JP5295435B1 - 方向指示灯制御装置、方向指示装置および方向指示装置の断線検出方法 - Google Patents

Abstract

方向指示灯としてのＬＥＤ素子の断線を検出でき、且つ、ＬＥＤ素子の寿命を長くできる方向指示灯制御装置を提供する。方向指示灯制御装置は、パルス信号を生成するパルス信号生成部と、パルス信号の振幅に応じた大きさの駆動電流を出力する他端を有し、当該他端は外部の方向指示スイッチの一端に接続され、当該方向指示スイッチの他端は方向指示灯に接続される、電流制御素子と、駆動電流が電流上限値を超えた場合に、パルス信号の振幅を低減させて駆動電流を電流上限値に制限する電流クランプ部と、基準電圧が電圧上限値を超えた場合に、パルス信号の振幅を低減させて基準電圧を電圧上限値に制限する電圧クランプ部と、パルス信号のパルス波に対応した駆動電流が断線検出値以下になった場合に、断線検出信号を出力する断線検出部と、を備える。電流上限値は、基準電圧が電圧上限値の時に方向指示灯に流れ得る駆動電流より小さい。

Description

本発明は、方向指示灯としてＬＥＤ素子を用いた方向指示灯制御装置、方向指示装置および方向指示装置の断線検出方法に関する。

自動二輪車用の方向指示装置として、例えば、図６に示されるものが知られている。この方向指示装置は、ダイオードＤ１０１と、容量素子Ｃ１０１と、方向指示スイッチＳＷと、左側用の方向指示灯１０２Ｌと、右側用の方向指示灯１０２Ｒと、内部電源１０３と、発振器１０４ａと、バッファ１０４ｂと、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮＭ１０１と、断線検出用の比較器ＣＯＭＰ１０１と、電流検出抵抗Ｒ１０１と、を備える。左側用の方向指示灯１０２Ｌは、並列接続された左前側用の電球１０２ＬＦと左後側用の電球１０２ＬＲを有する。右側用の方向指示灯１０２Ｒは、並列接続された右前側用の電球１０２ＲＦと右後側用の電球１０２ＲＲを有する。ダイオードＤ１０１と容量素子Ｃ１０１は、ブートストラップ回路として機能する。

この方向指示装置の動作を説明する。例えば、方向指示スイッチＳＷがＬ端子側にオンになると、容量素子Ｃ１０１の負側の端子が電球１０２ＬＦ，１０２ＬＲを介して接地される。そのため、バッテリＢからダイオードＤ１０１を介して容量素子Ｃ１０１に電流が流れて、容量素子Ｃ１０１が充電される。これにより、容量素子Ｃ１０１の正側の端子から内部電源電圧Ｖｃｃが供給され、その負側の端子から基準電圧ＶＳが供給される内部電源１０３、発振器１０４ａ、バッファ１０４ｂ及び比較器ＣＯＭＰ１０１が起動される。内部電源１０３は、比較器ＣＯＭＰ１０１に供給される電圧Ｖ１０１等を生成する。

起動した発振器１０４ａは発振パルス信号を生成する。バッファ１０４ｂは発振パルス信号をバッファしてパルス信号を出力する。Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮＭ１０１は、ゲートに供給されたパルス信号の振幅に応じた大きさの駆動電流を、電源電圧ＶＤＤが供給されたドレインからソースに流す。駆動電流は、電流検出抵抗Ｒ１０１と方向指示スイッチＳＷを介して方向指示灯１０２Ｌの電球１０２ＬＦ，１０２ＬＲに流れる。これにより、方向指示灯１０２Ｌは、発振パルス信号の周期で点滅する。

この方向指示装置において、前後用の電球１０２ＬＦ，１０２ＲＦの何れかが断線した場合、駆動電流が減少する。よって、駆動電流の減少による電源電圧ＶＤＤの上昇を検出した比較器ＣＯＭＰ１０１は、発振器１０４ａを制御して、発振パルス信号の周期を変化させる。これにより、方向指示灯１０２Ｌの点滅周期が変化するので、使用者等に電球の断線を知らせることができる。

この方向指示装置に類似した装置として、ＪＰ１−９０８３１Ａに記載の方向指示装置も知られている。

ところで、方向指示装置の方向指示灯１０２Ｌ，１０２Ｒとして、電球に代えてＬＥＤ素子を用いることが望まれている。この場合、ＬＥＤ素子を長寿命化させ、且つ、光量を安定化させるため、ＬＥＤ素子に定電流が流れるように制御することが好ましい。

しかしながら、定電流制御を行った場合、前後用のＬＥＤ素子の何れかが断線しても、残された正常なＬＥＤ素子に２倍の電流を流して定電流になるように制御されてしまうため、駆動電流は変化せず、駆動電流の変化を監視して断線検出を行うことができない。さらに、片側断線時に残されたＬＥＤ素子に２倍の電流が流れると、そのＬＥＤ素子の寿命を著しく縮めることになる。

本発明は、方向指示灯としてのＬＥＤ素子の断線を検出でき、且つ、ＬＥＤ素子の寿命を長くできる方向指示灯制御装置、方向指示装置および方向指示装置の断線検出方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る実施例に従った方向指示灯制御装置は、
並列接続されたＬＥＤ素子で構成された方向指示灯を制御する方向指示灯制御装置であって、
所定の周期のパルス信号を生成するパルス信号生成部と、
電源電圧が供給される一端と、前記パルス信号が供給される制御端子と、前記パルス信号の振幅に応じた大きさの駆動電流を出力する他端と、を有し、当該他端は外部の方向指示スイッチの一端に接続され、当該方向指示スイッチの他端は前記方向指示灯に接続される、電流制御素子と、
前記駆動電流が電流上限値を超えた場合に、前記パルス信号の振幅を低減させて前記駆動電流を前記電流上限値に制限する電流クランプ部と、
前記方向指示スイッチの一端の基準電圧が電圧上限値を超えた場合に、前記パルス信号の振幅を低減させて前記基準電圧を前記電圧上限値に制限する電圧クランプ部と、
前記パルス信号のパルス波に対応した前記駆動電流が前記電流上限値未満の断線検出値以下になった場合、または、前記基準電圧が前記電圧上限値と等しくなった場合に、断線検出信号を出力する断線検出部と、を備え、
前記電流上限値は、前記基準電圧が前記電圧上限値の時に前記方向指示灯に流れ得る前記駆動電流より小さいことを特徴とする。

