JP2009277440A - ランプ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】球切れが近いランプを正確に検出し、このランプの異常な明るさを抑制し、更に、このランプが球切れを起こすまでの時間を延長することができるランプ駆動装置を提供する。
【解決手段】白熱ランプ２１を駆動するために与えられる電力をスイッチングし、更に、自身に流れる電流の電流値を検出する機能を有する半導体リレー１１を備え、制御部１０は、半導体リレー１１の検出結果が所定電流値を超過しているか否かを判定する。球切れが近くなると、白熱ランプ２１を流れる電流の電流値は急激に大きく増加するため、半導体リレー１１の検出結果が所定電流値を超えている場合に、制御部１０は、半導体リレー１１を断続的にオンにする。この結果、白熱ランプ２１に供給される電力が減少するため、白熱ランプ２１の明るさが抑制され、また、球切れを起こすまでの時間が延長される。更に、表示部１５を用いて、白熱ランプ２１の交換時期であることを報知する。
【選択図】図１

Description

本発明は、フィラメントを有するランプを駆動するためのランプ駆動装置に関する。

車両が備えるヘッドライト、ルームライト等のランプは、内蔵のフィラメントが断線した場合に点灯しなくなる。点灯しなくなったランプは使用不可能であるため、交換しなければならない。
従来、ランプのフィラメント断線（いわゆる球切れ）を検出して、運転者に球切れを警告する自動車用灯火類断線検出装置が提案されている（特許文献１参照）。この自動車用灯火類断線検出装置によって球切れを警告された運転者は、球切れを起こしたランプを速やかに交換することができる。
特開平１０−２１７８５１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の自動車用灯火類断線検出装置を用いる場合、球切れが近いランプを、球切れを起こす前に交換することはできないという問題がある。
この問題を解決するために、ランプに流れる電流の電流値の減少傾向に基づいて、球切れが近いランプを検出し、このランプが球切れを起こす前に、このランプの交換を使用者に促すことが考えられる。何故ならば、フィラメントを有するランプは、経年劣化によって内部抵抗が徐々に増大していき、この結果、ランプに流れる電流の電流値が徐々に減少していくからである。

ところが、ランプに流れる電流の電流値は、例えば電源電圧の変動、又は周辺温度の変化等に応じて容易に変動する。しかも、経年劣化による電流値の減少量は少ない。このため、電流の電流値の減少傾向に基づいて、球切れが近いランプを検出することは困難である。この結果、ランプの交換を使用者に促すタイミングが遅すぎて、使用者がランプを交換する前に、ランプが使えなくなるという不都合が起こり得る。また、このタイミングが早すぎて、まだ使えるランプを使用者が新しい物に交換するという無駄が生じ得る。

ところで、ランプの球切れが近くなると、ランプに流れる電流の電流値が急激に大きく増加することがある。この現象は、フィラメントの内部ショートが原因であり、内部ショートを起こしたフィラメントの抵抗値が大幅に減少することによって生じる。この結果、フィラメントが過熱して、最終的に溶断する。
また、従来、フィラメントが内部ショートを起こしているランプ（即ち球切れが近いランプ）が、内部ショートを起こしていないランプ（以下、正常なランプという）よりも明るくなり、ランプの明るさの違いが見る者に違和感を与えるという問題がある。

本発明は、球切れが近いランプに大電流が流れる現象に着目してなされたものであり、その主たる目的は、ランプに流れる電流値が所定電流値を越えた場合に、所定電流値を越えたランプを駆動するためのスイッチング部を断続的にオンにする構成とすることにより、球切れが近いランプを正確に検出することができ、更に、このランプの明るさを抑制することができ、しかも、このランプが球切れを起こすまでの時間を延長することができるランプ駆動装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、ランプに流れる電流値が所定電流値を越えた場合に、ランプの交換時期であることを報知する構成とすることにより、球切れが近いランプを、球切れが起きる前に交換することができるランプ駆動装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、電流検出機能付きの半導体リレーを用いる構成とすることにより、部品点数の増加を抑制することができるランプ駆動装置を提供することにある。

第１発明に係るランプ駆動装置は、フィラメントを有するランプを駆動するために与えられる電力をスイッチングするスイッチング部と、前記ランプに流れる電流の電流値を検出する電流検出部とを備えるランプ駆動装置において、前記電流検出部の検出結果が所定電流値を超過しているか否かを判定する判定手段と、該判定手段が超えていると判定した場合に、前記スイッチング部を断続的にオンにする断続オン手段とを備えることを特徴とする。

