と給電停止時間の設定を行っているが、レンズの着雪状況を判定することが可能な情報であれば、それらの情報を利用して給電時間と給電停止時間を設定するように構成することも可能である。あるいは、運転者の判断によって給電時間と給電停止時間を設定することも可能であり、この場合には例えば予め設定した複数の設定時間を切り替えるように構成してもよい。また、実施例１では外気温情報を自動車の車体の一部に設けられた外気温センサで検出した温度情報を用いているが、ヘッドランプＨＬのレンズ３の近傍又はレンズ３に接触した状態で独立した新たな温度センサを設け、この温度センサで検出した温度情報を外気温情報としてもよい。このように独立した温度センサを設ける場合には、実施例１のヘッドランプＨＬ内のヒータ用コネクタ７に温度センサを内蔵させ、この内蔵されたた温度センサで検出した温度、すなわちレンズ近傍温度又はレンズ温度を外気温として給電時間と停止時間を設定するようにしてもよい。このようにすれば、着雪されるレンズ３の温度に基づいて給電時間と停止時間が設定できるので、コストは若干増加するが自動車の外部環境温度を外気温として利用する実施例１の場合よりもより高精度なヒータ制御が可能になる。
【００２７】
本発明においてレンズ３を加熱するための発熱体は必ずしもレンズ３に埋設したＦＰＣヒータに限られるものではなく、例えば発熱用ヒータをレンズ３の内面に対向配置した構成や、白熱バルブを点灯させてレンズ３を加熱する構成としてもよい。
【００２８】
本発明における灯具は、実施例１に記載したような構成のＬＥＤユニットに限定されるものではなく、また光源としてＬＥＤを使用するランプに限られるものではなく、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）やＬＤ（レーザダイオード）等の他の発光素子、さらには白熱バルブを光源とするランプであってもよい。また、本発明は実施例１に記載のヘッドランプに限られるものではなく、フォグランプやその他の標識用ランプであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施例１のヘッドランプの正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】コントローラの回路図である。
【図４】融雪動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】コントローラでの状況判定を説明する図である。
【図６】時間設定回路の温度依存性を示す図である。
【図７】給電・停止のタイミング図である。
【図８】コントローラ及びヒータ制御回路の他の実施例構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１ ランプボディ
２ 光源ユニット（ＬＥＤユニット）
３ レンズ
４ 電源用コネクタ
５ リード線
６ 融雪装置
７ ヒータ用コネクタ
８ コントローラ
６１ ＦＰＣヒータ（抵抗発熱体）
８０ 演算回路
８１ 点灯制御回路
８２ ヒータ制御回路
ＴＭ タイマー回路部
ＳＷ スイッチ回路部
ＡＴＭ 給電タイマー
ＳＴＭ 停止タイマー
ＡＴＳ 給電時間設定回路
ＳＴＳ 停止時間設定回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車等の車両用灯具に関し、特に灯具のレンズ面に付着した雪や霜を溶融するための融雪装置を備えた車両用灯具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
寒冷地や寒冷時期においては自動車用の灯具、例えば前照灯やフォグランプ等の照明灯、ターンシグナルランプ等の標識灯等のレンズに雪や霜が付着し易く、これら雪や霜によりレンズの透光性が低下し、目的とする灯具による照明や標識が阻害されるおそれがある。そのため、従来から融雪装置を備えた灯具が提案されている。特に、近年のように光源にＬＥＤ（発光ダイオード）等の白熱電球に比較して発熱量が小さい光源を用いた灯具では、光源で発生した熱を利用して融雪を行うことが期待できないため、光源とは別に融雪装置を灯具に配設する必要がある。特許文献１の灯具では、レンズの内面又は外面の少なくとも一方に抵抗発熱体を配設し、この抵抗発熱体に車載電源から供給される電流を通流させ、抵抗発熱体で発生する熱によりレンズの外面に付着した雪を融雪する構成が提案されている。また、特許文献１では、抵抗発熱体の発熱量を適正に制御するために、外気温センサで外気温を検出し、この検出した外気温に基づいて外気温が氷点下ならば発熱量が大きく、氷点以上ならば発熱量を小さく、さらに一定温度以上ならば給電を停止する制御を行っている。