JP6065664B2 - 点灯回路 - Google Patents

Description

本発明は、車両用の点灯回路に関するものである。

従来、車両用の点灯回路の一例として、特許文献１に開示された車両用灯具がある。この車両用灯具は、電流制御部（以下、点灯回路とも称する）と光源部とを備えて構成されている。点灯回路は、入力端子と、調光信号入力端子と、電源回路と、ＤＣ／ＤＣコンバータ（ＮＭＯＳトランジスタなどを含む）と、制御回路と、マイコンと、出力端子と、二つの検出端子と、制御端子と、電流検出抵抗を備えて構成されている。

また、光源部は、入力端子と、検出端子と、制御端子と、検出端子と、発光ダイオード（ＬＥＤ）と、ＮＭＯＳトランジスタを備えて構成されている。このＮＭＯＳトランジスタは、ＬＥＤの温度を検出するためのものであり、抵抗値（オン抵抗の値）がＬＥＤの温度変化に伴って変化するものである。

ＮＭＯＳトランジスタのドレイン電圧は、ＬＥＤ温度検出信号として、検出端子から検出ラインを介してマイコンに入力される。マイコンは、ＬＥＤ温度検出信号を取り込み、ＬＥＤ温度検出信号を基に発光ダイオードの温度を算出し、算出した温度に従ってＬＥＤの電流を補正するための温度ディレーティング制御信号を生成する。そして、マイコンは、生成した温度ディレーティング制御信号を制御回路に出力する。

制御回路は、取得した温度ディレーティング制御信号を基に、ＬＥＤ電流をディレーティングするための制御信号を生成する。そして、制御回路は、生成した制御信号をＤＣ／ＤＣコンバータにおけるＮＭＯＳトランジスタのゲートに印加することでスイッチング動作を制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータからＬＥＤにディレーティングされた電流を供給させる。

特開２００８−２６９８６８号公報

上述の車両用灯具は、ＬＥＤ温度を正確に検出できるという利点がある。よって、車両用灯具は、正確に、発光素子温度を発光素子の耐熱温度以下に抑えることができる。しかしながら、車両用灯具は、光源部にＮＭＯＳトランジスタ、光源部と点灯回路に検出端子及び制御端子、光源部の検出端子と点灯回路の検出端子を接続する信号ライン、光源部の制御端子と点灯回路の制御端子を接続する信号ラインを設ける必要がある。よって、車両用灯具は、発光素子温度を発光素子の耐熱温度以下に抑えるために、構成要素の数が増えるという問題がある。

また、従来技術ではないが、以下のような技術も考えられる。つまり、点灯回路内の温度検出を行い、点灯回路の温度のみから発光素子の温度を予測する。そして、この予測した発光素子の温度を用いて、発光素子の温度を発光素子の耐熱温度以下に抑える。なお、以下の説明及び図面においては、点灯回路の温度を点灯回路温度、発光素子の温度を発光素子温度又はＬＥＤ温度とも称する。

この場合、点灯回路は、自身で検出した点灯回路温度が所定値に達した場合に、発光素子温度が電流抑制開始温度に達したと予測する（みなす）。そして、点灯回路は、発光素子温度が電流抑制開始温度に達したと予測すると、発光素子への出力電流を抑制することで、発光素子温度を発光素子の耐熱温度以下に抑えて発光素子を保護する。このようにすると、特許文献１に開示された車両用灯具よりも構成をシンプルにすることができる。しかしながら、発光素子温度を予測する上で精度が悪いという問題がある。

つまり、点灯回路は、車両条件によって自身への入力電圧が変動するので、入力電圧によって消費電力が異なる。このため、点灯回路は、車両条件（つまり、点灯回路の消費電力）によって温度が変化する。これに対して、発光素子は、点灯回路によって基準化された電力（一定の電力）が供給されるため、車両条件によらず一定の発熱をする。つまり、発光素子は、点灯回路への入力電圧が変動しても一定の発熱をする。

従って、発光素子温度と点灯回路温度との温度差は、車両条件（つまり、入力電圧）によって異なることになる。このため、点灯回路温度のみから発光素子温度を予測する場合、車両条件（つまり、入力電圧）のばらつきが、発光素子温度の予測にばらつきとして重畳されてしまう。よって、精度良く発光素子温度を予測することは困難である。

このように、精度良く発光素子温度を予測できない場合、例えば、実際の発光素子温度は、耐熱温度に達していないにもかかわらず、発光素子への電流抑制を開始してしまうことが起こり得る。よって、この技術では、正確に、発光素子温度を発光素子の耐熱温度以下に抑えることができない可能性がある。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、構成要素の数を増やすことなく、正確に、発光素子の温度を発光素子の耐熱温度以下に抑えることができる点灯回路を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、車両のバッテリ（３００）から電力供給されて動作し、車両用半導体光源である発光素子（２１０）の点灯制御を行うものであり、発光素子の温度が耐熱温度以下になるように点灯制御する車両用の点灯回路であって、
発光素子に供給する出力電力を検出する出力電力検出手段（Ｓ１１）と、
自身の損失を演算する損失演算手段（Ｓ１２、Ｓ２２）と、
自身の絶対温度を検出する温度検出手段（Ｓ１４、Ｓ２４）と、
出力電力と損失をもとに、発光素子の温度が耐熱温度以下になるように発光素子に対する電流の抑制を開始するための電流抑制開始温度を設定する設定手段（Ｓ１３、Ｓ２３）と、
温度検出手段にて検出した絶対温度が、設定手段にて設定した電流抑制開始温度に達した場合に、発光素子に対する電流の抑制を開始して、発光素子の温度が耐熱温度以下になるように点灯制御する制御手段（Ｓ１５〜Ｓ１７、Ｓ２５〜Ｓ２７）と、を備えることを特徴とする。