第２発明に係るランプ駆動装置は、前記判定手段が超えていると判定した場合に、前記ランプの交換時期であることを報知する報知手段を更に備えることを特徴とする。

第３発明に係るランプ駆動装置は、前記スイッチング部と前記電流検出部とを、自身に流れる電流の電流値を検出する機能を有する半導体リレーで兼用してなることを特徴とする。

第１発明にあっては、スイッチング部は、ランプを駆動するために与えられる電力をスイッチングする。電流検出部は、ランプに流れる電流の電流値を検出する。
判定手段は、電流検出部の検出結果が所定電流値を超過しているか否かを判定する。この所定電流値は、フィラメントに内部ショートが生じているランプ、即ち球切れが近いランプに流れる電流の電流値に相当することが望ましい。球切れが近いランプに流れる電流の電流値は、一般に、フィラメントに内部ショートが生じていないランプ、即ち正常なランプに流れる電流の電流値よりも十分に大きい。

判定手段が、電流検出部の検出結果が所定電流値を超過していると判定した場合、断続オン手段は、所定電流値を超過しているランプに対応するスイッチング部を断続的にオンにする。
所定電流値を超過しているランプは、フィラメントに内部ショートが生じている（即ち、球切れが近い）と考えられる。また、このランプに対応するスイッチング部のオン／オフが、断続オン手段によって適宜に切り替えられるため、スイッチング部を介してランプに与えられる電力は、スイッチング部を連続的にオンにしている場合よりも減少する。
つまり、球切れが近いランプが正確に検出され、更に、このランプに供給される電力が適宜に間引かれる。

ところで、球切れが近いランプが、正常なランプよりも明るくなるという現象は、ランプに流れる電流の電流値が増加したこと、即ちランプの消費電力が増大したことに起因する。
しかしながら、本発明においてはランプに供給する電力、即ちランプの消費電力を抑制することができるため、球切れが近いランプの明るさが増大する現象が抑制される。
また、球切れが近いランプに対する給電を抑制することによって、ランプに流れる電流の平均電流値が減少するため、フィラメントの自己発熱が抑制される。この結果、ランプのフィラメントが内部ショートを起こしてから溶断するまでの時間（即ち、球切れが近いランプが球切れを起こすまでの時間）を延長することができる。

第２発明にあっては、報知手段を更に備える。
判定手段が、電流検出部の検出結果が所定電流値を超過していると判定した場合、所定電流値を超過しているランプは、フィラメントに内部ショートが生じていると考えられる。このため、報知手段は、このランプの交換時期であることを使用者に対して報知する。
この結果、球切れが近いランプを正確に検出し、検出したランプの交換を適切なタイミングで使用者に促すことができる。

ところで、ランプの交換時期を適切なタイミングで報知したとしても、使用者が即座にランプを交換することができるとは限らない。
しかしながら、本発明においては、フィラメントが内部ショートを起こしているランプに対応するスイッチング部を断続的にオンにすることによって、このランプのフィラメントが溶断するまでの時間が延長されている。この結果、球切れが近いランプを交換する前に、このランプが球切れを起こす不都合を抑制することができる。

第３発明にあっては、自身に流れる電流の電流値を検出する機能を有する半導体リレーを用いて、スイッチング部及び電流検出部を構成する。
つまり、本発明のランプ駆動装置は、従来のランプ駆動装置に含まれているスイッチング部を、電流検出機能付きの半導体リレーに交換した回路構成に等しいため、部品点数は変化しない。
仮に、電流検出機能付きの半導体リレーを用いない場合、従来のランプ駆動装置に電流検出部を追加しなければならないため、部品点数が増加する。

この結果、本発明のランプ駆動装置は、部品点数の増加を抑制することができ、回路構成を簡易に、且つ小型にすることができる。従って、部品点数の増加並びに回路構成の複雑化及び大型化によるコストの増大を抑制することができる。

本発明のランプ駆動装置による場合、球切れが近いランプを、簡易な手法で正確に検出することができる。
また、球切れが近いランプの明るさを抑制することができるため、球切れが近いランプと正常なランプとの明るさの違い（輝度差、照度差等）を抑制することができる。
更に、球切れが近いランプが球切れを起こすまでの時間を延長することができる。

以下、本発明を、その実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図１は、本発明の実施の形態に係るランプ駆動装置１の構成を示すブロック図である。
図中３は車両であり、車両３には、ランプ駆動装置１と、白熱ランプ２１，２２と、電源３０と、ランプスイッチ（ＳＷ）３１とが搭載されている。
白熱ランプ２１，２２は、夫々がフィラメントを有する一対のランプであり、例えばヘッドライトとして用いられる。

