JP6544674B2 - 点灯装置、前照灯装置及び車両 - Google Patents

点灯装置、前照灯装置及び車両 Download PDF

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Description

本発明は、点灯装置、前照灯装置及び車両に関し、より詳しくは、光源を点灯する点灯装置、当該点灯装置を用いた前照灯装置、及び当該前照灯装置を備える車両に関する。
従来例として、特許文献1記載の点灯装置を例示する。この点灯装置は、複数個のLED(発光ダイオード)の直列回路からなる負荷(光源)に対し、直流電圧を印加して光源を点灯させる。さらに、点灯装置は、一部のLED(低電位側の複数個のLED)に並列接続されたバイパススイッチを有する。点灯装置は、バイパススイッチをオフとした状態で全てのLEDを点灯させ、バイパススイッチをオンすることにより一部のLEDの両端を短絡して残りのLEDのみを点灯させる。
また、特許文献1記載の点灯装置は、光源に印加される電圧(出力電圧)を測定する電圧測定回路や、光源に流れる電流を測定する電流測定回路と、これらの測定回路の測定結果から異常を検出する異常検出部とを備える。異常検出部は、出力電圧が所定の正常範囲(例えば10〜40V)から外れたときに、異常と判断して点灯装置を停止させる。なお、出力電圧の異常上昇は、例えば、バイパススイッチが開放モードで故障(開放故障)した場合に発生する。
特開2011−233264号公報
ところで、出力電圧の異常上昇の原因として、バイパススイッチの開放故障以外に、例えば、点灯装置と光源(LED)とを電気的に接続するコネクタの接続不良などが考えられる。ただし、コネクタの接続不良が原因の場合、振動などの外的要因により、接続不良の状態と正常な状態とが相互に切り換わる可能性がある。そして、接続不良の状態から正常な状態に復帰した際、通常よりも高い電圧が光源に印加されて光源にダメージを与えるなどの不具合の発生するおそれがある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされており、不具合の発生を抑えつつ出力電圧の異常をより確実に検出することを目的とする。
本発明の点灯装置は、電力変換部と、バイパススイッチと、電圧測定部と、制御部とを備え、前記電力変換部から出力される直流電圧及び直流電流を供給して光源を点灯する点灯装置であって、前記光源は、第1光源部と第2光源部とを有し、前記第1光源部及び前記第2光源部を前記電力変換部の出力端間に電気的に直列接続するように構成され、前記バイパススイッチは、前記第2光源部と電気的に並列接続され、前記電力変換部の出力電流を前記第2光源部に流さないようにバイパスする短絡状態と、前記出力電流を前記第2光源部に流す開放状態とに切り替えるように構成され、前記電力変換部は、少なくとも1つのスイッチング素子を有するDC/DCコンバータで構成され、前記制御部は、前記バイパススイッチを前記短絡状態と前記開放状態とに切り替え、かつ前記スイッチング素子を制御して前記電力変換部の前記出力電流を調整するように構成され、前記電圧測定部は、前記電力変換部の出力電圧若しくは前記出力電圧を分圧した電圧を測定するように構成され、前記制御部は、前記バイパススイッチを前記開放状態に切り替えている場合、前記電圧測定部の測定値が所定の第1しきい値以上である場合に前記スイッチング素子を制御して前記電力変換部を停止させ、前記バイパススイッチを前記短絡状態に切り替えている場合、前記電圧測定部の測定値が所定の第2しきい値以上である場合に前記スイッチング素子を制御して前記電力変換部を停止させるように構成され、前記第2しきい値は、前記バイパススイッチが前記短絡状態である場合の前記電力変換部の前記出力電圧の第1定格値よりも高く、かつ前記バイパススイッチが前記開放状態である場合の前記電力変換部の前記出力電圧の第2定格値よりも低い値に設定され、前記第1しきい値は、前記第2定格値よりも高い値に設定されることを特徴とする。
本発明の前照灯装置は、前記点灯装置と、前記点灯装置から供給される電力で点灯する前記光源と、前記光源を収納するハウジングとを備えることを特徴とする。
本発明の車両は、前記前照灯装置と、前記前照灯装置を搭載する車体とを有することを特徴とする。
本発明の点灯装置、前照灯装置及び車両は、不具合の発生を抑えつつ出力電圧の異常をより確実に検出することができるという効果がある。
本発明に係る実施形態1の点灯装置の回路構成図である。 同上におけるマイコンの動作を説明するためのフローチャートである。 同上の動作説明用のタイムチャートである。 同上の動作説明用のタイムチャートである。 本発明に係る実施形態2の点灯装置におけるマイコンの動作を説明するためのフローチャートである。 同上の動作説明用のタイムチャートである。 同上の動作説明用のタイムチャートである。 本発明に係る実施形態3の点灯装置の動作説明用のタイムチャートである。 同上の動作説明用のタイムチャートである。 本発明に係る実施形態4の点灯装置の動作説明用のタイムチャートである。 同上の動作説明用のタイムチャートである。 本発明に係る実施形態の前照灯装置を示す概略図である。 本発明に係る実施形態の車両を示す概略図である。
(実施形態1)
本発明の実施形態1に係る点灯装置1は、図1に示すように、電力変換部3と、バイパススイッチQ2と、電圧測定部13と、制御部とを備え、電力変換部3から出力される直流電圧及び直流電流を供給して光源2を点灯するように構成される。
光源2は、複数(図示例では8個)の発光ダイオード(LED)20を電気的に直列接続して構成される。ただし、以下の説明においては、光源2を構成する複数のLED20のうち、高電位側の4個のLED20の直列回路を第1光源部21と呼び、低電位側の4個のLED20の直列回路を第2光源部22と呼ぶ。
本実施形態の点灯装置1は、自動車などの車両に搭載される前照灯装置に用いられ、第1光源部21をすれ違い用(ロービーム用)前照灯として用い、第1光源部21及び第2光源部22を走行用(ハイビーム用)前照灯として用いるように構成される。
点灯装置1は、3つの入力端子(第1入力端子X1、第2入力端子X2及び第3入力端子X3)と、3つの出力端子(第1出力端子Y1、第2出力端子Y2及び第3出力端子Y3)とを有することが好ましい。第1入力端子X1は、第1スイッチSW1を介して直流電源B1の正極と電気的に接続される。第2入力端子X2は、直流電源B1の負極と電気的に接続される。第3入力端子X3は、第2スイッチSW2を介して直流電源B1の正極と電気的に接続される。なお、直流電源B1は、車両に搭載されるバッテリである。また、第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2は、車両の運転者が容易に操作可能な場所、例えば、車両の運転席の周辺に設けられる。
第1出力端子Y1は、第1光源部21の正極(高電位側のLED20のアノード)と電気的に接続される。第2出力端子Y2は、第2光源部22の負極(低電位側のLED20のカソード)と電気的に接続される。第3出力端子Y3は、第1光源部21の負極(低電位側のLED20のカソード)及び第2光源部22の正極(高電位側のLED20のアノード)と電気的に接続される。なお、第2出力端子Y2と第3出力端子Y3の間にバイパススイッチQ2が電気的に接続される。