また、前記方向指示灯制御装置において、
前記電流上限値は、前記ＬＥＤ素子の何れかが断線したと仮定した場合に、前記基準電圧が前記電圧上限値の時に前記方向指示灯に流れる前記駆動電流より大きくてもよい。

また、前記方向指示灯制御装置において、
前記断線検出値は、前記ＬＥＤ素子の何れかが断線したと仮定した場合に、前記基準電圧が前記電圧上限値の時に前記方向指示灯に流れる前記駆動電流より大きくてもよい。

また、前記方向指示灯制御装置において、
前記パルス信号生成部は、外部のブートストラップ回路から供給された内部電源電圧と前記基準電圧との電位差を電源として動作し、
前記ブートストラップ回路は、前記方向指示スイッチがオンの時に前記基準電圧に基づいて前記内部電源電圧を生成してもよい。

また、前記方向指示灯制御装置において、
前記ブートストラップ回路は、
前記電源電圧が一端に加えられる整流素子と、
前記整流素子の他端に一端が接続され、前記方向指示スイッチの一端に他端が接続された容量素子と、を有し、
前記容量素子の一端の電圧が前記内部電源電圧であり、前記容量素子の他端の電圧が前記基準電圧であってもよい。

また、前記方向指示灯制御装置において、
前記電流制御素子は、前記電源電圧が供給されたドレインと、前記パルス信号が供給されたゲートと、前記方向指示スイッチに接続されたソースと、を有するＮ型ＭＯＳトランジスタで構成されていてもよい。

また、前記方向指示灯制御装置において、
前記電流制御素子の他端と前記方向指示スイッチとの間に電流検出抵抗が設けられ、
前記電流クランプ部は、
前記電流検出抵抗の両端間の電圧と、前記電流上限値に対応した第１電圧と、を比較する第１の比較器と、
前記第１の比較器の比較結果が供給される制御端子と、前記電流制御素子の制御端子に接続された一端と、前記基準電圧が供給される他端と、を含む第１のトランジスタと、を有してもよい。

また、前記方向指示灯制御装置において、
前記電圧クランプ部は、
前記基準電圧と、前記電圧上限値と、を比較する第２の比較器と、
前記第２の比較器の比較結果が供給される制御端子と、前記電流制御素子の制御端子に接続された一端と、接地に接続された他端と、を含む第２のトランジスタと、を有してもよい。

また、前記方向指示灯制御装置において、
前記断線検出部は、
前記電流検出抵抗の両端間の電圧と、前記断線検出値に対応した第３電圧と、を比較する第３の比較器と、
前記第３の比較器の比較結果と前記パルス信号との論理積を前記断線検出信号として出力する論理積回路と、を有してもよい。

また、前記方向指示灯制御装置において、
前記断線検出部は、
前記第２の比較器の比較結果が非反転入力端子に供給され、前記電圧上限値に対応した第４電圧が反転入力端子に供給され、比較結果を前記断線検出信号として出力する第４の比較器を有してもよい。

また、前記方向指示灯制御装置において、
前記パルス信号生成部は、前記断線検出信号が出力された後、前記パルス信号の周期を変化させてもよい。

また、前記方向指示灯制御装置において、
前記パルス信号生成部は、前記断線検出信号が出力された後、前記パルス信号の周期を短くしてもよい。

また、前記方向指示灯制御装置において、
前記パルス信号生成部は、前記断線検出信号が出力された後、前記駆動電流が連続的に流れるように前記パルス信号をハイレベルに固定してもよい。

本発明の一態様に係る実施例に従った方向指示装置は、
所定の周期のパルス信号を生成するパルス信号生成部と、
電源電圧が供給される一端と、前記パルス信号が供給される制御端子と、前記パルス信号の振幅に応じた大きさの駆動電流を出力する他端と、を有する電流制御素子と、
前記電流制御素子の他端に一端が接続された方向指示スイッチと、
並列接続されたＬＥＤ素子で構成され、前記方向指示スイッチの他端に一端が接続され、他端が接地された方向指示灯と、
前記駆動電流が電流上限値を超えた場合に、前記パルス信号の振幅を低減させて前記駆動電流を前記電流上限値に制限する電流クランプ部と、
前記方向指示スイッチの一端の基準電圧が電圧上限値を超えた場合に、前記パルス信号の振幅を低減させて前記基準電圧を前記電圧上限値に制限する電圧クランプ部と、
前記パルス信号のパルス波に対応した前記駆動電流が前記電流上限値未満の断線検出値以下になった場合、または、前記基準電圧が前記電圧上限値と等しくなった場合に、断線検出信号を出力する断線検出部と、を備え、
前記電流上限値は、前記基準電圧が前記電圧上限値の時に前記方向指示灯に流れ得る前記駆動電流より小さいことを特徴とする。

また、前記方向指示装置において、
前記電流上限値は、前記ＬＥＤ素子の何れかが断線したと仮定した場合に、前記基準電圧が前記電圧上限値の時に前記方向指示灯に流れる前記駆動電流より大きくてもよい。

また、前記方向指示装置において、
前記断線検出値は、前記ＬＥＤ素子の何れかが断線したと仮定した場合に、前記基準電圧が前記電圧上限値の時に前記方向指示灯に流れる前記駆動電流より大きくてもよい。

