JP2004279668A - Led表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数のLEDの点灯表示を制御するためのLED表示装置において、LEDを点灯させるための電流を抑えることを目的としたものである。
【解決手段】バッテリ14aに対してLED70a,b,cを直列接続すると共に、LED70a,b,cのうちで全部点灯から順次消灯させるために、各スイッチ80a,b,cを並列接続して択一的にON/OFFさせることとした。このため、LEDa,b,cを全点灯表示させた場合でも、LEDを点灯表示させるための電流を抑えることが出来るという効果を奏する。また、消費電流を抑えることにより、電源回路200の発熱も抑えることができる。
【選択図】 図3
【解決手段】バッテリ14aに対してLED70a,b,cを直列接続すると共に、LED70a,b,cのうちで全部点灯から順次消灯させるために、各スイッチ80a,b,cを並列接続して択一的にON/OFFさせることとした。このため、LEDa,b,cを全点灯表示させた場合でも、LEDを点灯表示させるための電流を抑えることが出来るという効果を奏する。また、消費電流を抑えることにより、電源回路200の発熱も抑えることができる。
【選択図】 図3
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のLED(発光ダイオード)の点灯表示を制御するためのLED表示装置に関し、その一例として、電動車両の車輪を駆動させるモータに電力を供給するバッテリの容量を複数のLEDで表示する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のLED表示装置160は、図6に示すように、複数のLED170a,b,cをバッテリ114a(ここでは、24Vのバッテリ)に並列接続して、個別に点灯表示制御していた。即ち、従来は、バッテリ114aに対して、スイッチ180a,b,cを並列接続し、それぞれのスイッチに抵抗190a,b,cを接続し、更に、それぞれの抵抗にLED160a,b,cを接続していた。また、LEDは流す電流により輝度が変動するため、LEDを安定して点灯表示させるためには、安定した電流(例えば、10mA)が必要である。そのため、変動の大きいバッテリ電圧から安定した電源を作り出すために、定電圧の電源回路200が設けられている。そして、バッテリ114aによる電圧を電源回路200によって、例えば、12Vの定電圧にし、不図示のCPU(Central Processing Unit)によってスイッチ180a,b,cのスイッチング制御を行うことにより、複数のLED160a,b,cに安定した電力を供給して各LEDの点灯表示を行う。
【0003】
このようなLED表示装置160を電動車両に搭載した場合には、不図示のCPUによってバッテリ114aの容量(残量)を検出し、スイッチ180a,b,cのスイッチング制御により、フル充電の場合にはスイッチ180a,b,cをONに制御して全てのLED160a,b,cを点灯させることができる。また、バッテリ114aの容量が減少するとスイッチ180aをOFFにし、更に減少するとスイッチ180bもOFFにし、最終的にスイッチ180cもOFFにすることで、電動車両のドライバー(ライダー)にバッテリ114aの容量を視覚的に知らせることができる(特許文献1、2参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−119801号公報
【0005】
【特許文献2】
特開平6−167552号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、また、複数のLEDを点灯表示させる場合には、LEDの数だけ電流を消費する。このとき、LED1個あたり10mA程度の電流が必要であるため、図6に示すように、3つのLED170a,b,cを設けた場合には、30mAもの電流消費が行われる。更に、ここで示したLED170a,b,cは、10mAの電流を流しても2V程度の電圧降下しか実現しない特性を有しており、バッテリ114aが安定した電流さえ供給できれば、電圧は十分足りている。このため、それ以上の電圧はロスとなり、バッテリ114aの電圧が高い程、電源回路の発熱も大きくなる。即ち、点灯表示するLEDの数が多い程、消費電流が増大し、これに伴い電源回路200の発熱も増大するという問題が生じていた。
【0007】
本発明は上述した事情を鑑みてなされたものであり、複数のLEDの点灯表示を制御するためのLED表示装置において、LEDを点灯させるための電流を抑えることを目的としたものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、請求項1に係る発明は、電源から供給された電力により複数のLEDの点灯表示を行うLED表示装置において、前記電源による電圧を定電圧にする電源回路と、前記電源に対して直列接続された複数のLEDと、前記電源に対して並列接続されると共に、択一的にONされることによって前記複数のLEDの点灯表示個数を変化させる複数のスイッチと、前記各スイッチに対して直列接続されると共に、前記各LEDに定電流を流して前記各LEDを安定して点灯表示させるための複数の抵抗と、を備えたことを特徴とするLED表示装置である。
【0009】
請求項2に係る発明は、電源から供給された電力により複数のLEDの点灯表示を行うLED表示装置において、前記電源による電圧を定電圧にする電源回路と、前記電源に対して直列接続された複数のLEDと、前記電源に対して並列接続されると共に、択一的にONされることによって前記複数のLEDの点灯表示個数を変化させる複数のスイッチと、前記LEDに対して直列接続されると共に、前記複数のスイッチの何れかがONされても通電する位置に設けられることで、前記各LEDを安定して点灯表示させるための抵抗と、を備えたことを特徴とするLED表示装置である。
【0010】
請求項3に係る発明は、請求項2に記載のLED表示装置において、前記複数のLEDのうちの一部のLEDに代えて、当該代えたLEDと同等の電圧降下特性を有する素子を備えたことを特徴とするLED表示装置である。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明に係るLED表示装置として、特に電動二輪車に使用した場合の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【0012】