このように、本発明は、損失をもとに、電流抑制開始温度を設定する。この損失は、入力電圧のばらつきに伴って変動する。このため、電流抑制開始温度は、バッテリから点灯回路へ供給される入力電圧のばらつきに伴って変動する。なお、電流抑制開始温度は、損失が大きくなるに連れて高くなる。

また、本発明は、点灯回路で検出した点灯回路の絶対温度を用いて、絶対温度が電流抑制開始温度に達した場合に、発光素子に対する電流の抑制を開始して、発光素子の温度が耐熱温度以下になるように点灯制御するものである。つまり、本発明は、発光素子側に設けられた温度センサで検出された発光素子の温度を用いて、発光素子の温度が耐熱温度以下になるように点灯制御するものではない。

しかしながら、上述のように、電流抑制開始温度は、バッテリから点灯回路へ供給される入力電圧のばらつきに伴って変動する。例えば、点灯回路への入力電圧が低下して点灯回路の損失が大きくなった場合、発光素子は点灯回路の損失に関係なく一定の発熱をするのに対して、点灯回路は点灯回路の損失増加に伴って温度が上昇する。そして、電流抑制開始温度に関しても点灯回路の損失増加に伴って高くなる。このため、本発明は、発光素子の実際の温度が耐熱温度に達していないにもかかわらず、発光素子への電流抑制を開始してしまうことを防止することができる。よって、本発明は、点灯回路で検出した点灯回路の絶対温度を用いているにもかかわらず、正確に、発光素子の温度を耐熱温度以下に抑えることができる。

また、本発明は、点灯回路に上述の各種手段を設けることによって、発光素子の温度が耐熱温度以下になるように点灯制御することができる。つまり、本発明は、発光素子の温度が耐熱温度以下になるように点灯制御するために、特許文献１のようにＮＭＯＳトランジスタ、検出端子、制御端子、信号ラインを設ける必要がない。よって、本発明は、発光素子の温度が耐熱温度以下になるようにするために、構成要素の数を増やす必要がない。

実施形態における点灯回路の概略構成を示すイメージ図である。 実施形態における点灯回路の概略構成を示す回路図である。 実施形態における点灯回路の処理動作を示すフローチャートである。 実施形態におけるＬＥＤ、点灯回路、出力電流の雰囲気温度特性を示すグラフである。 比較例におけるＬＥＤ、点灯回路、出力電流の雰囲気温度特性を示すグラフである。 変形例１における点灯回路の処理動作を示すフローチャートである。 変形例２における点灯回路の処理動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。本発明は、車両のバッテリ３００から電力供給されて動作し、車両用半導体光源である発光素子２１０の点灯制御を行うものであり、発光素子２１０の温度が耐熱温度以下になるように点灯制御する車両用の点灯回路１００である。つまり、点灯回路１００は、車両の灯具（例えば前照灯）における発光素子２１０の点灯制御を行うものである。

図１に示すように、点灯回路１００は、発光素子２１０と共に、車両の灯具カバー内に配置されている。言い換えると、点灯回路１００は、発光素子２１０と共に、灯具カバーに囲まれた環境に配置されている。また、点灯回路１００と発光素子２１０とは、ハーネス４００を介して電気的に接続されている。つまり、点灯回路１００と発光素子２１０とは、熱的に分離された状態で、灯具カバー内（同一の環境内）に配置されている。さらに、灯具カバー内には、後ほど説明するヒートシンク２２０も配置されている。

なお、灯具カバー内には、これら以外にも、車両用灯具を構成するための構成要素が配置されていてもよい。しかしながら、本実施形態においては、灯具カバー内に配置されている点灯回路１００、発光素子２１０、ハーネス４００、ヒートシンク２２０以外の構成要素に関する詳しい説明は省略する。また、灯具カバーの構成に関しても、詳しい説明は省略する。

まず、発光素子２１０に関して説明する。発光素子２１０は、半導体光源であり、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザーダイオード（ＬＤ）などを採用するこができる。本実施形態では、発光素子２１０としてＬＥＤを採用する。よって、以下の説明及び図面においては、発光素子をＬＥＤとも記載する。

このＬＥＤ２１０は、点灯回路１００によって点灯制御されるものである。なお、ＬＥＤ２１０は、点灯することによって発熱する。このため、図１に示すように、ＬＥＤ２１０は、ヒートシンク２２０に搭載しておくと好ましい。これによって、ＬＥＤ２１０が発熱したとしても、ＬＥＤ２１０をヒートシンク２２０で放熱することができる。なお、ＬＥＤ２１０は、ヒートシンク２２０に搭載されているが、自身の異常発熱や灯具カバーの搭載環境などによって、耐熱温度に達することも考えられる。そこで、点灯回路１００は、ＬＥＤ２１０の温度が耐熱温度以下になるように点灯制御する。

