(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチングＤＣ−ＤＣコンバータ（５、１０５、２０５、３０５）を用いて直列接続された複数のＬＥＤ（ＬＭ１、ＬＭ２）を含む車両用灯具に通電する負荷電流を制御電流値（Ｉｃ）に定電流制御する定電流制御部（１１）と、
前記定電流制御部による制御電流が過電流閾値（Ｉｔｈ）に達したか否かを検出する過電流検出部（７）と、
前記過電流検出部により過電流が検出されたときに前記スイッチングＤＣ−ＤＣコンバータを駆動停止制御する駆動停止制御部（１３）と、
外部から与えられるハイビーム切替信号に応じて前記車両用灯具を構成する複数のＬＥＤの直列数を切替制御する直列数切替制御部（１５）と、を備え、
ハイビーム切替信号がオンからオフに切替えられることに応じて前記直列数切替制御部により複数のＬＥＤの直列数が切替えられる際に、前記過電流閾値を、前記ハイビーム切替信号がオンされているときの第１過電流閾値（Ｉｔ１）よりも前記制御電流値（Ｉｃ）の側に近い第２過電流閾値（Ｉｔ２）に所定の期間の間に切替制御し当該負荷電流を第２過電流閾値（Ｉｔ２）に達するように制御することで前記所定の期間の間には前記コンバータを停止させる閾値切替制御部（１４）をさらに備える車両用灯具制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用灯具制御装置において、
前記閾値切替制御部（１４）は、前記所定の期間を経過すると前記第２過電流閾値を前記第１過電流閾値に戻す車両用灯具制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の車両用灯具制御装置において、
前記閾値切替制御部は、前記直列数切替制御部により複数のＬＥＤの直列数が少なく切替えられる際に前記第２過電流閾値を前記第１過電流閾値よりも小さく前記制御電流値よりも大きく切替制御する車両用灯具制御装置。
【請求項４】
請求項１または２記載の車両用灯具制御装置において、
前記閾値切替制御部は、前記直列数切替制御部により複数のＬＥＤの直列数が少なく切替えられる際に前記第２過電流閾値を前記制御電流値よりも小さく切替制御する車両用灯具制御装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載の車両用灯具制御装置において、
前記所定期間は、前記直列数切替制御部により複数のＬＥＤの直列数が切替えられる際に前記定電流制御部を用いて制御電流値に定電流制御可能な期間よりも予め長く定められる車両用灯具制御装置。
【請求項６】
請求項１から４の何れか一項に記載の車両用灯具制御装置において、
前記直列数切替制御部が前記複数のＬＥＤの直列数を切替制御するときに用いられるスイッチング素子（３３）を備え、
前記スイッチング素子（３３）は、前記複数のＬＥＤの一部の端子間にドレインソース間が接続されたＭＯＳトランジスタ（３３）により構成され、
前記車両用灯具を構成する複数のＬＥＤの直列数を切替制御するときに前記ＭＯＳトランジスタのゲート電圧を徐々に変更することで当該ＭＯＳトランジスタを開放／短絡に切替えることに応じて駆動回路（５０４）を用いて前記複数のＬＥＤの一部の端子間を開放／短絡するように構成されるサブ駆動制御部（５１２）をさらに備える車両用灯具制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用灯具制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両用灯具は省電力化を図るためＬＥＤを用いる機会が増加している。このＬＥＤを駆動する駆動回路は小型化の要求及び接続用のハーネスを削減することが望まれている。このため、例えばＬＥＤ前照灯は、ハイビーム用のＬＥＤとロウビーム用のＬＥＤを直列接続した状態で定電流駆動回路を用いて点灯制御するようになっている。
【０００３】
例えばＬＥＤ前照灯はハイビームとロウビームとを直列接続しているが、ハイビーム切替時にはハイビーム及びロウビームを点灯し、ロウビーム切替時にはハイビームを短絡してロウビームだけを点灯させることになる。この切替時において定電流制御を継続している場合には、電流フィードバック制御の速度が負荷変動速度に追従しにくくなる。すると過渡的に消費電流がオーバーシュートしてしまう。このような課題を解決するため、ＬＥＤの直列数を切り替える際にオーバーシュートを抑制する技術を適用できる（例えば特許文献１、２、３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−０２８１８４号公報
【特許文献２】特開２０１１−２３３２６４号公報
【特許文献３】特開２０１５−０５６２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の技術を適用しても、入力電圧と出力電圧との比を算出し適切な増減量を調整して制御する必要を生じてしまい制御方法が煩雑となる。また、特許文献２記載の技術によれば、切替前後で定電圧制御することで電流のオーバーシュートを抑制する方法を開示しているが、ＬＥＤの順方向電圧のばらつき（例えば、初期の素子特性に基づくばらつき、又は温度特性によるばらつき）の影響を受けてしまう。特許文献３記載の技術によれば、切替時に２次側の電圧が低下するまでコンバータを停止させているが、ＬＥＤの順方向電圧にばらつき（例えば、初期の素子特性に基づくばらつき、又は温度特性によるばらつき）の影響を受けてしまう。