バイパススイッチQ2は、nチャネルエンハンスメント型のMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)からなる。バイパススイッチQ2のドレインが第3出力端子Y3と電気的に接続され、バイパススイッチQ2のソースが第2出力端子Y2と電気的に接続される。つまり、バイパススイッチQ2は、第2光源部22と電気的に並列接続され、電力変換部3の出力電流を第2光源部22に流さないようにバイパスする短絡状態(オン状態)と、出力電流を第2光源部22に流す開放状態(オフ状態)とに切り替える。バイパススイッチQ2は、駆動部19からゲートに駆動信号が入力されることによってオンする。バイパススイッチQ2がオン状態の場合、第2光源部22の正極と負極の間が短絡されるので、第1光源部21のみが点灯する。バイパススイッチQ2がオフ状態の場合、第1光源部21及び第2光源部22の両方が点灯する。
電力変換部3は、フライバック式のDC/DCコンバータで構成される。電力変換部3は、絶縁トランスT1、第1スイッチング素子Q1、ダイオードD1、コンデンサC1、1次電流測定部30などを備える。絶縁トランスT1の1次巻線は、巻き始め側の端子が第1入力端子X1と電気的に接続され、巻き終わり側の端子が第1スイッチング素子Q1を介して第2入力端子X2と電気的に接続される。また、絶縁トランスT1の2次巻線は、巻き終わり側の端子が第1出力端子Y1と電気的に接続され、巻き始め側の端子がダイオードD1及び電流検出用の抵抗R3を介して第2出力端子Y2と電気的に接続される。コンデンサC1は、2次巻線の巻き終わり側の端子とダイオードD1のアノードとの間に電気的に直列接続される。
第1スイッチング素子Q1は、nチャネルエンハンスメント型のMOSFETからなる。第1スイッチング素子Q1のドレインは、1次巻線の巻き終わり側の端子と電気的に接続され、第1スイッチング素子Q1のソースは、第2入力端子X2と電気的に接続される。
電力変換部3には、第1スイッチSW1のオン・オフと連動して直流電源B1から直流電圧・直流電流が供給される。すなわち、第1スイッチSW1がオンしている場合、直流電源B1から電力変換部3に直流電圧・直流電流が供給される。また、第1スイッチSW1がオフしている場合、直流電源B1から電力変換部3への直流電圧・直流電流の供給が停止する。電力変換部3は、第1スイッチング素子Q1が周期的にオン・オフされることにより、コンデンサC1の両端に直流電圧(出力電圧)を発生させる。
以下、電力変換部3の動作について説明する。第1スイッチング素子Q1がオンすると、トランスT1の1次巻線に電流(励磁電流)が流れる。励磁電流が流れると、第1スイッチング素子Q1のオン抵抗における電圧降下によって、スイッチング素子Q1のドレイン−ソース間電圧が立ち上がる。ここで、電力変換部3は、トランスT1の1次巻線に流れる1次電流を測定する1次電流測定部30を備えている。1次電流測定部30は、第1スイッチング素子Q1のドレイン−ソース間電圧を測定することにより、励磁電流を間接的に測定するように構成される。なお、1次電流測定部30は、測定した電圧(励磁電流の大きさに比例した電圧)を比較器10に出力する。
比較器10は、1次電流測定部30の測定電圧と、マイクロコントローラ4の比較演算部43から出力される制御電圧とを比較し、測定電圧が制御電圧よりも高い場合に出力をハイレベルとする。比較器10の出力は、RSフリップフロップ回路からなる順序回路11のリセット端子に入力される。つまり、1次電流測定部30の測定電圧が制御電圧を超えると、リセット端子への入力電圧が立ち上がるので、順序回路11の出力がローレベルに立ち下がる。順序回路11の出力は、第1スイッチング素子Q1のゲートに入力されている。したがって、順序回路11の出力がローレベルになることで第1スイッチング素子Q1がオフする。
第1スイッチング素子Q1がオフすると、トランスT1の1次巻線に蓄積されたエネルギが2次側へ吐き出される。その後、エネルギの吐き出しが終了すると、第1スイッチング素子Q1のドレイン−ソース間電圧が立ち下がる。このドレイン−ソース間電圧の立ち下がりは、微分回路12で検出される。そして、微分回路12の検出出力は、順序回路11のセット端子に入力される。つまり、微分回路12の検出出力によってセット端子の入力電圧が立ち上がると、順序回路11の出力がハイレベルとり、第1スイッチング素子Q1が再びオンする。このように、電力変換部3は、電流臨界モード(Boundary Current Mode)で制御される。
点灯装置1は、通常時には、光源2に流れる電流を一定に制御する定電流制御により光源2を点灯させる。この定電流制御は、マイクロコントローラ(以下、マイコンと略す)4を主構成要素とする制御部によって行われる。ここで、第1出力端子Y1と第2出力端子Y2の間には、分圧抵抗R1、R2の直列回路が電気的に接続されている。また、電力変換部3の低電位側の出力端(ダイオードD1のアノードとコンデンサC1の接続点)と、第2出力端子Y2との間には、電流検出用の抵抗R3が電気的に接続されている。点灯装置1が備える電圧測定部13は、電力変換部3の出力電圧を分圧抵抗R1、R2で分圧した電圧(第1測定電圧)を測定し、電力変換部3の出力電圧に対応した第1測定電圧をマイコン4に出力するように構成される。また、点灯装置1が備える電流測定部14は、抵抗R3の両端電圧(第2測定電圧)を測定することにより、電力変換部3の出力電流に対応した第2測定電圧をマイコン4に出力するように構成される。
マイコン4は、内蔵するCPU(Central Processing Unit)で様々なプログラムを実行することにより、種々の機能を実現するように構成される。以下の説明においては、マイコン4のハードウェアを利用してそれぞれの機能を実現するプログラムモジュールを「〜部」と表現する。本実施形態におけるマイコン4は、図1に示すように、第1平均化部40、第2平均化部41、電流司令部42、比較演算部43、切替制御部44、しきい値出力部45などを備える。
第1平均化部40は、電圧測定部13から入力される第1測定電圧を平均化するように構成される。例えば、第1平均化部40は、第1測定電圧をアナログ・デジタル変換して得られる第1測定電圧値のデータの移動平均を求めるように構成されることが好ましい。
第2平均化部41は、電流測定部14から入力される第2測定電圧を平均化するように構成される。例えば、第2平均化部41は、第2測定電圧をアナログ・デジタル変換して得られる第2測定電圧値のデータの移動平均を求めるように構成されることが好ましい。
電流司令部42は、マイコン4のメモリに格納されている出力電流の目標値を読み出して比較演算部43に渡す。比較演算部43は、電流司令部42から受け取る目標値と、第2平均化部41が求めた出力電流の平均値(実際は第2測定電圧の平均値)とを比較し、両者の差分に応じた1次電流指令値を演算するように構成される。例えば、比較演算部43は、平均値が目標値を上回っている場合は低く、平均値が目標値を下回っている場合は高くなるように1次電流指令値を演算することが好ましい。なお、マイコン4は、比較演算部43から出力される1次電流指令値をアナログ電圧からなる制御電圧にD/A変換して比較器10に出力する。