ここで、点灯回路１００の構成及び処理動作に関して説明する。まず、図２を用いて、点灯回路１００の構成を説明する。点灯回路１００は、図２に示すように、制御回路１０と温度検出回路２０とを備えて構成されている。また、点灯回路１００は、この他にも各種回路素子３１〜３９を備えている。なお、点灯回路１００は、動作するによって発熱することもありうる。

制御回路１０は、目標電流制御回路１１、入力電流検出回路１２、入力電圧検出回路１３、出力電流検出回路１４、出力電圧検出回路１５、比較部１６、ＤＣ‐ＤＣ制御部１７、記憶部１８などを備えて構成されている。

目標電流制御回路１１は、ＬＥＤ２１０に供給する目標電流を設定する回路である。入力電流検出回路１２は、点灯回路１００への入力電流を検出する回路である。入力電圧検出回路１３は、点灯回路１００への入力電圧を検出する回路である。出力電流検出回路１４は、ＬＥＤ２１０への出力電流を検出する回路である。出力電圧検出回路１５は、ＬＥＤ２１０への出力電圧を検出する回路である。比較部１６は、目標電流制御回路１１が設定した目標電流と、ＬＥＤ２１０への出力電流とを比較する回路である。

ＤＣ‐ＤＣ制御部１７は、比較部１６の比較結果に基づいて、ＬＥＤ２１０への出力電圧が目標電圧に一致するように、第１ＭＯＳＦＥＴ３４及び第２ＭＯＳＦＥＴ３５を周期的にオン、オフするための制御信号（ＰＷＭ信号）を生成する。従って、第１ＭＯＳＦＥＴ３４及び第２ＭＯＳＦＥＴ３５が、ＤＣ‐ＤＣ制御部１７からの制御信号によってオン、オフされることにより、点灯回路１００の降圧部及び昇圧部は目標電圧に近似する出力電圧を発生することができる。なお、この降圧部及び昇圧部に関しては、後ほど説明する。

記憶部１８は、点灯回路１００の熱抵抗である回路側熱抵抗を記憶している（第１記憶手段）。また、記憶部１８は、ＬＥＤ２１０の熱抵抗である光源側熱抵抗を記憶している（第２記憶手段）。さらに、記憶部１８は、ＬＥＤ２１０の耐熱温度を記憶している（第３記憶手段）。回路側熱抵抗、光源側熱抵抗、耐熱温度は、条件によって変化する値ではなく固定値であるため、このように記憶部１８に予め記憶しておくことができる。

温度検出回路２０は、点灯回路１００の温度である絶対温度（点灯回路温度）を検出する回路である。温度検出回路２０は、検出結果である点灯回路１００の絶対温度を示す信号を目標電流制御回路１１に出力する。なお、温度検出回路２０は、Ｐ型半導体とＮ型半導体との結合部において、温度に比例して生じるバンドギャップ電圧を検出するセンサを含むものを採用する。しかしながら、温度検出回路２０は、これに限定されるものではない。温度検出回路２０は、点灯回路１００の絶対温度を検出できるものであればよい。

なお、その他の回路素子としては、第１電流検出用素子３１、第２電流検出用素子３２、チョークコイル３３、第１ＭＯＳＦＥＴ３４、第２ＭＯＳＦＥＴ３５、第１ダイオード３６、第２ダイオード３７、第１コンデンサ３８、第２コンデンサ３９などを備えている。第１電流検出用素子３１は、入力電流検出回路１２が入力電流を検出するための素子である。第２電流検出用素子３２は、出力電流検出回路１４が出力電流を検出するための素子である。この第１電流検出用素子３１と第２電流検出用素子３２には、抵抗素子を採用することができる。

チョークコイル３３、第１ＭＯＳＦＥＴ３４、第１ダイオード３６、第１コンデンサ３８は、点灯回路１００の降圧部を構成している。この降圧部は、バッテリ３００から入力される入力電圧を降圧することにより、ＬＥＤ２１０を発光駆動するための出力電圧（駆動電圧）を出力するものである。

また、チョークコイル３３、第２ＭＯＳＦＥＴ３５、第２ダイオード３７、第２コンデンサ３９は、点灯回路１００の昇圧部を構成している。この昇圧部は、バッテリ３００から入力される入力電圧を昇圧することにより、ＬＥＤ２１０を発光駆動するための出力電圧（駆動電圧）を出力するものである。なお、この降圧部及び昇圧部に関しては、周知技術であるため詳しい説明は省略する。

ここで、図３などを用いて、点灯回路１００の処理動作を説明する。点灯回路１００は、バッテリ３００から電源供給されている間、図３のフローチャートに示す処理を実行する。

ステップＳ１０では、点灯回路１００に入力された入力電力を検出する（入力電力検出手段）。目標電流制御回路１１は、入力電流検出回路１２で検出された入力電流と、入力電圧検出回路１３で検出された入力電圧とを乗算することで入力電力を検出する。このように、目標電流制御回路１１は、入力電力を算出する。

ステップＳ１１では、点灯回路１００がＬＥＤ２１０に出力する出力電力を検出する（出力電力検出手段）。目標電流制御回路１１は、出力電流検出回路１４で検出された出力電流と、出力電圧検出回路１５で検出された出力電圧とを乗算することで出力電力を検出する。このように、目標電流制御回路１１は、出力電力を算出する。