【０００６】
本発明の開示の目的は、車両用灯具への通電をオン／オフ切替えするときに生じる電流のオーバーシュートを信頼性良く抑制できるようにした車両用灯具制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、定電流制御部は、スイッチングＤＣ−ＤＣコンバータを用いて直列接続された複数のＬＥＤを含む車両用灯具に通電する負荷電流を制御電流値に定電流制御する。過電流検出部は定電流制御部による制御電流が過電流閾値に達したか否かを検出する。そして、駆動停止制御部は過電流検出部により過電流が検出されたときにスイッチングＤＣ−ＤＣコンバータを駆動停止制御する。直列数切替制御部はハイビーム切替信号に応じて複数のＬＥＤの直列数を切替制御する。閾値切替制御部は、直列数切替制御部により複数のＬＥＤの直列数が切り替えられる際に過電流閾値を通常時の第１過電流閾値よりも制御電流値の側に近い第２過電流閾値に所定期間中に切替制御し、当該負荷電流が第２過電流閾値を超えた期間にコンバータを停止させる。これにより、車両用灯具への通電をオン／オフ切替えするときに生じる電流のオーバーシュートを信頼性良く抑制できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態における車両用灯具制御装置の電気的構成図
【図２】車両用灯具の照射領域を模式的に示す説明図
【図３】制御の流れを説明するタイミングチャート（その１）
【図４】制御の流れを説明するタイミングチャート（その２）
【図５】所定期間の設定方法を示す説明図
【図６】第２実施形態における制御の流れを説明するタイミングチャート
【図７】第３実施形態における所定期間の設定方法を示す説明図
【図８】所定期間の設定方法を示す説明図
【図９】第４実施形態における（ａ）要部の回路構成を模式的に示す図、（ｂ）各タイミングの関係を模式的に表すタイミングチャート
【図１０】第５実施形態における閾値選択信号に応じて過電流閾値を選択する場合のハードウェア構成図
【図１１】スイッチングＤＣ−ＤＣコンバータの電気的構成例
【図１２】ＬＥＤモジュールとスイッチング素子との接続関係を示す回路構成図（その１）
【図１３】ＬＥＤモジュールとスイッチング素子との接続関係を示す回路構成図（その２）
【図１４】第６実施形態における車両用灯具制御装置の電気的構成図
【図１５】制御の流れを説明するタイミングチャート
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、車両用灯具制御装置の幾つかの実施形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する各実施形態において、同一又は類似の動作を行う構成については、同一又は類似の符号を付して必要に応じて説明を省略する。なお、下記の実施形態において同一又は類似する構成には、符号の十の位と一の位とに同一符号を付して説明を行っている。
【００１０】
（第１実施形態）
図１から図４は第１実施形態の説明図を示している。図１は車両用灯具制御装置の電気的構成例を概略的に示し、図２は車両用灯具による照明領域を模式的に示す。
【００１１】
図２に示すように、車両用灯具ＬＴは、例えば主に夜間に車両Ｃａの前方を視認するのに用いられる前照灯を示している。この車両用灯具ＬＴは、例えば白色ＬＥＤを使用して構成され、比較的高い範囲ＨＩを照射する走行用前照灯（以下ハイビーム）ＨＢと、比較的低い範囲ＬＯを照射するすれ違い前照灯（以下ロウビーム）ＬＢを備える。これらの車両用灯具ＬＴは、例えば車両前左部及び車両前右部に配置されている。ハイビームＨＢは、主に夜間において車両前方の遠目（例えば１００ｍ以上）を照らすため前方を走行する先行車両、前方からすれ違う対向車両、歩行者などが存在しない場合に用いられる。ハイビームＨＢは、複数設けられることにより一部選択的に点灯／消灯する場合もある。ロウビームＬＢは、ハイビームＨＢよりもやや下方を照らし例えば前方数十ｍ程度を照らすように配置される。ロウビームＬＢは、前方を走行する先行車両、前方からすれ違う対向車、歩行者などへの眩惑防止、霧、雪などの光反射の影響を軽減するために用いられる。
【００１２】
図１に示すように、ハイビームＨＢ及びロウビームＬＢは、例えば少なくとも２つ以上のＬＥＤモジュールＬＭ１及びＬＭ２を直列接続して構成される。本実施形態では、ＬＥＤモジュールＬＭ１がハイビームＨＢを構成し、ＬＥＤモジュールＬＭ２がロウビームＬＢを構成する。これらのＬＥＤモジュールＬＭ１及びＬＭ２には車両用灯具制御装置（以下、制御装置と略す）２が接続されており、車両用灯具ＬＴの点灯状態を調節制御する。
【００１３】
制御装置２は、制御部３、駆動回路４、スイッチングＤＣ−ＤＣコンバータ（以下コンバータと略す）５、電流検出部６、過電流検出部７、ハイビーム電源逆流防止部となるダイオードＤ１、ロウビーム電源逆流防止部となるダイオードＤ２、及び、スイッチング素子３３を備える。制御部３は、例えばマイクロコンピュータを主として構成され、機能的には、駆動制御部１０、定電流制御部１１、及び、切替制御部１２としての構成ブロックを備える。駆動制御部１０は駆動停止制御部１３としての機能を備える。切替制御部１２は、閾値切替制御部１４、及び、直列数切替制御部１５としての機能を備える。
