JP6717652B2

JP6717652B2 - Ｌｅｄランプ点灯装置

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Publication number: JP6717652B2
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Inventors: 英斗塚越
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Description

本発明は、ＬＥＤランプを駆動するＬＥＤランプ点灯装置に関する。

近年、自動二輪車又は自動四輪車等の車両に対する環境負荷軽減の要求が厳しくなっており、このような要求に対して車両の消費電力を低減させて燃費を向上させる動きが大きくなっている。

このような流れの中で、車両の前照灯は、多くの光量を必要とするために消費電力も大きい。そこで、近年、車両の前照灯としては、長年に亘って光源として使用されてきたフィラメントランプ又はキセノン放電ランプに代えて、消費電力の少ないＬＥＤ（発光ダイオード）を光源として使用するようになってきている。

かかるＬＥＤを光源として使用する前照灯は、フィラメントランプ又はキセノン放電ランプに比べて、ＬＥＤ単体で大きな光量を得ることができないため、複数のＬＥＤを直列に接続、並列に接続、又はこれらを組み合わせて接続した構成を有している。

ＬＥＤを光源として使用する前照灯としては、ハイビームとロービームとの両方に電流を流してハイビームとロービームとの両方を点灯させた状態と、ロービームのみに電流を流してロービームのみを点灯させた状態と、をディマー（Dimmer）スイッチにより切り替える構成を有するものが知られている。

かかる構成において、ハイビーム側のＬＥＤが異常になった場合には、ハイビーム側のＬＥＤがオープン状態となって通電しなくなるものの、ディマースイッチをロー側に切り替えることによりロービーム側のＬＥＤを点灯させることができる。一方、ロービーム側のＬＥＤが破損した場合には、ロービーム側のＬＥＤがオープン状態となって通電しなくなり、ディマースイッチを切り替えてもハイビーム側及びロービーム側の両方のＬＥＤが点灯しなくなる。

これに対して、特許文献１は、ロービーム側のＬＥＤが破損した場合に、ハイビーム側及びロービーム側の両方のＬＥＤが点灯しなくなる状態を回避するＬＥＤランプ点灯装置を開示している。特許文献１に開示されているＬＥＤランプ点灯装置では、ロービーム側のＬＥＤが破損した場合に、ディマースイッチをハイ側に切り替え、ツェナーダイオードに所定の電圧が印加されると共にサイリスタに所定の電流が流れてサイリスタがターンオンすることにより、ハイビーム側のＬＥＤに電流が流れてハイビーム側のＬＥＤが点灯する。

一方、特許文献１に開示されているＬＥＤランプ点灯装置では、サイリスタがターンオンした瞬間の電源電圧は、昇圧回路を用いて所定の電圧まで昇圧しているため、順方向電圧とサイリスタの駆動電圧との合算値よりも大きい。これにより、特許文献１に開示されているＬＥＤランプ点灯装置では、サイリスタがターンオンした際に、ＬＥＤの定格電流をオーバーシュートしてＬＥＤの定格電流よりも大きな過電流が流れることにより、ハイビーム側のＬＥＤが破損する可能性がある。

これに対して、特許文献２は、上記の過電流を抑制するＬＥＤランプ点灯装置を開示している。特許文献２に開示されているＬＥＤランプ点灯装置は、ＬＥＤの定格電流を超えた分の電流を、トランジスタ又は保護抵抗等で熱に変化させて放出する保護回路を備えている。特許文献２に開示されているＬＥＤランプ点灯装置によれば、保護回路により上記の過電流を抑制することができる。

特開２０１４−１２０４４４号公報特許第５６３５２０９号公報

ここで、本発明者の検討によれば、特許文献２に開示されているＬＥＤランプ点灯装置は、熱に変化させる際の電力負担に耐えられるように、許容最大電力の大きいトランジスタ又は保護抵抗等を使用する必要があり、製品のコストを上昇させることとなり、また装置の大型化を招くこととなる。

本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、過電流を発生させない構成とすることにより、過電流を熱に変化させる回路を不要にすることができるため、製品のコストを低減することができると共に装置を小型化することができるＬＥＤランプ点灯装置を提供することを目的とする。

以上の目的を達成するべく、本発明は、第１の局面において、ＬＥＤランプを駆動するＬＥＤランプ点灯装置であって、１のＬＥＤランプ又は直列に接続された複数のＬＥＤランプを備える第１のランプ回路と、前記第１のランプ回路に直列に接続され、１のＬＥＤランプ又は直列に接続された複数のＬＥＤランプを備える第２のランプ回路と、電源供給部から電流の供給を受けることにより前記第１のランプ回路及び前記第２のランプ回路を駆動するＬＥＤランプ駆動制御部と、異常により前記ＬＥＤランプ駆動制御部から前記第２のランプ回路に電流を供給できなくなった場合に、前記ＬＥＤランプ駆動制御部から電流が供給されるバイパス回路と、前記異常を生じた場合に、前記電源供給部から前記第２のランプ回路を迂回して前記第１のランプ回路および前記バイパス回路に電流を供給する接続状態に切り替え可能なスイッチと、を有し、前記ＬＥＤランプ駆動制御部は、前記スイッチが前記接続状態になった際に、前記第１のランプ回路に印加する印加電圧を、前記第１のランプ回路を定電流駆動するために前記第１のランプ回路に印加する駆動電圧よりも下げると共に、前記バイパス回路がターンオフしない電圧かつ前記第１のランプ回路に対して過電流とならない電流を供給可能な電圧まで下げる、ことを特徴とするＬＥＤランプ点灯装置である。