また、前記方向指示装置において、
前記方向指示スイッチがオンの時に前記基準電圧に基づいて内部電源電圧を生成するブートストラップ回路を備え、
前記パルス信号生成部は、前記内部電源電圧と前記基準電圧との電位差を電源として動作してもよい。

また、前記方向指示装置において、
前記ブートストラップ回路は、
前記電源電圧が一端に加えられる整流素子と、
前記整流素子の他端に一端が接続され、前記方向指示スイッチの一端に他端が接続された容量素子と、を有し、
前記容量素子の一端の電圧が前記内部電源電圧であり、前記容量素子の他端の電圧が前記基準電圧であってもよい。

本発明の一態様に係る実施例に従った方向指示装置の断線検出方法は、
所定の周期のパルス信号を生成するパルス信号生成部と、電源電圧が供給される一端と、前記パルス信号が供給される制御端子と、前記パルス信号の振幅に応じた大きさの駆動電流を出力する他端と、を有する電流制御素子と、前記電流制御素子の他端に一端が接続された方向指示スイッチと、並列接続されたＬＥＤ素子で構成され、前記方向指示スイッチの他端に一端が接続され、他端が接地された方向指示灯と、を備える方向指示装置の断線検出方法であって、
前記駆動電流が電流上限値を超えた場合に、前記パルス信号の振幅を低減させて前記駆動電流を前記電流上限値に制限し、
前記方向指示スイッチの一端の基準電圧が電圧上限値を超えた場合に、前記パルス信号の振幅を低減させて前記基準電圧を前記電圧上限値に制限し、
前記駆動電流が前記電流上限値未満の断線検出値以下になった場合、または、前記基準電圧が前記電圧上限値と等しくなった場合に、断線検出信号を出力し、
前記電流上限値は、前記基準電圧が前記電圧上限値の時に前記方向指示灯に流れ得る前記駆動電流より小さいことを特徴とする。

また、前記方向指示装置の断線検出方法において、
前記電流上限値は、前記ＬＥＤ素子の何れかが断線したと仮定した場合に、前記基準電圧が前記電圧上限値の時に前記方向指示灯に流れる前記駆動電流より大きくてもよい。

また、前記方向指示装置の断線検出方法において、
前記断線検出値は、前記ＬＥＤ素子の何れかが断線したと仮定した場合に、前記基準電圧が前記電圧上限値の時に前記方向指示灯に流れる前記駆動電流より大きくてもよい。

本発明によれば、電流クランプ部により、ＬＥＤ素子に供給される駆動電流が電流上限値を超えた場合に、パルス信号の振幅を低減させて駆動電流を電流上限値に制限すると共に、電圧クランプ部により、ＬＥＤ素子に印加される基準電圧が電圧上限値を超えた場合に、パルス信号の振幅を低減させて基準電圧を電圧上限値に制限するようにしている。また、電流上限値は、基準電圧が電圧上限値の時に方向指示灯に流れ得る駆動電流より小さいようにしている。このような関係に電流上限値と電圧上限値を設定したことにより、通常動作時は、基準電圧が電圧上限値に達することなく、駆動電流が電流上限値になるように制御される。

一方、方向指示灯を構成している並列接続されたＬＥＤ素子の何れかが断線した場合、ある基準電圧において方向指示灯に流れ得る駆動電流が通常動作時よりも減少するので、駆動電流が電流上限値に達することなく、基準電圧が電圧上限値になるように制御される。

よって、パルス信号のパルス波に対応した駆動電流が電流上限値未満の断線検出値以下になった場合、または、基準電圧が電圧上限値と等しくなった場合に、ＬＥＤ素子の断線を検出できる。

さらに、何れかのＬＥＤ素子が断線した場合であっても、基準電圧が電圧上限値に制限されるため、残ったＬＥＤ素子に流れる駆動電流を制限できる。従って、残ったＬＥＤ素子の寿命を長くできる。

本発明の実施例１に係る方向指示装置の回路図である。 本発明の実施例１に係る方向指示装置の動作点を説明する図である。 本発明の実施例１に係る方向指示装置の動作点を説明する他の図である。 本発明の実施例１に係る方向指示装置の波形図である。 本発明の実施例２に係る方向指示装置の回路図である。 従来の方向指示装置の回路図である。

以下、本発明に係る各実施例について図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る方向指示装置の回路図である。図１に示すように、方向指示装置は、ブートストラップ回路１と、方向指示スイッチＳＷと、方向指示灯２Ｌ，２Ｒと、内部電源３と、パルス信号生成部４と、Ｎ型ＭＯＳトランジスタ（電流制御素子）ＮＭ１と、電流クランプ部５と、電圧クランプ部６と、断線検出部７と、電流検出抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ２，Ｒ３と、を備える。この方向指示装置は、例えば、自動二輪車に用いられる。

内部電源３と、パルス信号生成部４と、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮＭ１と、電流クランプ部５と、電圧クランプ部６と、断線検出部７は、方向指示灯制御装置（ウィンカーリレー）１０として構成されている。方向指示灯制御装置１０は、例えば、半導体集積回路として構成可能である。

ブートストラップ回路１は、ダイオード（整流素子）Ｄ１と、容量素子Ｃ１と、を有する。ダイオードＤ１は、電源Ｂからの電源電圧ＶＤＤがアノード（一端）に加えられる。容量素子Ｃ１は、ダイオードＤ１のカソード（他端）に一端が接続され、方向指示スイッチＳＷの一端に他端が接続されている。

