JPWO2016189581A1 - 車両用ｌｅｄランプ点灯回路、車両用ｌｅｄランプ点灯装置、および車両用ｌｅｄランプ点灯回路の制御方法 - Google Patents

Abstract

ＬＥＤランプ点灯回路は、車両に積載されるＬＥＤランプの点灯を制御する車両用ＬＥＤランプ点灯回路であって、第１の発電機端子の電圧、及びバッテリの正極の電圧に基づいて、第１のスイッチ素子を制御するバッテリ電圧制御回路と、第１の発電機端子と第２の発電機端子との間の電位差が予め設定された規定値になるように、第２のスイッチ素子を制御するＬＥＤ電圧制御回路と、を備える。

Description

本発明は、車両用ＬＥＤランプ点灯回路、車両用ＬＥＤランプ点灯装置、および車両用ＬＥＤランプ点灯回路の制御方法に関する。

従来、フィラメント灯（バルブランプ）の点灯を制御するランプ点灯装置がある。この従来のランプ点灯装置には、例えば、発電機で発電した電力をフィラメント灯（バルブランプ）に供給して点灯させるとともに、バッテリを充電するものがある（例えば、特開平０１−１６０３２９号参照）。

一方、ＬＥＤ(Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ) ランプは、低電圧で駆動することができ、フィラメント灯（バルブランプ）などと比較して長寿命、低消費電力、素早い反応速度、及び耐衝撃性を有しており、小型、軽量化を図ることができる。

このため、ＬＥＤランプは、例えば、車両のヘッドランプなどに好適に用いることができる。

このような、ＬＥＤランプの点灯を制御するＬＥＤランプ点灯装置の一例として、単相交流発電機で発電した電力でバッテリを充電するとともに、単相交流発電機で発電した電力でＬＥＤランプを点灯させるＬＥＤランプ点灯回路１００Ａがある（図２）。

このＬＥＤランプ点灯回路１００Ａは、ＬＥＤランプＸと、接地線ＧＮＤに負極が接続されたバッテリＢと、アノードが単相交流発電機ＧのコイルＬの一端に接続され、カソードがバッテリＢの正極に接続された第１のサイリスタＳ１Ａと、単相交流発電機Ｇの出力電圧及びバッテリＢの正極の電圧に基づいて、第１のサイリスタＳ１Ａを制御するバッテリ電圧制御回路ＢＺＡと、カソードがコイルＬの一端に接続された第２のサイリスタＳ２Ａと、一端が第２のサイリスタＳ２Ａに接続され、他端がコイルＬの他端に接続されたキャパシタＣと、出力電圧に基づいて第２のサイリスタＳ２Ａを制御するＬＥＤ電圧制御回路ＬＺＡと、を備える（図２）。

ここで、既述の従来の車両用ＬＥＤランプ点灯回路１００Ａでは、単相交流発電機Ｇで発電した電力でＬＥＤランプＸを点灯させるため、単相交流発電機Ｇが発電していない状態若しくは単相交流発電機Ｇの出力が低い状態で、ＬＥＤランプＸを点灯することができない問題がある。

そこで、本発明は、単相交流発電機が発電していない状態若しくは単相交流発電機の出力が低い状態で、ＬＥＤランプをより確実に点灯することが可能な車両用ＬＥＤランプ点灯回路を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る実施形態に従ったＬＥＤランプ点灯回路は、
車両に積載されるＬＥＤランプの点灯を制御する車両用ＬＥＤランプ点灯回路であって、
少なくとも１つ以上のＬＥＤ素子を有し、一端が、単相交流発電機のコイルの一端が接続されている第１の発電機端子に、接続されたＬＥＤランプと、
接地された接地線に、負極が接続されたバッテリと、
一端が前記ＬＥＤランプの他端に接続される第１の抵抗と、
一端が前記バッテリの正極に接続され、オンすることにより一端と他端との間を導通し、オフすることにより一端と他端との間を遮断するスイッチ装置と、
一端が前記スイッチ装置の他端に接続され、他端が基準ノードに接続された第２の抵抗と、
一端が、前記単相交流発電機の前記コイルの他端に接続されている第２の発電機端子及び前記接地線に、接続され、他端が前記基準ノードに接続され、前記第２の発電機端子から前記基準ノードに向かう方向が順方向となる整流素子と、
一端が前記第１の発電機端子に接続され、他端が前記バッテリの正極に接続された第１のスイッチ素子と、
前記第１の発電機端子の電圧、及び前記バッテリの正極の電圧に基づいて、前記第１のスイッチ素子を制御するバッテリ電圧制御回路と、
一端が前記基準ノードに接続され、他端が前記第１の抵抗の他端に接続された第２のスイッチ素子と、
一端が前記第１の発電機端子に接続され、他端が前記第１の抵抗の他端に接続されたキャパシタと、
前記第１の発電機端子と前記第２の発電機端子との間の電位差が予め設定された規定値になるように、前記第２のスイッチ素子を制御するＬＥＤ電圧制御回路と、を備える
ことを特徴とする。

前記ＬＥＤランプ点灯回路において、
前記スイッチ装置がオンした後、前記単相交流発電機が発電を開始して前記コイルから交流電圧を出力する
ことを特徴とする。

前記ＬＥＤランプ点灯回路において、
前記第２のスイッチ素子は、
前記第１の抵抗の他端にカソードが接続され、前記基準ノードにアノードが接続され、前記ＬＥＤ電圧制御回路によりゲートに流れる電流が制御される第２のサイリスタである
ことを特徴とする。