ステップＳ１２では、点灯回路１００の損失を演算する（損失演算手段）。目標電流制御回路１１は、ステップＳ１０で検出した入力電力と、ステップＳ１１で検出した出力電力とから、点灯回路１００の損失（＝入力電力−出力電力）を演算する。

ステップＳ１３では、電流抑制開始温度を演算する（設定手段）。点灯回路１００は、ＬＥＤ２１０の温度が耐熱温度以下になるように点灯制御するものである。この抑制開始温度とは、ＬＥＤ２１０の温度が耐熱温度を超えないように、ＬＥＤ２１０に対する電流の抑制を開始する温度である。

目標電流制御回路１１は、ステップＳ１１で検出した出力電力、ステップＳ１２で演算した損失、記憶部１８に記憶されている光源側熱抵抗、耐熱温度、回路側熱抵抗を用いて電流抑制開始温度を演算する。詳述すると、目標電流制御回路１１は、出力電力と光源側熱抵抗との積を耐熱温度から減算した値に、損失と回路側熱抵抗との積を加算する。つまり、目標電流制御回路１１は、電流抑制開始温度＝「耐熱温度」−「出力電力×光源側熱抵抗」＋「損失×回路側熱抵抗」で表される式２の演算を実行する。そして、目標電流制御回路１１は、この演算で得られた値を電流抑制開始温度として設定する（設定手段）。

よって、点灯回路１００は、入力電力が小さくなるに連れて、すなわち、損失が小さくなるに連れて、電流抑制開始温度を低くする。言い換えると、点灯回路１００は、入力電力が大きくなるに連れて、すなわち、損失が大きくなるに連れて、電流抑制開始温度を高くする。

なお、本実施形態では、一例として、上述のように電流抑制開始温度を演算（設定）する例を採用している。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、出力電力と損失をもとに、ＬＥＤ２１０の温度が耐熱温度以下になるようにＬＥＤ２１０に対する電流の抑制を開始するための電流抑制開始温度を設定（設定手段）するものであれば採用することができると共に、効果を奏することができる。言い換えれば、本発明は、出力電力と損失をパラメータとして、ＬＥＤ２１０の温度が耐熱温度以下になるようにＬＥＤ２１０に対する電流の抑制を開始するための電流抑制開始温度を設定（設定手段）するものであれば採用でき、且つ効果を奏することができる。

例えば、上述の式２において、「出力電力×光源側熱抵抗」のかわりに出力電力を近似的に採用し、「損失×回路側熱抵抗」のかわりに損失を近似的に採用する。この場合、点灯回路１００は、ＬＥＤ２１０に供給する出力電力を検出する（出力電力検出手段）。また、点灯回路１００は、自身の損失を演算する（損失演算手段）。そして、目標電流制御回路１１は、電流抑制開始温度＝「耐熱温度」−「出力電力」＋「損失」で表される式３の演算を実行する。さらに、目標電流制御回路１１は、この演算で得られた値を電流抑制開始温度として設定する（設定手段）。

また、出力電力と、損失と、ＬＥＤ２１０の温度が耐熱温度以下になるようにＬＥＤ２１０に対する電流の抑制を開始するための電流抑制開始温度とが予め関連付けられた開始温度テーブルを記憶部１８に記憶しておく。この場合、点灯回路１００は、ＬＥＤ２１０に供給する出力電力を検出する（出力電力検出手段）。また、点灯回路１００は、自身の損失を演算する（損失演算手段）。そして、目標電流制御回路１１は、検出した出力電力と損失、及び開始温度テーブルを用いて、電流抑制開始温度を取得し、取得した値を電流抑制開始温度として設定する（設定手段）。

ステップＳ１４では、温度検出回路２０は、点灯回路１００の絶対温度を検出する（温度検出手段）。そして、目標電流制御回路１１は、点灯回路１００の絶対温度を示す信号を温度検出回路２０から取得する。なお、点灯回路１００は、入力電圧が低下した場合、ＬＥＤ２１０に所定の電力を供給しようとするため消費電流が増加する。よって、点灯回路１００は、入力電圧が低下するにつれて、損失が増大し、自身の温度（絶対温度）も上昇する。

ステップＳ１５では、温度比較を行う。目標電流制御回路１１は、ステップＳ１３で得られた電流抑制開始温度と、ステップＳ１４で得られた点灯回路１００の絶対温度とを比較する（制御手段）。

ステップＳ１６では、検出温度が閾値以上であるか否かを判定する（制御手段）。ここでの検出温度とは、点灯回路１００の絶対温度であり、閾値とは、電流抑制開始温度を示す。よって、目標電流制御回路１１は、点灯回路１００の絶対温度が電流抑制開始温度以上であるか否かを判定する。そして、目標電流制御回路１１は、点灯回路１００の絶対温度が電流抑制開始温度以上でないと判定した場合、ＬＥＤ２１０は耐熱温度に達しておらず、電流を抑制する必要はないとみなしてステップＳ１０に戻る。一方、目標電流制御回路１１は、点灯回路１００の絶対温度が電流抑制開始温度以上であると判定した場合、ＬＥＤ２１０は耐熱温度に達しており、電流を抑制する必要があるとみなしてステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７では、目標電流を減算する（制御手段）。つまり、目標電流制御回路１１は、ＬＥＤ２１０の温度が耐熱温度以下になるように目標電流を設定する。そして、点灯回路１００は、ステップＳ１４で検出した点灯回路１００の絶対温度が、ステップＳ１３で設定した電流抑制開始温度に達した場合、ＬＥＤ２１０に対する電流抑制を開始し、ＬＥＤ２１０の温度が耐熱温度以下になるように点灯制御する（制御手段）。つまり、点灯回路１００は、点灯回路１００の絶対温度が、電流抑制開始温度に達した場合、出力電流を低下させる。このように、点灯回路１００は、点灯回路１００の絶対温度と電流抑制開始温度とに応じてディレーティングすると言い換えることができる。