方向指示スイッチＳＷは、一端とＬ端子（他端）との間、又は、一端とＲ端子（他端）との間を短絡可能になっている。

左側用の方向指示灯２Ｌは、並列接続された左前側用のＬＥＤ素子ＬＦと左後側用のＬＥＤ素子ＬＲで構成されている。右側用の方向指示灯２Ｒは、並列接続された右前側用のＬＥＤ素子ＲＦと右後側用のＬＥＤ素子ＲＲで構成されている。本実施例では、各ＬＥＤ素子ＬＦ，ＬＲ，ＲＦ，ＲＲは直列接続された２つのＬＥＤで構成されている。

方向指示灯２Ｌは、方向指示スイッチＳＷのＬ端子にアノード側（一端）が接続され、カソード側（他端）が接地されている。方向指示灯２Ｒは、方向指示スイッチＳＷのＲ端子にアノード側（一端）が接続され、カソード側（他端）が接地されている。

このような構成により、方向指示スイッチＳＷがＬ端子側又はＲ端子側にオンになると、電源Ｂから、ダイオードＤ１と、容量素子Ｃ１と、方向指示スイッチＳＷと、方向指示灯２Ｌ又は２Ｒとを介して接地ＧＮＤに電流が流れる。これにより、容量素子Ｃ１が充電され、ブートストラップ回路１は、容量素子Ｃ１の他端の電圧である基準電圧ＶＳに基づいて、容量素子Ｃ１の一端の電圧である内部電源電圧Ｖｃｃを生成する。基準電圧ＶＳが変化しても、（内部電源電圧Ｖｃｃ）−（基準電圧ＶＳ）は、ほぼ一定に保たれる。

内部電源電圧Ｖｃｃは方向指示灯制御装置１０の内部電源電圧端子１０ｂに供給され、基準電圧ＶＳは方向指示灯制御装置１０の基準電圧端子１０ｄに供給される。

内部電源３は、内部電源電圧Ｖｃｃと基準電圧ＶＳとの電位差を電源として起動し、基準電圧ＶＳを基準としたバイアス電圧を生成する。生成されたバイアス電圧は、方向指示灯制御装置１０内の各部に供給される。

パルス信号生成部４は、内部電源電圧Ｖｃｃと基準電圧ＶＳとの電位差を電源として起動し、所定の周期（例えば、０．５〜１秒）のパルス信号Ｐを生成する。具体的には、パルス信号生成部４は、発振器４ａと、バッファ４ｂとを有する。発振器４ａは、上記所定の周期の発振パルス信号を生成し、バッファ４ｂは、発振パルス信号をバッファしてパルス信号Ｐを生成する。パルス信号Ｐは、基準電圧ＶＳから内部電源電圧Ｖｃｃまでの振幅を取り得る。

Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮＭ１は、方向指示灯制御装置１０の電源電圧端子１０ａに接続されて電源電圧ＶＤＤが供給されるドレイン（一端）と、パルス信号Ｐが供給されるゲート（制御端子）と、パルス信号Ｐの振幅に応じた大きさの駆動電流Ｉを出力するソース（他端）と、を有する。Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮＭ１のソースは、方向指示灯制御装置１０の電流出力端子１０ｃに接続されている。

Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮＭ１のソースと方向指示スイッチＳＷの一端との間に電流検出抵抗Ｒ１が設けられている。本実施例では、電流検出抵抗Ｒ１は、電流出力端子１０ｃと方向指示スイッチＳＷの一端との間に接続されている。

このような構成により、駆動電流Ｉは、方向指示スイッチＳＷを介して、方向指示灯２ＬのＬＥＤ素子ＬＦ，ＬＲ、又は、方向指示灯２ＲのＬＥＤ素子ＲＦ，ＲＲに流れる。これにより、方向指示灯２Ｌ又は２Ｒは、発振パルス信号の周期で点滅する。

電流クランプ部５は、駆動電流Ｉが電流上限値Ｉｍａｘを超えた場合に、パルス信号Ｐの振幅を低減させて駆動電流Ｉを電流上限値Ｉｍａｘに制限する。具体的には、電流クランプ部５は、第１の比較器ＣＯＭＰ１と、Ｎ型ＭＯＳトランジスタ（第１のトランジスタ）ＮＭ２と、を有する。

第１の比較器ＣＯＭＰ１は、電流検出抵抗Ｒ１の両端間の電圧と、電流上限値Ｉｍａｘに対応した第１電圧と、を比較する。つまり、第１の比較器ＣＯＭＰ１は、電流出力端子１０ｃに非反転入力端子が接続され、基準電圧ＶＳを基準とした第１電圧Ｖ１が反転入力端子に供給されている。

Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮＭ２は、第１の比較器ＣＯＭＰ１の比較結果が供給されるゲート（制御端子）と、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮＭ１のゲートに接続されたドレイン（一端）と、基準電圧端子１０ｄに接続されて基準電圧ＶＳが供給されるソース（他端）と、を含む。

電圧クランプ部６は、基準電圧ＶＳが電圧上限値ＶＳｍａｘを超えた場合に、パルス信号Ｐの振幅を低減させて基準電圧ＶＳを電圧上限値ＶＳｍａｘに制限する。具体的には、電圧クランプ部６は、第２の比較器ＣＯＭＰ２と、Ｎ型ＭＯＳトランジスタ（第２のトランジスタ）ＮＭ３と、を有する。

第２の比較器ＣＯＭＰ２は、基準電圧ＶＳと、電圧上限値Ｖｍａｘと、を比較する。本実施例では、第２の比較器ＣＯＭＰ２は、基準電圧ＶＳに対応する分圧基準電圧ＶＳ’が供給される分圧基準電圧端子１０ｅに非反転入力端子が接続され、電圧上限値Ｖｍａｘに対応する第２電圧Ｖ２が反転入力端子に供給されている。第２電圧Ｖ２は、接地ＧＮＤを基準とした電圧である。抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３は、基準電圧端子１０ｄと接地ＧＮＤとの間に直列接続されており、分圧基準電圧端子１０ｅは、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との接続点に接続されている。

Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮＭ３は、第２の比較器ＣＯＭＰ２の比較結果が供給されるゲート（制御端子）と、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮＭ１のゲートに接続されたドレイン（一端）と、接地端子１０ｆを介して接地ＧＮＤに接続されたソース（他端）と、を含む。

断線検出部７は、パルス信号Ｐのパルス波に対応した駆動電流Ｉが電流上限値Ｉｍａｘ未満の断線検出値Ｉｄ以下になった場合に、断線検出信号Ｓｄを出力する。断線検出値Ｉｄは、方向指示灯２ＬのＬＥＤ素子ＬＦ，ＬＲの何れか（又は、方向指示灯２ＲのＬＥＤ素子ＲＦ，ＲＲの何れか）が断線したと仮定した場合に、基準電圧ＶＳが電圧上限値ＶＳｍａｘの時に方向指示灯２Ｌ（又は２Ｒ）に流れる駆動電流Ｉより大きい。

具体的には、断線検出部７は、第３の比較器ＣＯＭＰ３と、論理積回路７ａと、を有する。第３の比較器ＣＯＭＰ３は、電流検出抵抗Ｒ１の両端間の電圧と、断線検出値Ｉｄに対応した第３電圧Ｖ３と、を比較する。つまり、第３の比較器ＣＯＭＰ３は、電流出力端子１０ｃに反転入力端子が接続され、基準電圧ＶＳを基準とした第３電圧Ｖ３が非反転入力端子に供給されている。

論理積回路７ａは、第３の比較器ＣＯＭＰ３の比較結果と発振パルス信号（パルス信号Ｐ）との論理積を断線検出信号Ｓｄとして出力する。

断線検出信号Ｓｄは、発振器４ａに供給される。発振器４ａは、ハイレベルの断線検出信号Ｓｄが出力された後、発振パルス信号の周期を変化させる。即ち、パルス信号生成部４は、ハイレベルの断線検出信号Ｓｄが出力された後、パルス信号Ｐの周期を変化させる。パルス信号Ｐの周期は、短くしてもよく（例えば、０．２５〜１／（２．４）秒）、長くしてもよい。あるいは、パルス信号生成部４は、ハイレベルの断線検出信号Ｓｄが出力された後、駆動電流Ｉが連続的に流れるようにパルス信号Ｐをハイレベルに固定してもよい。

次に、電流上限値Ｉｍａｘと電圧上限値ＶＳｍａｘの関係について説明する。

図２は、本発明の実施例１に係る方向指示装置の動作点を説明する図である。ここでは、方向指示灯２Ｌについて説明する。図２は、方向指示灯２Ｌに流れる駆動電流Ｉと、方向指示灯２Ｌに加わる基準電圧ＶＳとの関係を示す特性線を、方向指示灯２Ｌの２つのＬＥＤ素子ＬＦ，ＬＲが点灯する場合（特性線ＩＶ２（２灯））と、方向指示灯２ＬのＬＥＤ素子の何れかが断線し、１つのＬＥＤ素子が点灯する場合（特性線ＩＶ１（１灯））とについて示している。

図示するように、電流上限値Ｉｍａｘは、特性線ＩＶ２上において基準電圧ＶＳが電圧上限値ＶＳｍａｘの時に方向指示灯２Ｌに流れ得る駆動電流Ｉより小さい。また、電流上限値Ｉｍａｘは、方向指示灯２ＬのＬＥＤ素子の何れかが断線したと仮定した場合に、特性線ＩＶ１上において基準電圧ＶＳが電圧上限値ＶＳｍａｘの時に方向指示灯２Ｌに流れる駆動電流Ｉより大きい。

このように電流上限値Ｉｍａｘと電圧上限値ＶＳｍａｘを設定することで、２つのＬＥＤ素子が点灯する場合、駆動電流Ｉが電流上限値Ｉｍａｘとなり、基準電圧ＶＳが電圧上限値ＶＳｍａｘより低い値となる特性線ＩＶ２上の動作点ＯＰ２で動作する。また、１つのＬＥＤ素子が点灯する場合、基準電圧ＶＳが電圧上限値ＶＳｍａｘとなり、駆動電流Ｉが電流上限値Ｉｍａｘより小さい値となる特性線ＩＶ１上の動作点ＯＰ１で動作する。

また、図３は、基準電圧ＶＳが順方向電圧以上になると電流が流れるようなＬＥＤ素子に関して、図２と同様の特性線を示している。図３のようにＬＥＤ素子の特性が図２の例と異なる場合であっても、電流上限値Ｉｍａｘと電圧上限値ＶＳｍａｘは、以上の説明と同様に設定すればよい。

次に、方向指示装置の動作を、例えば方向指示灯２Ｌが点滅する場合について説明する。

図４は、本発明の実施例１に係る方向指示装置の波形図である。図４は、方向指示スイッチＳＷがＬ端子側にオンになった時の、方向指示灯２Ｌに流れる駆動電流Ｉと、方向指示灯２Ｌに加わる基準電圧ＶＳとの時間変化を示している。図示する例では、時刻ｔ１で方向指示灯２Ｌの何れかのＬＥＤ素子が断線している。

時刻ｔ１までは、前述のように、図２の動作点ＯＰ２で動作する。つまり、電流クランプ部５は、駆動電流Ｉが電流上限値Ｉｍａｘを超えた場合に、パルス信号Ｐの振幅を低減させて駆動電流Ｉを電流上限値Ｉｍａｘに制限する。即ち、定電流制御される。このとき、電圧クランプ部６のＮ型ＭＯＳトランジスタＮＭ３はオフしており、パルス信号Ｐの振幅の制御に影響しない。

