JP2010092602A

JP2010092602A - 発光制御装置

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Publication number: JP2010092602A
Application number: JP2008258352A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Murakami; 健太郎村上; Masayasu Ito; 昌康伊藤
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-10-03
Filing date: 2008-10-03
Publication date: 2010-04-22
Also published as: EP2173142A1

Abstract

【課題】配線内部抵抗における電力損失の増大を抑制すると共に配線回路内に発生するノイズを減少させることである。
【解決手段】発光制御装置１は、ＬＥＤ１３−１〜１３−３と、それぞれオンオフを同一の周期で繰り返すことによりＬＥＤ１３−１〜１３−３を調光制御するスイッチ素子ＳＷ１−１〜ＳＷ１−３と各スイッチ素子ＳＷ１−１〜ＳＷ１−３のオンオフを制御する制御部５とを含む制御ユニット２とを備える。制御部５は少なくとも一つの前記ＬＥＤのオン期間の少なくとも一部が他のＬＥＤのオフ期間の少なくとも一部と重なるように各スイッチ素子にそれぞれオンオフ信号を送出する複数のタイマーを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光制御装置に関し、半導体光源と該半導体光源を調光制御する制御ユニットとを備えた発光制御装置に関する。

一般に、発光制御装置は、それぞれ半導体光源を有する複数の光源ユニットと、複数の光源ユニットにそれぞれ給電線を介して接続されている制御ユニットとを備えて構成されている。

制御ユニットは、オンオフを同一の周期で繰り返して前記各半導体光源を調光制御する複数のスイッチ素子（スイッチ手段）と各スイッチ素子のオンオフを制御する制御部とを有する（例えば、特許文献１参照）。

制御部は各スイッチ素子にそれぞれタイマー出力としてのオンオフ信号を送出する複数のタイマー（調光部）を有する。各タイマーは同時にカウントスタートしてカウントアップを開始し各オンオフ信号を各スイッチ素子にそれぞれ送出する。例えば、カウントスタート時においてオンオフ信号がハイレベルである場合には、カウントがアップされてカウント値が第１のカウント値に一致するとオンオフ信号がローレベルとなり、さらにカウントがアップされてカウント値が第２のカウント値に一致するとオンオフ信号がハイレベルとなる。

各タイマーから送出されるオンオフ信号のオンデューティの割合は制御部によって決定される。

特開２００６−７３４００号公報

ところで、上記した従来技術では、各スイッチ素子に送出される各オンオフ信号の全てのオン期間が同一時間において重なっているので、各スイッチ素子の前段に流れる電流が増大し発光制御装置内の配線内部抵抗における電力損失が増大してしまう。また、各スイッチ素子の前段に流れる電流の増大によって配線回路内にノイズが発生してしまう。

そこで、本発明は配線内部抵抗における電力損失の増大を抑制すると共に配線回路内に発生するノイズを減少させることを課題とする。

本発明の一態様による発光制御装置は、複数の半導体光源と、それぞれ前記複数の半導体光源に直列接続されオンオフを同一の周期で繰り返すことにより前記複数の半導体光源を調光制御する複数のスイッチ手段と前記複数のスイッチ手段のオンオフを制御する制御部とを含む制御ユニットとを備え、前記制御部は少なくとも一つの前記半導体光源のオン期間の少なくとも一部が他の前記半導体光源のオフ期間の少なくとも一部と重なるように前記複数のスイッチ手段にそれぞれオンオフ信号を送出する複数の調光部を有するようにしたものである。

従って、少なくとも一つの半導体光源のオン期間の少なくとも一部が他の半導体光源のオフ期間の少なくとも一部と重なるように各調光部から各スイッチ手段にそれぞれオンオフ信号が送出される。

本発明発光制御装置は、複数の半導体光源と、それぞれ前記複数の半導体光源に直列接続されオンオフを同一の周期で繰り返すことにより前記複数の半導体光源を調光制御する複数のスイッチ手段と前記複数のスイッチ手段のオンオフを制御する制御部とを含む制御ユニットとを備え、前記制御部は少なくとも一つの前記半導体光源のオン期間の少なくとも一部が他の前記半導体光源のオフ期間の少なくとも一部と重なるように前記複数のスイッチ手段にそれぞれオンオフ信号を送出する複数の調光部を有することを特徴とする。

従って、少なくとも二つの半導体光源を調光制御する各調光部のオン期間の少なくとも一部が他の前記半導体光源のオフ期間の少なくとも一部と重なるので、各スイッチ手段の前段に流れる電流の増加を抑制できる。このため、配線内部抵抗における電力損失の増大を抑制することができると共に配線回路内に発生するノイズを減少させることができる。

