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2010年04月04日 イイね!

電球をLEDに交換すると色んな不具合が出る理由に関する考察(Ver.2)

電球をLEDに交換すると色んな不具合が出る理由に関する考察(Ver.2)(Ver.1には矛盾点があったので,さらにつっこんで考察しました.)


リアのブレーキ関係の電球をLED(Light Emitting Diode: 発光ダイオード)に交換すると,ABSなどの警告灯が点いてしまうとか,LED自体がブレーキを踏んでもないのにチカチカ点滅したりすることがあるのは有名な話です.
その理由として,LEDが微弱電流を流してしまうからという記述もよく見かけます.

しかし,私は,ダイオードの原理を考えると,この微弱電流がABS警告灯の原因であるという理由がよくわかりませんでした.
原理的に,ダイオードに電流が流れる状態にあるということは,普通の電球にも電流が流れる状態であるからです.
電球には微弱電流が流れるけど,LEDには流れないという状態は有り得るので,その違いで電球が切れたと車が誤解し,警告灯が点くというのならわかります.

よって,勉強しました.
できるだけ電子工学の専門家でなくともご理解いただけるように,フランクに解説したいと思います.
フランクなのは,私が専門家ではないので,専門用語を巧みに使えないという意味もあります_(^^;)ゞ

ダイオードは,詳しいことは抜きにしてp型半導体とn型半導体という材料を,滑らかにつなぎ合わせたもの(PN接合と言います)で,これに電圧をかけると,電流が流れます.
特徴的なのは,電圧をかける方向(p型の方が+でn型が-とか,n型が+でp型が-とかいうこと)で,電流の流れ方が違うというということです.

一方で,電球は,タングステンという,金や銅よりも熱で溶けにくくて抵抗値少しが大きい金属が,二つの電極の間につながっているだけで,二つの電極のどっちが+でも電流が流れる電子部品です.

さて,ダイオードの話に戻ります.
n型半導体は,電子をたくさん持っている半導体です.
p型半導体は,逆に電子が足らない材料です.電子の抜け殻である正孔をたくさん持っていると言い換えることができます.

画像の中の一番上の図は,ダイオード(PN接合)に電圧をかけていない状態です.
pとnの二つの半導体を滑らかにつなぎあわせても,図のように何やら段差があることがわかります.
電子がnからpに動くと同時に正孔がpからnに動くと電流が流れるのですが,この段差は,坂を上るのが大変なのと同じで,電子はpに流れにくく,正孔はnに流れにくいことを表しています.
電子はちょっとした坂でも登れないひ弱なヤツと思ってください.

電圧がかかっていないときの状態に対して,p型が+で,n型が-となるように電圧をかけた場合が上から二個目の図です,これを順方向と言います.
段差が小さくなることがわかりますよね?
つまり,電子の中でも元気なヤツが動けるようになり,電流が流れ始めます.
電圧をさらに大きくすると,元気のない電子も動けるようになり,ますます電流が流れます.

LEDが発光するのは,電子が坂登りする時に,赤の矢印のようにストンと落っこちることがあり,その時に光を放出するためです.
ダイオードに光るのと光らないのがあるのは,電子がまっすぐ落ちるか回り道して落ちるのかの差です.
光が出ているけど目に見える波長ではないとか,弱すぎて見えないということもあります.
これは,シリコンとかガリウム砒素とか,使う材料で違い,LEDには目に見える光が出やすい材料が用いられます.

「順方向では電圧をかけると電流が流れるのなら,ちょっとだけ電圧かけても電流が流れるはずだから,電球と同じじゃん?」と思われる方もおられるかもしれません.
理論的にはそうなのですが,実際にはPN接合には抵抗があって,ある程度の電圧をかけないと電流が流れ始めません.
この様子を表したのが,三個目の図です.
横の軸で左から右に行くと電圧が大きくなるということで,縦の軸で下から上に動くと電流が大きいというグラフです.
ちなみに,IR LEDというのは赤外線を発光するLEDのことで,光は目に見えません.
LEDの発光色によって何ボルトで電流が流れ始めるかというのは違いますが,いずれにしても,目に見える光を出すLEDには,少なくとも1.7ボルトの電圧をかけないと電流が流れないということがわかります.

