JP2008273259A - 車両用灯具制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】灯具の明るさの変化を抑制することができる車両用灯具制御装置を提供すること。
【解決手段】本発明に係わる車両用灯具制御装置１は、負荷６に電力を供給する電源２と、エンジンにより駆動されて負荷６および電源２に電力を供給する発電機３と、発電機３の発電電圧を、加速状態においては発電機３の第一の所定値に制御し、減速状態においては発電機３の第二の所定値に制御する制御手段４と、灯具６を発電電圧に基づいたデューティ比で駆動する駆動手段５を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、乗用車、トラック、バス等の自動車に適用して好適な車両用灯具制御装置に関する。

従来から、車両に使用される車両用灯具制御装置としては、例えば特許文献１に記載されたようなものがある。このような車両用灯具制御装置においては、バッテリ等の電源の充電量が十分である場合や、車両が加速中にエンジン負荷を低減する場合等において、オルタネータ等の発電機の発電を停止する制御を行っている状況下において、この停止中においては、ランプやＬＥＤ等の灯具を駆動するデューティ比を変化させて、灯具の明るさの変化量を抑制することが行われている。
特開２００６−２７３２９８号公報

ところがこのような車両用灯具制御装置によっては、発電機が発電を停止した場合において、灯具を駆動するデューティ比を大きくして、発電機が動作している場合に対しての灯具の明るさの変化量を抑制することはできるものの、加速状態においては発電機の発電電圧を低く制御し、減速状態においては発電電圧を高く制御してエンジンの燃費向上を図る構成において、発電機が連続的に発電電圧を変化させる場合等の状況下においては、依然として、灯具の明るさの変化を抑制することができず車両の商品性を損ねるという問題が生じた。

本発明は、上記問題に鑑み、灯具の明るさの変化を抑制することができる車両用灯具制御装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係わる車両用灯具制御装置は、
負荷に電力を供給する電源と、エンジンにより駆動されて前記負荷および前記電源に電力を供給する発電機と、前記発電機の発電電圧を、加速状態においては前記発電機の第一の所定値に制御し、減速状態においては前記発電機の第二の所定値に制御する制御手段と、灯具を前記発電電圧に基づいたデューティ比で駆動する駆動手段を備えることを特徴とする。

ここで、前記車両用灯具制御装置において、
前記加速状態又は減速状態以外である場合に、前記駆動手段が前記灯具を最も大きいデューティ比で駆動することが好ましい。

なお前記第一の所定値とは例えば、前記発電機の定格の発電電圧の最小値であり、前記第二の所定値とは例えば、前記発電機の定格の発電電圧の最大値である。つまり、前記制御手段は、前記加速状態においては、前記発電機の発電電圧を、前記発電機の定格の発電電圧の最小値に制御してなるべく発電量を抑制し、前記減速状態においては、前記発電機の発電電圧を、前記発電機の定格の発電電圧の最大値に制御してなるべく発電量を増加させて、トータルとしての前記エンジンの燃費を向上させる。

これによれば、前記制御手段が前記加速状態において前記発電機の発電電圧を、前記発電機の第一の所定値に制御し、前記減速状態において、前記発電機の発電電圧を、前記発電機の第二の所定値に制御して、前記エンジンの燃費を向上させる場合以外において、前記灯具を最も大きいデューティ比、例えば１＝１００％で前記駆動手段が駆動して、前記灯具の耐久性低下を抑制することができる。

加えて、前記発電電圧に基づいたデューティ比にて前記灯具を前記駆動手段が駆動するので、前記発電電圧の変化にかかわらず前記灯具の明るさの変化を抑制することができ、車両の商品性が損なわれることを防止することができる。

さらに、前記車両用灯具制御装置において、
前記駆動手段が、前記発電電圧の変化量に基づいた応答時定数だけ遅延させて灯具を駆動することが好ましい。

これによれば、前記発電電圧の変化に伴って前記デューティ比を変化させるにあたり、前記発電電圧の指令値と出力値には前記変化量に基づいた時間差が生じて、前記発電電圧の変化と前記デューティ比の変化のタイミングがずれて、前記灯具の明るさの変化が生じるところを、この前記発電電圧の変化量に基づいた前記応答時定数を用いて前記駆動手段が前記灯具を駆動することにより、前記発電電圧の出力値に合わせて前記デューティ比を制御することができ、前記灯具の明るさの変化を抑制することができる。

