(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの回転により発電する発電機のコイルから出力される交流電流の通電を制御して車両用のＬＥＤランプを駆動する車両用ランプ駆動装置であって、
前記コイルの中間部に接続され、前記コイルから出力される負側の電流が少なくとも前記ＬＥＤランプを含む第１の負荷に供給される第１の供給経路と、
前記コイルの一端に接続され、前記コイルから出力される負側の電流が前記第１の負荷とは異なる第２の負荷に供給される第２の供給経路と、
前記コイルの一端に接続され、前記コイルから出力される正側の電流が前記第１および第２の負荷とは異なる第３の負荷に供給される第３の供給経路と、
を有し、
前記第１の供給経路の通電タイミングを制御する点灯制御部と、
前記第２の供給経路の通電するタイミングを制御する負荷駆動部と、
を備える車両用ランプ駆動装置。
【請求項２】
前記点灯制御部は、第１のタイミングで前記第１の供給経路に通電して前記コイルの中間部から出力される負側の電流を前記第１の負荷に供給し、
前記負荷駆動部は、前記第１のタイミングとは異なる第２のタイミングで前記第２の供給経路に通電して前記コイルの一端から出力される負側の電流を前記第２の負荷に供給する、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用ランプ駆動装置。
【請求項３】
前記第２のタイミングは、前記第１のタイミングよりも遅いタイミングであることを特徴とする、請求項２に記載の車両用ランプ駆動装置。
【請求項４】
前記ＬＥＤランプは、直列接続された第１のＬＥＤランプ及び第２のＬＥＤランプを備え、
前記第２のタイミングは、前記第１のＬＥＤランプ及び前記第２のＬＥＤランプが点灯している状態において、前記第１のタイミングよりも遅いタイミングであることを特徴とする、請求項２又は３に記載の車両用ランプ駆動装置。
【請求項５】
エンジンの回転により発電する発電機のコイルから、車両用のＬＥＤランプと前記ＬＥＤランプとは異なる負荷とに対する電流供給を制御する制御方法であって、
前記コイルから出力される交流電流のうち、前記コイルの中間部から出力される負側の電流を少なくとも前記ＬＥＤランプを含む第１の負荷に第１のタイミングで供給する点灯制御ステップと、
前記交流電流のうち、前記コイルの一端から出力される負側の電流を前記第１の負荷とは異なる第２の負荷に前記第１のタイミングよりも遅い第２のタイミングで供給する負荷駆動ステップと、
を含み、
前記点灯制御ステップは、前記ＬＥＤランプに設けられている第１の供給経路に並列に接続されたコンデンサの電圧と所定の第１の閾値との差分値を算出し、当該算出した前記差分値と所定の三角波の電圧値との比較結果に基づいて前記第１のタイミングを決定し、
前記負荷駆動ステップは、前記第１の供給経路とは異なる第２の供給経路に並列に接続されたコンデンサの電圧と第２の閾値との差分値を算出し、当該算出した差分値と前記三角波の電圧値との比較結果に基づいて前記第２のタイミングを決定する、
ことを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ランプ駆動装置及びその制御方法に関する。
本願は、２０１８年３月２９日に、日本に出願された特願２０１８−０６５１９１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、二輪車において、エンジンに連動して回転する発電機により出力される交流電流を用いてバッテリを充電すると共に、ヘッドランプを点灯させる車両用ランプ駆動装置が開示されている。具体的には、車両用ランプ駆動装置は、発電機により出力される交流電流のうち、正側の電流（以下、「正側電流」という。）でバッテリを充電し、負側の電流（以下、「負側電流」という。）でヘッドランプを点灯させる。【０００３】
このヘッドランプとしては主にバルブランプが使用されているが、バルブランプは消費電力が大きいという問題がある。そこで、現在では、バルブランプよりも消費電力が低いＬＥＤ（light emitting diode：発光ダイオード）をヘッドライトに使用することが提案されている。【０００４】