1次電流指令値が低くなると制御電圧が下降するので、第1スイッチング素子Q1のオンデューティ比が低下して出力電流が減少する。一方、1次電流指令値が高くなると制御電圧が上昇するので、第1スイッチング素子Q1のオンデューティ比が上昇して出力電流が増加する。つまり、マイコン4は、第1スイッチング素子Q1をPWM(パルス幅変調)制御することで電力変換部3の出力電流を定電流制御するように構成されている。
切替制御部44は、第2電源検出部16の検出結果に応じて、切替制御信号を出力するように構成される。第2電源検出部16は、第3入力端子X3の電圧(グランドとの電位差)が所定値以上のときに第2検出信号を出力し、第3入力端子X3の電圧が所定値未満のときは第2検出信号を出力しないように構成される。つまり、第2電源検出部16は、第3入力端子X3の電圧を所定値と比較することによって、第2スイッチSW2のオン/オフを検出している。切替制御部44は、第2電源検出部16から第2検出信号が入力されている場合は切替制御信号を出力せず、第2電源検出部16から第2検出信号が入力されていない場合に切替制御信号を出力する。駆動部19は、切替制御信号が入力されている間は、バイパススイッチQ2のゲートに駆動信号を出力してバイパススイッチQ2をオンする。また、駆動部19は、切替制御信号が入力されない間は、駆動信号を出力せずにバイパススイッチQ2をオフする。
したがって、第2スイッチSW2がオンの場合、マイコン4によってバイパススイッチQ2がオフに切り替えられ、第1光源部21と第2光源部22が双方とも点灯する。また、第2スイッチSW2がオフの場合、マイコン4によってバイパススイッチQ2がオンに切り替えられ、第1光源部21のみが点灯する。
また、マイコン4は、第1電源検出部15で検出する電圧に応じて、電力変換部3を動作させるか否かを判断するように構成されることが好ましい。第1電源検出部15は、第1入力端子X1の電圧(第1入力端子X1と第2入力端子X2との電位差)を計測し、その計測値を示す第1検出信号をマイコン4に出力するように構成される。マイコン4は、第1検出信号が所定の点灯可能範囲内にあれば、動作可能と判断して電力変換部3を動作させ、第1検出信号が所定の点灯可能範囲内になければ、動作不可と判断して電力変換部3を動作させないことが好ましい。
なお、マイコン4は、制御電源生成部17で生成される制御電源電圧を受けて動作する。制御電源生成部17は、第1スイッチSW1を介して直流電源B1から供給される直流電圧から制御電源電圧を生成するように構成される。
また、点灯装置1は、異常停止部18を備えている。異常停止部18は、コンパレータ180、入力抵抗R4、R5、第3スイッチング素子Q3を有する。コンパレータ180のプラス端子には、入力抵抗R4を介して、電圧測定部13の第1測定電圧が入力される。また、コンパレータ180のマイナス端子には、入力抵抗R5を介して、マイコン4のしきい値出力部45から過電圧しきい値が入力される。つまり、コンパレータ180は、第1測定電圧と過電圧しきい値とを比較し、第1測定電圧が過電圧しきい値以上の場合に出力をハイレベルとし、第1測定電圧が過電圧しきい値未満の場合に出力をローレベルとする。第3スイッチング素子Q3は、nチャネルエンハンスメント型のMOSFETからなる。第3スイッチング素子Q3のドレインは、順序回路11のセット端子と電気的に接続され、第3スイッチング素子Q3のソースは、グランドと電気的に接続される。第3スイッチング素子Q3のゲートは、コンパレータ180の出力端子と電気的に接続される。
すなわち、コンパレータ180の出力がローレベルのときは第3スイッチング素子Q3がオフ状態に維持されるため、順序回路11のセット端子に微分回路12の検出出力が入力される。一方、コンパレータ180の出力がハイレベルのときは第3スイッチング素子Q3がオンするので、順序回路11のセット端子が第3スイッチング素子Q3を介してグランドに接地される。そのため、微分回路12の検出出力は、順序回路11のセット端子に入力されなくなる。その結果、順序回路11の出力がハイレベルに切り替わらないので、第1スイッチング素子Q1がオフのままとなり、電力変換部3が停止する。電力変換部3が停止すると、第1測定電圧が低下して過電圧しきい値を下回るため、異常停止部18の出力(コンパレータ180の出力)がローレベルに切り替わる。異常停止部18の出力がローレベルとなれば、微分回路12の検出出力が順序回路11のセット端子に入力されて第1スイッチング素子Q1が再びオンする。しかしながら、電力変換部3の出力電圧を上昇させる原因、例えば、光源2の開放故障が取り除かれない限り、異常停止部18の出力がハイレベルとローレベルに交互に切り替わることになる。その結果、電力変換部3の出力電圧は、第1測定電圧が過電圧しきい値にほぼ等しくなる電圧(過電圧)に維持される。
上述のように電力変換部3の出力電圧が過電圧となる状況が継続すると、光源2、バイパススイッチQ2、マイコン4などに過大なストレスが加わり続けることになる。そこで、マイコン4は、第1平均化部40から出力される第1測定電圧の平均値と、しきい値出力部45から出力される高電圧しきい値とを比較し、第1測定電圧の平均値が高電圧しきい値以上となる状態の継続時間をカウントすることが好ましい。マイコン4は、継続時間が所定の上限値(例えば、150ミリ秒)に達した場合に電力変換部3を恒久的に停止させる処理を実行することが好ましい。例えば、マイコン4は、比較演算部43から出力される1次電流指令値をほぼゼロにすればよい。つまり、マイコン4は、光源2の定格電圧よりも高い電圧(過電圧)が光源2に印加され続けた場合、光源2、バイパススイッチQ2、マイコン4などを保護するため、速やかに電力変換部3を停止することが好ましい。
ここで、点灯装置1は、第1フィルタ部50と第2フィルタ部51を備えることが好ましい。第1フィルタ部50及び第2フィルタ部51は、双方とも低域通過フィルタからなり、電圧測定部13から出力される第1測定電圧に重畳する高調波ノイズを除去するように構成されることが好ましい。第1フィルタ部50でフィルタリングされた第1測定電圧は、異常停止部18に入力される。第2フィルタ部51でフィルタリングされた第1測定電圧は、第1平均化部40に入力される。なお、第1フィルタ部50における低域通過フィルタの時定数は、第2フィルタ部51における低域通過フィルタの時定数よりも十分に小さいことが好ましい。つまり、マイコン4は、第1平均化部40で第1測定電圧を平均化し、さらに、第1測定電圧の平均値が高電圧しきい値以上となる継続時間をカウントしているので、応答性よりも低ノイズ性を重視して時定数を大きくすることが好ましい。一方、異常停止部18は、低ノイズ性よりも応答性を重視して時定数を小さくすることが好ましい。