前記ＬＥＤランプ点灯回路において、
前記ＬＥＤ電圧制御回路は、
前記第１の発電機端子と前記第２の発電機端子との間の電位差が前記規定値未満である場合には、前記第２のスイッチ素子をオンし、
前記第１の発電機端子と前記第２の発電機端子との間の電位差が前記規定値以上である場合には、前記第２のスイッチ素子をオフする
ことを特徴とする。

前記ＬＥＤランプ点灯回路において、
前記ＬＥＤ電圧制御回路は、
前記キャパシタの電圧が予め設定された値になるように、前記第２のスイッチ素子を制御する
ことを特徴とする。

前記ＬＥＤランプ点灯回路において、
前記第１のスイッチ素子は、
前記バッテリの正極にカソードが接続され、前記第１の発電機端子にアノードが接続され、前記バッテリ電圧制御回路によりゲートに流れる電流が制御される第１のサイリスタである
ことを特徴とする。

前記ＬＥＤランプ点灯回路において、
前記バッテリ電圧制御回路は、
前記単相交流発電機から出力された前記第１の発電機端子の出力電圧が正の規定電圧以上であり且つ前記バッテリの正極の充電電圧が目標電圧未満の場合に、前記第１のスイッチ素子をオンする
ことを特徴とする。

前記ＬＥＤランプ点灯回路において、
前記バッテリ電圧制御回路は、
前記単相交流発電機から出力された前記第１の発電機端子の前記出力電圧が正の規定電圧未満若しくは負の電圧である場合、又は前記バッテリの正極の充電電圧が前記目標電圧以上の場合に、前記第１のスイッチ素子をオフする
ことを特徴とする。

前記ＬＥＤランプ点灯回路において、
前記スイッチ装置は、ユーザによりオン又はオフに操作されることを特徴とする。

前記ＬＥＤランプ点灯回路において、
前記車両用ＬＥＤランプ点灯回路は、二輪車に積載され、前記ＬＥＤランプは、前記二輪車のヘッドライト、ウインカー、テールランプ、ポジションランプ、メータイルミネーションの何れかである
ことを特徴とする。

前記ＬＥＤランプ点灯回路において、
前記単相交流発電機は、
前記二輪車のエンジンに接続されたオルタネータであり、
前記スイッチ装置は、
前記二輪車の前記エンジンの点火を制御するためのイグニッションスイッチである
ことを特徴とする。

前記ＬＥＤランプ点灯回路において、
前記整流素子は、
カソードが前記基準ノードに接続され、アノードが前記第２の発電機端子に接続されたダイオードである
ことを特徴とする。

前記ＬＥＤランプ点灯回路において、
前記ＬＥＤランプの前記一端は、前記ＬＥＤ素子のアノード側が接続され、前記ＬＥＤランプの前記他端は、前記ＬＥＤ素子のカソード側が接続されている
ことを特徴とする。

本発明の一態様に係る実施形態に従ったＬＥＤランプ点灯装置は、
車両に積載されるＬＥＤ素子の点灯を制御する車両用ＬＥＤランプ点灯装置であって、
単相交流発電機と、
少なくとも１つ以上のＬＥＤ素子を有し、一端が、前記単相交流発電機のコイルの一端が接続されている第１の発電機端子に、接続されたＬＥＤランプと、
接地された接地線に、負極が接続されたバッテリと、
一端が前記ＬＥＤランプの他端に接続される第１の抵抗と、
一端が前記バッテリの正極に接続され、オンすることにより一端と他端との間を導通し、オフすることにより一端と他端との間を遮断するスイッチ装置と、
一端が前記スイッチ装置の他端に接続され、他端が基準ノードに接続された第２の抵抗と、
一端が、前記単相交流発電機の前記コイルの他端に接続されている第２の発電機端子及び前記接地線に、接続され、他端が前記基準ノードに接続され、前記第２の発電機端子から前記基準ノードに向かう方向が順方向となる整流素子と、
一端が前記第１の発電機端子に接続され、他端が前記バッテリの正極に接続された第１のスイッチ素子と、
前記第１の発電機端子の電圧、及び前記バッテリの正極の電圧に基づいて、前記第１のスイッチ素子を制御するバッテリ電圧制御回路と、
一端が前記基準ノードに接続され、他端が前記第１の抵抗の他端に接続された第２のスイッチ素子と、
一端が前記第１の発電機端子に接続され、他端が前記第１の抵抗の他端に接続されたキャパシタと、
前記第１の発電機端子と前記第２の発電機端子との間の電位差が予め設定された規定値になるように、前記第２のスイッチ素子を制御するＬＥＤ電圧制御回路と、を備える
ことを特徴とする。