ただし、ヘッドランプとしてＬＥＤを使用することで負側電流の消費は削減されたとしても、正側電流の消費は削減されない。そのため、正側電流と負側電流とで同一の交流電流を出力するという発電機の特性上、正側電流及び負側電流の双方で消費を削減できなければ発電機の出力を低減することができず、そのことが発電機の小型化を図る妨げになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国特許第４２６３５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、発明者らは、ヘッドランプとしてＬＥＤを使用するとともに、二輪車に用いられる電装品のうち、正側電流で駆動している電装品、すなわちバッテリが負担している負荷（バッテリ負荷）の一部を、負側電流で駆動させることで、正側電流及び負側電流の双方の電流を削減するという着想を得た。【０００７】
ところで、ＬＥＤは電流により明るさが決まる定電圧素子であるため、電流制御による点灯が基本である。ＬＥＤを直列に接続したヘッドライトの場合、所謂ハイビームとロービームでは、ＬＥＤの直列数が異なるため、この切り替えにより、ヘッドライトの電圧に変化が生じる。【０００８】
ＬＥＤの特性（定電圧素子の特性）上、ＬＥＤに電力を供給している間は、発電機の出力電圧は、このヘッドライトの電圧に拘束される。一方、バッテリ負荷は定電流素子であるため電圧制御が必要となる。そのため、ＬＥＤヘッドライトを負側電流で駆動する場合、発電機の負側出力電圧は、ヘッドライトの状態により変化かつ拘束されてしまい、単純にバッテリ負荷を負側出力で駆動させることが出来ない場合がある。【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ＬＥＤヘッドライトを負側電流で駆動しつつ、バッテリ負荷をも負側電流で駆動することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、エンジンの回転により発電する発電機のコイルから出力される交流電流の通電を制御して車両用のＬＥＤランプを駆動する車両用ランプ駆動装置であって、前記コイルの中間部に接続され、前記コイルから出力される負側の電流が少なくとも前記ＬＥＤランプを含む第１の負荷に供給される第１の供給経路と、前記コイルの一端に接続され、前記コイルから出力される負側の電流が前記第１の負荷とは異なる第２の負荷に供給される第２の供給経路と、前記コイルの一端に接続され、前記コイルから出力される正側の電流が前記第１および第２の負荷とは異なる第３の負荷に供給される第３の供給経路と、を有し、前記第１の供給経路の通電タイミングを制御する点灯制御部と、前記第２の供給経路の通電するタイミングを制御する負荷駆動部と、を備える車両用ランプ駆動装置である。【００１１】
本発明の一態様は、上述した車両用ランプ駆動装置であって、前記点灯制御部は、第１のタイミングで前記第１の供給経路に通電して前記コイルの中間部から出力される負側の電流を前記第１の負荷に供給し、前記負荷駆動部は、前記第１のタイミングとは異なる第２のタイミングで前記第２の供給経路に通電して前記コイルの一端から出力される負側の電流を前記第２の負荷に供給する。【００１２】
本発明の一態様は、上述した車両用ランプ駆動装置であって、前記第２のタイミングは、前記第１のタイミングよりも遅いタイミングである。【００１３】
本発明の一態様は、上述した車両用ランプ駆動装置であって、  前記ＬＥＤランプは、直列接続された第１のＬＥＤランプ及び第２のＬＥＤランプを備え、前記第２のタイミングは、前記第１のＬＥＤランプ及び前記第２のＬＥＤランプが点灯している状態において、前記第１のタイミングよりも遅いタイミングである。【００１４】
本発明の一態様は、エンジンの回転により発電する発電機のコイルから、車両用のＬＥＤランプと前記ＬＥＤランプとは異なる負荷とに対する電流供給を制御する制御方法であって、前記コイルから出力される交流電流のうち、前記コイルの中間部から出力される負側の電流を少なくとも前記ＬＥＤランプを含む第１の供給経路負荷に第１のタイミングで供給する点灯制御ステップと、前記交流電流のうち、前記コイルの一端から出力される負側の電流を前記第１の負荷とは異なる第２の負荷に前記第１のタイミングよりも遅い第２のタイミングで供給する負荷駆動ステップと、を含み、前記点灯制御ステップは、前記ＬＥＤランプに設けられている第１の供給経路に並列に接続されたコンデンサの電圧と所定の第１の閾値との差分値を算出し、当該算出した前記差分値と所定の三角波の電圧値との比較結果に基づいて前記第１のタイミングを決定し、前記負荷駆動ステップは、前記第１の供給経路とは異なる第２の供給経路に並列に接続されたコンデンサの電圧と第２の閾値との差分値を算出し、当該算出した差分値と前記三角波の電圧値との比較結果に基づいて前記第２のタイミングを決定する、ことを特徴とする制御方法である。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、ＬＥＤヘッドライトを負側電流で駆動しつつ、バッテリ負荷をも負側電流で駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用ランプ駆動装置３を備えた車両用ランプ点灯システム１の概略構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る車両用ランプ駆動装置３のタイミングチャートである。
