(57)【要約】【課題】  放電灯の極性を切換える際、立消えの検出を中断する中断期間を適切に設定することによって、放電灯の安定した点灯状態を維持することのできる放電灯の点灯装置を提供する。【解決手段】  電流の通電方向を切り換える極性切換えを周期的に反復することによって、放電灯５を点灯させる点灯回路４と、放電灯５に通電された電流の大きさに基づいて、放電灯５に立消えが発生したか否かを検出する立消え検出手段１４と、立消えの発生が検出されたときに、放電灯５を再点灯させる再点灯手段１５と、放電灯５に印加された電圧および通電された電流の大きさの少なくとも一方に基づいて、極性切換えの開始から終了までの切換え期間ＴＭを算出する切換え期間算出手段１２と、極性切換えを実行するときに、切換え期間ＴＭの間、立消えの検出を中断させる検出中断手段１３と、を備えている。【選択図】図１
2014002969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源（２）から供給される電力によって放電灯（５）を点灯させるための放電灯の点灯装置（１）であって、
前記放電灯に直列に接続されたインダクタ（Ｌ）を有し、前記放電灯の一方の電極側から他方の電極側への通電と、当該他方の電極側から前記一方の電極側への通電とを切り換える極性切換えを、周期的に反復することによって、前記放電灯を点灯させる点灯回路（４）と、
前記電源から前記放電灯に印加される電圧（ＶＬ）を検出する電圧検出回路（６）と、
前記放電灯に通電された電流（ＩＬ）の大きさを検出する電流検出回路（７）と、
当該検出した電流の大きさに基づいて、前記放電灯に立消えが発生したか否かを検出する立消え検出手段（１４）と、
当該立消え検出手段によって立消えの発生が検出されたときに、前記放電灯を再点灯させる再点灯手段（１５）と、
前記電圧検出回路によって検出した電圧および前記電流検出回路によって検出した電流の大きさの少なくとも一方に基づいて、前記極性切換えの開始から終了までの切換え期間（マスク期間ＴＭ）を算出する切換え期間算出手段（マスク信号生成回路１２）と、
前記点灯回路によって前記極性切換えを実行するときに、前記切換え期間算出手段によって算出された切換え期間の間、前記立消え検出手段による前記立消えの検出を中断させる検出中断手段（１３）と、
を備えていることを特徴とする放電灯の点灯装置。
【請求項２】
前記点灯回路は、前記極性切換えを実行した後、次回の極性切換えを実行するまでの安定期間において、前記放電灯に一定の電圧を印加するとともに一定の大きさの電流を通電させ、
前記切換え期間算出手段は、前記安定期間において、前記電圧検出回路によって検出した電圧、および前記電流検出回路によって検出した電流の大きさの少なくとも一方に基づいて、次回の前記極性切換えを実行するときの前記切換え期間を算出することを特徴とする請求項１に記載の放電灯の点灯装置。
【請求項３】
前記切換え期間算出手段は、前記電圧検出回路によって検出した電圧および前記電流検出回路によって検出した電流の大きさの双方に基づいて、前記切換え期間を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の放電灯の点灯装置。
【請求項４】
前記切換え期間算出手段は、前記安定期間において、前記電流検出回路によって検出された電流の大きさが大きいほど、前記切換え期間が長くなるように、当該切換え期間を算出することを特徴とする請求項３に記載の放電灯の点灯装置。
【請求項５】
前記切換え期間算出手段は、前記安定期間において、前記電圧検出回路によって検出された電圧が大きいほど、前記切換え期間が短くなるように、当該切換え期間を算出することを特徴とする請求項３または４に記載の放電灯の点灯装置。
【請求項６】
前記点灯回路は、
前記電源側に配置された第１および第３スイッチ素子と、前記電源よりも低電圧のグランド（８）側に配置され、前記第１および第３スイッチ素子にそれぞれ直列に接続された第２および第４スイッチ素子と、を有するブリッジ回路と、
前記第１〜第４スイッチ素子に接続され、前記放電灯の電極間の通電方向を前記第１〜第４スイッチ素子のオン／オフの組合わせにより切り換えることによって、前記極性切換えを実行する極性切換え制御回路（１１）と、