本発明によれば、灯具の明るさの変化を抑制することができる車両用灯具制御装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係わる車両用灯具制御装置の一実施形態を示す模式図であり、図２は、本発明に係わる車両用灯具制御装置の一実施形態の一部を示す模式図である。図３は、本発明に係わる車両用灯具制御装置の一実施形態に用いるマップを示す模式図である。図４は、本発明に係わる車両用灯具制御装置の一実施形態に用いるマップを示す模式図である。

本実施例の車両用灯具制御装置１は、Ｐｂバッテリ２と、オルタネータ３と、オルタＥＣＵ(Electronic Control Unit)４と、ボディＥＣＵ５と、ＡＢＳ（Anti-Lock Brake System）６と、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）７と、駆動回路８と、電流センサ９とを備えて構成される。オルタＥＣＵ４とボディＥＣＵ５とＡＢＳ６とはＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信規格により接続される。

Ｐｂバッテリ２は周知の鉛蓄電池により構成される電源であり、灯具を構成するＬＥＤ７とその他の負荷に並列に接続されて電力を供給するとともに、図示しないエンジンにより駆動されるオルタネータ３により充電量（ＳＯＣ：State Of Charge）を制御されるものである。

オルタネータ３はエンジンにより駆動されて負荷及びＰｂバッテリ２に電力を供給する発電機であり、オルタＥＣＵ４により、その発電電圧Ｖｒｅｇを制御される。より詳細には、オルタネータ３は、図２に示すように、三相電機子コイル１０と、三相全波整流器１１と、界磁コイル１２と、オルタＥＣＵ４の指令に基づきＰＷＭ制御されて、オルタＥＣＵ４の決定した発電電圧Ｖｒｅｇの指令値に対応する励磁電流を界磁コイル１２に流すトランジスタ１３と、トランジスタ１３のオフ時の転流電流を流すために界磁コイル１２に並列に接続されるフライホイールダイオード１４とを備えて構成される。

オルタＥＣＵ４は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを相互に接続するデータバスから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、以下に述べるそれぞれの制御を行う、制御手段４ａと、充電量検出手段４ｂとを備える。

ボディＥＣＵ５は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを相互に接続するデータバスから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、以下に述べるそれぞれの制御を行う駆動手段５ａとして機能するものである。

また、ＡＢＳ６は制動時の車輪のロックを防止する装置であり、その制御に用いるための車速を図示しない車輪速センサから取得しており、オルタＥＣＵ４はその車速をＡＢＳ６からＣＡＮ等の通信規格による伝送により取得している。

オルタＥＣＵ４の充電量検出手段４ｂは、Ｐｂバッテリ２の上流側に設けられた電流センサ９により測定した電流を時間積算してＰｂバッテリ２の充電量を検出する。加えて、オルタＥＣＵ４の制御手段４ａは、図示しない車輪速センサより車速を検出して車速の微分値すなわち加速度を演算して、この加速度から加速状態又は減速状態であるかを判定する。

オルタＥＣＵ４の制御手段４ａは、加速状態においてはオルタネータ３の発電電圧Ｖｒｅｇを、オルタネータ３の定格の発電電圧の最小値ＶＭＩＮに制御するようにボディＥＣＵ５の駆動手段５ａを制御し、減速状態においては、オルタネータ３の発電電圧Ｖｒｅｇを、オルタネータ３の定格の発電電圧の最大値ＶＭＡＸに制御するようにボディＥＣＵ５の駆動手段５ａを制御して、エンジンの燃料噴射時においてはなるべく発電量を低減してエンジンの燃費を向上させるいわゆる充電制御を行う。

加速状態及び減速状態以外においては、制御手段４ａは、オルタネータ３の発電電圧ＶｒｅｇをＰｂバッテリ２の充電量の目標充電量との比較に基づいて、Ｐｂバッテリ２の充電量が目標充電量未満である場合には規定一定電圧ＶＣとなるようにボディＥＣＵ５の駆動手段５ａを制御する。

駆動回路８はＰｂバッテリ２とＬＥＤ７との間に介装されて、ダイナミック点灯用回路８ａとスタティック点灯用回路８ｂとを並列に接続して構成される。ダイナミック点灯用回路８ａは、トランジスタＤと抵抗Ｒｄを直列に接続して構成され、スタティック点灯用回路８ｂは、トランジスタＳと抵抗Ｒｓを直列に接続して構成される。抵抗Ｒｓは抵抗Ｒｄよりも抵抗値を大きく設定され、トランジスタＤ及びトランジスタＳは、ボディＥＣＵ５の駆動手段５ａのＰＷＭ制御によりオンオフが制御される。