請求項２に記載した発明にあっては、全ての半導体光源を調光制御する各調光部のオン期間が重なることがないので、各スイッチ手段の前段に流れる電流の増加を確実に抑制できる。このため、配線内部抵抗における電力損失の増大を確実に抑制することができると共に配線回路内に発生するノイズを確実に減少させることができる。

請求項３に記載した発明にあっては、少なくとも二つの前記半導体光源のオン期間の一部が重なり、前記各調光部が前記オン期間の重なる時間を前記オン期間より短い時間とするように前記オンオフ信号を送出しているので、少なくとも二つの半導体光源を調光制御する各調光部のオン期間が重なる部分の時間を短くすることができる。従って、各スイッチ手段の前段に流れる電流の増加を抑制することができ、配線内部抵抗における電力損失の増大を抑制することができると共に配線回路内に発生するノイズを減少させることができる。

請求項４に記載した発明にあっては、前記各調光部が、一つの前記スイッチ手段がオフ動作すると同時に他の前記スイッチ手段がオン動作するように前記オンオフ信号を送出するので、少なくとも二つの半導体光源を調光制御する各調光部のオン期間を重ねることなくオン期間が重なる部分の時間を短くすることができる。従って、各スイッチ手段の前段に流れる電流の増加を抑制することができ、配線内部抵抗における電力損失の増大を抑制することができると共に配線回路内に発生するノイズを減少させることができる。

請求項５に記載した発明にあっては、前記各調光部はそれぞれカウンタ値が所定の設定値に一致したときに逆位相でオンオフ信号を出力するタイマーであり、前記制御部が、一つの前記タイマーが前記オン信号の送出開始と同時にカウントを開始し、カウント値が前記所定の設定値に一致したときに他の前記タイマーのオン信号を送出するように前記各タイマーを制御している。従って、タイマーカウントがスタートしカウントアップしてカウント値が前記設定値と一致したときにタイマー出力の位相（オン／オフ）を反転させることができる。このため、配線内部抵抗における電力損失の増大を確実に抑制することができると共に配線回路内に発生するノイズを確実に減少させることができる。

以下に、本発明の実施の形態に係る車両用灯具の発光制御装置について説明する。図１は本発明の実施の形態に係る車両用灯具の発光制御装置の構成を示した図である。図２は発光制御装置のタイマー（調光部）の動作を説明するための図である。図３は発光制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。図４はタイマー出力の第１の例を示したタイミングチャートである。

車両用灯具の発光制御装置１は、図１に示すように、制御ユニット２と、複数、例えば、三つの光源ユニット３−１〜３−３を備えている。制御ユニット２は給電線Ｓ１−１〜Ｓ１−３を介して光源ユニット３−１〜３−３に接続されている。制御ユニット２は、入力回路４と、制御部５と、それぞれ光源ユニット３−１〜３−３を点消灯制御するスイッチ手段としてのスイッチ素子ＳＷ１−１〜ＳＷ１−３とを備えている。

入力回路４はノイズフィルタとダンプサージなどのサージ保護素子（サージアブソーバ・パワーツェナー）を備えている。

スイッチ素子ＳＷ１−１〜ＳＷ１−３としては、例えば、ＭＯＳトランジスタ、バイポーラトランジスタが用いられている。

光源ユニット３−１〜３−３は、それぞれスイッチングレギュレータ１０−１〜１０−３、制御回路１１−１〜１１−３、共振回路（ノイズフィルタ）１２−１〜１２−３及び半導体光源としてのＬＥＤ１３−１〜１３−３を備えている。共振回路１２−１〜１２−３はそれぞれコイル及びコンデンサを備えている。

制御部５は調光部としてのタイマー（図示せず）とＣＰＵ（Central Processing Unit）（図示せず）を有している。

以下に、本発明の実施の形態に係る発光制御装置１の動作について説明する。

ＬＥＤ１３−１〜１３−３の調光（減光）はＬＥＤ１３−１〜１３−３を高速で点滅させることにより行われる。ＬＥＤ１３−１〜１３−３の点滅は、高速（数百Ｈｚ〜数ｋＨｚ）でスイッチ素子ＳＷ１−１〜ＳＷ１−３をオンオフさせ、スイッチングレギュレータ１０−１〜１０−３ヘの給電と給電停止（スイッチングレギュレータの起動/停止）が繰り返されることにより行われる。ＬＥＤ１３−１〜１３−３のこのような調光として、例えば、コンペアマッチタイマーを用いたＰＷＭ調光が知られている。コンペアマッチタイマーを用いたパルス制御又はＰＷＭ制御は一般にコンペアマッチさせたい設定値を二つ設けることによって行われる。また、一つのタイマーを動作させた後に他のタイマーを割り込ませて動作させることもできる。

