(57)【要約】【課題】重量及び設計工数を削減でき、ランプ毎のバラツキにも対応できて、ランプの明るさを等しくできる車載ランプ制御装置の提供。【解決手段】発電機３及びバッテリＢから複数のランプＬl ，Ｌr への電力をそれぞれオン／オフする複数の半導体スイッチＳＲl ，ＳＲr を備え、ランプＬl ，Ｌr への電力供給をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する車載ランプ制御装置。ランプＬl ，Ｌr それぞれに供給される電力を算出する複数の電力算出手段（１）と、電力算出手段（１）がそれぞれ算出した電力と所定電力とに基づき、ランプＬl ，Ｌr それぞれに供給される電力が所定電力となるように、半導体スイッチＳＲl ，ＳＲr へのそれぞれのオン信号をＰＷＭ制御する複数の手段（１）とを備えている。【選択図】図１
2010055890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機及びバッテリから複数のランプへの電力をそれぞれオン／オフする複数の半導体スイッチを備え、前記ランプへの電力供給をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する車載ランプ制御装置であって、
前記ランプそれぞれに供給される電力を算出する複数の電力算出手段と、該電力算出手段がそれぞれ算出した電力と所定電力とに基づき、前記ランプそれぞれに供給される電力が前記所定電力となるように、前記半導体スイッチへのそれぞれのオン信号をＰＷＭ制御する複数の手段とを備えることを特徴とする車載ランプ制御装置。
【請求項２】
発電機及びバッテリから複数のランプへの電力をそれぞれオン／オフする複数の半導体スイッチを備え、前記ランプへの電力供給をＰＷＭ制御する車載ランプ制御装置であって、
前記ランプそれぞれに供給される電力を算出する複数の電力算出手段と、該電力算出手段がそれぞれ算出した電力を比較して最小値を求める比較手段と、前記ランプそれぞれに供給される電力が、前記比較手段が求めた最小値となるように、前記半導体スイッチへのそれぞれのオン信号をＰＷＭ制御する複数の手段とを備えることを特徴とする車載ランプ制御装置。
【請求項３】
前記半導体スイッチが内蔵し、該半導体スイッチに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記発電機及びバッテリの出力電圧を検出する電圧検出手段とを備え、前記電力算出手段は、前記バッテリ及びランプ間の既知である配線抵抗と、前記電流検出手段が検出した電流と、前記電圧検出手段が検出した電圧とに基づき、前記ランプに供給される電力を算出するように構成してある請求項１又は２記載の車載ランプ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機及びバッテリから複数のランプへの電力をそれぞれオン／オフする複数の半導体スイッチを備え、ランプへの電力供給をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する車載ランプ制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるヘッドランプ等のランプ負荷は、電源からの距離に応じてそれぞれへの電力供給線の長さに差があると、電力供給線の電圧降下分に差が生じるので、ランプの明るさが異なることになる。
そこで、従来は、本来短くても良いランプへの電力供給線を、他方のランプへの電力供給線に合わせて、長くするなどの調整を行っている。
【０００３】
特許文献１には、車両の電装部品側に装着されるコネクタ兼用リレーホルダと、このコネクタ兼用リレーホルダに装着されるリレーとを備えた車両の電圧降下防止装置が開示されている。コネクタ兼用リレーホルダには車両の電装部品側への既設電源線路を接続すると共に、バッテリ電源側からの追加電源線路を接続して、車両の電装部品側に所定電圧の電力を供給する。電装部品側にコネクタ兼用リレーホルダが取付けられる為、電源線路の短縮化が図られ、電圧降下が防止されるが、追加部品が必要であり、部品コストが上昇する。
【特許文献１】実開平６−６９０１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の車載ランプでは、上述したように、ランプの明るさを等しくする為に、短くても良いランプへの電力供給線を、他方の電力供給線に合わせて、長くしている。しかし、その長くした分、車両の重量が増加し、その長くした電力供給線を収納するスペース等を検討する為の設計工数が増加するという問題がある。また、ランプ毎の抵抗特性等のバラツキには対応できないという問題もある。
