JP5405202B2 - ランプ駆動装置およびランプの断線検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、四輪車や二輪車の車両に搭載される方向指示器に用いられるランプ駆動装置およびランプの断線検出方法に関する。

従来の方向指示器に用いられるランプ駆動装置は、点滅周波数を生成する発振回路と、ランプの断線を検出する電流検出回路と、ランプに電流を流す駆動回路（スイッチング素子・リレー）とより構成される。この従来の装置の概要について、図９を用いて、説明する。

図中１０１〜１０６が電源回路Ａ、１０７〜１１４が発振回路Ｂ、１１５〜１２６が検出回路Ｄ、１２７〜１２９が反転回路Ｃ、１３２が第１の半導体スイッチ、１３３が第２の半導体スイッチ、１３４がバッテリーＥ、１３５、１３６が指示灯、１３７がＳＷである。

先ず、スイッチ１３７が閉じ指示灯１３５、１３６が接続されると、指示灯１３５、１３６を介してダイオード１０１、１０２及びコンデンサ１０３、バッテリー１３４により、コンデンサ１０３が充電されツェナーダイオード１０６で定まる電源までコンデンサ１０５が充電され、電源が立ち上がる。

スイッチ１３７が閉じた瞬間は、コンデンサ１１２には、電荷が蓄積されていないので増幅器１１４のマイナス入力は、プラス入力に対して高電位となり増幅器１１４の出力はＬ０電位となる。そして、コンデンサ１１２と抵抗１１３で定まる時定数で、コンデンサ１１２が充電され、増幅器１１４のマイナス入力の電位が、抵抗１０７と抵抗１０８、１１０で定まる電位（増幅器１４のプラス入力）より低くなると増幅器１１４の出力が反転し、Ｈｉ出力となる。

すると、コンデンサ１１２と抵抗１１３で定まる時定数でコンデンサ１１２が放電され、増幅器１１４のマイナス入力の電位が抵抗１０７、１０９、１１０、ダイオ−ド１１１と抵抗１０８で定まる電位（増幅器１１４のプラス入力）より高くなると、増幅器１１４の出力が反転しＬ０出力となる。以上の作動を繰り返し発振回路Ｂが作動する。そして、その発振波形を抵抗１３１を介し電界効果トランジスタ（以下ＦＥＴ）１３２のゲ−トに入力し、（増幅器１１４の出力）ＦＥＴ１３２がオン・オフを繰り返し、指示灯１３６が点滅する。

また、増幅器１１４の出力がＬ０の電位の時抵抗１２７、１２８に電流が流れトランジスタ１２９が導通しトランジスタ１２９のコレクタはＨｉ電位となる。すなわち、増幅器１１４の出力が反転される。逆に、増幅器１１４の出力がＨｉ電位の時トランジスタ１２９は不導通となり、トランジスタ１２９のコレクタは、Ｌ０電位となる。これが、反転回路Ｃの動作である。

次に、指示灯１３６の一灯１３６ａが断線されると、ＦＥＴ１３２に流れる負荷電流が約半分になりＦＥＴ１３２で生ずる電圧降下も半分になる。その電圧の変化をダイオ−ド１２５、１２６及び抵抗１２４を介して検出用増幅器１２０のマイナス入力に入力する。ここで、定常時のＦＥＴ１３２で生ずる電圧降下をＥ１とし、断線時にＦＥＴ１３２で生ずる電圧降下をＥ２とし、抵抗１３０、１２２で分割する電圧をＥ３として、その電圧Ｅ３が以下なる条件になる様に設定する。
Ｅ１＜Ｅ３＜Ｅ２………………………（１）

この設定によれば、検出用増幅器１２０の出力が定常時Ｈｉ電位、断線時Ｌ０電位とすることができる。したがって、断線時は増幅器１２０の出力が、Ｌ０電圧であるから抵抗１１９を介してトランジスタ１１８のベース電流が流れ、トランジスタ１１８が導通して前記発振回路内の時定数がコンデンサ１１２と抵抗１１３及びダイオ−ド１１６、抵抗１１７、１１５で定まる時定数に変化し、つまり発振時定数が変化し、指示灯１３５、１３６の点滅周期が変わり、１灯断線したことを警報する。指示灯１３５の一灯が断線した時も同様でＦＥＴ１３３の電圧降下の変化をダイオ−ド１２５及び抵抗１２３、１２４を介して検出用増幅器１２０のマイナス入力に入力してやればよい。