電源３０は、車載用の発電機、バッテリ等を用いてなり、白熱ランプ２１，２２は、電源３０からランプ駆動装置１を介して給電される。
ランプＳＷ３１は、例えばダイヤルスイッチ又はスライドスイッチ等の操作摘みを用いてなり、運転者によって手動でオン／オフが切り替えられる。
運転者は、消灯している白熱ランプ２１，２２を点灯させたい場合にランプＳＷ３１をオンに切り替える。このとき、オンにされたランプＳＷ３１からランプ駆動装置１へ、点灯信号が出力される。また、運転者は、点灯している白熱ランプ２１，２２を消灯させたい場合にランプＳＷ３１をオフに切り替える。このとき、オフにされたランプＳＷ３１からランプ駆動装置１への点灯信号の出力が停止する。

ランプ駆動装置１は、白熱ランプ２１，２２を駆動する機能を有するＥＣＵであり、制御部１０、半導体リレー１１，１２、駆動回路１３，１４、及び表示部１５を備える。
制御部１０は、ランプ駆動装置１の制御中枢であり、電源３０から給電されるＡ／Ｄコンバータと、Ａ／Ｄコンバータから給電されるマイクロプロセッサとを用いてなる。制御部１０には、ランプＳＷ３１から出力された点灯信号が入力され、また、ランプ駆動装置１の各部との間で各種の信号を入出力する。更に、制御部１０は、制御部１０に印加される電圧の電圧値を検出する機能を有する。制御部１０に印加される電圧は、電源３０の電圧に相当する。

半導体リレー１１，１２は、夫々電流検出機能付きの半導体リレーであり、電流値の検出結果を制御部１０へ出力する。更に詳細には、半導体リレー１１，１２は、白熱ランプ２１，２２夫々を駆動するために、電源３０から与えられる電力をスイッチングするスイッチング部としての機能と、半導体リレー１１，１２自身に流れる電流の電流値を検出する電流検出部としての機能とを有する。

半導体リレー１１は、電源３０と白熱ランプ２１との間に直列に接続されており、半導体リレー１１がオンの場合は電源３０から白熱ランプ２１へ電力が供給される。半導体リレー１１が検出する電流値は、白熱ランプ２１に流れる電流の電流値に相当する。
半導体リレー１２は、半導体リレー１１と同様の構成であって、電源３０と白熱ランプ２２との間に直列に接続されている。このため、半導体リレー１２がオンの場合は電源３０から白熱ランプ２２へ電力が供給される。半導体リレー１２が検出する電流値は、白熱ランプ２２に流れる電流の電流値に相当する。
半導体リレー１１，１２及び制御部１０は、互いに並列に接続されている。

駆動回路１３，１４夫々は、対応する半導体リレー１１，１２を駆動する。
具体的には、各駆動回路１３，１４は、各半導体リレー１１，１２へリレーオン信号を出力することによって各半導体リレー１１，１２を連続的にオンにし、各半導体リレー１１，１２へのリレーオン信号の出力を停止することによって各半導体リレー１１，１２を連続的にオフにするオン／オフ制御を行なう。制御部１０は、各駆動回路１３，１４へ、各半導体リレー１１，１２を連続的にオンにする場合にランプオン信号を出力し、連続的にオフにする場合にランプオン信号の出力を停止する。

また、各駆動回路１３，１４は、各半導体リレー１１，１２へパルス信号を周期的に出力することによって各半導体リレー１１，１２を短時間で繰り返しオン／オフし、また、パルス信号のデューティ比Ｄ（０＜Ｄ＜１）を変更するＰＷＭ制御を行なう。デューティ比Ｄが“１”に近い場合は各半導体リレー１１，１２がオンになっている時間が長く、“０”に近い場合は各半導体リレー１１，１２がオフになっている時間が長い。制御部１０は、各駆動回路１３，１４へ、ＰＷＭ制御を行なう場合（即ち各半導体リレー１１，１２を断続的にオンにする場合）又はデューティ比Ｄを変更する場合に、所要のデューティ比Ｄを示すＰＷＭ信号を出力する。

表示部１５はＬＥＤを用いてなり、例えば白熱ランプ２１の球切れが近いことを示す交換時期信号が制御部１０から入力された場合に、白熱ランプ２１の交換時期であることを運転者に報知する第１のＬＥＤ（例えば黄色のＬＥＤ）を点灯させる。また、白熱ランプ２１が球切れを起こしたことを示す球切れ信号が制御部１０から入力された場合に、表示部１５は、白熱ランプ２１の球切れを運転者に報知する第２のＬＥＤ（例えば赤色のＬＥＤ）を点灯させる。

