JP2004299528A

JP2004299528A - 発光ダイオード・ランプの駆動装置

Info

Publication number: JP2004299528A
Application number: JP2003094633A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Hosokawa; 清細川
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】発光ダイオード・ランプ断線検出のための電力を小さくする。
【解決手段】一つの発光ダイオード・ランプを構成する複数の発光ダイオードを複数のグループに分割し、各グループ毎に断線検出を行うが、このときに、各グループに対して時分割的に断線検出を行う。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の照明装置または信号装置に利用する。特に、車両の照明装置または信号装置の障害監視に利用する。本発明は発光ダイオードを用いた照明装置または信号装置に利用する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の照明装置または信号装置の光源として、昨今では電球に代わり発光ダイオードを用いたものが普及しつつある。発光ダイオードは低消費電力であり長寿命である点で、電球よりも優れている。しかし、発光ダイオードは１個あたりの光量では電球に及ばないために、複数個用いて一つのランプを構成する。
【０００３】
このように複数個の発光ダイオードを用いて一つのランプを構成すると、その内のいくつかが断線して滅灯してもランプ全体の照度の変化は少ないため、車両の管理者が障害を目視確認できない場合がある。しかし、そのような軽微な障害を放置しておけば、やがて、さらなる障害が発生した場合に、照明装置または信号装置としての機能に影響を及ぼす障害となり得る可能性がある。また、車種によっては、照度が所定水準まで低下したときに、警報を発生するための保安基準が設けられている。
【０００４】
したがって、車両の管理者が目視確認できない程度の軽微な障害であってもこれを自動的に検出して表示する装置が必要である。この従来例を図５を参照して説明する。図５は従来の発光ダイオード・ランプの断線検出装置の構成図である。図５に示すように、複数の発光ダイオード１を複数の回路Ｃ１〜Ｃｎに分割し、個々の回路Ｃｉ（ｉは１〜ｎの整数）毎に断線を検出することにより、部分的な断線を検出することができる。
【０００５】
すなわち、スイッチング回路２がＯＮ状態になると発光ダイオード１に駆動電流が流れて点灯する。また、スイッチング回路２がＯＦＦ状態のときでも、抵抗器Ｒ１、Ｒ２、…、Ｒｎにより、各発光ダイオード１には点灯しない程度の微弱な電流が常時流れるようにしておく。各発光ダイオード１の順方向電圧降下はほぼ一定であるから、各抵抗器Ｒ１、Ｒ２、…、Ｒｎ間にはこの電流により一定の電圧が生じている。電圧比較器３は、適当に設定された比較電圧と、各抵抗器Ｒ１、Ｒ２、…、Ｒｎ間の電圧とを比較している。
【０００６】
発光ダイオード１のいずれにも断線が生じていなければ、各抵抗器Ｒ１、Ｒ２、…、Ｒｎ間の電圧の方が比較電圧より高くなるように比較電圧（＋Ｖ）が設定されているので、電圧比較器３は出力を発生しない。
【０００７】
各発光ダイオード１のいずれかに断線が生じると、その回路Ｃｉの抵抗器に電流が供給されなくなるため、電圧比較器３への入力電圧が低下し、比較電圧を下回る。すると電圧比較器３は出力を発生し、アラームが作動する。アラームの作動により、発光ダイオード１に断線が生じたことを知ることができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−２９１７３１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の断線検出装置では、一つの回路Ｃｉあたりの発光ダイオード数が少なければ少ないほど、精度の高い断線検出ができる。すなわち、分割する回路数が多ければ多いほど、精度の高い断線検出ができる。
【００１０】