本発明の一態様に係る実施形態に従ったＬＥＤランプ点灯回路の制御方法は、車両に積載されるＬＥＤランプの点灯を制御する車両用ＬＥＤランプ点灯回路であって、少なくとも１つ以上のＬＥＤ素子を有し、一端が、単相交流発電機のコイルの一端が接続されている第１の発電機端子に、接続されたＬＥＤランプと、接地された接地線に、負極が接続されたバッテリと、一端が前記ＬＥＤランプの他端に接続される第１の抵抗と、一端が前記バッテリの正極に接続され、オンすることにより一端と他端との間を導通し、オフすることにより一端と他端との間を遮断するスイッチ装置と、一端が前記スイッチ装置の他端に接続され、他端が基準ノードに接続された第２の抵抗と、一端が、前記単相交流発電機の前記コイルの他端に接続されている第２の発電機端子及び前記接地線に、接続され、他端が前記基準ノードに接続され、前記第２の発電機端子から前記基準ノードに向かう方向が順方向となる整流素子と、一端が前記第１の発電機端子に接続され、他端が前記バッテリの正極に接続された第１のスイッチ素子と、前記第１の発電機端子の電圧、及び前記バッテリの正極の電圧に基づいて、前記第１のスイッチ素子を制御するバッテリ電圧制御回路と、一端が前記基準ノードに接続され、他端が前記第１の抵抗の他端に接続された第２のスイッチ素子と、一端が前記第１の発電機端子に接続され、他端が前記第１の抵抗の他端に接続されたキャパシタと、前記第１の発電機端子と前記第２の発電機端子との間の電位差が予め設定された規定値になるように、前記第２のスイッチ素子を制御するＬＥＤ電圧制御回路と、を備える車両用ＬＥＤランプ点灯回路の制御方法であって、
前記スイッチ装置がオンした後、前記単相交流発電機が発電を開始して前記コイルから交流電圧を出力し、
前記第１の発電機端子と前記第２の発電機端子との間の電位差が前記規定値未満である場合には、前記第２のスイッチ素子をオンし、
前記第１の発電機端子と前記第２の発電機端子との間の電位差が前記規定値以上である場合には、前記第２のスイッチ素子をオフする
ことを特徴とする。

本発明の一態様に係る車両用ＬＥＤランプ点灯回路は、車両に積載されるＬＥＤランプの点灯を制御する車両用ＬＥＤランプ点灯回路であって、少なくとも１つ以上のＬＥＤ素子を有し、一端が、単相交流発電機のコイルの一端が接続されている第１の発電機端子に、接続されたＬＥＤランプと、接地された接地線に、負極が接続されたバッテリと、一端が前記ＬＥＤランプの他端に接続される第１の抵抗と、一端が前記バッテリの正極に接続され、オンすることにより一端と他端との間を導通し、オフすることにより一端と他端との間を遮断するスイッチ装置と、一端が前記スイッチ装置の他端に接続され、他端が基準ノードに接続された第２の抵抗と、一端が、前記単相交流発電機の前記コイルの他端に接続されている第２の発電機端子及び前記接地線に、接続され、他端が前記基準ノードに接続され、前記第２の発電機端子から前記基準ノードに向かう方向が順方向となる整流素子と、一端が前記第１の発電機端子に接続され、他端が前記バッテリの正極に接続された第１のスイッチ素子と、前記第１の発電機端子の電圧、及び前記バッテリの正極の電圧に基づいて、前記第１のスイッチ素子を制御するバッテリ電圧制御回路と、一端が前記基準ノードに接続され、他端が前記第１の抵抗の他端に接続された第２のスイッチ素子と、一端が前記第１の発電機端子に接続され、他端が前記第１の抵抗の他端に接続されたキャパシタと、前記第１の発電機端子と前記第２の発電機端子との間の電位差が予め設定された規定値になるように、前記第２のスイッチ素子を制御するＬＥＤ電圧制御回路と、を備える。

この車両用ＬＥＤランプ点灯回路において、スイッチ装置（イグニッションスイッチ装置）がユーザにより、オンされると、バッテリから、スイッチ装置、第２の抵抗、基準ノード、第２のスイッチ素子、第２の発電機端子、及び第１の抵抗を介して、ＬＥＤランプに電流が供給される。

このとき、ＬＥＤ電圧制御回路は、第１の発電機端子と第２の発電機端子との間の電位差（キャパシタの電圧）が予め設定された規定値になるように、第２のスイッチ素子を制御する。

これにより、ＬＥＤランプに点灯するための所定の電流および所定の電圧が供給される。

すなわち、単相交流発電機が発電していない（エンジンが始動していない）状態で、ＬＥＤランプをより確実に点灯することができる。

なお、第１の抵抗が、ＬＥＤランプに供給される電流を制限するので、消費電流を低減することができる。さらに、第２の抵抗が、バッテリから出力される電流を制限するので、単相交流発電機が発電していない状態における消費電流を低減することができる。

そして、スイッチ装置がオンした後、単相交流発電機が発電を開始してコイルから交流電圧を出力する。単相交流発電機の出力が低い状態では、主としてバッテリから出力される電流により、ＬＥＤランプが点灯する。

さらに、単相交流発電機の出力が高くなると、単相交流発電機のコイルから、整流素子、基準ノード、第２のスイッチ素子、第２の発電機端子、及び第１の抵抗を介して、ＬＥＤランプに電流が追加で供給される。

このときも、ＬＥＤ電圧制御回路は、第１の発電機端子と第２の発電機端子との間の電位差（キャパシタの電圧）が予め設定された規定値になるように、第２のスイッチ素子を制御する。これにより、単相交流発電機が発電を開始した後は、ＬＥＤランプの明るさを上昇させることができる。

したがって、本発明に係る車両用ＬＥＤランプ点灯回路によれば、単相交流発電機が発電していない状態若しくは単相交流発電機の出力が低い状態で、ＬＥＤランプをより確実に点灯することができる。

図１は、本発明の一態様である第１の実施形態に係る車両用ＬＥＤランプ点灯回路１００の構成の一例を示す図である。 図２は、従来のＬＥＤランプ点灯回路１００Ａの構成の一例を示す図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面に基づいて説明する。