図２は、白熱ランプ２１，２２の消費電力の変化を示す特性図である。白熱ランプ２１，２２夫々の特性は同じであるため、以下では、白熱ランプ２１を例示する。ただし、図２は、白熱ランプの消費電力の変化の傾向を示す一例であり、全ての白熱ランプがこのグラフに示される形に正確に沿うわけではない。

図２に示す特性図において、横軸は、白熱ランプ２１の使用開始時点からの経過時間ｔを示している。ｔ＝０は白熱ランプ２１の使用開始時点であり、ｔ＝１００は、白熱ランプ２１のフィラメントが溶断した時点（即ち白熱ランプ２１が球切れを起こした時点）である。また、ｔ＝８２，９０，９７は、白熱ランプ２１のフィラメントが１回目，２回目，３回目の内部ショートを起こした時点である。一方、縦軸は、白熱ランプ２１の消費電力を示している。この消費電力は、白熱ランプ２１の使用開始時点ｔ＝０の消費電力を１００％とする百分率で示されている。

使用開始時点ｔ＝０からｔ＝８２直前まで、白熱ランプ２１の消費電力は、１００％から９５％まで徐々に減少する。
白熱ランプ２１は、経年劣化によってフィラメントの内部抵抗が徐々に増大していく。一方、白熱ランプ２１に印加される電圧の電圧値は、許容範囲の振幅を有して変動するものの、略一定と看做せる。このため、白熱ランプ２１を流れる電流の電流値が徐々に減少する。この結果、白熱ランプ２１の消費電力は徐々に減少する。

ところで、例えば自己発熱によって劣化した白熱ランプ２１のフィラメントは、ループ間でショート（即ち内部ショート）することがある。内部ショートを起こしたフィラメントの抵抗値は大幅に減少する。
ｔ＝８２の時点で、白熱ランプ２１のフィラメントが１回目の内部ショートを起こす。このとき、白熱ランプ２１を流れる電流の電流値が急激に大きく増加する。この結果、白熱ランプ２１の消費電力は急激に大きく増加し、１００％を超過する。
白熱ランプ２１を流れる電流の電流値が大きく増加するため、フィラメントの自己発熱量も増大する。

ｔ＝９０の時点で、白熱ランプ２１のフィラメントが２回目の内部ショートを起こすまで、白熱ランプ２１の消費電力は徐々に減少するが、ｔ＝９０の時点で、白熱ランプ２１の消費電力は再び急激に大きく増加し、１１０％弱になる。
以上のような現象が、３回目の内部ショートを起こしたｔ＝９７の時点に関しても生じ、白熱ランプ２１の消費電力は１１０％を超過する。
ｔ＝１００の時点で、白熱ランプ２１のフィラメントが過熱によって溶断するため、白熱ランプ２１に電流が流れなくなる（即ち電流値が“０”になる）。この結果、白熱ランプ２１の消費電力は急激に０％まで減少する。

従来のランプ駆動装置では、一対の白熱ランプ２１，２２の内、白熱ランプ２１のみが内部ショートを起こし、白熱ランプ２２が内部ショートを起こしていない場合、球切れが近い白熱ランプ２１の消費電力は、正常な白熱ランプ２２の消費電力よりも大幅に大きくなる。白熱ランプ２１，２２の明るさは消費電力に比例するため、白熱ランプ２１は白熱ランプ２２よりも大幅に明るくなる。この結果、一対の白熱ランプ２１，２２に大きな光度差が生じ、見る者に違和感を与えるという不都合が生じる。

このような不都合を抑制するために、本実施の形態のランプ駆動装置１では、球切れが近い白熱ランプ２１の消費電力が目標消費電力Ｐ₀ に等しくなるよう半導体リレー１１をＰＷＭ制御する。この目標消費電力Ｐ₀ は、予め定められた固定値であり、使用開始時の白熱ランプ２１の消費電力か、又は、正常な白熱ランプ２１の平均的な消費電力等に等しい。なお、例えば制御部１０が、白熱ランプ２２の消費電力の現在値に応じて、目標消費電力Ｐ₀ を適宜に変更する構成であってもよい。