を有し、
前記放電灯および前記インダクタは、前記第１および第２スイッチ素子の間の第１中間端子と、前記第３および第４スイッチ素子の間の第２中間端子との間に接続されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の放電灯の点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源からの電流を交流に変換して供給することにより放電灯を点灯させる放電灯の点灯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の放電灯の点灯装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この放電灯の点灯装置（以下、単に「点灯装置」という）は、直流電源からの直流電流を交流に変換する直流−交流変換部と、その交流出力が供給されることで点灯する放電灯などを備えている。また、放電灯に印加される電圧が、ランプ電圧としてランプ電圧検出回路によって検出され、放電灯に通電される電流が、ランプ電流としてランプ電流検出回路によって検出される。
【０００３】
また、放電灯の極性切換えの完了時から次回の極性切換えの開始時までの安定期間中に放電灯に供給される電力を一定に制御するために、放電灯の極性切換え時に発生する再点弧電圧を検出しないようにするためのマスク信号が生成される。マスク信号は、検出したランプ電圧若しくはランプ電流、または直流−交流変換部の出力段での電圧に応じて、信号生成回路によって生成され、再点弧電圧の発生期間であるマスク期間中、ランプ電圧の検出がマスク信号に基づいて中断される。これにより、ランプ電圧の検出に再点弧電圧が影響を及ぼすのを回避することによって、放電灯の点灯制御がランプ電圧に応じて適切に実行されるようにしている。
【０００４】
また、例えば電源の電圧が低下したときなどに、放電灯が消灯してしまうことがあるため、点灯装置では通常、ランプ電圧やランプ電流に応じて放電灯の点灯状態が監視されており、放電灯を点灯状態に制御しているときに、放電灯の消灯（以下「立消え」という）が検出されたときには、放電灯が再点灯するように制御される。また、放電灯の極性切換えの実行中における電圧や電流の変動で立消えが誤検出されないように、極性切換えを実行するときに、立消えの検出を中断することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−７９９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、放電灯の極性切換えに要する時間は、極性切換えの開始時におけるランプ電圧やランプ電流の大きさに応じて変動する。このため、上述した特許文献に係る点灯装置において立消えを検出する場合に、マスク期間が極性切換えに要する時間よりも短く設定されると、極性切換えの実行中におけるランプ電圧およびランプ電流が検出される結果、立消えが発生したものと誤検出してしまうおそれがある。その場合、立消えが発生していないにもかかわらず再点灯制御が行われることによって、放電灯により大きな電力が供給され、放電灯の明るさが変動してちらつきが生じ、視認性に悪影響を及ぼしてしまう。
【０００７】
一方、立消えの誤検出を防止するために、再点弧電圧の発生期間にかかわらず、マスク期間を極性切換えに要する最長時間よりも長くなるように設定すると、極性切換え時に実際に立消えが発生しても、マスク期間が終了するまで立消えが検出されないので、立消えの検出に遅れが生じてしまう。その結果、放電灯の消灯時間の増大に伴って、放電灯の電極の温度が低下するので、再点灯に要する時間および電力が増大してしまい、やはり視認性に悪影響を及ぼしてしまう。