【００１４】
ダイオードＤ１のアノードは、ハイビーム電源の入力ノード１６に接続されている。ダイオードＤ２のアノードは、ロウビーム電源の入力ノード１７に接続されている。そして、これらのダイオードＤ１、Ｄ２のカソードはノードＮ１にて共通接続されており、この共通接続ノードＮ１に通電される電源電圧がコンバータ５に入力されている。また制御装置２は、グランドノード１８を備え、グランドノード１８が車両Ｃａのシャーシに接続されることによりグランドノード１８の電位を規定する。
【００１５】
本実施形態のコンバータ５は、例えばバックブーストタイプの昇降圧レギュレータ回路であり、入力コンデンサ１９、スイッチング素子２０、２１、ダイオード２２、２３、インダクタ２４、及び、出力コンデンサ２５を備える。入力コンデンサ１９及び出力コンデンサ２５は、それぞれ共通接続ノードＮ１とグランドノード１８との間に接続され、ロウビーム電源又はハイビーム電源が通電されると、この通電電流を充電する。
【００１６】
スイッチング素子２０、２１は、例えばＮチャネル型のＭＯＳトランジスタにより構成される。以下、スイッチング素子２０、２１をそれぞれトランジスタ２０、２１と称する。ノードＮ１とノード１８との間には、トランジスタ２０のドレインソース間、ダイオード２３のカソード及びアノード間、が直列接続されている。
【００１７】
ノードＮ１とノード１８との間には、ダイオード２２のカソード及びアノード間、並びに、トランジスタ２１のドレインソース間、が直列接続されている。トランジスタ２０とダイオード２３のカソードとの間の共通接続点と、ダイオード２２のアノードとトランジスタ２１のドレインとの間の共通接続点との間には、インダクタ２４が接続されている。制御部３の駆動制御部１０は、トランジスタ２０、２１のゲートを制御可能になっており、コンバータ５の昇降圧動作を制御する。
【００１８】
電流検出部６は、電流検出用の抵抗２６、及び、電流増幅用のアンプ２７を備える。電流検出用の抵抗２６は、コンバータ５の出力とＬＥＤモジュールＬＭ２、ＬＭ１との間の通電経路に直列接続されている。この電流検出用の抵抗２６はグランドノード１８に直列接続されていても良い。アンプ２７は、抵抗２６の両端子に生じる電圧を増幅し、制御部３の定電流制御部１１に出力する。
【００１９】
過電流検出部７は、閾値切替部２８及び比較部２９を備える。閾値切替部２８は、例えば複数の電圧源３０、３１及びスイッチ３２を備え、このスイッチ３２が制御部３の閾値切替制御部１４により切替えられることに応じて複数の電圧のうちの一つの電圧を閾値電圧として比較部２９に出力する。比較部２９は、例えばコンパレータにより構成され、電流検出用の抵抗２６により検出される電圧を閾値切替部２８により切替えられた閾値（過電流閾値相当）と比較し、この比較結果を駆動制御部１０に出力する。
【００２０】
図１の構成では２段階に切替える形態を示しているが、３段階以上に切替える形態を用いても良い。駆動制御部１０は、通常、コンバータ５のトランジスタ２０、２１をオン／オフに制御することに応じて昇降圧動作させるが、過電流検出部７の比較部２９により抵抗２６を通電する電流が第１過電流閾値Ｉｔ１に達しているときには、駆動停止制御部１３によりトランジスタ２０、２１を共にオフ制御する。第１過電流閾値Ｉｔ１は、ハイビーム電源が外部から与えられているときの過電流閾値に相当する。
【００２１】
定電流制御部１１は、電流検出部６による検出電流が一定の制御電流値Ｉｃとなるように駆動制御部１０に電流制御量をフィードバックし、駆動制御部１０はこの定電流制御部１１から入力される電流制御量に応じてトランジスタ２０、２１のオン／オフのタイミングを制御する。切替制御部１２の閾値切替制御部１４は、外部の図示しない電源回路からハイビーム電源をハイビーム切替信号としてノード１６から入力し、この入力に応じてスイッチ３２を切り替えることで閾値切替部２８の閾値電圧を段階的に切替える。なお、ハイビーム電源が供給されているときにはハイビーム切替信号はオンとなり、ハイビーム電源が供給されていないときにはハイビーム切替信号はオフとされる。
【００２２】
また切替制御部１２の直列数切替制御部１５は、ハイビーム切替信号の入力に応じてハイビームＨＢ、ロウビームＬＢのＬＥＤモジュールＬＭ１、ＬＭ２の直列数を駆動回路４及びスイッチング素子３３を通じて切替制御する。
【００２３】
スイッチング素子３３は、例えばＮチャネル型のＭＯＳトランジスタを用いて構成されている。以下、必要に応じてスイッチング素子３３をＭＯＳトランジスタ３３と称する。また、負荷電流ＩＬの供給出力ノード３５とグランド出力ノード３６との間にはＬＥＤモジュールＬＭ２、ＬＭ１が直列接続されている。これらのＬＥＤモジュールＬＭ２、ＬＭ１の共通接続点には出力端子３４が接続されている。
【００２４】
ＭＯＳトランジスタ３３のゲートは駆動回路４の出力に接続されている。そしてＭＯＳトランジスタ３３のドレインは出力端子３４を通じてＬＥＤモジュールＬＭ１、ＬＭ２の共通接続点に接続されている。また、ＭＯＳトランジスタ３３のソースは出力ノード３６及びグランドノード１８に接続されている。これによりＭＯＳトランジスタ３３は、駆動回路４によりオンされることに応じてＬＥＤモジュールＬＭ１の両端子間を短絡可能になっている。
【００２５】