第１の実施形態

本実施形態に係る車両用ＬＥＤランプ点灯回路１００は、単相交流発電機Ｇで発電した交流電圧を用いて、二輪車等の車両（図示せず）に積載されるＬＥＤランプＸの点灯を制御するようになっている（図１）。この車両用ＬＥＤランプ点灯回路１００は、例えば、既述の車両に積載される。

単相交流発電機Ｇは、一端が第１の発電機端子ＴＧ１に接続され、他端が第２の発電機端子ＴＧ２に接続されたコイルＬを、有する。このコイルＬの他端は、接地線ＧＮＤにも接続されている。なお、接地線ＧＮＤは、接地されている。この接地の電位は、０Ｖに限定されるものではなく、少なくともＬＥＤランプを点灯可能なように、電源電圧より低い固定の電位に設定される。

また、単相交流発電機Ｇは、バッテリＢを充電するとともにＬＥＤランプＸを点灯するための交流電圧を発生し、コイルＬの両端から出力するようになっている。

この単相交流発電機Ｇは、例えば、二輪車等の車両のエンジンにより直結駆動されるオルタネータである。また、この単相交流発電機Ｇは、ユーザのキック駆動により、駆動される場合もある。

なお、この単相交流発電機Ｇと車両用ＬＥＤランプ点灯回路１００とは、本実施形態に係る車両用ＬＥＤランプ点灯装置を構成する。

また、車両用ＬＥＤランプ点灯回路１００は、例えば、一端が第１の発電機端子ＴＧ１に接続されたＬＥＤランプＸと、接地線ＧＮＤに負極Ｂ２が接続されたバッテリＢと、一端がＬＥＤランプＸの他端に接続される第１の抵抗Ｒ１と、一端がバッテリＢの正極Ｂ１に接続されたスイッチ装置ＳＷと、を備える（図１）。

さらに、車両用ＬＥＤランプ点灯回路１００は、一端がスイッチ装置ＳＷの他端に接続され、他端が基準ノードＮＢに接続された第２の抵抗Ｒ２と、一端が第２の発電機端子ＴＧ２及び接地線ＧＮＤに接続され、他端が基準ノードＮＢに接続された整流素子Ｄと、を備える。

さらに、車両用ＬＥＤランプ点灯回路１００は、一端が第１の発電機端子ＴＧ１に接続され、他端がバッテリＢの正極Ｂ１（第１のバッテリ端子ＴＢ１）に接続された第１のスイッチ素子Ｓ１と、第１の発電機端子ＴＧ１の電圧及びバッテリＢの正極Ｂ１（第１のバッテリ端子ＴＢ１）の電圧に基づいて、第１のスイッチ素子Ｓ１を制御するバッテリ電圧制御回路ＢＺと、を備える。

さらに、車両用ＬＥＤランプ点灯回路１００は、一端が基準ノードＮＢに接続され、他端が第１の抵抗Ｒ１の他端（ＬＥＤ端子ＴＸ）に接続された第２のスイッチ素子Ｓ２と、一端が第１の発電機端子ＴＧ１に接続され、他端が第１の抵抗Ｒ１の他端に接続されたキャパシタＣと、第１の発電機端子ＴＧ１と第２の発電機端子ＴＧ２との間の電位差が予め設定された規定値になるように、第２のスイッチ素子Ｓ２を制御するＬＥＤ電圧制御回路ＬＺと、を備える。

ここで、ＬＥＤランプＸは、既述のように、一端が第１の発電機端子ＴＧ１に接続されている。このＬＥＤランプＸは、少なくとも１つ以上のＬＥＤ素子Ａを有する。なお、図１の例では、４つのＬＥＤ素子Ａが直列に接続されたＬＥＤランプＸの構成例を示している。

このＬＥＤランプＸの一端は、ＬＥＤ素子Ａのアノード側が接続され、ＬＥＤランプＸの他端は、ＬＥＤ素子Ａのカソード側が接続されている（図１）。

このＬＥＤランプＸは、例えば、既述の二輪車のヘッドライト、ウインカー、テールランプ、ポジションランプ、メータイルミネーションの何れかである。

バッテリＢは、正極Ｂ１が第１のバッテリ端子ＴＢ１に接続され、負極Ｂ２が接地線ＧＮＤに接続されている。このバッテリＢは、例えば、既述の二輪車のバッテリである。

また、第１の抵抗Ｒ１は、一端がＬＥＤランプＸの他端に接続され、他端がＬＥＤ端子ＴＸに接続されている。

この第１の抵抗Ｒ１は、ＬＥＤ素子Ａに流れる電流を制限するようになっている。

また、スイッチ装置ＳＷは、既述のように、一端がバッテリＢの正極Ｂ１（第１のバッテリ端子ＴＢ１）に接続され、他端が第２のバッテリ端子ＴＢ２に接続されている。

このスイッチ装置ＳＷがオンすることにより一端と他端との間を導通し、オフすることにより一端と他端との間を遮断する。

このスイッチ装置ＳＷは、例えば、ユーザによりオン又はオフに操作される。このスイッチ装置ＳＷは、例えば、既述の二輪車のエンジンの点火を制御するためのイグニッションスイッチである。

そして、例えば、スイッチ装置ＳＷがユーザにより操作されることにより、このスイッチ装置ＳＷがオンした後、既述のエンジンが点火され駆動することにより単相交流発電機Ｇが発電を開始してコイルＬから交流電圧を出力する。

また、第２の抵抗Ｒ２は、一端がスイッチ装置ＳＷの他端（第２のバッテリ端子ＴＢ２）に接続され、他端が基準ノードＮＢに接続されている。

また、整流素子Ｄは、一端が第２の発電機端子ＴＧ２及び接地線ＧＮＤに接続され、他端が基準ノードＮＢに接続されている。この整流素子Ｄは、第２の発電機端子ＴＧ２から基準ノードＮＢに向かう方向が順方向となる。