このときに、各回路Ｃ１〜Ｃｎを構成する発光ダイオード１および抵抗器Ｒ１〜Ｒｎにはほぼ均等に電流が供給されている。したがって、回路Ｃ１〜Ｃｎ毎の供給電流値が一定であるとすれば、回路数が多ければ多いほど、発光ダイオード・ランプ全体に流れる電流値も大きくなる。これでは、低消費電力であることを長所とする発光ダイオードを用いてランプを構成することによる効果が半減あるいは消滅してしまう。特に、抵抗器Ｒ１〜Ｒｎによって消費される電力は、発光ダイオード・ランプ本来の機能とは無関係に消費される電力であり、小さいことが望ましい。
【００１１】
本発明は、このような背景に行われたものであって、発光ダイオード・ランプの断線検出を低い消費電力で行うことができる発光ダイオード・ランプの駆動装置を提供することを目的とする。また、本発明は、発光ダイオード・ランプの断線検出のために失う電力を小さくできる発光ダイオード・ランプの駆動装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、発光ダイオードを含む複数ｎ個の回路を備えた発光ダイオード・ランプの駆動装置であって、本発明の特徴とするところは、前記ｎ個の回路に対して個別に順次駆動電流を供給する切替回路と、この切替回路の供給電流をその切替タイミングに対応して検出する電流検出回路と、この電流検出回路の検出出力が複数ｋ個（ｋ＜ｎ）の回路について異常値であるときに警報を発生する手段とを備えたところにある。前記複数ｎ個の回路はそれぞれ複数ｍ個の発光ダイオードを含む構成とすることができる。
【００１３】
すなわち、一つの発光ダイオード・ランプを構成する複数の発光ダイオードを複数の回路に分割し、各回路毎に断線検出を行うが、このときに、本発明では、各回路に対して時分割的に断線検出を行うことを特徴とする。
【００１４】
これにより、本発明では、一つの回路の断線検出に必要な電流値以上の電流を必要とせず、全ての回路について断線検出を行うことができるため、発光ダイオード・ランプの断線検出を低い消費電力で行うことができる。
【００１５】
また、従来装置と同等の消費電力を許容するという観点から本発明装置を考察すると、本発明装置では、一つの回路の駆動電力を従来装置のｎ倍にできる。これを電流値に換算すると、本発明装置では、一つの回路の供給電流値を従来装置の√ｎ倍にできる。したがって、従来装置と同等感度の電流検出を行うなら、図５の抵抗器Ｒ１〜Ｒｎの抵抗値を１／√ｎにすることができる。したがって、抵抗器Ｒ１〜Ｒｎの消費電力を１／√ｎに軽減することができる。抵抗器Ｒ１〜Ｒｎで消費される電力は、発光ダイオード・ランプ本来の機能とは無関係の消費電力であるから、小さいことが望ましい。
【００１６】
さらに、本発明装置では、一つの回路の駆動電力を従来装置のｎ倍にできるのであるから、発光ダイオードの輝度を高めることができる。これにより、一斉に全発光ダイオードを点灯させる方式と比較すると、時分割的に一部の発光ダイオードを点灯させる方式では、照度が低下するが、これを補うこともできる。すなわち、従来装置に近い照度を確保しつつ、断線検出のために消費される電力を小さくすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明実施形態を図１ないし図４を参照して説明する。図１は本発明実施形態の発光ダイオード・ランプの駆動装置の全体構成図である。図２は本発明実施形態の断線検出回路の実現例を示す図である。図３は本発明実施形態のスイッチ部および切替回路の実現例を示す図である。図４は本発明実施形態の発光ダイオード・ランプの駆動装置の動作を示すフローチャートである。
【００１８】
本発明実施形態は、図１に示すように、発光ダイオード１を含む複数ｎ個の回路Ｃ１〜Ｃｎを備えた発光ダイオード・ランプの駆動装置であって、本発明実施形態の特徴とするところは、ｎ個の回路Ｃ１〜Ｃｎに対して個別に順次駆動電流を供給する切替回路２１と、この切替回路２１の供給電流をその切替タイミングに対応して検出する電流検出回路である断線検出回路１１と、この断線検出回路１１の検出出力が複数ｋ個（ｋ＜ｎ）の回路について異常値であるときに警報を発生する断線検出状態ホールド回路１２とを備えたところにある。複数ｎ個の回路Ｃ１〜Ｃｎはそれぞれ複数ｍ個の発光ダイオードを含む。