【０００８】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、放電灯の極性を切換える際、立消えの検出を中断する中断期間を適切に設定することによって、放電灯の安定した点灯状態を維持することのできる放電灯の点灯装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明に係る放電灯の点灯装置は、電源（実施形態における（以下、本項において同じ）直流電源２）から供給される電力によって放電灯５を点灯させるための放電灯の点灯装置１であって、前記放電灯５の一方の電極側から他方の電極側への通電と、他方の電極側から一方の電極側への通電とを切り換える極性切換えを、周期的に反復することによって、前記放電灯５を点灯させる点灯回路（直流−交流変換部４、極性切換え制御回路１１）と、前記電源から前記放電灯５に印加される電圧（ランプ電圧ＶＬ）を検出する電圧検出回路６と、前記放電灯５に通電された電流（ランプ電流ＩＬ）の大きさを検出する電流検出回路７と、当該検出した電流の大きさに基づいて、前記放電灯５に立消えが発生したか否かを検出する立消え検出手段（立消え判定回路１４）と、当該立消え検出手段によって立消えの発生が検出されたときに、前記放電灯５を再点灯させる再点灯手段（電力制御回路１５）と、前記電圧検出回路６によって検出した電圧および前記電流検出回路７によって検出した電流の大きさの少なくとも一方に基づいて、前記極性切換えの開始から終了までの切換え期間（マスク期間ＴＭ）を算出する切換え期間算出手段（マスク信号生成回路１２）と、前記点灯回路によって前記極性切換えを実行するときに、前記切換え期間算出手段によって算出された切換え期間の間、前記立消え検出手段による前記立消えの検出を中断させる検出中断手段（信号マスク回路１３）と、を備えていることを特徴とする。
【００１０】
この点灯装置によれば、放電灯の一方の電極側から他方の電極側への通電と、他方の電極側から一方の電極側への通電が、点灯回路により周期的に切り換えられ、このような極性切換えが周期的に反復されることによって、放電灯が点灯する。また、極性切換えが実行されるときには、放電灯に直列に接続されたインダクタのインダクタンスによる電流が、極性切換えの開始時から流れるので、放電灯に通電される電流の大きさが徐々に減少して電流の通電方向がスムーズに切り換えられる。
【００１１】
また、放電灯に通電された電流の大きさが、電流検出回路によって検出され、検出された電流の大きさに基づいて、放電灯に立消えが発生したか否かが、立消え検出手段によって検出される。そして、立消えが検出されたときには、再点灯手段によって放電灯が再点灯される。
【００１２】
また、電流検出回路によって検出された電流の大きさと、電圧検出回路によって検出された放電灯に印加される電圧との少なくとも一方に基づいて、極性切換えの開始から終了までの切換え期間が、切換え期間算出手段によって算出される。そして、放電灯の極性切換えが実行されるときに、算出された切換え期間の間、立ち消えの検出が検出中断手段によって中断される。
【００１３】
以上のように、放電灯の極性切換えに要する期間に影響を及ぼす電流の大きさや電圧に基づいて、切換え期間が算出され、放電灯に通電される電流の大きさが変動する切換え期間の間、電流の大きさに基づく立消えの検出が中断される。それにより、極性切換えの実行中における立消えの誤検出が防止され、誤検出に伴う再点灯動作が実行されるのを防止できるので、放電灯を安定した点灯状態に維持することができる。また、切換え期間の間に立消えが発生したとしても、極性切換えが終了したときに立消えの検出が再開されるので、立消えの発生から再点灯動作が実行されるまでの期間を、立消えの誤検出を防止しながら最小限に止めることができる。また、このように、放電灯の再点灯動作が極性切換えの終了に伴ってすぐに開始されるので、立消えに伴う放電灯の電極の温度低下が抑制され、その結果、再点灯に要する電力および視認性の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態に係る放電灯の点灯装置を示すブロック図である。
【図２】図１の点灯装置の点灯回路を示す概略回路図である。
