JP5489899B2 - 灯体制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、灯体制御装置に関する。

従来、例えば電源から負荷への電力供給ライン上に突入電流制限用の抵抗を直列に接続し、この抵抗を迂回する迂回路に抵抗短絡用のスイッチを設けた突入電流制限回路が知られている（例えば、特許文献１参照）。この突入電流制限回路は、電源投入時にはスイッチをオフ状態にすることで抵抗に通電を行ない、通常運転時にはスイッチをオン状態にすることで抵抗を短絡（つまり抵抗を迂回して負荷に通電）する。

特開平２−３０３３１８号公報

ところで、上記従来技術に係る突入電流制限回路によれば、突入電流制限用の抵抗の短絡および短絡解除を切り替えるためだけにスイッチが必要である。しかも、大電流を必要とする負荷（例えば、モータなど）に対応して、スイッチとして用いられるトランジス
タの電流容量を十分高めるべく、素子サイズを大型化する必要があり、回路の集積化に際してチップ面積の縮小化を阻害するという問題が生じる。
また、スイッチの異常時には、例えば電力供給ラインで抵抗に常時通電されることで抵抗の温度が過大に上昇したり、例えば抵抗が常時短絡されることで電源投入時の突入電流を抑制することができないという問題が生じる虞がある。

また、起動時に大電流が通電される可能性がある負荷（例えば、モータなど）に対して、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御などの電流制御を行なう場合には、特別な制御回路を必要とすることで費用が嵩むという問題が生じる。
そして、車両などにおいて、モータなどの負荷への急激な通電増大が生じると、この通電増大に伴う電圧変動によって、ヘッドライトなどの灯体の照度変化が過大となり、車両の運転者に違和感を与えてしまうという問題が生じる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、装置構成に要する費用が嵩んだり、装置が大型化することを防止しつつ、負荷への急激な通電増大に伴う電圧変動によって灯体の照度変化が過大になることを防止することが可能な灯体制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第１態様に係る灯体制御装置は、発電電圧を任意に変更可能な発電機（例えば、実施の形態での発電機１２）と、前記発電機の発電電力により点灯する灯体（例えば、実施の形態での灯体１１）とを備える車両に搭載された灯体制御装置であって、前記発電機の前記発電電圧を変更することにより前記灯体の輝度を制御する灯体輝度制御手段（例えば、実施の形態でのＦＩ−ＥＣＵ１５）を備え、前記灯体輝度制御手段は、車載機器の作動に伴い電気的負荷が増大すると判定した場合には、前記車載機器が作動する前に前記発電機の前記発電電圧を徐々に低下させる。

さらに、本発明の第２態様に係る灯体制御装置では、前記灯体輝度制御手段は、前記発電機の前記発電電圧を徐々に低下させて所定値以下にした後に前記車載機器を作動させる。

さらに、本発明の第３態様に係る灯体制御装置では、前記灯体輝度制御手段は、前記所定値を前記車載機器の作動前後の電圧変化量が０．８Ｖ程度以下になる値にする。

さらに、本発明の第４態様に係る灯体制御装置では、前記灯体輝度制御手段は、前記発電機の前記発電電圧の変化速度を０．１〜０．５Ｖ／秒にする。

さらに、本発明の第５態様に係る灯体制御装置では、前記灯体輝度制御手段は、前記車載機器が作動した後に前記発電機の前記発電電圧を徐々に増加させる。

本発明の第１態様に係る灯体制御装置によれば、車載機器が作動する前に発電機の発電電圧を徐々に低下させることにより、灯体に印加される端子間電圧が予め徐々に低下しており、車載機器の作動開始時に灯体に印加される端子間電圧が急激かつ過大に低下してしまうことを防止することができる。これにより、車載機器が作動する前での灯体の照度変化を緩やかにすることができ、かつ車載機器の作動開始時の灯体の照度変化を小さくすることができ、灯体の照度変化が運転者に違和感を与えてしまうことを防止することができる。

さらに、本発明の第２態様または第３態様に係る灯体制御装置によれば、発電機の発電電圧を所定値以下にした後に車載機器を作動させることから、車載機器の作動開始時の灯体の照度変化を小さくすることができ、灯体の照度変化が運転者に違和感を与えてしまうことを防止することができる。

さらに、本発明の第４態様に係る灯体制御装置によれば、車載機器が作動する前での灯体の照度変化を緩やかにすることができ、灯体の照度変化が運転者に違和感を与えてしまうことを防止することができる。