図示するように、駆動電流Ｉ及び基準電圧ＶＳは、パルス信号Ｐの周期でパルス状に変化して、方向指示灯２Ｌもその周期で点滅する。前述のように、例えば、この周期は０．５〜１秒の任意の値であり、即ち、点滅周波数は１〜２Ｈｚの任意の値である。

断線が発生した時刻ｔ１以降、前述のように、図２の動作点ＯＰ２が動作点ＯＰ１に移動する。つまり、電圧クランプ部６は、基準電圧ＶＳが電圧上限値ＶＳｍａｘを超えた場合に、パルス信号Ｐの振幅を低減させて基準電圧ＶＳを電圧上限値ＶＳｍａｘに制限する。即ち、定電圧制御される。このとき、電流クランプ部５のＮ型ＭＯＳトランジスタＮＭ２はオフしており、パルス信号Ｐの振幅の制御に影響しない。

方向指示灯２Ｌの点灯時の駆動電流Ｉ、即ちパルス信号Ｐのパルス波に対応した駆動電流Ｉが断線検出値Ｉｄ以下になっている期間に、断線検出部７はハイレベルの断線検出信号Ｓｄを出力する。

これにより、パルス信号Ｐの周期は変更される。前述のように、例えば、変更後の周期は０．２５〜１／（２．４）秒の任意の値であり、即ち、周波数は２．４〜４Ｈｚの任意の値である。そのため、駆動電流Ｉ及び基準電圧ＶＳもその変更後の周期でパルス状に変化して、方向指示灯２Ｌもその周期で点滅する。方向指示灯２Ｌの点滅周期を通常時と異なるようにすることで、使用者等にＬＥＤ素子の断線を知らせることができる。

以上で説明した様に、本実施例によれば、電流クランプ部５により、ＬＥＤ素子ＬＦ，ＬＲ又はＲＦ，ＲＲに供給される駆動電流Ｉが電流上限値Ｉｍａｘを超えた場合に、パルス信号Ｐの振幅を低減させて駆動電流Ｉを電流上限値Ｉｍａｘに制限するようにしている。加えて、電圧クランプ部６により、ＬＥＤ素子ＬＦ，ＬＲ又はＲＦ，ＲＲに印加される基準電圧ＶＳが電圧上限値ＶＳｍａｘを超えた場合に、パルス信号Ｐの振幅を低減させて基準電圧ＶＳを電圧上限値ＶＳｍａｘに制限するようにしている。また、電流上限値Ｉｍａｘは、基準電圧ＶＳが電圧上限値ＶＳｍａｘの時に方向指示灯２Ｌ又は２Ｒに流れ得る駆動電流Ｉより小さいようにしている。

このような関係に電流上限値Ｉｍａｘと電圧上限値ＶＳｍａｘを設定したことにより、通常動作時は、基準電圧ＶＳが電圧上限値ＶＳｍａｘに達することなく、駆動電流Ｉが電流上限値Ｉｍａｘになるように制御される。即ち、ＬＥＤ素子ＬＦ，ＬＲ又はＲＦ，ＲＲに定電流が流れるので、これらＬＥＤ素子を長寿命化させ、且つ、光量を安定化させることができる。

一方、並列接続されたＬＥＤ素子ＬＦ，ＬＲの何れか（又は、並列接続されたＬＥＤ素子ＲＦ，ＲＲの何れか）が断線した場合、ある基準電圧ＶＳにおいて方向指示灯２Ｌ（又は２Ｒ）に流れ得る駆動電流Ｉが通常動作時よりも減少するので、駆動電流Ｉが電流上限値Ｉｍａｘに達することなく、基準電圧ＶＳが電圧上限値ＶＳｍａｘになるように制御される。

よって、パルス信号Ｐのパルス波に対応した駆動電流Ｉが電流上限値Ｉｍａｘ未満の断線検出値Ｉｄ以下になった場合に、ＬＥＤ素子の断線を検出できる。

さらに、何れかのＬＥＤ素子が断線した場合であっても、基準電圧ＶＳが電圧上限値ＶＳｍａｘに制限されるため、残ったＬＥＤ素子に流れる駆動電流Ｉを制限できる。従って、その残ったＬＥＤ素子の寿命を長くできる。

本実施例は、断線検出部の構成が実施例１と異なる。

図５は、本発明の実施例２に係る方向指示装置の回路図である。図５に示すように、方向指示灯制御装置１０Ａは、実施例１の断線検出部７に代えて、断線検出部７Ａを備える。その他の回路構成は、図１の実施例１と同一であるため、同一の要素に同一の符号を付して説明を省略する。

断線検出部７Ａは、基準電圧ＶＳが電圧上限値ＶＳｍａｘと等しくなった場合に、断線検出信号Ｓｄを出力する。具体的には、断線検出部７Ａは第４の比較器ＣＯＭＰ４を有する。第４の比較器ＣＯＭＰ４は、第２の比較器ＣＯＭＰ２の比較結果が非反転入力端子に供給され、電圧上限値ＶＳｍａｘに対応した第４電圧Ｖ４が反転入力端子に供給され、比較結果を断線検出信号Ｓｄとして出力する。第４電圧Ｖ４は、接地ＧＮＤを基準とした電圧である。

この方向指示装置の動作波形は、図４と同一である。即ち、断線が発生した時刻ｔ１以降、方向指示灯２Ｌ又は２Ｒの点灯時の基準電圧ＶＳが電圧上限値ＶＳｍａｘに制御される。基準電圧ＶＳが電圧上限値ＶＳｍａｘに制御されている期間、第２の比較器ＣＯＭＰ２の比較結果はローレベルよりも高くなっている。従って、この状態を第４の比較器ＣＯＭＰ４が検出して、ハイレベルの断線検出信号Ｓｄが出力される。これにより、方向指示灯２Ｌ又は２Ｒの点滅周期を変化させて、使用者等にＬＥＤ素子の断線を知らせることができる。