ところで、第1測定電圧が過電圧しきい値を上回る原因が、例えば、点灯装置1の出力端子Y1〜Y3と光源2との接続不良であった場合、振動などの外的要因により、接続不良の状態と正常な状態とが相互に切り替わる可能性がある。したがって、第1測定電圧の平均値が高電圧しきい値以上となる状態の継続時間が上限値に達する前に、正常な接続状態に復帰した場合、定格電圧よりも高い過電圧が光源2に印加され、定格電圧と過電圧との差分に応じた突入電流が各LED20に流れる虞がある。特に、過電圧しきい値が、各光源部21、22のそれぞれの定格電圧の合計値よりも高い値に設定され、かつ第1光源部21のみが点灯している状況で接続不良から復帰した場合、より大きな突入電流が第1光源部21及びバイパススイッチQ2に流れてしまう。
そこで、本実施形態の点灯装置1は、第1光源部21のみを点灯しているとき(以下、すれ違い点灯時という)と、第1光源部21及び第2光源部22を点灯しているとき(以下、走行点灯時という)とで過電圧しきい値を変更している。つまり、マイコン4のしきい値出力部45は、第2検出信号が入力されている場合(走行点灯時)、過電圧しきい値を第1しきい値とし、第2検出信号が入力されていない場合(すれ違い点灯時)、過電圧しきい値を第2しきい値(<第1しきい値)とする。ただし、第1しきい値は、各光源部21、22のそれぞれの定格電圧の合計値よりも高い値に設定される。また、第2しきい値は、第1光源部21の定格電圧よりも高く、かつ各光源部21、22のそれぞれの定格電圧の合計値よりも低い値に設定される。例えば、各光源部21、22のそれぞれの定格電圧を15±3[V]と仮定した場合、第1しきい値は、41×(分圧抵抗R1、R2の分圧比)[V]、第2しきい値は、23×(分圧抵抗R1、R2の分圧比)[V]に設定されることが好ましい。なお、分圧抵抗R1、R2の分圧比は、分圧抵抗R1、R2の抵抗値をそれぞれr1、r2としたとき、r2/(r1+r2)となる。ただし、第1しきい値及び第2しきい値は、これらの値に限定されない。
さらに、しきい値出力部45は、すれ違い点灯時と走行点灯時とで、過電圧しきい値だけでなく、高電圧しきい値も変更することが好ましい。つまり、しきい値出力部45は、走行点灯時の高電圧しきい値を第3しきい値とし、すれ違い点灯時の高電圧しきい値を第4しきい値(<第3しきい値)とすることが好ましい。ただし、第3しきい値は、各光源部21、22のそれぞれの定格電圧の合計値よりも高く、かつ第1しきい値よりも低い値に設定される。また、第4しきい値は、第1光源部21の定格電圧よりも高く、かつ第2しきい値よりも低い値に設定される。例えば、各光源部21、22のそれぞれの定格電圧を15±3[V]とし、第1しきい値が41×(分圧抵抗R1、R2の分圧比)[V]、第2しきい値が23×(分圧抵抗R1、R2の分圧比)[V]に設定されていると仮定する。この場合、第3しきい値は、38×(分圧抵抗R1、R2の分圧比)[V]に設定され、第4しきい値は、20×(分圧抵抗R1、R2の分圧比)[V]に設定されることが好ましい。ただし、第1〜第4しきい値は、これらの値に限定されない。
次に、図2のフローチャート並びに図3のタイムチャートを参照して、本実施形態の点灯装置1の動作、特に、光源部2が開放故障して電力変換部3の出力電圧が正常時よりも上昇した場合の動作を説明する。ただし、図2のフローチャートは、マイコン4の動作(処理)を示している。
マイコン4は、第1スイッチSW1が投入されると(図3の時刻t=t1)、既に説明したように電力変換部3の出力電流を目標値(光源2の定格電流値)に一致させるように定電流制御を行う。また、マイコン4は、第2検出信号の入力の有無を監視している(図2のステップS1)。第2検出信号がマイコン4に入力されている場合、しきい値出力部45は、過電圧しきい値を第1しきい値に設定し、かつ高電圧しきい値を第3しきい値に設定する(図2のステップS2)。光源2及び点灯装置1に故障が生じていなければ、電力変換部3の出力電圧は、第1光源部21の定格電圧と第2光源部22の定格電圧の合計電圧に等しく、かつ第3しきい値よりも低い電圧(第2定格値)で安定する(図3参照)。
ここで、点灯中の第1光源部21又は第2光源部22が開放故障すると(時刻t=t2)、マイコン4の定電流制御によって、電力変換部3の出力電圧が上昇する(図3参照)。電力変換部3の出力電圧が上昇して第1測定電圧が過電圧しきい値(第1しきい値)を上回ると(時刻t=t4)、異常停止部18が電力変換部3を停止させる。そして、既に説明したように、出力電圧の上昇の原因(例えば、第2光源部22の開放故障)が取り除かれない限り、異常停止部18の出力がハイレベルとローレベルに交互に切り替わりることになる。そのため、電力変換部3の出力電圧は、第1測定電圧が過電圧しきい値にほぼ等しくなる過電圧に維持される(図3参照)。
一方、マイコン4は、常に第1測定電圧の平均値と高電圧しきい値(第3しきい値)とを比較し(図2のステップS4)、第1測定電圧の平均値が高電圧しきい値(第3しきい値)を下回っている間は、継続時間のカウントをリセットする(図2のステップS5)。一方、電力変換部3の出力電圧が上昇して第1測定電圧の平均値が高電圧しきい値(第3しきい値)を上回ると(時刻t=t3)、マイコン4は、継続時間のカウントを開始する(図2のステップS6)。そして、マイコン4は、継続時間をカウントしている間、継続時間と上限値TU1(例えば、TU1=150ミリ秒)とを比較する(図2のステップS7)。継続時間が上限値TU1未満であれば、マイコン4は、ステップS4に戻って第1測定電圧の平均値と高電圧しきい値(第3しきい値)を比較する。一方、継続時間が上限値TU1以上になれば(時刻t=t5)、マイコン4は、電力変換部3を恒久的に停止させる(図2のステップS8)。
また、第2検出信号がマイコン4に入力されていない場合(時刻t=t6)、しきい値出力部45は、過電圧しきい値を第2しきい値に設定し、かつ高電圧しきい値を第4しきい値に設定する(図2のステップS3)。光源2及び点灯装置1に故障が生じていなければ、電力変換部3の出力電圧は、第1光源部21の定格電圧に等しく、かつ第4しきい値よりも低い電圧(第1定格値)で安定する(図3参照)。
点灯中の第1光源部21が開放故障すると(時刻t=t7)、マイコン4の定電流制御によって、電力変換部3の出力電圧が上昇する(図3参照)。電力変換部3の出力電圧が上昇して第1測定電圧が過電圧しきい値(第2しきい値)を上回ると(時刻t=t8)、異常停止部18が電力変換部3を停止させる。そして、電力変換部3の出力電圧は、第1測定電圧が過電圧しきい値にほぼ等しくなる過電圧に維持される(図3参照)。
マイコン4は、第1測定電圧の平均値と高電圧しきい値(第4しきい値)とを比較し(図2のステップS4)、第1測定電圧の平均値が高電圧しきい値(第4しきい値)を下回っている間は、継続時間のカウントをリセットする(図2のステップS5)。一方、電力変換部3の出力電圧が上昇して第1測定電圧の平均値が高電圧しきい値(第4しきい値)を上回ると、マイコン4は、継続時間のカウントを開始する(図2のステップS6)。そして、マイコン4は、継続時間をカウントしている間、継続時間と上限値TU2(例えば、TU2=150ミリ秒)とを比較する(図2のステップS7)。継続時間が上限値TU2未満であれば、マイコン4は、ステップS4に戻って第1測定電圧の平均値と高電圧しきい値を比較する。一方、継続時間が上限値TU2以上になれば(時刻t=t9)、マイコン4は、電力変換部3を恒久的に停止させる(図2のステップS8)。