コンペアマッチタイマーは、図２に示すように、コンペアマッチ（一致）させたい所定の第１の設定値（１）を設定した場合に、タイマーカウントがスタートしカウントアップしてカウント値が前記第１の設定値（１）とコンペアマッチしたときにタイマー出力の位相（オン／オフ）を反転させることができる。図２の例ではタイマー出力の初期位相がハイレベルに設定されているので、コンペアマッチしたときはタイマー出力がハイレベルからローレベルに変わる。尚、上記した設定値は、例えば、１６ビット仕様の場合には００００ｈからＦＦＦＦｈ（１〜６５５３５）までの任意の値に設定することができる。

コンペアマッチさせたい所定の第２の設定値（２）をさらに設定した場合には、カウントアップしてカウント値が前記第２の設定値（２）とコンペアマッチしたときにカウンタをクリアしてコンペアマッチ直前のタイマー出力の位相（オン／オフ）を反転させることができる。図２の例ではコンペアマッチしたときはタイマー出力がローレベルからハイレベルに変わる。

スイッチ素子ＳＷ１−１〜ＳＷ１−３のオンオフはそれぞれＣＰＵ及びタイマーによって制御される。図２の例ではタイマー出力がハイのときスイッチ素子ＳＷ１−１〜ＳＷ１−３がオンとなり、タイマー出力がローのときスイッチ素子ＳＷ１−１〜ＳＷ１−３がオフとなる。

以下に、ＣＰＵに三つのタイマーＡ、Ｂ、Ｃが設けられた場合における発光制御装置１の調光制御の第１の例について図３及び図４を参照して説明する。第１の例は各タイマー出力のオンデューティが同じであり三つのタイマーＡ、Ｂ、Ｃの一つの周期Ｔにおけるオン期間が全て重ならない場合の例である。

ＣＰＵによってコンペアマッチ（一致）させる所定の第１の設定値（１）及び第２の設定値（２）が予め設定されている。タイマーＡの初期位相はハイレベルに設定されている。

タイマーＡがスタートすると（ステップＳ１０１）、タイマーＡがカウントアップする（ステップＳ１０２）。

次に、タイマーＡのカウント値が第１の設定値（１）とコンペアマッチしたか否かが判定される（ステップＳ１０３）。タイマーＡのカウント値が第１の設定値（１）とコンペアマッチした場合にはタイマーＡの出力はハイレベル（オン）からローレベル（オフ）となる（図４参照）。タイマーＡのカウント値が第１の設定値（１）とコンペアマッチしない場合にはステップＳ１０２の処理に戻る。

タイマーＡのカウント値が第１の設定値（１）とコンペアマッチすると同時にタイマーＢの割り込み処理がＣＰＵによって行われ（ステップＳ１０４）、タイマーＢがカウントアップする（ステップＳ１０５）。

次いで、タイマーＢのカウント値が第１の設定値（１）とコンペアマッチしたか否かが判定される（ステップＳ１０６）。タイマーＢのカウント値が第１の設定値（１）とコンペアマッチした場合にタイマーＢの出力はハイレベルからローレベルとなる（図４参照）。タイマーＢのカウント値が第１の設定値（１）とコンペアマッチしない場合にはステップＳ１０５の処理に戻る。

次いで、タイマーＢのカウント値が第１の設定値（１）とコンペアマッチすると同時にタイマーＣの割り込み処理が行われる（ステップＳ１０７）。

その後タイマーＡのカウント値が第２の設定値（２）とコンペアマッチしたときにカウントがクリアされタイマーＡの出力はローレベルからハイレベルとなる（図４参照）。図４のＴはタイマーＡのカウントがスタートしてからクリアされるまでの時間であり、この時間が１周期となる。タイマーＡ、Ｂ、Ｃのオンオフ動作は同一の周期Ｔで繰り返される。

上記した第１の例による調光制御によれば各タイマーＡ、Ｂ、Ｃのオン期間が重なることがないので、各スイッチ素子ＳＷ１−１〜ＳＷ１−３の前段に流れる電流の増加を抑制することができる。従って、配線内部抵抗における電力損失の増大を抑制すると共に配線回路内に発生するノイズを減少させることができる。

以下に、調光制御の第２の例について図３及び図５を参照して説明する。図５はタイマー出力の第２の例を示したタイミングチャートである。第２の例はタイマー出力Ａ、Ｂ、Ｃのオンデューティが異なっており（例えば、タイマーＡは８０％、タイマーＡは５０％、タイマーＣは１０％）、二つのタイマーＡ、Ｂの一つの周期Ｔにおける一部のオン期間が重なるが、タイマーＢとＣのオン期間は重ならない場合の例である。尚、オン期間の重なり部分は図５でハッチングされている部分である。