〔第1の実施形態〕
以下、図1乃至図3を用いて、本発明の第1の実施形態を説明する。
【0013】
図1は、本発明の第1の実施形態に係る電動二輪車1の側面図であり、また、図2は、電動二輪車1の電気的なシステム構成図である。
【0014】
図1および図2に示すように、電動二輪車1は、その車体前方上部にヘッドパイプ2を備え、このヘッドパイプ内には、車体方向変更用の図示しないステアリング軸が回動自在に挿通されている。このステアリング軸の上端には、ハンドル3aが固定されたハンドル支持部3が取り付けられており、このハンドル3aの両端にはグリップ4が取り付けられている。また、不図示の右側(図1の奥側)のグリップGは回動可能なスロットルグリップを構成している。
【0015】
そして、ヘッドパイプ2の下端から下方に向けて、左右一対のフロントフォーク5が取り付けられている。フロントフォーク5それぞれの下端には、前輪6が前車軸7を介して取り付けられており、前輪6は、フロントフォーク5により緩衝懸架された状態で前車軸7により回転自在に軸支されている。
【0016】
ハンドル支持部3のハンドル3aの前方には、後述するバッテリの充電状態、電動二輪車1の走行状態、走行モード等を表示するための例えば液晶の表示部、警告音(電子ブザー等)の警音出力部および数値、文字情報等の情報入力用の複数のスイッチ(例えば、3つのスイッチ)を含む入力部等が一体化されたメータ8aを含む表示操作部(総称してメータと記載することもある)8が配置され、ハンドル支持部3におけるメータ8aの下方には、補機(灯火器類、警告器類、その操作用のスイッチ等を含む)Hであるヘッドランプ9が固定されており、そのヘッドランプ9の両側方には、補機Hであるフラッシャランプ10(図1には一方のみ図示)がそれぞれ設けられている。
【0017】
ヘッドパイプ2から側面視で略L字形を成す左右一対の車体フレーム11が車体後方に向かって延設されている。この車体フレーム11は、丸パイプ状であり、ヘッドパイプ2から車体後方に向けて斜め下方に延びた後、後方に向かって水平に延びて側面視略L字状を成している。
【0018】
この一対の車体フレーム11の後方側端部には、その後方側端部から後方に向けて斜め上方に左右一対のシートレール12が延設されており、このシートレール12の後方側端部12aは、シート13の形状に沿って後方側に屈曲されている。
【0019】
そして、この左右一対のシートレール12の間には、バッテリボックス14が着脱自在に配設されており(抜脱状態を図1において二点鎖線で示す)、このバッテリボックス14には、充電可能な複数のバッテリ(2次電池;例えば、リチウムイオン電池)14aが収納されている。
【0020】
左右一対のシートレール12の屈曲部分近傍には、逆U字状を成すシートステー15が車体前方に向かって斜め上方に傾斜して溶着されており、このシートステー15と左右のシートレール12で囲まれる部分に上記シート13が開閉可能、すなわち、シート15の前端部が上下に回動可能に配置されている。
【0021】
シートレール12の後端部にはリヤフェンダ16が取り付けられており、このリヤフェンダ16の後面には、補機Hであるテールランプ17が取り付けられている。さらに、テールランプ17の左右には、補機Hであるフラッシュランプ(図1においては一方のみ図示)18が取り付けられている。
【0022】
一方、左右一対の車体フレーム11のシート13下方の水平部には、リヤアームブラケット19(図1には一方のみ図示)がそれぞれ溶着されており、左右一対のリヤアームブラケット19には、リヤアーム20の前端がピボット軸21を介して揺動自在に支持されている。そして、このリヤアーム20の後端部20aには駆動輪である後輪22が回転自在に軸支されており、このリヤアーム20および後輪22は、リヤクッション23により緩衝懸架されている。
【0023】
左右一対の車体フレーム11の水平部後方側には、サイドスタンド25が軸26を介して回動可能に左側のリヤアーム20に支持されており、サイドスタンド25は、リターンスプリング27により閉じ側に付勢されている。
【0024】
そして、リヤアーム20の後端部20aには、後輪22に連結され、その後輪22を回転駆動させるためのアキシャルギャップ型電動モータ28(以下、単に電動モータ28と略記することもある)と、この電動モータ28に電気的に接続されており、その電動モータ28を駆動制御するための車両コントローラ(以下、VTCともいう)29とがそれぞれ取り付けられている。
【0025】
また、バッテリボックス14内には、図1および図2に示すように、バッテリ14aに接続されており、このバッテリ14aに対する充電およびバッテリ14aからの放電をそれぞれ管理するためのバッテリマネージメントコントローラであるBMCマイクロコンピュータ(以下、BMCマイコンと略記する)36が設けられている。
【0026】
また、表示操作部8は、図1および図2に示すように、メータ8aにおける表示部の表示態様、および補機Hの駆動制御等を行うためのメータマイクロコンピュータ(以下、メータマイコンと略記する)38を含むメータコントローラ39を備えている。
【0027】
一方、バッテリボックス14内のBMCマイコン35には、充電挿入口ISを介してバッテリ14aおよびBMCマイコン35に電気的に接続されたコネクタに充電器40のコネクタが着脱(電気的にマイコン3と離接)できるようになっており、充電器40は、バッテリ14aおよびBMCマイコン35に対して電気的に接続された状態(充電器40のコネクタがBMCのマイコン35に接続されたコネクタに装着された状態)において、BMCマイコン35の制御に基づいてバッテリ14aを充電可能になっている。
【0028】
そして、充電器40には、図1および図2に示すように、その充電器40(その充電部)による充電時における出力電流および/または出力電圧を制御する充電器コントローラ(以下、充電器マイコンと記載する)42が搭載されている。
【0029】
さらに、メータ8aの近傍には、図2に示すように、ドライバの操作によりVTC29をON/OFF操作するためのメインスイッチ44が設けられている。
【0030】