【図３】通常点灯状態における点灯装置の動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図４】ウォームアップ状態における点灯装置の動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図５】放電灯に経年変化が生じた状態における点灯装置の動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図６】比較例に係る点灯装置の動作の一例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態に係る放電灯の点灯装置について、図面を参照しながら説明する。点灯装置１は、例えば車両（図示せず）に搭載されており、図１に示すように、直流電源２、直流昇圧部３、直流−交流変換部（以下「インバータ回路」という）４、放電灯５、および制御回路１０などを備えている。
【００１６】
直流電源２は、直流電流を出力するバッテリであり、この直流電源２から出力された電流は、直流昇圧部３に入力される。直流昇圧部３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ（図示せず）などを有しており、制御回路１０によって制御され、直流電源２の電圧を所要の電圧に昇圧して出力する。また、インバータ回路４は、同じく制御回路１０によって制御され、直流昇圧部３から入力された直流電流を交流電流に変換して放電灯５に出力する。
【００１７】
放電灯５は、メタルハライドランプなどの高輝度放電ランプであり、封入された金属原子の高圧蒸気中において、２つの電極（図示せず）の間に生じるアーク放電によって発光する。この放電灯５は、例えば車両の前照灯として設けられており、インバータ回路４に後述するように接続されている。
【００１８】
図２に示すように、インバータ回路４は、第１〜第４スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４を有するＨブリッジ回路として構成されている。第１スイッチ素子Ｑ１は、例えばｐチャンネル型のＭＯＳＦＥＴで構成され、直流電源２側に配置されており、第２スイッチ素子Ｑ２は、例えばｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴで構成され、直流電源２から出力される電圧よりも低電圧のグランド８側に配置されていて、両スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２は互いに直列に接続されている。具体的には、第１および第２スイッチ素子Ｑ１のドレイン同士が接続されている。
【００１９】
また、第３および第４スイッチ素子Ｑ３、Ｑ４は、第１および第２スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２に並列に設けられており、第１および第２スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２と同様に、互いに直列に接続され、ｐチャンネル型のＭＯＳＦＥＴおよびｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴでそれぞれ構成されている。また、第３スイッチ素子Ｑ３が直流電源２側に配置される一方、第４スイッチ素子Ｑ４がグランド８側に配置され、第３および第４スイッチ素子Ｑ３、Ｑ４のドレイン同士が接続されている。また、第１および第３スイッチ素子Ｑ１、Ｑ３のソースは、直流昇圧部３に接続され、第２および第４スイッチ素子Ｑ３、Ｑ４のソースは、シャント抵抗ＲＳを介して、グランド８に接地されている。なお、ＭＯＳＦＥＴに代えて、各スイッチ素子を例えばトランジスタやＩＧＢＴで構成してもよい。
【００２０】
上述した放電灯５は、第１および第２スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２の間の第１中間端子４ａと、第３および第４スイッチ素子Ｑ３、Ｑ４の間の第２中間端子４ｂの間に設けられており、放電灯５の２つの電極のうち、一方の電極側が第１中間端子４ａに、他方の電極側が第２中間端子４ｂにそれぞれ接続されている。また、インバータ回路４には、第１中間端子４ａ側において、放電灯５に直列に接続されたコイルＬ（インダクタ）が設けられており、このコイルＬは所定のインダクタンスＨを有している。