【図３】本発明の一実施形態に係るコイルＬから、ＬＥＤランプ装置５とＬＥＤランプ装置５とは異なる第２の負荷６とに対する電力供給を制御する制御方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態に係る車両用ランプ駆動装置を、図面を用いて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用ランプ駆動装置３を備えた車両用ランプ点灯システム１の概略構成の一例を示す図である。
図１に示すように、車両用ランプ点灯システム１は、発電機（ＡＣＧ：Ａlternａting Current Generａtor）２、車両用ランプ駆動装置３、第１の負荷であるＬＥＤランプ装置５、第２の負荷６、抵抗８、及び第３の負荷３０を備える。この第３の負荷３０は、バッテリ４及び負荷９を備える。なお、ＬＥＤランプ装置５は、本発明の「ＬＥＤランプ」の一例である。ここで、本実施形態では、第１の負荷は、ＬＥＤランプ装置５である場合について説明するが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明の第１の負荷は、第２の負荷６及び第３の負荷３０とは異なる負荷であって、少なくともＬＥＤランプ装置５を含んでいればよい。
【００１９】
発電機２は、交流発電機であり、車両等のエンジンの回転により交流電流を発電する。
より具体的には、発電機２は、中間タップ（中間部）ｃを備えたコイルＬを有する。そして、発電機２は、エンジンの回転によりコイルＬの一端ａから交流電流Ｗ１を出力し、中間タップｃから交流電流Ｗ１と同位相の交流電流Ｗ２を出力する。なお、コイルＬの一端ａ及び中間タップｃは、それぞれ車両用ランプ駆動装置３に接続されている。また、コイルＬの他端ｂは、ＧＮＤに接続されている。
【００２０】
車両用ランプ駆動装置３は、エンジン（不図示）の回転により発電する発電機２の交流電流のうち、正側の電流（以下、「正側電流」という。）によりバッテリ４を充電する。また、車両用ランプ駆動装置３は、上記交流電流のうち、負側の電流（以下、「負側電流」という。）で車両用のＬＥＤランプ装置５を点灯させる。このように、車両用ランプ駆動装置３は、上記エンジンの回転により発電する発電機２のコイルから出力される交流電流の通電を制御してＬＥＤランプ装置５を駆動する。
さらに、車両用ランプ駆動装置３は、この負側電流を用いて、第２の負荷６を駆動する。
【００２１】
この車両用ランプ駆動装置３は、第１の電源端子ＣＨが発電機２におけるコイルＬの一端ａに接続されており、第２の電源端子ＣＬがコイルＬの中間部ｃに接続されている。
【００２２】
車両用ランプ駆動装置３は、バッテリ端子ＢＴがバッテリ４に接続されており、ランプ端子ＬＡがＬＥＤランプ装置５に接続されている。
【００２３】
バッテリ４は、二輪車等の車両に搭載されている。バッテリ４は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、バッテリ４は、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることもできる。
【００２４】
ＬＥＤランプ装置５は、ＬＥＤ（light emitting diode：発光ダイオード）を光源とした車両のヘッドランプである。
ＬＥＤランプ装置５は、第１のＬＥＤランプ５１、第２のＬＥＤランプ５２、及びスイッチ５３を備える。
【００２５】
第１のＬＥＤランプ５１は、カソードがランプ端子ＬＡに接続され、アノード側が第２のＬＥＤランプ５２のカソードに接続されている。
第２のＬＥＤランプ５２のアノードは、制限抵抗である抵抗８を介してＧＮＤに接続されている。このように、第１のＬＥＤランプ５１及び第２のＬＥＤランプ５２は、ランプ端子ＬＡとＧＮＤとの間において、互いに直列に接続されている。
【００２６】