特開平５−９６９９０号公報

上述のように、方向指示器には、コンデンサの充放電を利用したもの、アナログ回路で制御させるもの、マイコンを用いて制御させるもの等があり、方向指示器には、ランプの断線を検出し、断線時には、ランプを倍速で点滅させる機能が要求されている。

しかしながら、従来の方向指示器では、前後配置された同じランプ２個を並列に接続する構成がほとんどであったが、近年、車体のデザイン性の観点から、複数のランプを組み合わせたものや消費電力の異なったランプを組み合わせたもの、ランプとＬＥＤを組み合わせたものが要求されている。そのことによって、従来のランプ断線検出では、２個のランプに流れる電流と１個のランプに流れる電流を判別していたものから、より細かい電流変化を検出し、断線を判別できることが求められている。具体的には、図７は、ランプ２個の場合を、図８は、ランプ３個の場合のバッテリー電圧とバルブ電流の関係を示した図であるが、ランプの数が多くなると、定常時の最小値と断線時の最大値との差（図中の矢印部分）が小さくなるため、これらの状態を判別するためには、高精度の測定手法が必要となることがわかる。

そこで、本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、電流検出の精度を向上させ、断線誤検出の防止を図ることができるランプ駆動装置およびランプの断線検出方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するために、以下の事項を提案している。

（１）本発明は、点滅周波数に応じて、ランプ群への出力を切り替えて、該ランプ群を駆動するとともに、ランプの断線を検出する電流検出手段を備えたランプ駆動装置において、前記ランプ駆動装置の出力側に設けられており、前記ランプ群への出力がオフのときに、電流を流して、その電流値を測定する電流値測定手段と、該測定した電流値に基づいて、前記電流検出手段の検出誤差を算出する算出手段と、該算出した誤差に基づいて、前記ランプ群への出力がオンのときに、前記電流検出手段の検出値を補正する補正手段と、を備えたことを特徴とするランプ駆動装置を提案している。

この発明によれば、ランプ駆動装置の出力側に設けられ、ランプ群への出力がオフのときに、電流を流して、その電流値を測定し、その測定した電流値に基づいて、電流検出手段の検出誤差を算出する。そして、その算出した誤差に基づいて、ランプ群への出力がオンのときに、電流検出手段の検出値を補正する。したがって、より精度の高い電流検出を実現することができる。

（２）本発明は、（１）のランプ駆動装置について、前記ランプ群が、消費電力の異なるランプを組み合わせて構成されていることを特徴とするランプ駆動装置を提案している。

この発明によれば、ランプ群が、消費電力の異なるランプを組み合わせて構成されている。つまり、従来の方法では、消費電力の異なるランプを組み合わせたランプ群の断線検出は困難であったが、本発明によれば、このような組み合わせのランプ群についても正確に断線検出を行うことができる。

（３）本発明は、（１）のランプ駆動装置について、前記ランプ群が、ランプとＬＥＤとを組み合わせて構成されていることを特徴とするランプ駆動装置を提案している。

この発明によれば、ランプ群が、ランプとＬＥＤとを組み合わせて構成されている。つまり、従来の方法では、ランプとＬＥＤとを組み合わせたランプ群の断線検出は困難であったが、本発明によれば、このような組み合わせのランプ群についても正確に断線検出を行うことができる。

（４）本発明は、点滅周波数に応じて、ランプ群への出力を切り替えて、該ランプ群を駆動するとともに、ランプの断線を検出する電流検出手段を備えたランプ駆動装置におけるランプの断線検出方法であって、前記ランプ群への出力がオフのときに、前記ランプ駆動装置の出力側に設けられた電流値測定手段に電流を流して、その電流値を測定する第１のステップと、該測定した電流値に基づいて、前記電流検出手段の検出誤差を算出する第２のステップと、該算出した誤差に基づいて、前記ランプ群への出力がオンのときに、前記電流検出手段の検出値を補正する第３のステップと、を備えたことを特徴とするランプの断線検出方法を提案している。

この発明によれば、前記ランプ駆動装置の出力側に設けられ、ランプ群への出力がオフのときに、電流を流して、その電流値を測定し、その測定した電流値に基づいて、電流検出手段の検出誤差を算出する。そして、その算出した誤差に基づいて、ランプ群への出力がオンのときに、電流検出手段の検出値を補正する。したがって、より精度の高い電流検出を実現することができる。

本発明によれば、ランプ群への出力がオフのときに、電流を流して、その電流値を測定し、その測定した電流値に基づいて、電流検出手段の検出誤差を算出する。そして、その算出した誤差に基づいて、ランプ群への出力がオンのときに、電流検出手段の検出値を補正するため、より精度の高い電流検出を実現することができるという効果がある。

