(57)【要約】  本発明は、ランプ内の平均強度を制御するためにデューティサイクル（β）のパルス幅信号（ＰＷＭ）を変調するステップを含む、自動車内でランプによって散逸される平均出力の制御方法であって、車載回路網の電圧が所定の閾値よりも実質的に大きいとき、ランプによって散逸される平均出力が一定であるように、車載回路網の電圧に応じてデューティサイクル（β）を決定することを特徴とする方法に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプ内の平均強度を制御するためにデューティサイクル（β）のパルス幅信号を変調する（ＰＷＭ）ステップを含む、自動車内でランプによって散逸される平均出力の制御方法であって、車載回路網の電圧が所定の閾値よりも実質的に大きいとき、ランプによって散逸される平均出力が一定であるように、車載回路網の電圧（Ｖｂａｔ）の関数としてデューティサイクル（β）を決定することを特徴とする方法。
【請求項２】
関係式：
【数１】
2010537873.tif 000010
によってデューティサイクルβを決定し、ランプＰｍｅａｎによって散逸される一定した平均出力が、
【数２】
2010537873.tif 000011
（式中、Ｃは、所望のランプ寿命の関数として決定される定電圧を表し、Ｖｂａｔは、車載回路網の電圧を表し、Ｖｌは、ランプに関連した線路抵抗による電圧降下を表し、Ｒは、ランプの抵抗を表す）に実質的に等しいことを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
【請求項３】
実質的に１００％の所望の寿命に関して、関係式：
【数３】
2010537873.tif 000012
によってデューティサイクルを決定し、定電圧Ｃは、ランプを組み込んだ要素内部の電圧降下を考慮に入れて、ランプ寿命が実質的に１００％である車載回路網の電圧よりも実質的に低いことを特徴とする請求項２に記載の制御方法。
【請求項４】
定数Ｃが、１３．１Ｖに実質的に等しく、デューティサイクルが、次の関係式：
【数４】
2010537873.tif 000013
によって決定されることを特徴とする請求項３に記載の制御方法。
【請求項５】
１００Ｈｚに実質的に等しい変調周波数を使用することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の制御方法。
【請求項６】
デューティサイクルが、
ａ．車載回路網の電圧（Ｖｂａｔ）が１６Ｖに実質的に等しいときは、０．６７に実質的に等しく、
ｂ．車載回路網の電圧（Ｖｂａｔ）が１３．５Ｖに実質的に等しいときは、０．８２に実質的に等しく、
ｃ．車載回路網の電圧（Ｖｂａｔ）が１３．１Ｖに実質的に等しいときは、１に実質的に等しくなるような、３点での線形補間によってデューティサイクル（β）を決定することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の制御方法。
【請求項７】
車載回路網の電圧（Ｖｂａｔ）が１６Ｖよりも実質的に大きいときは、デューティサイクル（β）は実質的に一定で０．６７に等しく、車載回路網の電圧が１３．１Ｖよりも実質的に小さいときは、デューティサイクル（β）は実質的に一定で１に等しいことを特徴とする請求項６に記載の制御方法。
【請求項８】
白熱灯を照明するための請求項１から７のいずれか一項に記載の方法の使用。
【請求項９】
前記ランプの照明のための請求項１から８のいずれか一項に記載の方法を使用することを特徴とする白熱灯タイプの外部又は内部照明ランプを含む自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両内のランプの寿命、特には自動車の電気回路網に接続されたランプの寿命を延長できるようにする方法を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