スイッチ５３は、第２のＬＥＤランプ５２に対して並列に接続されている。このスイッチ５３は、ＬＥＤランプ装置５をハイビーム又はロービームに切り換えるスイッチであり、使用者（例えば、運転者）に操作される。具体的には、使用者がスイッチ５３をオン状態に制御することにより第２のＬＥＤランプ５２のカソードとアノードとの間が短絡される。これにより、第１のＬＥＤランプ５１のみが点灯することになり、所謂ロービームとなる。一方、使用者がスイッチ５３をオフ状態に制御することにより第１のＬＥＤランプ５１及び第２のＬＥＤランプ５２が点灯することになり、所謂ハイビームとなる。
【００２７】
第２の負荷６は、車両用ランプ駆動装置３の負荷端子ＲＡに接続されている。この第２の負荷６は、コイルＬの一端ａから出力される負側電流により駆動される負荷である。この第２の負荷６は、従来において、バッテリが負担していた負荷（バッテリ負荷）の一部である。このバッテリ負荷とは、ＬＥＤランプ装置５以外の車両の電装品であって、例えば、ストップランプや、ヒータ等の負荷である。
【００２８】
負荷９は、車両用ランプ駆動装置３に接続されている。この負荷９は、コイルＬの一端ａから出力される正側電流により駆動される負荷である。負荷９は、例えば、バッテリ駆動の電装品である。
【００２９】
次に、本発明の一実施形態に係る車両用ランプ駆動装置３の構成について、具体的に説明する。
【００３０】
車両用ランプ駆動装置３は、第１のコンデンサ７、第１のサイリスタ１０、第２のサイリスタ１１、第２のコンデンサ１２、第３のサイリスタ１３、及び通電制御部１４を備える。
【００３１】
第１のコンデンサ７は、第２の負荷６に並列に接続されている。この第１のコンデンサ７は、コイルＬの一端ａから出力される負側電流を蓄電し、第２の負荷６を安定に駆動させるためのものである。
【００３２】
第１のサイリスタ１０は、第１の電源端子ＣＨとバッテリ端子ＢＴとの間の電源ラインに接続されており、通電制御部１４から出力された第１の制御信号に基づいて、オン状態又はオフ状態となる。具体的には、第１のサイリスタ１０は、アノードが第１の電源端子ＣＨに接続されており、カソードがバッテリ端子ＢＴに接続されている。また、第１のサイリスタ１０のゲートは、通電制御部１４に接続されている。
【００３３】
第１のサイリスタ１０は、ゲートに通電制御部１４からの第１の制御信号が入力すると、アノードとカソードとの間がオン状態となる。そのため、第１のサイリスタ１０は、第１の電源端子ＣＨに入力した交流電流Ｗ１を半波整流し、正側電流のみを出力する。
【００３４】
第２のサイリスタ１１は、第２の電源端子ＣＬとランプ端子ＬＡとの間に接続されており、通電制御部１４から出力された第２の制御信号に基づいて、オン状態又はオフ状態となる。具体的には、第２のサイリスタ１１は、アノードがランプ端子ＬＡに接続されており、カソードが第２の電源端子ＣＬを介してコイルＬの中間タップｃに接続されている。
また、第２のサイリスタ１１のゲートは、通電制御部１４に接続されている。
【００３５】
第２のサイリスタ１１は、ゲートに通電制御部１４からの第２の制御信号が入力すると、アノードとカソードとの間がオン状態となる。そのため、第２のサイリスタ１１は、コイルＬの中間タップｃから出力される交流電流Ｗ２を半波整流して、交流電流Ｗ２の負側電流のみをＬＥＤランプ装置５に出力する。
【００３６】
第２のコンデンサ１２は、ランプ端子ＬＡ及びＧＮＤの間に接続されている。具体的には、第２のコンデンサ１２は、一端がＬＥＤランプ装置５のカソード側に接続され、他端がＧＮＤに接続されている。この第２のコンデンサ１２は、交流電流Ｗ２の負側電流を、ＬＥＤランプ装置５を点灯させるための電流として蓄積する。すなわち、第２のコンデンサ１２は、交流電流Ｗ２が正側である場合には、交流電流Ｗ２が負側のときに蓄積した電流を車両用ランプ駆動装置３に供給する。これにより、交流電流Ｗ２として正側の電流が中間タップｃから供給される期間であっても、ＬＥＤランプ装置５を点灯させることができる。
【００３７】
第３のサイリスタ１３は、第１の電源端子ＣＨと負荷端子ＲＡとの間に接続されており、通電制御部１４から出力された第３の制御信号に基づいて、オン状態又はオフ状態となる。具体的には、第３のサイリスタ１３は、アノードが負荷端子ＲＡに接続されており、カソードが第１の電源端子ＣＨを介してコイルの一端ａに接続されている。また、第３のサイリスタ１３のゲートは、通電制御部１４に接続されている。
【００３８】