【０００５】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、重量及び設計工数を削減でき、ランプ毎のバラツキにも対応できて、ランプの明るさを等しくできる車載ランプ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１発明に係る車載ランプ制御装置は、発電機及びバッテリから複数のランプへの電力をそれぞれオン／オフする複数の半導体スイッチを備え、前記ランプへの電力供給をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する車載ランプ制御装置であって、前記ランプそれぞれに供給される電力を算出する複数の電力算出手段と、該電力算出手段がそれぞれ算出した電力と所定電力とに基づき、前記ランプそれぞれに供給される電力が前記所定電力となるように、前記半導体スイッチへのそれぞれのオン信号をＰＷＭ制御する複数の手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
この車載ランプ制御装置では、複数の半導体スイッチが、発電機及びバッテリから複数のランプへの電力をそれぞれオン／オフし、ランプへの電力供給をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する。複数の電力算出手段が、ランプそれぞれに供給される電力を算出する。複数のＰＷＭ制御する手段は、電力算出手段がそれぞれ算出した電力と所定電力とに基づき、ランプそれぞれに供給される電力が所定電力となるように、半導体スイッチへのそれぞれのオン信号をＰＷＭ制御する。
【０００８】
第２発明に係る車載ランプ制御装置は、発電機及びバッテリから複数のランプへの電力をそれぞれオン／オフする複数の半導体スイッチを備え、前記ランプへの電力供給をＰＷＭ制御する車載ランプ制御装置であって、前記ランプそれぞれに供給される電力を算出する複数の電力算出手段と、該電力算出手段がそれぞれ算出した電力を比較して最小値を求める比較手段と、前記ランプそれぞれに供給される電力が、前記比較手段が求めた最小値となるように、前記半導体スイッチへのそれぞれのオン信号をＰＷＭ制御する複数の手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
この車載ランプ制御装置では、複数の半導体スイッチが、発電機及びバッテリから複数のランプへの電力をそれぞれオン／オフし、ランプへの電力供給をＰＷＭ制御する。複数の電力算出手段が、ランプそれぞれに供給される電力を算出し、比較手段が、電力算出手段がそれぞれ算出した電力を比較して最小値を求める。複数のＰＷＭ制御する手段は、ランプそれぞれに供給される電力が、比較手段が求めた最小値となるように、半導体スイッチへのそれぞれのオン信号をＰＷＭ制御する。
【００１０】
第３発明に係る車載ランプ制御装置は、前記半導体スイッチが内蔵し、該半導体スイッチに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記発電機及びバッテリの出力電圧を検出する電圧検出手段とを備え、前記電力算出手段は、前記バッテリ及びランプ間の既知である配線抵抗と、前記電流検出手段が検出した電流と、前記電圧検出手段が検出した電圧とに基づき、前記ランプに供給される電力を算出するように構成してあることを特徴とする。
【００１１】
この車載ランプ制御装置では、半導体スイッチに内蔵された電流検出手段が、その半導体スイッチに流れる電流を検出し、電圧検出手段が、発電機及びバッテリの出力電圧を検出する。電力算出手段は、バッテリ及びランプ間の既知である配線抵抗と、電流検出手段が検出した電流と、電圧検出手段が検出した電圧とに基づき、ランプに供給される電力を算出する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る車載ランプ制御装置によれば、重量及び設計工数を削減でき、ランプ毎のバラツキにも対応できて、ランプの明るさを等しくできる車載ランプ制御装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明に係る車載ランプ制御装置の実施の形態１の概略構成を示すブロック図である。
この車両用電源装置は、図示しないエンジンに連動して、オルタネータ（発電機、交流発電機）３が発電し、発電した電力は、オルタネータ３内で整流され、バッテリＢに充電される。
【００１４】