例えば、この整流素子Ｄは、カソードが基準ノードＮＢに接続され、アノードが第２の発電機端子ＴＧ２に接続されたダイオードである（図１）。

第１のスイッチ素子Ｓ１は、一端が第１の発電機端子ＴＧ１に接続され、他端がバッテリＢの正極Ｂ１（第１のバッテリ端子ＴＢ１）に接続されている。

この第１のスイッチ素子Ｓ１は、例えば、バッテリＢの正極Ｂ１（第１のバッテリ端子ＴＢ１）にカソードが接続され、第１の発電機端子ＴＧ１にアノードが接続され、バッテリ電圧制御回路ＢＺによりゲートに流れる電流が制御される第１のサイリスタである（図１）。この第１のサイリスタは、このゲートに流れる電流により、オン／オフが制御される。

また、バッテリ電圧制御回路ＢＺは、第１の発電機端子ＴＧ１の電圧及びバッテリＢの正極Ｂ１の電圧に基づいて、第１のスイッチ素子Ｓ１を制御する。

例えば、バッテリ電圧制御回路ＢＺは、単相交流発電機Ｇから出力された第１の発電機端子ＴＧ１の出力電圧が正の規定電圧以上であり且つバッテリＢの正極Ｂ１の充電電圧が目標電圧未満の場合に、第１のスイッチ素子Ｓ１をオンする。これにより、単相交流発電機ＧからバッテリＢに充電電流が供給される。

すなわち、単相交流発電機Ｇの出力電圧が該規定電圧以上であり且つバッテリＢの充電電圧が該目標電圧未満のときに、バッテリＢの充電電圧が該目標電圧に近づくように、バッテリＢが充電される。

一方、バッテリ電圧制御回路ＢＺは、単相交流発電機Ｇから出力された第１の発電機端子ＴＧ１の出力電圧が正の規定電圧未満若しくは負の電圧である場合、又はバッテリＢの正極Ｂ１の充電電圧が既述の目標電圧以上の場合に、第１のスイッチ素子Ｓ１をオフする。これにより、単相交流発電機ＧからバッテリＢへの充電電流の供給が停止する。

すなわち、単相交流発電機Ｇの出力電圧が正の規定電圧未満若しくは負の電圧であるとき、又はバッテリＢの充電電圧が該目標電圧以上のときには、バッテリＢの充電が停止される。

また、第２のスイッチ素子Ｓ２は、一端が基準ノードＮＢに接続され、他端が第１の抵抗Ｒ１の他端（ＬＥＤ端子ＴＸ）に接続されている。

この第２のスイッチ素子Ｓ２は、例えば、第１の抵抗Ｒ１の他端にカソードが接続され、基準ノードＮＢにアノードが接続され、ＬＥＤ電圧制御回路ＬＺによりゲートに流れる電流が制御される第２のサイリスタである（図１）。この第２のサイリスタは、このゲートに流れる電流により、オン／オフが制御される。

また、キャパシタＣは、一端が第１の発電機端子ＴＧ１に接続され、他端が第１の抵抗Ｒ１の他端に接続されている。このキャパシタＣに充電される電圧が、ＬＥＤランプＸに印加される。

ＬＥＤ電圧制御回路ＬＺは、第１の発電機端子ＴＧ１と第２の発電機端子ＴＧ２との間の電位差が予め設定された規定値になるように、第２のスイッチ素子Ｓ２を制御する。

特に、ＬＥＤ電圧制御回路ＬＺは、キャパシタＣの電圧が予め設定された値になるように、第２のスイッチ素子Ｓ２を制御する。

例えば、ＬＥＤ電圧制御回路ＬＺは、第１の発電機端子ＴＧ１と第２の発電機端子ＴＧ２との間の電位差が規定値未満である場合には、第２のスイッチ素子Ｓ２をオンする。

これにより、単相交流発電機Ｇの出力電圧が負の極性のときに、キャパシタＣの電圧が予め設定された値に近づくように、キャパシタＣに電流が供給されて、キャパシタＣが充電される。

一方、ＬＥＤ電圧制御回路ＬＺは、第１の発電機端子ＴＧ１と第２の発電機端子ＴＧ２との間の電位差が既述の規定値以上である場合には、第２のスイッチ素子Ｓ２をオフする。

これにより、キャパシタＣの充電が停止される。

このように、キャパシタＣの電圧が予め設定された値に制御されることにより、ＬＥＤランプＸに供給される電圧が所定値に制御されることになる。

次に、以上のような構成を有するＬＥＤランプ点灯回路１００の制御方法の一例について、説明する。なお、スイッチ装置ＳＷがオフのとき、既述のエンジンは、駆動しておらず、単相交流発電機Ｇは、発電していないものとする。

ここで、例えば、スイッチ装置ＳＷがユーザにより操作されることにより、スイッチ装置ＳＷがオンする。

このスイッチ装置ＳＷがオンすることにより、バッテリＢの正極Ｂ１と第２のバッテリ端子ＴＢ２とが導通して、電気的に接続される。

このとき、ＬＥＤ電圧制御回路ＬＺは、第１の発電機端子ＴＧ１と第２の発電機端子ＴＧ２との間の電位差が規定値未満である場合には、第２のスイッチ素子Ｓ２をオンする。

これにより、バッテリＢの正極Ｂ１から、スイッチ装置ＳＷ、第２の抵抗Ｒ２、基準ノードＮＢ、第２のスイッチ素子Ｓ２、及び第１の抵抗Ｒ１を介して、キャパシタＣに電流が供給されてキャパシタＣが充電されるとともに、ＬＥＤランプＸに電流が供給される。