次に、図4のタイムチャートを参照して、バイパススイッチQ2が開放故障した場合の点灯装置1の動作を説明する。第2スイッチSW2がオフの場合、バイパススイッチQ2が開放故障していても、点灯装置1は、正常に動作する(時刻t=t1〜t2)。一方、第2スイッチSW2がオンの場合、駆動部19が駆動信号を出力してもバイパススイッチQ2がオンせず、開放状態から短絡状態に切り替わらない。この場合、しきい値出力部45は、第2検出信号が入力されていないので、過電圧しきい値を第2しきい値に設定し、かつ高電圧しきい値を第4しきい値に設定する。
したがって、マイコン4が定電流制御を開始すると(時刻t=t3)、電力変換部3の出力電圧が直ちに過電圧しきい値(第2しきい値)を上回ってしまう(時刻t=t4)。そのため、電力変換部3の出力電圧は、過電圧しきい値(第2しきい値)とほぼ等しい電圧で安定してしまう。そして、電力変換部3の出力電圧が過電圧しきい値(第2しきい値)とほぼ等しい電圧で安定している時間(継続時間)が上限値TU2に達すると、マイコン4は、電力変換部3を恒久的に停止させる(時刻t=t5)。したがって、運転者は、第1スイッチSW1をオンしているにも関わらず、光源2が消灯するため、点灯装置1あるいは光源2の故障を知ることができる。なお、第1スイッチSW1と第2スイッチSW2を両方ともオンすれば、点灯装置1は、とりあえず、第1光源部21と第2光源部22を点灯させることができる。ゆえに、運転者は、例え夜間に点灯装置1あるいは光源2の故障を知ったとしても、安全な場所(自宅や修理工場など)まで車両を走行させることができる。
上述のように本実施形態の点灯装置1は、第1光源部21のみを点灯する場合と、第1光源部21と第2光源部22を双方とも点灯する場合とで、過電圧しきい値を第1しきい値及び第2しきい値に変更している(ただし、第2しきい値<第1しきい値)。そのため、過電圧しきい値が第1しきい値に固定されている場合と比較して、正常な状態に復帰した際、光源2に流れる突入電流を抑制することができる。さらに、第1光源部21のみを点灯する場合において、本実施形態の点灯装置1は、第1しきい値よりも低い第2しきい値を過電圧しきい値とすることにより、電力変換部3の出力電圧の異常をより精度よく検出ことができる。ゆえに、本実施形態の点灯装置1は、光源2にダメージを与えるような不具合の発生を抑えつつ、電力変換部3の出力電圧の異常をより確実に検出することができる。ただし、継続時間と比較される上限値TU1、TU2は、同じ値でもよいし、異なる値でもよい。
上述のように本実施形態の点灯装置1は、電力変換部3と、バイパススイッチQ2と、電圧測定部13と、制御部(マイコン4、比較器10、順序回路11、微分回路12、異常停止部18、駆動部19)とを備える。点灯装置1は、電力変換部3から出力される直流電圧及び直流電流を供給して光源2を点灯する。光源2は、第1光源部21と第2光源部22とを有し、第1光源部21及び第2光源部22を電力変換部3の出力端(第1出力端子Y1、第2出力端子Y2)間に電気的に直列接続するように構成される。バイパススイッチQ2は、第2光源部22と電気的に並列接続され、電力変換部3の出力電流を第2光源部22に流さないようにバイパスする短絡状態と、出力電流を第2光源部22に流す開放状態とに切り替えるように構成される。電力変換部3は、少なくとも1つのスイッチング素子(第1スイッチング素子)Q1を有するDC/DCコンバータで構成される。制御部は、バイパススイッチQ2を短絡状態と開放状態とに切り替え、かつスイッチング素子Q1を制御して電力変換部3の出力電流を調整するように構成される。電圧測定部13は、電力変換部3の出力電圧若しくは出力電圧を分圧した電圧を測定するように構成される。制御部は、バイパススイッチQ2を開放状態に切り替えている場合、電圧測定部13の測定値(第1測定電圧)が所定の第1しきい値以上である場合にスイッチング素子Q1を制御して電力変換部3を停止させる。また、制御部は、バイパススイッチQ2を短絡状態に切り替えている場合、電圧測定部13の測定値が所定の第2しきい値以上である場合にスイッチング素子Q1を制御して電力変換部3を停止させるように構成される。第2しきい値は、バイパススイッチQ2が短絡状態である場合の電力変換部3の出力電圧の第1定格値よりも高く、かつバイパススイッチQ2が開放状態である場合の電力変換部3の出力電圧の第2定格値よりも低い値に設定される。第1しきい値は、第2定格値よりも高い値に設定される。
本実施形態の点灯装置1は上述のように構成され、バイパススイッチQ2の状態に応じて、電力変換部3の出力電圧に対するしきい値電圧を変更するので、不具合の発生を抑えつつ、電力変換部3の出力電圧の異常をより確実に検出することができる。
本実施形態の点灯装置1において、制御部は、以下のように構成されることが好ましい。制御部は、電圧測定部13の測定値が所定の第3しきい値又は第4しきい値以上である状態が所定の第1継続時間TU1又は第2継続時間TU2以上継続した場合に、スイッチング素子を制御して前記電力変換部を停止させるように構成されることが好ましい。制御部は、前記バイパススイッチを前記短絡状態に切り替えている場合は第3のしきい値と第1継続時間TU1を採用し、前記バイパススイッチを前記短絡状態に切り替えている場合は第4のしきい値と第2継続時間TU2を採用することが好ましい。なお、第3しきい値は、第2定格値よりも高くかつ第1しきい値よりも低い値に設定されることが好ましい。また、第4しきい値は、第1定格値よりも高くかつ第2しきい値よりも低い値に設定されることが好ましい。
本実施形態の点灯装置1が上述のように構成されれば、光源2やバイパススイッチQ2に過電圧が長時間に渡って印加され続けることを防ぐことができる。
(実施形態2)
本発明の実施形態2に係る点灯装置1は、図1に示した実施形態1の点灯装置1と共通の回路構成を有している。したがって、本実施形態の点灯装置1の回路構成に関する説明及び図示は省略する。
本実施形態の点灯装置1は、バイパススイッチQ2をオンした場合、所定の待機時間が経過した後に、過電圧しきい値及び高電圧しきい値を変更する点に特徴がある。
以下、図5のフローチャート並びに図6、図7のタイムチャートを参照して、本実施形態の点灯装置1の動作を説明する。ただし、図5のフローチャートは、マイコン4の動作(処理)を示している。
マイコン4は、第1スイッチSW1が投入されると(時刻t=t1)、既に説明したように電力変換部3の出力電流を目標値(光源2の定格電流値)に一致させるように定電流制御を行う。ここで、第2検出信号がマイコン4に入力されている場合、しきい値出力部45は、過電圧しきい値を第1しきい値に設定し、かつ高電圧しきい値を第3しきい値に設定する。したがって、光源2及び点灯装置1に故障が生じていなければ、電力変換部3の出力電圧は、第2定格値で安定する(図6参照)。一方、第2検出信号がマイコン4に入力されていない場合、しきい値出力部45は、過電圧しきい値を第2しきい値に設定し、かつ高電圧しきい値を第4しきい値に設定する。したがって、光源2及び点灯装置1に故障が生じていなければ、電力変換部3の出力電圧は、第1定格値で安定する(図7参照)。
そして、第2スイッチSW2がオフされると、第2電源検出部16から第2検出信号が入力されなくなるので、切替制御部44が切替制御信号を出力する。また、駆動部19は、切替制御信号が入力されると、駆動信号を出力してバイパススイッチQ2をオンする(図6の時刻t=t2)。