ここで、本実施形態の点灯回路１００の効果に関して説明する。ＬＥＤ２１０の温度は、ＬＥＤ２１０の温度上昇に雰囲気温度を加算することで予測する。この雰囲気温度とは、ＬＥＤ２１０と点灯回路１００とが設けられた環境の温度である。つまり、ＬＥＤ２１０と点灯回路１００とが設けられた灯具カバー内の温度である。よって、ＬＥＤ２１０の温度（予測温度）＝「ＬＥＤ２１０の温度上昇」＋「雰囲気温度」＝「出力電力×光源側熱抵抗」＋「点灯回路の絶対温度−損失×回路側熱抵抗」の式１で表すことができる。

点灯回路１００は、この式１を元に、ＬＥＤ２１０が耐熱温度を超えないようにＬＥＤ２１０に対する電流の抑制を開始するための電流抑制開始温度を設定する。つまり、点灯回路１００は、出力電力と光源側熱抵抗との積を耐熱温度から減算した値に、損失と回路側熱抵抗との積を加算した値を電流抑制開始温度として設定する。なお、電流抑制開始温度は、上述の式２で表すことができる。

この電流抑制開始温度を表す式２に含まれる、耐熱温度、光源側熱抵抗、回路側熱抵抗は固定値であり、出力電力は一定である。これに対して、電流抑制開始温度を表す式２に含まれる損失は、バッテリ３００から点灯回路１００へ供給される入力電力がばらつくため、この入力電力のばらつきに伴って変動する。このため、電流抑制開始温度は、バッテリ３００から点灯回路１００へ供給される入力電力のばらつきに伴って変動する。なお、電流抑制開始温度は、損失が大きくなるに連れて高くなる。

また、点灯回路１００は、自身の絶対温度を用いて、この絶対温度が電流抑制開始温度に達した場合に、ＬＥＤ２１０に対する電流の抑制を開始して、ＬＥＤ２１０の温度が耐熱温度以下になるように点灯制御するものである。つまり、点灯回路１００は、ＬＥＤ２１０側に設けられた温度センサで検出されたＬＥＤ２１０の温度を用いて、ＬＥＤ２１０の温度が耐熱温度以下になるように点灯制御するものではない。

しかしながら、上述のように、本発明における電流抑制開始温度は、バッテリ３００から点灯回路１００へ供給される入力電力のばらつきに伴って変動する。例えば、点灯回路１００への入力電力が低下して点灯回路１００の損失が大きくなった場合、ＬＥＤ２１０は点灯回路１００の損失に関係なく一定の発熱をするのに対して、点灯回路１００は自身の損失に伴って温度が上昇する。さらに、本発明では、電流抑制開始温度に関しても点灯回路１００の損失に伴って高くなる。このため、点灯回路１００は、ＬＥＤ２１０の実際の温度が耐熱温度に達していないにもかかわらず、ＬＥＤ２１０への電流抑制を開始してしまうことを防止することができる。よって、点灯回路１００は、自身で検出した点灯回路１００の絶対温度を用いているにもかかわらず、正確に、ＬＥＤ２１０の温度を耐熱温度以下に抑えることができる。

ここで、本発明の効果をよりわかりやすくするために、図４及び図５を用いて、本発明と比較例とを対比して説明する。

ここで採用した比較例の点灯回路は、点灯回路内の温度検出を行い、点灯回路温度（点灯回路の絶対温度）のみからＬＥＤ温度を予測する。そして、比較例の点灯回路は、予測したＬＥＤ温度を用いて、ＬＥＤ温度を耐熱温度以下に抑える。つまり、比較例の点灯回路は、自身の絶対温度が電流抑制開始温度に達すると、ＬＥＤに対する電流の抑制を開始して、ＬＥＤの温度が耐熱温度以下になるように点灯制御する。また、比較例の点灯回路は、電流抑制開始温度が固定値であり常に一定である。

まず、図５を用いて、比較例の点灯回路の処理動作に関して説明する。比較例の点灯回路は、自身への入力電力（ここではバッテリ電圧で代用している）が１６Ｖの場合、点灯回路温度が上昇しだすと、タイミングｔ１で点灯回路温度が電流抑制開始温度に達して、出力電流の抑制を開始する。なお、この場合、ＬＥＤ温度は、タイミングｔ１で耐熱温度に達している。