一方、スロットルグリップGは、その軸心回りを回動自在となっており、このスロットルグリップG内部には、スロットルグリップGを全閉位置まで回動させたときにスイッチONして全閉信号をVTC29に送信するための全閉スイッチ46が設けられている。また、スロットルグリップGにワイヤで接続されており、このスロットルグリップGの回動に応じて回動操作量を検出し、スロットルポテンショ値としてVTC29に送信するためのポテンショメータ48が設けられている。なお、全閉スイッチ46およびポテンショメータ48によりスロットル部49を構成する。
【0031】
VTC29は、図2に示すように、マイクロコンピュータ(以下、VTCマイコンと略記する)50を備えている。
【0032】
このVTCマイコン50は、有線および/または無線の2系統(送受信用)の第1の通信経路L1を介してBMCマイコン35と通信可能になっており、さらに、VTCマイコン50は、有線および/または無線の2系統の第2の通信経路L2を介してメータマイコン38と通信可能になっている。
【0033】
すなわち、本実施形態においては、BMCマイコン35およびメータマイコン38は、VTC(VTCマイコン)50を挟んで第1の通信経路L1および第2の通信経路L2によりシリーズに接続されている。
【0034】
第1の通信経路L1は、BMCマイコン35およびVTCマイコン50間の車両制御やバッテリ状態等の情報を表す信号が通信(送受信)される経路であり、第2の通信経路L2は、VTCマイコン50およびメータマイコン38間の車両制御やバッテリ状態等の情報を表す信号が通信(送受信)される経路である。
【0035】
さらに、VTC29は、VTCマイコン50に接続されており、VTCマイコン50の動作状態を監視するための相互監視回路51とを備えている。VTCマイコン50は、この相互監視回路51の動作状態を監視する機能を有している。
【0036】
さらに、VTC29は、メインスイッチ44のスイッチング信号、VTCマイコン50の制御信号および相互監視回路51からの監視信号に基づいて論理信号を出力する論理出力部53を備えている。
【0037】
そして、VTC29は、モータ28に対して3相電流を供給してモータ28を回転させるためのインバータを含むパワーモジュール54と、このパワーモジュール54のインバータに対する駆動用のゲート信号を制御して、パワーモジュール54を介してモータ28の回転数を制御するためのゲートドライブ55とを備えている。ゲートドライブ55は、論理出力部53に接続されており、この論理出力部53の論理出力がHighレベルの時に動作し、Lowレベル(Highレベル>Lowレベル)の時に動作を停止するようになっている。
【0038】
また、CTは、パワーモジュール54からの3相電流出力を検出してVTCマイコン50にフィードバックする電流センサであり、パワーモジュール54内には、そのパワーモジュール54内のパワー部温度を検出するための温度センサT1が設置されている。
【0039】
一方、モータ28には、そのモータ28の回転数を検出するためのエンコーダ(ENC)56が設置されており、このエンコーダ56の回転数出力は、VTCマイコン50にフィードバックされている。
【0040】
そして、バッテリボックス14は、図2に示すように、その一面に取り付けられており、BMCマイコン35からの駆動信号に応じてバッテリ14aの残量を表示するためのメータであるLED表示装置60と、バッテリボックス14a装着時の充電器40に接続され、BMCマイコン35からの制御信号に応じて充電器40からの充電のON/OFFを制御するための充電スイッチ61と、バッテリ14aに接続され、かつバッテリボックス14a装着時の充電器40に接続されたセンサ62とを備えている。このセンサ62は、充電器40からバッテリ14aに対して供給(出力)される充電電流およびバッテリ14aから放電(車両走行時の放電および自然の自己放電を含む)される放電電流を検出するようになっており、この検出された充放電電流値は、BMCマイコン35に送信されるようになっている。
【0041】
また、バッテリ14aの各電池(単セル)の電圧および総電圧は、それぞれBMCマイコン35に送信されるようになっており、また、バッテリ14a内の温度は、サーミスタを介してBMCマイコン35に送信されるようになっている。
【0042】
一方、メータコントローラ36は、VTC29に第2の通信経路L2を介して接続され、さらに補機Hに補機給電ラインを介して接続された補機切断スイッチ65を備えており、この補機切断スイッチ65は、補機Hに対する給電をON/OFF制御可能になっている。
【0043】
なお、VTCマイコン50は、BMCマイコン35を介することなく、バッテリ14aに接続されており、バッテリ14aの電圧を検出できるようになっている。
【0044】
次に、図3を用いて、本実施形態のLED表示装置601について説明する。尚。ここでは、説明の便宜上、LEDを3つ使用してバッテリ14aの容量表示を行う場合について説明する。
【0045】
LED表示装置601は、複数のLED70a,b,cを電源の一例であるバッテリ14aに直列接続して、スイッチ80a,b,cの何れか一つをONすることでLEDの点灯表示個数を変えて、バッテリ14aの容量を点灯表示する装置である。即ち、LED表示装置601は、バッテリ14aによる電圧(24V)を定電圧(12V)にする電源回路100と、電源回路100に直列接続された複数のLED70a,b,cを有する。各LED70a,b,cは、何れも同じ電圧降下及び同じ輝度を有する発光素子である。また、各LED70a,b,cのアノードには、バッテリ14a(電源回路100)に並列接続された複数のスイッチ80a,b,c及び抵抗90a,b,cが、それぞれ接続されている。このうち、各LED70a,b,cは、10mAの定電流によって安定した点灯表示が行われるように構成されており、10mAの電流を流すと2V程度の電圧降下を実現する特性を有している。また、各スイッチ80a,b,cは、BMCマイコン35からの命令により、択一的にONするように制御されている。各抵抗90a,b,cは、各LED70a,b,cに10mAの定電流を流すための電流制限用の対抗である。
【0046】
