(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＷＭ信号のデューティー比を所定の分解能で増減させることによりＰＷＭ制御する場合におけるＰＷＭ信号のデューティー比を制御する方法であって、
ＰＷＭ信号のデューティー比におけるハイ期間が前記ＰＷＭ信号の立ち上がり時間よりも短い場合には、前記ＰＷＭ信号のデューティー比の分解能を大きくして前記ハイ期間を前記立ち上がり時間よりも長くし、
前記ＰＷＭ信号のデューティー比におけるロウ期間が前記ＰＷＭ信号の立ち下がり時間よりも短い場合には、前記ＰＷＭ信号のデューティー比の分解能を大きくして前記ロウ期間を前記立ち下がり時間よりも長くすることを特徴とするＰＷＭ制御方法。
【請求項２】
前記ＰＷＭ信号のデューティー比におけるハイ期間が前記ＰＷＭ信号の立ち上がり時間よりも短い場合には、前記ＰＷＭ信号をハイレベルに固定し、
前記ＰＷＭ信号のデューティー比におけるロウ期間が前記ＰＷＭ信号の立ち下がり時間よりも短い場合には、前記ＰＷＭ信号をロウレベルに固定することを特徴とする請求項１に記載のＰＷＭ制御方法。
【請求項３】
所定の分解能で増減可能なデューティー比を持つＰＷＭ信号を生成する生成部と、
前記ＰＷＭ信号のデューティー比を設定する設定部と、
ゲート端子を有し、前記ＰＷＭ信号が前記ゲート端子に印加されることによりオン／オフ動作し、ＰＷＭ制御信号を発生させるトランジスタと、
前記生成部から前記トランジスタの前記ゲート端子に至る経路の途中に配置され、前記ＰＷＭ信号の立ち上がり及び立ち下がり時の時間変化率を低下させるコンデンサと
を備え、
前記設定部は、前記ＰＷＭ信号のデューティー比におけるハイ期間が前記ＰＷＭ信号の立ち上がり時間よりも短い場合には、前記ＰＷＭ信号のデューティー比の分解能を大きくして前記ハイ期間を前記立ち上がり時間よりも長くし、
前記ＰＷＭ信号のデューティー比におけるロウ期間が前記ＰＷＭ信号の立ち下がり時間よりも短い場合には、前記ＰＷＭ信号のデューティー比の分解能を大きくして前記ロウ期間を前記立ち下がり時間よりも長くすることを特徴とするＰＷＭ制御装置。
【請求項４】
前記設定部は、前記ＰＷＭ信号のデューティー比におけるハイ期間が前記ＰＷＭ信号の立ち上がり時間よりも短い場合には、前記ＰＷＭ信号をハイレベルに固定し、
前記ＰＷＭ信号のデューティー比におけるロウ期間が前記ＰＷＭ信号の立ち下がり時間よりも短い場合には、前記ＰＷＭ信号をロウレベルに固定することを特徴とする請求項３に記載のＰＷＭ制御装置。
【請求項５】
ランプと、
前記ランプにＰＷＭ制御信号を与え、前記ランプの点灯を制御するＰＷＭ制御装置と
を含み、
前記ＰＷＭ制御装置は、
所定の分解能で増減可能なデューティー比を持つＰＷＭ信号を生成する生成部と、
前記ＰＷＭ信号のデューティー比を設定する設定部と、
ゲート端子を有し、前記ＰＷＭ信号が前記ゲート端子に印加されることによりオン／オフ動作し、前記ＰＷＭ制御信号を発生させるトランジスタと、
前記生成部から前記トランジスタの前記ゲート端子に至る経路の途中に配置され、前記ＰＷＭ信号の立ち上がり及び立ち下がり時の時間変化率を低下させるコンデンサと
を備え、
前記設定部は、前記ランプの減光開始時に、前記ＰＷＭ信号のデューティー比の分解能を大きくして前記ＰＷＭ信号のデューティー比におけるハイ期間を前記ＰＷＭ信号の立ち上がり時間よりも長くし、
前記ランプの消灯直前に、前記ＰＷＭ信号のデューティー比の分解能を大きくして前記ＰＷＭ信号のデューティー比におけるロウ期間を前記ＰＷＭ信号の立ち下がり時間よりも長くすることを特徴とする調光装置。
【請求項６】
前記設定部は、前記ランプの減光開始時に、前記ＰＷＭ信号をハイレベルに固定し、
前記ランプの消灯直前に、前記ＰＷＭ信号をロウレベルに固定することを特徴とする請求項５に記載の調光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用の電子制御ユニットに用いられるＰＷＭ制御方法及び装置、並びに、調光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車やトラック等の車両におけるランプの調光やモータ回転数の調節を行う手段として、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御が広く知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
