(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電灯の管電圧にもとづいて基準となる制御信号を生成する、安定時制御回路，始動時制御回路，立上り補正タイマ回路と、放電灯の消灯時から再点灯時までのオフ時間の増加に応じて指数的に増加する制御信号をホットリスタート直後に前記基準となる制御信号に一時的に上乗せする再始動タイマとを有し、前記基準となる制御信号と前記オフ時間の増加に応じて指数的に増加する制御信号の和の制御信号にもとづいて、前記放電灯の管電流を制御する出力制御回路を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
請求項１記載の放電灯点灯装置において、
前記再始動タイマは、異なるオフ時間にそれぞれ対応する複数の再始動タイマであり、これらはオフ時間の長，短に応じてそれぞれ異なる値の制御信号を前記基準となる制御信号に上乗せするものであることを特徴とする放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メタルハライドランプ等の放電灯の光束立上り制御を改善した放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
放電灯を自動車のヘッドランプに使用する場合、放電灯を瞬時点灯及び再始動させなければならないが、瞬時点灯の場合は始動時に例えば１５ＫＶ以上の高電圧パルスを印加して放電を開始させた後、直ちに定格の６倍の電流を流して急速に立上げる必要があり、再始動の場合は２５ＫＶ（ｍａｘ）の高電圧を印加しなければ放電を開始させることはできない。また再始動時には、まだ管温度が高く管内圧力が高いため、上記のように放電開始電圧は高くなるが、瞬時に発光させるための始動電流は、管温度がまだ下がっていないので、始動時の冷えている場合に比べて少なくてすむ。
【０００３】
図４は上記のような放電灯の瞬時点灯を行う従来の放電灯点灯装置の制御系の構成を示すブロック図である。この制御系は、センサ１，２等を用いて電圧検出回路３，電流検出回路４により放電灯の始動時の管電圧，管電流を検出して点灯開始時の補正制御を行うもので、始動時に検出した放電灯の管電圧から、安定時制御回路５及び始動時制御回路６は放電灯の安定時の制御電流及び始動時の制御電流の設定値を制御信号として出力する。このとき、立上り補正タイマ回路７は始動直後の制御を故意に遅らせている。
【０００４】
そして、ＰＷＭ制御回路８は上記制御回路５，６からの制御信号（設定値）と始動時に検出した検出電流（管電流）とを比較してＰＷＭ信号を出力し、インバータ出力電圧制御回路９はそのＰＷＭ信号に従って放電灯へのインバータ出力電圧を制御する。これにより、放電灯は点灯開始から安定状態に移行することができる。
【０００５】
ここで、放電灯の起動時の回路動作としては、放電灯の状態、つまり消灯直後でまだ管温度が高い状態か、あるいは時間が経って冷えている状態かを点灯直後に管電圧より検出し、それぞれの状態に対する所定のウォームアップ電流で放電灯を点灯させ、その後管電圧の上昇に応じて管電流を定格電流まで低減させるように制御する。
【０００６】
また、放電灯を瞬時点灯させたときに発光出力にアンダーシュートなどが発生するので、これを抑えるために立上り補正タイマ回路７が設けられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の放電灯点灯装置にあっては、放電灯の立上り制御を例えばコールドスタート（冷えている状態の点灯）に適した状態に調整すると、ホットリスタート（まだ温まった状態での点灯）においてもその管電圧による制御シーケンス上の途中から制御動作が始まるような制御系であった。
【０００８】
また、消灯後の徐々に管温度が下がっていく途中の状態の放電灯を再始動させるのに必要なウォームアップ電流は、管温度の低下に応じて変化し、管電圧との対応関係にずれがあった。
【０００９】
したがって、放電灯や瞬時点灯させるときの再始動特性上、管電圧の検出のみで制御を行うと、消灯後からの各オフ時間に応じて再始動立上り特性に大きな変動があるため、変動の少ないフラットな再始動立上り特性が得られず、発光不足や放電灯の劣下が生じるという問題点があった。
【００１０】
図５は各オフ時間に対する再始動特性を示す図で、ここでは２秒，４秒，１０秒，３０秒，６０秒の各オフ時間に対する光束立上りの様子を示している。図示のように、各オフ時間で変動が大きいので、例えばヘッドランプ用放電灯の欧州規格であるユーレカ規格の再始動特性（１秒後８０％以上）を満足しようとすると、上は１５０％オーバーシュートするものがでてくる。この過大なオーバーシュートは見た目も良くなく、放電灯の劣化にもつながる。
【００１１】
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、コールドスタートとホットリスタートでそれぞれ最適に制御でき、常に変動の少ない再始動特性が得られ、また発光不足や放電灯の劣化を防止した放電灯点灯装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、放電灯点灯回路を次の（１），（２）のとおりに構成する。
（１）放電灯の管電圧にもとづいて基準となる制御信号を生成する、安定時制御回路，始動時制御回路，立上り補正タイマ回路と、放電灯の消灯時から再点灯時までのオフ時間の増加に応じて指数的に増加する制御信号をホットリスタート直後に前記基準となる制御信号に一時的に上乗せする再始動タイマとを有し、前記基準となる制御信号と前記オフ時間の増加に応じて指数的に増加する制御信号の和の制御信号にもとづいて、前記放電灯の管電流を制御する出力制御回路を備えた放電灯点灯装置。
【００１３】
（２）前記（１）記載の放電灯点灯装置において、