また、特許文献２には、レンズの曇り除去を目的とした装置であるが、温度センサ、外気温センサ、日射センサ等の検出出力に基づいてランプ灯室内の温度が所定温度に達したときには、その灯室内の温度を低下させるように発熱体への給電を制御して、レンズの過熱や消費電力の増大を防止する技術が開示されている。また、特許文献２には同様の目的で給電時間を検出する手段を設け、給電時間が所定時間に達したときに給電を停止する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−１０９５８７号公報
【特許文献２】特開２００４−３１４９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の技術では、外気温に基づいて発熱体への給電量を制御しているが、外気温が氷点下あるいは氷点下近傍のときには完全に融雪された後も発熱体への給電が継続されてしまい、消費電力の面で好ましくない。特許文献２の技術では給電時間が所定時間に達したときに給電を停止することで無駄な消費電力を低減する上では有効であるが、この技術をそのまま融雪装置に適用した場合には、完全に融雪されない状況でも時間が経過した時点で発熱体での発熱が停止されてしまうおそれがあり、レンズに残着している雪によって好適な照明が確保されず、安全走行の問題が生じる。また、給電時間が所定時間に達して融雪が完了された状態でも、外気温が依然として氷点下あるいは氷点下近傍のときには、給電の停止と同時に再び給電が開始される場合があり、このようなときには電力が無駄に消費されてしまうことになる。
【０００４】
本発明の目的は、レンズにおける確実な融雪を可能とする一方で発熱体への給電の消費電力の低減化を図った車両用灯具を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、ランプボディの前面に配設されて光源から出射した光を透過させるレンズと、レンズに設けられ通電により発熱される発熱体と、発熱体に給電する電力を制御するための制御手段とを備える車両用灯具において、制御手段は給電開始条件を満たしたときに発熱体への給電を行う時間を設定する給電時間設定手段と、給電が完了したときに発熱体への給電を強制的に停止する時間を設定する停止時間設定手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
ここで、給電時間設定手段と停止時間設定手段での各時間設定は予め固定的な時間に設定していてもよく、種々の情報に基づいて設定してもよい。好ましくは、レンズにおける着雪状況に対応して設定時間を可変するようにすればよく、例えば、外気温情報に基づいてそれぞれの設定時間を可変することが可能である。この場合には、給電時間設定手段は外気温が低いときには給電時間を長く設定し、停止時間設定手段は外気温が低いときには停止時間を短く設定する。給電時間と停止時間を外気温に対応して、すなわち着雪の状況に対応して適切に設定することができる。
【０００７】
本発明において、レンズあるいはレンズ近傍の温度を検出する温度検出素子を備え、外気温情報として当該温度検出素子の出力を用いるようにしてもよい。レンズに雪が付着することがないレンズ等の温度時に発熱体に電力を供給することを停止し、消費電力を低減する。また、レンズ等の温度が低いときには停止時間を短く設定することで、給電の再開時間を早めてレンズに再び着雪することを防止する。一方でレンズに着雪するおそれが少ないときの消費電力を低減する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の車両用灯具によれば、レンズに付着した雪を融雪する際にヒータに対する給電時間と給電停止時間を適切に設定することができるので、レンズの着雪状況に応じて迅速な融雪を行う一方で消費電力を削減することができる。例えば、外気温に基づいて給電時間と給電停止時間を設定した場合には、外気温が低くてレンズに着雪した雪や霜が融雪し難いときには給電時間を長くして確実に融雪することができ、その一方で外気温が高く融雪が容易なときには給電時間を短くして融雪後にも無駄な電力が消費されることを防止する。また、外気温が低いときには給電を停止する時間を短くしてレンズに対する着雪を防止する一方で、温度が高く融雪が容易な状況のときには給電を停止する時間を長くし、車載電源の消費電力の低減を可能にする。
【実施例１】
【０００９】