さらに、本発明の第５態様に係る灯体制御装置によれば、車載機器が作動した後に発電機の発電電圧を徐々に増加させることで、灯体の照度を緩やかに回復させることができる。

本発明の実施の形態に係る灯体制御装置の構成図である。 本発明の実施の形態の実施例および比較例でのバルブ端電圧および照度の時間変化の例を示す図である。 本発明の実施の形態の実施例および比較例での照度変化の例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る灯体制御装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態の変形例に係る灯体制御装置の構成図である。 本発明の実施の形態の変形例での実施例および比較例でのバルブ端電圧の時間変化の例を示す図である。

以下、本発明の灯体制御装置の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による灯体制御装置１０は、例えば車両に搭載された前照灯や車室内灯などの灯体１１の輝度を制御するものであって、例えば図１に示すように、灯体１１と、車両の内燃機関（図示略）の動力により発電する発電機（オルタネータ）１２と、発電機１２の発電電力を蓄電するバッテリ１３と、ラジエータ（図示略）に具備されたファンモータ１４などの車載機器と、内燃機関に関する各種制御を行なう制御装置であるＦＩ−ＥＣＵ１５とを備えて構成されている。

灯体１１は、発電機１２に接続され、発電機１２の発電電力により点灯する。
発電機１２は、内燃機関（図示略）の動力により発電し、発電電力をバッテリ１３に蓄電すると共に、ファンモータ１４などの車載機器および灯体１１に発電電力を供給する。
そして、発電機１２は、ＦＩ−ＥＣＵ１５から出力される発電電圧指令に応じて発電電圧を任意に変更可能である。
ファンモータ１４は、ＦＩ−ＥＣＵ１５から出力される駆動指令に応じて駆動する。

ＦＩ−ＥＣＵ１５は、例えば燃料供給や点火タイミングなどの内燃機関の作動に関する各種制御（ＥＮＧ制御）を行なうと共に、ラジエータに具備されたファンモータ１４の作動に関する制御（Ａ／Ｃ制御）を行なう。
また、ＦＩ−ＥＣＵ１５は、発電機１２の発電電力が供給される車載機器などの電気的負荷や車両の走行状態（例えば、加減速など）などに応じて、発電機１２の発電電力を任意に変更することを指示する発電電圧指令を出力する。

例えば、ＦＩ−ＥＣＵ１５は、ファンモータ１４などの車載機器の作動に伴い電気的負荷が増大すると判定した場合には、車載機器が作動する前に発電機１２の発電電圧を、所定の通常時発電電圧から徐々に低下させることを指示する発電電圧指令を出力する。
そして、ＦＩ−ＥＣＵ１５は、発電機１２の発電電圧を徐々に低下させて所定値以下にした後にファンモータ１４などの車載機器を作動させることを指示する。
そして、ＦＩ−ＥＣＵ１５は、ファンモータ１４などの車載機器が作動した後に発電機１２の発電電圧を、所定の通常時発電電圧まで徐々に増加させて回復させることを指示する発電電圧指令を出力する。

なお、ＦＩ−ＥＣＵ１５は、所定値をファンモータ１４などの車載機器の作動前後での灯体１１に印加される端子間電圧（バルブ端電圧）の電圧変化量が０．８Ｖ程度以下、つまり灯体１１の照度変化をひとが区別できない程度になる値にする。
また、ＦＩ−ＥＣＵ１５は、発電機１２の発電電圧の変化速度を０．１〜０．５Ｖ／秒、より好ましくは０．３Ｖ／秒にする。

例えば図２（Ａ）に示す実施例では、通常時の発電機１２の発電電圧（所定の通常時発電電圧）は約１４．５Ｖであり、灯体１１に印加される端子間電圧（バルブ端電圧）は発電機１２の発電電圧に対して１Ｖ程度低下して１３．５Ｖ程度になる。
ここで、発電機１２の発電電圧の変化速度を０．１Ｖ／秒よりも遅くすると、発電機１２の発電電圧を徐々に低下させるために必要とされる時間が嵩んでしまい、ファンモータ１４などの車載機器の作動開始のタイミングが遅れてしまうという問題が生じる。
一方、発電機１２の発電電圧の変化速度を０．５Ｖ／秒よりも速くすると、発電電圧の変化に伴う灯体１１の照度変化が運転者に違和感を与えてしまうという問題が生じる。