オルタネータ３及びバッテリＢからの電力は、半導体リレー（半導体スイッチ；ＩＰＳ（Intelligent Power Switch））ＳＲl を通じて、例えばヘッドランプの左ランプＬl に与えられる。また、半導体リレー（半導体スイッチ）ＳＲr を通じて右ランプＬr に与えられる。半導体リレーＳＲl ，ＳＲr は、制御部１からオン／オフ信号を与えられる。
【００１５】
半導体リレーＳＲl ，ＳＲr は、それぞれに流れる電流Ｉl ，Ｉr を検出する電流検出機能を有しており、それぞれが検出した電流情報Ｉl ，Ｉr は、制御部１に与えられる。
オルタネータ３及びバッテリＢからの出力電圧Ｖは、制御部１が内蔵する電圧検出手段４により検出される。
制御部１には、左ランプＬl 及び右ランプＬr を操作するランプスイッチ２の操作信号が与えられる。
【００１６】
ここで、図２に示すように、バッテリＢからの電力供給線のうち、バッテリＢと半導体リレーＳＲl ，ＳＲr への分岐節点との間の配線抵抗をＲ1 、分岐節点と半導体リレーＳＲl との間の配線抵抗をＲ2 、半導体リレーＳＲl と左ランプＬl との間の配線抵抗をＲ3 とする。また、分岐節点と半導体リレーＳＲr との間の配線抵抗をＲ4 、半導体リレーＳＲr と右ランプＬr との間の配線抵抗をＲ5 とすると、配線抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 ，Ｒ5 は、電力供給線のそれぞれの長さ、断面積、抵抗率及びコネクタ抵抗からそれぞれ既知とすることができる。
【００１７】
以上から、左ランプＬl の両端電圧Ｖl は、（１）式で算出し推定することができる。
Ｖl ＝Ｖ−（Ｉl ＋Ｉr ）Ｒ1 −Ｉl （Ｒ2 ＋Ｒ3 ）      （１）
右ランプＬr の両端電圧Ｖr は、（２）式で算出し推定することができる。
Ｖr ＝Ｖ−（Ｉl ＋Ｉr ）Ｒ1 −Ｉr （Ｒ4 ＋Ｒ5 ）      （２）
【００１８】
以下に、このような構成の車載ランプ制御装置の動作例を、それを示す図３のフローチャートを参照しながら説明する。
制御部１は、ランプスイッチ２がオンにされる迄待機しており（Ｓ１）、ランプスイッチ２がオンにされると、半導体リレーＳＲl ，ＳＲr をオンにする（Ｓ３）。次いで、電源電圧（出力電圧）Ｖ、及び左ランプＬl に流れる電流Ｉl を読込み（Ｓ５）、（１）式で、左ランプＬl の両端電圧Ｖl を算出する（Ｓ７）。
【００１９】
次に、制御部１は、半導体リレーＳＲl がオンしている時の左ランプＬl への供給電力Ｐl を、Ｐl ＝Ｖl ×Ｉl により算出する（Ｓ９）。次いで、算出した供給電力Ｐl が、目標電力（所定電力）Ｐ0 より大きいか否かを判定する（Ｓ１１）。尚、目標電力Ｐ0 は、例えば車両電源の公称値１２ＶＤＣ及びランプＬl ，Ｌr の定格に基づき定める。
【００２０】
制御部１は、算出した供給電力Ｐl が、目標電力Ｐ0 より大きければ（Ｓ１１）、左ランプＬl への供給電力をＰＷＭ制御する為のデューティ比Ｄl を、Ｄl ＝１００×Ｐ0 ／Ｐl により算出する（Ｓ１３）。次いで、算出したデューティ比Ｄl により、左ランプＬl への供給電力をＰＷＭ制御する為のＰＷＭ信号の、半導体リレーＳＲl への出力を開始する（Ｓ１５）。
制御部１は、算出した供給電力Ｐl が、目標電力Ｐ0 より大きくなければ（Ｓ１１）、デューティ比Ｄl を１００％として（Ｓ３３）、ランプＬl への供給電力をＰＷＭ制御する為のＰＷＭ信号の、半導体リレーＳＲl への出力を開始する（Ｓ１５）。
【００２１】
制御部１は、次に、電源電圧（出力電圧）Ｖ、及び右ランプＬr に流れる電流Ｉr を読込み（Ｓ１７）、（２）式で、右ランプＬr の両端電圧Ｖr を算出する（Ｓ１９）。
次に、制御部１は、半導体リレーＳＲr がオンしている時の右ランプＬr への供給電力Ｐr を、Ｐr ＝Ｖr ×Ｉr により算出する（Ｓ２１）。次いで、算出した供給電力Ｐr が、目標電力Ｐ0 より大きいか否かを判定する（Ｓ２３）。
【００２２】
制御部１は、算出した供給電力Ｐr が、目標電力Ｐ0 より大きければ（Ｓ２３）、右ランプＬr への供給電力をＰＷＭ制御する為のデューティ比Ｄr を、Ｄr ＝１００×Ｐ0 ／Ｐr により算出する（Ｓ２５）。次いで、算出したデューティ比Ｄr により、右ランプＬr への供給電力をＰＷＭ制御する為のＰＷＭ信号の、半導体リレーＳＲr への出力を開始する（Ｓ２７）。
制御部１は、算出した供給電力Ｐr が、目標電力Ｐ0 より大きくなければ（Ｓ２３）、デューティ比Ｄr を１００％として（Ｓ３５）、ランプＬr への供給電力をＰＷＭ制御する為のＰＷＭ信号の、半導体リレーＳＲr への出力を開始する（Ｓ２７）。
【００２３】
次に、制御部１は、ランプスイッチ２がオフにされているか否かを判定し（Ｓ２９）、オフにされていれば、半導体リレーＳＲl ，ＳＲr をオフにした（Ｓ３１）後、ランプスイッチ２がオンにされる迄待機する（Ｓ１）。