ここがミソです!
車において,ABSやアクティブデフなどを制御する時には,ブレーキを踏んでいるか踏んでるか否かという判断もしなければなりません.
そのためには,制御コンピュータがブレーキランプの信号を用いることが多いようです.
つまり,ブレーキを踏んでいなくとも,制御のために常時,もしくは定期的にブレーキランプに確認のための信号を流している可能性が考えられるわけです.
この信号の電圧が,LEDに電流が流れ始める値よりも小さい場合をまず考えましょう.
この場合は,信号を送れないのですから,電球が球切れであると判断されます.
「電球が切れた」という警告灯があればそっちが点灯するのでしょうが,そういう判断まで出来る車はほとんどないので,「ABSが壊れている!!」と勘違いしてしまうわけです.
逆に,LEDに電流が流れる電圧だけど,普通の電球は点灯しないという微妙な電圧を持った信号が送られてきたとしましょう.
そうすると,LEDに換えたことで,ブレーキを踏んでもいないのにチカチカと点滅したり,ボーっと薄明かりで点灯したりするわけです.
つまり,LEDに微弱電流が流れる時には電球にも微弱電流が流れているわけで,LED特有の症状ではなければ,全ての症状の原因として扱うこともできないと考えられます.

この対策で最も単純明快なのは,電球も点灯させるということです.
つまり,LEDの配線に電気的に並列になるように,電球もつなげれば良いのです.
そうすると,LEDだけでは送ることができなかった確認信号が,電球の方を通って帰ってきます.
電気的に並列ということは,両者にかかる電圧は変わりませんので,明るさはかわりません.

でも,電球を繋ぐとブレーキ踏んだら光ってしまいますよね?
余計です.
ですので,電球と同じくらいの消費電力を持った抵抗器を繋げるわけです.
もっと言えば,左右およびハイマウントストップランプの電球は同時に光るものですから,どこかで配線が並列に繋がっているというのが妥当なので,左か右かハイマウントかどこか一つの配線に抵抗器をかませれば,全てをLEDに換えてもOKということになりますね.
もしくは,ハイマウントだけは電球のままにしておけば抵抗器も噛ませる必要がないかもしれません.
実際に対策を施された方々は,だいたいこれでOKだったようですね.
ただ,この場合は,抵抗器がばっちり電力を消費しますので,リレーを使って,ブレーキのon/offにより回路が切り替わるようにしても良いわけです.

しかし!以上の話だけでは矛盾が出てしまうのは,LEDが微点灯してABSの警告も出る場合です.
両者の原因が相反すると書いたわけですから,完全なる矛盾があります.
この場合は,ブレーキを踏んでいない時に微弱電流が流れた/流れないではなく,ブレーキを踏んだ時に大電流が流れるか否か,もしくは球の抵抗値で球切れを判断をしているものと考えられます.
ブレーキを踏んで電球が点灯するときには大きな電流が流れますが,LEDにはそれと比べると無視できるくらいの電流しか流れないというか,流せません.
つまり,ABSの制御コンピュータがブレーキonを感知できないので,これが球切れと判断されるのでしょう.
微点灯と警告の原因を分離して考えればよいわけです.
つまり,ブレーキoffでは微弱電流で微点灯して,ブレーキonでは車が期待したほど電流が流れないので警告灯が点く.
いかがでしょう?
なんとなく合っている気がします(?_?)
ABS警告灯が走ってしばらくすると点いたとか,エンジンかけたら直ぐに点いたというのは,運転の仕方やMTかATかの差でブレーキを踏んだ/踏まないにも差があるからと考えると素直かも??
この場合も一番簡単なのは,抵抗器をカマして抵抗値調整してやれば良いということになります.
ですので,多くの場合,微点灯も警告も同時に解消されるのだと思います.
リレー使った方がスマートですけどね.