次に、バッテリ電圧（点灯回路への入力電圧）が１６Ｖから１０Ｖに低下した場合について説明する。上述のように、バッテリ電圧が低下して点灯回路の損失が大きくなった場合、ＬＥＤは点灯回路の損失に関係なく一定の発熱をするのに対して、点灯回路は自身の損失に伴って温度が上昇する。従って、比較例の点灯回路は、バッテリ電圧が１６Ｖから１０Ｖに低下した場合、点灯回路の温度が上昇しだすと、タイミングｔ１よりも早いタイミングｔ２で点灯回路温度が電流抑制開始温度に達して、出力電流の抑制を開始する。しかしながら、この場合、ＬＥＤ温度は、タイミングｔ２で耐熱温度に達していない。このように、比較例の点灯回路では、実際のＬＥＤ温度が耐熱温度に達していないにもかかわらず、ＬＥＤへの電流抑制を開始してしまう。

これに対する本実施形態の点灯回路１００の処理動作に関して、図４を用いて説明する。なお、ＬＥＤ温度は、１６Ｖのときと１０Ｖのときとで同じ特性を示す。また、出力電流に関しても、１６Ｖのときと１０Ｖのときとで同じ特性を示す。しかしながら、図４においては、１６Ｖのときの線と、１０Ｖのときの線をわかりやすくするために、これらをずらして図示している。

点灯回路１００は、バッテリ電圧が１６Ｖの場合、点灯回路温度が上昇しだすと、タイミングｔ１で点灯回路温度が電流抑制開始温度に達して、出力電流の抑制を開始する。なお、この場合、ＬＥＤ温度は、タイミングｔ１で耐熱温度に達している。

次に、点灯回路１００への入力電力が１６Ｖから１０Ｖに低下した場合について説明する。上述のように、バッテリ電圧が低下して点灯回路の損失が大きくなった場合、ＬＥＤは点灯回路の損失に関係なく一定の発熱をするのに対して、点灯回路は自身の損失に伴って温度が上昇する。さらに、点灯回路１００は、バッテリ電圧が低下して点灯回路の損失が大きくなった場合、電流抑制開始温度も高い値に設定する。従って、点灯回路１００は、バッテリ電圧が１６Ｖから１０Ｖに低下した場合であっても、点灯回路の温度が上昇しだすと、バッテリ電圧が１６Ｖの場合と同じタイミングｔ１で点灯回路温度が電流抑制開始温度に達して、出力電流の抑制を開始する。この場合、ＬＥＤ温度は、タイミングｔ１で耐熱温度に達している。

このように、点灯回路１００は、ＬＥＤ２１０の実際の温度が耐熱温度に達していないにもかかわらず、ＬＥＤ２１０への電流抑制を開始してしまうことを防止することができる。

また、点灯回路１００は、点灯回路１００に上述の各種手段を設けることによって、ＬＥＤ２１０の温度が耐熱温度以下になるように点灯制御することができる。つまり、点灯回路１００は、ＬＥＤ２１０の温度が耐熱温度以下になるように点灯制御するために、特許文献１のようにＮＭＯＳトランジスタ、検出端子、制御端子、信号ラインを設ける必要がない。よって、点灯回路１００は、ＬＥＤ２１０の温度が耐熱温度以下になるようにするために、構成要素の数を増やす必要がない。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。

（変形例１）
変形例１の点灯回路に関して説明する。ここでは、変形例１の点灯回路において、上述の実施形態と異なる点を中心に説明する。なお、変形例１の点灯回路は、入力電流検出回路１２、第１電流検出用素子３１、出力電流検出回路１５、第２電流検出用素子３２を備えていない点が点灯回路１００と異なる。

「出力電力」＝「出力電圧」×「出力電流」である。通常、出力電流は一定でばらつきが少ない。一方、出力電圧は製品ばらつきが存在する。また、「損失」＝「出力電力」×（１／「効率」−１）である。この効率は、バッテリ電圧の依存が大きい。

このため、変形例１の点灯回路では、電流抑制開始温度を算出する際に、出力電力を出力電圧で代用すると共に、入力電力をバッテリ電圧で代用する。つまり、変形例１の点灯回路では、電流抑制開始温度に出力電圧特性及びバッテリ電圧特性を持たせる。

ここで、図６を用いて、変形例１の点灯回路の処理動作に関して説明する。変形例１の点灯回路は、バッテリ３００から電源供給されている間、図６のフローチャートに示す処理を実行する。

ステップＳ２０では、点灯回路１００に入力された入力電圧を検出する。つまり、ここでは、バッテリ３００におけるバッテリ電圧を検出する（バッテリ電圧検出手段）。目標電流制御回路１１は、入力電圧検出回路１３で検出された入力電圧を取得する。

ステップＳ２１では、点灯回路１００がＬＥＤ２１０に出力する出力電圧を検出する（出力電圧検出手段）。目標電流制御回路１１は、出力電圧検出回路１５で検出された出力電圧を取得する。

ステップＳ２２では、点灯回路１００の損失を演算する（損失演算手段）。目標電流制御回路１１は、入力電力をステップＳ２０で検出したバッテリ電圧で代用するとともに、出力電力をステップＳ２１で検出した出力電圧で代用して損失を演算する。

ステップＳ２３では、電流抑制開始温度を演算する（設定手段）。目標電流制御回路１１は、出力電力をステップＳ２１で検出した出力電圧で代用して、式２の演算を実行する。そして、目標電流制御回路１１は、この演算で得られた値を電流抑制開始温度として設定する（設定手段）。