また、本発明は、かかる第１の局面に加えて、前記ＬＥＤランプ駆動制御部が、前記スイッチが前記接続状態になった際に、前記印加電圧を前記駆動電圧よりも下げた後に、前記第１のランプ回路に供給する電流が前記第１のランプ回路を定電流駆動する際の目標値になるように前記印加電圧を昇圧することを第２の局面とする。

また、本発明は、かかる第１又は第２の局面に加えて、前記ＬＥＤ駆動制御部が、前記印加電圧を昇圧する昇圧回路と、前記昇圧回路と前記第１のランプ回路及び前記第２のランプ回路との間に接続されるスイッチング素子と、前記スイッチング素子と並列に接続された抵抗と、を備える保護回路と、を有し、前記保護回路の前記昇圧回路側の電圧を前記印加電圧として検出することを第３の局面とする。

また、本発明は、かかる第１又は第２の局面に加えて、前記ＬＥＤ駆動制御部が、前記印加電圧を昇圧する昇圧回路と、前記昇圧回路と前記第１のランプ回路及び前記第２のランプ回路との間に接続されるスイッチング素子と、前記スイッチング素子と並列に接続された抵抗と、を備える保護回路と、を有し、前記保護回路の前記第１のランプ回路及び前記第２のランプ回路側の電圧を前記印加電圧として検出することを第４の局面とする。

本発明の第１の局面におけるＬＥＤランプ点灯装置においては、ＬＥＤランプを駆動するＬＥＤランプ点灯装置であって、１のＬＥＤランプ又は直列に接続された複数のＬＥＤランプを備える第１のランプ回路と、前記第１のランプ回路に直列に接続され、１のＬＥＤランプ又は直列に接続された複数のＬＥＤランプを備える第２のランプ回路と、電源供給部から電流の供給を受けることにより前記第１のランプ回路及び前記第２のランプ回路を駆動するＬＥＤランプ駆動制御部と、異常により前記ＬＥＤランプ駆動制御部から前記第２のランプ回路に電流を供給できなくなった場合に、前記ＬＥＤランプ駆動制御部から電流が供給されるバイパス回路と、前記異常を生じた場合に、前記電源供給部から前記第２のランプ回路を迂回して前記第１のランプ回路および前記バイパス回路に電流を供給する接続状態に切り替え可能なスイッチと、を有し、前記ＬＥＤランプ駆動制御部は、前記スイッチが前記接続状態になった際に、前記第１のランプ回路に印加する印加電圧を、前記第１のランプ回路を定電流駆動するために前記第１のランプ回路に印加する駆動電圧よりも下げると共に、前記バイパス回路がターンオフしない電圧かつ前記第１のランプ回路に対して過電流とならない電流を供給可能な電圧まで下げるものであるため、過電流を発生させない構成とすることにより、過電流を熱に変化させる回路を不要にすることができるため、製品のコストを低減することができると共に装置を小型化することができ、第２のランプ回路に異常を生じた場合であっても、ＬＥＤを破損することなく第１のランプ回路を点灯させることができる。

本発明の第２の局面におけるＬＥＤランプ点灯装置においては、ＬＥＤランプ駆動制御部が、スイッチが前記接続状態になった際に、印加電圧を駆動電圧よりも下げた後に、第１のランプ回路に供給する電流が第１のランプ回路を定電流駆動する際の目標値になるように印加電圧を昇圧するものであるため、過電流を生じさせることなく第１のランプ回路を定電流駆動させることができる。

本発明の第３の局面におけるＬＥＤランプ点灯装置においては、ＬＥＤ駆動制御部が、印加電圧を昇圧する昇圧回路と、昇圧回路と第１のランプ回路及び第２のランプ回路との間に接続されるスイッチング素子と、スイッチング素子と並列に接続された抵抗と、を備える保護回路と、を有し、保護回路の昇圧回路側の電圧を印加電圧として検出するものであるため、昇圧回路側の電圧を制御して過電流を生じないようにすることができる。

本発明の第４の局面におけるＬＥＤランプ点灯装置においては、ＬＥＤ駆動制御部が、印加電圧を昇圧する昇圧回路と、昇圧回路と第１のランプ回路及び第２のランプ回路との間に接続されるスイッチング素子と、スイッチング素子と並列に接続された抵抗と、を備える保護回路と、を有し、保護回路の第１のランプ回路及び第２のランプ回路側の電圧を印加電圧として検出するものであるため、第１のランプ回路及び第２のランプ回路側の電圧を制御して過電流を生じないようにすることができる。

図１は、本発明の第１の実施形態におけるＬＥＤランプ点灯装置の構成を示すブロック図である。図２は、本発明の第１の実施形態におけるＬＥＤランプ異常時駆動処理を示すフロー図及びタイミングチャートである。図３は、本発明の第２の実施形態におけるＬＥＤランプ点灯装置の構成を示すブロック図である。図４は、本発明の第２の実施形態におけるＬＥＤランプ異常時駆動処理を示すフロー図及びタイミングチャートである。

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態におけるＬＥＤランプ点灯装置につき、詳細に説明する。

（第１の実施形態）
＜ＬＥＤランプ点灯装置の構成＞
まず、図１を参照して、本実施形態におけるＬＥＤランプ点灯装置の構成につき、詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態におけるＬＥＤランプ点灯装置の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態におけるＬＥＤランプ点灯装置１は、自動二輪車等の車両に搭載される。