次に、本発明の実施例１を図面を参照して説明する。図１は本発明を自動車のヘッドランプ（前照灯）に適用した実施例の正面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。自動車のヘッドランプＨＬは、前面を開口した容器状のランプボディ１と、このランプボディ１内に配設された光源ユニット２と、前記ランプボディ１の前面開口に取着されたレンズ３とで構成されている。前記光源ユニット２は、ここではＬＥＤユニットを用いており、前面に多数の凹部をリフレクタ２２として形成したユニット基板２０を有し、前記リフクレタ２２の内底位置にそれぞれＬＥＤ２１を搭載したものである。前記ユニット基板２０は固定具２３によりランプボディ１内に固定され、またユニット基板２０の後面には電極部２４が設けられており、この電極部２４には前記ランプボディ１の後面に設けられた後面開口を通して電源用コネクタ４が着脱可能とされている。
【００１０】
この電源用コネクタ４は図２に示すコントローラ８を介して図には表れない車載電源に接続されている。なお、このコントローラ８は詳細は後述するが、図３に示すようにイグニッションスイッチ、ディマースイッチ等の各種スイッチのオン・オフ情報に基づいて車載電源の電力をヘッドランプＨＬに対して供給する点灯制御回路８１を備えている。このコントローラ８の点灯制御回路８１での制御により、ＬＥＤユニット２では選択されたＬＥＤ、あるいは全てのＬＥＤが発光され、所要の配光特性を得ることになる。ＬＥＤユニット２では、各ＬＥＤ２１で発光した光はリフレクタ２２によりランプボディ１の前方に向けて反射され、レンズ３を透過してヘッドランプＨＬの前方領域を照明する。なお、この種のヘッドランプＨＬは既に種々の構成のものが提案されているので、ここではヘッドランプ自体の詳細な説明は省略する。
【００１１】
また、実施例１では後述するように前記コントローラ８での制御により前記ヘッドランプＨＬに装備された融雪装置６に対する給電をオン・オフ制御することが可能に構成されている。この融雪装置６は、前記レンズ３に一体的に設けられた波型ループパターン状をした抵抗発熱体６１を備えている。前記抵抗発熱体６１はＦＰＣヒータ（フレキシブル配線板ヒータ）で構成されており、透明樹脂で形成されたレンズ３の内面に埋設状態に設けられている。ＦＰＣヒータ６１は詳細な図示は省略するがポリカーボネイト等の透明樹脂製ベースフィルムの表面に所要のパターンの導電箔が印刷され、同じく透明樹脂製オーバレイフィルにより覆われるようにしてサンドイッチされたものである。この実施例１ではＦＰＣヒータ６１はレンズ３を樹脂成形する際にインサート成形により接合一体化されている。また、前記ＦＰＣヒータ６１の導電箔の両端部にはそれぞれ銅板片で構成された給電端子６２が接続されており、これら一対の給電端子６２は前記レンズ３の面領域のうち照明には影響を与えない位置に配設されている。各給電端子６２は基端部が前記レンズ３の内部に埋設されて前記抵抗発熱体６１の両端部に接続され、各先端部は前記レンズ３の内面からランプ後方に向けて平行な状態で突出されている。
【００１２】
前記ヒータ用コネクタ７はリード線５を介して前記ＬＥＤユニット２のユニット基板２０に設けられている前記電極部２４の一部に電気接続され、この電極部２４を介して前記電源用コネクタ４に接続され、さらに前記コントローラ８に接続されている。また、前記ヒータ用コネクタ７には一対の電極７１が設けられており、これらの電極７１は前記抵抗発熱体６１の各給電端子６２に嵌合して電気的に接続され、前記リード線５を介して入力されてくる給電電力をこれら給電端子６２を介してＦＲＰヒータ６１に給電する。
【００１３】
図３は前記コントローラ８の回路図であり、演算回路８０と、前記点灯制御回路８１と、ヒータ制御回路８２を備えている。前記演算回路８０には前述したようにイグニッションスイッチ、ディマースイッチ等の各種スイッチ情報が入力されるとともに、前記ヒータ制御回路８２に向けて出力する起動信号を生成するための情報として、ライトスイッチ情報、ワイパースイッチ情報、ウォッシャスイッチ情報、ヒータスイッチ情報、外気温情報が入力されるようになっている。ライトスイッチ情報は自動車のランプ点灯スイッチのオン・オフ情報である。ワイパースイッチ情報は自動車のワイパースイッチのオン・オフ情報である。ウォッシャスイッチ情報は自動車のフロンドガラスを清浄する際に手動で操作する際のウォッシャスイッチのオン・オフ情報である。手動スイッチ（ヒータスイッチ）情報はヘッドランプＨＬの前記ＦＰＣヒータ６１を手動で発熱させるためのヒータスイッチのオン・オフ情報である。