第２の例においても、上記した第１の例と同様にステップＳ１０１〜ステップＳ１０７の処理が行われる。

第２の例においては、タイマーＡの出力がハイレベルからローレベルに変わると同時にタイマーＢの出力がローレベルからハイレベルに変わる。また、タイマーＢの出力がハイレベルからローレベルに変わると同時にタイマーＣの出力がローレベルからハイレベルに変わる。

従って、タイマーＡ、Ｂのオン期間が重なる場合にもタイマーＡの出力がハイレベルからローレベルに変わると同時にタイマーＢの出力がローレベルからハイレベルに変わるので、上記した処理が施されるとタイマーＢ、Ｃのオン期間を重ねることなくタイマーＡ、Ｂのオン期間の重なる時間を短くすることができる。

以下に、調光制御の第３の例について図３及び図６を参照して説明する。図６はタイマー出力の第３の例を示したタイミングチャートである。第３の例はタイマーＡ、Ｂ、Ｃの出力のオンデューティが同じであり、タイマーＡ、Ｂ、Ｃの一つの周期Ｔにおける各一部のオン期間が重なる場合の例である。尚、オン期間の重なり部分は図６でハッチングされている部分である。

第３の例においても、上記した第１の例と同様にステップＳ１０１〜ステップＳ１０７の処理が行われる。

第３の例においては、タイマーＡの出力がハイレベルからローレベルに変わると同時にタイマーＢの出力がローレベルからハイレベルに変わる。また、タイマーＢの出力がハイレベルからローレベルに変わると同時にタイマーＣの出力がローレベルからハイレベルに変わる。

従って、タイマーＡ、Ｂ、Ｃのオン期間が重なる場合においてもタイマーＡの出力がハイレベルからローレベルに変わると同時にタイマーＢの出力がローレベルからハイレベルに変わり、タイマーＢの出力がハイレベルからローレベルに変わると同時にタイマーＣの出力がローレベルからハイレベルに変わるので、上記した処理が施されると全てのタイマーＡ、Ｂ、Ｃのオン期間が重なる部分の時間を短くすることができる。

尚、上記実施の形態では半導体光源（ＬＥＤ）が三つ設けられた場合について説明したが、半導体光源の数は三つに限られることなく、複数であれば任意の数を設けることができる。

上記した実施の形態は、本発明を好適に実施した形態の一例に過ぎず、本発明は、その主旨を逸脱しない限り、種々変形して実施することが可能なものである。

本発明の実施の形態に係る車両用灯具の発光制御装置の構成を示した図である。発光制御装置のタイマーの動作を説明するための図である。発光制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。タイマー出力の第１の例を示したタイミングチャートである。タイマー出力の第２の例を示したタイミングチャートである。タイマー出力の第３の例を示したタイミングチャートである。

符号の説明

１…発光制御装置、２…制御ユニット、５…制御部（ＣＰＵ、タイマー含む）、１３−１〜１３−３…ＬＥＤ

Claims

複数の半導体光源と、
それぞれ前記複数の半導体光源に直列接続されオンオフを同一の周期で繰り返すことにより前記複数の半導体光源を調光制御する複数のスイッチ手段と前記複数のスイッチ手段のオンオフを制御する制御部とを含む制御ユニットとを備え、
前記制御部は少なくとも一つの前記半導体光源のオン期間の少なくとも一部が他の前記半導体光源のオフ期間の少なくとも一部と重なるように前記複数のスイッチ手段にそれぞれオンオフ信号を送出する複数の調光部を有する
ことを特徴とする発光制御装置。
前記各半導体光源のオン期間が重ならない
ことを特徴とする請求項１に記載の発光制御装置。
少なくとも二つの前記半導体光源のオン期間の一部が重なり、
前記各調光部は前記オン期間の重なる時間を前記オン期間より短い時間とするように前記オンオフ信号を送出する
ことを特徴とする請求項１に記載の発光制御装置。
前記各調光部は一つの前記スイッチ手段がオフ動作すると同時に他の前記スイッチ手段がオン動作するように前記オンオフ信号を送出する
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の発光制御装置。
前記各調光部はそれぞれカウンタ値が所定の設定値に一致したときに逆位相でオンオフ信号を出力するタイマーであり、
前記制御部は、一つの前記タイマーが前記オン信号の送出開始と同時にカウントを開始し、カウント値が前記所定の設定値に一致したときに他の前記タイマーのオン信号を送出するように前記各タイマーを制御する
ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載の発光制御装置。