WO2012095889A1

WO2012095889A1 - Ｌｅｄ点灯装置

Info

Publication number: WO2012095889A1
Application number: PCT/JP2011/000069
Authority: WO
Inventors: 保紀大塚; 大澤　孝
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2011-01-11
Filing date: 2011-01-11
Publication date: 2012-07-19
Also published as: JP5236123B2; DE112011104701T5; JPWO2012095889A1; CN103238377B; US20130169191A1; CN103238377A; US9137872B2

Abstract

　制御部７は、断線によって出力電流が途絶えると、復旧時の過電流抑制のため直ちにＤＣ／ＤＣコンバータ３を一時停止させ、その上で、この出力電流の途絶えが一過性のものか、継続的なものかを確認するためにＤＣ／ＤＣコンバータ３の一時停止と一時動作を所定回数または所定期間繰り返し、継続的な途絶えならＤＣ／ＤＣコンバータ３を連続的に停止させ、ＬＥＤ光源４を消灯する。

Description

ＬＥＤ点灯装置

　この発明は、車載ヘッドランプ等の光源として使用されるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ；発光ダイオード）を点灯するＬＥＤ点灯装置に関する。

　車載ヘッドランプに使用する光源は、従来のハロゲン電球に代替して、長寿命でメンテナンスの不要なＬＥＤが普及している。ＬＥＤは、長寿命であり、かつ、少ない電力で必要な明るさを確保できる上、一定の電流を供給する簡単な制御によって概ね安定した明るさを維持することができるため、車載用の光源としては好適である。
　なお、点灯しているときのＬＥＤは概ね定電圧特性を示し、印加電圧によって発光量を制御することが困難なため、一定の電流を出力する定電流制御の点灯装置を用いて点灯することが一般的である。

　ところで、定電流制御の点灯装置を用いてＬＥＤを点灯しているときに、このＬＥＤおよびこのＬＥＤを接続する配線が断線すれば、点灯装置は出力電流を一定に保つために、出力電圧を上昇し、ＤＣ／ＤＣコンバータの平滑コンデンサには過度の電荷が蓄積される。この状態で断線が復旧すると、出力電流が流れ出すときに平滑コンデンサが放つ電荷による過大な電流がＬＥＤに通電し、過電流によってＬＥＤが劣化する場合がある。
　断線と復旧（つまりは断続）は、例えば配線またはコネクタの接続が不完全なときに、車両の振動によって誘発されることが知られており、この断続に対応する構成として例えば特許文献１～４が提案されている。

　特許文献１では、ＬＥＤを点灯させる点灯回路において、外部に設けられた直流電源から受け取る電源電圧に基づく出力電圧をＬＥＤに印加することによりこのＬＥＤに供給電流を供給するＤＣ／ＤＣコンバータ内の、スイッチングレギュレータの出力電圧、供給電流、または電源電圧の少なくとも一つに基づいて、点灯回路の異常を検出し、スイッチングレギュレータの出力を停止させる。特に電源電圧に基づく異常を検出した場合にはスイッチングレギュレータの出力電圧を低下または停止させ、この異常が検出されなくなった場合にはスイッチングレギュレータの動作を再開させる。

　特許文献２では、ＬＥＤを点灯させる点灯制御装置において、ＬＥＤに接続するリード線がコンタクタから外れ、その後再びコンタクタに接続されるというチャタリング現象が生じたときにＬＥＤに過電流が流れて故障することを回避するために、スイッチングレギュレータからＬＥＤに供給される電流が過渡状態にあるときには、直列に抵抗を接続して過電流を抑制する。また、定常点灯時には、直列に接続した抵抗をバイパスするＮＭＯＳトランジスタを備える。

　特許文献３では、ＬＥＤを点灯させる駆動装置において、ＤＣ／ＤＣコンバータからＬＥＤに供給される電圧が、断線などによって一時的に変動する場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力部に並列に接続された電圧クランプ部が、異常電圧を抑制する。

　特許文献４では、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力側に接続したＬＥＤに流れる電流を断続してＬＥＤの明るさを減光する発光装置において、断続動作において発生するオーバシュート電流を抑制するために、断続用ＮＭＯＳトランジスタに定電流特性を持たせる。