外気温情報は自動車の車体の一部に設けられて自動車の環境温度、すなわち外気温を検出する外気温センサで検出した温度情報である。この外気温センサは例えば自動車のオートエアコン用に配設されている既存の温度センサを利用することが可能であり、このような既存の温度センサを用いることで本発明を実現する際のコストの増大が抑制できる。さらに、図３ではコントローラ８は自動車で受信可能な気象情報や道路情報に含まれる降雪情報や凍結情報等の無線情報を取り込むように構成しているが、以降の説明ではこの無線情報は取り込まないで制御を行う例を示している。そして、前記コントローラ８の演算回路８０はこれらの情報に基づいてヘッドランプＨＬのレンズ３の表面に雪や霜が付着する蓋然性の高い状況を検出し、この状況を検出したときに前記ヒータ制御回路８２の信号入力端ＳＴに起動信号を出力するように構成されている。また、同時に外気温情報を前記ヒータ制御回路８２の制御端ＣＴに出力するように構成されている。
【００１４】
前記ヒータ制御回路８２は、前記演算回路８０からの信号が入力される電源端ＶＴ、接地端ＧＴ、信号入力端ＳＴ、制御端ＣＴ等の各入力端を備えるとともに、前記電源用コネクタ４を介して前記ＬＥＤユニット２に接続される点灯出力端ＬＯＴと、前記コネクタ７に接続される制御出力端ＣＯＴを備えている。前記ヒータ制御回路８２はタイマー回路部ＴＭとスイッチ回路部ＳＷとで構成されている。タイマー回路部ＴＭは前記演算回路８０から入力される起動信号により所要の時間を計時して前記スイッチ回路部ＳＷに給電・停止信号を出力するものであり、所定の給電時間を計時して給電信号を出力する給電タイマーＡＴＭと、給電を停止するための所定の停止時間を計時して停止信号を出力する停止タイマーＳＴＭとで構成される。これらの給電タイマーＡＴＭと停止タイマーＳＴＭは前記信号入力端子ＳＴから起動信号が入力されたときにクロック信号を設定数だけカウントして給電又は停止のタイムアップ信号を出力するカウンタとして構成されている。また、前記給電タイマーＡＴＭと停止タイマーＳＴＭは各出力が他方に対して交差的に入力される構成とされており、これにより一方のタイマーが動作している間は他方のタイマーは動作が停止され、一方のタイマーが停止されたときには他方のタイマーが動作が可能とされている。なお、この種のタイマーは既に広く知られているので、ここでは詳細な説明は省略する。
【００１５】
また、前記給電タイマーＡＴＭには前記給電時間に相当するカウント数を設定するための給電時間設定回路ＡＴＳと、前記停止タイマーＳＴＭの停止時間に相当するカウント数を設定するための停止時間設定回路ＳＴＳとが設けられており、これら給電時間設定回路ＡＴＳと停止時間設定回路ＳＴＳは図６を参照して後述するように外気温に依存して設定時間が変化設定されるように構成されている。すなわち前記タイマー回路部ＴＭには前記コントローラ８から前記制御端子ＣＴに入力される外気温情報に基づいて各時間設定回路ＡＴＳ，ＳＴＳでの各設定時間を変化制御する。この実施例１では、前記各設定回路ＡＴＳ，ＳＴＳは入力される外気温情報に基づいてそれぞれカウントアップ値を設定する給電セレクタ及び停止セレクタとして構成される。給電タイマーＡＴＭはこの給電セレクタ（給電時間設定回路）ＡＴＳで設定されたカウントアップ値をカウントするまでの間、連続して給電信号を継続して出力する。停止タイマーＳＴＭは停止セレクタ（停止時間設定回路）ＳＴＳで設定されたカウントアップ値をカウントするまでの間、連続して停止信号を保持する。
【００１６】
前記スイッチ回路部ＳＷは、トランジスタＴｒ、スイッチング素子（電界効果トランジスタ）Ｑ、ダイオードＤ、ツェナーダイオードＺＤ、抵抗Ｒ１〜Ｒ４を接続した構成とされている。スイッチング素子Ｑのソース・ドレインを前記制御出力端ＣＯＴの一方と前記電源端子ＶＴとの間に接続し、ゲートをトランジスタＴｒのコレクタに接続している。制御出力端ＣＯＴの他方は接地端子ＧＴに接続される。このスイッチ回路部ＳＷでは、タイマー回路部ＴＭからの信号がトランジスタＴｒのベースに入力されると当該トランジスタＴｒがオンし、そのときコレクタ・エミッタ電流によりスイッチング素子Ｑがオンしてソース・ドレインを導通状態にし、制御出力端ＣＯＴを電源端子ＶＴに導通させてＦＰＣヒータ６１に発熱のための電力を供給することが可能である。
【００１７】