図３はハイビーム電源及びロウビーム電源の切替時における制御内容及びこの制御に応じた電圧電流応答について示している。この図３には、過電流閾値Ｉｔｈ、負荷電流ＩＬの供給ノード３５の電圧ＶＬＨ、出力端子３４の電圧ＶＬＭ、負荷電流ＩＬの時間的変化を示している。図４は切替時におけるコンバータ５のオン／オフ状態と負荷電流ＩＬとの関係を示している。
【００２６】
通常、ロウビーム電源及びハイビーム電源はユーザのレバー操作等に応じて供給切替えされるようになっており、ロウビーム電源はロウビームＬＢ又はハイビームＨＢにユーザ指示されたときに供給され、ハイビーム電源はハイビームＨＢにユーザ指示されたときに供給される。
【００２７】
図３において、期間Ｔ１はロウビーム電源及びハイビーム電源が共に供給される期間を示しており、期間Ｔ２はロウビーム電源だけが供給される期間を示している。期間Ｔ１中にロウビーム電源及びハイビーム電源が共に供給されると、切替制御部１２は、端子ノード１６からハイビーム電源の入力を受けて、直列数切替制御部１５及び駆動回路４によりスイッチング素子３３をオフ制御する。
【００２８】
すると、コンバータ５が両ＬＥＤモジュールＬＭ１、ＬＭ２に通電することにより、ハイビームＨＢ及びロウビームＬＢを点灯させる。切替制御部１２の閾値切替制御部１４は、予め過電流閾値Ｉｔ１（＞Ｉｔ２＞Ｉｃ）に設定するようにスイッチ３２を切替えている。このため、駆動制御部１０が期間Ｔ１中に過電流閾値Ｉｔ１に達する電流を検出すると、駆動停止制御部１３によりトランジスタ２０、２１をオフ制御し、これによりＬＥＤモジュールＬＭ１、ＬＭ２を保護できる。
【００２９】
ロウビームＬＢの点灯にユーザ指示されると、図３の期間Ｔ１からＴ２に移行する。このとき、制御装置２にはロウビーム電源が供給されハイビーム電源が供給されなくなる。この期間Ｔ２の間には、切替制御部１２はスイッチング素子３３をオン制御する。すると、コンバータ５が、ＬＥＤモジュールＬＭ２に通電することによりロウビームＬＢを点灯させる。この何れの期間Ｔ１、Ｔ２においても、定電流制御部１１は制御電流値Ｉｃに応じて負荷電流ＩＬを駆動制御部１０にフィードバックし、これにより駆動制御部１０がコンバータ５を駆動制御する。
【００３０】
以下、この期間Ｔ１、Ｔ２の切替タイミング周辺におけるコンバータ５の動作について図４の拡大図も参照しながら説明する。図４に示すように、期間Ｔ１には制御部３はロウビームＬＢもハイビームＨＢも点灯させる。このとき、駆動制御部１０はトランジスタＭ１、Ｍ２をＰＷＭ制御し昇降圧動作させる。この間、端子ノード３５の電圧ＶＬＨは比較的高い電圧に保持される。
【００３１】
その後、切替タイミングｔ１においてハイビーム電源が供給されなくなると、ハイビーム切替信号がオンからオフに切替えられるため、切替制御部１２が駆動回路４を通じてスイッチング素子３３をオン制御する。すると負荷電流ＩＬは、ＬＥＤモジュールＬＭ１には通電されずロウビームＬＢのＬＥＤモジュールＬＭ２に通電されロウビームＬＢを点灯させる。この切替タイミングｔ１と同時又はこれに先立ち、切替制御部１２は、ハイビーム切替信号がオンからオフになったことを入力すると、第１過電流閾値Ｉｔ１を定電流制御部１１のフィードバック制御電流値Ｉｃに近い側の第２過電流閾値Ｉｔ２に切替える。切替タイミングｔ１において、入力コンデンサ１９及び出力コンデンサ２５には電圧ＶＬＨが充電されているが、このタイミングｔ１以降、これらのコンデンサ１９、２５の充電電荷は、抵抗２６及びＬＥＤモジュールＬＭ２及びＭＯＳトランジスタ３３のドレインソース間を通じて放電される。このため、この放電電流の影響に応じて負荷電流ＩＬが上昇する。
【００３２】
このとき、負荷電流ＩＬが上昇すると、切替タイミングｔ１以降、負荷電流ＩＬが大きく変化する。定電流制御部１１が制御する負荷電流ＩＬの制御周期は、電圧ＶＬＨが切替タイミングｔ１以降に変化する時定数より大きな周期に設定されている。このため、当該タイミングｔ１以降、定電流制御部１１は、負荷電流ＩＬの急激な変化に合わせて制御電流値Ｉｃを追従できない。
【００３３】
コンデンサ１９、２５の充電電力が放電されると、放電電流が予め制御電流値Ｉｃに近く定められた過電流閾値Ｉｔ２を超える。したがって、定電流制御部１１による電流フィードバックの周期よりも素早く電流増加を検出でき、タイミングｔ２において過電流検出信号が出力される。過電流検出信号が出力されると、駆動制御部１０は、駆動停止制御部１３によりトランジスタ２０、２１をオフ制御する。これにより、駆動制御部１０は、駆動停止制御部１３により過電流閾値Ｉｔ２を超えたタイミングにおいて素早くコンバータ５を駆動停止制御できる。
【００３４】
すなわち、負荷電流ＩＬが図４のタイミングｔ２付近から制御電流値Ｉｃを超えるように流れることになっても、負荷電流ＩＬがこの過電流閾値Ｉｔ２を超えることに応じて駆動停止制御部１３がコンバータ５のトランジスタ２０、２１をオフ制御する。
【００３５】
このため、負荷電流ＩＬがタイミングｔ３において過電流閾値Ｉｔ２に達するまで徐々に低下することになる。このタイミングｔ３において、駆動制御部１０は、再度トランジスタＭ１、Ｍ２をオン制御するが過電流閾値Ｉｔ２を超えると過電流検出信号が出力される。このため駆動停止制御部１３がトランジスタ２０、２１をオフすることで負荷電流ＩＬはこれに応じて再度低下する。このように駆動制御部１０は、コンバータ５を間欠駆動させる。