電源供給部２１は、図示しないバッテリ又は交流発電機からの出力電圧を整流して昇圧回路１１に供給する。

ＬＥＤランプ点灯装置１は、昇圧回路１１と、駆動制御部１２と、ランプ回路１３と、ランプ回路１４と、スイッチ１５と、バイパス回路１６と、を備えている。ＬＥＤランプ駆動制御部１０は、駆動制御部１２と、昇圧回路１１と、を備え、電源供給部２１から電流の供給を受けることにより、ランプ回路１３及びランプ回路１４に電流を供給してランプ回路１３及びランプ回路１４を駆動する。

昇圧回路１１は、駆動制御部１２の制御により電源供給部２１から供給された電圧を、ランプ回路１３及びランプ回路１４の順方向電圧以上の電圧に昇圧し、電源供給部２１から供給される電流を駆動制御部１２に供給する。

駆動制御部１２は、図示を省略するメモリから必要な制御プログラム及び制御データを読み出して、ランプ回路１３に供給する電流を過電流にならないように制御する。

具体的には、駆動制御部１２は、電圧監視部１２１と、昇圧制御部１２２と、ゲート制御部１２３と、保護回路１２４と、を備えている。

電圧監視部１２１は、保護回路１２４の昇圧回路１１側の電圧Ｖ_Ｄを検出し、電圧Ｖ_Ｄの検出値を示す電気信号を昇圧制御部１２２に出力する。

昇圧制御部１２２は、電圧監視部１２１から入力した電気信号の示す電圧Ｖ_Ｄの検出値に基づいて、昇圧回路１１及びゲート制御部１２３を制御する。

ゲート制御部１２３は、昇圧制御部１２２の制御により保護回路１２４のスイッチング素子Ｑ１のゲート端子に印加する電圧を制御し、スイッチング素子Ｑ１のゲートをＯＮ又はＯＦＦにする。

保護回路１２４は、定電流回路であり、昇圧回路１１とランプ回路１３及びランプ回路１４との間に接続されるスイッチング素子Ｑ１と、スイッチング素子Ｑ１と並列に接続された抵抗Ｒ１と、を備えている。スイッチング素子Ｑ１のゲートは、ゲート制御部１２３の制御によりＯＮ又はＯＦＦする。保護回路１２４は、スイッチング素子Ｑ１のゲートがＯＦＦになった際に、昇圧回路１１から供給される電流を抵抗Ｒ１を介してランプ回路１３及びランプ回路１４側に供給する。保護回路１２４は、スイッチング素子Ｑ１のゲートがＯＮになった際に、昇圧回路１１から供給される電流を、スイッチング素子Ｑ１を介してランプ回路１３及びランプ回路１４側に供給すると共に抵抗Ｒ１を介してランプ回路１３及びランプ回路１４側に供給する。

ランプ回路１３は、１のＬＥＤランプ又は直列に接続された複数のＬＥＤランプを備えている。ランプ回路１３は、駆動制御部１２から電流が供給された際に駆動してＬＥＤランプを点灯し、駆動制御部１２からの電流の供給が停止された際に駆動を停止してＬＥＤランプを消灯する。

ランプ回路１４は、１のＬＥＤランプ又は直列に接続された複数のＬＥＤランプを備えている。ランプ回路１４は、ランプ回路１３に直列に接続されている。ランプ回路１４は、駆動制御部１２からＬＥＤランプ点灯装置１に電流が供給された際に駆動してＬＥＤランプを点灯し、駆動制御部１２からの電流の供給が停止された際に駆動を停止してＬＥＤランプを消灯する。

スイッチ１５は、ランプ回路１３の出力端に接続している端子１５ａと、駆動制御部１２の出力端に接続している端子１５ｂと、バイパス回路１６の入力端に接続している端子１５ｃと、を備えている。スイッチ１５は、端子１５ａと端子１５ｂとを接続するロー側接続状態になった際に駆動制御部１２から供給される電流をランプ回路１４に供給し、端子１５ａと端子１５ｃとを接続するハイ側接続状態になった際に駆動制御部１２からランプ回路１４を介して供給される電流をバイパス回路１６に供給する。

バイパス回路１６は、スイッチ１５がハイ側接続状態になった際に、ランプ回路１３と直列に接続される。バイパス回路１６には、スイッチ１５がハイ側接続状態になった際に、駆動制御部１２から電流が供給される。

＜ＬＥＤランプ異常時駆動処理＞
次に、図２を参照して、本実施形態におけるＬＥＤランプ異常時駆動処理につき、詳細に説明する。

図２は、本発明の第１の実施形態におけるＬＥＤランプ異常時駆動処理を示すフロー図及びタイミングチャートである。図２において、図２（ａ）はＬＥＤランプ異常時駆動処理を示すフロー図であり、図２（ｂ）はＬＥＤランプ異常時駆動処理のタイミングチャートである。

図２（ａ）に示すフロー図は、ランプ回路１４に異常を生じた際にスイッチ１５を端子１５ａと端子１５ｃとが接続するハイ側接続状態にし、電源供給部２１から昇圧回路１１を介して駆動制御部１２に電流が供給された際のＬＥＤランプ異常時駆動処理を示している。

まず、ステップＳ１の処理では、昇圧制御部１２２が、昇圧動作を停止するように昇圧回路１１を制御する。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、ＬＥＤランプ異常時駆動処理はステップＳ２の処理に進む。

ステップＳ２の処理では、ゲート制御部１２３が、昇圧制御部１２２の制御によりゲートをＯＦＦにする。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、ＬＥＤランプ異常時駆動処理はステップＳ３の処理に進む。