第３のサイリスタ１３は、ゲートに通電制御部１４からの第３の制御信号が入力すると、アノードとカソードとの間がオン状態となる。そのため、第３のサイリスタ１３は、コイルＬの一端ａから出力される交流電流Ｗ１を半波整流して、交流電流Ｗ１の負側電流のみを第２の負荷６及び第１のコンデンサ７に出力する。
【００３９】
通電制御部１４は、交流電流Ｗ１の極性を検出し、その検出した極性に応じて、第１のサイリスタ１０、第２のサイリスタ１１及び第３のサイリスタ１３のそれぞれをオン状態又はオフ状態に制御する。以下に、通電制御部１４の構成について、具体的に説明する。
【００４０】
通電制御部１４は、ダイオード１５、第３のコンデンサ１６、三角波発生回路１７、バッテリ充電制御部１８、点灯制御部１９、及び負荷駆動部２０を備える。
【００４１】
ダイオード１５は、逆流防止用のダイオードであって、アノードがバッテリ端子ＢＴに接続され、カソードが第３のコンデンサ１６の一端に接続されている。
【００４２】
第３のコンデンサ１６は、一端が負荷９に接続され、他端がＧＮＤに接続されている。第３のコンデンサ１６は、負荷９に出力される電流を平滑し、また、バッテリが外れた際に一時的に第２の負荷の駆動を継続するコンデンサである。
【００４３】
三角波発生回路１７は、第１の電源端子ＣＨに接続されている。三角波発生回路１７は、発電機２におけるコイルＬの一端ａから出力された交流電流Ｗ１の電圧（交流電圧）ＶＡＣを取得する。そして、三角波発生回路１７は、その交流電圧ＶＡＣの各周期に対応した三角波Ｖｗ１及び三角波Ｖｗ２を生成する。
【００４４】
三角波Ｖｗ１は、交流電圧ＶＡＣの正の半周期に対応した電圧信号である。具体的には、三角波Ｖｗ１は、交流電圧ＶＡＣが負の電圧から正の電圧に切り替わるときのゼロ点のタイミングでゆるやかに立ち上がる。そして、三角波Ｖｗ１は、交流電圧ＶＡＣが正の電圧から負の電圧に切り替わるときのゼロ点で電圧がピークとなり急峻に立ち下がる、所謂鋸波形の電圧信号である。ただし、交流電圧ＶＡＣが負の半周期である場合には、三角波Ｖｗ１は０Ｖの信号である。なお、上記ピークの電圧は、すべて同一の値である。
【００４５】
三角波Ｖｗ２は、交流電圧ＶＡＣの負の半周期に対応した電圧信号である。具体的には、三角波Ｖｗ２は、交流電圧ＶＡＣが正の電圧から負の電圧に切り替わるときのゼロ点のタイミングでゆるやかに立ち上がる。そして、三角波Ｖｗ２は、交流電圧ＶＡＣが負の電圧から正の電圧に切り替わるときのゼロ点で電圧がピークとなり急峻に立ち下がる、所謂鋸波形の電圧信号である。ただし、交流電圧ＶＡＣが正の半周期である場合には、三角波Ｖｗ２は０Ｖの信号である。このように、三角波Ｖｗ１と三角波Ｖｗ２とは、互いに交流電圧ＶＡＣの半周期分位相がずれている信号となる。なお、上記ピークの電圧は、すべて同一の値である。
【００４６】
三角波発生回路１７は、生成した三角波Ｖｗ１をバッテリ充電制御部１８に出力する。
また、三角波発生回路１７は、生成した三角波Ｖｗ２を点灯制御部１９及び負荷駆動部２０に出力する。
【００４７】
バッテリ充電制御部１８は、バッテリ端子ＢＴの電圧（以下、「バッテリ電圧」という。）ＶＢＴを検出する。例えば、バッテリ充電制御部１８は、第３のコンデンサ１６の一端に接続され、当該一端の電圧を取得することで、バッテリ電圧ＶＢＴを取得する。そして、バッテリ充電制御部１８は、バッテリ電圧ＶＢＴと予め設定された目標電圧Ｖｔｈ１とを比較し、その差分電圧ΔＶ１（バッテリ電圧ＶＢＴ−目標電圧Ｖｔｈ１）を生成する。
バッテリ充電制御部１８は、生成した差分電圧ΔＶ１と三角波Ｖｗ１とを比較し、その比較結果に基づいて第１の制御信号を生成して、第１のサイリスタ１０のゲートに出力する。具体的には、バッテリ充電制御部１８は、差分電圧ΔＶ１と三角波Ｖｗ１とを比較し、三角波Ｖｗ１が差分電圧ΔＶ１を上回る期間においてＨレベルとなる第１の制御信号を生成して第１のサイリスタ１０のゲートに出力する。
【００４８】
点灯制御部１９は、第２のコンデンサ１２の一端の電圧（以下、「ＬＥＤ電圧」という。）ＶＬを検出する。点灯制御部１９は、ＬＥＤ電圧ＶＬと予め設定された目標電圧Ｖｔｈ２とを比較し、その差分電圧ΔＶ２（ＬＥＤ電圧ＶＬ−目標電圧Ｖｔｈ２）を生成する。点灯制御部１９は、生成した差分電圧ΔＶ２と三角波Ｖｗ２とを比較し、その比較結果に基づいて第２の制御信号を生成して、第２のサイリスタ１１のゲートに出力する。具体的には、点灯制御部１９は、差分電圧ΔＶ２と三角波Ｖｗ２とを比較し、三角波Ｖｗ２が差分電圧ΔＶ２を上回る期間においてＨレベルとなる第２の制御信号を生成して第２のサイリスタ１１のゲートに出力する。
【００４９】
