JP6387420B2 - 点灯制御方法および点灯制御装置 - Google Patents
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Description
なお、本発明の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、本発明の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は、本発明の第1実施形態によるLEDランプLPの点灯制御方法を実施する点灯制御装置100の構成例を示す。第1実施形態では、LEDランプLPは車両の前照灯等の灯火装置である。ただし、点灯制御装置100は、車両の灯火装置に限らず、任意のランプの点灯を制御し得る。また、第1実施形態では、点灯制御装置の概念には、ランプを点灯させるための全ての装置が含まれ、例えば、電源装置、電源制御装置、駆動装置、駆動制御装置などが含まれる。
なお、接続端子101〜104は、点灯制御装置100の構成要素とその他の構成要素との境界を明確にするための要素であり、省略してもよい。
制御部120は、定電圧制御部121、定電流制御部122、出力電圧検出部123、電圧設定部124を備えている。
なお、ランプ電流Ipの目標電流は、LEDランプLPの仕様に応じて任意に設定し得る。
また、電圧値VOHは、定電流制御時の出力電圧Voutに干渉せず、且つ、過電圧による回路破壊を引き起こさないことを限度として、任意の値に設定し得る。
なお、LEDランプLPの電流路は、上記の例に限定されず、LEDランプLPを流れる電流を阻害する要因が発生し得る経路であることを限度として任意に定義し得る。
なお、過電圧に対する回路耐圧が十分に高ければ、上述の電圧リミッタとしての定電圧制御部121の機能を省略することができる。
図3は、本発明の第1実施形態による点灯制御装置100において定電圧制御時に設定される定電圧設定値を説明するための図である。
本実施形態では、定電圧制御部121は、LEDランプLPを流れるランプ電流Ipが所定の電流閾値ITH以下である場合と、LEDランプLPを流れる電流Ipが所定の電流閾値ITHを超える場合とで、定電圧設定値VTGを切り替える。従って、ランプ電流Ipが所定の電流閾値ITH以下である場合の定電圧設定値VTGと、ランプ電流Ipが所定の電流閾値ITHを超える場合の定電圧設定値VTGは、相互に異なる値である。
概略的には、第1実施形態による点灯制御方法として示される点灯制御装置100の動作は、次の第1段階から第3段階を含む。
第1段階では、点灯制御装置100の電力変換部110は、制御部120の制御の下、車両に備えられた電源部PSの直流電力を電力変換して、LEDランプLPに印加される電圧を発生させる。制御部120の制御の詳細については後述する。
理解を容易化するため、(1)LEDランプLPの電流路を形成する回路がオープン状態になる前の初期状態でランプ電流Ipが所定の電流閾値ITH以下である場合と、(2)LEDランプLPの電流路を形成する回路がオープン状態になる前の初期状態でランプ電流Ipが所定の電流閾値ITHを超えている場合とに分けて、点灯制御装置100の動作を説明する。
初期状態では、操作スイッチSWが開かれているものとする。操作スイッチSWが開かれている場合、LEDランプLPの電流路を形成する回路はオープン状態であるから、LEDランプLPに電流は流れず、LEDランプLPは消灯している。この場合、LEDランプLPのランプ電流Ipは所定の電流閾値ITH以下になる。またこの場合、シャント抵抗RSを流れる電流も存在しないので、接続点Psの電圧Vsはシャント抵抗RSによりローレベル(車両のボディBDYの電位)に引き下げられている。このときの電圧Vsは、ランプ電流Ipが所定の電流閾値ITH以下であることを示す。
制御部120の電圧設定部124には、接続点Psから接続端子104を通じてローレベルの電圧Vsが入力される。この場合、電圧設定部124のnpn型トランジスタ124Cのベースに流れ込む電流Ibは発生しないので、npn型トランジスタ124Cはオフとなる。このため、抵抗124Aに電流は流れない。
次に、上述のように定電流制御によりLEDランプLPが点灯している状態を初期状態として、例えば車両の機械的振動により操作スイッチSWの接触不良が発生し、LEDランプLPの電流路を形成する回路が一時的にクローズ状態からオープン状態になる場合を考える。ここでは、オープン状態として、操作スイッチSWの接触不良等の異常により、LEDランプLPの電流路を形成する回路の導通抵抗が増加した状態を想定する。