例えば、自動車等の車両に搭載される電子制御ユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ：ＥＣＵ）では、ＰＷＭ出力機能を有するマイクロコンピュータを内蔵し、マイクロコンピュータから出力されるＰＷＭ信号を用いてランプ調光やモータ回転数調節を制御するためのＰＷＭ制御信号を生成し、出力する。ＥＣＵは、マイクロコンピュータからのＰＷＭ信号のデューティー比（１周期に対するＨｉｇｈレベル期間の比）を変化させることによりＰＷＭ制御信号のデューティー比を変化させて、車両のランプ調光やモータ回転数調節を高精度に行うことができる。車両のランプ調光をＰＷＭ制御する場合であれば、図８に示すように、ＰＷＭ制御信号のデューティー比を徐々に大きくすればランプを徐々に明るくすることができ、逆に、デューティー比を徐々に小さくすればランプを徐々に暗くすることができる。
【０００４】
上述したように、車両のランプ調光をＰＷＭ制御する場合、ＰＷＭ制御信号のデューティー比を変化させることによりランプの点灯あるいは消灯が行なわれるが、一方、ランプを所定の輝度で点灯し続けさせるためには、ＰＷＭ制御信号のデューティー比を所定の値で維持させることが必要となる。ここで、図９（ａ）に示すように、ＰＷＭ制御信号の周波数が過度に低いと、車載の室内灯等の場合、ランプ光のちらつきが乗員の目につき、乗員が視覚的にそのちらつきを認識してしまうという問題点がある。
【０００５】
このため、車載の室内等のランプを調光制御する場合には、図９（ｂ）に示すように、ＰＷＭ制御信号の周波数を高くしてＰＷＭ制御信号のＨ‐Ｌ間の切り替えを、より多く行うことが、ランプ光のちらつきを低減する上で有効である。
【０００６】
上記のようなＰＷＭ出力機能を有するＥＣＵの近くにＡＭラジオを設けると、ＰＷＭ制御の際にＥＣＵにノイズが発生することが確認されており、その要因として、ＥＣＵ内で発生する急峻な電流の増減が挙げられる。すなわち、ＥＣＵ内では、マイクロコンピュータからのＰＷＭ信号がＥＣＵ内の回路を流れ、ランプの調光等に用いられるＰＷＭ制御信号が生成されるが、ＰＷＭ信号が持つ矩形状の形状のため、ＰＷＭ制御信号の生成時には回路で発生する電流が急峻に増減してしまう。その急峻な電流の増減により、ＰＷＭ制御信号の高調波成分の増大を招き、その結果、ＥＣＵの近傍に配置されたＡＭラジオにノイズを引き起こすことになる。
【０００７】
このため、一般的には、マイクロコンピュータからのＰＷＭ信号が持つ矩形状の形状を鈍らせることにより、上記の電流の急峻な増減を緩和させて、電流の急峻な増減に起因するＰＷＭ制御信号の高調波成分の増大を抑制することが行われている。
【特許文献１】特開２０００−１７７４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ＡＭラジオのアンテナ感度や設置位置、さらにはＰＷＭ制御信号に要求される周波数等によっては、上記のＰＷＭ信号の形状を鈍らせる量を大きくする必要があり、その結果、次の問題が新たに生じている。以下、具体的に説明する。図１８は、従来の電子制御ユニット（ＥＣＵ）の構成を示す模式図である。図１８のＥＣＵ１００は、ＰＷＭ出力機能を有しており、ランプ６の調光をＰＷＭ制御することができるものである。
【０００９】
ＥＣＵ１００は、図１８に示すように、マイクロコンピュータ１と、電界効果型トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＦＥＴ）２と、抵抗３及び４と、コンデンサ５と、を備えている。マイクロコンピュータ１は、ＰＷＭ信号生成部１１と、デューティー比設定部１２と、を有しており、ＰＷＭ信号生成部１１はＰＷＭ信号を生成し、ＰＷＭ信号生成部１１により生成されるＰＷＭ信号のデューティー比は、デューティー比設定部１２により適宜設定され、その設定される値は変更可能となっている。マイクロコンピュータ１は、ＰＷＭ信号生成部１１により生成されるＰＷＭ信号をＦＥＴ２のゲート端子に出力することによりＦＥＴ２のスイッチング動作を実行させる。ＥＣＵ１００は、ＦＥＴ２のスイッチング動作によりランプ６の調光をＰＷＭ制御するためのＰＷＭ制御信号を生成し、ランプ６に出力する。
【００１０】
ＦＥＴ２は、ｎＭＯＳ型トランジスタで構成されており、そのドレイン端子がランプ６の一端に接続され、そのソース端子が接地されている。ランプ６の他端は、車載バッテリなど所定の電源電圧＋Ｂに接続されており、ＦＥＴ２のソース端子‐ドレイン端子間に電流が流れることにより、ランプ６に電流が供給されることになる。
【００１１】
ＦＥＴ２のゲート端子は、抵抗３を介して、マイクロコンピュータ１に接続されており、マイクロコンピュータ１からＦＥＴ２のゲート端子にＰＷＭ信号が出力される。ＦＥＴ２は、ゲート端子に印加されるゲート電圧が所定の閾値以上になった場合に、ソース端子‐ドレイン端子間を導通させ、それらの間に電流を流すことができる。
【００１２】
具体的には、マイクロコンピュータ１から出力されるＰＷＭ信号がＨｉｇｈレベルの時には、ＦＥＴ２は導通し、ＦＥＴ２のドレイン端子は接地電圧に接続されてＬｏｗレベルとなる。すなわち、ＥＣＵ１００からのＰＷＭ制御信号はＬｏｗレベルとなり、電源電圧からランプ６に電流が供給されることになる。