また、図2に示すBMCマイコン35は、バッテリ14aの電圧検知を行うことで、バッテリ14aの容量(残量)に応じて各スイッチ80a,b,cの何れかを択一的にONする命令を出す。例えば、バッテリ14aが24Vのフル充電の場合には、BMCマイコン35からスイッチ80aのみをONする命令を出す。これにより、全てのLED70a,b,cには、10mAの定電流が流れ、全てのLEDa,b,cが点灯表示する。また、バッテリ14aが18Vの電圧に低下した場合には、BMCマイコン35からスイッチ80bのみをONする命令を出す。これにより、LED70b,cのみが点灯表示し、LED70aは消灯した状態となる。更に、バッテリが12Vの電圧に低下した場合には、BMCマイコン35からスイッチ80cのみをONする命令を出す。これにより、LED70cのみが点灯表示し、LED70a,bは消灯した状態となる。
【0047】
以上説明したように本実施形態では、バッテリ14aに対してLED70a,b,cを直列接続すると共に、LED70a,b,cのうちで全部点灯から順次消灯させるために、各スイッチ80a,b,cを並列接続して択一的にONさせることとした。このため、LEDa,b,cを全点灯表示させた場合でも、10mAしか消費電流を使用することがないため、LEDを点灯表示させるための電流を抑えることが出来るという効果を奏する。また、消費電流を抑えることにより、電源回路200の発熱も抑えることができる。
【0048】
尚、本実施形態のLED表示装置601は、バッテリ14aの代わりに、商用電源(AC100V)から電力供給を行う場合にも対応することができる。
【0049】
〔第2の実施形態〕
以下、図4を用いて、本発明の第2の実施形態を説明する。尚、本実施形態の電動二輪車は第1の実施形態の電動二輪車1と同じであり、LED表示装置602の構成のみが異なるため、LED表示装置602について説明する。但し、第1の実施形態と同一の構成については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【0050】
図4に示すように、LED表示装置602は、第1の実施形態のLED表示装置601と同様に、複数のLED70a,b,cをバッテリ14aに直列接続して、スイッチ80a,b,cの何れか一つをONすることでLEDの点灯表示個数を変えて、バッテリ14aの容量を点灯表示する装置である。しかし、LED表示装置602は、バッテリ14aによる電圧(24V)を定電圧(12V)にする電源回路100を有しておらず、更に、抵抗の数と配線位置が異なる。即ち、図4に示すように、単一の抵抗91をバッテリ14aのプラス(+)から一番遠いLED70cのカソード側に設けている。この抵抗91は、各LED70a,b,cに10mAの定電流を流すための電流制限用の対抗である。
【0051】
本実施形態では、バッテリ電圧とバッテリ容量は、ほぼ比例関係にあることを利用し、バッテリ14aを構成するセルの直列数とLEDの数を最適な関係とし、バッテリ電圧の低下分とLEDの電圧降下分を合わせることにより、少ない部品点数によってLEDに安定した電流を供給することができる。
【0052】
以上説明したように本実施形態では、上記実施形態の効果に加え、バッテリ電圧の低下とLEDの電圧降下を合わせる事により、電源回路100を削除することが出来るという効果を奏すると共に、電流制限用の抵抗が単一で済むため、抵抗を削減することも出来るという効果を奏する。
【0053】
尚、本実施形態では、図4に示すように、LED70cのカソード側に抵抗91を設けるようにしたが、これに限るものではなく、前記複数のスイッチ80a,b,cの何れかがONされても通電する位置に設けられていれば、LED70cのアノード側に設けるようにしてもよい。
【0054】
〔第3の実施形態〕
以下、図5を用いて、本発明の第3の実施形態を説明する。
【0055】
本実施形態に係るLED表示装置603は、上記第2の実施形態に係るLED表示装置602の変形例である。そのため、LED表示装置602の構成と同一構成については、同一符号を付して、その説明を省略する。
【0056】
図5に示すように、LED表示装置603は、第2の実施形態に係るLED表示装置602の一部のLED(ここでは、LED70b)を(発光しない)ダイオード71に代えた構成である。このダイオード71は、上記LED70bと同じ電圧降下を行う特性を有した素子である。
【0057】
このように本実施形態では、LED70aに代えて、LED70aと電圧降下が同等のダイオード等の素子を使用することにより、LED70aの数の変更、バッテリ14aの容量に対する点灯タイミングの調整を行うことが可能となる。
【0058】
尚、本実施形態では、LED70bをダイオード71と交換した場合について説明したが、これに限るものではなく、LEDを最低一つ設けるのであれば、2つ又は3つ以上のLEDとダイオードを交換してもよい。
【0059】
また、本実施形態では、図5に示すように、スイッチ80bを設けたが、これに限らず、何らスイッチを設けずに常通させるようにしてもよい。但し、上記の如く、スイッチ80bを設けることで、LEDやダイオード等の素子1つにつき、スイッチを1つ設けた状態にした方が、電圧変動に細かく対応することが可能である。
【0060】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、バッテリ等の電源に対して各LEDを直列接続すると共に、複数のLEDのうちで全部点灯から順次消灯させるために、スイッチを並列接続して択一的にONさせることとした。このため、LEDを全点灯表示させた場合でも、1つ分のLEDの消費電流しか使用する必要がないため、LEDを点灯表示させるための電流を抑えることが出来るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係わるアキシャルギャップ型回転電機が搭載された装置の一例である電動二輪車の側面図。
【図2】バッテリボックス14の内部構成図。
【図3】第1の実施形態に係るLED表示装置601の構成図。
【図4】第2の実施形態に係るLED表示装置602の構成図。
【図5】第3の実施形態に係るLED表示装置603の構成図。
【図6】従来のLED表示装置160の構成図。
【符号の説明】
1 電動二輪車
14 バッテリボックス
14a バッテリ
601 LED表示装置
602 LED表示装置
603 LED表示装置
70a,b,c LED
71 ダイオード
80a,b,c スイッチ
90a,b,c 抵抗
91 抵抗