また、例えば、発電機１２の発電電圧の変化速度を０．３Ｖ／秒にした場合に発電電圧が所定値以下に到達するのに要する時間が３秒程度になるように設定されている。
そして、例えば、ファンモータ１４などの車載機器の作動開始前の発電機１２の発電電圧は約１３．６Ｖかつバルブ端電圧は約１２．６Ｖに設定され、ファンモータ１４などの車載機器の作動開始に伴う発電電圧の低下後のバルブ端電圧は約１１．８Ｖになる。

これにより、ＦＩ−ＥＣＵ１５は、ファンモータ１４などの車載機器の作動が開始されるのに先立って、時刻ｔ１から発電機１２の発電電圧を、所定の通常時発電電圧から０．３Ｖ／秒の変化速度で徐々に低下させる。
そして、ＦＩ−ＥＣＵ１５は、発電機１２の発電電圧が所定値以下に到達した時刻ｔ２以後において、ファンモータ１４などの車載機器の作動を開始する。これに伴い、バルブ端電圧の電圧変化量（つまり電圧低下量）が０．８Ｖ程度となる。
そして、ＦＩ−ＥＣＵ１５は、ファンモータ１４などの車載機器が作動した後に発電機１２の発電電圧を、所定の通常時発電電圧まで０．３Ｖ／秒の変化速度で徐々に増加させて回復させる。

この実施例によれば、例えば図２（Ｂ）に示す比較例のようにファンモータ１４などの車載機器が作動を開始する時刻ｔ３まで発電機１２の発電電圧が所定の通常時発電電圧で一定に維持される場合（つまり、バルブ端電圧の電圧変化量が１．６Ｖ程度となる場合）に比べて、ファンモータ１４などの車載機器の作動前後の電圧変化量を小さくすることができる。
これにより、例えば図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、実施例は比較例に比べて、ファンモータ１４などの車載機器の作動開始時の灯体１１の照度変化を小さくすることができ、灯体１１の照度変化が運転者に違和感を与えてしまうことを防止することができる。

この実施の形態による灯体制御装置１０は上記構成を備えており、次に、この灯体制御装置１０の動作について説明する。

先ず、例えば図４に示すステップＳ０１においては、例えば燃料供給や点火タイミングなどの内燃機関の作動に関する各種制御（ＥＮＧ制御）を行なうと共に、ラジエータに具備されたファンモータ１４の作動に関する制御（Ａ／Ｃ制御）を行なう。
次に、ステップＳ０２においては、発電機（オルタネータ）１２の発電電圧を所定の通常時発電電圧で一定に維持する定電圧モードから発電電圧を所定速度（例えば、０．３Ｖ／秒の変化速度など）で徐々に低下させる徐変モードへと通電モードを変更する。

次に、ステップＳ０３においては、発電機１２の発電電圧が所定値以下に到達した後にファンモータ１４などの車載機器の作動を開始する。そして、ファンモータ１４などの車載機器の作動を開始した後に発電電圧を、所定の通常時発電電圧まで所定速度（例えば、０．３Ｖ／秒の変化速度など）で徐々に増大させる。
次に、ステップＳ０４においては、発電機１２の発電電圧を所定速度（例えば、０．３Ｖ／秒の変化速度など）で徐々に増大させる徐変モードから所定の通常時発電電圧で一定に維持する定電圧モードへと通電モードを変更して、エンドに進む。

上述したように、本実施の形態による灯体制御装置１０によれば、車載機器が作動する前に発電機１２の発電電圧を徐々に低下させることにより、灯体１１のバルブ端電圧が予め徐々に低下しており、車載機器の作動開始時に灯体１１のバルブ端電圧が急激かつ過大に低下してしまうことを防止することができる。これにより、車載機器が作動する前での灯体１１の照度変化を緩やかにすることができ、かつ車載機器の作動開始時の灯体１１の照度変化を小さくすることができ、灯体１１の照度変化が運転者に違和感を与えてしまうことを防止することができる。
さらに、車載機器が作動した後に発電機１２の発電電圧を所定の通常時発電電圧まで徐々に増加させることで、灯体１１の照度を緩やかに回復させることができる。

しかも、車載機器の作動開始時の過大な電圧変化を抑制するための特別な装置や回路構成を必要としないことから、装置が大型化することを防止することができると共に、装置構成に要する費用が嵩むことを防止することができる。

なお、上述した実施の形態においては、車載機器をラジエータ（図示略）に具備されたファンモータ１４としたが、これに限定されず、他の電気負荷、例えば他のモータなどであってもよい。