図３及び図４は、本発明の実施の形態に係るランプ駆動装置１で実行される交換時期検出処理の手順を示すフローチャートである。以下では、白熱ランプ２１に対して実行される交換時期検出処理を例示するが、白熱ランプ２２に対しても、同様の交換時期検出処理が実行される。
制御部１０は、ランプＳＷ３１から点灯信号が入力されたか否かを判定する（Ｓ１１）。点灯信号が入力されていない場合（Ｓ１１でＮＯ）、ランプＳＷ３１がオンになっていないため、制御部１０は、処理をＳ１１へ戻す。
ランプＳＷ３１から点灯信号が入力されている場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、ランプＳＷ３１がオンになっているため、制御部１０は、駆動回路１３へランプオン信号を出力する（Ｓ１２）。

制御部１０からランプオン信号が入力された駆動回路１３は、半導体リレー１１へリレーオン信号を出力する。駆動回路１３からリレーオン信号が入力された半導体リレー１１は連続的にオンになる。このため、電源３０から白熱ランプ２１へ、半導体リレー１１を介して連続的に給電され、白熱ランプ２１は点灯する。

次いで、制御部１０は、半導体リレー１１が検出した電流値Ｉを取得し（Ｓ１３）、制御部１０に印加される電圧値Ｖを検出する（Ｓ１４）。
Ｓ１４で制御部１０が検出した電圧値Ｖは、白熱ランプ２１に印加される電圧の電圧値に対応する。白熱ランプ２１に印加される電圧の電圧値を直接的に検出することは困難であるため、本実施の形態では、白熱ランプ２１に印加される電圧の電圧値の代わりに、制御部１０が検出した電圧値Ｖを、後述する式（１）に代入すべき値として用いる。なお、ランプ駆動装置１は、白熱ランプ２１に印加される電圧の電圧値を検出して、検出結果を後述する式（１）に代入する構成であってもよい。

電圧値Ｖは、許容される範囲で変動するが、略一定と看做せる。このため、図２に示す使用開始時点ｔ＝０の電流値Ｉ＝１００％とすると、白熱ランプ２１のフィラメントが１回目の内部ショートを起こしたｔ＝８２の時点で、電流値Ｉは急激に大きく増加し、１００％を超過する。つまり、制御部１０が半導体リレー１１から取得した電流値Ｉが所定電流値Ｉ_b ＝１００％を超過している場合、白熱ランプ２１のフィラメントが内部ショートを起こしていることがわかる。なお、検出誤差、電圧値Ｖの変動による誤差等を考慮して、所定電流値Ｉ_b を、１００％よりも十分に大きい値、例えば１０５％に設定してもよい。

白熱ランプ２１のフィラメントが溶断したｔ＝１００の時点で、電流値Ｉは急激に大きく減少し、０％となる。つまり、制御部１０が半導体リレー１１から取得した電流値Ｉが、十分に小さい所定電流値Ｉ_a （Ｉ_a ≒０％）を下回っている場合、白熱ランプ２１のフィラメントが溶断していることがわかる。
ただし、ＰＷＭ制御を実行している場合（更に詳細には、後述するＳ２４の処理が実行されてから、Ｓ２６又はＳ３１の処理が実行されるまでの間）は、半導体リレー１１にはパルス信号が周期的に入力されるため、パルス信号が入力されていない場合に半導体リレー１１が一時的にオフになり、この結果、電流値Ｉが一時的に所定電流値Ｉ_a 未満となることがある。従って、電流値Ｉの一時的な減少は無視する必要がある。

制御部１０は、Ｓ１３で取得した電流値Ｉが、所定電流値Ｉ_a 未満であるか否かを判定し（Ｓ１５）、Ｉ＜Ｉ_a である場合（Ｓ１５でＹＥＳ）、白熱ランプ２１は球切れを起こしているため、制御部１０は、駆動回路１３へのランプオン信号の出力を停止する（Ｓ１６）。Ｓ１６の処理の結果、駆動回路１３は半導体リレー１１へのリレーオン信号の出力を停止し、半導体リレー１１はオフになる。

最後に制御部１０は、白熱ランプ２１が球切れを起こしたことを示す球切れ信号を表示部１５へ出力することによって、運転者に対して球切れを報知する（Ｓ１７）。この球切れ信号が入力された表示部１５は、第２のＬＥＤを点灯させることによって、白熱ランプ２１の球切れを運転者に報知する。球切れを報知された運転手は、白熱ランプ２１を、新しい物に交換する。
Ｓ１７の処理完了後、制御部１０は、交換時期検出処理を終了する。