特開２００４－１３４１４７号公報（段落００４３～００４５）特開２００７－１２６０４１号公報特開２００９－２７２５６９号公報（段落０００９）特開２００８－２０５３５７号公報

　上記特許文献１は継続する異常事態の発生時には過度な電流を抑制できても、ＬＥＤに短時間通電される過度な電流を抑制することはできない。また、この特許文献１の構成では、上記特許文献３で指摘されているような、電気ノイズに起因する間違った異常検出により光出力が低下するという問題があり、１度の過電流検出によってスイッチングレギュレータの出力を停止させては一時的な断続等の場合にも消灯してしまうといった誤動作を回避することができない。

　上記特許文献２，３はＬＥＤに接続する配線が断線したときに、供給電流が過剰にならないように制御する構成であり、また、上記特許文献４は断続動作時のオーバシュート発生を抑制するものであるが、構造的にはＬＥＤを接続する配線が断線しても過電流が流れない構成である。これら特許文献２～４はいずれも、異常事態において発生する過電流を抑制するために電流制限用の部品または予備的回路が追加されているので、製品が大きくなり、コストも上昇するという課題があった。

　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、部品を追加することなく断線復旧時の過電流を抑制するようにしてＬＥＤ劣化を抑制すると共に、断線が一過性か継続的か確認するようにして誤動作による消灯を回避するＬＥＤ点灯装置を提供することを目的とする。

　この発明に係るＬＥＤ点灯装置は、電源から供給される電圧を、ＬＥＤ点灯用の電圧に変換する電源部と、電源部からＬＥＤに通電する出力電流を検出する電流検出部と、電源部からＬＥＤに印加する出力電圧を検出する電圧検出部と、電源部の動作を制御する制御部とを備え、制御部は、電源部の正常動作中、電流検出部の検出する出力電流が低下したとき、および電圧検出部の検出する出力電圧が上昇したときのいずれか一方、または両方の場合に、電源部に一時停止と一時動作を繰り返させ、当該一時動作の都度、検出電流および検出電圧のいずれか一方、または両方を確認して、所定の繰り返し回数または所定の期間になる前に出力電流の低下および出力電圧の上昇のいずれか一方、または両方が検出されなくなった場合、電源部を正常動作させ、所定の繰り返し回数または所定の期間に達しても出力電流の低下および出力電圧の上昇のいずれか一方、または両方が検出された場合、電源部を連続的に停止させるものである。

　この発明によれば、出力電流の低下および出力電圧の上昇のいずれか一方、または両方を検出した場合に断線発生と判断して、先ず電源部を一時停止させるようにしたので、部品を追加することなく断線復旧時の過電流を抑制でき、過電流によるＬＥＤ劣化を抑制することができる。続いて電源部の一時停止と一時動作を繰り返し、所定の繰り返し回数または所定の期間に達しても断線が復旧していない場合に電源部を連続的に停止させるようにしたので、誤動作による消灯を回避することができる。

この発明の実施の形態１に係るＬＥＤ点灯装置の構成を示すブロック図である。過電流抑制のための手段がない場合の、断線発生時の出力電圧と出力電流の変化を説明する図である。実施の形態１に係るＬＥＤ点灯装置の動作を示すフローチャートである。実施の形態１に係るＬＥＤ点灯装置の、断線検出処理を示すフローチャートである。実施の形態１に係るＬＥＤ点灯装置の、一過性の短い断線発生時における動作を説明する図である。実施の形態１に係るＬＥＤ点灯装置の、一過性のやや長い断線発生時における動作を説明する図である。実施の形態１に係るＬＥＤ点灯装置の、継続的な断線発生時における動作を説明する図である。この発明の実施の形態２に係るＬＥＤ点灯装置の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態３に係るＬＥＤ点灯装置の、一過性のやや長い断線発生時における動作を説明する図である。

　以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
　図１に示すＬＥＤ点灯装置１は、直流電源２の直流電圧を利用してＬＥＤ光源４を点灯する装置であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ３、電圧検出部５、電流検出部６、制御部７、記憶部８、出力インタフェース（以下、Ｉ／Ｆ）９を備える。直流電源２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３に直流電圧を供給する電源であり、電源スイッチ２ａによってＤＣ／ＤＣコンバータ３への直流電圧が供給または遮断される。ＬＥＤ光源４は、複数のＬＥＤを直列に接続して構成され、接続配線１１を介してＬＥＤ点灯装置１に接続される。本実施の形態１では、ＬＥＤ光源４を車載用のヘッドランプに適用した場合を例に説明する。故障状態表示装置１０は、いわゆるテルテールであり、ダッシュボードに組み付けられたインストゥルメントパネル内に設置される。