【００２１】
また、直流昇圧部３から出力され、インバータ回路４を介して放電灯５に印加される電圧（以下「ランプ電圧」という）ＶＬは、電圧検出回路６によって検出され、この電圧検出回路６は、ランプ電圧ＶＬを表す電圧信号を制御回路１０に出力する。また、上述したシャント抵抗ＲＳは、放電灯５に通電された電流（以下「ランプ電流」という）ＩＬを検出するための素子であり、シャント抵抗ＲＳのインバータ回路４側の端子は、電流検出回路７に接続されている。電流検出回路７は、シャント抵抗ＲＳの電圧ＶＳに基づいて、ランプ電流ＩＬを検出し、ランプ電流ＩＬの大きさを表す電流信号を制御回路１０に出力する。
【００２２】
制御回路１０は、車両の運転者などによって点灯スイッチ（図示せず）がオンされたときに、放電灯５を点灯させ、また、一定の明るさで点灯した状態に維持するために、直流昇圧部３およびインバータ回路４などを制御するものであり、極性切換え制御回路１１、マスク信号生成回路１２（切換え期間算出手段）、信号マスク回路１３（検出中断手段）、立消え判定回路１４（立消え検出手段）および電力制御回路１５（再点灯手段）などを有している。
【００２３】
極性切換え制御回路１１は、前述したインバータ回路４とともに、放電灯５を点灯させるための点灯回路を構成しており、前述した第１〜第４スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４のゲートに接続されていて、第１スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４をそれぞれオン／オフするための制御信号を、各ゲートに周期的に出力する。極性切換え制御回路１１によって、第１および第４スイッチ素子Ｑ１、Ｑ４をオンする一方、第２および第３スイッチ素子Ｑ２、Ｑ３をオフしたときには、電流が、直流昇圧部３から、第１スイッチ素子Ｑ１、第１中間端子４ａ、コイルＬ、放電灯５、第２中間端子４ｂ、第４スイッチ素子Ｑ４、シャント抵抗ＲＳを順に経由して、グランド８に通電される（以下、この通電経路を「第１の通電経路」という）。一方、第２および第３スイッチ素子Ｑ２、Ｑ３をオンする一方、第１および第４スイッチ素子Ｑ１、Ｑ４をオフしたときには、電流が、直流昇圧部３から、第２スイッチ素子Ｑ２、第２中間端子４ｂ、放電灯５、コイルＬ、第１中間端子４ａ、第２スイッチ素子Ｑ２、シャント抵抗ＲＳを順に経由して、グラント８に通電される（以下、この通電経路を「第２の通電経路」という）。極性切換え制御回路１１は、電流の通電経路を第１の通電経路と第２の通電経路の間で周期的に切り換えることで、交流電流を放電灯５に通電させて放電灯５を点灯させる。
【００２４】
マスク信号生成回路１２には、前述した電圧検出回路６からの電圧信号および電流検出回路７からの電流信号が入力されるとともに、極性切換え制御回路１１から、第１〜第４スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４のオン／オフをそれぞれ表す制御信号が入力される。マスク信号生成回路１２は、入力された電圧信号および電流信号に基づいて、放電灯５の極性切換えに要する切換え期間を、マスク期間ＴＭとして後述するように算出するとともに、各スイッチ素子のオン／オフを表す制御信号から、極性切換えを開始する切換えタイミングを算出する。そして、マスク信号生成回路１２は、マスク期間ＴＭおよび切換えタイミングを表すマスク信号ＳＭを生成して出力する。
【００２５】
信号マスク回路１３には、マスク信号生成回路１２から出力されたマスク信号ＳＭと、ランプ電流検出回路７から出力された電流信号とが入力される。信号マスク回路１３は、マスク信号によって表される切換えタイミングからマスク期間ＴＭが経過するまでの間、電流信号の出力を中断する一方、マスク期間ＴＭ以外のときには、電流信号を通過させる。
【００２６】