負荷駆動部２０は、第１のコンデンサ７の一端の電圧（以下、「負荷電圧」という。）ＶＲを検出する。負荷駆動部２０は、負荷電圧ＶＲと予め設定された目標電圧Ｖｔｈ３とを比較し、その差分電圧ΔＶ３（負荷電圧ＶＲ−目標電圧Ｖｔｈ３）を生成する。負荷駆動部２０は、生成した差分電圧ΔＶ３と三角波Ｖｗ２とを比較し、その比較結果に基づいて第３の制御信号を生成して、第３のサイリスタ１３のゲートに出力する。具体的には、負荷駆動部２０は、差分電圧ΔＶ３と三角波Ｖｗ２とを比較し、三角波Ｖｗ２が差分電圧ΔＶ３を上回る期間においてＨレベルとなる第３の制御信号を生成して第３のサイリスタ１３のゲートに出力する。
【００５０】
ここで、図２を用いて第２の制御信号と第３の制御信号とについて説明する。図２は、実施形態に係る車両用ランプ駆動装置３のタイミングチャートである。図２に示すように、差分電圧ΔＶ２は、差分電圧ΔＶ３よりも低い値に設定される。したがって、第３の制御信号は、第２の制御信号よりも遅れて生成される。すなわち、第３の制御信号の立ち上がりは、第２の制御信号の立ち上がりよりも所定時間遅れている。この所定時間とは、例えば、第２のコンデンサ１２に一定の電流が充電されるまでの時間である。この一定の電流とは、例えば、第２のコンデンサ１２の満充電の電流に相当する。したがって、第３のサイリスタ１３がオン状態になるタイミング（第２のタイミング）は、第２のサイリスタ１１がオン状態となるタイミング（第１のタイミング）よりも遅いタイミングとなる。
【００５１】
次に、本実施形態に係る車両用ランプ駆動装置３の動作について、説明する。
【００５２】
二輪車のエンジンが回転することで発電機２が発電すると、コイルＬの一端ａから交流電流Ｗ１が車両用ランプ駆動装置３に供給されるとともに、コイルＬの中間タップｃから車両用ランプ駆動装置３に交流電流Ｗ２が供給される。
【００５３】
通電制御部１４は、交流電流Ｗ１が正側（正相）の電流である期間において、第１の制御信号を第１のサイリスタ１０のゲートに出力する。これにより、第１のサイリスタ１０がオン状態となり、交流電流Ｗ１の正側電流が第３の負荷３０であるバッテリ４及び負荷９に供給される。例えば、通電制御部１４は、コイルＬの一端ａに接続された電流経路を介して第３の負荷３０に正側電流を供給する。この電流経路は、本発明の「第３の供給経路」である。すなわち、第３の供給経路は、コイルＬの一端ａに接続され、コイルＬから出力される正側電流が第１の負荷および第２の負荷９とは異なる第３の負荷３０に供給される電流経路である。
【００５４】
一方、通電制御部１４は、交流電流Ｗ１が負側（負相）の電流である期間において、第２の制御信号を第２のサイリスタ１１のゲートに出力した後に、第３の制御信号を第３のサイリスタ１３のゲートに出力する。すなわち、点灯制御部１９は、交流電流Ｗ１（交流電流Ｗ２）が負側に移行した場合には、まず最初に第２のサイリスタ１１をターンオンさせる。この第２のサイリスタ１１がターンオンするタイミングが上記第１のタイミングに相当する。これにより、中間タップｃから交流電流Ｗ２の負側電流が、抵抗８、ＬＥＤランプ装置５、第２のコンデンサ１２、第２のサイリスタ１１、及び中間タップｃを経由する第１の供給経路に第１のタイミングで供給される。すなわち、中間タップｃから交流電流Ｗ２の負側電流が第１の供給経路に供給されることで、当該負側電流がＬＥＤランプ装置５及び第２のコンデンサ１２に供給される。このように、点灯制御部１９は、第１のタイミングで第１の供給経路に通電してコイルＬの中間タップｃから出力される負側電流を第１の負荷に供給する。したがって、ＬＥＤランプ装置５が点灯するとともに、第２のコンデンサ１２が充電される。
上記第１の供給経路は、中間タップｃに接続され、コイルＬから出力される負側電流が少なくともＬＥＤランプ装置５を含む第１の負荷に供給される電流経路である。
【００５５】
次に、負荷駆動部２０は、交流電流Ｗ１が負側（負相）の電流である期間において、第２のサイリスタ１１がターンオンしてから所定時間経過（例えば、第２のコンデンサ１２が満充電されるまでの時間が経過した）後に第３の制御信号を第３のサイリスタ１３のゲートに出力してターンオンさせる。この第３のサイリスタ１３がターンオンするタイミングが上記第２のタイミングに相当する。これにより、一端ａから交流電流Ｗ１の負側電流が、第２の負荷６、第１のコンデンサ７、第３のサイリスタ１３、抵抗８、ＬＥＤランプ装置５、第２のコンデンサ１２、第２のサイリスタ１１、及びコイルＬの一端ａを経由する第２の供給経路に第２のタイミングで供給される。すなわち、第１のタイミングよりも遅いタイミングで、中間タップｃから交流電流Ｗ２の負側電流が第２の供給経路に供給されることで、当該負側電流が第２の負荷６及び第１のコンデンサ７に供給される。