【００１３】
一方、ＰＷＭ信号がＬｏｗレベルの時には、ＦＥＴ２は遮断され、ドレイン電圧はＨｉｇｈレベルを維持している。すなわち、ＥＣＵ１００からのＰＷＭ制御信号はＨｉｇｈレベルとなり、電源電圧からランプ６に電流は供給されないことになる。
【００１４】
したがって、マイクロコンピュータ１から出力されるＰＷＭ信号のデューティー比を調節することにより、ランプ６に供給される電流の平均量を変化させることができ、それにより、ランプ６の調光を制御することができる。なお、ＦＥＴ２としては、種々のものを用いることができるが、安価でしかも比較的高い耐電圧性能を持つＭＯＳＦＥＴが好ましい。ＭＯＳＦＥＴであれば、高いＰＷＭ周波数であっても、ＰＷＭ信号のｏｎ／ｏｆｆに追従して、良好なＰＷＭ制御を実現することができる。
【００１５】
さらに、ＥＣＵ１００では、ＦＥＴ２のゲート端子と接地電圧との間に、ＦＥＴ２と並列にコンデンサ５が配置されている。すなわち、コンデンサ５は、マイクロコンピュータ１からＦＥＴ２のゲート端子に至るまでの間に接続されている。以下、コンデンサ５の配置による効果について簡単に説明する。
【００１６】
上述したように、マイクロコンピュータ１は、デューティー比設定部１２により設定されたデューティー比を持つＰＷＭ信号をＰＷＭ信号生成部により生成し、ＦＥＴ２のゲート端子に出力する。ＰＷＭ信号は、図２（ａ）に示したように、ＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルとの間で周期的に変化する矩形状のパルス信号であるが、コンデンサ５の作用によって、ＰＷＭ信号の立ち上がり及び立ち下がりにおける電圧の期間的変化が緩やかになる。すなわち、ＦＥＴ２のゲート電圧の変化が緩やかになり、それに伴って、ＦＥＴ２のソース端子‐ドレイン端子の電流の増減も緩やかになり、この電流の急峻な増減に起因するＰＷＭ制御信号の高調波成分の増大が効果的に抑制されることになる。図２（ａ）に、コンデンサ５を配置しない場合における、図１８中のＡ点、すなわち、ＦＥＴ２のゲート端子に出力されるＰＷＭ信号の波形を、図２（ｂ）に、コンデンサ５を配置した場合における、ＦＥＴ２のゲート端子に出力されるＰＷＭ信号の波形を、図３（ａ）に、コンデンサ５を配置しない場合における、図１８中のＢ点、すなわち、ＥＣＵ１００から出力されるＰＷＭ制御信号の波形を、図３（ｂ）に、コンデンサ５を配置した場合における、ＥＣＵ１００から出力されるＰＷＭ制御信号の波形を、それぞれ示しておく。
【００１７】
上述したコンデンサ５の作用による、ＰＷＭ信号の立ち上がり及び立ち下がり形状を鈍らせる量が大きすぎた場合、図１０（ａ）及び（ｂ）に示したように、ＥＣＵ１００からのＰＷＭ制御信号が完全にＬｏｗレベルまたはＨｉｇｈレベルに達せず、ＰＷＭ制御信号の高調波成分の増大を招いてしまうことがあった。そこで、本実施の形態にかかるＥＣＵ１００ではさらに、以下に述べる処理を実行する。ここでは、ＰＷＭ信号生成部１１により生成されるＰＷＭ信号の条件として、次のものを用いる。
【００１８】
（１）ＰＷＭ周波数    ：４００Ｈｚ
（２）ＰＷＭ分解能    ：２５６ステップ
（３）減光時間        ：２ｓｅｃ
（４）ＰＷＭ信号鈍り量：２０μｓｅｃ
なお、上記の（４）のＰＷＭ信号鈍り量は、図１８のコンデンサ５の容量値及び抵抗４の抵抗値に依存し、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように定義されている。図４（ａ）は、ＰＷＭ信号の立ち下がりの波形を示す拡大図であり、図４（ｂ）は、ＰＷＭ信号の立ち下がりの波形を示す拡大図である。
【００１９】
上記のＰＷＭ信号の（１）のＰＷＭ周波数及び（２）のＰＷＭ分解能の条件の下においては、最小のＨｉｇｈレベル期間（または最小のＬｏｗレベル期間）ｔ１は、次の値となる。
【００２０】
ｔ１＝（１／４００Ｈｚ）／２５６ステップ
＝９．８μｓｅｃ
この場合、通常、ＰＷＭ制御信号を常時Ｈｉｇｈレベルである状態（デューティー比が１００％）からデューティー比を徐々に低下させていく場合、その低下開始時（減光開始時）のデューティー比は上記の最小Ｌｏｗレベル期間ｔ１から開始するが、上記の（４）のＰＷＭ信号鈍り量２０μｓｅｃの条件の下では、最小のＬｏｗレベル期間ｔ１においては、ＰＷＭ信号は完全に立ち下がることはできない。このため、図５（ａ）に示すように、減光開始時では、ＰＷＭ制御信号が完全にＬｏｗレベルに達しないことになる。
【００２１】