ステップＳ３の処理では、昇圧制御部１２２が、昇圧動作を開始するように昇圧回路１１を制御する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、ＬＥＤランプ異常時駆動処理はステップＳ４の処理に進む。

昇圧回路１１が昇圧動作を開始することにより、保護回路１２４の昇圧回路１１側の電圧Ｖ_Ｄは、図２（ｂ）に示すように、徐々に上昇して時刻ｔ_{ＳＣＲＯＮ}にＶ_ＯＶＳに達する。バイパス回路１６は、電圧Ｖ_ＤがＶ_ＯＶＳに達した時刻ｔ_{ＳＣＲＯＮ}においてターンオンする。

また、電源供給部２１から昇圧回路１１を介して駆動制御部１２に供給される電流は、バイパス回路１６がターンオンすることにより、保護回路１２４のスイッチング素子Ｑ１には流れずに保護回路１２４の抵抗Ｒ１を流れる。そして、駆動制御部１２の出力電流Ｉ_０は、ランプ回路１３及びバイパス回路１６に供給される。これにより、駆動制御部１２の出力電流Ｉ_０の電流値は、図２（ｂ）に示すように、時刻ｔ_{ＳＣＲＯＮ}においてＩ_{ＳＣＲＯＮ}まで上昇する。電圧Ｖ_Ｄは、バイパス回路１６がターンオンした後も徐々に上昇する。

ステップＳ４の処理では、電圧監視部１２１が、保護回路１２４の昇圧回路１１側の電圧Ｖ_Ｄを検出し、電圧Ｖ_Ｄが閾値Ｖ_ＤＨ以上であるか否かを判定する。判定の結果、電圧Ｖ_Ｄが閾値Ｖ_ＤＨ未満の場合には、ステップＳ４の処理を繰り返す。一方、判定の結果、電圧Ｖ_Ｄが閾値Ｖ_ＤＨ以上である場合には、電圧監視部１２１から昇圧制御部１２２に対して電圧Ｖ_Ｄが閾値Ｖ_ＤＨ以上であることを示す信号を出力し、ＬＥＤランプ異常時駆動処理はステップＳ５の処理に進む。

具体的には、図２（ｂ）に示すように、時刻ｔ_{ＤＲＶＳＴＰ}になるまでは電圧Ｖ_Ｄが閾値Ｖ_ＤＨ未満であり、この場合には、ステップＳ４の処理を繰り返す。この際、駆動制御部１２の出力電流Ｉ_０はＩ_{ＳＣＲＯＮ}から徐々に上昇する。一方、時刻ｔ_{ＤＲＶＳＴＰ}に電圧Ｖ_Ｄが閾値Ｖ_ＤＨ以上となり、この場合には、電圧監視部１２１から昇圧制御部１２２に対して電圧Ｖ_Ｄが閾値Ｖ_ＤＨ以上であることを示す信号を出力する。

ステップＳ５の処理では、昇圧制御部１２２が、昇圧動作を停止するように昇圧回路１１を制御する。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、ＬＥＤランプ異常時駆動処理はステップＳ６の処理に進む。

昇圧回路１１が昇圧動作を停止することにより、保護回路１２４の昇圧回路１１側の電圧Ｖ_Ｄは、図２（ｂ）に示すように、時刻ｔ_{ＤＲＶＳＴＰ}から徐々に低下して順方向電圧Ｖ_ＦとＶ_{ＳＣＲＯＮ}との加算値まで低下し、この加算値よりも更に低下する。この際、駆動制御部１２の出力電流Ｉ_０の電流値は、Ｉ_{ＳＣＲＯＮ}以上であるためバイパス回路１６はターンオフしない。

ステップＳ６の処理では、電圧監視部１２１が、保護回路１２４の昇圧回路１１側の電圧Ｖ_Ｄを検出し、電圧Ｖ_Ｄが閾値Ｖ_ＤＬまで低下したか否かを判定する。判定の結果、電圧Ｖ_Ｄが閾値Ｖ_ＤＬまで低下していない場合には、ステップＳ６の処理を繰り返す。一方、判定の結果、電圧Ｖ_Ｄが閾値Ｖ_ＤＬまで低下した場合には、電圧監視部１２１から昇圧制御部１２２に対して電圧Ｖ_Ｄが閾値Ｖ_ＤＬまで低下したことを示す信号を出力し、ＬＥＤランプ異常時駆動処理はステップＳ７の処理に進む。

具体的には、図２（ｂ）に示すように、時刻ｔ_{ＤＲＶＳＴＲＴ}になるまでは電圧Ｖ_Ｄが閾値Ｖ_ＤＬより大きく、この場合には、ステップＳ６の処理を繰り返す。一方、時刻ｔ_{ＤＲＶＳＴＲＴ}に電圧Ｖ_Ｄが閾値Ｖ_ＤＬまで低下し、この場合には、電圧監視部１２１から昇圧制御部１２２に対して電圧Ｖ_Ｄが閾値Ｖ_ＤＬまで低下したことを示す信号を出力する。

ここで、閾値Ｖ_ＤＬは、バイパス回路１６がターンオフしない出力電流Ｉ_０を供給可能な電圧かつランプ回路１３に対して過電流とならない電流を供給可能な電圧であって、順方向電圧Ｖ_ＦとＶ_{ＳＣＲＯＮ}との加算値よりも低電圧に設定されている。従って、電源供給部２１から昇圧回路１１を介して駆動制御部１２に供給される電流は、電圧Ｖ_Ｄが閾値Ｖ_ＤＬまで低下した場合であっても、保護回路１２４のスイッチング素子Ｑ１には流れないものの保護回路１２４の抵抗Ｒ１を流れ続ける。そして、駆動制御部１２の出力電流Ｉ_０は、ランプ回路１３及びバイパス回路１６に供給され続ける。