前記再始動タイマは、異なるオフ時間にそれぞれ対応する複数の再始動タイマであり、これらはオフ時間の長，短に応じてそれぞれ異なる値の制御信号を前記基準となる制御信号に上乗せするものである放電灯点灯装置。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例の制御系の構成を示すブロック図であり、図４と同一符号は同一構成要素を示している。同図中、１０，１１は放電灯の消灯時から再始動時までのオフ時間に応じた電流値をＰＷＭ制御回路８への制御信号（設定値）に上乗せしてウォームアップ制御を行うための再始動タイマで、タイマ１０は１〜１０秒のオフ時間に対応し、タイマ１１は１０〜３０秒のオフ時間に対応しており、それぞれ異なる電流値を順次上乗せするように構成されている。
【００１５】
なお、その他は図４と同様の回路構成であり、インバータ出力電圧制御回路９は放電灯の検出管電圧により決定した制御電流の設定値と該放電灯の検出管電流とに基づいて始動時のインバータ出力電圧を制御するように構成されている。
【００１６】
上記のように構成された放電灯点灯装置の制御系の基本的な動作については図４の制御系と同様であるので省略するが、放電灯の再始動時には再始動タイマ１０，１１による制御が行われる。
【００１７】
ここで、上記再始動タイマ１０，１１の出力特性としては、１〜１０秒のタイマ１０は、放電灯が点灯しているときは出力ゼロで、１０秒オフしたら１０秒の再始動特性に必要な電流値を設定できる値へ指数的に増加するようにしてあり、また１０〜３０秒のタイマ１１は、１０秒オフ時の再始動設定電流値から、３０秒オフしたら３０秒オフの再始動特性に必要な電流値を設定できる値へ指数的に増加するようにしてある。
【００１８】
まず、コールドスタートの始動電流に対しては、図１の始動時制御回路６及び立上り補正タイマ回路７をコールドスタートが最適にできるように調整しておく。
【００１９】
そして、上記の状態で放電灯を再始動させた場合、管電圧的にはそれほど低下していないが、発光出力においてはかなり低下することがあり、再始動を行ったときに始動電流が足らなくて発光不足になる傾向がある。但し、図５に示した再始動特性は、前述のユーレカ規格に適合するように再調整してあるので、オーバーシュートの傾向にある。
【００２０】
そこで本実施例においては、再始動時の電流制御に再始動タイマ１０，１１の出力分を上乗せして補正を行い、適切なウォームアップ電流にて再始動を行えるようにしている。
【００２１】
すなわち、本実施例のコールドスタートの始動制御においては、ホットリスタートの再始動特性を別段で調整できるので、始動立上り特性を最適化することができる。
【００２２】
また、再始動時の制御においては、１〜１０秒オフの再始動制御と１０〜３０秒オフの再始動制御を行って、変化がリニアでないところを分けて、それぞれに適した制御を行うことができる。したがって、再始動立上り特性も同時に最適化することができる。
【００２３】
このように、制御をコールドスタートとホットリスタート（３０秒まではタイマで以降は管電圧による制御）とで各々最適に確実に制御できるので、常に変動の少ないフラットな特性を得ることができる。また、オーバーシュート及びアンダーシュートの発生が抑えられるので、放電灯の劣化及び発光不足による不具合を防ぐことができる。
【００２４】
したがって、立上り制御が難しいＤ２Ｓ，Ｄ２Ｒといったアウターバブルを有した車載用放電灯において、確実な制御で規格をクリアすることができる。
【００２５】
図２は上述の各オフ時間に対する再始動特性を示したもので、２秒，４秒，１０秒，３０秒，６０秒消灯した後の光束立上り（％）の様子を示している。図示のように、オーバーシュートがかなり抑えられており、アンダーシュートも発生していない。
【００２６】
また、図３はオフ時間と再始動電流（ウォームアップ電流）との関係を示す図である。通常では管電圧検出による再始動時のウォームアップ電流は１０秒以上のオフ時間がないと上乗せできなかったが、本実施例では再始動のウォームアップ電流が必要とされる３〜４秒のオフ時間から補正制御でき、コールドスタートからホットリスタート全域にわたって瞬時に光束を立ち上げることができる。
【００２７】
図３のＡは定常電流から１〜１０秒のタイマ１０による上乗せ分、Ｂはその後の１０〜３０秒のタイマ１１による上乗せ分を示し、またＣは管電圧検出による再始動電流を示している。上述のように、各タイマ１０，１１による上乗せ分は指数的に変化している。
【００２８】
なお、上述のタイマ１０，１１の数は二つの場合で説明したが、より最適なフラットな制御を行うためにそれ以上のタイマを設けることも可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、放電灯のコールドスタートとホットリスタートでそれぞれ最適に制御でき、常に変動の少ない再始動特性が得られ、また発光不足や放電灯の劣化を防止することかできるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例の制御系の構成を示すブロック図
【図２】  一実施例の各オフ時間に対する再始動特性を示す図
【図３】  一実施例の再始動電流を示す説明図
【図４】  従来例の制御系の構成を示すブロック図
【図５】  従来例の各オフ時間に対する再始動特性を示す図
【符号の説明】
３    電圧検出回路
４    電流検出回路
５    安定時制御回路
６    始動時制御回路
７    立上り補正タイマ回路
８    ＰＷＭ制御回路
９    インバータ出力電圧制御回路
１０    再始動タイマ
１１    再始動タイマ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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