同様に、ＰＷＭ制御信号が常時Ｌｏｗレベルである状態（デューティー比が０％）になる直前時（消灯直前）におけるデューティー比では、Ｈｉｇｈレベル期間は上記の最小Ｈｉｇｈレベル期間ｔ１とするが、上記の（４）のＰＷＭ信号鈍り量２０μｓｅｃの条件の下では、ＰＷＭ信号は完全に立ち上がることはできない。このため、図５（ｂ）に示すように、ＰＷＭ制御信号が常時Ｌｏｗレベルである状態（デューティー比が０％）になる直前（消灯直前）においては、ＰＷＭ制御信号が今度は完全にＨｉｇｈレベルに達しないことになる。したがって、いずれの場合においても、ＰＷＭ制御信号は急激に変化することとなり、その高調波成分を増大させてしまう。
【００２２】
このような状況は、上記の（３）の減光時間２ｓｅｃの条件下では、減光開始時及び消灯直前のそれぞれにおける、２ｓｅｃ／２５６ステップ＝７．８ｍｓｅｃの間において継続されることになり、この間、ＡＭラジオにノイズが発生してしまう。この時、ＡＭラジオの受信感度が良くない局を選局中であれば、ＡＭラジオの聴取者にとって不快な音がスピーカーから流れてしまうことになる。
【００２３】
すなわち、図１０（ａ）に示すように、ＰＷＭ制御信号が常時Ｈｉｇｈレベルである状態から、徐々にそのデューティー比を小さくしていく場合、マイクロコンピュータからのＰＷＭ信号の形状を鈍らせる量が過度に大きいとその立ち上がりや立ち下がりが遅れ、図中Ｃで示す箇所では、ＰＷＭ制御信号が完全にＬｏｗレベルに達しない。その結果、ＰＷＭ制御信号の高調波成分を増大させることになり、新たなノイズの発生を招いてしまう。また、その後、図１０（ｂ）に示すように、ＰＷＭ制御信号が常時Ｌｏｗレベルになる状態の直前においては（図中Ｄで示す箇所）、ＰＷＭ制御信号が今度は完全にＨｉｇｈレベルに達しないので、やはりＰＷＭ制御信号の高調波成分の増大を招いてしまい、上記と同様、ノイズ発生を十分に抑制することができない。
【００２４】
上記問題点に鑑み、本発明は、ノイズ発生を効果的に抑制することができるＰＷＭ制御方法及び装置、並びに、調光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】
【００２５】
上記目的を達成するために、本発明にかかるＰＷＭ制御方法は、ＰＷＭ信号のデューティー比を所定の分解能で増減させることによりＰＷＭ制御する場合におけるＰＷＭ信号のデューティー比を制御する方法であって、ＰＷＭ信号のデューティー比におけるハイ期間が前記ＰＷＭ信号の立ち上がり時間よりも短い場合には、前記ＰＷＭ信号のデューティー比の分解能を大きくして前記ハイ期間を前記立ち上がり時間よりも長くし、前記ＰＷＭ信号のデューティー比におけるロウ期間が前記ＰＷＭ信号の立ち下がり時間よりも短い場合には、前記ＰＷＭ信号のデューティー比の分解能を大きくして前記ロウ期間を前記立ち下がり時間よりも長くすることを特徴とする。
【００２６】
上記のＰＷＭ制御方法では、ＰＷＭ信号のデューティー比におけるハイ期間がＰＷＭ信号の立ち上がり時間よりも短い場合には、ＰＷＭ信号のデューティー比の分解能を大きくしてハイ期間を立ち上がり時間よりも長くし、ＰＷＭ信号のデューティー比におけるロウ期間がＰＷＭ信号の立ち下がり時間よりも短い場合には、ＰＷＭ信号のデューティー比の分解能を大きくしてロウ期間を立ち下がり時間よりも長くするように、ＰＷＭ信号が制御される。このため、ＰＷＭ信号の立ち上がり及び立ち下がりが確実に行われることになる。ここで、ＰＷＭ信号の印加によりトランジスタをオン／オフ動作させてＰＷＭ制御信号を発生させる場合でも、トランジスタのオン／オフ動作を確実に行うことができるので、発生されるＰＷＭ制御信号の高調波成分を効果的に抑制することができる。
【００２７】
また、前記ＰＷＭ信号のデューティー比におけるハイ期間が前記ＰＷＭ信号の立ち上がり時間よりも短い場合には、前記ＰＷＭ信号をハイレベルに固定し、前記ＰＷＭ信号のデューティー比におけるロウ期間が前記ＰＷＭ信号の立ち下がり時間よりも短い場合には、前記ＰＷＭ信号をロウレベルに固定するようにしてもよい。
【００２８】
この場合、ＰＷＭ信号の印加によりトランジスタをオン／オフ動作させてＰＷＭ制御信号を発生させる場合でも、トランジスタのオン／オフ動作をより確実に行うことができる。
【００２９】
本発明に係るＰＷＭ制御装置は、所定の分解能で増減可能なデューティー比を持つＰＷＭ信号を生成する生成部と、前記ＰＷＭ信号のデューティー比を設定する設定部と、ゲート端子を有し、前記ＰＷＭ信号が前記ゲート端子に印加されることによりオン／オフ動作し、ＰＷＭ制御信号を発生させるトランジスタと、前記生成部から前記トランジスタの前記ゲート端子に至る経路の途中に配置され、前記ＰＷＭ信号の時間変化率を低下させるコンデンサとを備え、前記設定部は、前記ＰＷＭ信号のデューティー比におけるハイ期間が前記ＰＷＭ信号の立ち上がり時間よりも短い場合には、前記ＰＷＭ信号のデューティー比の分解能を大きくして前記ハイ期間を前記立ち上がり時間よりも長くし、前記ＰＷＭ信号のデューティー比におけるロウ期間が前記ＰＷＭ信号の立ち下がり時間よりも短い場合には、前記ＰＷＭ信号のデューティー比の分解能を大きくして前記ロウ期間を前記立ち下がり時間よりも長くすることを特徴とする。