ステップＳ７の処理では、ゲート制御部１２３が、昇圧制御部１２２の制御によりスイッチング素子Ｑ１のゲートをＯＮにする。これにより、ステップＳ７の処理は完了し、ＬＥＤランプ異常時駆動処理はステップＳ８の処理に進む。

ステップＳ８の処理では、昇圧制御部１２２が、昇圧動作を開始する。

昇圧制御部１２２が昇圧動作を開始することにより、保護回路１２４の昇圧回路１１側の電圧Ｖ_Ｄは、徐々に上昇して所定値で安定する。これにより、ランプ回路１３は、定電流駆動状態になる。

具体的には、保護回路１２４の昇圧回路１１側の電圧Ｖ_Ｄは、図２（ｂ）に示すように、閾値Ｖ_ＤＬから徐々に上昇して時刻ｔ_{ＣＯＮＳＴ}において順方向電圧Ｖ_ＦとＶ_{ＳＣＲＯＮ}との加算値に達し、この加算値で安定した定電流駆動状態になる。ここで、順方向電圧Ｖ_ＦとＶ_{ＳＣＲＯＮ}との加算値は、ランプ回路１３を定電流駆動させるためにランプ回路１３に印加される駆動電圧である。これにより、ランプ回路１３は、定電流駆動状態になる。

また、電源供給部２１から昇圧回路１１を介して駆動制御部１２に供給された電流は、保護回路１２４の抵抗Ｒ１及びスイッチング素子Ｑ１を流れる。そして、駆動制御部１２の出力電流Ｉ_０は、ランプ回路１３及びバイパス回路１６に供給される。これにより、駆動制御部１２の出力電流Ｉ_０の電流値は、図２（ｂ）に示すようにＬＥＤランプの定格電流Ｉ_Ｆまで一気に上昇する。しかしながら、駆動制御部１２の出力電流Ｉ_０は、電圧Ｖ_Ｄが閾値Ｖ_ＤＬ以下になるまで昇圧回路１１が昇圧を開始しないため、定格電流Ｉ_Ｆを超えることはない。

これにより、ステップＳ８の処理は完了し、ＬＥＤランプ異常時駆動処理は終了する。

以上の本発明の実施形態におけるＬＥＤランプ点灯装置１では、異常により駆動制御部１２からランプ回路１４に電流を供給できなくなった場合に、駆動制御部１２からランプ回路１４を迂回してランプ回路１３およびバイパス回路１６に電流を供給する接続状態に切り替え可能であり、この接続状態に切り替えられた際に、駆動制御部１２からランプ回路１３に印加される印加電圧を、ランプ回路１３を定電流駆動させるためにランプ回路１３に印加される駆動電圧よりも下げることにより、過電流を発生させない構成とし、過電流を熱に変化させる回路を不要にすることができるため、製品のコストを低減することができると共に装置を小型化することができる。

また、本発明の実施形態におけるＬＥＤランプ点灯装置１では、駆動制御部１２からランプ回路１４を迂回してランプ回路１３およびバイパス回路１６に電流を供給する接続状態に切り替えられた場合に、印加電圧を駆動電圧よりも下げた後に、駆動制御部１２からランプ回路１３に供給される電流がランプ回路１３を定電流駆動させる際の目標値になるように印加電圧を昇圧するものであるため、過電流を生じさせることなく定電流駆動させることができる。

また、本発明の実施形態におけるＬＥＤランプ点灯装置１では、駆動制御部１２からランプ回路１４を迂回してランプ回路１３およびバイパス回路１６に電流を供給する接続状態に切り替えられた場合に、バイパス回路１６がターンオフしない電圧かつランプ回路１３に対して過電流とならない電流を供給可能な電圧まで印加電圧を下げるものであるため、ＬＥＤを破損することなくランプ回路１３を点灯させることができる。

また、本発明の実施形態におけるＬＥＤランプ点灯装置１では、印加電圧を昇圧する昇圧回路１１と、昇圧回路１１とランプ回路１３及びランプ回路１４との間に接続されるスイッチング素子Ｑ１と、スイッチング素子Ｑ１と並列に接続された抵抗Ｒ１と、を備える保護回路１２４と、を有し、保護回路１２４の昇圧回路１１側の電圧を印加電圧として検出するものであるため、昇圧回路１１側の電圧を制御して過電流を生じないようにすることができる。

（第２の実施形態）
＜ＬＥＤランプ点灯装置の構成＞
まず、図３を参照して、本実施形態におけるＬＥＤランプ点灯装置の構成につき、詳細に説明する。

図３は、本発明の第２の実施形態におけるＬＥＤランプ点灯装置の構成を示すブロック図である。

なお、図３において、図１と同一構成である部分については同一符号を付して、その説明を省略する。

図３に示すように、本実施形態におけるＬＥＤランプ点灯装置２は、自動二輪車等の車両に搭載される。

ＬＥＤランプ点灯装置２は、昇圧回路１１と、駆動制御部２２と、ランプ回路１３と、ランプ回路１４と、スイッチ１５と、バイパス回路１６と、を備えている。ＬＥＤランプ駆動制御部２０は、駆動制御部２２と、昇圧回路１１と、を備え、電源供給部２１から電流の供給を受けることにより、ランプ回路１３及びランプ回路１４に電流を供給してランプ回路１３及びランプ回路１４を駆動する。