これにより、ＬＥＤランプＸに点灯するための所定の電流および所定の電圧が供給される。

すなわち、単相交流発電機Ｇが発電していない（エンジンが始動していない）状態で、ＬＥＤランプＸをより確実に点灯することができる。

そして、スイッチ装置ＳＷがオンした後、既述のエンジンが点火されて駆動することにより、単相交流発電機Ｇが発電を開始してコイルＬから交流電圧を出力する。

例えば、ＬＥＤ電圧制御回路ＬＺは、第１の発電機端子ＴＧ１と第２の発電機端子ＴＧ２との間の電位差が規定値未満である場合には、第２のスイッチ素子Ｓ２をオンする。

これにより、単相交流発電機Ｇの出力電圧が負の極性のときは、バッテリＢから、基準ノードＮＢを介して、及び、単相交流発電機Ｇから、ダイオードＤ、基準ノードＮＢを介して、キャパシタＣの電圧が予め設定された値に近づくように、キャパシタＣに電流が供給されてキャパシタＣが充電されるとともに、ＬＥＤランプＸに電流が供給される。

このとき、ＬＥＤランプＸとキャパシタＣに供給される電流は、単相交流発電機Ｇが停止している場合にＬＥＤランプＸに供給電流と比較して、単相交流発電機Ｇから供給される電流分だけ、大きくなる。

なお、この単相交流発電機Ｇの出力電圧が負の極性のときは、基準ノードＮＢの電位は、接地電位から、ダイオードＤの順方向電圧だけ低い、例えば、−１Ｖ程度になり、安定している。

また、単相交流発電機Ｇの出力電圧が正の極性のときは、バッテリＢから、基準ノードＮＢを介して、キャパシタＣに電流が供給されて、キャパシタＣの電圧が予め設定された値に近づくように、キャパシタＣが充電されるとともに、ＬＥＤランプＸに電流が供給されることとなる。

なお、この単相交流発電機Ｇの出力電圧が正の極性のときは、基準ノードＮＢの電位は、バッテリＢの正極Ｂ１の電圧（例えば、１４Ｖ）から、第２の抵抗Ｒ２の電圧降下（例えば、１５Ｖ）だけ低い、例えば、−１Ｖ程度になる。

一方、ＬＥＤ電圧制御回路ＬＺは、第１の発電機端子ＴＧ１と第２の発電機端子ＴＧ２との間の電位差が既述の規定値以上である場合には、第２のスイッチ素子Ｓ２をオフする。

これにより、キャパシタＣの充電が停止される。

以上のように、キャパシタＣの電圧が予め設定された値に制御されることにより、ＬＥＤランプＸに供給される電圧が所定値に制御されることになる。

なお、ここでは、スイッチ装置ＳＷがユーザにより操作されることにより、このスイッチ装置ＳＷがオンした後、既述のエンジンが点火され駆動することにより単相交流発電機Ｇが発電を開始してコイルＬから交流電圧を出力する場合について説明した。しかし、スイッチ装置ＳＷがユーザにより操作されることにより、スイッチ装置ＳＷがオンした後、ユーザのキック駆動により、単相交流発電機Ｇが発電を開始してコイルＬから交流電圧を出力する場合も同様に説明される。

以上のように、本発明の一態様に係る車両用ＬＥＤランプ点灯回路は、車両に積載されるＬＥＤランプの点灯を制御する車両用ＬＥＤランプ点灯回路であって、少なくとも１つ以上のＬＥＤ素子を有し、一端が、単相交流発電機のコイルＬの一端が接続されている第１の発電機端子に、接続されたＬＥＤランプと、接地された接地線に、負極が接続されたバッテリと、一端がＬＥＤランプの他端に接続される第１の抵抗と、一端がバッテリの正極に接続され、オンすることにより一端と他端との間を導通し、オフすることにより一端と他端との間を遮断するスイッチ装置と、一端がスイッチ装置の他端に接続され、他端が基準ノードに接続された第２の抵抗と、一端が、単相交流発電機のコイルＬの他端に接続されている第２の発電機端子及び接地線に、接続され、他端が基準ノードに接続され、第２の発電機端子から基準ノードに向かう方向が順方向となる整流素子と、一端が第１の発電機端子に接続され、他端がバッテリの正極に接続された第１のスイッチ素子と、第１の発電機端子の電圧、及びバッテリの正極の電圧に基づいて、第１のスイッチ素子を制御するバッテリ電圧制御回路と、一端が基準ノードに接続され、他端が第１の抵抗の他端に接続された第２のスイッチ素子と、一端が第１の発電機端子に接続され、他端が第１の抵抗の他端に接続されたキャパシタと、第１の発電機端子と第２の発電機端子との間の電位差が予め設定された規定値になるように、第２のスイッチ素子を制御するＬＥＤ電圧制御回路と、を備える。

この車両用ＬＥＤランプ点灯回路において、スイッチ装置（イグニッションスイッチ装置）がユーザにより、オンされると、バッテリから、スイッチ装置、第２の抵抗、基準ノード、第２のスイッチ素子、第２の発電機端子、及び第１の抵抗を介して、ＬＥＤランプに電流が供給される。