以上の構成の融雪装置６の動作について説明する。図４は動作を説明するためのフローチャートである。コントローラ８の演算回路８０は入力された各種情報から自動車の状況が図５に示すパターンＡ〜Ｆのいずれかの状況であるか否かを判定し（Ｓ１０１）、いずれかのパターンであると判定したときには起動信号を出力する（Ｓ１０２）。図５に示したパターンＡ〜Ｆの各枠中において、同一行の条件は「ＯＲ」であり、異なる行に記載の条件は「ＡＮＤ」である。パターンＡでは、イグニッションスイッチ（ＩＧ）又はライトスイッチ（Ｌｉｇｈｔ）がオンで、ワイパースイッチ、フォッシャスイッチ、手動スイッチのいずれかがオン、あるいは外気温が０℃より低く、あるいは無線情報で融雪を行う信号が入力されたときである。なお、自動車の車種によってはこれらスイッチのいずれかが存在していない場合があるが、その場合には存在しているスイッチや温度、無線情報に基づいてパターンＡを満たしていると判定することになる。パターンＢは、イグニッションスイッチ又はライトスイッチがオンで、ワイパースイッチ又はウォッシャスイッチがオンで、さらに外気温が０℃より低いときにパターンＢを満たしていると判定する。パターンＣは、イグニッションスイッチ又はライトスイッチがオンで、手動スイッチ（ヒータスイッチ）がオンのときにパターンＣを満たしていると判定する。パターンＤは、イグニッションスイッチ又はライトスイッチがオンで、ワイパースイッチ又はウォッシャスイッチがオンで、さらに手動スイッチ（ヒータスイッチ）がオンのときにパターンＤを満たしていると判定する。パターンＥは、イグニッションスイッチ又はライトスイッチがオンで、外気温が０℃より低く、さらに手動スイッチ（ヒータスインッチ）がオンのときにパターンＥを満たしていると判定する。パターンＦは、イグニッションスイッチ又はライトスイッチがオンで、ワイパースイッチ又はウォッシャスイッチがオンで、外気温が０℃より低く、さらに手動スイッチ（ヒータスインッチ）がオンのときにパターンＦを満たしていると判定する。これらのパターンＡ〜Ｆはいずれも自動車がヘッドランプを点灯する際にワイパー又はウォッシャーを動作させる必要がある雨或いは雪の天候状態であると判定される状況、あるいはヒータスイッチがオンされるのは雪或いは霜が付着するような寒冷状態であると判定される状況であり、この状況のときにコントローラ８はレンズ３に雪や霜が付着している可能性が高いと判定し、所定の起動信号を出力してヒータ制御回路８２に入力する。なお、このフローではコントローラ８のステップＳ１０１の動作は継続して繰り返し行なわれることになる。
【００１８】
図４のフローチャートにおいて、タイマー回路部ＴＭでは先ず給電タイマーＡＴＭはコントローラ８の演算回路８０からの起動信号が入力されると、これと同時に外気温情報を入力する（Ｓ１０３）。そして、この外気温情報に基づいて給電時間設定回路ＡＴＳと停止時間設定回路ＳＴＳの各設定時間、すなわち給電時間と停止時間を設定する（Ｓ１０４）。しかる後、給電信号を出力し（Ｓ１０５）、これと同時に計時を開始し、給電時間設定回路ＡＴＳに設定された給電時間の間だけ給電信号を出力する（Ｓ１０６）。このとき、給電時間設定回路ＡＴＳの設定時間が「０」に設定されたときには実質的には給電信号を出力することはない。所定の給電時間の計時がなされると給電信号が停止され、これと同時に停止タイマーＳＴＭが始動されて停止信号を出力する（Ｓ１０７）。この停止信号は停止時間設定回路ＳＴＳに設定された停止時間の間だけ保持される（Ｓ１０８）。なお、停止時間設定回路ＳＴＳでの設定時間は「０」に設定されることはない。停止時間設定回路ＳＴＳに設定された設定時間を計時すると、停止タイマーからの停止信号は停止され（Ｓ１０９）、ステップＳ１０１に戻る。演算回路８０が依然としてパターンＡ〜Ｆの状況であると判定しているときには、再び起動信号が出力され、ステップＳ１０２からのフローが繰り返される。このとき、外気温に変化があれば給電時間と停止時間の設定も変更される。
【００１９】
以上のフローにおいて、タイマー回路部ＴＭから給電信号が出力されたときには、この給電信号はスイッチ回路部ＳＷのトランジスタＴｒのベースに入力され、当該トランジスタＴｒはオンとなり、コレクタ・エミッタ電流が流れてスイッチング素子Ｑのゲート電圧をしきい値電圧以下とし、スイッチング素子Ｑのソース・ドレイン間を導通させる。これにより、スイッチ回路部ＳＷがオンとなり、電源端ＶＴが制御出力端ＣＯＴに導通した状態となり、車載電源の電力がＦＰＣヒータ６１に供給される。したがって、ＦＰＣヒータ６１が発熱し、レンズ３を加熱して温度を上昇させる。また、タイマー回路部ＴＭから停止信号が出力されるとき、すなわち給電信号が出力されないときにはトランジスタＴｒはオフであり、スイッチング素子Ｑもオフとなり電源端ＶＴは制御出力端ＣＯＴに導通しないためＦＰＣヒータ６１への電力の供給は停止され、ＦＰＣヒータ６１が加熱されることはない。
【００２０】