昇圧回路１１は、駆動制御部２２の制御により電源供給部２１から供給された電圧を、ランプ回路１３及びランプ回路１４の順方向電圧以上の電圧に昇圧し、電源供給部２１から供給される電流を駆動制御部２２に供給する。

駆動制御部２２は、図示を省略するメモリから必要な制御プログラム及び制御データを読み出して、ランプ回路１３に供給する電流を過電流にならないように制御する。

具体的には、駆動制御部２２は、ゲート制御部１２３と、保護回路１２４と、電圧監視部２２１と、昇圧制御部２２２と、を備えている。

電圧監視部２２１は、保護回路１２４のランプ回路１３及びランプ回路１４側の電圧Ｖ_ＬＥＤを検出し、電圧Ｖ_ＬＥＤの検出値を示す電気信号を昇圧制御部２２２に出力する。

昇圧制御部２２２は、電圧監視部２２１から入力した電気信号の示す電圧Ｖ_ＬＥＤの検出値に基づいて、昇圧回路１１及びゲート制御部１２３を制御する。

ゲート制御部１２３は、昇圧制御部２２２の制御により保護回路１２４のスイッチング素子Ｑ１のゲート端子に印加する電圧を制御し、スイッチング素子Ｑ１のゲートをＯＮ又はＯＦＦにする。

ランプ回路１３は、駆動制御部２２から電流が供給された際に駆動してＬＥＤランプを点灯し、駆動制御部２２からの電流の供給が停止された際に駆動を停止してＬＥＤランプを消灯する。

ランプ回路１４は、駆動制御部２２から電流が供給された際に駆動してＬＥＤランプを点灯し、駆動制御部２２からの電流の供給が停止された際に駆動を停止してＬＥＤランプを消灯する。

スイッチ１５は、ランプ回路１３の出力端に接続している端子１５ａと、駆動制御部２２の出力端に接続している端子１５ｂと、バイパス回路１６の入力端に接続している端子１５ｃと、を備えている。

＜ＬＥＤランプ異常時駆動処理＞
次に、図４を参照して、本実施形態におけるＬＥＤランプ異常時駆動処理につき、詳細に説明する。

図４は、本発明の第２の実施形態におけるＬＥＤランプ異常時駆動処理を示すフロー図及びタイミングチャートである。図４において、図４（ａ）はＬＥＤランプ異常時駆動処理を示すフロー図であり、図４（ｂ）はＬＥＤランプ異常時駆動処理のタイミングチャートである。

図４（ａ）に示すフロー図は、ランプ回路１４に異常を生じた際にスイッチ１５を端子１５ａと端子１５ｃとが接続するハイ側接続状態にし、電源供給部２１から昇圧回路１１を介して駆動制御部２２に電流が供給された際のＬＥＤランプ異常時駆動処理を示している。

まず、ステップＳ１１の処理では、昇圧制御部２２２が、昇圧動作を停止する。これにより、ステップＳ１１の処理は完了し、ＬＥＤランプ異常時駆動処理はステップＳ１２の処理に進む。

ステップＳ１２の処理では、ゲート制御部１２３が、昇圧制御部２２２の制御によりゲートをＯＦＦにする。これにより、ステップＳ１２の処理は完了し、ＬＥＤランプ異常時駆動処理はステップＳ１３の処理に進む。

ステップＳ１３の処理では、昇圧制御部２２２が、昇圧動作を開始するように昇圧回路１１を制御する。これにより、ステップＳ１３の処理は完了し、ＬＥＤランプ異常時駆動処理はステップＳ１４の処理に進む。

昇圧回路１１が昇圧動作を開始することにより、保護回路１２４のランプ回路１３及びランプ回路１４側の電圧Ｖ_ＬＥＤは、図４（ｂ）に示すように、徐々に上昇して時刻ｔ_{ＳＣＲＯＮ}においてＶ_ＯＶＳに達する。バイパス回路１６は、電圧Ｖ_ＬＥＤがＶ_ＯＶＳに達した時刻ｔ_{ＳＣＲＯＮ}においてターンオンする。

また、電源供給部２１から昇圧回路１１を介して駆動制御部２２に供給された電流は、バイパス回路１６がターンオンすることにより、保護回路１２４のスイッチング素子Ｑ１には流れずに保護回路１２４の抵抗Ｒ１を流れる。そして、駆動制御部２２の出力電流Ｉ_０は、ランプ回路１３及びバイパス回路１６に供給される。これにより、駆動制御部２２の出力電流Ｉ_０の電流値は、図４（ｂ）に示すように、時刻ｔ_{ＳＣＲＯＮ}においてＩ_{ＳＣＲＯＮ}まで上昇する。

ステップＳ１４の処理では、電圧監視部２２１が、保護回路１２４のランプ回路１３及びランプ回路１４側の電圧Ｖ_ＬＥＤを検出し、電圧Ｖ_ＬＥＤが閾値Ｖ_ＬＥＤＬ以下であるか否かを判定する。判定の結果、電圧Ｖ_ＬＥＤが閾値Ｖ_ＬＥＤＬより大きい場合には、ステップＳ１４の処理を繰り返す。一方、判定の結果、電圧Ｖ_ＬＥＤが閾値Ｖ_ＬＥＤＬ以下である場合には、電圧監視部２２１から昇圧制御部２２２に対して電圧Ｖ_ＬＥＤが閾値Ｖ_ＬＥＤＬ以下であることを示す信号を出力し、ＬＥＤランプ異常時駆動処理はステップＳ１５の処理に進む。