最後に余談を.

三番目の図の中にLampと書いたのは,電球の特性です.
本当は,ちょっと極端というか,電流の大きさが全然違うので,LEDの特性と重ねて示すのには無理がありますが,イメージ的に捉えてください.
電球は,電圧を増やした分だけ電流が流れます.
電球の線よりLEDの線の方が立っていますよね.
これが,LEDがパっと点灯する仕組みです.
電球は,この特性の違いに加え,フィラメントが明るくなるまでの時間差がありますから,これでヌルっと点灯するように見えるのです.
一方,LEDはちょっとした電圧の変化で流れる電流が大きく変化するわけで,きちんとした製品には過電流防止や電圧安定のための回路がきちんと入っています.
LED自身はバッテリーや発電機からの電圧が直でかかっているわけではなく,一緒に組み込まれた抵抗器や過電流防止ダイオードなどによって,LEDには電流が流れすぎて焼き切れてしまわないけど逆に流れなさすぎて暗いということにもならない,といった美味しいところの電圧で安定するように設計されています.
オクに出品されているようなノーブランドLEDは安くて魅力的なのですが,すぐに切れてしまうのは,こういった回路設計や使う部品がいい加減なのだと思います.

それと,順方向の逆で,n型が+,p型が-となるように電圧をかけた場合が四個目の図です,これを逆方向と言います.
段差がキツくなりましたね.
電流はますます流れません.
ちなみに,LEDに極性があるのは,このように逆方向に電圧をかけても電流が流れないからです.
しかし,逆方向でも,順方向よりもものすごく大きな電圧がかかると,電流は流れるようになります.
これが原因でLEDが壊れることがあるそうで,ちゃんとした製品には逆電流防止の回路も入っているようです.

これらを考えると,ちゃんとしたメーカのLEDがバカ高いのも納得できるのかも.
また,「極性があるから注意」と書いてある製品の方が設計がちゃんとしているのかも?

以上ですが,私は半導体ではなくて磁性材料の専門家で,もちろん車の専門家でもないです.
間違っているところがあれば悪しからずってことで,是非ともご指導いただければ幸いですm(__)m
Posted at 2010/04/04 16:29:24 | コメント(0) | トラックバック(0) | 日記
2010年04月04日 イイね!

車から異音

右前タイヤ辺りから急に異音がするようになりました.

具体的には,「キッキッキッ」か「シュルシュルシュル」という音です.
しかもかなりデカい!
通行人が振り向きます.

発生状況は,

・ちょっとでも車が動くと鳴る
・ブレーキを踏んでも変化しない
・路面の凹凸やコーナリングで音が変わる

ですので,疑われる発生箇所は,

・ハブベアの油切れ
・ブレーキパッドが減って,機械式摩耗センサが当たっている
・ブレーキが噛んだ小石

ですね.
で,一昨日,ホイールを外してブレーキ周りの洗浄とハブベアへの注油をしたのですが変わらず...
ブレーキパッドは確かにそろそろ交換時期ですが,機械式のセンサがローターに当たるほどは減っていませんでした.
ならば,走っていたら小石がポロっと取れて音が消えるんじゃ??

たまたま昨日は遠出する機会があったのですが,しばらくしてブレーキを踏むと音が変わるようになり,その後気づかないうちに音は止んでました.
なんだったのだろうと思いましたが,気分を良くして帰り道に酷道の旅をしてきました.

酷道というのは文字通り酷い道なのですが,具体的には,国道なのにセンターラインはおろか片側一車線分の道幅もなく,やたらクネクネした山道であるような路線のことを指します.
国道の番号が300番台以降だと,そういった道路の確率が高い.

今回は,国道399号と349号を走りました.
期待通りのクネクネした峠道でした.
それと,宮城県の仙台市以南で,角田市と丸森町に足を踏み入れたことになり,これで仙南はあと蔵王町と七ヶ宿町だけで,だいぶ主要幹線道路以外の位置関係が頭に入りました.
北部はまだまだなんですけどね.