このように、負荷駆動部２０は、第１のタイミングとは異なる第２のタイミングでコイルＬの一端ａから出力される負側電流を第２の負荷６及び第１のコンデンサ７に供給する。これにより、第２の負荷６が駆動可能となるとともに、第１のコンデンサ７が充電される。
上記第２の供給経路は、コイルＬの一端ａに接続され、コイルＬから出力される負側電流が第１の負荷とは異なる第２の負荷６に供給される電流経路である。
【００５６】
交流電流Ｗ１が負側から正側に移行すると、第２のサイリスタ１１及び第３のサイリスタ１３が同時にターンオフする。そのため、コイルＬにおける一端ａ及び中間タップｃからの負側電流の供給が双方とも停止する。そのため、交流電流Ｗ１が正側である期間においては、ＬＥＤランプ装置５は、第２のコンデンサ１２から放電される電流により点灯を維持する。また、第２の負荷６は、第１のコンデンサ７から放電される電流により駆動可能となる。
【００５７】
次に、本発明の一実施形態に係るコイルＬから、ＬＥＤランプ装置５とＬＥＤランプ装置５とは異なる第２の負荷６とに対する電流供給を制御する制御方法について、図３を用いて説明する。
【００５８】
本実施形態に係る制御方法は、大別して点灯制御ステップ及び負荷駆動ステップを含む。点灯制御ステップは、コイルＬの中間タップｃから出力される負側の電流をＬＥＤランプ装置５が設けられている第１の供給経路に第１のタイミングで供給するステップである。
【００５９】
具体的には、点灯制御ステップでは、点灯制御部１９が、ＬＥＤ電圧ＶＬと予め設定された目標電圧Ｖｔｈ２（第１の閾値）との差分電圧ΔＶ２を生成し（ステップＳ１０１）、その生成した差分電圧ΔＶ２と三角波Ｖｗ２とを比較する（ステップＳ１０２）。そして、点灯制御部１９は、三角波Ｖｗ２が差分電圧ΔＶ２を上回ったタイミングを第１のタイミングとして第２のサイリスタ１１をオン状態に制御する（ステップＳ１０３）。
このように、点灯制御ステップは、点灯制御部１９は、第１の供給経路に並列に接続された第２のコンデンサ１２の電圧であるＬＥＤ電圧ＶＬと目標電圧Ｖｔｈ２との差分値である差分電圧ΔＶ２を算出し、当該算出した差分電圧ΔＶ２と所定の三角波Ｖｗ２の電圧値との比較結果に基づいて第１のタイミングを決定する。そして、この点灯制御部１９は、この決定した第１のタイミングで第２のサイリスタ１１をオン状態に制御する。
【００６０】
負荷駆動ステップは、コイルＬの一端ａから出力される負側の電流を第１の供給経路とは異なる第２の供給経路に第１のタイミングよりも遅い第２のタイミングで供給するステップである。
【００６１】
具体的には、負荷駆動ステップでは、負荷駆動部２０が、負荷電圧ＶＲと予め設定された目標電圧Ｖｔｈ３（第２の閾値）との差分電圧ΔＶ３を生成し（ステップＳ１０４）、生成した差分電圧ΔＶ３と三角波Ｖｗ２とを比較する（ステップＳ１０５）。そして、負荷駆動部２０は、三角波Ｖｗ２が差分電圧ΔＶ３を上回るタイミングを第２のタイミングとして第３のサイリスタ１３をオン状態に制御する（ステップＳ１０６）。ここで、例えば、目標電圧Ｖｔｈ２及び目標電圧Ｖｔｈ３のそれぞれは、差分電圧ΔＶ３が差分電圧ΔＶ２より大きい値になるように設定される。
このように、負荷駆動ステップは、負荷駆動部２０は、第２の供給経路に並列に接続された第１のコンデンサ７の電圧である負荷電圧ＶＲと目標電圧Ｖｔｈ３との差分値である差分電圧ΔＶ３を算出し、当該算出した差分電圧ΔＶ３と所定の三角波Ｖｗ２の電圧値との比較結果に基づいて第２のタイミングを決定する。そして、この負荷駆動部２０は、この決定した第２のタイミングで第３のサイリスタ１３をオン状態に制御する。
【００６２】
次に、本実施形態に係る作用効果について説明する。
【００６３】
（第１の作用効果）
本実施形態における車両用ランプ駆動装置３では、コイルＬの一端ａから出力される交流電流Ｗ１の負荷電流で第２の負荷６を駆動し、コイルＬの中間タップｃから出力される交流電流Ｗ２の負荷電流でＬＥＤランプ装置５を駆動する。このため、コイルＬの一端ａから出力される出力電圧、すなわち交流電圧ＶＡＣは、ＬＥＤランプ装置５の駆動電圧に拘束されることがない。したがって、従来においてバッテリが負担していいた負荷（バッテリ負荷）の一部を、第２の負荷６として負側電流で駆動することができる。さらに、バッテリ負荷が削減されることで、発電機２から出力される正側電流の消費と負側電流の消費とのアンバランスを解消することができ、発電機２の小型化に寄与する。