ここで、前記給電時間設定回路ＡＴＳでは、図６（ａ）に示すように、給電設定時間は外気温に対する依存性を有している。ここでは、外気温が低いほど給電設定時間が長くなるように設定する構成とされている。特に、外気温が０℃よりも高温のとき、すなわちレンズに雪や霜が付着するおそれがないときには給電設定時間は「０」に設定されている。また、前記停止時間設定回路ＳＴＳでは、図６（ｂ）に示すように、停止設定時間は外気温に対する依存性を有しており、ここでは、外気温が低いほど停止設定時間が短くなるように設定する構成とされている。
【００２１】
したがって、コントローラ８がパターンＡ〜Ｆを判定し、ヘッドランプＨＬのレンズ３に雪や霜が付着するおそれがあると判定した場合には、起動信号をヒータ制御回路８２に出力し、ヒータ制御回路８２は外気温に基づいて設定された給電時間だけ給電信号を出力する。このとき、外気温が０℃より高く、雪や霜が付着する温度ではないときには、給電時間設定回路ＡＴＳでの設定時間は「０」であるため、起動信号が入力されていても給電タイマーＡＴＭからの給電信号が出力されることはなく、スイッチ回路部ＳＷはオフでＦＰＣヒータ６１に電力が供給されることはない。外気温が０℃よりも低くなり、雪や霜が付着する状況になると、給電時間設定回路ＡＴＳでは温度に依存した給電時間が設定されるため、給電タイマーＡＴＭからは設定された給電時間だけ給電信号を出力し、その時間だけＦＰＣヒータ６１を加熱させる。さらに、この給電時間は外気温が低くなるほど長くなるように設定されているので、低温で雪や霜が溶けにくい状況のときには図７（ａ）のようにＦＰＣヒータ６１の加熱時間を長くし、雪や霜が確実に融解できるようにする。一方、外気温がそれほど低くないときには融雪は短時間で終了できるため、図７（ｂ）のようにＦＰＣヒータ６１の加熱時間を短くし、融雪した後もＦＰＣヒータ６１に無駄な給電が行われることがなく車載電源の消費電力を低減することができる。
【００２２】
給電タイマーＡＴＭにより給電時間が計時されて給電信号が停止されると、停止タイマーＳＴＭから停止信号が出力されてスイッチ回路部ＳＷがオフ状態となり、停止タイマーＳＴＭで計時した停止時間だけＦＰＣヒータ６１への給電が停止される。停止タイマーＳＴＭでの停止時間を設けていることは、雪や霜の融雪が完了されてレンズ３の温度がＦＰＣヒータ６１での加熱によって温度上昇したときには、再びレンズ３の温度が低下して雪や霜が付着するまでにはある程度の時間がかかるためであり、この間はコントローラ８から起動信号が出力されている場合や、外気温が０℃よりも低い場合でもＦＰＣヒータ６１への通電を強制的に停止して電力の無駄な消費を防ぐためである。したがって、図７（ａ），（ｂ）に示したように、外気温が低いときには再び雪や霜がレンズ３に付着するまでの時間が短いことから停止時間設定回路ＳＴＳでの設定時間を短くし、外気温が高い場合には付着までの時間が長くなることから停止時間設定回路ＳＴＳでの設定時間を長くしている。そして、設定された停止時間が経過すると、停止タイマーＳＴＭは停止信号を停止して強制的な停止状態を解除する。しかる後は、演算回路８０からの起動信号に基づき、起動信号が出力されている場合には前述の動作を再び開始することになる。この動作は演算回路８０からの起動信号が出力されなくなる状況になるまで、あるいは起動信号が出力される場合でも給電時間設定回路ＡＴＳの設定時間が「０」となる外気温になるまで繰り返し継続して行われることになる。
【００２３】
このように、実施例１の融雪装置６では、温度に応じてＦＰＣヒータ６１に給電する時間を変化制御し、外気温が低いほど給電時間を長くしているのでレンズ３に付着した雪や霜を確実に融解させる。その一方で、外気温が高いときの給電時間を短くしているので融解した後も給電が無駄に行われるようなことはなくＦＰＣヒータ６１への給電の消費電力の低減化を図ることができる。また、融雪が完了された後は所定の時間だけ強制的にＦＰＣヒータ６１への給電を停止するので、この間における消費電力の低減も可能になる。特に、外気温が低い場合には再びＦＰＣヒータ６１に給電を開始するまでの時間を短くしてレンズ３への雪や霜の再付着を防止し、また付着した雪や霜の融解を迅速に行う。その一方で、外気温が高い場合には再びＦＰＣヒータ６１への給電を開始するまでの時間を長くでき、消費電力の低減効果を高くすることができる。
【００２４】
なお、説明は省略したが、実施例１のコントローラ８の演算回路８０においてパターンＢ〜Ｆを判定する場合にも、前述した無線情報を加えて判定を行うことで、演算回路８０においてより高い精度でレンズ３に対する雪や霜の付着状況を判定することができる。あるいは前記した以外の他の情報を併用することで、例えば、雨滴センサ情報、湿度センサ情報、エアコン動作情報等を条件にして判定を行うことで、さらに好適に状況を判定することが可能である。