このとき、ＬＥＤ電圧制御回路ＬＺは、第１の発電機端子と第２の発電機端子との間の電位差（キャパシタの電圧）が予め設定された規定値になるように、第２のスイッチ素子を制御する。

これにより、ＬＥＤランプに点灯するための所定の電流および所定の電圧が供給される。

すなわち、単相交流発電機が発電していない（エンジンが始動していない）状態で、ＬＥＤランプをより確実に点灯することができる。

なお、第１の抵抗が、ＬＥＤランプに供給される電流を制限するので、消費電流を低減することができる。さらに、第２の抵抗が、バッテリから出力される電流を制限するので、単相交流発電機が発電していない状態における消費電流を低減することができる。

そして、スイッチ装置がオンした後、単相交流発電機が発電を開始してコイルＬから交流電圧を出力する。単相交流発電機の出力が低い状態では、主としてバッテリから出力される電流により、ＬＥＤランプが点灯する。

さらに、単相交流発電機の出力が高くなると、単相交流発電機のコイルＬから、整流素子、基準ノード、第２のスイッチ素子、第２の発電機端子、及び第１の抵抗を介して、ＬＥＤランプに電流が追加で供給される。

このときも、ＬＥＤ電圧制御回路ＬＺは、第１の発電機端子と第２の発電機端子との間の電位差（キャパシタの電圧）が予め設定された規定値になるように、第２のスイッチ素子を制御する。これにより、単相交流発電機が発電を開始した後は、ＬＥＤランプの明るさを上昇させることができる。

したがって、本発明に係る車両用ＬＥＤランプ点灯回路によれば、単相交流発電機が発電していない状態若しくは単相交流発電機の出力が低い状態で、ＬＥＤランプをより確実に点灯することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

Claims (15)