でも,いくらランエボでもスタッドレスではダメですね...
私のスタッドレス(ミシュランのパイロットアルペン)は,Xアイスよりもさらに雪が降ってない日の方を重視したタイヤですが,それでも車高調の固さやブレーキ性能に合ってません.
あんまりキビキビとした走行ができませんでした.
実は,車高調の減衰力を少し強くして出掛けたのですが,弱くしておけばよかったです.

それと,道中で所々で走り屋が走った跡が.
なんだか懐かしくなりました.
それと,真冬なら豪雪の地帯にも雪はぜんぜんありませんでした.
春ですね.

是非,夏タイヤでもう一度走りたいです.
つーか,今年は雪が多かったのでまだスタッドレスを念のために履いてますが,4月になったし明日は夏タイヤに換えよう!

それと,音は完全に消えたと思っていましたが,未だごくたまに小さい音がしているようです.
車高調からかもしれないな??
明日のタイヤ交換時にもう一度ハブベアに注油し車高調も点検します.
他は交換か修理しかないので早めにプロに見てもらいます.

ブレーキパッドを早急に換えないといけない場合はどれにしようかな??
今までリプレイスメントはカーボンメタルしか入れたことがないですが,これはもういいとして,純正よりワンランク上のがいい.
気になるのはDIXELのECかES.
実績のあるメーカで,カタログ値もまぁまぁ,それにとにかく信じられないくらい安い!
こないだのキャンペーンは外れてしましました...
Posted at 2010/04/04 01:20:21 | コメント(0) | トラックバック(0) | 日記
2010年04月02日 イイね!

意味なし

高速の上限料金制 ETCに限らず
http://www.jiji.com/jc/c?g=ind_30&k=2010040101012

まさか,昨日はエイプリルフールだったから,っていうガセネタではないですよね?

平日の利用が平均40kmで¥2000未満とかではなくて,週末や長期休暇の時に前代未聞の大渋滞が起こったり,渋滞による経済損失や二酸化炭素排出量増加が問題なのでは?と個人的には思います.

長期休暇のシーズンにメチャ混みするようになったのは,主に都会に住む方々が,滅多に行けない遠い実家や観光地に行くために,安くなった高速を積極的に使うから.
家庭の気持ちを具体的に書いてみると,

・家族のある家庭では特に,公共交通機関だと人数分の費用がかかり,かつ繁盛期には割引が無くなることが多いので,負担が大きいし,割引が無いから割高感を感じる.飛行機の早割を使っている人にとっては,早割料金が普通で,正規料金が異常なのである.一方,高速は,人数単位ではなく車単位なので,割安感が大きい.

・上限¥○というのは,ある意味乗り放題と同じ感覚なので,お得感が増す.まさに,ドコモのパケホーダイダブルと同じ.

・長期休暇故に時間を金で買うことが必須ではないので,渋滞にハマって時間がかかっても,安いからいいやとか背に腹は替えられないと思ってしまう.

・不景気による相次ぐ減給により,飛行機や新幹線代を人数分出して出掛ける余裕のある家庭が減った.かといって,離れて暮らす両親には孫に会わせてあげたいし,ご先祖の墓参りだってしたい.だから,安い高速で行く.

という感じでしょうか?

結局,普通車は上限¥1000が¥2000になるだけですし,相変わらず一般人に優しく産業界に厳しいやり方ですが、それでも安くなるからトラックやバスも増えるでしょうね.
きっと,ETCのセットアップ手数料でボロ儲けしている特殊法人への批判を逸らす目的もあるのだろうが,ETC付いている車以外も適用になるわけなのだから,今までの割高感や不公平感から開放された非ETCユーザーも増えるわけです.
料金所もまた混むようになるでしょうね.
有人ゲートも残さないといけないから経費もかかる.