【００３６】
図３に示すように、閾値切替制御部１４が、タイミングｔ１において過電流閾値をＩｔ１からＩｔ２に切り替えると、これに応じて、負荷電流ＩＬがこの過電流閾値Ｉｔ２付近に調整されることになる。その後、入力コンデンサ１９及び出力コンデンサ２５の蓄積電力が図３のタイミングｔ４から低下し始めると、出力端子３４の電圧ＶＬＨが低下し標準の電圧値Ｖ１になると共に負荷電流ＩＬが制御電流値Ｉｃに向けて低下する。
【００３７】
この電圧値Ｖ１は、スイッチング素子３３がオンしたときの出力端子３４の電圧であり、概ね電圧Ｖ１≒ＬＥＤモジュールＬＭ２の順方向電圧となり、負荷電流ＩＬは、タイミングｔ４からｔ５にかけて過電流閾値Ｉｔ２付近から制御電流値Ｉｃに低下する。これにより、負荷電流ＩＬは制御電流値Ｉｃに調整制御される。
【００３８】
この後、図３のタイミングｔ６において、閾値切替制御部１４は、閾値切替部２８の過電流閾値Ｉｔ２をＩｔ１とするようにスイッチ３２を切替える。このタイミングｔ１からｔ６の期間は、予め定められた所定期間Ｔａであり、例えばタイミングｔ１→ｔ４又はタイミングｔ１→ｔ５の期間を超える期間として予め定められる。このタイミングｔ６において、閾値切替制御部１４は、過電流閾値Ｉｔ２をＩｔ１に切替えたとしても、負荷電流ＩＬは再度上昇することはない。これは、定電流制御部１１が、負荷電流ＩＬを制御電流値Ｉｃに調整するためである。このため通常の制御処理に移行できる。
【００３９】
図５は過電流閾値Ｉｔ１をＩｔ２に切替える切替タイミングｔ６の設定方法、すなわち所定期間Ｔａの設定方法の説明図を示す。図５の破線は、過電流閾値ＩｔｈをＩｔ１としたまま定電流制御部１１により制御電流値Ｉｃに定電流制御した場合の各部の電圧及び負荷電流を示している。この図５の破線に示すように、閾値切替制御部１４が、期間Ｔ１からＴ２にかけて過電流閾値ＩｔｈをＩｔ１のまま制御していると、入力コンデンサ１９及び出力コンデンサ２５に蓄積された充電電力の放出に伴い、電圧ＶＬＨが低下すると共に電流オーバーシュートＳ１を大きく生じる。
【００４０】
そこで本実施形態では、図５の実線に示すように、タイミングｔ１において過電流閾値ＩｔｈをＩｔ１からＩｔ２に切替え、その後、タイミングｔ６において過電流閾値ＩｔｈをＩｔ２からＩｔ１に戻している。このとき、過電流閾値Ｉｔ２をＩｔ１に戻すタイミングｔ６を、図５の破線に示す電流オーバーシュートＳ１が制御電流値Ｉｃに収束するまでのタイミングｔ５ａを超えるタイミングとすることが望ましい。このように過電流閾値Ｉｔｈを切り替えることで、過電流閾値ＩｔｈをＩｔ２からＩｔ１に戻すときに急激なオーバーシュートＳ１を生じることなく、通常の定電流フィードバック制御処理に戻すことができる。
【００４１】
すなわち言い換えると、所定期間Ｔａ（タイミングｔ１→ｔ６）が、定電流制御部１１を用いて制御電流値Ｉｃに定電流制御可能な期間Ｔａ１よりも予め長く定められていると、過電流閾値Ｉｔｈを過電流閾値Ｉｔ２からＩｔ１に戻したとしても、オーバーシュートＳ１を生じることがなくなり、定電流フィードバック制御を安定して継続できる。
【００４２】
＜比較例＞
図３〜図４には破線を用いて比較例を示している。この比較例は、図５の破線と同様に期間Ｔ１及びＴ２の最中に過電流閾値ＩｔｈをＩｔ１に一定制御している例を示している。この場合、過電流閾値Ｉｔ１は一定であるため、コンバータ５は期間Ｔ１及びＴ２の最中においても通常の昇降圧動作を行う。これは、図４の破線に示すトランジスタ２０、２１のオン／オフタイミングを参照。したがって、図４の破線に示すように、負荷電流ＩＬは、このトランジスタ２０、２１のオン／オフ周期に応じて徐々に上昇することになり、図４のタイミングｔ２〜ｔ７に示すように過電流閾値Ｉｔ１に達するまでこの動作が繰り返されてしまう。図３及び図４に示すように、負荷電流ＩＬは過電流閾値Ｉｔ１を超えてオーバーシュートしてしまい適切な制御処理とはなりえない。
【００４３】
＜まとめ＞
本実施形態によれば、閾値切替制御部１４が、タイミングｔ１において過電流閾値Ｉｔ１を制御電流値Ｉｃに近い過電流閾値Ｉｔ２に切替えている。このため、負荷電流ＩＬが増加することにより過電流閾値Ｉｔ２を超えたとしてもオーバーシュートＳを生じることなく、負荷電流ＩＬを過電流閾値Ｉｔ２の付近に調整制御できる。
【００４４】
またその後、定電流制御部１１が、負荷電流ＩＬの検出電流に応じた制御電流値Ｉｃをフィードバックし、駆動制御部１０がコンバータ５を駆動してもＬＥＤモジュールＬＭ２に過電流を流さない条件に移行するタイミングｔ５ａ以降のタイミングｔ６において、負荷電流ＩＬの過電流閾値Ｉｔ２をＩｔ１に戻している。これにより、通常の定電流制御に移行できる。
【００４５】
また、所定期間ＴａにおいてＬＥＤモジュールＬＭ２、ＬＭ１の直列数が切り替えられる際に、閾値切替制御部１４は過電流閾値ＩｔｈをハイビームＨＢの点灯時の第１過電流閾値Ｉｔ１よりも制御電流値Ｉｃの側に近い第２過電流閾値Ｉｔ２に切替制御している。このため、負荷電流ＩＬが過電流閾値Ｉｔ２に素早く到達するように制御できる。
【００４６】
また閾値切替制御部１４は、直列数切替制御部１５により複数のＬＥＤモジュールＬＭ２、ＬＭ１の直列数が少なく切替えられる際に過電流閾値Ｉｔｈを第１過電流閾値Ｉｔ１よりも小さく制御電流値Ｉｃよりも大きい第２過電流閾値Ｉｔ２に切替制御している。このため、負荷電流ＩＬが過電流閾値Ｉｔ２に素早く達するように制御できる。