また、電流検出の精度が向上することにより、ランプを複数組み合わせたものや消費電力の異なったランプを組み合わせたもの、ランプとＬＥＤとを組み合わせたものにおいても、ランプ断線の誤検出を防ぐことができるという効果がある。

本実施形態に係るランプ駆動装置の構成を示す図である。 本実施形態に係るランプ駆動装置の制御部の詳細な構成を示す図である。 本実施形態のメインルーチンを示す図である。 本実施形態の割り込み処理を示す図である。 本実施形態に係るウィンカーＳＷがオフのときの回路動作を示した図である。 本実施形態に係るウィンカーＳＷがオンのときの回路動作を示した図である。 ランプ２個の場合のバッテリー電圧とバルブ電流との関係を示す図である。 ランプ３個の場合のバッテリー電圧とバルブ電流との関係を示す図である。 従来例の構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、本実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

図１から図６を用いて、本件発明のランプ駆動装置に係る実施形態について説明する。

＜ランプ駆動装置の構成＞
本実施形態に係るランプ駆動装置は、図１に示すように、電源回路１と、バッテリー電圧検出回路２と、電流検出回路３と、出力回路４と、電流検出補正回路５と、ＳＷ検出回路６、７と、ランプ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆと、ウィンカーＳＷ９と、制御部１０と、バッテリー１１とから構成されている。

電源回路１は、バッテリー１１から供給される電圧と電流とにより、制御部１０の電源を生成する。バッテリー電圧検出回路２は、バッテリー１１の電圧をモニタし、制御部１０に出力する。

電流検出回路３は、車両に配置されたランプ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆに流れる電流値を検出し、これを電圧値に変換して、制御部１０に出力する。

出力回路４は、制御部１０の制御のもと出力される各動作モードに対応した電圧をランプ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆに供給する。なお、例えば、電圧をランプ８ａと８ｄ、ランプ８ｂと８ｅ、ランプ８ｃと８ｆとは対の関係にあり、後述するウィンカーＳＷ９の動作状態により、ランプが正常状態である場合には、それぞれ、制御部１０から同様の動作モードの電圧が出力される。

電流検出補正回路５は、例えば、抵抗とトランジスタとから構成され、ウィンカーＳＷ９がオフのときに、制御部１０がトランジスタのゲートに電圧を与えて、オンさせることにより、抵抗に電流を流し、この電流値を検出する。そして、この検出した電流値を電流検出回路３の補正値として、ウィンカーＳＷ９がオンのときに、電流検出回路３が検出した検出値を上記補正値により、補正する。なお、本実施形態においては、電流検出補正回路５を装置内部に設け、抵抗を用いて電流を測定する方法を例示したが、これに限らず、例えば、電流検出補正回路５を装置外部、つまり、負荷側に設け、外部負荷を利用して電流の測定を行ってもよい。

ＳＷ検出回路６、７は、それぞれランプ８ａ〜８ｃで構成されるランプ群、ランプ８ｄ〜８ｆで構成されるランプ群に接続され、接続点の電流値を検出する。制御部１０は、ＳＷ検出回路６、７の検出結果から、ウィンカーＳＷ９の動作状態を検出する。

ランプ８ａ〜８ｃは、例えば、車両のリア側に設けられた方向指示用のランプであり、ランプ８ｄ〜８ｆは、車両のフロント側に設けられた方向指示用のランプである。

これらのランプ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆは、動作モードに応じて、制御部１０から出力される信号に基づいて点灯する。

ウィンカーＳＷ９は、車両のユーザが道路を右折あるいは左折する場合に、操作するＳＷであり、制御部１０は、上記のように、ＳＷ検出回路６、７の検出結果から、ウィンカーＳＷ９の動作状態を検出する。

バッテリー１１は、車両に搭載された蓄電池である。このバッテリーは、寿命や車両の動作状態に応じて、その電圧値が変化する。制御部１０は、予め記憶された制御プログラムに従って、ランプ駆動装置全体を制御する。なお、詳細な構成や機能については、後述する。

＜制御部の構成＞
本実施形態に係るランプ駆動装置の制御部１０は、図２に示すように、右側ＳＷ入力部２１と、左側ＳＷ入力部２２と、バッテリー電圧入力部２３と、ランプ電流入力部２４と、断線検出閾値演算部２５と、電流検出回路補正部２６と、断線検出判定部２７と、動作モード判定部２８とから構成されている。