なお、上述した実施の形態においては、ファンモータ１４などの車載機器が複数のモードで作動可能であってもよい。
例えば、図５に示す上述した実施の形態の変形例に係る灯体制御装置１０は、ラジエータ（図示略）に具備されたファンモータ１４を、ハイ（Ｈｉ）駆動とロー（Ｌｏ）駆動との２つのモードで作動可能であり、例えば、発電機１２とファンモータ１４との間に抵抗やモータなどからなる負荷１５を備えている。

この変形例による灯体制御装置１０では、ＦＩ−ＥＣＵ１５は、例えば、ハイ（Ｈｉ）駆動においては負荷１５を短絡して発電機１２からファンモータ１４に通電を行ない、ロー（Ｌｏ）駆動においては負荷１５を短絡せずに発電機１２から負荷１５を介してファンモータ１４に通電を行なう。

そして、ＦＩ−ＥＣＵ１５は、例えば図６（Ａ）に示すように、ファンモータ１４をロー（Ｌｏ）駆動からハイ（Ｈｉ）駆動に切り替える場合には、先ず、発電機（オルタネータ）１２の発電電圧を所定の通常時発電電圧で一定に維持する定電圧モードから発電電圧を所定速度（例えば、０．３Ｖ／秒の変化速度など）で徐々に変化（低下あるいは増大）させる徐変モードへと通電モードを変更する。
そして、発電機（オルタネータ）１２の発電電圧を所定の通常時発電電圧から所定値以下に到達するまで徐々に低下させる。
そして、発電機１２の発電電圧が所定値以下に到達した後（例えば、時刻ｔａ）にファンモータ１４をロー（Ｌｏ）駆動で作動させる。
そして、ファンモータ１４をロー（Ｌｏ）駆動で作動させた後に、発電機１２の発電電圧を所定値以下に維持した状態の適宜のタイミング（例えば、時刻ｔｂ）で、ファンモータ１４をハイ（Ｈｉ）駆動で作動させる。
そして、ファンモータ１４をハイ（Ｈｉ）駆動で作動させた後に、発電機１２の発電電圧を、所定の通常時発電電圧まで徐々に増加させて回復させる。
そして、発電機１２の発電電圧を所定速度で徐々に変化（低下あるいは増大）させる徐変モードから所定の通常時発電電圧で一定に維持する定電圧モードへと通電モードを変更する。

この変形例によれば、例えば図６（Ｂ）に示す比較例のようにファンモータ１４の各モードの実行前に発電機１２の発電電圧を徐々に変化させる徐変モードを実行しない場合に比べて、各モードの実行時の電圧変化量および灯体１１の照度変化を小さくすることができ、灯体１１の照度変化が運転者に違和感を与えてしまうことを防止することができる。

なお、上述した実施の形態においては、ファンモータ１４などの車載機器の作動前後において発電機１２の発電電圧を徐々に低下または増大させる徐変モードを実行するとしたが、これに限定されず、例えばファンモータ１４などの車載機器が複数のモードで作動可能である場合において、異なるモード間で車載機器の作動が切り替えられる前後において発電機１２の発電電圧を徐々に低下または増大させる徐変モードを実行してもよい。

１０ 灯体制御装置
１１ 灯体
１２ 発電機
１５ ＦＩ−ＥＣＵ（灯体輝度制御手段）

Claims (5)

1. 発電電圧を任意に変更可能な発電機と、前記発電機の発電電力により点灯する灯体とを備える車両に搭載された灯体制御装置であって、
   前記発電機の前記発電電圧を変更することにより前記灯体の輝度を制御する灯体輝度制御手段を備え、
   前記灯体輝度制御手段は、車載機器の作動に伴い電気的負荷が増大すると判定した場合には、前記車載機器が作動する前に前記発電機の前記発電電圧を徐々に低下させることを特徴とする灯体制御装置。
2. 前記灯体輝度制御手段は、前記発電機の前記発電電圧を徐々に低下させて所定値以下にした後に前記車載機器を作動させることを特徴とする請求項１に記載の灯体制御装置。
3. 前記灯体輝度制御手段は、前記所定値を前記車載機器の作動前後の電圧変化量が０．８Ｖ程度以下になる値にすることを特徴とする請求項２に記載の灯体制御装置。
4. 前記灯体輝度制御手段は、前記発電機の前記発電電圧の変化速度を０．１〜０．５Ｖ／秒にすることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１つに記載の灯体制御装置。
5. 前記灯体輝度制御手段は、前記車載機器が作動した後に前記発電機の前記発電電圧を徐々に増加させることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１つに記載の灯体制御装置。