ランプの照度又は出力は、ランプ内の電流に依存する。この電流を制御、調節又は修正するために従来は回路が使用されている。一般的に使用される技術は、パルス幅変調周波数信号（ＭＬＩ）又は英語でＰｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（ＰＷＭ）によってランプを操作することにより、ランプ内の平均電流及び平均強度を制御することである。ＰＷＭ信号のデューティサイクルの変更により、ランプ内の電流を調整すること、したがってその散逸される平均出力を制御することが可能になる。しかしながら自動車の車載回路網又はバッテリによって給電される白熱灯の寿命は、この回路網上の電圧レベルの影響を受ける。オルタネータの動作は、車載回路網の電圧に対して影響力を及ぼす可能性があり、それがランプの寿命を短縮させる恐れのある高い電圧レベルを特に発生させる可能性がある。更に、「日中走行用ライト」とも呼ばれる「日中の点灯」のような機能の設置により、ランプが点灯される期間が増加し、そのことが、ランプの変化頻度を増加させることに寄与する。
【０００３】
特にランプが次第に駆動されるようになり、かつそのアクセスが容易でないときに、ランプの平均散逸出力及びその光束を変えることなくランプの寿命を増加させることが必要である。
【発明の概要】
【０００４】
したがって本発明の目的は、前述の不都合を緩和しながら、車両のランプの寿命を延長できるようにする簡易な方法を提案することである。
【０００５】
この目的で、本発明は、車載回路網の電圧が所定の閾値よりも実質的に大きいとき、ランプによって散逸される平均出力が一定であるように、車載回路網の電圧に応じてデューティサイクルを決定するステップを含む、ランプ内の平均強度を制御するためにデューティサイクルのパルス幅信号（ＰＷＭ）を変調するステップを含む、自動車内でランプによって散逸される平均出力の制御方法を対象とする。
【０００６】
かかる方法は、操作されるランプの１００％の寿命を得ることを保証できるようにする。このランプ制御方法は、有利なことに、車載回路網の電圧の変化に対してランプの寿命を最適化できるようにする。より頻繁に点灯されるランプの寿命が、改善される。
【０００７】
かかる方法は、一定の光束値、すなわち一定かつ最適な平均散逸出力を得ることも可能にする。
【０００８】
本発明の他の特徴によれば、
−関係式：
【数１】
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によってデューティサイクルβを決定することができ、ランプＰｍｅａｎによって散逸される一定した平均出力は、
【数２】
2010537873.tif 000004
（式中、Ｃは、所望のランプ寿命の関数として決定される定電圧を表し、Ｖｂａｔは、車載回路網の電圧を表し、Ｖｌは、ランプに関連した線路抵抗による電圧降下を表し、Ｒは、ランプの抵抗を表す）に実質的に等しく、
−実質的に１００％の所望の寿命に関して、関係式：
【数３】
2010537873.tif 000005
によってＰＷＭのデューティサイクルを決定することができ、定電圧Ｃは、ランプを組み込んだ要素内部の電圧降下を考慮に入れて、ランプ寿命が実質的に１００％である車載回路網の電圧よりも実質的に低く、
−定数Ｃは、１３．１Ｖに実質的に等しくてもよく、ＰＷＭのデューティサイクルは、次の関係式：
【数４】
2010537873.tif 000006
によって決定され、
−１００Ｈｚに実質的に等しい変調周波数を使用することができ、
−デューティサイクルが、
○  車載回路網の電圧が１６Ｖに実質的に等しいとき、０．６７に実質的に等しく、
○  車載回路網の電圧が１３．５Ｖに実質的に等しいとき、０．８２に実質的に等しく、
○  車載回路網の電圧が１３．１Ｖに実質的に等しいとき、１に実質的に等しくなるような、３点での線形補間によってデューティサイクルを決定することができ、
−車載回路網の電圧が１６Ｖよりも実質的に大きいときは、デューティサイクルは実質的に一定で０．６７に等しくなることができ、車載回路網の電圧が１３．１Ｖよりも実質的に小さいときは、デューティサイクルは実質的に一定で１に等しくなることができる。
【０００９】
かかる方法を利用する装置により、このように操作された各ランプの給電電圧の低下を補償できるようになる。
もう１つの特徴によれば、この方法は、あらゆる白熱灯に給電するために使用することができる。
【００１０】
本発明は、前記ランプの照明のためにこの方法を使用する、白熱灯タイプの外部又は内部照明ランプを含む自動車にも関する。
本発明は、添付図面を参照して、非限定的な例として与えられる一実施形態についての以下の記載によってより良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ランプ寿命及びその照度をそれぞれ車載回路網の電圧の関数として示す２本の曲線のグラフである。
【図２】本発明による制御装置を表す図である。