加速状態及び減速状態においては、スタティック点灯用回路８ｂのトランジスタＳは、ボディＥＣＵ５の駆動手段５ａにより常時オフされ、ダイナミック点灯用回路８ａのトランジスタＤは、ボディＥＣＵ５の駆動手段５ａによるＰＷＭ制御により、発電電圧Ｖｒｅｇに基づいてオルタＥＣＵ４の制御手段４ａが決定したデューティ比でオンオフされ、ＬＥＤ７は発電電圧Ｖｒｅｇに基づいたデューティ比で駆動される。

このデューティ比はオルタＥＣＵ４の制御手段４ａにより、図３に示すようなマップを用いて演算される。すなわち、発電電圧Ｖｒｅｇが大きくなるほどデューティ比が小さくなるようにデューティ比は演算される。

さらに、オルタＥＣＵ４の制御手段４ａは、図４に示した、発電電圧Ｖｒｅｇの変化量ΔＶと応答時定数のマップを用いて、変化量ΔＶに基づく応答時定数を決定する。ボディＥＣＵ５の駆動手段５ａは、決定されたデューティ比を用いて、決定した応答時定数だけ遅延させて、ダイナミック点灯用回路８ａを駆動する。

加速状態及び減速状態以外においては、ダイナミック点灯用回路８ａのトランジスタＤは、ボディＥＣＵ５の駆動手段５ａにより常時オフされ、スタティック点灯用回路８ｂのトランジスタＳは、加速状態及び減速状態以外において、ボディＥＣＵ５の駆動手段５ａにより常時オンされ、ＬＥＤ７には規定一定電圧ＶＣが印加される。

以下本実施例の車両用灯具制御装置１の制御内容を、フローチャートを用いて説明する。図５は、本実施例の車両用灯具制御装置１のマップを作成するための制御内容を示すフローチャートである。

Ｓ１において、オルタＥＣＵ４の制御手段４ａはＡＢＳ６からＣＡＮを介して車速を検出し、Ｓ２において、制御手段４ａは車速の微分値から加速度を算出する。

さらに、Ｓ３において、オルタＥＣＵ４の制御手段４ａは加速度から車両が加速状態又は減速状態のいずれかにあるかどうかを判定し、加速状態又は減速状態のいずれかの状態にある場合には、Ｓ４にすすんで充電制御を実行し、加速状態又は減速状態のいずれかの状態にない場合にはＳ１０にすすんで通常制御すなわち規定一定電圧モードを実行する。

Ｓ５において、オルタＥＣＵ４の制御手段４ａは、加速状態か減速状態かにより発電電圧Ｖｒｅｇの指令値を決定、すなわち、加速状態であれば発電電圧Ｖｒｅｇの指令値をオルタネータ３の定格の発電電圧の最小値ＶＭＩＮとし、減速状態であれば発電電圧Ｖｒｅｇの指令値をオルタネータ３の定格の発電電圧の最大値ＶＭＡＸとする。

Ｓ６において、オルタＥＣＵ４の制御手段４ａは、図３に示した、発電電圧Ｖｒｅｇとデューティ比のマップを用いて、発電電圧Ｖｒｅｇの指令値に基づいたデューティ比を決定し、Ｓ７において、オルタＥＣＵ４の制御手段４ａは、発電電圧Ｖｒｅｇの指令値と現在の出力値の変化量ΔＶを算出する。

さらにＳ８において、オルタＥＣＵ４の制御手段４ａは、図４に示した、発電電圧Ｖｒｅｇの変化量ΔＶと応答時定数のマップを用いて、変化量ΔＶに基づく応答時定数を決定し、Ｓ９において、オルタＥＣＵ４の制御手段４ａは、Ｓ６において決定したデューティ比を用いて、Ｓ８において決定した応答時定数だけ遅延させて、ダイナミック点灯用回路８ａをボディＥＣＵ５の駆動手段５ａを介して制御する。

Ｓ１０の通常制御にすすんだ場合には、Ｓ１１において、オルタＥＣＵ４の制御手段４ａは、発電電圧Ｖｒｅｇの指令値を規定一定電圧ＶＣとするように、スタティック点灯用回路８ｂをボディＥＣＵ５の駆動手段５ａを介して制御する。