なお、ステップＳ２４〜ステップＳ２７は、上述のステップＳ１４〜ステップＳ１７と同様であるため説明を省略する。

この変形例１においても上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。更に、変形例１の点灯回路は、入力電力及び出力電力を演算する必要がないので、演算処理を簡素化することができる。また、変形例１の点灯回路は、入力電力及び出力電力を演算する必要がないので、入力電流検出回路１２、第１電流検出用素子３１、出力電流検出回路１５、第２電流検出用素子３２を設ける必要がなく、回路構成も簡素化することができる。

なお、記憶部１８には、点灯回路１００の出力電力とバッテリ電圧とに応じた点灯回路１００の損失が記憶されていてもよい（記憶手段）。言い換えると、記憶部１８は、出力電力とバッテリ電圧と点灯回路１００の損失とが関連付けられた損失テーブルが記憶されている。つまり、出力電力とバッテリ電圧と点灯回路１００の損失との関係を予めもとめておき、この関係を示す損失テーブルを記憶部１８に記憶させておく。この場合、この記憶部１８の記憶内容を用いて、上述のように検出されたバッテリ電圧から損失を演算する（演算手段）。

（変形例２）
変形例２の点灯回路に関して説明する。ここでは、変形例２の点灯回路において、上述の実施形態と異なる点を中心に説明する。なお、変形例２の点灯回路の構成は、上述の点灯回路１００と同様である。

ここで、図７を用いて、変形例２の点灯回路の処理動作に関して説明する。変形例１の点灯回路は、バッテリ３００から電源供給されている間、図７のフローチャートに示す処理を実行する。なお、ステップＳ３０〜ステップＳ３２は、上述のステップＳ１０〜ステップＳ１２と同様であるため説明を省略する。また、ステップＳ３３は、上述のステップＳ１４と同様であるため説明を省略する。また、ステップＳ３７は、上述のステップＳ１７と同様であるため説明を省略する。

ステップＳ３４では、光源予測温度を演算する（予測手段）。点灯回路１００は、ＬＥＤ２１０の温度が耐熱温度以下になるように点灯制御するものである。よって、点灯回路１００は、ステップＳ３４でＬＥＤ２１０の温度を予測する。

目標電流制御回路１１は、ステップＳ３１で検出した出力電力、ステップＳ３２で演算した損失、ステップＳ３３で検出した絶対温度、記憶部１８に記憶されている光源側熱抵抗及び回路側熱抵抗を用いてＬＥＤ２１０の予測温度を演算する。詳述すると、目標電流制御回路１１は、出力電力と光源側熱抵抗との積に、損失と回路側熱抵抗との積を絶対温度から減算した値を加算してＬＥＤ２１０の温度を予測（演算）する。つまり、目標電流制御回路１１は、上述の式１の演算を実行する。

ステップＳ３５では、予測温度と閾値を比較する。目標電流制御回路１１は、ステップＳ３４で得られたＬＥＤ２１０の予測温度と、記憶部１８に記憶されている耐熱温度とを比較する（制御手段）。このように、ここでの閾値は、ＬＥＤ２１０の耐熱温度である。

ステップＳ３６では、予測温度が閾値以上であるか否かを判定する（制御手段）。目標電流制御回路１１は、ＬＥＤ２１０の予測温度が耐熱温度以上であるか否かを判定する。そして、目標電流制御回路１１は、ＬＥＤ２１０の予測温度が耐熱温度以上でないと判定した場合、ＬＥＤ２１０は耐熱温度に達しておらず、電流を抑制する必要はないとみなしてステップＳ３０に戻る。一方、目標電流制御回路１１は、ＬＥＤ２１０の予測温度が耐熱温度以上であると判定した場合、ＬＥＤ２１０は耐熱温度に達しており、電流を抑制する必要があるとみなしてステップＳ３７に進む。

そして、変形例２の点灯回路は、予測したＬＥＤ２１０の温度が、記憶部１８に記憶された耐熱温度に達した場合に、ＬＥＤ２１０に対する電流の抑制を開始して、ＬＥＤ２１０の温度が耐熱温度以下になるように点灯制御する。つまり、点灯回路１００は、ＬＥＤ２１０の予測温度と、ＬＥＤ２１０の耐熱温度とに応じてディレーティングすると言い換えることができる。

上述の予測温度を表す式１に含まれる、光源側熱抵抗、回路側熱抵抗は固定値であり、出力電力は一定である。これに対して、予測温度を表す式１に含まれる絶対温度及び損失は、バッテリ３００から点灯回路へ供給される入力電力がばらつくため、この入力電力のばらつきに伴って変動する。このため、予測温度は、バッテリ３００から点灯回路へ供給される入力電力のばらつきに伴って変動する。よって、変形例２の点灯回路は、自身への入力電力がばらついた場合であっても、精度良くＬＥＤ２１０の温度を予測することができる。

このように、変形例２の点灯回路は、精度良くＬＥＤ２１０の温度を予測することができるので、ＬＥＤ２１０の実際の温度が耐熱温度に達していないにもかかわらず、ＬＥＤ２１０への電流抑制を開始してしまうことを防止することができる。よって、変形例２の点灯回路は、自身で検出した自身の絶対温度を用いているにもかかわらず、正確に、ＬＥＤ２１０の温度を耐熱温度以下に抑えることができる。また、変形例２の点灯回路は、上述の実施形態と同様な理由によって、ＬＥＤ２１０の温度が耐熱温度以下になるようにするために、構成要素の数を増やす必要がない。