1. 車両に積載されるＬＥＤランプの点灯を制御する車両用ＬＥＤランプ点灯回路であって、
   少なくとも１つ以上のＬＥＤ素子を有し、一端が、単相交流発電機のコイルの一端が接続されている第１の発電機端子に、接続されたＬＥＤランプと、
   接地された接地線に、負極が接続されたバッテリと、
   一端が前記ＬＥＤランプの他端に接続される第１の抵抗と、
   一端が前記バッテリの正極に接続され、オンすることにより一端と他端との間を導通し、オフすることにより一端と他端との間を遮断するスイッチ装置と、
   一端が前記スイッチ装置の他端に接続され、他端が基準ノードに接続された第２の抵抗と、
   一端が、前記単相交流発電機の前記コイルの他端に接続されている第２の発電機端子及び前記接地線に、接続され、他端が前記基準ノードに接続され、前記第２の発電機端子から前記基準ノードに向かう方向が順方向となる整流素子と、
   一端が前記第１の発電機端子に接続され、他端が前記バッテリの正極に接続された第１のスイッチ素子と、
   前記第１の発電機端子の電圧、及び前記バッテリの正極の電圧に基づいて、前記第１のスイッチ素子を制御するバッテリ電圧制御回路と、
   一端が前記基準ノードに接続され、他端が前記第１の抵抗の他端に接続された第２のスイッチ素子と、
   一端が前記第１の発電機端子に接続され、他端が前記第１の抵抗の他端に接続されたキャパシタと、
   前記第１の発電機端子と前記第２の発電機端子との間の電位差が予め設定された規定値になるように、前記第２のスイッチ素子を制御するＬＥＤ電圧制御回路と、を備える
   ことを特徴とする車両用ＬＥＤランプ点灯回路。
2. 前記スイッチ装置がオンした後、前記単相交流発電機が発電を開始して前記コイルから交流電圧を出力する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用ＬＥＤ点灯回路。
3. 前記第２のスイッチ素子は、
   前記第１の抵抗の他端にカソードが接続され、前記基準ノードにアノードが接続され、前記ＬＥＤ電圧制御回路によりゲートに流れる電流が制御される第２のサイリスタである
   ことを特徴とする請求項２に記載の車両用ＬＥＤランプ点灯回路。
4. 前記ＬＥＤ電圧制御回路は、
   前記第１の発電機端子と前記第２の発電機端子との間の電位差が前記規定値未満である場合には、前記第２のスイッチ素子をオンし、
   前記第１の発電機端子と前記第２の発電機端子との間の電位差が前記規定値以上である場合には、前記第２のスイッチ素子をオフする
   ことを特徴とする請求項３に記載の車両用ＬＥＤランプ点灯回路。
5. 前記ＬＥＤ電圧制御回路は、
   前記キャパシタの電圧が予め設定された値になるように、前記第２のスイッチ素子を制御する
   ことを特徴とする請求項２に記載の車両用ＬＥＤランプ点灯回路。
6. 前記第１のスイッチ素子は、
   前記バッテリの正極にカソードが接続され、前記第１の発電機端子にアノードが接続され、前記バッテリ電圧制御回路によりゲートに流れる電流が制御される第１のサイリスタである
   ことを特徴とする請求項４に記載の車両用ＬＥＤランプ点灯回路。
7. 前記バッテリ電圧制御回路は、
   前記単相交流発電機から出力された前記第１の発電機端子の出力電圧が正の規定電圧以上であり且つ前記バッテリの正極の充電電圧が目標電圧未満の場合に、前記第１のスイッチ素子をオンする
   ことを特徴とする請求項６に記載の車両用ＬＥＤランプ点灯回路。
8. 前記バッテリ電圧制御回路は、
   前記単相交流発電機から出力された前記第１の発電機端子の前記出力電圧が正の規定電圧未満若しくは負の電圧である場合、又は前記バッテリの正極の充電電圧が前記目標電圧以上の場合に、前記第１のスイッチ素子をオフする
   ことを特徴とする請求項７に記載の車両用ＬＥＤランプ点灯回路。
9. 前記スイッチ装置は、ユーザによりオン又はオフに操作されることを特徴とする請求項２に記載の車両用ＬＥＤ点灯回路。
10. 前記車両用ＬＥＤランプ点灯回路は、二輪車に積載され、前記ＬＥＤランプは、前記二輪車のヘッドライト、ウインカー、テールランプ、ポジションランプ、メータイルミネーションの何れかである
    ことを特徴とする請求項９に記載の車両用ＬＥＤランプ点灯回路。
11. 前記単相交流発電機は、
    前記二輪車のエンジンに接続されたオルタネータであり、
    前記スイッチ装置は、
    前記二輪車の前記エンジンの点火を制御するためのイグニッションスイッチである
    ことを特徴とする請求項１０に記載の車両用ＬＥＤランプ点灯回路。
12. 前記整流素子は、
    カソードが前記基準ノードに接続され、アノードが前記第２の発電機端子に接続されたダイオードである
    ことを特徴とする請求項１に記載の車両用ＬＥＤランプ点灯回路。
13. 前記ＬＥＤランプの前記一端は、前記ＬＥＤ素子のアノード側が接続され、前記ＬＥＤランプの前記他端は、前記ＬＥＤ素子のカソード側が接続されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の車両用ＬＥＤランプ点灯回路。
14. 車両に積載されるＬＥＤ素子の点灯を制御する車両用ＬＥＤランプ点灯装置であって、
    単相交流発電機と、
    少なくとも１つ以上のＬＥＤ素子を有し、一端が、前記単相交流発電機のコイルの一端が接続されている第１の発電機端子に、接続されたＬＥＤランプと、
    接地された接地線に、負極が接続されたバッテリと、
    一端が前記ＬＥＤランプの他端に接続される第１の抵抗と、
    一端が前記バッテリの正極に接続され、オンすることにより一端と他端との間を導通し、オフすることにより一端と他端との間を遮断するスイッチ装置と、
    一端が前記スイッチ装置の他端に接続され、他端が基準ノードに接続された第２の抵抗と、
    一端が、前記単相交流発電機の前記コイルの他端に接続されている第２の発電機端子及び前記接地線に、接続され、他端が前記基準ノードに接続され、前記第２の発電機端子から前記基準ノードに向かう方向が順方向となる整流素子と、
    一端が前記第１の発電機端子に接続され、他端が前記バッテリの正極に接続された第１のスイッチ素子と、
    前記第１の発電機端子の電圧、及び前記バッテリの正極の電圧に基づいて、前記第１のスイッチ素子を制御するバッテリ電圧制御回路と、
    一端が前記基準ノードに接続され、他端が前記第１の抵抗の他端に接続された第２のスイッチ素子と、
    一端が前記第１の発電機端子に接続され、他端が前記第１の抵抗の他端に接続されたキャパシタと、
    前記第１の発電機端子と前記第２の発電機端子との間の電位差が予め設定された規定値になるように、前記第２のスイッチ素子を制御するＬＥＤ電圧制御回路と、を備える
    ことを特徴とする車両用ＬＥＤランプ点灯装置。
15. 車両に積載されるＬＥＤランプの点灯を制御する車両用ＬＥＤランプ点灯回路であって、少なくとも１つ以上のＬＥＤ素子を有し、一端が、単相交流発電機のコイルの一端が接続されている第１の発電機端子に、接続されたＬＥＤランプと、接地された接地線に、負極が接続されたバッテリと、一端が前記ＬＥＤランプの他端に接続される第１の抵抗と、一端が前記バッテリの正極に接続され、オンすることにより一端と他端との間を導通し、オフすることにより一端と他端との間を遮断するスイッチ装置と、一端が前記スイッチ装置の他端に接続され、他端が基準ノードに接続された第２の抵抗と、一端が、前記単相交流発電機の前記コイルの他端に接続されている第２の発電機端子及び前記接地線に、接続され、他端が前記基準ノードに接続され、前記第２の発電機端子から前記基準ノードに向かう方向が順方向となる整流素子と、一端が前記第１の発電機端子に接続され、他端が前記バッテリの正極に接続された第１のスイッチ素子と、前記第１の発電機端子の電圧、及び前記バッテリの正極の電圧に基づいて、前記第１のスイッチ素子を制御するバッテリ電圧制御回路と、一端が前記基準ノードに接続され、他端が前記第１の抵抗の他端に接続された第２のスイッチ素子と、一端が前記第１の発電機端子に接続され、他端が前記第１の抵抗の他端に接続されたキャパシタと、前記第１の発電機端子と前記第２の発電機端子との間の電位差が予め設定された規定値になるように、前記第２のスイッチ素子を制御するＬＥＤ電圧制御回路と、を備える車両用ＬＥＤランプ点灯回路の制御方法であって、
    前記スイッチ装置がオンした後、前記単相交流発電機が発電を開始して前記コイルから交流電圧を出力し、
    前記第１の発電機端子と前記第２の発電機端子との間の電位差が前記規定値未満である場合には、前記第２のスイッチ素子をオンし、
    前記第１の発電機端子と前記第２の発電機端子との間の電位差が前記規定値以上である場合には、前記第２のスイッチ素子をオフする
    ことを特徴とする車両用ＬＥＤランプ点灯回路の制御方法。

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