以上のような制御により、例えば車両が最初時間Ｔ１から時間Ｔ２において一定速度で走行し、その後時間Ｔ２から時間Ｔ３において加速と減速を繰り返し、再び時間Ｔ３以降一定速度で走行したような場合に、ＬＥＤ７の電流は以下のようになる。図６は、本発明に係わる車両用灯具制御装置１の制御結果を示すタイムチャートである。

時間Ｔ１から時間Ｔ２まではスタティック点灯用回路８ｂが駆動され、規定一定電圧ＶＣが印加されたＬＥＤ７には、規定一定電圧を抵抗Ｒｓで除した一定の電流が流れる。その後時間Ｔ２以降において、ダイナミック点灯用回路８ａが駆動され、加速状態において発電電圧ＶｒｅｇがＶＭＩＮである場合には破線で示すようにデューティ比を大きく、減速状態において発電電圧ＶｒｅｇがＶＭＡＸである場合には実線で示すようにデューティ比を小さく制御される。

すなわち、時間Ｔ２から時間Ｔ３までは発電電圧Ｖｒｅｇが変動する電圧変動モードとなり、時間Ｔ１から時間Ｔ２、時間Ｔ３以降は発電電圧Ｖｒｅｇが一定となる規定一定電圧モードとなる。

時間Ｔ３以降においては、スタティック点灯用回路８ｂが駆動され、規定一定電圧ＶＣが印加されたＬＥＤ７には抵抗Ｒｓに基づいて一定の電流が流れる。なお、図６中、Ｓ回路とはスタティック点灯用回路８ｂを示し、Ｄ回路とはダイナミック点灯用回路８ａを示す。

以上述べた本実施例の車両用灯具制御装置１によれば以下のような作用効果を得ることができる。

すなわち、オルタＥＣＵ４の制御手段４ａが、加速状態においてオルタネータ３の発電電圧Ｖｒｅｇを、オルタネータ３の定格の発電電圧の最小値ＶＭＩＮに制御し、減速状態において、オルタネータ３の発電電圧を、オルタネータ３の定格の発電電圧の最大値ＶＭＡＸに制御して、エンジンの燃費を向上させる充電制御を行う場合以外において、ＬＥＤ７を最も大きいデューティ比つまりは１でボディＥＣＵ５の駆動手段５ａが駆動するよう制御して、ＬＥＤ７の耐久性低下や寿命低下を抑制することができる。

加えて、オルタＥＣＵ４の制御手段４ａが発電電圧Ｖｒｅｇに基づいたデューティ比を決定して、このデューティ比にてＬＥＤ７が、ボディＥＣＵ５の駆動手段５ａにより駆動されるので、発電電圧Ｖｒｅｇの変化にかかわらずＬＥＤ７の明るさの変化を抑制することができ、車両の商品性が損なわれることを防止することができる。

さらに、ボディＥＣＵ５の駆動手段５ａが、発電電圧Ｖｒｅｇの変化量ΔＶに基づいた応答時定数だけ遅延させてＬＥＤ７を駆動することにより、発電電圧Ｖｒｅｇの変化に伴ってデューティ比を変化させるにあたり、発電電圧Ｖｒｅｇの指令値と出力値には変化量ΔＶに比例した時間差が生じて、発電電圧Ｖｒｅｇの変化とデューティ比の変化のタイミングがずれて、ＬＥＤ７の明るさの変化が生じるところを、この発電電圧Ｖｒｅｇの変化量ΔＶに基づいた応答時定数だけ遅延させてボディＥＣＵ５の駆動手段５ａがＬＥＤ７を駆動することにより、発電電圧Ｖｒｅｇの出力値のタイミングに合わせてデューティ比を制御することができ、ＬＥＤ７の明るさの変化を抑制することができる。

以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。

例えば、図７に示すように、車両用灯具制御装置２１が、車両外部の照度を測定する照度センサ２２を備えて、測定した照度に基づいて、オルタＥＣＵ４の制御手段４ａの制御が、図８に示すような発電電圧Ｖｒｅｇとデューティ比のマップを選択し、選択したマップを用いて発電電圧Ｖｒｅｇに基づくデューティ比を決定することもできる。