　ＤＣ／ＤＣコンバータ（電源部）３は、トランス３ａ、ＭＯＳ形の電界効果トランジスタからなるスイッチング素子３ｂ、整流用ダイオード３ｃおよび平滑コンデンサ３ｄから構成される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３により、直流電源２から供給される電圧を、ＬＥＤ光源４の点灯用の電圧に変換する。このＤＣ／ＤＣコンバータ３では、制御部７からの出力信号でスイッチング素子３ｂをスイッチング制御して、トランス３ａに磁気エネルギを蓄え、これを放出することで、トランス３ａで発生した電圧を整流用ダイオード３ｃで整流し、平滑コンデンサ３ｄで平滑して直流電圧を生成する。

　電圧検出部５は、ＬＥＤ光源４に印加する電圧を計測する。電流検出部６は、ＬＥＤ光源４に通電する電流を検出する。記憶部８は、接続配線１１の断線を検出するために必要となる電流値および電圧値（後述する異常判定値Ｌ_ｔｈｒ，Ｖ_ｔｈｒ）を記憶する。

　制御部７は、ＣＰＵを有するマイクロコンピュータにより構成され、演算を実行してＤＣ／ＤＣコンバータ３を制御すると共に、出力Ｉ／Ｆ（出力部）９を介して外部の故障状態表示装置１０へ、ＬＥＤ光源４の異常発生を報知したりする。この制御部７は、ヘッドランプ用の光源として必要な発光量が得られる所定値の電流をＬＥＤ光源４へ供給するため、電流検出部６によって検出されるＬＥＤ光源４への出力電流が一定になるようにＤＣ／ＤＣコンバータ３のスイッチング素子３ｂにＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御出力を供給する。また、制御部７は、接続配線１１の継続的な断線を検出してＤＣ／ＤＣコンバータ３を停止させＬＥＤ光源４を消灯させる。この詳細は後述する。

　図２に、ＬＥＤ点灯装置１に過電流抑制のための手段がないと仮定した場合の、断線発生時の出力電圧と出力電流の変化を説明する図を示す。図２（ａ）は接続配線の接続状態とＤＣ／ＤＣコンバータ３の動作状態、図２（ｂ）はＬＥＤ光源４に印加される出力電圧の変化、図２（ｃ）はＬＥＤ光源４に通電される出力電流の変化を示す。
　平滑コンデンサ３ｄを備えるＤＣ／ＤＣコンバータ３を使用して、定電流を供給してＬＥＤ光源４を点灯する構成の一般的なＬＥＤ点灯装置１においては、ＬＥＤ光源４に接続する接続配線１１が断線した場合、図２（ｂ）に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の平滑コンデンサ３ｄに電荷を蓄えながら出力電圧が上昇する。この状態で接続配線１１が再び接続すれば、図２（ｃ）に示すように、平滑コンデンサ３ｄに蓄えた電荷がＬＥＤ光源４に流れ込み、過電流となり、ＬＥＤの劣化をまねく。

　特に、ＬＥＤ光源４を車載ヘッドランプに適用する場合は、ＬＥＤ点灯装置１とＬＥＤ光源４を接続するコネクタ接合部の接触が不十分であると車体の振動に揺られて断続しやすい。また、ヘッドランプ用の高輝度ＬＥＤは、大きな電流を通電し、過電流に対して余裕が少ないため、過電流に対する劣化が大きい。

　過電流を抑制するためには、先立って説明した特許文献２～４のように、ＤＣ／ＤＣコンバータ３を構成する部品のほかに、新たに過電流制限用の部品も追加することが考えられるが、部品追加に起因して製品が大型化し、コストも上昇してしまう。
　また、特許文献１のように、１回の過電流を検出した場合にＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力を停止させる構成にすると、誤動作により消灯してしまう可能性がある。
　そこで、本実施の形態１に係るＬＥＤ点灯装置１では、制御部７が、断線によって出力電流が途絶えたときは直ちにＤＣ／ＤＣコンバータ３を一時停止させ、その上で、この出力電流の途絶えが単発的なものか、継続的なものかを確認するためにＤＣ／ＤＣコンバータ３の一時停止と一時動作を所定回数（例えば１０回）繰り返し、単発的な一過性の途絶えと判断できればそのまま特段の操作は行わずに点灯を続け、継続的な途絶えと判断するとＤＣ／ＤＣコンバータ３を停止させＬＥＤ光源４を消灯する。