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のLED(発光ダイオード)の点灯表示を制御するためのLED表示装置に関し、その一例として、電動車両の車輪を駆動させるモータに電力を供給するバッテリの容量を複数のLEDで表示する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のLED表示装置160は、図6に示すように、複数のLED170a,b,cをバッテリ114a(ここでは、24Vのバッテリ)に並列接続して、個別に点灯表示制御していた。即ち、従来は、バッテリ114aに対して、スイッチ180a,b,cを並列接続し、それぞれのスイッチに抵抗190a,b,cを接続し、更に、それぞれの抵抗にLED160a,b,cを接続していた。また、LEDは流す電流により輝度が変動するため、LEDを安定して点灯表示させるためには、安定した電流(例えば、10mA)が必要である。そのため、変動の大きいバッテリ電圧から安定した電源を作り出すために、定電圧の電源回路200が設けられている。そして、バッテリ114aによる電圧を電源回路200によって、例えば、12Vの定電圧にし、不図示のCPU(Central Processing Unit)によってスイッチ180a,b,cのスイッチング制御を行うことにより、複数のLED160a,b,cに安定した電力を供給して各LEDの点灯表示を行う。
【0003】
このようなLED表示装置160を電動車両に搭載した場合には、不図示のCPUによってバッテリ114aの容量(残量)を検出し、スイッチ180a,b,cのスイッチング制御により、フル充電の場合にはスイッチ180a,b,cをONに制御して全てのLED160a,b,cを点灯させることができる。また、バッテリ114aの容量が減少するとスイッチ180aをOFFにし、更に減少するとスイッチ180bもOFFにし、最終的にスイッチ180cもOFFにすることで、電動車両のドライバー(ライダー)にバッテリ114aの容量を視覚的に知らせることができる(特許文献1、2参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−119801号公報
【0005】
【特許文献2】
特開平6−167552号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、また、複数のLEDを点灯表示させる場合には、LEDの数だけ電流を消費する。このとき、LED1個あたり10mA程度の電流が必要であるため、図6に示すように、3つのLED170a,b,cを設けた場合には、30mAもの電流消費が行われる。更に、ここで示したLED170a,b,cは、10mAの電流を流しても2V程度の電圧降下しか実現しない特性を有しており、バッテリ114aが安定した電流さえ供給できれば、電圧は十分足りている。このため、それ以上の電圧はロスとなり、バッテリ114aの電圧が高い程、電源回路の発熱も大きくなる。即ち、点灯表示するLEDの数が多い程、消費電流が増大し、これに伴い電源回路200の発熱も増大するという問題が生じていた。
【0007】
本発明は上述した事情を鑑みてなされたものであり、複数のLEDの点灯表示を制御するためのLED表示装置において、LEDを点灯させるための電流を抑えることを目的としたものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、請求項1に係る発明は、電源から供給された電力により複数のLEDの点灯表示を行うLED表示装置において、前記電源による電圧を定電圧にする電源回路と、前記電源に対して直列接続された複数のLEDと、前記電源に対して並列接続されると共に、択一的にONされることによって前記複数のLEDの点灯表示個数を変化させる複数のスイッチと、前記各スイッチに対して直列接続されると共に、前記各LEDに定電流を流して前記各LEDを安定して点灯表示させるための複数の抵抗と、を備えたことを特徴とするLED表示装置である。
【0009】
請求項2に係る発明は、電源から供給された電力により複数のLEDの点灯表示を行うLED表示装置において、前記電源による電圧を定電圧にする電源回路と、前記電源に対して直列接続された複数のLEDと、前記電源に対して並列接続されると共に、択一的にONされることによって前記複数のLEDの点灯表示個数を変化させる複数のスイッチと、前記LEDに対して直列接続されると共に、前記複数のスイッチの何れかがONされても通電する位置に設けられることで、前記各LEDを安定して点灯表示させるための抵抗と、を備えたことを特徴とするLED表示装置である。
【0010】
請求項3に係る発明は、請求項2に記載のLED表示装置において、前記複数のLEDのうちの一部のLEDに代えて、当該代えたLEDと同等の電圧降下特性を有する素子を備えたことを特徴とするLED表示装置である。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明に係るLED表示装置として、特に電動二輪車に使用した場合の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【0012】
〔第1の実施形態〕
以下、図1乃至図3を用いて、本発明の第1の実施形態を説明する。
【0013】
図1は、本発明の第1の実施形態に係る電動二輪車1の側面図であり、また、図2は、電動二輪車1の電気的なシステム構成図である。
【0014】
図1および図2に示すように、電動二輪車1は、その車体前方上部にヘッドパイプ2を備え、このヘッドパイプ内には、車体方向変更用の図示しないステアリング軸が回動自在に挿通されている。このステアリング軸の上端には、ハンドル3aが固定されたハンドル支持部3が取り付けられており、このハンドル3aの両端にはグリップ4が取り付けられている。また、不図示の右側(図1の奥側)のグリップGは回動可能なスロットルグリップを構成している。
【0015】
そして、ヘッドパイプ2の下端から下方に向けて、左右一対のフロントフォーク5が取り付けられている。フロントフォーク5それぞれの下端には、前輪6が前車軸7を介して取り付けられており、前輪6は、フロントフォーク5により緩衝懸架された状態で前車軸7により回転自在に軸支されている。
【0016】