これによれば、上述した実施例により得られる作用効果に加えて、車両外部の太陽光等の照度の違いを反映させて、ＬＥＤ７を駆動するデューティ比を変更することができる。

また、上述した実施例においては、ＬＥＤ７を駆動する駆動回路８を、ボディＥＣＵ５の駆動手段５ａにより駆動したが、オルタＥＣＵ４により直接的に駆動する構成としても良い。また、オルタＥＣＵ４の制御手段４ａが車速を取得するにあたっては、ＡＢＳ６から取得することに限られず、その他の車載機器、例えばメータＥＣＵ等から取得する構成としても良い。

さらに、上述した実施例においては、オルタＥＣＵ４の制御手段４ａが図３に示すようなマップを備えて、発電電圧Ｖｒｅｇに基づいてデューティ比を決定しているが、ボディＥＣＵ５の駆動手段５ａが図３に示すようなマップを備え、ＣＡＮによりオルタＥＣＵ４の制御手段４ａから発電電圧Ｖｒｅｇを取得して、デューティ比を決定する構成としても良い。

同様に、上述した実施例においては、オルタＥＣＵ４の制御手段４ａが図４に示すようなマップを備えて、発電電圧Ｖｒｅｇの変化量ΔＶから応答時定数を決定しているが、ボディＥＣＵ５の駆動手段５ａが図４に示すようなマップを備えて、ＣＡＮによりオルタＥＣＵ４の制御手段４ａから発電電圧Ｖｒｅｇの変化量ΔＶを取得して、変化量ΔＶに基づく応答時定数を決定する構成としても良い。

また、上述した充電制御は、Ｐｂバッテリ２の充電率が低すぎる場合や、大容量の電力を消費する負荷が動作した場合には禁止されて、規定一定電圧モードに移行される。上述した実施例の図５に示したフローチャートにおいてはこの場合の制御を省略しているが、この場合には、オルタＥＣＵ４の制御手段４ａが、充電率検出手段４ｂの検出した充電率や負荷動作を検出して、充電制御から規定一定電圧モードへの移行を検出して分岐する判断要素を設ければよい。

本発明は、自動車に適用される車両用灯具制御装置に関するものであり、比較的軽微な装置の追加および制御内容の変更により、灯具の明るさの変化を抑制することができるので、乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用可能なものである。

本発明に係わる車両用灯具制御装置の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係わる車両用灯具制御装置の一実施形態の一部を示す模式図である。 本発明に係わる車両用灯具制御装置の一実施形態に用いるマップを示す模式図である。 本発明に係わる車両用灯具制御装置の一実施形態に用いるマップを示す模式図である。 本発明に係わる車両用灯具制御装置の一実施形態の制御内容を示すフローチャートである。 本発明に係わる車両用灯具制御装置の一実施形態の制御結果を示すタイムチャートである。 本発明に係わる車両用灯具制御装置の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係わる車両用灯具制御装置の一実施形態に用いるマップを示す模式図である。

符号の説明

１ 車両用灯具制御装置
２ Ｐｂバッテリ
３ オルタネータ
４ オルタＥＣＵ
４ａ 制御手段
４ｂ 充電量検出手段
５ ボディＥＣＵ
５ａ 駆動手段
６ ＡＢＳ
７ ＬＥＤ
８ 駆動回路
９ 電流センサ
１０ 三相電機子コイル
１１ 三相全波整流器
１２ 界磁コイル
１３ トランジスタ
１４ フライホイールダイオード
Ｄ トランジスタ
Ｓ トランジスタ
Ｒｄ 抵抗
Ｒｓ 抵抗
２１ 車両用灯具制御装置
２２ 照度センサ

Claims (3)

1. 負荷に電力を供給する電源と、エンジンにより駆動されて前記負荷および前記電源に電力を供給する発電機と、前記発電機の発電電圧を、加速状態においては前記発電機の第一の所定値に制御し、減速状態においては前記発電機の第二の所定値に制御する制御手段と、灯具を前記発電電圧に基づいたデューティ比で駆動する駆動手段を備えることを特徴とする車両用灯具制御装置。
2. 前記加速状態又は減速状態以外である場合に、前記駆動手段が前記灯具を最も大きいデューティ比で駆動することを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具制御装置。
3. 前記駆動手段が、前記発電電圧の変化量に基づいた応答時定数だけ遅延させて灯具を駆動することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用灯具制御装置。

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