　次に、図３に示すフローチャートを用いて、実施の形態１に係るＬＥＤ点灯装置１の動作を説明する。
　電源スイッチ２ａのオン操作によって直流電圧の供給が開始され、ＬＥＤ点灯装置１が点灯動作を開始すると、制御部７は先ずイニシャル処理を行う（ステップＳＴ１）。即ち、ＬＥＤ光源４の定格出力電流（例えば５００ｍＡ）と順方向電圧（例えば２０Ｖ）を定電流制御用の設定値（設定電流Ｌおよび設定電圧Ｖ）に設定する。また、制御部７は、クロック信号を利用するなどしてＣＰＵが計時する第１～第３タイマを有し、イニシャル処理で第１～第３タイマの値をそれぞれリセットする。

　制御部７は、１００μｓ毎にＬＥＤ光源４の点灯動作の設定と接続配線１１の断線検出を繰り返す（ステップＳＴ２～ＳＴ６）。
　第１タイマは１００μｓをカウントするタイマであり、制御部７は第１タイマが１００μｓになるまでカウント値をインクリメントし（ステップＳＴ２，ＳＴ３）、１００μｓになるとリセットする（ステップＳＴ３“ＹＥＳ”，ＳＴ４）。制御部７は続いて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３が設定電流Ｌを出力するように、即ち、電流検出部６が検出する出力電流を設定電流Ｌにするように、制御を行う（ステップＳＴ５）。

　ステップＳＴ６において、制御部７は、電圧検出部５の検出する出力電圧および電流検出部６の検出する出力電流に基づいて断線検出処理を行う。ここで、ステップＳＴ６の断線検出処理の詳細を、図４に示すフローチャートを用いて説明する。
　先ず電流検出部６によって出力電流を測定し（ステップＳＴ６－１）、続いて制御部７がこの出力電流の低下（または途絶え）を検出する（ステップＳＴ６－２）。この例では、断続検出用の異常判定値Ｌ_ｔｈｒを設定電流Ｌに対して１／１０とし、出力電流が異常判定値Ｌ_ｔｈｒ以下なら（ステップＳＴ６－２“ＹＥＳ”）、「断線あり」と判定する（ステップＳＴ６－５）。

　一方、出力電流が異常判定値Ｌ_ｔｈｒより大きければ（ステップＳＴ６－２“ＮＯ”）、断線なしとみなして、続けて電圧検出部５によって出力電圧を測定し（ステップＳＴ６－３）、制御部７がこの出力電圧の上昇を検出する（ステップＳＴ６－４）。これは、出力電流が途絶えればおのずと出力電圧が上昇するので、出力電圧の上昇を検出することによっても、上記電流の途絶えを検出することと同様に断線を検出できるためである。
　この例では異常判定値Ｖ_ｔｈｒを設定電圧Ｖに対して１．１倍とし、出力電圧が異常判定値Ｖ_ｔｈｒ以上なら（ステップＳＴ６－４“ＹＥＳ”）、「断線あり」と判定する（ステップＳＴ６－５）。一方、異常判定値Ｖ_ｔｈｒより小さければ（ステップＳＴ６－４“ＮＯ”）、断線なしとみなす。

　なお、予め異常判定値Ｌ_ｔｈｒ，Ｖ_ｔｈｒを算出して記憶部８に格納しておき、制御部７がこれを読み出して使用する等の構成にすればよい。
　また、図４では、出力電流の低下および出力電圧の上昇を検出して断線有無を判定するようにしたが、いずれか一方のみを検出して断線有無を判定してもよい。

　図４に示す断線検出処理を行って断線を検出した場合（図３のステップＳＴ７“ＹＥＳ”）、制御部７は続いて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の一時停止と一時動作を１０回繰り返して、断線が一過性のものか継続的なものかを判定する（ステップＳＴ８～ＳＴ１６）。
　第２タイマはＤＣ／ＤＣコンバータ３の一時停止と一時動作の繰り返し回数をカウントするカウンタであり、制御部７は第２タイマが１０になるまでカウント値をインクリメントする（ステップＳＴ８，ＳＴ９）。