【図３】１００Ｈｚに実質的に等しい周波数におけるＰＷＭのデューティサイクルを車載回路網の電圧の関数として示す曲線のグラフである。
【図４】ランプによって散逸される出力を図２の装置の車載回路網の電圧の関数として示す曲線のグラフである。
【００１２】
パルス幅変調の原理は、当業者に既知の原理であり、本明細書の以下の部分では説明しない。
一般的に自動車の車載回路網の電圧は、動作モードのとき実質的に１２．５Ｖ〜１６Ｖの間で変化し、多くの場合は実質的に１４．５Ｖの周辺で落ち着く。
【００１３】
図１に、ランプ寿命及びランプ照度を車両の車載回路網の電圧の関数として示した曲線を示す。ランプ寿命は、１３．２Ｖに実質的に等しい電圧のとき、実質的に１００％であり、その端子での電圧が増加するとき、強く減少することが確認できる。
本発明によるランプ操作方法は、一定した平均出力を散逸させるのに必要な電流をランプに供給し、かつその寿命を延長するために、ＰＷＭのデューティサイクルが可変である周波数信号を使用することにある。
【００１４】
図２で、制御装置、又は計算器１は、デューティサイクルが可変である周波数信号を使用して、自動車のランプを操作できるようにする。このために、操作すべきランプにワイヤによって接続された計算器１は、車載回路網の電圧を獲得するブロック２と、点灯を要求するブロック３と、それぞれ右側ランプ及び左側ランプに関する線路損失を補正する２つのブロック４及び５と、パルス幅変調ＭＬＩ又はＰＷＭのデューティサイクルを発生させる統御ブロック６と、ブロック６によって計算されたＰＷＭのデューティサイクルを使用して周波数信号によりランプを操作できるようにするブロック７とを含む。このブロック６は、車載回路網の動的変動を補償するための規則的な時間間隔を有するＰＷＭの循環値を更新し、ＰＷＭ値の更新の速さは、車載回路網の変動速度と一致する。
【００１５】
計算器１の点灯を要求するブロック３が、例えば車両のＣＡＮバスを介して、点灯制御データを受け取ったとき、統御ブロック６は、ＰＷＭのデューティサイクルを計算し、かつランプが所望の一定した平均出力を散逸させるのに必要な信号を増幅するために、対応する信号をブロック７に送る。
【００１６】
ＰＷＭのデューティサイクルの計算では、幾つものパラメータ、特にランプを計算器１に接続する線路の抵抗による電圧降下を考慮に入れる。実際に、計算器１のエンジン室内への配置及びランプの局在化を考慮すると、計算器１をそれぞれ左側ランプ及び右側ランプに接続する左側及び右側ワイヤの長さ、並びに地帰路は、実質的に同じでない。その場合、ワイヤによる電圧降下は、実質的に異なる。ブロック４及び５は、これらの電圧降下を考慮に入れることを可能にするとともに、左側ランプにおいては左側ワイヤによる電圧降下Ｖｌｇ、右側ランプにおいては右側ワイヤによる電圧降下Ｖｌｄにそれぞれ実質的に対応する、例えば振幅信号を統御ブロック６の入力部に送る。したがって、各ランプにおけるＰＷＭのデューティサイクルの計算は、各ランプの線路抵抗によるそれぞれの電圧降下を考慮に入れたものとなる。
【００１７】
ブロック７は、車載回路網の電圧に接続されており出力を操作する２つの装置７１及び７２、例えばＭＯＳＦＥＴトランジスタを含む。各出力装置７１、７２は、バッテリの給電によって給電され、かつ信号ＰＷＭを入力部で受け取る。信号ＰＷＭのデューティサイクルの変更により、ランプを操作するために出力装置７１、７２によって増幅される電流を調整できるようになる。
【００１８】
本明細書の以下の部分においては、左側ランプを右側ランプと区別しない。計算は、ランプについて一般的に説明する。左側ランプにおける電圧降下Ｖｌｇ、又は右側ランプにおけるＶｌｄを、Ｖｌと記す。
【００１９】
図１の装置において、ランプが、単一かつ同一の出力装置によって同様に操作できること、並びに左側ランプにおける電圧降下Ｖｌｇ、及び右側ランプにおけるＶｌｄが同一であり得ることが理解されるであろう。
【００２０】
バッテリの電圧が１３．２Ｖに実質的に等しい場合に、実質的に１００％のランプ寿命が得られる。しかるに先に記載した線路抵抗の評価では、計算器１からプロジェクタ又はランプの入力に至る配線及び地帰路しか考慮せず、特にプロジェクタ内部のワイヤの存在を考慮に入れない。このように、この不確定なパラメータを考慮に入れ、かつ１００％のランプ寿命を保証するために、例えば１３．２Ｖの公称動作点よりも実質的に低い、例えば１３．１Ｖの公称動作点に関して、ブロック６によって統御が行われる。この選択された公称動作点は、少なくとも１００％の寿命を保証し、ランプ寿命が１００％未満にならないように、車載回路網の電圧が実質的に１３．１Ｖとなる点である。その場合、ランプによって散逸される出力は、車載回路網の電圧が１３．１Ｖの場合に得られ、かつ１００％の寿命を保証する出力に関して実質的に常に一定である。