【００３０】
上記のＰＷＭ制御装置では、ＰＷＭ信号のデューティー比におけるハイ期間がＰＷＭ信号の立ち上がり時間よりも短い場合には、ＰＷＭ信号のデューティー比の分解能を大きくしてハイ期間を立ち上がり時間よりも長くし、ＰＷＭ信号のデューティー比におけるロウ期間がＰＷＭ信号の立ち下がり時間よりも短い場合には、ＰＷＭ信号のデューティー比の分解能を大きくしてロウ期間を立ち下がり時間よりも長くするように、ＰＷＭ信号が制御される。このため、ＰＷＭ信号の立ち上がり及び立ち下がりが確実に行われることになる。その結果、ＰＷＭ信号が印加されるトランジスタのオン／オフ動作が確実に行うことができるので、トランジスタのオン／オフ動作により発生されるＰＷＭ制御信号の高調波成分を効果的に抑制することができる。
【００３１】
また、前記設定部は、前記ＰＷＭ信号のデューティー比におけるハイ期間が前記ＰＷＭ信号の立ち上がり時間よりも短い場合には、前記ＰＷＭ信号をハイレベルに固定し、前記ＰＷＭ信号のデューティー比におけるロウ期間が前記ＰＷＭ信号の立ち下がり時間よりも短い場合には、前記ＰＷＭ信号をロウレベルに固定するようにしてもよい。
【００３２】
この場合、ＰＷＭ信号が印加されるトランジスタのオン／オフ動作がより確実に行うことができるので、トランジスタのオン／オフ動作により発生されるＰＷＭ制御信号の高調波成分をより効果的に抑制することができる。
【００３３】
本発明に係る調光装置は、ランプと、前記ランプにＰＷＭ制御信号を与え、前記ランプの点灯を制御するＰＷＭ制御装置とを含み、前記ＰＷＭ制御装置は、所定の分解能で増減可能なデューティー比を持つＰＷＭ信号を生成する生成部と、前記ＰＷＭ信号のデューティー比を設定する設定部と、ゲート端子を有し、前記ＰＷＭ信号が前記ゲート端子に印加されることによりオン／オフ動作し、前記ＰＷＭ制御信号を発生させるトランジスタと、前記生成部から前記トランジスタの前記ゲート端子に至る経路の途中に配置され、前記ＰＷＭ信号の立ち上がり及び立ち下がり時の時間変化率を低下させるコンデンサとを備え、前記設定部は、前記ランプの減光開始時に、前記ＰＷＭ信号のデューティー比の分解能を大きくして前記ＰＷＭ信号のデューティー比におけるハイ期間を前記ＰＷＭ信号の立ち上がり時間よりも長くし、前記ランプの消灯直前に、前記ＰＷＭ信号のデューティー比の分解能を大きくして前記ＰＷＭ信号のデューティー比におけるロウ期間を前記ＰＷＭ信号の立ち下がり時間よりも長くすることを特徴とする。
【００３４】
上記の調光装置では、ランプの減光開始時に、ＰＷＭ信号のデューティー比の分解能を大きくしてＰＷＭ信号のデューティー比におけるハイ期間をＰＷＭ信号の立ち上がり時間よりも長くし、ランプの消灯直前に、ＰＷＭ信号のデューティー比の分解能を大きくしてＰＷＭ信号のデューティー比におけるロウ期間をＰＷＭ信号の立ち下がり時間よりも長くするように、ＰＷＭ信号が制御される。このため、ＰＷＭ信号の立ち上がり及び立ち下がりが確実に行われることになる。その結果、ＰＷＭ信号が印加されるトランジスタのオン／オフ動作が確実に行うことができるので、トランジスタのオン／オフ動作により発生されるＰＷＭ制御信号の高調波成分を効果的に抑制することができる。したがって、このようなＰＷＭ制御信号をランプに与えることにより、ランプ光のちらつきを抑え、車載の室内灯等の場合であれば、乗員が視覚的にそのちらつきを認識してしまうという問題点を解消することができる。
【００３５】
また、前記設定部は、前記ランプの減光開始時に、前記ＰＷＭ信号をハイレベルに固定し、前記ランプの消灯直前に、前記ＰＷＭ信号をロウレベルに固定するようにしてもよい。
【００３６】
この場合、ＰＷＭ信号が印加されるトランジスタのオン／オフ動作がより確実に行うことができるので、トランジスタのオン／オフ動作により発生されるＰＷＭ制御信号の高調波成分をより効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、ノイズ発生を効果的に抑制することができるＰＷＭ制御方法及び装置、並びに、調光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同一部分には同一符号を付し、図面で同一の符号が付いたものは、説明を省略する場合もある。図１は、本発明の実施の形態にかかる電子制御ユニット（ＥＣＵ）の構成を示す模式図である。図１のＥＣＵ１００は、ＰＷＭ出力機能を有しており、ランプ６の調光をＰＷＭ制御することができるものである。
【００３９】