【００１９】
断線検出回路１１は、図２に示すように、基準電圧と、各回路Ｃ１〜Ｃｎに供給される電流（信号Ｂ）によって生じる電圧とを比較する電圧比較器４によって構成される。断線が発生している回路Ｃｉ（ｉは１〜ｎの整数）では、電流が供給されないため、信号Ｂによって生じる電圧は基準電圧を下回るので断線を検出することができる。
【００２０】
スイッチ部２２は、図３に示すように、トランジスタＴ１〜Ｔｎによって構成される。また、切替回路２１は、無接点切替器２４により構成される。無接点切替器２４は、機械的なスイッチング機構を備えることなく、電子的にスイッチングを行う手段であり周知の技術である。切替タイミングは、おおよそ（５０×ｎ）Ｈｚ以上とすることにより、人の目には切替えが行われていることは目視確認不可能となる。すなわち、いわゆる“ちらつき”を感じることがなくなる。
【００２１】
また、信号Ｂは、トランジスタＴ１〜Ｔｎのベース電流を用いることができる。すなわち、トランジスタでは、コレクタとエミッタとの間の電圧を一定に保ったときに、コレクタ電流とベース電流との間には関係式が成り立つことは周知のとおりである。よって、トランジスタＴ１〜Ｔｎのベース電流を観測することにより、間接的にコレクタ電流を検出することができる。
【００２２】
次に、本発明実施形態の発光ダイオード・ランプの駆動装置の断線検出の原理を説明する。各発光ダイオード１の順方向電圧降下はほぼ一定であるため、各抵抗器Ｒ１、Ｒ２、…、Ｒｎにはそれぞれ一定の電圧が生じている。断線検出回路１１の電圧比較器４は、適当に設定された比較電圧（＋Ｖ）と、各抵抗器Ｒ１、Ｒ２、…、Ｒｎの電圧とを比較している。発光ダイオード１のいずれにも断線が生じていなければ、各抵抗器Ｒ１、Ｒ２、…、Ｒｎの電圧の方が高くなるように比較電圧が設定されているので、電圧比較器４は出力を発生しない。
【００２３】
各発光ダイオード１のいずれかに断線が生じると、その回路Ｃｉの抵抗器Ｒｉに電流が供給されなくなるため、電圧比較器４への入力電圧が低下し、比較電圧を下回る。すると電圧比較器４は出力を発生する。これにより、断線検出回路１１における断線検出が行われる。
【００２４】
また、抵抗器Ｒ１〜Ｒｎの他の役割として、電源接断に伴い発生するリアクティブ・サージを吸収することもできる。なお、本発明実施形態の発光ダイオード・ランプの駆動装置では、発光ダイオード１の断線のみならず、抵抗器Ｒ１〜Ｒｎの断線も併せて検出することができる。
【００２５】
次に、本発明実施形態の発光ダイオード・ランプの駆動装置の動作を説明する。図４に示すように、車両のスイッチによって電源が投入されると、断線検出コントローラ１０の切替信号出力回路１３は、駆動部２３の切替回路２１に切替制御信号である信号Ａを送出する。信号Ａは発振器１５により生成された（５０×ｎ）Ｈｚ以上の交流信号であり、切替回路２１に（５０×ｎ）Ｈｚ以上でスイッチ部２２の切替えを実行させるための信号である。
【００２６】
切替回路２１は、スイッチ部２２を回路Ｃ１からＣｎへと順次切替える。スイッチ部２２の切替えにより、回路Ｃ１からＣｎへと順次電流が供給され、回路Ｃ１からＣｎに含まれる発光ダイオード１に順次電流が供給される。
【００２７】
このときに、いずれかの発光ダイオード１が断線していると、この発光ダイオード１を含む回路Ｃｉには電流が流れない。断線検出回路１１は、ランプ部２０から出力される断線検出信号である信号Ｂを取り込み（ステップ１）、基準電圧値とランプ部２０から信号Ｂとして出力される電流により生じた電圧値とを比較しており、回路Ｃｉには電流が流れないために、電圧値は基準電圧値以下となる。これにより、断線検出回路１１は断線検出を行う（ステップ２）。
【００２８】
断線検出回路１１が断線を検出すると、その検出結果は断線検出状態ホールド回路１２に入力され、当該回路内の断線回路数カウンタ１６を“１”加算する（ステップ３）。また、次周期以降においても断線検出回路１１は、同じタイミングで同一回路Ｃｉについての断線検出を断線検出状態ホールド回路１２に対して出力するが、同一タイミングについての断線検出は最初の１回のみ断線回路数カウンタ１６が加算される。
【００２９】