【００２１】
前述の例が限定的なものでないこと、並びに統御を行うために使用される公称動作点が、得ようと願うランプ寿命に依存することが理解されるであろう。もちろん、ランプを組み込んだ要素、例えばプロジェクタの内部の不確定な線路抵抗を例えば考慮に入れなければならない。
【００２２】
各ランプのデューティサイクルの計算は、次の計算を用いて決定される。
ランプによって散逸される平均出力Ｐｍｏｙは、
【数５】
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（式中、Ｒは、ランプの抵抗を表し、Ｖ＝Ｖｂａｔ−Ｖｌは、ランプに関連した線路抵抗による電圧降下を考慮に入れた車載回路網の電圧Ｖｂａｔを表す）によって定義される。先に明確にしたように、左側ランプについてデューティサイクルを計算する場合は、Ｖｌ＝Ｖｌｇであり、右側ランプについてデューティサイクルを計算する場合は、Ｖｌ＝Ｖｌｄである。
【００２３】
デューティサイクルの値βは、１３．１Ｖの公称動作点で以下のように定義される。
−電圧Ｖ＝Ｖｂａｔ−Ｖｌ≦１３．１Ｖの場合、β＝１、
−電圧Ｖ＝Ｖｂａｔ−Ｖｌ＞１３．１Ｖの場合、
【数６】
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である。その場合、平均散逸出力Ｐｍｏｙは、
【数７】
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で記述される。
この統御に従ってランプによって散逸される平均出力が、車載回路網の電圧Ｖｂａｔに依存しないことが確認される。
【００２４】
図３及び図４において、デューティサイクルβを車載回路網の電圧の関数として（グラフ３１及び図３）、またランプによって散逸される出力を１００Ｈｚに実質的に等しい周波数ｆでの２１ワットのランプに関する上記統御のための車載回路網の電圧の関数としてそれぞれ示す。
【００２５】
図３及び４を検討すると、この統御により、車載回路網のばらつきに対する有効な調節が得られるようになることがわかる。
この統御により、低いデューティサイクルβに対しても一定した散逸出力が確保できるようになり、散逸出力は、一定かつ最適である。
【００２６】
これらの計算は、８０Ｈｚ〜１５０Ｈｚに実質的に含まれ、好ましくは１００Ｈｚに実質的に等しい周波数に関して実行され、それによりフィラメントが温度変動を受けないことが可能になる。この周波数の増加は必要でなく、逆に車両内で電磁両立性ＣＥＭの挙動に関連する問題を発生させ、かつ出力操作装置７１及び７２内でのスイッチングによる出力の散逸を限定する危険がある。
【００２７】
もう１つの実施形態によれば、デューティサイクルは、図３の曲線３２に示すように、任意の点Ａ、Ｂ、Ｃでの線形補間によって得られる。例えば０Ｖ、１３．１Ｖ、１４．５Ｖ及び１６Ｖに関して、デューティサイクルは、図３によれば１、１、０．８２、０．６７にそれぞれ等しい。これらの点Ａ、Ｂ、Ｃでの線形補間によって、デューティサイクルβが得られる。このデューティサイクルは、実質的に一定であり、かつ１３．１Ｖより実質的に小さい車載回路網の電圧では１に等しく、実質的に一定であり、１６Ｖより大きい電圧では０．６７に等しい。このようにすることにより、デューティサイクルの計算を実行するためのソフトウェア資源が節約される。
【００２８】
かかる方法により、車載回路網の電圧に触れずにランプの出力を操作できるようになる。ランプの出力制御は、１３．１Ｖ＋Ｖｌよりも実質的に大きい自動車の車載回路網の電圧Ｖｂａｔがいかなるものであれ、調節される。このランプは、一定した出力を散逸させ、かつ増加した保証寿命を有する。
【００２９】
有利なことに、この方法により少なくとも１００％のランプ寿命が保証できるようになる。
有利なことに、この方法の利用を、駐車灯又は走行ビーム前照灯などの照明機能に拡張することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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