本実施の形態にかかるＥＣＵ１００は、図１に示すように、マイクロコンピュータ１と、電界効果型トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＦＥＴ）２と、抵抗３及び４と、コンデンサ５と、を備えている。マイクロコンピュータ１は、ＰＷＭ信号生成部１１と、デューティー比設定部１２と、を有しており、ＰＷＭ信号生成部１１はＰＷＭ信号を生成し、ＰＷＭ信号生成部１１により生成されるＰＷＭ信号のデューティー比は、デューティー比設定部１２により適宜設定され、その設定される値は変更可能となっている。また、デューティー比設定部１２には、本発明の特徴部分である、デューティー比の分解能を適宜変更可能な分解能変更部１２１が搭載されており、必要に応じてデューティー比の分解能を変更し、設定する。
【００４０】
マイクロコンピュータ１は、ＰＷＭ信号生成部１１により生成されるＰＷＭ信号をＦＥＴ２のゲート端子に出力することによりＦＥＴ２のスイッチング動作を実行させる。ＥＣＵ１００は、ＦＥＴ２のスイッチング動作によりランプ６の調光をＰＷＭ制御するためのＰＷＭ制御信号を生成し、ランプ６に出力する。
【００４１】
本実施の形態において、ＦＥＴ２は、ｎＭＯＳ型トランジスタで構成されており、そのドレイン端子がランプ６の一端に接続され、そのソース端子が接地されている。ランプ６の他端は、車載バッテリなど所定の電源電圧＋Ｂに接続されており、ＦＥＴ２のソース端子‐ドレイン端子間に電流が流れることにより、ランプ６に電流が供給されることになる。
【００４２】
ＦＥＴ２のゲート端子は、抵抗３を介して、マイクロコンピュータ１に接続されており、マイクロコンピュータ１からＦＥＴ２のゲート端子にＰＷＭ信号が出力される。ＦＥＴ２は、ゲート端子に印加されるゲート電圧が所定の閾値以上になった場合に、ソース端子‐ドレイン端子間を導通させ、それらの間に電流を流すことができる。
【００４３】
本実施の形態においては、具体的には、マイクロコンピュータ１から出力されるＰＷＭ信号がＨｉｇｈレベルの時には、ＦＥＴ２は導通し、ＦＥＴ２のドレイン端子は接地電圧に接続されてＬｏｗレベルとなる。すなわち、ＥＣＵ１００からのＰＷＭ制御信号はＬｏｗレベルとなり、電源電圧からランプ６に電流が供給されることになる。
【００４４】
一方、ＰＷＭ信号がＬｏｗレベルの時には、ＦＥＴ２は遮断され、ドレイン電圧はＨｉｇｈレベルを維持している。すなわち、ＥＣＵ１００からのＰＷＭ制御信号はＨｉｇｈレベルとなり、電源電圧からランプ６に電流は供給されないことになる。
【００４５】
したがって、マイクロコンピュータ１から出力されるＰＷＭ信号のデューティー比を調節することにより、ランプ６に供給される電流の平均量を変化させることができ、それにより、ランプ６の調光を制御することができる。なお、ＦＥＴ２としては、種々のものを用いることができるが、安価でしかも比較的高い耐電圧性能を持つＭＯＳＦＥＴが好ましい。ＭＯＳＦＥＴであれば、高いＰＷＭ周波数であっても、ＰＷＭ信号のｏｎ／ｏｆｆに追従して、良好なＰＷＭ制御を実現することができる。
【００４６】
さらに、本実施の形態にかかるＥＣＵ１００では、ＦＥＴ２のゲート端子と接地電圧との間に、ＦＥＴ２と並列にコンデンサ５が配置されている。すなわち、コンデンサ５は、マイクロコンピュータ１からＦＥＴ２のゲート端子に至るまでの間に接続されている。
【００４７】
次に、本実施の形態にかかるＥＣＵの動作についてさらに説明する。従来技術においては、上述したコンデンサ５の作用による、ＰＷＭ信号の立ち上がり及び立ち下がり形状を鈍らせる量が大きすぎた場合、図１０（ａ）及び（ｂ）に示したように、ＥＣＵ１００からのＰＷＭ制御信号が完全にＬｏｗレベルまたはＨｉｇｈレベルに達せず、ＰＷＭ制御信号の高調波成分の増大を招いてしまうことがあった。そこで、本実施の形態にかかるＥＣＵ１００ではさらに、以下に述べる処理を実行する。ここでも、ＰＷＭ信号生成部１１により生成されるＰＷＭ信号の条件として、次のものを用いる。
【００４８】
（１）ＰＷＭ周波数    ：４００Ｈｚ
（２）ＰＷＭ分解能    ：２５６ステップ
（３）減光時間        ：２ｓｅｃ
（４）ＰＷＭ信号鈍り量：２０μｓｅｃ
図１１は、上記の（２）のＰＷＭ分解能と上記の（３）の減光時間との関係を示す図である。まず、図１１（ａ）に示すように、減光時間２ｓｅｃをＰＷＭ分解能２５６ステップで割ると、１分解能あたり７．８ｍｓｅｃとなる。一方、上記の（１）のＰＷＭ周波数が４００Ｈｚであることから、繰り返し周期は２．５ｍｓｅｃ（１／４００Ｈｚ）である。したがって、図１１（ｂ）に示すように、７．８ｍｓｅｃ／１分解能内で繰り返し周期２．５ｍｓｅｃは３周期繰り返され、０．３ｍｓｅｃ余ることになる。
【００４９】
ここで、上記の余りの処理方法としては、例えば、以下のものが挙げられる。
【００５０】
（ａ）１分解能あたり７．５ｍｓｅｃとし、減光時間を１．９ｓｅｃ（７．５ｍｓｅｃ×２５６）に変更する。
【００５１】
（ｂ）繰り返し周期を２．６ｍｓｅｃとし、ＰＷＭ周波数を３８５Ｈｚ（１／０．００２６）に変更する。
【００５２】