具体的には、図４（ｂ）に示すように、保護回路１２４のランプ回路１３及びランプ回路１４側の電圧Ｖ_ＬＥＤは、時刻ｔ_{ＳＣＲＯＮ}で閾値Ｖ_ＬＥＤＬ以下となり、この場合には、電圧監視部１２１から昇圧制御部１２２に対して電圧Ｖ_ＬＥＤが閾値Ｖ_ＬＥＤＬ以下であることを示す信号を出力する。

ステップＳ１５の処理では、昇圧制御部２２２が、昇圧動作を停止するように昇圧回路１１を制御する。これにより、ステップＳ１５の処理は完了し、ＬＥＤランプ異常時駆動処理はステップＳ１６の処理に進む。

昇圧制御部２２２が時刻ｔ_{ＤＲＶＳＴＰ}に昇圧動作を停止することにより、保護回路１２４のランプ回路１３及びランプ回路１４側の電圧Ｖ_ＬＥＤは、図４（ｂ）に示すように、徐々に下降して順方向電圧Ｖ_Ｆよりも低下する。また、駆動制御部２２の出力電流Ｉ_０は、ランプ回路１３及びバイパス回路１６に供給され続けて時刻ｔ_{ＤＲＶＳＴＰ}から徐々に低下する。この際、駆動制御部２２の出力電流Ｉ_０の電流値はＩ_{ＳＣＲＯＮ}以上であるため、バイパス回路１６はターンオフしない。

ステップＳ１６の処理では、昇圧制御部２２２が、昇圧動作を停止した時刻から所定時間Ｔ_{ＤＣＨＲＧ}以上経過したか否かを判定する。判定の結果、昇圧動作を停止した時刻から所定時間Ｔ_{ＤＣＨＲＧ}以上経過していない場合には、ステップＳ１６の処理を繰り返す。一方、判定の結果、昇圧動作を停止した時刻から所定時間Ｔ_{ＤＣＨＲＧ}以上経過した場合には、昇圧制御部２２２は、スイッチング素子Ｑ１のゲートをＯＮにするようにゲート制御部１２３を制御し、ＬＥＤランプ異常時駆動処理はステップＳ１７の処理に進む。

具体的には、図４（ｂ）に示すように、時刻ｔ_{ＤＲＶＳＴＲＴ}になるまでは時刻ｔ_{ＤＲＶＳＴＰ}から所定時間Ｔ_{ＤＣＨＲＧ}以上経過していないため、この場合には、昇圧制御部２２２は、ステップＳ１６の処理を繰り返す。一方、時刻ｔ_{ＤＲＶＳＴＲＴ}において時刻ｔ_{ＤＲＶＳＴＰ}から所定時間Ｔ_{ＤＣＨＲＧ}以上経過するため、この場合には、昇圧制御部２２２は、スイッチング素子Ｑ１のゲートをＯＮにするようにゲート制御部１２３を制御する。

ここで、所定時間Ｔ_{ＤＣＨＲＧ}は、駆動制御部２２の出力電流Ｉ_０の電流値がバイパス回路１６がターンオフするＩ_{ＳＣＲＯＮ}まで低下しない時間、かつ保護回路１２４のランプ回路１３及びランプ回路１４側の電圧Ｖ_ＬＥＤが順方向電圧Ｖ_ＦとＶ_{ＳＣＲＯＮ}との加算値よりも低電圧である順方向電圧Ｖ_Ｆ以下まで放電される時間に設定されている。従って、駆動制御部２２の出力電流Ｉ_０は、所定時間Ｔ_{ＤＣＨＲＧ}を経過した場合であっても、ランプ回路１３及びバイパス回路１６に供給され続ける。

ステップＳ１７の処理では、ゲート制御部１２３が、昇圧制御部２２２の制御によりスイッチング素子Ｑ１のゲートをＯＮにする。これにより、ステップＳ１７の処理は完了し、ＬＥＤランプ異常時駆動処理はステップＳ１８の処理に進む。

ステップＳ１８の処理では、昇圧制御部２２２が、昇圧動作を開始するように昇圧回路１１を制御する。

昇圧回路１１が昇圧動作を開始することにより、保護回路１２４のランプ回路１３及びランプ回路１４側の電圧Ｖ_ＬＥＤは、徐々に上昇して所定値で安定する。これにより、ランプ回路１３は、定電流駆動状態になる。

具体的には、保護回路１２４のランプ回路１３及びランプ回路１４側の電圧Ｖ_ＬＥＤは、図４（ｂ）に示すように、時刻ｔ_{ＤＲＶＳＴＲＴ}から徐々に上昇して時刻ｔ_{ＣＯＮＳＴ}において順方向電圧Ｖ_ＦとＶ_{ＳＣＲＯＮ}との加算値に達し、この加算値で安定する定電流駆動状態になる。これにより、ランプ回路１３は、定電流駆動状態になる。

また、電源供給部２１から昇圧回路１１を介して駆動制御部２２に供給される電流は、保護回路１２４の抵抗Ｒ１及びスイッチング素子Ｑ１を流れる。そして、駆動制御部２２の出力電流Ｉ_０は、ランプ回路１３及びバイパス回路１６に供給されることにより、図４（ｂ）に示すようにＬＥＤランプの定格電流Ｉ_Ｆまで一気に上昇する。しかしながら、駆動制御部２２の出力電流Ｉ_０は、昇圧動作を停止した時刻ｔ_{ＤＲＶＳＴＰ}から所定時間Ｔ_{ＤＣＨＲＧ}以上経過するまで昇圧を開始しないため、定格電流Ｉ_Ｆを超えることはない。