ここで、右側ＳＷ入力部２１は、例えば、ＳＷ検出回路６から出力される電流値の入力に相当し、左側ＳＷ入力部２２は、例えば、ＳＷ検出回路７から出力される電流値の入力に相当する。また、ランプ電流入力部２４は、例えば、ランプ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆの電流値を検出する電流検出回路３から出力される電流値の入力に相当する。さらに、バッテリー電圧入力部２３は、バッテリー電圧検出回路２が出力するバッテリー電圧の入力に相当する。

断線検出閾値演算部２５は、バッテリー電圧入力部２３に入力されたバッテリー電圧に基づいて、ランプの断線を検出するための閾値を演算する。具体的には、以下のような一次式に入力したバッテリー電圧を代入して、断線閾値電流Ｉｔｈを求める。
Ｉｔｈ＝Ａ・Ｖｂａｔ−Ｂ
ここで、Ｖｂａｔは、入力したバッテリー電圧である。

電流検出回路補正部２６は、電流検出補正回路５が検出した補正値に基づいて、電流検出回路３が検出した検出値の補正を行う。

断線検出判定部２７は、ランプ電流入力部２４から入力した電流値と、断線検出閾値演算部２５から入力した断線閾値電流Ｉｔｈとに基づいて、ランプの断線を検出する。

動作モード判定部２８は、右側ＳＷ入力部２１と左側ＳＷ入力部２２とから入力した電流値と、断線検出判定部２７から入力した断線検出結果に基づいて、右側点滅出力、右側倍速点滅出力、左側点滅出力、左側倍速点滅出力の４つの動作モードのうち、適切な動作モードを決定する。

＜ランプ駆動装置の処理＞
次に、図３および図４を用いて、ランプ駆動装置の処理をメインルーチンと割り込み処理とに分けて説明する。

＜メインルーチン＞
図３を用いて、ランプ駆動装置のメインルーチンについて説明する。

まず、制御部１０は、初期設定を実行する（ステップＳ１０１）。続いて、入力された値をＡ／Ｄ変換したデジタルデータを読み込む（ステップＳ１０２）。さらに、ＳＷ入力を読み込んで（ステップＳ１０３）、電流検出回路の補正が完了したか否かを判別する（ステップＳ１０４）。そして、電流検出回路の補正が完了したと判断した場合（ステップＳ１０４の「Ｙｅｓ」）には、補正用のトランジスタをオフして（ステップＳ１０５）、ウィンカー動作を判定し（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０２に戻り、以下、同様の動作を繰り返す。

一方、ステップＳ１０４において、電流検出回路の補正が完了していないと判断した場合（ステップＳ１０４の「Ｎｏ」）には、次に、ウィンカーＳＷがオンであるか否かを検出し（ステップＳ１０７）、ウィンカーＳＷがオンである場合（ステップＳ１０７の「Ｙｅｓ」）には、補正用のトランジスタをオフして（ステップＳ１０５）、ウィンカー動作を判定し（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０２に戻り、以下、同様の動作を繰り返す。

他方、ステップＳ１０７において、ウィンカーＳＷがオフである場合（ステップＳ１０７の「Ｎｏ」）には、補正用トランジスタがオンであるか否かを検出する（ステップＳ１０８）。ここで、補正用トランジスタがオンである場合（ステップＳ１０８の「Ｙｅｓ」）には、電流の読み込みが完了しているか否かを確認し（ステップＳ１０９）、電流の読み込みが完了している場合（ステップＳ１０９の「Ｙｅｓ」）には、電流補正回路の補正値を算出し（ステップＳ１１０）、電流補正回路の補正を完了させ（ステップＳ１１１）、ウィンカー動作を判定して（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０２に戻り、以下、同様の動作を繰り返す。なお、ステップＳ１０９で、電流の読み込みが完了していない場合（ステップＳ１０９の「Ｎｏ」）には、直ちに、ウィンカー動作を判定して（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０２に戻り、以下、同様の動作を繰り返す。

また、ステップＳ１０８において、補正用トランジスタがオフである場合（ステップＳ１０８の「Ｎｏ」）には、補正用トランジスタをオンさせて（ステップＳ１１２）、ウィンカー動作を判定し（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０２に戻り、以下、同様の動作を繰り返す。

＜割り込み処理＞
次に、図４を用いて、ランプ駆動装置の割り込み処理について説明する。

まず、ランプ出力を行い（ステップＳ２０１）、点灯用カウンタを「１」だけカウントアップする（ステップＳ２０２）。そして、断線検出演算を実行し（ステップＳ２０３）、断線検出を実行する（ステップＳ２０４）。

次に、動作モードがハザードであるか否かを検出し（ステップＳ２０５）、ハザードであれば（ステップＳ２０５の「Ｙｅｓ」）、ハザード動作を実行させる（ステップＳ２０６）。