例えば、上記の（ａ）のように減光時間を変更、調整させた場合、図１１（ｃ）に示すように、繰り返し周期２．５ｍｓｅｃをＰＷＭ分解能２５６ステップで割ると、１分解能あたり９．８μｓｅｃとなる。すなわち、上記のＰＷＭ信号の（１）のＰＷＭ周波数及び（２）のＰＷＭ分解能の条件の下においては、最小のＨｉｇｈレベル期間（または最小のＬｏｗレベル期間）ｔ１は、次の値となる。      
ｔ１＝（１／４００Ｈｚ）／２５６ステップ
＝９．８μｓｅｃ
【００５３】
本実施の形態では、ランプの減光開始時及び消灯直前におけるＰＷＭ信号のデューティー比を制御することにより、ＰＷＭ制御信号が、減光開始時においては確実にＬｏｗレベルに達するようにし、消灯直前においては確実にＨｉｇｈレベルに達するようにし、そうすることにより、ＰＷＭ制御信号の高調波成分の増大を抑え、ノイズ発生を効果的に抑制する。
【００５４】
本実施の形態にかかるＰＷＭ制御方法においては、減光開始時のＰＷＭ信号のデューティー比のＬｏｗレベル期間を上記の最小Ｌｏｗレベル期間ｔ１よりも長くなるように設定されている。具体的には、減光開始時のＬｏｗレベル期間が上記の（４）のＰＷＭ信号鈍り量２０μｓｅｃより長ければ良い。このようにＬｏｗレベル期間を設定することにより、減光開始時において、ＰＷＭ信号は完全に立ち下げることができる。このため、減光開始時におけるＰＷＭ制御信号は完全にＬｏｗレベルに達することになる。図６は、この点を模式的に示した図である。具体的には、図６（ａ）に示すように、減光開始時におけるＬｏｗレベル期間ＬＴ１１（最小Ｌｏｗレベル期間ｔ１）とＨｉｇｈレベル期間ＨＴ１２のデューティー比の設定では、完全にＬｏｗレベルに達することができなかったＰＷＭ制御信号が、図６（ｂ）に示すように、Ｌｏｗレベル期間ＬＴ２１（ＬＴ２１＞ＬＴ１１）とＨｉｇｈレベル期間ＨＴ２２（ＨＴ２２＜ＨＴ１２）のデューティー比の設定により、完全にＬｏｗレベルに達することができるようになる。
【００５５】
同様に、本実施の形態にかかるＰＷＭ制御方法においては、消灯直前のＰＷＭ信号のデューティー比のＨｉｇｈレベル期間を上記の最小Ｈｉｇｈレベル期間ｔ１よりも長くなるように設定されている。具体的には、消灯直前のＨｉｇｈレベル期間が上記の（４）のＰＷＭ信号鈍り量２０μｓｅｃより長ければ良い。このようにＨｉｇｈレベル期間を設定することにより、消灯直前において、ＰＷＭ信号は完全に立ち上げることができる。このため、消灯直前におけるＰＷＭ制御信号は完全にＨｉｇｈレベルに達することになる。図７は、この点を模式的に示した図である。具体的には、図７（ａ）に示すように、消灯直前におけるＨｉｇｈレベル期間ＨＴ３１（最小Ｈｉｇｈレベル期間ｔ１）とＬｏｗレベル期間ＬＴ３２のデューティー比の設定では、完全にＨｉｇｈレベルに達することができなかったＰＷＭ制御信号が、図７（ｂ）に示すように、Ｈｉｇｈレベル期間ＨＴ４１（ＨＴ４１＞ＨＴ３１）とＬｏｗレベル期間ＬＴ４２（ＬＴ４２＜ＬＴ３２）のデューティー比の設定により、完全にＨｉｇｈレベルに達することができるようになる。
【００５６】
次に、本実施の形態の分解能変更部１２１の動作について具体例を用いて説明する。ここでは、上記（ｂ）の処理方法を採用し、繰り返し周期を２．６ｍｓｅｃとする。また、上記の最小のＨｉｇｈレベル期間（または最小のＬｏｗレベル期間）ｔ１を１０μｓｅｃとする。
【００５７】
図１２は、分解能変更部１２１の停止時における、ランプの減光開始時のＰＷＭ信号及びＰＷＭ制御信号のタイミングチャートであり、（ａ）は、そのＰＷＭ信号のタイミングチャートであり、（ｂ）は、そのＰＷＭ制御信号のタイミングチャートである。また、図１３は、分解能変更部１２１の停止時における、ランプの消灯直前のＰＷＭ信号及びＰＷＭ制御信号のタイミングチャートであり、（ａ）は、そのＰＷＭ信号のタイミングチャートであり、（ｂ）は、そのＰＷＭ制御信号のタイミングチャートである。
【００５８】
図１２に示すように、減光開始時の最初の２ステップでは、ＰＷＭ制御信号が完全にＬｏｗレベルに立ち下がっていない。同様に、図１３に示すように、消灯直前の最後の２ステップでは、ＰＷＭ制御信号が完全にＨｉｇｈレベルに立ち上がっていない。
【００５９】
図１４は、分解能変更部１２１の動作時における、ランプの減光開始時のＰＷＭ信号及びＰＷＭ制御信号のタイミングチャートであり、（ａ）は、そのＰＷＭ信号のタイミングチャートであり、（ｂ）は、そのＰＷＭ制御信号のタイミングチャートである。また、図１５は、分解能変更部１２１の動作時における、ランプの消灯直前のＰＷＭ信号及びＰＷＭ制御信号のタイミングチャートであり、（ａ）は、そのＰＷＭ信号のタイミングチャートであり、（ｂ）は、そのＰＷＭ制御信号のタイミングチャートである。
【００６０】