【００４７】
（第２実施形態）
図６は第２実施形態の追加説明図を示している。本実施形態においても、図６に示すように、閾値切替制御部１４は、期間Ｔ２において過電流閾値Ｉｔ１よりも制御電流値Ｉｃの側に近い過電流閾値Ｉｔ２に過電流閾値Ｉｔｈを制御するが、このとき過電流閾値Ｉｔ２を制御電流値Ｉｃより小さく設定している。過電流閾値Ｉｔ２が、制御電流値Ｉｃよりも小さく設定されているため、期間Ｔ１から期間Ｔ２に遷移したタイミングｔ１において、過電流検出部７が過電流検出信号を即時出力する。したがって、駆動停止制御部１３は、この過電流検出信号の出力を受けて、トランジスタ２０、２１をオフ制御し、負荷電流ＩＬを低下させる。その後、駆動制御部１０はタイミングｔ６において過電流閾値Ｉｔ２をＩｔ１に戻す。これにより駆動制御部１０がコンバータ５を通常通り制御できる。
【００４８】
本実施形態においては、閾値切替制御部１４は、タイミングｔ１において過電流閾値Ｉｔｈを制御電流値Ｉｃよりも低い過電流閾値Ｉｔ２とし、タイミングｔ６において過電流閾値Ｉｔ１に戻している。これにより、前述実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００４９】
（第３実施形態）
図７及び図８は第３実施形態の追加説明図を示す。本実施形態では、過電流閾値Ｉｔｈを閾値Ｉｔ２から閾値Ｉｔ１に戻すタイミングｔ６の設定方法について説明する。図７（ａ）に示すように、切替制御部１２は、ハイビーム電源が供給停止されハイビーム切替信号がオンからオフに遷移するタイミングｔ０を受けて、タイミングｔ１において過電流閾値ＩｔｈをＩｔ１からＩｔ２に低下させるが、タイミングｔ０においてタイマにより所定の期間Ｔａを計測開始し、この所定期間Ｔａを計測完了したタイミングｔ６において過電流閾値Ｉｔ２をＩｔ１に切り替えると良い。すなわち、ハイビーム切替信号を検出したタイミングｔ０を開始タイミングとすると共にその後の所定の期間Ｔａだけ経過したタイミングｔ６を終了タイミングとした所定の期間とすると良い。
【００５０】
また図７（ｂ）に示すように、切替制御部１２は、ハイビーム電源が供給停止されハイビーム切替信号がオンからオフに遷移するタイミングｔ０を受けて、タイミングｔ８においてスイッチング素子３３の開放／短絡制御信号を開放から短絡させるように指示する。切替制御部１２は、このタイミングｔ８からタイマにより所定の期間Ｔｂを計測開始する。この後、切替制御部１２は、タイマにより所定の期間Ｔｂを計測完了したタイミングｔ６において過電流閾値Ｉｔ２をＩｔ１に切替えても良い。
【００５１】
また図８（ａ）に示すように、切替制御部１２は、ハイビーム電源が供給停止されハイビーム切替信号がオンからオフに遷移するタイミングｔ０を受けてタイミングｔ１において過電流閾値Ｉｔ１をＩｔ２に低下させる。
【００５２】
このとき切替制御部１２は、過電流検出信号がオンからオフになった状態を継続する期間が所定の期間Ｔｃａに達したときに過電流閾値Ｉｔ２からＩｔ１に戻すようにしても良い。過電流検出信号は、タイミングｔ１ａ以降において負荷電流ＩＬが過電流閾値Ｉｔ２を超えた期間に発生する。負荷電流ＩＬが過電流閾値Ｉｔ２を超えなければ過電流検出信号はオフする。図８（ａ）に点線で示すように、この過電流検出信号は断続的に発生する。切替制御部１２は、この過電流検出信号がオフされたタイミングからタイマにより計測するが、この期間が所定の期間Ｔｃａより短いと、過電流閾値ＩｔｈをＩｔ２のまま継続させると共に、過電流検出信号がオンされる度にこのタイマの値をクリアする。
【００５３】
この後、通常の定電流フィードバック制御処理に戻ることで、過電流検出信号が図３に示すタイミングｔ４においてオフされるとこのオフ状態が継続する。切替制御部１２は、この過電流検出信号がオフされたタイミングｔ４から所定の期間Ｔｃａをタイマにより計測する。過電流検出信号のオフの状態が継続して期間Ｔｃａを経過したタイミングで過電流閾値ＩｔｈをＩｔ２からＩｔ１に変更する。このような制御方法を採用しても良い。
【００５４】
また図８（ｂ）に示すように、切替制御部１２は、ハイビーム電源が供給停止されハイビーム切替信号がオンからオフに遷移するタイミングｔ０を受けて、タイミングｔ８においてスイッチング素子３３の開放／短絡制御信号を開放から短絡させるように指示する。このときにおいても、切替制御部１２は、過電流検出信号がオンからオフになった状態を継続する期間が所定の期間Ｔｄａに達したときに過電流閾値Ｉｔ２からＩｔ１に戻すようにしても良い。
【００５５】
過電流検出信号は、タイミングｔ１ａ以降において負荷電流ＩＬが過電流閾値Ｉｔ２を超えた期間に発生する。負荷電流ＩＬが過電流閾値Ｉｔ２を超えなければ過電流検出信号はオフする。図８（ｂ）に点線で示すように、この過電流検出信号は断続的に発生する。切替制御部１２は、この過電流検出信号がオフされたタイミングからタイマにより計測するが、この期間が所定の期間Ｔｄａより短いと、過電流閾値ＩｔｈをＩｔ２のまま継続させると共に、過電流検出信号がオンされる度にこのタイマの値をクリアする。
【００５６】