ハンドル支持部3のハンドル3aの前方には、後述するバッテリの充電状態、電動二輪車1の走行状態、走行モード等を表示するための例えば液晶の表示部、警告音(電子ブザー等)の警音出力部および数値、文字情報等の情報入力用の複数のスイッチ(例えば、3つのスイッチ)を含む入力部等が一体化されたメータ8aを含む表示操作部(総称してメータと記載することもある)8が配置され、ハンドル支持部3におけるメータ8aの下方には、補機(灯火器類、警告器類、その操作用のスイッチ等を含む)Hであるヘッドランプ9が固定されており、そのヘッドランプ9の両側方には、補機Hであるフラッシャランプ10(図1には一方のみ図示)がそれぞれ設けられている。
【0017】
ヘッドパイプ2から側面視で略L字形を成す左右一対の車体フレーム11が車体後方に向かって延設されている。この車体フレーム11は、丸パイプ状であり、ヘッドパイプ2から車体後方に向けて斜め下方に延びた後、後方に向かって水平に延びて側面視略L字状を成している。
【0018】
この一対の車体フレーム11の後方側端部には、その後方側端部から後方に向けて斜め上方に左右一対のシートレール12が延設されており、このシートレール12の後方側端部12aは、シート13の形状に沿って後方側に屈曲されている。
【0019】
そして、この左右一対のシートレール12の間には、バッテリボックス14が着脱自在に配設されており(抜脱状態を図1において二点鎖線で示す)、このバッテリボックス14には、充電可能な複数のバッテリ(2次電池;例えば、リチウムイオン電池)14aが収納されている。
【0020】
左右一対のシートレール12の屈曲部分近傍には、逆U字状を成すシートステー15が車体前方に向かって斜め上方に傾斜して溶着されており、このシートステー15と左右のシートレール12で囲まれる部分に上記シート13が開閉可能、すなわち、シート15の前端部が上下に回動可能に配置されている。
【0021】
シートレール12の後端部にはリヤフェンダ16が取り付けられており、このリヤフェンダ16の後面には、補機Hであるテールランプ17が取り付けられている。さらに、テールランプ17の左右には、補機Hであるフラッシュランプ(図1においては一方のみ図示)18が取り付けられている。
【0022】
一方、左右一対の車体フレーム11のシート13下方の水平部には、リヤアームブラケット19(図1には一方のみ図示)がそれぞれ溶着されており、左右一対のリヤアームブラケット19には、リヤアーム20の前端がピボット軸21を介して揺動自在に支持されている。そして、このリヤアーム20の後端部20aには駆動輪である後輪22が回転自在に軸支されており、このリヤアーム20および後輪22は、リヤクッション23により緩衝懸架されている。
【0023】
左右一対の車体フレーム11の水平部後方側には、サイドスタンド25が軸26を介して回動可能に左側のリヤアーム20に支持されており、サイドスタンド25は、リターンスプリング27により閉じ側に付勢されている。
【0024】
そして、リヤアーム20の後端部20aには、後輪22に連結され、その後輪22を回転駆動させるためのアキシャルギャップ型電動モータ28(以下、単に電動モータ28と略記することもある)と、この電動モータ28に電気的に接続されており、その電動モータ28を駆動制御するための車両コントローラ(以下、VTCともいう)29とがそれぞれ取り付けられている。
【0025】
また、バッテリボックス14内には、図1および図2に示すように、バッテリ14aに接続されており、このバッテリ14aに対する充電およびバッテリ14aからの放電をそれぞれ管理するためのバッテリマネージメントコントローラであるBMCマイクロコンピュータ(以下、BMCマイコンと略記する)36が設けられている。
【0026】
また、表示操作部8は、図1および図2に示すように、メータ8aにおける表示部の表示態様、および補機Hの駆動制御等を行うためのメータマイクロコンピュータ(以下、メータマイコンと略記する)38を含むメータコントローラ39を備えている。
【0027】
一方、バッテリボックス14内のBMCマイコン35には、充電挿入口ISを介してバッテリ14aおよびBMCマイコン35に電気的に接続されたコネクタに充電器40のコネクタが着脱(電気的にマイコン3と離接)できるようになっており、充電器40は、バッテリ14aおよびBMCマイコン35に対して電気的に接続された状態(充電器40のコネクタがBMCのマイコン35に接続されたコネクタに装着された状態)において、BMCマイコン35の制御に基づいてバッテリ14aを充電可能になっている。
【0028】
そして、充電器40には、図1および図2に示すように、その充電器40(その充電部)による充電時における出力電流および/または出力電圧を制御する充電器コントローラ(以下、充電器マイコンと記載する)42が搭載されている。
【0029】
さらに、メータ8aの近傍には、図2に示すように、ドライバの操作によりVTC29をON/OFF操作するためのメインスイッチ44が設けられている。
【0030】
一方、スロットルグリップGは、その軸心回りを回動自在となっており、このスロットルグリップG内部には、スロットルグリップGを全閉位置まで回動させたときにスイッチONして全閉信号をVTC29に送信するための全閉スイッチ46が設けられている。また、スロットルグリップGにワイヤで接続されており、このスロットルグリップGの回動に応じて回動操作量を検出し、スロットルポテンショ値としてVTC29に送信するためのポテンショメータ48が設けられている。なお、全閉スイッチ46およびポテンショメータ48によりスロットル部49を構成する。
【0031】
VTC29は、図2に示すように、マイクロコンピュータ(以下、VTCマイコンと略記する)50を備えている。
【0032】
このVTCマイコン50は、有線および/または無線の2系統(送受信用)の第1の通信経路L1を介してBMCマイコン35と通信可能になっており、さらに、VTCマイコン50は、有線および/または無線の2系統の第2の通信経路L2を介してメータマイコン38と通信可能になっている。
【0033】
すなわち、本実施形態においては、BMCマイコン35およびメータマイコン38は、VTC(VTCマイコン)50を挟んで第1の通信経路L1および第2の通信経路L2によりシリーズに接続されている。
【0034】
第1の通信経路L1は、BMCマイコン35およびVTCマイコン50間の車両制御やバッテリ状態等の情報を表す信号が通信(送受信)される経路であり、第2の通信経路L2は、VTCマイコン50およびメータマイコン38間の車両制御やバッテリ状態等の情報を表す信号が通信(送受信)される経路である。