　制御部７は、復旧時の過電流を回避するために、断線を検出すると先ずＤＣ／ＤＣコンバータ３を一時停止させる（ステップＳＴ１０）。
　第３タイマはＤＣ／ＤＣコンバータ３を一時停止させる時間（例えば１ｍｓ）をカウントするタイマであり、制御部７は第３タイマが１ｍｓになるまでカウント値をインクリメントし（ステップＳＴ１１，ＳＴ１２）、第３タイマが１ｍｓになるとリセットする（ステップＳＴ１２“ＹＥＳ”，ＳＴ１３）、続くステップＳＴ１４にて導通確認のために、ＤＣ／ＤＣコンバータ３を一時動作させ、設定電流Ｌを出力するように制御する。
　この一時動作の際に、制御部７が再び断線検出処理を行って（ステップＳＴ１５）、断線を検出すると（ステップＳＴ１６“ＹＥＳ”）、ステップＳＴ８に戻る。ステップＳＴ１５の断線検出処理は、ステップＳＴ６と同じである。

　このようにＤＣ／ＤＣコンバータ３の一時停止と一時動作を１０回繰り返す間に定常の点灯状態に至れば、ステップＳＴ１５にて断線が検出されなくなるので（ステップＳＴ１６“ＮＯ”）、先のステップＳＴ６で検出した断線が一過性のものであると判断できる。そのため、制御部７は特段の制御を行わず、第２タイマをリセットして（ステップＳＴ１７）、ステップＳＴ２に戻って正常時の動作を行う。

　一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の一時停止と一時動作を繰り返し１０回行っても定常な点灯状態に至らず、依然として断線が検出される場合（ステップＳＴ９“ＹＥＳ”）、制御部７は先のステップＳＴ６で検出した断線が継続的なものであり異常状態が発生していると判断して、続くステップＳＴ１８にてＤＣ／ＤＣコンバータ３を連続的に停止させ、ステップＳＴ１９にて出力Ｉ／Ｆ９を介して故障状態表示装置１０へ断線情報を通知する。

　なお、異常事態であってＤＣ／ＤＣコンバータ３を連続的に停止させた場合、制御部７は、電源スイッチ２ａのオフを解除条件として用い、直流電源２からの電源供給が停止するまでＤＣ／ＤＣコンバータ３の停止状態を維持する。これにより、異常事態判定以降、直流電源２からの電源供給停止までの間、チャタリング現象等が発生してもヘッドランプが点滅しない。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の一時停止と一時動作を所定回数繰り返すために要する時間より長い一過性の断線があった場合には、異常事態と判定してヘッドランプが消灯するが、電源スイッチ２ａをオフ、オン操作すれば再び点灯する。

　図５は、一過性の短い断線発生時における、本実施の形態１のＬＥＤ点灯装置１の動作を説明する図である。
　定常の点灯状態のときに、制御部７が断線を検出すると、先ず、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力を一時停止させ、平滑コンデンサ３ｄの電荷蓄積を防ぐ。その後、出力電流の途切れが一過性のものか継続的なものかを確認するために、制御部７がＤＣ／ＤＣコンバータ３を繰り返し一時動作および一時停止させて確認処理を行うことになる。この例では、１回目の一時停止中に断線復旧しており、続く１回目の一時動作にて断線復旧が検出されるので、制御部７は確認処理の繰り返しを終了してそのまま定常の点灯状態を維持する。

　図６は、一過性のやや長い断線発生時における、本実施の形態１のＬＥＤ点灯装置１の動作を説明する図である。
　制御部７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の一時停止と一時動作を１回ずつ行っても断線が復旧しなければ、続いて２回目の一時停止と一時動作を行う。この例では２回目の一時停止中に断線復旧しており、続く２回目の一時動作にて断線復旧が検出されるので、制御部７は確認処理の繰り返しを終了してそのまま定常の点灯状態を維持する。