一方、Ｉ≧Ｉ_a である場合（Ｓ１５でＮＯ）、白熱ランプ２１は球切れを起こしていないため、制御部１０は、Ｓ１３で取得した電流値Ｉが、所定電流値Ｉ_b を超過しているか否かを判定する（Ｓ１８）。つまり、Ｓ１８における制御部１０は、判定手段として機能する。
Ｉ≦Ｉ_b である場合（Ｓ１８でＮＯ）、白熱ランプ２１は正常であるため、制御部１０は、ランプＳＷ３１からの点灯信号の入力が停止したか否かを判定する（Ｓ１９）。
点灯信号が入力され続けている場合（Ｓ１９でＮＯ）、ランプＳＷ３１がオフになっていないため、制御部１０は、処理をＳ１３へ戻す。

ランプＳＷ３１からの点灯信号の入力が停止した場合（Ｓ１９でＹＥＳ）、ランプＳＷ３１がオフになっているため、制御部１０は、Ｓ１６の処理と同様に、駆動回路１３へのランプオン信号の出力を停止する（Ｓ２０）。
制御部１０からのランプオン信号の入力が停止した場合、駆動回路１３は、半導体リレー１１へのリレーオン信号の出力を停止する。駆動回路１３からのリレーオン信号の入力が停止した場合、半導体リレー１１は連続的にオフになる。このため、電源３０から白熱ランプ２１への給電が完全に停止し、白熱ランプ２１は消灯する。
Ｓ２０の処理完了後、制御部１０は、処理をＳ１１へ戻す。

一方、Ｉ＞Ｉ_b である場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、白熱ランプ２１は球切れが近いため、制御部１０は、白熱ランプ２１の球切れが近いことを示す交換時期信号を表示部１５へ出力することによって、運転者に対して白熱ランプ２１の交換時期であることを報知する（Ｓ２１）。つまり、Ｓ２１における制御部１０及び表示部１５は、報知手段として機能する。
この交換時期信号が入力された表示部１５は、第１のＬＥＤを点灯させることによって、白熱ランプ２１の交換時期であることを運転者に報知する。交換時期であることを報知された運転手は、白熱ランプ２１を、新しい物に交換する。

ただし、Ｓ２１における交換時期の報知は、白熱ランプ２１の交換を推奨するものであって、至急交換するよう指示するものではない。何故ならば、白熱ランプ２１は球切れが近いが、まだ球切れを起こしていないからである。しかも、後述するＳ２２以降の処理が実行されることによって、白熱ランプ２１が球切れを起こすまでの時間が延長されるため、白熱ランプ２１を交換する前に白熱ランプ２１が球切れを起こす不都合は抑制される。
運転者は、白熱ランプ２１の交換時期であることを報知された場合に、新しい白熱ランプ２１を準備し、白熱ランプ２１が球切れを起こす前に、白熱ランプ２１を交換する。なお、運転者は、球切れが起きた後で白熱ランプ２１を交換してもよい。

Ｓ２１の処理完了後、制御部１０は、デューティ比Ｄを算出する（Ｓ２２）。ただし、Ｓ２２において、デューティ比Ｄは、目標消費電力Ｐ₀ と、Ｓ１３で取得した電流値Ｉ及びＳ１４で検出した電圧値Ｖとを用いて、下記の式（１）を満たすように算出される。
Ｄ＝Ｐ₀ ／（Ｖ×Ｉ） （１）
Ｓ２２の処理完了後、制御部１０は、Ｓ１６の処理と同様に、駆動回路１３へのランプオン信号の出力を停止して（Ｓ２３）、半導体リレー１１に対するＰＷＭ制御を行なうべく、Ｓ２２で算出したデューティ比Ｄを示すＰＷＭ信号を駆動回路１３へ出力する（Ｓ２４）。つまり、Ｓ２４における制御部１０及び駆動回路１３は、断続オン手段として機能する。

デューティ比Ｄを示すＰＷＭ信号が入力された駆動回路１３は、デューティ比Ｄのパルス信号を半導体リレー１１へ出力する。デューティ比Ｄのパルス信号が入力された半導体リレー１１は、デューティ比Ｄでオン／オフが切り替わる。
この結果、半導体リレー１１を介して白熱ランプ２１に供給される電力は、半導体リレー１１が連続的にオンになっている場合よりも減少し、白熱ランプ２１の消費電力は、目標消費電力Ｐ₀ に略等しい値に抑えられる。このため、白熱ランプ２１，２２の光度差が抑制される。