【0035】
さらに、VTC29は、VTCマイコン50に接続されており、VTCマイコン50の動作状態を監視するための相互監視回路51とを備えている。VTCマイコン50は、この相互監視回路51の動作状態を監視する機能を有している。
【0036】
さらに、VTC29は、メインスイッチ44のスイッチング信号、VTCマイコン50の制御信号および相互監視回路51からの監視信号に基づいて論理信号を出力する論理出力部53を備えている。
【0037】
そして、VTC29は、モータ28に対して3相電流を供給してモータ28を回転させるためのインバータを含むパワーモジュール54と、このパワーモジュール54のインバータに対する駆動用のゲート信号を制御して、パワーモジュール54を介してモータ28の回転数を制御するためのゲートドライブ55とを備えている。ゲートドライブ55は、論理出力部53に接続されており、この論理出力部53の論理出力がHighレベルの時に動作し、Lowレベル(Highレベル>Lowレベル)の時に動作を停止するようになっている。
【0038】
また、CTは、パワーモジュール54からの3相電流出力を検出してVTCマイコン50にフィードバックする電流センサであり、パワーモジュール54内には、そのパワーモジュール54内のパワー部温度を検出するための温度センサT1が設置されている。
【0039】
一方、モータ28には、そのモータ28の回転数を検出するためのエンコーダ(ENC)56が設置されており、このエンコーダ56の回転数出力は、VTCマイコン50にフィードバックされている。
【0040】
そして、バッテリボックス14は、図2に示すように、その一面に取り付けられており、BMCマイコン35からの駆動信号に応じてバッテリ14aの残量を表示するためのメータであるLED表示装置60と、バッテリボックス14a装着時の充電器40に接続され、BMCマイコン35からの制御信号に応じて充電器40からの充電のON/OFFを制御するための充電スイッチ61と、バッテリ14aに接続され、かつバッテリボックス14a装着時の充電器40に接続されたセンサ62とを備えている。このセンサ62は、充電器40からバッテリ14aに対して供給(出力)される充電電流およびバッテリ14aから放電(車両走行時の放電および自然の自己放電を含む)される放電電流を検出するようになっており、この検出された充放電電流値は、BMCマイコン35に送信されるようになっている。
【0041】
また、バッテリ14aの各電池(単セル)の電圧および総電圧は、それぞれBMCマイコン35に送信されるようになっており、また、バッテリ14a内の温度は、サーミスタを介してBMCマイコン35に送信されるようになっている。
【0042】
一方、メータコントローラ36は、VTC29に第2の通信経路L2を介して接続され、さらに補機Hに補機給電ラインを介して接続された補機切断スイッチ65を備えており、この補機切断スイッチ65は、補機Hに対する給電をON/OFF制御可能になっている。
【0043】
なお、VTCマイコン50は、BMCマイコン35を介することなく、バッテリ14aに接続されており、バッテリ14aの電圧を検出できるようになっている。
【0044】
次に、図3を用いて、本実施形態のLED表示装置601について説明する。尚。ここでは、説明の便宜上、LEDを3つ使用してバッテリ14aの容量表示を行う場合について説明する。
【0045】
LED表示装置601は、複数のLED70a,b,cを電源の一例であるバッテリ14aに直列接続して、スイッチ80a,b,cの何れか一つをONすることでLEDの点灯表示個数を変えて、バッテリ14aの容量を点灯表示する装置である。即ち、LED表示装置601は、バッテリ14aによる電圧(24V)を定電圧(12V)にする電源回路100と、電源回路100に直列接続された複数のLED70a,b,cを有する。各LED70a,b,cは、何れも同じ電圧降下及び同じ輝度を有する発光素子である。また、各LED70a,b,cのアノードには、バッテリ14a(電源回路100)に並列接続された複数のスイッチ80a,b,c及び抵抗90a,b,cが、それぞれ接続されている。このうち、各LED70a,b,cは、10mAの定電流によって安定した点灯表示が行われるように構成されており、10mAの電流を流すと2V程度の電圧降下を実現する特性を有している。また、各スイッチ80a,b,cは、BMCマイコン35からの命令により、択一的にONするように制御されている。各抵抗90a,b,cは、各LED70a,b,cに10mAの定電流を流すための電流制限用の対抗である。
【0046】
また、図2に示すBMCマイコン35は、バッテリ14aの電圧検知を行うことで、バッテリ14aの容量(残量)に応じて各スイッチ80a,b,cの何れかを択一的にONする命令を出す。例えば、バッテリ14aが24Vのフル充電の場合には、BMCマイコン35からスイッチ80aのみをONする命令を出す。これにより、全てのLED70a,b,cには、10mAの定電流が流れ、全てのLEDa,b,cが点灯表示する。また、バッテリ14aが18Vの電圧に低下した場合には、BMCマイコン35からスイッチ80bのみをONする命令を出す。これにより、LED70b,cのみが点灯表示し、LED70aは消灯した状態となる。更に、バッテリが12Vの電圧に低下した場合には、BMCマイコン35からスイッチ80cのみをONする命令を出す。これにより、LED70cのみが点灯表示し、LED70a,bは消灯した状態となる。
【0047】
以上説明したように本実施形態では、バッテリ14aに対してLED70a,b,cを直列接続すると共に、LED70a,b,cのうちで全部点灯から順次消灯させるために、各スイッチ80a,b,cを並列接続して択一的にONさせることとした。このため、LEDa,b,cを全点灯表示させた場合でも、10mAしか消費電流を使用することがないため、LEDを点灯表示させるための電流を抑えることが出来るという効果を奏する。また、消費電流を抑えることにより、電源回路200の発熱も抑えることができる。
【0048】
尚、本実施形態のLED表示装置601は、バッテリ14aの代わりに、商用電源(AC100V)から電力供給を行う場合にも対応することができる。
【0049】
〔第2の実施形態〕