　図７は、継続的な断線発生時における、本実施の形態１のＬＥＤ点灯装置１の動作を説明する図である。
　制御部７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の一時停止と一時動作を１０回ずつ繰り返しても断線が復旧しなければ、異常事態と判定し、ＤＣ／ＤＣコンバータ３を連続的に停止させると共に、異常事態の発生を知らせる断線情報を故障状態表示装置１０へ出力する。

　図５～図７において、断線発生時にＤＣ／ＤＣコンバータ３を一時停止させるので平滑コンデンサ３ｄに電荷が蓄積されず、復旧した際に過電流も流れない。また、確認処理において１回の一時停止期間が１ｍｓと短いため、一過性の断線の場合、ＬＥＤ光源４の照度はほとんど変化しない。

　以上より、実施の形態１に係るＬＥＤ点灯装置１を、直流電源２から供給される電圧をＬＥＤ光源４の点灯用電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ３と、ＬＥＤ光源４に印加する電圧を検出する電圧検出部５と、ＬＥＤ光源４に通電する電流を検出する電流検出部６と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の動作を制御する制御部７とを備えるように構成し、制御部７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の正常動作中、電流検出部６の検出する出力電流が低下したとき、および電圧検出部５の検出する出力電圧が上昇したときのいずれか一方、または両方の場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ３に一時停止と一時動作を繰り返させ、当該一時動作の都度、出力電流および出力電圧のいずれか一方、または両方を確認して、所定の繰り返し回数になる前に出力電流の低下および出力電圧の上昇のいずれか一方、または両方が検出されなくなった場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ３を正常動作させ、所定の繰り返し回数に達しても出力電流の低下および出力電圧の上昇のいずれか一方、または両方が検出された場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ３を連続的に停止させるように構成した。
　このように、制御部７が、出力電流の低下および出力電圧の上昇のいずれか一方、または両方を検出した場合に断線発生と判断して、先ずＤＣ／ＤＣコンバータ３を一時停止させるようにしたので、断線復旧時の過電流を抑制でき、過電流によるＬＥＤ劣化を誘発しないＬＥＤ点灯装置１を実現できる。また、制御部７の処理によって過電流を抑制できるので、従来のような過電流抑制のための部品を使用しないため安価かつ小型のＬＥＤ点灯装置１を実現できる。さらに、断線確認のためにＤＣ／ＤＣコンバータ３の一時停止と一時動作を所定回数繰り返すので、誤動作による消灯を回避でき、信頼性を高めることができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の１回の一時停止期間は短いので、一時的な断線の場合、ＬＥＤ光源４の照度はほとんど変化しない。

　また、実施の形態１によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の連続的な停止は、直流電源２からの電源の供給が停止するまで維持されるように構成したので、断線が断続する場合にもＬＥＤ光源４を点滅させないＬＥＤ点灯装置１を実現できる。

　また、実施の形態１によれば、ＬＥＤ点灯装置１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の一時停止と一時動作の繰り返しが所定の繰り返し回数に達した後にＤＣ／ＤＣコンバータ３が連続的な停止に至ってから、このＤＣ／ＤＣコンバータ３の停止を故障状態表示装置１０に伝える出力Ｉ／Ｆ９を備える構成にした。このため、例えば振動による一過性の断線のような、車両の走行に影響が無いときに、運転者に知らせないことで、注意をそらすことがなく、運転者に安全な運転動作を継続させることができる。

実施の形態２．
　上記実施の形態１では、断線が一過性のものか継続的なものかを確認するために、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の一時停止と一時動作を所定回数繰り返す構成にしたが、本実施の形態２では一時停止と一時動作を所定期間繰り返す構成とする。なお、本実施の形態２のＬＥＤ点灯装置は、図１に示すＬＥＤ点灯装置１と図面上では同様の構成であるため、以下では図１を援用して説明する。

　次に、図８に示すフローチャートを用いて、本実施の形態２に係るＬＥＤ点灯装置１の動作を説明する。なお、図８において、ステップＳＴ２～ＳＴ７，ＳＴ１０～ＳＴ１６，ＳＴ１８，ＳＴ１９は図３と同様の処理のため説明を省略し、本実施の形態２に特有のステップＳＴ２１～ＳＴ２４を中心に説明する。
　本実施の形態２では、第２タイマを、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の一時停止と一時動作の繰り返し期間（例えば１００ｍｓ）をカウントするタイマにする。制御部７はイニシャル処理（ステップＳＴ２１）において、この第２タイマの値をリセットし、現段階では停止状態とする。