白熱ランプ２１の消費電力が目標消費電力Ｐ₀ まで減少する分、白熱ランプ２１に流れる電流の電流値は、半導体リレー１１が連続的にオンになっている場合よりも減少する。このため、白熱ランプ２１のフィラメントの自己発熱量が抑制される。従って、フィラメントが溶断するまで（即ち白熱ランプ２１が球切れを起こすまで）の時間が延長される。

更に制御部１０は、Ｓ１９の処理と同様に、ランプＳＷ３１からの点灯信号の入力が停止したか否かを判定する（Ｓ２５）。
ランプＳＷ３１からの点灯信号の入力が停止した場合（Ｓ２５でＹＥＳ）、ランプＳＷ３１がオフになっているため、制御部１０は、半導体リレー１１に対するＰＷＭ制御を終了すべく、駆動回路１３へのＰＷＭ信号の出力を停止する（Ｓ２６）。

制御部１０からのＰＷＭ信号の入力が停止した場合、駆動回路１３は、半導体リレー１１へのパルス信号の出力を完全に停止する。駆動回路１３からのパルス信号の入力が完全に停止した場合、半導体リレー１１は連続的にオフになる。このため、電源３０から白熱ランプ２１への給電が完全に停止し、白熱ランプ２１は消灯する。
Ｓ２６の処理完了後、制御部１０は、処理をＳ１１へ戻す。

点灯信号が入力され続けている場合（Ｓ２５でＮＯ）、ランプＳＷ３１がオフになっていないため、制御部１０は、駆動回路１３が半導体リレー１１へパルス信号を出力したタイミングであるか否か、即ち半導体リレー１１が一時的にオンになっているタイミングであるか否かを判定する（Ｓ２７）。
半導体リレー１１が一時的にオフになっているタイミングである場合（Ｓ２７でＮＯ）、制御部１０はＳ２７の処理を繰り返し実行する。

半導体リレー１１が一時的にオンになっているタイミングである場合（Ｓ２７でＹＥＳ）、制御部１０は、半導体リレー１１が検出した電流値Ｉを取得する（Ｓ２８）。ただし、Ｓ２８の処理では、半導体リレー１１のオン／オフによって変動する電流値Ｉの最大値を取得する。
制御部１０は、Ｓ１４の処理と同様に、制御部１０に印加される電圧値Ｖを検出し（Ｓ２９）、Ｓ１５の処理と同様に、Ｓ２８で取得した電流値Ｉが、所定電流値Ｉ_a 未満であるか否かを判定する（Ｓ３０）。

Ｉ＜Ｉ_a である場合（Ｓ３０でＹＥＳ）、白熱ランプ２１が球切れを起こしているため、制御部１０は、Ｓ２６の処理と同様に、駆動回路１３へのＰＷＭ信号の出力を停止し（Ｓ３１）、処理をＳ１７へ移す。
一方、Ｉ≧Ｉ_a である場合（Ｓ３０でＮＯ）、白熱ランプ２１は球切れを起こしていないため、制御部１０は、Ｓ２２の処理と同様に、デューティ比Ｄを算出する（Ｓ３２）。ただし、Ｓ３２において、デューティ比Ｄは、目標消費電力Ｐ₀ と、Ｓ２８で取得した電流値Ｉ及びＳ２９で検出した電圧値Ｖとを用いて、上記の式（１）を満たすように算出される。
Ｓ３２の処理完了後、制御部１０は、Ｓ２４へ処理を移して、Ｓ３２で算出したデューティ比Ｄを示すＰＷＭ信号を駆動回路１３へ出力する。

Ｓ２８、Ｓ２９、Ｓ３２及びＳ２４がこの順で実行されることが繰り返され続けると、白熱ランプ２１のフィラメントが内部ショートを起こすたびに電流値Ｉが増加するため、Ｓ３２で算出されるデューティ比Ｄは減少していく。この結果、白熱ランプ２１のフィラメントが２回目又は３回目の内部ショートを起こしたとしても、白熱ランプ２１の消費電力Ｐ（Ｐ＝Ｄ×Ｖ×Ｉ）は、目標消費電力Ｐ₀ に保たれる。

なお、Ｓ２７の処理を実行せず、Ｓ３０にてＩ＜Ｉ_a であると判定された場合に、制御部１０は、半導体リレー１１が検出した電流値Ｉを適宜の時間間隔で所定回数取得し、取得された所定回数分の電流値Ｉが全てＩ＜Ｉ_a であるときにＳ３１の処理を実行し、少なくとも１個の電流値ＩがＩ≧Ｉ_a であるときに、電流値Ｉの最大値を用いてＳ３２の処理を実行してもよい。何故ならば、白熱ランプ２１が球切れを起こしていれば、半導体リレー１１のオン／オフに関わらず白熱ランプ２１流れる電流は“０”のまま変化せず、白熱ランプ２１が球切れを起こしていなければ、半導体リレー１１が一時的にオンになった場合に白熱ランプ２１に電流が流れるからである。