立消え判定回路１４は、信号マスク回路１３から出力された信号に応じて、放電灯の立消えが発生したか否かの判定を実行する。この立消えの判定回路１４では、例えば、信号マスク回路１３を通過した電流信号の表す電流の大きが、所定の閾値を所定の期間、下回った状態が継続したときに、放電灯５に立消えが発生したものと判定される。また、このような判定による立消えの検出は、電流信号が入力されているときに実行される一方、マスク期間ＴＭの間、信号マスク回路１３で電流信号の出力が中断されているときには実行されない。また、この判定結果を表す判定信号が、立消え判定回路１４から電力制御回路１５に出力される。
【００２７】
電力制御回路１５は、電圧検出回路６および電流検出回路７からそれぞれ出力された電圧信号および電流信号と、立消え判定回路１４から出力された判定信号とに応じて、直流昇圧部３を制御する。具体的には、立消えが検出されておらず、放電灯５が正常に点灯していることを判定信号が表しているときには、放電灯５の明るさが一定に維持されるように、電圧信号および電流信号に基づいて、所要の一定の電圧が出力されるように直流昇圧部３を制御する。また、放電灯５に立消えが発生したことを判定信号が表しているときには、より大きな電力を放電灯５に供給して再点灯させるために、より高い電圧が出力されるように、直流昇圧部３を制御する。
【００２８】
図３は、点灯装置１の動作の一例を示すタイミングチャートである。同図は、放電灯５が一定の明るさで安定して点灯されている通常点灯状態を示すものであり、ランプ電流ＩＬの通電経路が、極性切換え制御回路１１によって第１の通電経路に切り換えられ、ランプ電圧ＶＬとして一定の第１の電圧ＶＬ１が放電灯５に印加されているときには、一定の第１の電流値ＩＬ１のランプ電流ＩＬが、放電灯５の一方の電極側から他方の電極側に通電されている。また、このような安定状態においては、マスク信号ＳＭはマスク期間ＴＭでないことを表し（図３にＯＦＦで表す（図４および図５において同じ））、検出したランプ電流ＩＬに応じて、放電灯５に立消えが発生したか否かが、立消え判定回路１４によって常時、判定されている。
【００２９】
上記の安定状態から極性切換えを開始するときには、極性切換え制御回路１１は、例えばタイミングｔ１において、第１〜第４スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４のオン／オフの組合せを切り換えることによって、ランプ電流ＩＬの通電経路を第２の通電経路に切り換える。このとき、コイルＬのインダクタンスＨによる電流が第１の通電経路で通電され、この電流は、極性切換え開始時の第１の電圧ＶＬ１およびインダクタンスＨに応じた速度で徐々に減衰する。そして、タイミングｔ２において、電流の通電経路が第２の通電経路に切り換わり、他方の電極側から一方の電極側へのランプ電流ＩＬの通電が開始される。この第２の通電経路に通電されるランプ電流ＩＬの大きさは徐々に増大し、タイミングｔ３で第１の電流値ＩＬ１と同じ大きさの第２の電流値ＩＬ２に達して安定する。
【００３０】
また、タイミングｔ１での通電経路の切換えの際、コイルＬのインダクタンスＨによる電流が生じるのに伴って再点弧電圧が発生する。ランプ電圧ＶＬは、この再点弧電圧によってタイミングｔ１から上昇して第２の電圧ＶＬ２に達した後、減衰し、タイミングｔ３の直後のタイミングｔ４において第１の電圧ＶＬ１に戻って安定する。
【００３１】
また、極性切換えがタイミングｔ１で開始されたときから、マスク期間ＴＭであることがマスク信号ＳＭによって表され（図３にＯＮで表す（図４および図５において同じ））、このマスク期間ＴＭの間、信号マスク回路１３による電流信号の出力中断によって、立消えの判定が中断される。このマスク期間ＴＭは、極性切換えが開始されるタイミングｔ１よりも前の安定期間において、次式（１）に基づいてマスク信号生成回路１２によって算出される。
【００３２】
ＴＭ  ≒  （（ＩＬ  ×  ２）×  Ｈ）／（ＶＬ  ×  ２）  ・・・  （１）
ＴＭ  ：  マスク期間
ＩＬ  ：  ランプ電流の大きさ
Ｈ  ：  コイルＬのインダクタンス
ＶＬ  ：  ランプ電圧