LEDランプLPを流れるランプ電流Ipが所定の電流閾値ITH以下である場合、即ち、LEDランプLPの電流路を形成する回路がオープン状態である場合、LEDランプLPに印加される出力電圧Voutの目標値は、定電流制御時の出力電圧Vout(または定電流制御時の出力電圧Voutの上限値)よりも低い電圧値VOLの定電圧設定値VTGに設定される。このため、LEDランプLPの電流路を形成する回路がオープン状態からクローズ状態になったときにLEDランプLPに印加される電圧が低下するので、LEDランプLPに流れるラッシュ電流を抑制することができる。
次に、本発明の第2実施形態を説明する。
図4は、本発明の第2実施形態による点灯制御装置200の詳細構成例を示す図である。点灯制御装置200は、上述の第1実施形態による図1および図2に示す制御部120に代えて、制御部220を備えている。制御部220は、上述の第1実施形態による図1および図2に示す制御部120の構成において、電圧設定部124に代えて電流検出部224を備えている。
概略的には、第2実施形態による点灯制御装置200が実施する点灯制御方法は、LEDランプLPを流れるランプ電流Ipが所定の電流閾値ITH以下であるか否かに応じて、定電圧制御部121または定電流制御部122の何れかが機能する。
第1実施形態と同様に、操作スイッチSWが開かれている初期状態では、LEDランプLPの電流路を形成する回路はオープン状態であるから、LEDランプLPには電流は流れず、LEDランプLPのランプ電流Ipは所定の電流閾値ITH以下になる。またこの場合、シャント抵抗RSを流れる電流も存在しないので、接続点Psの電圧Vsはローレベルになる。
ランプ電流Ipが所定の電流閾値ITH以下である場合、制御部120の電流検出部224の入力部には、接続点Psから接続端子104を通じて電圧Vsとしてローレベルが供給される。この場合、電流検出部224のnpn型トランジスタ124Cのベースに流れ込む電流Ibは存在しないので、npn型トランジスタ124Cはオフとなる。このため、抵抗124Aとnpn型トランジスタ124Cのコレクタとの間の接続点の電圧V224が抵抗124Aによりハイレベルに引き上げられ、ハイレベルの電圧V224が定電圧制御部121および定電流制御部122に供給される。これにより、定電圧制御部121の機能が活性化され、定電流制御部122の機能が非活性化される。
次に、上述のように定電流制御によりLEDランプLPが点灯している状態を初期状態として、例えば車両の機械的振動により操作スイッチSWの接触不良等の異常が発生し、LEDランプLPの電流路を形成する回路が一時的にクローズ状態からオープン状態(導通抵抗が上昇した状態)になる場合を考える。
また、第2実施形態によれば、LEDランプLPの電流路を形成する回路がクローズ状態である場合、LEDランプLPを流れるランプ電流Ipが一定となるように、ランプ電流Ipとなる出力電流Ioutが制限されるので、定電流制御によりLEDランプLPの点灯を継続させることができる。
上述の第1実施形態では、電圧設定部124のnpn型トランジスタ124Cの導通状態(オン/オフ)に応じて、見かけ上、出力電圧検出部123の抵抗123Aと抵抗123Bとの抵抗比を切り替えることにより、定電圧設定値VTGを切り替えるものとしたが、定電圧制御部121のコンパレータ121Aに供給される基準電圧発生部121Bの基準電圧Vrefの値を切り替えてもよい。例えば、出力電圧Voutの定電圧設定値VTGを電圧値VOLに設定する場合の基準電圧Vrefを、出力電圧Voutの定電圧設定値VTGを電圧値VOHに設定する場合の基準電圧Vrefよりも下げればよい。
本変形例によれば、高電圧となる出力電圧Voutを分圧するための電圧設定部124の抵抗124A(図2参照)を備える必要がないので、装置を小型化することができる。
例えば、上述の第1実施形態では、電源部PSの直流電力から点灯制御装置100の出力電圧Voutを発生させたが、電源部PSの直流電力に限らず、交流電源を含む任意の電源から出力電圧Voutを発生させるように点灯制御装置100を構成することも可能である。第2実施形態についても同様である。
Claims (4)
- 車両のランプの点灯を制御する点灯制御装置のための点灯制御方法であって、
一端が電源部と接続され、他端が前記ランプの一端と接続された電力変換部によって、前記電源部から出力される直流電力を電力変換して、前記ランプに印加される出力電圧を発生させる第1段階と、
制御部によって、前記ランプを流れる電流を検出する第2段階と、
前記制御部によって、前記電力変換部を制御する第3段階と、
を含み、
前記制御部は、
一端が前記ランプの他端と接続され、他端が前記電力変換部と接続された定電流制御部と、