これにより、ステップＳ１８の処理は完了し、ＬＥＤランプ異常時駆動処理は終了する。

以上の本発明の実施形態におけるＬＥＤランプ点灯装置２では、異常により駆動制御部２２からランプ回路１４に電流を供給できなくなった場合に、駆動制御部２２からランプ回路１４を迂回してランプ回路１３およびバイパス回路１６に電流を供給する接続状態に切り替え可能であり、この接続状態に切り替えられた際に、駆動制御部２２からランプ回路１３に印加される印加電圧を、ランプ回路１３を定電流駆動させるためにランプ回路１３に印加される駆動電圧よりも下げることにより、過電流を発生させない構成とし、過電流を熱に変化させる回路を不要にすることができるため、製品のコストを低減することができると共に装置を小型化することができる。

また、本発明の実施形態におけるＬＥＤランプ点灯装置２では、駆動制御部２２からランプ回路１４を迂回してランプ回路１３およびバイパス回路１６に電流を供給する接続状態に切り替えられた場合に、印加電圧を駆動電圧よりも下げた後に、駆動制御部２２からランプ回路１３に供給される電流がランプ回路１３を定電流駆動させる際の目標値になるように印加電圧を昇圧するものであるため、過電流を生じさせることなく定電流駆動させることができる。

また、本発明の実施形態におけるＬＥＤランプ点灯装置２では、印加電圧を昇圧する昇圧回路１１と、昇圧回路１１とランプ回路１３及びランプ回路１４との間に接続されるスイッチング素子Ｑ１と、スイッチング素子Ｑ１と並列に接続された抵抗Ｒ１と、を備える保護回路１２４と、を有し、保護回路１２４のランプ回路１３及びランプ回路１４側の電圧を印加電圧として検出するものであるため、ランプ回路１３及びランプ回路１４側の電圧を制御して過電流を生じないようにすることができる。

なお、本発明は、部材の種類、形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。

以上のように、本発明においては、過電流を発生させない構成とすることにより、過電流を熱に変化させる回路を不要にすることができるため、製品のコストを低減することができると共に装置を小型化することができるＬＥＤランプ点灯装置を提供することができ、その汎用普遍的な性格から自動二輪車等のＬＥＤランプ点灯装置に広範に適用され得るものと期待される。

１…ＬＥＤランプ点灯装置
２…ＬＥＤランプ点灯装置
１０…ＬＥＤランプ駆動制御部
１１…昇圧回路
１２…駆動制御部
１３…ランプ回路
１４…ランプ回路
１５…スイッチ
１６…バイパス回路
２０…ＬＥＤランプ駆動制御部
２１…電源供給部
２２…駆動制御部
１２１…電圧監視部
１２２…昇圧制御部
１２３…ゲート制御部
１２４…保護回路
２２１…電圧監視部
２２２…昇圧制御部

Claims

ＬＥＤランプを駆動するＬＥＤランプ点灯装置であって、
１のＬＥＤランプ又は直列に接続された複数のＬＥＤランプを備える第１のランプ回路と、
前記第１のランプ回路に直列に接続され、１のＬＥＤランプ又は直列に接続された複数のＬＥＤランプを備える第２のランプ回路と、
電源供給部から電流の供給を受けることにより前記第１のランプ回路及び前記第２のランプ回路を駆動するＬＥＤランプ駆動制御部と、
異常により前記ＬＥＤランプ駆動制御部から前記第２のランプ回路に電流を供給できなくなった場合に、前記ＬＥＤランプ駆動制御部から電流が供給されるバイパス回路と、
前記異常を生じた場合に、前記電源供給部から前記第２のランプ回路を迂回して前記第１のランプ回路および前記バイパス回路に電流を供給する接続状態に切り替え可能なスイッチと、を有し、
前記ＬＥＤランプ駆動制御部は、
前記スイッチが前記接続状態になった際に、前記第１のランプ回路に印加する印加電圧を、前記第１のランプ回路を定電流駆動するために前記第１のランプ回路に印加する駆動電圧よりも下げると共に、前記バイパス回路がターンオフしない電圧かつ前記第１のランプ回路に対して過電流とならない電流を供給可能な電圧まで下げる、
ことを特徴とするＬＥＤランプ点灯装置。
前記ＬＥＤランプ駆動制御部は、
前記スイッチが前記接続状態になった際に、前記印加電圧を前記駆動電圧よりも下げた後に、前記第１のランプ回路に供給する電流が前記第１のランプ回路を定電流駆動する際の目標値になるように前記印加電圧を昇圧することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤランプ点灯装置。
前記ＬＥＤ駆動制御部は、
前記印加電圧を昇圧する昇圧回路と、
前記昇圧回路と前記第１のランプ回路及び前記第２のランプ回路との間に接続されるスイッチング素子と、前記スイッチング素子と並列に接続された抵抗と、を備える保護回路と、を有し、
前記保護回路の前記昇圧回路側の電圧を前記印加電圧として検出することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＬＥＤランプ点灯装置。
前記ＬＥＤ駆動制御部は、
前記印加電圧を昇圧する昇圧回路と、
前記昇圧回路と前記第１のランプ回路及び前記第２のランプ回路との間に接続されるスイッチング素子と、前記スイッチング素子と並列に接続された抵抗と、を備える保護回路と、を有し、
前記保護回路の前記第１のランプ回路及び前記第２のランプ回路側の電圧を前記印加電圧として検出することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＬＥＤランプ点灯装置。