【００６４】
（第２の作用効果）
また、本実施形態における車両用ランプ駆動装置３では、コイルＬの中間タップｃから出力される負側電流をＬＥＤランプ装置５に供給した後に、コイルＬの一端ａから出力される負側電流を第２の負荷６に供給する。これにより、以下に説明する効果を奏する。
【００６５】
例えば、ＬＥＤランプ装置５の駆動電圧が第２の負荷６の駆動電圧よりも高いとする。
この場合において、コイルＬの一端ａから出力される交流電流Ｗ１の負荷電流で第２の負荷６を駆動すると、コイルＬの一端ａから出力される電圧が第２の負荷６の駆動電圧以下に拘束されることになる。そのため、コイルＬの中間タップｃから出力される電圧は、第２の負荷６の駆動電圧未満の電圧となり、当然にＬＥＤランプ装置５を駆動することができない。すなわち、通電制御部１４は、交流電流Ｗ１（交流電流Ｗ２）が負側に移行した場合において、第２のサイリスタ１１をターンオンさせる前に第３のサイリスタ１３をターンオンさせてしまうと、十分な電流がＬＥＤランプ装置５に供給されなくなり、ＬＥＤランプ装置５が消灯してしまう。
【００６６】
そこで、通電制御部１４は、交流電流Ｗ１（交流電流Ｗ２）が負側に移行した場合において、先に第２のサイリスタ１１をターンオンさせてコイルＬの中間タップｃから出力される負側電流をＬＥＤランプに供給する。そして、通電制御部１４は、所定時間経過後、例えば、第２のコンデンサ１２への充電が終了した後に、第３のサイリスタ１３をターンオンさせて、コイルＬの一端ａから第２の負荷６に負側電流を供給する。これにより、ＬＥＤランプ装置５は、第２のコンデンサ１２に蓄えられた電流で駆動することになるため消灯することがない。なお、ＬＥＤランプ装置５の駆動電圧が第２の負荷６の駆動電圧よりも高くなる場合とは、例えば、車両用ランプ駆動装置３がロービームからハイビームに切り替えられた場合である。
したがって、通電制御部１４は、ＬＥＤランプ装置５がハイビームの場合にのみ、コイルＬの中間タップｃから出力される負側電流をＬＥＤランプ装置５に供給した後に、コイルＬの一端ａから出力される負側電流を第２の負荷６に供給するように制御してもよい。
【００６７】
以上、説明したように、本発明の一実施形態に係る車両用ランプ駆動装置３は、エンジンの回転により発電する発電機２のコイルＬから出力される交流電流により車両用のＬＥＤランプ（ＬＥＤランプ装置５）を点灯させる装置である。そして、車両用ランプ駆動装置３は、その交流電流のうち、コイルＬの中間タップｃからの負側電流を第１の供給経路を介して第１の負荷に供給する。また、車両用ランプ駆動装置３は、コイルＬの一端ａから出力される負側電流を第２の供給経路を介して第２の負荷６に供給する。そして、第２の供給経路は、第１の供給経路とは異なる供給経路である。
【００６８】
このような構成によれば、バッテリ負荷を負側電流で駆動することができる。
【００６９】
また、車両用ランプ駆動装置３の点灯制御部１９は、第１のタイミングで第１の供給経路に通電して、中間タップｃから出力される負側電流を第１の負荷に供給する。また、負荷駆動部２０は、第１のタイミングとは異なる第２のタイミングで第２の供給経路に通電して、一端ａから出力される負側電流を第２の負荷６（例えば、バッテリ負荷）に供給する。
【００７０】
このような構成によれば、ＬＥＤランプ装置５の駆動電圧が第２の負荷６の駆動電圧よりも高い場合（例えばハイビーム）であっても、低い場合（例えばロービーム）であっても、ＬＥＤランプ装置５と第２の負荷６との双方を負側電流で駆動することができる。
【００７１】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
上記の車両用ランプ駆動装置によれば、ＬＥＤヘッドライトを負側電流で駆動しつつ、バッテリ負荷をも負側電流で駆動できる。
【符号の説明】
【００７３】
１  車両用ランプ点灯システム
２  発電機
３  車両用ランプ駆動装置
４  バッテリ
５  ＬＥＤランプ装置（ＬＥＤランプ）
６  第２の負荷
１７  三角波発生回路
１８  バッテリ充電制御部
１９  点灯制御部
２０  負荷駆動部
３０  第３の負荷
【図１】
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【図２】
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【図３】
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