それに,元道路公団の収益は上がっているのでしょうか?
高速料金を安くしたことと,増えた利用台数との兼ね合いで,利益が出ているのか?ということです.
分社化した各社が競争して料金が徐々に下がってくるならまだしも,元道路公団の損失を国が補ってるというのなら,JALに公的資金を投入するのと同じです.
それに,一部の観光地やガソリンスタンドはホクホクかもしれませんが,結局総合的に見て経済効果は上がっているのでしょうか?
国や自治体は,空港建設が良い例ですが,収益見込を誤るのが得意ですからね.

週末に集中していた普通車が「上手く」平日にも分散し,運送トラックが今まで通り夜をメインに走って,普通車は昼間がメインというようになれば,少しは効果が出るのかもしれませんが,結局,日本人は土日休みの人がほとんどであり,有給も取りません.そんな上手く分散化および棲み分けが成されるとういうのは,にわかに想像できません.

利己的考えだけで判断すると,そりゃ高速が安いのはありがたい.
でも,やっぱ,総合的に考えると,安くするにしても乗ったら乗っただけ高くなる料金体系は残すべきだし,もっと高速上での事故や違反の罰金・罰則を強烈にするなど,バランス感覚というか,飴もあれば鞭もあるやり方で進めるべきだと思う.
Posted at 2010/04/02 12:44:45 | コメント(0) | トラックバック(0) | 日記
2010年04月01日 イイね!

LEDテールは純正でも眩しい

自分が,テールランプ類のLED化に躊躇している理由として,これだと思う球が安く手に入らないことと,眩しすぎて後続車に迷惑ではないかと思うことによる.

最近,純正でLEDテールを備える車が増えてきた.
かなり眩しい.

つまり,メーカーが良いと思っている=保安基準適合ということは,公共上,自分もテールに高輝度LED球を入れても良いということ.
最近,LED球の物色自体してなかったけど,再開してみようか?

でも,やっぱ信号待ちとかで前の車がLEDテールだと,眩しくて刺激が強いよね...
Posted at 2010/04/01 00:52:45 | コメント(2) | トラックバック(0) | 日記
2010年03月11日 イイね!

ディクセルのブレーキパッド『エクストラシリーズを試そう!』

a.応募される所有車両について教えてください(車名、年式、型式)
 車名(三菱ランサーエボリューション9)
 年式(平成17年)
 型式(CT9A)

b.応募される所有車両の状態について教えてください(走行距離、使用年数、新車or中古車)
 使用年数(1年)
 走行距離(55000km)
 新車or中古車(中古車)

c.応募される所有車両に適合するエクストラシリーズの適合品番号を教えてください
 ※適合表での表示は「エクストラクルーズ」が「EC」、「エクストラスピード」が「ES」となっております。
 適合品番号(F: 341 225,R: 325 499)
 EC or ES(ES)

d.パッド、ローターを交換したことがありますか?(解答欄に数字をご入力ください)
 1.はい
 2.いいえ
 回答(1)

e.ブレーキパッドは主にどこで購入されますか?(解答欄に数字をご入力ください)
 1.カー用品店
 2.ディーラー
 3.整備工場
 4.チューニングショップ
 5.通販(インターネット含む)
 6.その他
 回答(4)

f.ブレーキパッドに求める性能は何ですか?
 (解答欄に数字をご入力ください)
 1.制動力
 2.ダストの少なさ
 3.耐久性
 4.ブランド
 5.価格
 6.その他
 回答(1)

※この記事はディクセルのブレーキパッド『エクストラシリーズを試そう!』について書いています。
Posted at 2010/03/11 08:58:46 | コメント(0) | トラックバック(0) | タイアップ企画用

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「@たけっち@ふり~だむ工房 インフルらしからぬ症状ですね。自分も風邪で月曜日に仕事休みましたが、またぶり返してきた感のある変な感じです。」
何シテル?   02/21 21:04
これまでに,エボⅥGSR(自己流ライトチューン)→エボⅢGSR(ガレージH○S&サ○バーエボのフルチューン)と乗り継ぎ,少しのブランクを経て,今はライトチューン...

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