制御部１は、ランプスイッチ２がオフにされていなければ（Ｓ２９）、電源電圧（出力電圧）Ｖ、及び左ランプＬl に流れる電流Ｉl を読込む（Ｓ５）。
【００２４】
（実施の形態２）
図４は、本発明に係る車載ランプ制御装置の実施の形態２の動作を示すフローチャートである。本実施の形態２の概略構成は、実施の形態１で説明した図１のブロック図と同様であるので、説明を省略する。
この車載ランプ制御装置では、目標電力Ｐ0 を定めず、算出した左ランプＬl への供給電力Ｐl 、及び右ランプＬr への供給電力Ｐr を比較する。比較した結果、その小さい方の供給電力をＰＷＭ制御する為のデューティ比を１００％として（つまり、半導体リレーはオン状態）、大きい方の供給電力を、小さい方の供給電力と等しくなるようにＰＷＭ制御する。
【００２５】
以下に、この車載ランプ制御装置の動作例を、図４のフローチャートを参照しながら説明する。
制御部１は、ランプスイッチ２がオンにされる迄待機しており（Ｓ４１）、ランプスイッチ２がオンにされると、半導体リレーＳＲl ，ＳＲr をオンにする（Ｓ４３）。次いで、電源電圧（出力電圧）Ｖ、左ランプＬl に流れる電流Ｉl 、及び右ランプＬr に流れる電流Ｉr を読込み（Ｓ４５）、（１），（２）式で、左ランプＬl の両端電圧Ｖl 、及び右ランプＬr の両端電圧Ｖr を算出する（Ｓ４７）。
【００２６】
次に、制御部１は、半導体リレーＳＲl がオンしている時の左ランプＬl への供給電力Ｐl を、Ｐl ＝Ｖl ×Ｉl により算出し、半導体リレーＳＲr がオンしている時の右ランプＬr への供給電力Ｐr を、Ｐr ＝Ｖr ×Ｉr により算出する（Ｓ４９）。次いで、算出した供給電力Ｐr が、算出した供給電力Ｐl 以上であるか否かを判定する（Ｓ５１）。
【００２７】
制御部１は、算出した供給電力Ｐr が、算出した供給電力Ｐl 以上であれば（Ｓ５１）、右ランプＬr への供給電力をＰＷＭ制御する為のデューティ比Ｄr を、Ｄr ＝１００×Ｐl ／Ｐr により算出する（Ｓ５３）。次いで、算出したデューティ比Ｄr により、右ランプＬr への供給電力をＰＷＭ制御する為のＰＷＭ信号の、半導体リレーＳＲr への出力を開始する（Ｓ５５）。尚、この際、半導体リレーＳＲl はオン状態を維持する。
【００２８】
制御部１は、算出した供給電力Ｐr が、算出した供給電力Ｐl 以上でなければ（Ｓ５１）、左ランプＬl への供給電力をＰＷＭ制御する為のデューティ比Ｄl を、Ｄl ＝１００×Ｐr ／Ｐl により算出する（Ｓ６１）。次いで、算出したデューティ比Ｄl により、左ランプＬl への供給電力をＰＷＭ制御する為のＰＷＭ信号の、半導体リレーＳＲl への出力を開始する（Ｓ６３）。尚、この際、半導体リレーＳＲr はオン状態を維持する。
【００２９】
次に、制御部１は、ランプスイッチ２がオフにされているか否かを判定し（Ｓ５７）、オフにされていれば、半導体リレーＳＲl ，ＳＲr をオフにした（Ｓ５９）後、ランプスイッチ２がオンにされる迄待機する（Ｓ４１）。
制御部１は、ランプスイッチ２がオフにされていなければ（Ｓ５７）、電源電圧（出力電圧）Ｖ、左ランプＬl に流れる電流Ｉl 、及び右ランプＬr に流れる電流Ｉr を読込む（Ｓ４５）。
尚、上述した実施の形態１，２では、ランプ数は２つであったが、ランプ数が３つ以上である場合でも、上述したような動作は可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る車載ランプ制御装置の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る車載ランプ制御装置の動作を説明する為の説明図である。
【図３】本発明に係る車載ランプ制御装置の動作例を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る車載ランプ制御装置の動作例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３１】
１  制御部（電力算出手段、ＰＷＭ制御する複数の手段）
２  ランプスイッチ
３  オルタネータ（発電機、交流発電機）
４  電圧検出手段
Ｂ  バッテリ
Ｌl   左ランプ 
Ｌr   右ランプ
ＳＲl ，ＳＲr   半導体リレー（半導体スイッチ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
2010055890.tif 000005
【図４】
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