断線検出状態ホールド回路１２は、断線回路数カウンタ１６の計数値が定数ｋ以上となったときには（ステップ４）、警報を発出する（ステップ５）。この警報発出により警報ランプ１７には、ランプ部１の異常が警報される。
【００３０】
定数ｋは、ランプとしての性能が損なわれる照度を予め実験により求めた定数である。車両には照明装置としての発光ダイオード・ランプと、信号装置としての発光ダイオード・ランプがあるので、その必要照度は用途に応じて異なる。したがって、定数ｋの値も用途に応じて異なる。
【００３１】
また、従来の電球を用いた照明装置または信号装置は、断線すれば完全に滅灯し、その機能を即座に失う結果となるので、断線検出は、実際に照明装置または信号装置が点灯していない場合にも行う必要があったが、発光ダイオード・ランプを用いた照明装置または信号装置は、複数の発光ダイオードを用いているため、その一部に断線が発生してもその機能を即座に失うことはない。したがって、電球を用いた場合のように、点灯していない場合でも断線検出を行うといった配慮は不必要である。しかし、点灯していない場合でも断線検出を行いたいという要望がある場合には、発光ダイオードが点灯しない程度の微弱電流を流すことにより対応すればよい。
【００３２】
また、従来の技術で説明した装置構成を発光ダイオード・ランプに適用した場合の消費電力と同等の消費電力を本発明実施形態の発光ダイオード・ランプに許すことにすれば、本発明実施形態の装置では、一つの回路Ｃｉの駆動電力を従来装置のｎ倍にできる。これを電流値に換算すると、本発明実施形態の装置では、一つの回路の供給電流値を従来装置の√ｎ倍にできる。したがって、従来装置と同等感度の電流検出を行うなら、図５の抵抗器Ｒ１〜Ｒｎの抵抗値を１／√ｎにすることができる。したがって、抵抗器Ｒ１〜Ｒｎの消費電力を１／√ｎに軽減することができる。抵抗器Ｒ１〜Ｒｎで消費される電力は、発光ダイオード・ランプ本来の機能とは無関係の消費電力であるから、小さいことが望ましい。
【００３３】
さらに、本発明実施形態の装置では、一つの回路Ｃｉの駆動電力を従来装置のｎ倍にできるのであるから、発光ダイオードの輝度を高めることができる。これにより、一斉に全発光ダイオードを点灯させる方式と比較すると、時分割的に一部の発光ダイオードを点灯させる方式では、照度が低下するが、これを補うこともできる。すなわち、従来装置に近い照度を確保しつつ、断線検出のために消費される電力を小さくすることができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、発光ダイオード・ランプの断線検出を低い消費電力で行うことができる。また、発光ダイオード・ランプの断線検出のために失う電力を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施形態の発光ダイオード・ランプの駆動装置の全体構成図。
【図２】本発明実施形態の断線検出回路の実現例を示す図。
【図３】本発明実施形態のスイッチ部および切替回路の実現例を示す図。
【図４】本発明実施形態の発光ダイオード・ランプの駆動装置の動作を示すフローチャート。
【図５】従来の発光ダイオード・ランプの断線検出装置の全体構成図。
【符号の説明】
１発光ダイオード
２スイッチング回路
３、４電圧比較器
１０断線検出コントローラ
１１断線検出回路
１２断線検出状態ホールド回路
１３切替信号出力回路
１４電源回路
１５発振器
１６断線回路数カウンタ
１７警報ランプ
２０ランプ部
２１切替回路
２２スイッチ部
２３駆動部
２４無接点切替器
Ｃ１〜Ｃｎ回路
Ｔ１〜Ｔｎトランジスタ
Ｒ１〜Ｒｎ抵抗器

Claims

それぞれ発光ダイオードを含む複数ｎ個の回路を備えた発光ダイオード・ランプの駆動装置において、
前記ｎ個の回路に対して個別に順次駆動電流を供給する切替回路と、
この切替回路の供給電流をその切替タイミングに対応して検出する電流検出回路と、
この電流検出回路の検出出力が複数ｋ個（ｋ＜ｎ）の回路について異常値であるときに警報を発生する手段と
を備えたことを特徴とする発光ダイオード・ランプの駆動装置。
前記複数ｎ個の回路はそれぞれ複数ｍ個の発光ダイオードを含む請求項１記載の発光ダイオード・ランプの駆動装置。