以上のようなランプ駆動装置１は、球切れが近い白熱ランプ２１を正確に検出することができる。また、球切れが近い白熱ランプ２１の明るさを、正常な白熱ランプ２２と同程度の明るさに維持することができる。しかも、白熱ランプ２１の交換時期を運転者に報知し、且つ、白熱ランプ２１が球切れを起こすまでの時間を延長することができるため、球切れが起きる前に白熱ランプ２１を交換することができる。

更に、半導体リレー１１，１２を備えるランプ駆動装置１は、部分点数が抑制されているため、製造コストを抑制することができる。
なお、ランプ駆動装置１は、半導体リレー１１，１２夫々の代わりに、例えば駆動回路１３によって駆動されるＦＥＴと、ランプに流れる電流の電流値を検出して制御部１０へ出力する電流センサとを備えていてもよい。この場合、部品点数は増加するが、その他の効果は本実施の形態のランプ駆動装置１と遜色がない。
また、制御部１０及び駆動回路１３，１４の代わりに、駆動回路の機能を有する制御部を備え、この制御部が直接的に半導体リレー１１，１２を駆動する構成でもよい。この場合、部分点数は更に減少する。

更にまた、表示部１５は、例えば液晶表示パネルを制御するＥＣＵであってもよい。このような表示部１５は、白熱ランプ２１の球切れが近いことを示す交換時期信号が制御部１０から入力された場合に、白熱ランプ２１の交換時期であることを示すメッセージを液晶表示パネルに表示させる。また、白熱ランプ２１が球切れを起こしたことを示す球切れ信号が制御部１０から入力された場合に、表示部１５は、白熱ランプ２１の球切れ示すメッセージを液晶表示パネルに表示させる。表示部１５は、ランプ駆動装置１とカーナビゲーション装置、又は車載テレビジョン装置等とが共用する構成であってもよい。

また、表示部１５による交換時期報知及び球切れ報知に限定されず、図示しない音声出力部からのメッセージ、メロディ等の出力による交換時期報知及び球切れ報知を行なう構成であってもよい。
更にまた、例えば１個の半導体リレー１１に対し、複数個の白熱ランプ２１，２１，…が直列に接続される構成でもよい。
また、白熱ランプ２１，２２はヘッドライトに限定されず、テールランプ、ブレーキランプ、ルームランプ等であってもよい。更に、白熱ランプ２１，２２は一対のランプに限定されるものでもない。この場合、白熱ランプ２１，２２夫々に対する目標消費電力Ｐ₀ は異なっていてもよい。
更にまた、ランプ駆動装置１は、車両３に搭載されるものに限定されない。

なお、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲と均等の意味及び特許請求の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
また、本発明の効果がある限りにおいて、ランプ駆動装置１に、本実施の形態に開示されていない構成要素が含まれていてもよい。

本発明の実施の形態に係るランプ駆動装置の構成を示すブロック図である。 白熱ランプの消費電力の変化を示す特性図である。 本発明の実施の形態に係るランプ駆動装置で実行される交換時期検出処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るランプ駆動装置で実行される交換時期検出処理の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ランプ駆動装置
１０ 制御部
１１，１２ 半導体リレー（スイッチング部，電流検出部）
１５ 表示部（報知手段）
２１，２２ 白熱ランプ（フィラメントを有するランプ）

Claims (3)

1. フィラメントを有するランプを駆動するために与えられる電力をスイッチングするスイッチング部と、
   前記ランプに流れる電流の電流値を検出する電流検出部と
   を備えるランプ駆動装置において、
   前記電流検出部の検出結果が所定電流値を超過しているか否かを判定する判定手段と、
   該判定手段が超えていると判定した場合に、前記スイッチング部を断続的にオンにする断続オン手段と
   を備えることを特徴とするランプ駆動装置。
2. 前記判定手段が超えていると判定した場合に、前記ランプの交換時期であることを報知する報知手段
   を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のランプ駆動装置。
3. 前記スイッチング部と前記電流検出部とを、自身に流れる電流の電流値を検出する機能を有する半導体リレーで兼用してなることを特徴とする請求項１又は２に記載のランプ駆動装置。

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