直列接続された第1抵抗と第2抵抗であって、一端が前記電力変換部と前記ランプの前記一端との間に接続され、他端が前記第2抵抗の一端に接続された第1抵抗と、一端が前記第1抵抗の前記他端に接続され、他端が接地された第2抵抗とを有する出力電圧検出部と、
一端が前記ランプと前記定電流制御部との間に接続された第3抵抗と、ベースが前記第3抵抗の他端に接続され、エミッタが接地されたトランジスタと、一端が前記トランジスタのコレクタに接続され、他端が前記第1抵抗の前記他端と前記第2抵抗の前記一端との接続点に接続された第4抵抗と、を有し、前記ランプに流れる電流を検出するように構成された電圧設定部と、
一端が前記接続点に接続され、他端が前記電力変換部に接続された定電圧制御部と、
を備え、
前記第3段階では、
前記電流が所定値を超えた場合、前記トランジスタがオン状態となって、前記第2抵抗と前記第4抵抗とが並列接続され、前記電圧設定部によって、並列接続された前記第2抵抗と前記第4抵抗とで形成される合成抵抗と、前記第1抵抗との抵抗比で定まる第1電圧値を前記出力電圧の上限値として設定し、前記定電流制御部によって、前記第1電圧値を前記出力電圧の上限値として、前記電流が一定となるように前記電力変換部を制御し、
前記ランプを流れる電流が前記所定値以下である場合、前記トランジスタがオフ状態となり、前記電圧設定部によって、前記第1抵抗と前記第2抵抗との抵抗比によって定まる、前記第1電圧値より低い第2電圧値を前記出力電圧の上限値として設定し、前記定電圧制御部によって、前記第2電圧値を前記出力電圧の上限値として、前記電力変換部を制御し、
前記所定値は、前記ランプの順バイアス電圧を順方向電圧以下としたときに前記ランプを流れる微弱電流を判別するための閾値である、
点灯制御方法。 - 前記第2段階では、
エミッタ接地のnpn型トランジスタを用いて、前記ランプを流れる電流を検出する、
請求項1に記載の点灯制御方法。 - 車両のランプの点灯を制御する点灯制御装置であって、
一端が電源部と接続され、他端が前記ランプの一端と接続され、前記電源部から出力される直流電力を電力変換して、前記ランプに印加される出力電圧を発生させるように構成された電力変換部と、
前記ランプを流れる電流が所定値を超えた場合、前記ランプを流れる電流が一定となるように、前記ランプに印加される電圧を制御し、前記ランプを流れる電流が前記所定値以下である場合、前記ランプに印加される電圧を、前記ランプを流れる電流が前記所定値を超えた場合に前記ランプに印加される電圧よりも低い電圧に設定する制御部と、
一端が前記ランプの他端と接続され、他端が前記電力変換部と接続された定電流制御部と、
直列接続された第1抵抗と第2抵抗であって、一端が前記電力変換部と前記ランプの前記一端との間に接続され、他端が前記第2抵抗の一端に接続された第1抵抗と、一端が前記第1抵抗の前記他端に接続され、他端が接地された第2抵抗とを有する出力電圧検出部と、
一端が前記ランプと前記定電流制御部との間に接続された第3抵抗と、ベースが前記第3抵抗の他端に接続され、エミッタが接地されたトランジスタと、一端が前記トランジスタのコレクタに接続され、他端が前記第1抵抗の前記他端と前記第2抵抗の前記一端との接続点に接続された第4抵抗と、を有し、前記ランプに流れる電流を検出するように構成された電圧設定部と、
一端が前記接続点に接続され、他端が前記電力変換部に接続された定電圧制御部と、
を備え、
前記電流が所定値を超えた場合、前記トランジスタがオン状態となって、前記第2抵抗と前記第4抵抗とが並列接続され、前記電圧設定部は、並列接続された前記第2抵抗と前記第4抵抗とで形成される合成抵抗と、前記第1抵抗との抵抗比で定まる第1電圧値を前記出力電圧の上限値として設定するように構成され、前記定電流制御部は、前記第1電圧値を前記出力電圧の上限値として、前記電流が一定となるように前記電力変換部を制御するように構成され、
前記電流が前記所定値以下の場合、前記トランジスタがオフ状態となり、前記電圧設定部は、前記第1抵抗と前記第2抵抗との抵抗比によって定まる、前記第1電圧値より低い第2電圧値を前記出力電圧の上限値として設定するように構成され、前記定電圧制御部は、前記第2電圧値を前記出力電圧の上限値として、前記電力変換部を制御するように構成され、
前記所定値は、前記ランプの順バイアス電圧を順方向電圧以下としたときに前記ランプを流れる微弱電流を判別するための閾値である、
点灯制御装置。 - 前記電圧設定部は、
エミッタ接地のnpn型トランジスタを用いて、前記ランプを流れる電流を検出する、
請求項3に記載の点灯制御装置。
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