以下、図4を用いて、本発明の第2の実施形態を説明する。尚、本実施形態の電動二輪車は第1の実施形態の電動二輪車1と同じであり、LED表示装置602の構成のみが異なるため、LED表示装置602について説明する。但し、第1の実施形態と同一の構成については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【0050】
図4に示すように、LED表示装置602は、第1の実施形態のLED表示装置601と同様に、複数のLED70a,b,cをバッテリ14aに直列接続して、スイッチ80a,b,cの何れか一つをONすることでLEDの点灯表示個数を変えて、バッテリ14aの容量を点灯表示する装置である。しかし、LED表示装置602は、バッテリ14aによる電圧(24V)を定電圧(12V)にする電源回路100を有しておらず、更に、抵抗の数と配線位置が異なる。即ち、図4に示すように、単一の抵抗91をバッテリ14aのプラス(+)から一番遠いLED70cのカソード側に設けている。この抵抗91は、各LED70a,b,cに10mAの定電流を流すための電流制限用の対抗である。
【0051】
本実施形態では、バッテリ電圧とバッテリ容量は、ほぼ比例関係にあることを利用し、バッテリ14aを構成するセルの直列数とLEDの数を最適な関係とし、バッテリ電圧の低下分とLEDの電圧降下分を合わせることにより、少ない部品点数によってLEDに安定した電流を供給することができる。
【0052】
以上説明したように本実施形態では、上記実施形態の効果に加え、バッテリ電圧の低下とLEDの電圧降下を合わせる事により、電源回路100を削除することが出来るという効果を奏すると共に、電流制限用の抵抗が単一で済むため、抵抗を削減することも出来るという効果を奏する。
【0053】
尚、本実施形態では、図4に示すように、LED70cのカソード側に抵抗91を設けるようにしたが、これに限るものではなく、前記複数のスイッチ80a,b,cの何れかがONされても通電する位置に設けられていれば、LED70cのアノード側に設けるようにしてもよい。
【0054】
〔第3の実施形態〕
以下、図5を用いて、本発明の第3の実施形態を説明する。
【0055】
本実施形態に係るLED表示装置603は、上記第2の実施形態に係るLED表示装置602の変形例である。そのため、LED表示装置602の構成と同一構成については、同一符号を付して、その説明を省略する。
【0056】
図5に示すように、LED表示装置603は、第2の実施形態に係るLED表示装置602の一部のLED(ここでは、LED70b)を(発光しない)ダイオード71に代えた構成である。このダイオード71は、上記LED70bと同じ電圧降下を行う特性を有した素子である。
【0057】
このように本実施形態では、LED70aに代えて、LED70aと電圧降下が同等のダイオード等の素子を使用することにより、LED70aの数の変更、バッテリ14aの容量に対する点灯タイミングの調整を行うことが可能となる。
【0058】
尚、本実施形態では、LED70bをダイオード71と交換した場合について説明したが、これに限るものではなく、LEDを最低一つ設けるのであれば、2つ又は3つ以上のLEDとダイオードを交換してもよい。
【0059】
また、本実施形態では、図5に示すように、スイッチ80bを設けたが、これに限らず、何らスイッチを設けずに常通させるようにしてもよい。但し、上記の如く、スイッチ80bを設けることで、LEDやダイオード等の素子1つにつき、スイッチを1つ設けた状態にした方が、電圧変動に細かく対応することが可能である。
【0060】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、バッテリ等の電源に対して各LEDを直列接続すると共に、複数のLEDのうちで全部点灯から順次消灯させるために、スイッチを並列接続して択一的にONさせることとした。このため、LEDを全点灯表示させた場合でも、1つ分のLEDの消費電流しか使用する必要がないため、LEDを点灯表示させるための電流を抑えることが出来るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係わるアキシャルギャップ型回転電機が搭載された装置の一例である電動二輪車の側面図。
【図2】バッテリボックス14の内部構成図。
【図3】第1の実施形態に係るLED表示装置601の構成図。
【図4】第2の実施形態に係るLED表示装置602の構成図。
【図5】第3の実施形態に係るLED表示装置603の構成図。
【図6】従来のLED表示装置160の構成図。
【符号の説明】
1 電動二輪車
14 バッテリボックス
14a バッテリ
601 LED表示装置
602 LED表示装置
603 LED表示装置
70a,b,c LED
71 ダイオード
80a,b,c スイッチ
90a,b,c 抵抗
91 抵抗
Claims (3)
- 電源から供給された電力により複数のLEDの点灯表示を行うLED表示装置において、
前記電源による電圧を定電圧にする電源回路と、
前記電源に対して直列接続された複数のLEDと、
前記電源に対して並列接続されると共に、択一的にONされることによって前記複数のLEDの点灯表示個数を変化させる複数のスイッチと、
前記各スイッチに対して直列接続されると共に、前記各LEDに定電流を流して前記各LEDを安定して点灯表示させるための複数の抵抗と、
を備えたことを特徴とするLED表示装置。 - 電源から供給された電力により複数のLEDの点灯表示を行うLED表示装置において、
前記電源に対して直列接続された複数のLEDと、
前記電源に対して並列接続されると共に、択一的にONされることによって前記複数のLEDの点灯表示個数を変化させる複数のスイッチと、
前記LEDに対して直列接続されると共に、前記複数のスイッチの何れかがONされても通電する位置に設けられることで、前記各LEDに定電流を流して前記各LEDを安定して点灯表示させるための抵抗と、
を備えたことを特徴とするLED表示装置。 - 請求項2に記載のLED表示装置において、前記複数のLEDのうちの一部のLEDに代えて、当該代えたLEDと同等の電圧降下特性を有する素子を備えたことを特徴とするLED表示装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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