即ち、本実施例によっても、実施例１と同様の効果が得られる。

以上、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形して実施することができる。

例えば、ＭＯＳトランジスタに代えて、バイポーラトランジスタを用いて方向指示灯制御装置１０，１０Ａを構成してもよい。
また、各方向指示灯２Ｌ，２Ｒを構成するＬＥＤ素子の数は、３個以上でもよい。各ＬＥＤ素子ＬＦ，ＬＲ，ＲＦ，ＲＲを構成するＬＥＤの数は、１個でもよく、３個以上でもよい。

また、ブートストラップ回路１にダイオードＤ１を用いる一例について説明したが、これに限られない。ダイオードＤ１に代えて、電源電圧ＶＤＤが内部電源電圧Ｖｃｃより高い時に容量素子Ｃ１に電流を流し、電源電圧ＶＤＤが内部電源電圧Ｖｃｃより低い時に容量素子Ｃ１からの電流を遮断するように制御された、整流素子として機能するトランジスタを用いてもよい。

１ ブートストラップ回路
ＳＷ 方向指示スイッチ
２Ｌ，２Ｒ 方向指示灯
ＬＦ，ＬＲ，ＲＦ，ＲＲ ＬＥＤ素子
３ 内部電源
４ パルス信号生成部
４ａ 発振器
４ｂ バッファ
５ 電流クランプ部
６ 電圧クランプ部
７，７Ａ 断線検出部
１０，１０Ａ 方向指示灯制御装置
Ｒ１ 電流検出抵抗
Ｒ２，Ｒ３ 抵抗
Ｄ１ ダイオード（整流素子）
Ｃ１ 容量素子
ＮＭ１ Ｎ型ＭＯＳトランジスタ（電流制御素子）
ＮＭ２ Ｎ型ＭＯＳトランジスタ（第１のトランジスタ）
ＮＭ３ Ｎ型ＭＯＳトランジスタ（第２のトランジスタ）
ＣＯＭＰ１ 第１の比較器
ＣＯＭＰ２ 第２の比較器
ＣＯＭＰ３ 第３の比較器
ＣＯＭＰ４ 第４の比較器

Claims (21)