なお、変形例２の点灯回路においても、変形例１で説明したように入力電力をバッテリ電圧で代用するとともに、出力電力を出力電圧で代用してもよい。

１０ 制御回路、１１ 目標電流制御回路、１２ 入力電流検出回路、１３ 入力電圧検出回路、１４ 出力電流検出回路、１５ 出力電圧検出回路、１６ 比較部、１７ ＤＣ‐ＤＣ制御部、２０ 温度検出回路、１００ 点灯回路、２１０ ＬＥＤ、３００ バッテリ

Claims (6)

1. 車両のバッテリ（３００）から電力供給されて動作し、車両用半導体光源である発光素子（２１０）の点灯制御を行うものであり、前記発光素子の温度が耐熱温度以下になるように点灯制御する車両用の点灯回路であって、
   前記発光素子に供給する出力電力を検出する出力電力検出手段（Ｓ１１）と、
   自身の損失を演算する損失演算手段（Ｓ１２、Ｓ２２）と、
   自身の絶対温度を検出する温度検出手段（Ｓ１４、Ｓ２４）と、
   前記出力電力と前記損失をもとに、前記発光素子の温度が耐熱温度以下になるように前記発光素子に対する電流の抑制を開始するための電流抑制開始温度を設定する設定手段（Ｓ１３、Ｓ２３）と、
   前記温度検出手段にて検出した前記絶対温度が、前記設定手段にて設定した前記電流抑制開始温度に達した場合に、前記発光素子に対する電流の抑制を開始して、前記発光素子の温度が前記耐熱温度以下になるように点灯制御する制御手段（Ｓ１５〜Ｓ１７、Ｓ２５〜Ｓ２７）と、
   を備えることを特徴とする点灯回路。
2. 前記バッテリのバッテリ電圧を検出するバッテリ電圧検出手段（Ｓ２０）を備え、
   前記出力電力検出手段（Ｓ１１）は、前記発光素子への出力電圧を検出する出力電圧検出手段（Ｓ２１）を含むものであり、
   前記損失演算手段（Ｓ２２）は、入力電力を前記バッテリ電圧で代用するとともに、出力電力を前記出力電圧で代用して、前記バッテリ電圧から前記出力電圧を減算することで前記損失を演算し、
   前記設定手段（Ｓ２３）は、出力電力を前記出力電圧で代用して電流抑制開始温度を設定することを特徴とする請求項１に記載の点灯回路。
3. 前記バッテリから自身に供給される入力電力を検出する入力電力検出手段（Ｓ１０）を備え、
   前記損失演算手段（Ｓ１２）は、前記入力電力検出手段にて検出した入力電力から、前記出力電力検出手段にて検出した出力電力を減算することで前記損失を演算することを特徴とする請求項１に記載の点灯回路。
4. 前記バッテリのバッテリ電圧を検出するバッテリ電圧検出手段（Ｓ２０）と、
   前記出力電力と前記バッテリ電圧に応じた点灯回路損失を記憶している記憶手段と、を備え、
   前記損失演算手段は、前記記憶手段に記憶されている前記点灯回路損失を用いて、検出された前記バッテリ電圧から前記損失を演算することを特徴とする請求項１に記載の点灯回路。
5. 自身の回路側熱抵抗を記憶している第１記憶手段（１８）と、
   前記発光素子の光源側熱抵抗を記憶している第２記憶手段（１８）と、
   前記発光素子の耐熱温度を記憶している第３記憶手段（１８）と、を備え、
   前記設定手段（Ｓ１３、Ｓ２３）は、前記出力電力と前記光源側熱抵抗との積を前記耐熱温度から減算した値に、前記損失と前記回路側熱抵抗との積を加算した値を電流抑制開始温度として設定することを特徴とする請求項１に記載の点灯回路。
6. 車両のバッテリ（３００）から電力供給されて動作し、車両用半導体光源である発光素子（２１０）の点灯制御を行うものであり、前記発光素子の温度が耐熱温度以下になるように点灯制御する車両用の点灯回路であって、
   自身の回路側熱抵抗を記憶している第１記憶手段（１８）と、
   前記発光素子の光源側熱抵抗を記憶している第２記憶手段（１８）と、
   前記発光素子の耐熱温度を記憶している第３記憶手段（１８）と、
   前記発光素子に供給する出力電力を検出する出力電力検出手段（Ｓ３１）と、
   自身の損失を演算する損失演算手段（Ｓ３２）と、
   自身の絶対温度を検出する温度検出手段（Ｓ３３）と、
   前記出力電力と前記光源側熱抵抗との積に、前記損失と前記回路側熱抵抗との積を前記絶対温度から減算した値を加算して前記発光素子の温度を予測する予測手段（Ｓ３４）と、
   前記予測手段にて予測した前記発光素子の温度が、前記第３記憶手段に記憶された前記耐熱温度に達した場合に、前記発光素子に対する電流の抑制を開始して、前記発光素子の温度が前記耐熱温度以下になるように点灯制御する制御手段（Ｓ３５〜Ｓ３７）と、
   を備えることを特徴とする点灯回路。

Images