この後、通常の定電流フィードバック制御処理に戻ることで、過電流検出信号が図３に示すタイミングｔ４においてオフされるとこのオフ状態が継続する。切替制御部１２は、この過電流検出信号がオフされたタイミングｔ４から所定の期間Ｔｄａをタイマにより計測する。過電流検出信号のオフの状態が継続して期間Ｔｄａを経過したタイミングで過電流閾値ＩｔｈをＩｔ２からＩｔ１に変更する。このような制御方法を採用しても良い。なお、本実施形態に示す過電流閾値Ｉｔｈの変更タイミングは一例である。
【００５７】
（第４実施形態）
図９は第４実施形態の追加説明図を示す。図９（ａ）は本実施形態に係るスイッチング素子３３の駆動系の回路を示す。切替制御部１２の直列数切替制御部１５は、遅延回路３７、駆動回路４を通じて、スイッチング素子３３の制御端子に駆動制御信号を入力させるように構成される。
【００５８】
遅延回路３７は、例えばカウンタ、ＣＲ遅延回路などの各種の遅延手段を用いて構成され、過電流閾値Ｉｔｈの切替信号に対し、スイッチング素子３３の駆動開始タイミングを所定期間だけ遅延させるように構成される。このような図９（ａ）に係る構成を適用することで、切替制御部１２は、ＬＥＤモジュールＬＭ２、ＬＭ１の直列数を切替える。
【００５９】
例えば、このときＬＥＤモジュールＬＭ１の両端子間を短絡するための短絡時間が、過電流閾値Ｉｔ１からＩｔ２への切替に要する時間より速い場合、図９（ｂ）に示すように、ハイビーム切替信号のオフタイミングｔ０に対し、ＬＥＤモジュールＬＭ１を短絡させるための制御信号の出力タイミングｔ８を遅延させると良い。そして、切替制御部１２は、タイミングｔ８の前のタイミングｔ９において過電流閾値Ｉｔ１をＩｔ２に変更することが望ましい。このように構成することで、電流オーバーシュートＳ１を素早く検知できるようになる。
【００６０】
（第５実施形態）
図１０は第５実施形態の追加説明図を示す。図１０（ａ）に示すように、過電流検出部１０７を、電流検出用の抵抗に流れる電流の過電流閾値Ｉｔ１を検出するコンパレータ３８と、抵抗に流れる電流の過電流閾値Ｉｔ２を検出するコンパレータ３９と、を備える構成にすることもできる。
【００６１】
このとき、ＡＮＤゲート４０が、過電流閾値Ｉｔ２と閾値選択信号とを論理積演算して過電流検出信号とし、ＯＲゲート４１がコンパレータ３８の出力とＡＮＤゲート４０の出力との論理和演算して駆動停止制御部１３に出力する。
【００６２】
駆動停止制御部１３は、閾値選択信号がＩｔ１かＩｔ２の何れを選択するかに応じて過電流検出信号を切替える。これにより、過電流検出部１０７は、ハードウェア的に過電流閾値Ｉｔ１、Ｉｔ２を切替えることができる。また図１０（ｂ）に過電流検出部２０７の別の形態を示すように、閾値選択信号を入力するセレクタ４２を用いて過電流検出信号を切り替えるようにしても良い。
【００６３】
（第６実施形態）
図１１は第６実施形態の追加説明図を示す。前述実施形態では、バックブーストタイプのコンバータ５を示したが、その他のタイプのコンバータ１０５、２０５、３０５でも適用できる。そこで本実施形態は、コンバータ１０５、２０５、３０５の変形例を示す。
【００６４】
図１１（ａ）に示すコンバータ１０５は、コンデンサ４３、４４とスイッチング素子４５とトランス４６とダイオード４７とを図示形態に組み合わせたフライバックタイプの構成を示している。図１１（ｂ）に示すコンバータ２０５は、コンデンサ４８、４９とインダクタ５０とスイッチング素子５１とダイオード５２とを図示形態に組み合わせたインバータ型の構成を示している。また図１１（ｃ）に示すコンバータ３０５は、コンデンサ５３〜５５とインダクタ５６、５７と複数のスイッチング素子５８、５９とダイオード６０ａ、６０ｂとを図示形態に組み合わせたバックブーストタイプの構成を示している。このようなバック、ブースト、バックブースト、または他の任意の適切なレギュレータ回路の構成に適用可能である。
【００６５】
（第７実施形態）
図１２及び図１３は第７実施形態の追加説明図を示す。図１２に示すように、ハイビームＨＢのＬＥＤモジュールＬＭ１をハイサイド側の出力ノード３５に接続し、ＬＥＤモジュールＬＭ２をロウサイド側の出力ノード３６に接続し、ＬＥＤモジュールＬＭ１の両端子間を短絡／開放するようにスイッチング素子３３を接続しても良い。
【００６６】
また図１３に示すように、出力ノード３５及び３６の間に３つ以上のＬＥＤモジュールＬＭ１ａ、ＬＭ２、ＬＭ１ｂを直列接続しても良い。この場合、その中間にハイビームＨＢのＬＥＤモジュールＬＭ２を接続し、この接続両端子間を短絡／開放するようにスイッチング素子３３を構成しても良い。
【００６７】
（第８実施形態）
図１４及び図１５は第８実施形態の追加説明図を示す。図１４に示すように、サブ駆動制御部５１２及び駆動回路５０４を構成しても良い。サブ駆動制御部５１２は、切替制御部１２の直列数切替制御部１５による指令を受けて動作し、駆動回路４に駆動信号を生成出力する。駆動回路４は、バッファ６１〜６３、スイッチング素子３３のオン制御用のトランジスタ６４、スイッチング素子のオフ制御用のトランジスタ６５、及び、高出力インピーダンスのスイッチング素子のオン制御用のトランジスタ６６、高出力インピーダンス素子となる抵抗６７を図示形態に接続して構成され、サブ駆動制御部５１２の制御信号に基づいてスイッチング素子３３の制御端子を駆動する。トランジスタ６４、６６は例えばＰチャネル型のＭＯＳトランジスタにより構成される。トランジスタ６５は例えばＮチャネル型のＭＯＳトランジスタにより構成される。トランジスタ６４及び６５が低出力インピーダンス駆動部６８を構成し、トランジスタ６６及び抵抗６７が高出力インピーダンス駆動部６９を構成する。これらの低出力インピーダンス駆動部６８、高出力インピーダンス駆動部６９には図示しない電源回路から電源電圧Ｖ０が与えられている。