　そして、ステップＳＴ６，ＳＴ７にて断線を検出すると（ステップＳＴ７“ＹＥＳ”）、制御部７は第２タイマを動作開始し（ステップＳＴ２２）、１００ｍｓの間、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の一時停止と一時動作を繰り返して、断線が一過性のものか継続的なものかを判定する（ステップＳＴ２３，ＳＴ１０～ＳＴ１６）。
　そして、１００ｍｓの間に定常の点灯状態に至れば、ステップＳＴ１５，ＳＴ１６にて断線が検出されなくなるので（ステップＳＴ１６“ＮＯ”）、先のステップＳＴ６，ＳＴ７で検出した断線が一過性のものであると判断できる。そのため、制御部７は特段の制御を行わず、第２タイマをリセットして停止し（ステップＳＴ２４）、ステップＳＴ２に戻って正常時の動作を行う。

　一方、１００ｍｓの間、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の一時停止と一時動作を繰り返しても定常な点灯状態に至らず、依然として断線が検出される場合（ステップＳＴ１６“ＹＥＳ”，ＳＴ２３“ＹＥＳ”）、制御部７は先のステップＳＴ６，ＳＴ７で検出した断線が継続的なものであり異常状態が発生していると判断して、ＤＣ／ＤＣコンバータ３を連続的に停止させ（ステップＳＴ１８）、出力Ｉ／Ｆ９を介して故障状態表示装置１０へ断線情報を出力する（ステップＳＴ１９）。

　以上より、実施の形態２によれば、制御部７が、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の正常動作中、電流検出部６の検出する出力電流が低下したとき、および電圧検出部５の検出する出力電圧が上昇したときのいずれか一方、または両方の場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ３に一時停止と一時動作を繰り返させ、当該一時動作の都度、出力電流および出力電圧のいずれか一方、または両方を確認して、所定の期間になる前に出力電流の低下および出力電圧の上昇のいずれか一方、または両方が検出されなくなった場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ３を正常動作させ、所定の期間に達しても出力電流の低下および出力電圧の上昇のいずれか一方、または両方が検出された場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ３を停止させるように構成した。このため、上記実施の形態１と同様に、部品を追加することなく過電流を抑制でき、安価かつ小型で、ＬＥＤ劣化を誘発しないＬＥＤ点灯装置１を実現できる。また、断線確認のためにＤＣ／ＤＣコンバータ３の一時停止と一時動作を所定期間繰り返すので、誤動作による消灯を回避でき、信頼性を高めることができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の１回の一時停止期間は短いので、一時的な断線の場合、ＬＥＤ光源４の照度はほとんど変化しない。

実施の形態３．
　ＬＥＤには定電圧特性があり、特定の電圧を印加しなければ電流が流れない。そのため、配線の導通確認（断線検出処理）を行うためには、ＬＥＤの順方向電圧を超える電圧を印加する必要がある。しかしながら、過大な電圧を印加したのでは、通電が回復したときの過電流でＬＥＤが劣化する。例えば図６において、１回目の一時動作中に断線が復旧すると、設定電圧より高い電圧が印加されているので、過電流が発生し得る。
　そこで、本実施の形態３では、印加電圧が過大な電圧にならないように、直前の正常動作時に出力していた電圧に少し余裕を加えた電圧を、定電圧制御を併用することによって印加して、断線検出処理を行うようにする。
　なお、本実施の形態３のＬＥＤ点灯装置は、図１に示すＬＥＤ点灯装置１と図面上では同様の構成であるため、以下では図１を援用して説明する。

　図９は、一過性のやや長い断線発生時における、本実施の形態３のＬＥＤ点灯装置１の動作を説明する図である。
　制御部７は、電圧検出部５が測定する出力電圧の値を１時間毎、１０分毎等の所定のタイミングで記憶部８に出力する等して、正常動作時の出力電圧の値（例えば２０Ｖ）を記憶部８に記憶させる。そして、断線を検出して、先ずＤＣ／ＤＣコンバータ３を一時停止し、続けて断線検出処理のためにＤＣ／ＤＣコンバータ３を一時動作させるときには、記憶部８に記憶しておいた直前の出力電圧２０Ｖに所定の電圧（例えば３Ｖ）を加算した電圧を出力するように制御を行う（図３および図８のステップＳＴ１４）。これにより、図９（ｂ）のように一時動作時の出力電圧が制限されて、一時動作中に断線復旧したとしても過電流を通電しない程度の電圧で導通確認ができる。