また、マイコン4は、第2検出信号が入力されなくなった時点(図6の時刻t=t2)から所定の待機時間TWが経過するのを待つ(図5のステップS3)。そして、マイコン4のしきい値出力部45は、待機時間TWが経過した後(図6の時刻t=t3)、過電圧しきい値及び高電圧しきい値を、それぞれ第2しきい値並びに第4しきい値に設定する(図5のステップS4)。なお、待機時間TWは、例えば、30ミリ秒程度が好ましい。
一方、第2スイッチSW2がオンされると、第2電源検出部16から第2検出信号が入力されるので、切替制御部44が切替制御信号を出力する。そして、駆動部19は、切替制御信号が入力されなくなると、駆動信号を出力せずにバイパススイッチQ2をオフする(図7の時刻t=t2)。マイコン4のしきい値出力部45は、第2検出信号が入力されると、待機時間TWを待つこと無く、過電圧しきい値及び高電圧しきい値を、それぞれ第1しきい値並びに第3しきい値に設定する(図5のステップS2)。なお、図5のステップS5〜ステップS9の処理は、図2のステップS4〜ステップS8の処理と共通であるから、説明を省略する。
図6及び図7に示すように、電圧測定部13で測定される電力変換部3の出力電圧(第1測定電圧)は、駆動部19が駆動信号を出力するまでの遅延や、バイパススイッチQ2の遷移時間などにより、緩やかに変化する。したがって、実施形態1のように、しきい値出力部45が第2検出信号の変化に同期して過電圧しきい値及び高電圧しきい値を変更する場合、第1測定電圧が過電圧しきい値を上回り、点灯装置1が光源2を一時的に消灯させてしまう虞がある。
これに対して本実施形態の点灯装置1では、マイコン4が第2検出信号に応じてバイパススイッチQ2をオンした時点から所定の待機時間TWが経過するまでは、しきい値出力部45が過電圧しきい値を第1しきい値から第2しきい値に変更しない。そのため、電力変換部3の出力電圧が下降している間に、異常停止部18が電力変換部3を停止させてしまうことがないから、光源2が一時的に消灯することもない(図6参照)。
一方、マイコン4が第2検出信号に応じてバイパススイッチQ2をオフする場合においては、しきい値出力部45が、待機時間TWを待たずに過電圧しきい値を第2しきい値から第1しきい値に変更する。そのため、電力変換部3の出力電圧が上昇している間に、異常停止部18が電力変換部3を停止させてしまうことがないから、光源2が一時的に消灯することもない(図7参照)。
上述のように本実施形態の点灯装置1において、制御部は、待機時間TWが経過するまでの間、電圧測定部13の測定値(第1測定電圧)が第1しきい値以上である場合にスイッチング素子Q1を制御して電力変換部3を停止させるように構成されることが好ましい。ただし、待機時間TWは、バイパススイッチQ2を開放状態から短絡状態若しくは短絡状態から開放状態へ切り替えた後の所定の時間とする。
本実施形態の点灯装置1が上述のように構成されれば、電力変換部3の出力電圧が変化する途中で光源2を一時的に消灯させてしまうことを回避できる。
(実施形態3)
本発明の実施形態3に係る点灯装置1は、図1に示した実施形態1の点灯装置1と共通の回路構成を有している。したがって、本実施形態の点灯装置1の回路構成に関する説明及び図示は省略する。
本実施形態の点灯装置1は、駆動部19及び切替制御部44に特徴がある。駆動部19は、例えば、CR積分回路のような低域通過フィルタを有しており、この低域通過フィルタを通過した駆動信号でバイパススイッチQ2を駆動(オン・オフ)するように構成される。
一方、本実施形態における切替制御部44は、切替制御信号をパルス幅変調するように構成される。切替制御部44は、第2電源検出部16の第2検出信号が立ち下がると、切替制御信号のオンデューティ比を0%から100%まで徐々に高くする。また、切替制御部44は、第2電源検出部16の第2検出信号が立ち上がると、切替制御信号のオンデューティ比を100%から0%まで徐々に低くする。
切替制御信号のオンデューティ比が0%から100%まで徐々に高くされる場合、駆動部19が出力する駆動信号は、0[V]から規定の電圧(バイパススイッチQ2が完全にオンするゲート電圧)まで徐々に上昇する。バイパススイッチQ2は、ゲート電圧が上昇するに連れてオン抵抗を減少させ、第2光源部22に流れる電流を定格値からゼロまで漸減する。
一方、切替制御信号のオンデューティ比が100%から0%まで徐々に低くされる場合、駆動部19が出力する駆動信号は、規定の電圧から0[V]まで徐々に下降する。バイパススイッチQ2は、ゲート電圧が下降するに連れてオン抵抗を増加させ、第2光源部22に流れる電流をゼロから定格値まで漸増する。
つまり、本実施形態の点灯装置1では、バイパススイッチQ2を構成するMOSFETの増幅作用を利用して、バイパススイッチQ2のオン・オフが切り替わるときに第2光源部22に流れる電流を緩やかに変化させる。その結果、本実施形態の点灯装置1は、第2光源部22に加わるストレスを低減し、かつバイパススイッチQ2のオン・オフに伴う光源2のちらつきを抑えることができる。
以下、図8及び図9のタイムチャートを参照して、本実施形態の点灯装置1の動作を説明する。ただし、図8は、走行点灯状態(第2スイッチSW2がオンの状態)からすれ違い点灯状態(第2スイッチSW2がオフの状態)に切り替わる場合を示している。また、図9は、すれ違い点灯状態(第2スイッチSW2がオフの状態)から走行点灯状態(第2スイッチSW2がオンの状態)に切り替わる場合を示している。
まず、図8を参照して、走行点灯状態からすれ違い点灯状態への切替時の動作を説明する。
マイコン4は、第1スイッチSW1が投入されると(時刻t=t1)、既に説明したように電力変換部3の出力電流を目標値(光源2の定格電流値)に一致させるように定電流制御を行う。ここで、第2検出信号がマイコン4に入力されている場合、しきい値出力部45は、過電圧しきい値を第1しきい値に設定し、かつ高電圧しきい値を第3しきい値に設定する。したがって、光源2及び点灯装置1に故障が生じていなければ、電力変換部3の出力電圧は、第2定格値で安定する。
そして、第2スイッチSW2がオフされると、第2電源検出部16の第2検出信号がローレベルに立ち下がる(時刻t=t2)。切替制御部44は、第2検出信号が立ち下がると、切替制御信号のオンデューティ比を徐々に高くする。駆動部19は、切替制御信号に応じて、駆動信号を0[V]から規定の電圧まで徐々に上昇させる(時刻t=t2〜t3)。バイパススイッチQ2は、駆動電圧の上昇に伴ってオン抵抗を減少させ、第2光源部22に流れる電流を定格値からゼロまで漸減する。
また、マイコン4は、第2検出信号が立ち下がった時点(時刻t=t2)から所定の待機時間TWが経過するのを待つ。そして、マイコン4のしきい値出力部45は、待機時間TWが経過した後、過電圧しきい値及び高電圧しきい値を、それぞれ第2しきい値並びに第4しきい値に設定する(時刻t=t4)。なお、待機時間TWは、駆動信号の立ち上がりに要する時間(時刻t=t2〜t3までの時間)と、バイパススイッチQ2が完全にオンするまでの時間との合計時間、例えば、90ミリ秒程度が好ましい。ただし、待機時間TWは、駆動信号の立ち上がりに要する時間と等しい時間であっても構わない。