1. 並列接続されたＬＥＤ素子で構成された方向指示灯を制御する方向指示灯制御装置であって、
   所定の周期のパルス信号を生成するパルス信号生成部と、
   電源電圧が供給される一端と、前記パルス信号が供給される制御端子と、前記パルス信号の振幅に応じた大きさの駆動電流を出力する他端と、を有し、当該他端は外部の方向指示スイッチの一端に接続され、当該方向指示スイッチの他端は前記方向指示灯に接続される、電流制御素子と、
   前記駆動電流が電流上限値を超えた場合に、前記パルス信号の振幅を低減させて前記駆動電流を前記電流上限値に制限する電流クランプ部と、
   前記方向指示スイッチの一端の基準電圧が電圧上限値を超えた場合に、前記パルス信号の振幅を低減させて前記基準電圧を前記電圧上限値に制限する電圧クランプ部と、
   前記パルス信号のパルス波に対応した前記駆動電流が前記電流上限値未満の断線検出値以下になった場合、または、前記基準電圧が前記電圧上限値と等しくなった場合に、断線検出信号を出力する断線検出部と、を備え、
   前記電流上限値は、前記基準電圧が前記電圧上限値の時に前記方向指示灯に流れ得る前記駆動電流より小さい
   ことを特徴とする方向指示灯制御装置。
2. 前記電流上限値は、前記ＬＥＤ素子の何れかが断線したと仮定した場合に、前記基準電圧が前記電圧上限値の時に前記方向指示灯に流れる前記駆動電流より大きい
   ことを特徴とする請求項１に記載の方向指示灯制御装置。
3. 前記断線検出値は、前記ＬＥＤ素子の何れかが断線したと仮定した場合に、前記基準電圧が前記電圧上限値の時に前記方向指示灯に流れる前記駆動電流より大きい
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方向指示灯制御装置。
4. 前記パルス信号生成部は、外部のブートストラップ回路から供給された内部電源電圧と前記基準電圧との電位差を電源として動作し、
   前記ブートストラップ回路は、前記方向指示スイッチがオンの時に前記基準電圧に基づいて前記内部電源電圧を生成する
   ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の方向指示灯制御装置。
5. 前記ブートストラップ回路は、
   前記電源電圧が一端に加えられる整流素子と、
   前記整流素子の他端に一端が接続され、前記方向指示スイッチの一端に他端が接続された容量素子と、を有し、
   前記容量素子の一端の電圧が前記内部電源電圧であり、前記容量素子の他端の電圧が前記基準電圧である
   ことを特徴とする請求項４に記載の方向指示灯制御装置。
6. 前記電流制御素子は、前記電源電圧が供給されたドレインと、前記パルス信号が供給されたゲートと、前記方向指示スイッチに接続されたソースと、を有するＮ型ＭＯＳトランジスタで構成されている
   ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の方向指示灯制御装置。
7. 前記電流制御素子の他端と前記方向指示スイッチとの間に電流検出抵抗が設けられ、
   前記電流クランプ部は、
   前記電流検出抵抗の両端間の電圧と、前記電流上限値に対応した第１電圧と、を比較する第１の比較器と、
   前記第１の比較器の比較結果が供給される制御端子と、前記電流制御素子の制御端子に接続された一端と、前記基準電圧が供給される他端と、を含む第１のトランジスタと、を有する
   ことを特徴とする請求項６に記載の方向指示灯制御装置。
8. 前記電圧クランプ部は、
   前記基準電圧と、前記電圧上限値と、を比較する第２の比較器と、
   前記第２の比較器の比較結果が供給される制御端子と、前記電流制御素子の制御端子に接続された一端と、接地に接続された他端と、を含む第２のトランジスタと、を有する
   ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の方向指示灯制御装置。
9. 前記断線検出部は、
   前記電流検出抵抗の両端間の電圧と、前記断線検出値に対応した第３電圧と、を比較する第３の比較器と、
   前記第３の比較器の比較結果と前記パルス信号との論理積を前記断線検出信号として出力する論理積回路と、を有する
   ことを特徴とする請求項７に記載の方向指示灯制御装置。
10. 前記断線検出部は、
    前記第２の比較器の比較結果が非反転入力端子に供給され、前記電圧上限値に対応した第４電圧が反転入力端子に供給され、比較結果を前記断線検出信号として出力する第４の比較器を有する
    ことを特徴とする請求項８に記載の方向指示灯制御装置。
11. 前記パルス信号生成部は、前記断線検出信号が出力された後、前記パルス信号の周期を変化させる
    ことを特徴とする請求項１から請求項１０の何れかに記載の方向指示灯制御装置。
12. 前記パルス信号生成部は、前記断線検出信号が出力された後、前記パルス信号の周期を短くする
    ことを特徴とする請求項１１に記載の方向指示灯制御装置。
13. 前記パルス信号生成部は、前記断線検出信号が出力された後、前記駆動電流が連続的に流れるように前記パルス信号をハイレベルに固定する
    ことを特徴とする請求項１から請求項１０の何れかに記載の方向指示灯制御装置。
14. 所定の周期のパルス信号を生成するパルス信号生成部と、
    電源電圧が供給される一端と、前記パルス信号が供給される制御端子と、前記パルス信号の振幅に応じた大きさの駆動電流を出力する他端と、を有する電流制御素子と、
    前記電流制御素子の他端に一端が接続された方向指示スイッチと、
    並列接続されたＬＥＤ素子で構成され、前記方向指示スイッチの他端に一端が接続され、他端が接地された方向指示灯と、
    前記駆動電流が電流上限値を超えた場合に、前記パルス信号の振幅を低減させて前記駆動電流を前記電流上限値に制限する電流クランプ部と、
    前記方向指示スイッチの一端の基準電圧が電圧上限値を超えた場合に、前記パルス信号の振幅を低減させて前記基準電圧を前記電圧上限値に制限する電圧クランプ部と、
    前記パルス信号のパルス波に対応した前記駆動電流が前記電流上限値未満の断線検出値以下になった場合、または、前記基準電圧が前記電圧上限値と等しくなった場合に、断線検出信号を出力する断線検出部と、を備え、
    前記電流上限値は、前記基準電圧が前記電圧上限値の時に前記方向指示灯に流れ得る前記駆動電流より小さい
    ことを特徴とする方向指示装置。
15. 前記電流上限値は、前記ＬＥＤ素子の何れかが断線したと仮定した場合に、前記基準電圧が前記電圧上限値の時に前記方向指示灯に流れる前記駆動電流より大きい
    ことを特徴とする請求項１４に記載の方向指示装置。
16. 前記断線検出値は、前記ＬＥＤ素子の何れかが断線したと仮定した場合に、前記基準電圧が前記電圧上限値の時に前記方向指示灯に流れる前記駆動電流より大きい
    ことを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の方向指示装置。
17. 前記方向指示スイッチがオンの時に前記基準電圧に基づいて内部電源電圧を生成するブートストラップ回路を備え、
    前記パルス信号生成部は、前記内部電源電圧と前記基準電圧との電位差を電源として動作する
    ことを特徴とする請求項１４から請求項１６の何れかに記載の方向指示装置。
18. 前記ブートストラップ回路は、
    前記電源電圧が一端に加えられる整流素子と、
    前記整流素子の他端に一端が接続され、前記方向指示スイッチの一端に他端が接続された容量素子と、を有し、
    前記容量素子の一端の電圧が前記内部電源電圧であり、前記容量素子の他端の電圧が前記基準電圧である
    ことを特徴とする請求項１７に記載の方向指示装置。
19. 所定の周期のパルス信号を生成するパルス信号生成部と、電源電圧が供給される一端と、前記パルス信号が供給される制御端子と、前記パルス信号の振幅に応じた大きさの駆動電流を出力する他端と、を有する電流制御素子と、前記電流制御素子の他端に一端が接続された方向指示スイッチと、並列接続されたＬＥＤ素子で構成され、前記方向指示スイッチの他端に一端が接続され、他端が接地された方向指示灯と、を備える方向指示装置の断線検出方法であって、
    前記駆動電流が電流上限値を超えた場合に、前記パルス信号の振幅を低減させて前記駆動電流を前記電流上限値に制限し、
    前記方向指示スイッチの一端の基準電圧が電圧上限値を超えた場合に、前記パルス信号の振幅を低減させて前記基準電圧を前記電圧上限値に制限し、
    前記駆動電流が前記電流上限値未満の断線検出値以下になった場合、または、前記基準電圧が前記電圧上限値と等しくなった場合に、断線検出信号を出力し、
    前記電流上限値は、前記基準電圧が前記電圧上限値の時に前記方向指示灯に流れ得る前記駆動電流より小さい
    ことを特徴とする方向指示装置の断線検出方法。
20. 前記電流上限値は、前記ＬＥＤ素子の何れかが断線したと仮定した場合に、前記基準電圧が前記電圧上限値の時に前記方向指示灯に流れる前記駆動電流より大きい
    ことを特徴とする請求項１９に記載の方向指示装置の断線検出方法。
21. 前記断線検出値は、前記ＬＥＤ素子の何れかが断線したと仮定した場合に、前記基準電圧が前記電圧上限値の時に前記方向指示灯に流れる前記駆動電流より大きい
    ことを特徴とする請求項１９または請求項２０に記載の方向指示装置の断線検出方法。

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