【００２５】
ここで、実施例１ではヒータ制御回路８２はコントローラ８に内蔵され、あるいはコントローラ８の内部回路の一部として構成されているが、図８（ａ）に示すように、ヒータ制御回路８２コントローラ８とは別体に構成し、ヒータ制御回路８２のみをヘッドランプＨＬ内に内蔵してもよい。例えば、前記ヒータ用コネクタ７に内蔵させてもよい。あるいは、図８（ｂ）に示すように、ヒータ制御回路８２のタイマー回路部ＴＭとスイッチ回路部ＳＷとを分割し、タイマー回路部ＴＭはコントローラ８に内蔵させ、スイッチ回路部ＳＷのみをヒータ用コネクタ７またはヘッドランプＨＬ内に内蔵させるようにしてもよい。この場合には、コントローラ８内のヒータ制御回路８２から時間制御された給電信号と停止信号が出力され、これらの信号がスイッチ回路部ＳＷに入力されることになる。さらに、実施例１ではタイマー回路部ＴＭのタイマーにカウンタとして構成されるソフトタイマを用いているが、設定時間だけ出力を継続する信号発生回路や遅延回路を用いることも可能である。
【００２６】
実施例１では外気温情報に基づいて給電時間と給電停止時間の設定を行っているが、レンズの着雪状況を判定することが可能な情報であれば、それらの情報を利用して給電時間と給電停止時間を設定するように構成することも可能である。あるいは、運転者の判断によって給電時間と給電停止時間を設定することも可能であり、この場合には例えば予め設定した複数の設定時間を切り替えるように構成してもよい。また、実施例１では外気温情報を自動車の車体の一部に設けられた外気温センサで検出した温度情報を用いているが、ヘッドランプＨＬのレンズ３の近傍又はレンズ３に接触した状態で独立した新たな温度センサを設け、この温度センサで検出した温度情報を外気温情報としてもよい。このように独立した温度センサを設ける場合には、実施例１のヘッドランプＨＬ内のヒータ用コネクタ７に温度センサを内蔵させ、この内蔵されたた温度センサで検出した温度、すなわちレンズ近傍温度又はレンズ温度を外気温として給電時間と停止時間を設定するようにしてもよい。このようにすれば、着雪されるレンズ３の温度に基づいて給電時間と停止時間が設定できるので、コストは若干増加するが自動車の外部環境温度を外気温として利用する実施例１の場合よりもより高精度なヒータ制御が可能になる。
【００２７】
本発明においてレンズ３を加熱するための発熱体は必ずしもレンズ３に埋設したＦＰＣヒータに限られるものではなく、例えば発熱用ヒータをレンズ３の内面に対向配置した構成や、白熱バルブを点灯させてレンズ３を加熱する構成としてもよい。
【００２８】
本発明における灯具は、実施例１に記載したような構成のＬＥＤユニットに限定されるものではなく、また光源としてＬＥＤを使用するランプに限られるものではなく、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）やＬＤ（レーザダイオード）等の他の発光素子、さらには白熱バルブを光源とするランプであってもよい。また、本発明は実施例１に記載のヘッドランプに限られるものではなく、フォグランプやその他の標識用ランプであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施例１のヘッドランプの正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】コントローラの回路図である。
【図４】融雪動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】コントローラでの状況判定を説明する図である。
【図６】時間設定回路の温度依存性を示す図である。
【図７】給電・停止のタイミング図である。
【図８】コントローラ及びヒータ制御回路の他の実施例構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１ ランプボディ
２ 光源ユニット（ＬＥＤユニット）
３ レンズ
４ 電源用コネクタ
５ リード線
６ 融雪装置
７ ヒータ用コネクタ
８ コントローラ
６１ ＦＰＣヒータ（抵抗発熱体）
８０ 演算回路
８１ 点灯制御回路
８２ ヒータ制御回路
ＴＭ タイマー回路部
ＳＷ スイッチ回路部
ＡＴＭ 給電タイマー
ＳＴＭ 停止タイマー
ＡＴＳ 給電時間設定回路