続いて、図9を参照して、すれ違い点灯状態から走行点灯状態への切替時の動作を説明する。
マイコン4は、第1スイッチSW1が投入されると(時刻t=t1)、既に説明したように電力変換部3の出力電流を目標値(光源2の定格電流値)に一致させるように定電流制御を行う。ここで、第2検出信号がマイコン4に入力されていない場合、しきい値出力部45は、過電圧しきい値を第2しきい値に設定し、かつ高電圧しきい値を第4しきい値に設定する。したがって、光源2及び点灯装置1に故障が生じていなければ、電力変換部3の出力電圧は、第1定格値で安定する。
そして、第2スイッチSW2がオンされると、第2電源検出部16の第2検出信号がハイレベルに立ち上がる(時刻t=t2)。切替制御部44は、第2検出信号が立ち上がると、切替制御信号のオンデューティ比を徐々に低くする。駆動部19は、切替制御信号に応じて、駆動信号を規定の電圧から0[V]まで徐々に下降させる(時刻t=t2〜t3)。バイパススイッチQ2は、駆動電圧の下降に伴ってオン抵抗を増加させ、第2光源部22に流れる電流をゼロから定格値まで漸増する。
また、マイコン4のしきい値出力部45は、第2検出信号が立ち下がった時点で過電圧しきい値及び高電圧しきい値を、それぞれ第1しきい値並びに第3しきい値に設定する(時刻t=t2)。
本実施形態の点灯装置1において、バイパススイッチQ2は、トランジスタ(nチャネルエンハンスメント型のMOSFET)で構成されることが好ましい。制御部は、バイパススイッチQ2を短絡状態から開放状態に切り替える際において、トランジスタの増幅作用を利用して出力電流を漸増及び漸減するように構成されることが好ましい。制御部は、バイパススイッチQ2を開放状態から短絡状態に切り替える際において、トランジスタの増幅作用を利用して出力電流を漸増及び漸減するように構成されることが好ましい。
本実施形態の点灯装置1が上述のように構成されれば、光源2に加わるストレスを低減し、かつバイパススイッチQ2のオン・オフに伴う光源2のちらつきを抑えることができる。
(実施形態4)
本発明の実施形態4に係る点灯装置1は、図1に示した実施形態1の点灯装置1と共通の回路構成を有している。したがって、本実施形態の点灯装置1の回路構成に関する説明及び図示は省略する。
本実施形態の点灯装置1は、バイパススイッチQ2のオン・オフを切り替える際、過電圧しきい値が第5しきい値に設定されることに特徴がある。また、本実施形態の点灯装置1は、バイパススイッチQ2のオン・オフを切り替える際、高電圧しきい値が第6しきい値に設定されることにも特徴がある。ただし、第5しきい値は、第1しきい値よりも低く、かつ第2しきい値よりも高い値に設定される。また、第6しきい値は、第3しきい値よりも低く、かつ第4しきい値よりも高い値に設定される。
ここで、マイコン4は、第2検出信号が立ち下がると、しきい値出力部45から出力される第5しきい値を、第1しきい値から第2しきい値まで一定の割合(例えば、−0.2[V/ms]程度)で減少させることが好ましい。同様に、マイコン4は、第2検出信号が立ち下がると、しきい値出力部45から出力される第6しきい値を、第3しきい値から第4しきい値まで一定の割合(例えば、−0.2[V/ms]程度)で減少させることが好ましい。
一方、第2検出信号が立ち上がると、マイコン4は、しきい値出力部45から出力される第5しきい値を、第2しきい値から第1しきい値まで一定の割合(例えば、2[V/ms]程度)で増加させることが好ましい。同様に、マイコン4は、第2検出信号が立ち上がると、しきい値出力部45から出力される第6しきい値を、第4しきい値から第3しきい値まで一定の割合(例えば、2[V/ms]程度)で増加させることが好ましい。
以下、図10及び図11のタイムチャートを参照して、本実施形態の点灯装置1の動作を説明する。ただし、図10は、走行点灯状態(第2スイッチSW2がオンの状態)からすれ違い点灯状態(第2スイッチSW2がオフの状態)に切り替わる場合を示している。また、図11は、すれ違い点灯状態(第2スイッチSW2がオフの状態)から走行点灯状態(第2スイッチSW2がオンの状態)に切り替わる場合を示している。
まず、図10を参照して、走行点灯状態からすれ違い点灯状態への切替時の動作を説明する。
マイコン4は、第1スイッチSW1が投入されると(時刻t=t1)、既に説明したように電力変換部3の出力電流を目標値(光源2の定格電流値)に一致させるように定電流制御を行う。ここで、第2検出信号がマイコン4に入力されている場合、しきい値出力部45は、過電圧しきい値を第1しきい値に設定し、かつ高電圧しきい値を第3しきい値に設定する。したがって、光源2及び点灯装置1に故障が生じていなければ、電力変換部3の出力電圧は、第2定格値で安定する。
そして、第2スイッチSW2がオフされると、第2電源検出部16の第2検出信号がローレベルに立ち下がる(時刻t=t2)。しきい値出力部45は、第2検出信号が立ち下がると、過電圧しきい値を第1しきい値から第2しきい値まで一定の割合(例えば、−0.2[V/ms])で減少させる。同時に、しきい値出力部45は、高電圧しきい値を第3しきい値から第4しきい値まで一定の割合(例えば、−0.2[V/ms])で減少させる。そして、しきい値出力部45は、時刻t=t3の時点で、過電圧しきい値及び高電圧しきい値をそれぞれ第2しきい値及び第4しきい値に設定する。
続いて、図11を参照して、すれ違い点灯状態から走行点灯状態への切替時の動作を説明する。
マイコン4は、第1スイッチSW1が投入されると(時刻t=t1)、既に説明したように電力変換部3の出力電流を目標値(光源2の定格電流値)に一致させるように定電流制御を行う。ここで、第2検出信号がマイコン4に入力されていない場合、しきい値出力部45は、過電圧しきい値を第2しきい値に設定し、かつ高電圧しきい値を第4しきい値に設定する。したがって、光源2及び点灯装置1に故障が生じていなければ、電力変換部3の出力電圧は、第1定格値で安定する。
そして、第2スイッチSW2がオンされると、第2電源検出部16の第2検出信号がハイレベルに立ち上がる(時刻t=t2)。しきい値出力部45は、第2検出信号が立ち上がると、過電圧しきい値を第2しきい値から第1しきい値まで一定の割合(例えば、2[V/ms])で増加させる。同時に、しきい値出力部45は、高電圧しきい値を第4しきい値から第3しきい値まで一定の割合(例えば、2[V/ms])で増加させる。そして、しきい値出力部45は、時刻t=t3の時点で、過電圧しきい値及び高電圧しきい値をそれぞれ第1しきい値及び第3しきい値に設定する。
上述のように本実施形態の点灯装置1では、バイパススイッチQ2のオン・オフを切り替える際、過電圧しきい値が、第1しきい値よりも低く、かつ第2しきい値よりも高い第5しきい値に設定される。また、本実施形態の点灯装置1では、バイパススイッチQ2のオン・オフを切り替える際、高電圧しきい値が、第3しきい値よりも低く、かつ第4しきい値よりも高い第6しきい値に設定される。
したがって、本実施形態の点灯装置1は、走行点灯状態とすれ違い点灯状態との切り替え時における過渡的な出力電圧の変化に対しても、光源2の開放故障などの異常の発生を検出することができる。