　なお、上記実施の形態１，２では、断線検出のための異常判定値Ｖ_ｔｈｒとして、イニシャル処理で設定した設定電圧Ｖを１．１倍した値を用いたが（図４のステップＳＴ６－４）、本実施の形態３のように直前の正常動作時の出力電圧に所定の余裕を加えた電圧を異常判定値Ｖ_ｔｈｒとして使用することも可能である。
　具体的には、断線検出処理を行う都度、制御部７が、記憶部８に記憶されている直前の正常動作時の出力電圧を１．１倍したり、この出力電圧に所定の電圧を加算したりして、異常判定値Ｖ_ｔｈｒを更新すればよい。
　ＬＥＤ光源４の順方向電圧は、現実には個々のＬＥＤのばらつきが大きく、温度によっても変化するため、異常判定値Ｖ_ｔｈｒとして用いるためには設定電圧Ｖより相当量の余裕が必要となり、また、高い精度で特定の電圧値に固定することも困難である。このような理由から、直前の正常動作時の出力電圧に基づいた異常判定値Ｖ_ｔｈｒを用いれば、断線検出の精度を高めることができる。

　以上より、実施の形態３によれば、ＬＥＤ点灯装置１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の正常動作中の出力電圧を記憶する記憶部８を備え、制御部７は一時動作のとき、記憶部８に記憶された出力電圧に所定の電圧を加算した電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ３から出力させる制御を行うように構成した。このため、断線確認の際に、過電流を通電しない電圧で導通確認ができるため、ＬＥＤを劣化させることがない。

　なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

　以上のように、この発明に係るＬＥＤ点灯装置は、追加部品なしで過電流を抑制すると共に、断続する断線に対して誤動作せず消灯させるようにしたので、車両振動を受けて断続しやすい車載用のＬＥＤ光源、特に過電流に対する劣化の大きい高輝度ＬＥＤを用いるヘッドランプのＬＥＤ点灯装置に用いるのに適している。

　１　ＬＥＤ点灯装置、２　直流電源、２ａ　電源スイッチ、３　ＤＣ／ＤＣコンバータ、　３ａ　トランス、３ｂ　スイッチング素子、３ｃ　整流用ダイオード、３ｄ　平滑コンデンサ、４　ＬＥＤ光源、５　電圧検出部、６　電流検出部、７　制御部、８　記憶部、９　出力Ｉ／Ｆ、１０　故障状態表示装置、１１　接続配線。

Claims

　電源から供給される電圧を、ＬＥＤ点灯用の電圧に変換する電源部と、
　前記電源部から前記ＬＥＤに通電する出力電流を検出する電流検出部と、
　前記電源部から前記ＬＥＤに印加する出力電圧を検出する電圧検出部と、
　前記電源部の動作を制御する制御部とを備え、
　前記制御部は、
　前記電源部の正常動作中、前記電流検出部の検出する出力電流が低下したとき、および前記電圧検出部の検出する出力電圧が上昇したときのいずれか一方、または両方の場合に、前記電源部に一時停止と一時動作を繰り返させ、
　当該一時動作の都度、前記検出電流および前記検出電圧のいずれか一方、または両方を確認して、
　所定の繰り返し回数または所定の期間になる前に前記出力電流の低下および前記出力電圧の上昇のいずれか一方、または両方が検出されなくなった場合、前記電源部を正常動作させ、
　所定の繰り返し回数または所定の期間に達しても前記出力電流の低下および前記出力電圧の上昇のいずれか一方、または両方が検出された場合、前記電源部を連続的に停止させることを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
　電源部の正常動作中の出力電圧を記憶する記憶部を備え、
　制御部は、一時動作のとき、前記記憶部に記憶された出力電圧に所定の電圧を加算した電圧を前記電源部から出力させる制御を行うことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ点灯装置。
　電源部の連続的な停止は、電源の供給が停止するまで維持されることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ点灯装置。
　所定の繰り返し回数または所定の期間に達した後に電源部が連続的な停止に至ってから、当該電源部の停止を外部に伝える出力部を備えることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ点灯装置。