ＳＴＳ 停止時間設定回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプボディの前面に配設されて光源から出射した光を透過させるレンズと、前記レンズに設けられ通電により発熱される発熱体と、前記発熱体に給電する電力を制御するための制御手段とを備える車両用灯具において、前記制御手段は給電開始条件を満たしたときに前記発熱体への給電を行う時間を設定する給電時間設定手段と、前記給電が完了したときに前記発熱体への給電を強制的に停止する時間を設定する停止時間設定手段とを備えることを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記給電時間設定手段と前記停止時間設定手段は外気温情報に基づいてそれぞれの設定時間を可変することを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項３】
前記給電時間設定手段は外気温が低いときには給電時間を長く設定し、前記停止時間設定手段は外気温が低いときには停止時間を短く設定することを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
【請求項４】
前記レンズあるいはレンズ近傍の温度を検出する温度検出素子を備え、前記外気温情報として前記温度検出素子の出力を用いることを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用灯具。
【請求項５】
前記制御手段は前記ランプボディの外部に設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項６】
前記制御手段は前記ランプボディ内に内装されて前記発熱体に接続されるコネクタに内蔵されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項１】
ランプボディの前面に配設されて光源から出射した光を透過させるレンズと、前記レンズに設けられ通電により発熱される発熱体と、前記発熱体に給電する電力を制御するための制御手段とを備える車両用灯具において、前記制御手段は給電開始条件を満たしたときに前記発熱体への給電を行う時間を設定する給電時間設定手段と、前記給電が完了したときに前記発熱体への給電を強制的に停止する時間を設定する停止時間設定手段とを備えることを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記給電時間設定手段と前記停止時間設定手段は外気温情報に基づいてそれぞれの設定時間を可変することを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項３】
前記給電時間設定手段は外気温が低いときには給電時間を長く設定し、前記停止時間設定手段は外気温が低いときには停止時間を短く設定することを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
【請求項４】
前記レンズあるいはレンズ近傍の温度を検出する温度検出素子を備え、前記外気温情報として前記温度検出素子の出力を用いることを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用灯具。
【請求項５】
前記制御手段は前記ランプボディの外部に設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項６】
前記制御手段は前記ランプボディ内に内装されて前記発熱体に接続されるコネクタに内蔵されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の車両用灯具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−１２３８３０（Ｐ２００８−１２３８３０Ａ）
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０６１９９（Ｐ２００６−３０６１９９）
【出願日】平成１８年１１月１３日（２００６．１１．１３）
【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２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月１３日（２００６．１１．１３）
【出願人】（０００００１１３３）株式会社小糸製作所 (1,575)
【Ｆターム（参考）】
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