上述のように本実施形態の点灯装置1において、制御部(マイコン4、しきい値出力部45)は、バイパススイッチQ2を短絡状態と開放状態に切り替える際においては、電圧測定部13の測定値を第5しきい値と比較することが好ましい。制御部は、測定値が第5しきい値以上である場合にスイッチング素子Q1を制御して電力変換部3を停止させるように構成されることが好ましい。第5しきい値は、第2しきい値よりも高くかつ第1しきい値よりも低い値に設定されることが好ましい。
本実施形態の点灯装置1が上述のように構成されれば、電力変換部3の出力電圧が変化している間にも、光源2の開放故障などの異常の発生を検出することができる。
(実施形態5)
本発明の実施形態に係る前照灯装置100を説明する。本実施形態の前照灯装置100は、図12に示すように、実施形態1〜4のいずれかの点灯装置1と、光源2と、光源2を収容するハウジング101とを備える。第1光源部21及び第2光源部22は、それぞれ灯体110に取り付けられる。第1光源部21が取り付けられる各灯体110には、レンズ111と、反射板112が設けられる。また、第2光源部22が取り付けられる各灯体110には、レンズ111が設けられる。
上述のように本実施形態の前照灯装置100は、点灯装置1と、点灯装置1から供給される電力で点灯する光源2と、光源2を収納するハウジング101とを備える。
本実施形態の前照灯装置100は上述のように構成されるので、不具合の発生を抑えつつ、電力変換部3の出力電圧の異常をより確実に検出することができる。
また、本発明の実施形態に係る車両200は、図13に示すように、1対の前照灯装置100を車体201に搭載している。各前照灯装置100の点灯装置1は、車内の運転席に設けられた第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2と電気的に接続されている。したがって、第1スイッチSW1のみをオンすれば、すれ違い用の前照灯(各前照灯装置100の第1光源部21)が点灯する。さらに、第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2をオンすれば、走行用の前照灯(各前照灯装置100の第1光源部21及び第2光源部22)が点灯する。
上述のように本実施形態の車両200は、前照灯装置100と、前照灯装置100を搭載する車体201とを有する。
本実施形態の車両200は上述のように構成されるので、不具合の発生を抑えつつ、電力変換部3の出力電圧の異常をより確実に検出することができる。
1 点灯装置
2 光源
3 電力変換部
4 マイコン(制御部)
13 電圧測定部
21 第1光源部
22 第2光源部
100 前照灯装置
101 ハウジング
200 車両
Q1 スイッチング素子
Q2 バイパススイッチ

Claims (7)

  1. 電力変換部と、バイパススイッチと、電圧測定部と、制御部とを備え、前記電力変換部から出力される直流電圧及び直流電流を供給して光源を点灯する点灯装置であって、
    前記光源は、第1光源部と第2光源部とを有し、前記第1光源部及び前記第2光源部を前記電力変換部の出力端間に電気的に直列接続するように構成され、
    前記バイパススイッチは、前記第2光源部と電気的に並列接続され、前記電力変換部の出力電流を前記第2光源部に流さないようにバイパスする短絡状態と、前記出力電流を前記第2光源部に流す開放状態とに切り替えるように構成され、
    前記電力変換部は、少なくとも1つのスイッチング素子を有するDC/DCコンバータで構成され、
    前記制御部は、前記バイパススイッチを前記短絡状態と前記開放状態とに切り替え、かつ前記スイッチング素子を制御して前記電力変換部の前記出力電流を調整するように構成され、
    前記電圧測定部は、前記電力変換部の出力電圧若しくは前記出力電圧を分圧した電圧を測定するように構成され、
    前記制御部は、前記バイパススイッチを前記開放状態に切り替えている場合、前記電圧測定部の測定値が所定の第1しきい値以上である場合に前記スイッチング素子を制御して前記電力変換部を停止させ、前記バイパススイッチを前記短絡状態に切り替えている場合、前記電圧測定部の測定値が所定の第2しきい値以上である場合に前記スイッチング素子を制御して前記電力変換部を停止させるように構成され、
    前記第2しきい値は、前記バイパススイッチが前記短絡状態である場合の前記電力変換部の前記出力電圧の第1定格値よりも高く、かつ前記バイパススイッチが前記開放状態である場合の前記電力変換部の前記出力電圧の第2定格値よりも低い値に設定され、
    前記第1しきい値は、前記第2定格値よりも高い値に設定されることを特徴とする点灯装置。
  2. 前記制御部は、前記バイパススイッチを前記開放状態に切り替えており、かつ前記電圧測定部の測定値が所定の第3しきい値以上である状態が所定の第1継続時間以上継続した場合、若しくは前記バイパススイッチを前記短絡状態に切り替えており、かつ前記電圧測定部の測定値が所定の第4しきい値以上である状態が所定の第2継続時間以上継続した場合に前記スイッチング素子を制御して前記電力変換部を停止させるように構成され、
    前記第3しきい値は、前記第2定格値よりも高くかつ前記第1しきい値よりも低い値に設定され、前記第4しきい値は、前記第1定格値よりも高くかつ前記第2しきい値よりも低い値に設定されることを特徴とする請求項1記載の点灯装置。
  3. 前記制御部は、前記バイパススイッチを前記開放状態から前記短絡状態若しくは前記短絡状態から前記開放状態へ切り替えた後の所定の待機時間において、当該待機時間が経過するまでの間、前記電圧測定部の測定値が前記第1しきい値以上である場合に前記スイッチング素子を制御して前記電力変換部を停止させるように構成されることを特徴とする請求項1又は2記載の点灯装置。
  4. 前記バイパススイッチは、トランジスタで構成され、
    前記制御部は、前記バイパススイッチを前記短絡状態から前記開放状態に切り替える際、及び前記バイパススイッチを前記開放状態から前記短絡状態に切り替える際において、前記トランジスタの増幅作用を利用して前記出力電流を漸増及び漸減するように構成されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の点灯装置。
  5. 前記制御部は、前記バイパススイッチを前記短絡状態と前記開放状態に切り替える際においては、前記電圧測定部の測定値が第5しきい値以上である場合に前記スイッチング素子を制御して前記電力変換部を停止させるように構成され、
    前記第5しきい値は、前記第2しきい値よりも高くかつ前記第1しきい値よりも低い値に設定されることを特徴とする請求項1記載の点灯装置。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の点灯装置と、前記点灯装置から供給される電力で点灯する前記光源と、前記光源を収納するハウジングとを備えることを特徴とする前照灯装置。
  7. 請求項6記載の前照灯装置と、前記前照灯装置を搭載する車体とを有することを特徴とする車両。
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