【００６８】
例えばコンバータ５が、その２次側のコンデンサ２５に電荷を多く蓄積している場合、スイッチング素子３３をオフからオンに素早く切替えると、この電荷がＬＥＤモジュールＬＭ２に過渡的に流れ、この瞬時的に流れる電流に応じて、ＬＥＤモジュールＬＭ２に大きな負担がかかる。
【００６９】
図１５にタイミングチャートを示す。この図１５に示すように、切替制御部１２の閾値切替制御部１４が、タイミングｔ１において過電流閾値ＩｔｈをＩｔ１からＩｔ２とし、サブ駆動制御部５１２に制御信号を出力するが、このサブ駆動制御部５１２は、まず高出力インピーダンス駆動部６９のトランジスタ６６をオン制御することにより、タイミングｔ１〜ｔ１０において負荷電流ＩＬを緩やかに変化させ、そのタイミングｔ１０において低出力インピーダンス駆動部６８のトランジスタ６４をオン制御する。すると、ＭＯＳトランジスタ３３のゲート電圧を徐々に上昇変化させることができるようになる。このとき、ＭＯＳトランジスタ３３のドレインゲート間の寄生容量に応じたミラー効果を使用することでＭＯＳトランジスタ３３がオフからオンするまでの期間を長期化できるようになる。
【００７０】
図１５には比較例を点線で示しているが、この比較例によれば電流オーバーシュートＳ１を生じることになる。本実施形態における駆動回路５０４はＭＯＳトランジスタ３３を緩やかにオン制御することができ電流オーバーシュートＳ１を極力抑制できる。
【００７１】
前述においては、ＭＯＳトランジスタ３３のドレインソース間を開放状態から短絡するときの処理を示しているが、ＭＯＳトランジスタ３３のドレインソース間を短絡状態から開放する場合においても、高出力インピーダンス駆動部６９のグランド側にＭＯＳトランジスタ（図示せず）を別途設けると共に、前述と逆の制御処理を行うことで同様に緩やかに開放できるようになる。このことは詳細に説明するまでもないため説明を省略する。
【００７２】
本実施形態によれば、ＭＯＳトランジスタ３３のゲート電圧を徐々に変更することにより当該ＭＯＳトランジスタ３３のドレインソース間を徐々に開放／短絡に切替えることに応じて、ＬＥＤモジュールＬＭ１の端子間を開放／短絡できる。これにより、電流オーバーシュートＳ１を抑制できる。
【００７３】
（他の実施形態）
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができ、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。例えば以下に示す変形又は拡張が可能である。
【００７４】
車両用灯具ＬＴは前照灯に限られるものではない。スイッチング素子３３はＭＯＳトランジスタ３３により構成したが他種類のトランジスタにより構成しても良い。
例えば、ハイビームＨＢのＬＥＤモジュールＬＢ２を短絡させるスイッチング素子３３のスイッチング速度が所定よりも遅い場合には、過電流閾値Ｉｔ１、Ｉｔ２の切替タイミングとスイッチング素子３３の駆動タイミングとを同時にしても良い。ＬＥＤモジュールＬＭ１、ＬＭ２を構成するＬＥＤの個数は、１以上であればいくつでも構わない。前述実施形態においては、時間経過検出技術として概ねタイマによる方法を示したが、ＣＲ遅延回路、ゲートディレイ回路など様々な技術を適用できる。
【００７５】
前述した複数の実施形態を組み合わせて構成しても良い。
なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、本発明の一つの態様として前述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【符号の説明】
【００７６】
図面中、２は車両用灯具制御装置、５、１０５、２０５、３０５はスイッチングＤＣ−ＤＣコンバータ、７は過電流検出部、１１は定電流制御部、１３は駆動停止制御部、１４は閾値切替制御部、１５は直列数切替制御部、３３はＭＯＳトランジスタ（スイッチング素子）、Ｉｔｈは過電流閾値、Ｉｔ１は第１過電流閾値、Ｉｔ２は第２過電流閾値、ＬＢはロウビーム、ＨＢはハイビーム、ＬＭ１はハイビームのＬＥＤモジュール（ＬＥＤ）、ＬＭ２はロウビームのＬＥＤモジュール（ＬＥＤ）、を示す。
【図１】
0006680080.tif 000002
【図２】
0006680080.tif 000003
【図３】
0006680080.tif 000004
【図４】
0006680080.tif 000005
【図５】
0006680080.tif 000006
【図６】
0006680080.tif 000007
【図７】
0006680080.tif 000008
【図８】
0006680080.tif 000009
【図９】
0006680080.tif 000010
【図１０】
0006680080.tif 000011
【図１１】
0006680080.tif 000012
【図１２】
0006680080.tif 000013
【図１３】
0006680080.tif 000014
【図１４】
0006680080.tif 000015
【図１５】
0006680080.tif 000016