図１４及び１５の場合では、分解能変更部１２１の動作により、減光開始時の最初の２ステップ及び消灯直前の最後の２ステップのそれぞれの分解能を変更し、ＰＷＭ信号のＬｏｗレベル期間及びＨｉｇｈレベル期間を３０μｓｅｃとしている。この分解能の変更により、図１４に示すように、減光開始時の最初の２ステップにおいても、ＰＷＭ制御信号が完全にＬｏｗレベルに立ち下がり、同様に、図１５に示すように、消灯直前の最後の２ステップにおいても、ＰＷＭ制御信号は完全にＨｉｇｈレベルに立ち上がっている。
【００６１】
図１６は、分解能変更部１２１の動作時における、ランプの減光開始時のＰＷＭ信号及びＰＷＭ制御信号のタイミングチャートであり、（ａ）は、そのＰＷＭ信号のタイミングチャートであり、（ｂ）は、そのＰＷＭ制御信号のタイミングチャートである。また、図１７は、分解能変更部１２１の動作時における、ランプの消灯直前のＰＷＭ信号及びＰＷＭ制御信号のタイミングチャートであり、（ａ）は、そのＰＷＭ信号のタイミングチャートであり、（ｂ）は、そのＰＷＭ制御信号のタイミングチャートである。
【００６２】
図１６及び１７の場合では、分解能変更部１２１の動作により、減光開始時の最初の２ステップ及び消灯直前の最後の２ステップのそれぞれの分解能を変更し、ＰＷＭ信号をＬｏｗレベル及びＨｉｇｈレベルに固定している。この分解能の変更により、図１６に示すように、減光開始時の最初の２ステップにおいて、ＰＷＭ制御信号はＨｉｇｈレベルに固定され、同様に、図１７に示すように、消灯直前の最後の２ステップにおいて、ＰＷＭ制御信号はＬｏｗレベルに固定される。
【００６３】
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、ＰＷＭ制御信号の減光開始時及び消灯直前におけるＰＷＭ信号のデューティー比を制御することにより、ＰＷＭ制御信号が、減光開始時においては確実にＬｏｗレベルに達するようにし、消灯直前においては確実にＨｉｇｈレベルに達するようにすることができる。このため、ＰＷＭ制御信号の高調波成分の増大を抑え、ノイズ発生を効果的に抑制することができる。
【００６４】
本実施の形態においては、ＰＷＭ制御信号を、常時Ｈｉｇｈレベルである状態からデューティー比を徐々に低下させ、常時Ｌｏｗレベルである状態（デューティー比が０％）に至るまでにおける、ＰＷＭ信号のデューティー比の制御について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。ＰＷＭ制御信号を、常時Ｌｏｗレベルである状態からデューティー比を徐々に上昇させ、常時Ｈｉｇｈレベルである状態に至るまでにおける、ＰＷＭ信号のデューティー比の制御についても同様に適用可能である。
【００６５】
今回開示した本発明の実施の形態は、例示であってこれに限定されるものではない。本発明の範囲は開示した内容ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態にかかる電子制御ユニットの構成を示す模式図である。
【図２】図１８のＡ点におけるＰＷＭ信号の波形を示す図である。
【図３】図１８のＢ点におけるＰＷＭ制御信号の波形を示す図である。
【図４】ＰＷＭ信号の鈍り量を説明する図である。
【図５】ＰＷＭ信号の鈍り量と最小Ｌｏｗレベル期間または最小Ｈｉｇｈレベル期間との関係を示す図である。
【図６】図１８のＢ点におけるＰＷＭ制御信号の波形を示す図である。
【図７】図１８のＢ点におけるＰＷＭ制御信号の波形を示す図である。
【図８】従来のＰＷＭ制御信号の波形を示す図である。
【図９】従来のＰＷＭ制御信号の波形を示す図である。
【図１０】従来のＰＷＭ制御信号の波形を示す図である。
【図１１】ＰＷＭ分解能と減光時間との関係を示す図である。
【図１２】ランプの減光開始時のＰＷＭ信号及びＰＷＭ制御信号のタイミングチャートである。
【図１３】ランプの消灯直前のＰＷＭ信号及びＰＷＭ制御信号のタイミングチャートである。
【図１４】ランプの減光開始時のＰＷＭ信号及びＰＷＭ制御信号のタイミングチャートである。
【図１５】ランプの消灯直前のＰＷＭ信号及びＰＷＭ制御信号のタイミングチャートである。
【図１６】ランプの減光開始時のＰＷＭ信号及びＰＷＭ制御信号のタイミングチャートである。
【図１７】ランプの消灯直前のＰＷＭ信号及びＰＷＭ制御信号のタイミングチャートである。
【図１８】従来の電子制御ユニットの構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  マイクロコンピュータ
２  ＦＥＴ
３、４  抵抗
５  コンデンサ
６  ランプ
１１  ＰＷＭ信号生成部
１２  デューティー比設定部
１００  ＥＣＵ
１２１  分解能変更部
【図１】
0004840328.tif 000002
【図２】
0004840328.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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