一方、ステップＳ２０５で、動作モードがハザードでないことを検出した場合（ステップＳ２０５の「Ｎｏ」）には、右側ランプの点滅状態であるか否かを検出し（ステップＳ２０７）、右側ランプの点滅状態である場合（ステップＳ２０７の「Ｙｅｓ」）には、続いて、断線かどうかを判別する（ステップＳ２０８）。このとき、断線であれば（ステップＳ２０８の「Ｙｅｓ」）、右側倍速点滅モードに移行する（ステップＳ２０９）。一方で、断線でなければ（ステップＳ２０８の「Ｎｏ」）、右側通常モードに移行する（ステップＳ２１０）。

また、右側ランプの点滅状態でない場合（ステップＳ２０７の「Ｎｏ」）には、左側ランプの点滅状態であるか否かを検出する（ステップＳ２１１）。このとき、左側ランプの点滅状態である場合（ステップＳ２１１の「Ｙｅｓ」）には、続いて、断線かどうかを判別する（ステップＳ２１２）。このとき、断線であれば（ステップＳ２１２の「Ｙｅｓ」）、左側倍速点滅モードに移行する（ステップＳ２１３）。一方で、断線でなければ（ステップＳ２１２の「Ｎｏ」）、左側通常モードに移行する（ステップＳ２１４）。

さらに、左側ランプの点滅状態でない場合（ステップＳ２１１の「Ｎｏ」）には、消灯モードに移行してリターンする（ステップＳ２１５）。

したがって、本実施形態によれば、ランプ群への出力がオフのときに、予め設けられた抵抗に電流を流して、その電流値を測定し、その測定した電流値に基づいて、電流検出手段の検出誤差を算出する。そして、その算出した誤差に基づいて、ランプ群への出力がオンのときに、電流検出手段の検出値を補正することから、より精度の高い電流検出を実現することができる。

また、電流検出の精度が向上することにより、ランプを複数組み合わせたものや消費電力の異なったランプを組み合わせたもの、ランプとＬＥＤとを組み合わせたものにおいても、ランプ断線の誤検出を防ぐことができる。

なお、これらプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムをランプ駆動装置に読み込ませ、実行することによって本発明のランプ駆動装置を実現することができる。ここでいうコンピュータシステムとは、ＯＳや周辺装置等のハードウェアを含む。

また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ）システムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組合せで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

１；電源回路
２；バッテリー電圧検出回路
３；電流検出回路
４；出力回路
５；電流検出補正回路
６、７；ＳＷ検出回路
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆ；ランプ
９；ウィンカーＳＷ
１０；制御部
１１；バッテリー
２１；右側ＳＷ入力部
２２；左側ＳＷ入力部
２３；バッテリー電圧入力部
２４；ランプ電流入力部
２５；断線検出閾値演算部
２６；電流検出回路補正部
２７；断線検出判定部
２８；動作モード判定部

Claims (4)

1. 点滅周波数に応じて、ランプ群への出力を切り替えて、該ランプ群を駆動するとともに、ランプの断線を検出する電流検出手段を備えたランプ駆動装置において、
   前記ランプ駆動装置の出力側に設けられており、前記ランプ群への出力がオフのときに、電流を流して、その電流値を測定する電流値測定手段と、
   該測定した電流値に基づいて、前記電流検出手段の検出誤差を算出する算出手段と、
   該算出した誤差に基づいて、前記ランプ群への出力がオンのときに、前記電流検出手段の検出値を補正する補正手段と、
   を備えたことを特徴とするランプ駆動装置。
2. 前記ランプ群が、消費電力の異なるランプを組み合わせて構成されていることを特徴とする請求項１に記載のランプ駆動装置。
3. 前記ランプ群が、ランプとＬＥＤとを組み合わせて構成されていることを特徴とする請求項１に記載のランプ駆動装置。
4. 点滅周波数に応じて、ランプ群への出力を切り替えて、該ランプ群を駆動するとともに、ランプの断線を検出する電流検出手段を備えたランプ駆動装置におけるランプの断線検出方法であって、
   前記ランプ群への出力がオフのときに、前記ランプ駆動装置の出力側に設けられた電流値測定手段に電流を流して、その電流値を測定する第１のステップと、
   該測定した電流値に基づいて、前記電流検出手段の検出誤差を算出する第２のステップと、
   該算出した誤差に基づいて、前記ランプ群への出力がオンのときに、前記電流検出手段の検出値を補正する第３のステップと、
   を備えたことを特徴とするランプの断線検出方法。