この式（１）によれば、マスク期間ＴＭは、極性切換えに実際に要する期間とほぼ同じ期間として算出される。また、マスク期間ＴＭは、ランプ電流ＩＬが大きいほど、より長い期間として算出され、また、ランプ電圧ＶＬが大きいほど、より短い期間として算出される。また、この式（１）おいて用いられるランプ電圧ＶＬおよびランプ電流ＩＬは、前回の極性切換えが終了し、ランプ電圧ＶＬおよびランプ電流ＩＬがいずれも安定したタイミングからタイミングｔ１までの安定期間において検出されたものである。なお、上記の式（１）で算出されるマスク期間ＴＭは、極性切換えに実際に要する期間の概算値であり、マスク期間ＴＭを切換え期間により近づけるために、放電灯５やインバータ回路４などの特性を反映させた定数を、算出したマスク期間ＴＭに乗算または加算してもよい。また、上記の式（１）は、検出したランプ電圧ＶＬおよびランプ電流ＩＬの双方に基づいて、マスク期間ＴＭを算出するものであるが、例えばランプ電圧ＶＬおよびランプ電流ＩＬの一方の平均値または最大値をあらかじめ求め、その値と、検出したランプ電圧ＶＬおよびランプ電流ＩＬの他方を用いて、マスク期間ＴＭを算出してもよい。
【００３３】
以上のように、タイミングｔ１の直前の安定期間において、第１の電圧ＶＬ１および第１の電流値ＩＬ１に応じて、マスク期間ＴＭとして第１のマスク期間ＴＭ１が算出され、タイミングｔ１で極性切換えが開始されると、マスク信号ＳＭがオンに切り換えられて立消えの検出が中断される。そして、タイミングｔ１から第１のマスク期間ＴＭ１が経過したときに、マスク信号ＳＭがオフに切り換えられ、立消えの検出が再開される。
【００３４】
以上のような極性切換えがタイミングｔ３おいて終了し、タイミングｔ４において再点弧電圧が消失すると、所定の安定期間Ｔ１が経過するまで、放電灯５に、一定の第１のランプ電圧ＶＬ１が印加されるとともに、一定の第２のランプ電流ＩＬ２が通電される。この安定期間Ｔ１の間に、次回の極性切換えを実行する際のマスク期間ＴＭが、第１の電圧ＶＬ１および第２の電流値ＩＬ２に応じて算出される。そして、前回の極性切換えが開始されたタイミングｔ１から、所定の第１の極性切換え期間ＴＦ１が経過したタイミングｔ５において、第２から第１の通電経路に切り換わるように、極性切換えが開始されるとともに、安定期間Ｔ１の間に算出された第１のマスク期間ＴＭ１が経過するまで、立消えの検出が中断される。また、この後も、第１の極性切換え期間ＴＦ１ごとに、極性切換えが周期的に反復されることによって、ランプ電流ＩＬの通電方向が第１の極性切換期間ＴＦ１ごとに切り換えられ、放電灯５に交流電流が通電されることによって、放電灯５が一定の明るさで点灯した状態に維持される。
【００３５】
一方、放電灯５の点灯スイッチがオンされた直後のウォームアップ期間においては、制御回路１０は、放電灯５を点灯させるために、上記の通常点灯状態よりも大きな電力が放電灯５に供給されるように、直流昇圧部３などを制御する。このような放電灯５のウォームアップ状態では、ランプ電圧ＶＬは安定せずに変動する一方、より大きなランプ電流ＩＬが放電灯５に通電される。図４はウォームアップ期間において、第１のランプ電圧ＶＬ１よりも低電圧の第３のランプ電圧ＶＬ３が放電灯５に印加されているときの点灯装置１の動作を示すタイミングチャートである。
【００３６】
同図に示すように、点灯装置１は、ウォームアップ期間においても、基本的には上述した通常点灯制御と同様に動作する。例えば、第３のランプ電圧ＶＬ３が印加され、第１の電流値ＩＬ１よりも大きな第３の電流値ＩＬ３のランプ電流ＩＬが第１の通電経路に安定して通電されている状態から、タイミングｔ１１において極性切換えを開始すると、ランプ電流ＩＬは徐々に減衰し、タイミングｔ１２において通電経路が切り換わり、第２の通電経路での通電が開始される。そして、ランプ電流ＩＬは、タイミングｔ１３で第３の電流値ＩＬ３と同じ大きさの第４の電流値ＩＬ４で安定する。
【００３７】
また、より大きな第３の電流値ＩＬ３が通電されていたことにより、より大きな再点弧電圧が発生し、ランプ電圧ＶＬは、第２の電圧ＶＬ２よりも大きな第４の電圧ＶＬ４に達した後、減衰し、タイミングｔ１３よりも後のタイミングｔ１４において第３の電圧ＶＬ３で安定する。
【００３８】
また、タイミングｔ１１の直前の安定期間において、第３の電流値ＩＬ３および第３の電圧ＶＬ３に応じ、前述した式（１）に基づいて、第１のマスク期間ＴＭよりも長い第２のマスク期間ＴＭ２が算出され、タイミングｔ１１から第２のタイマ期間ＴＭ２が経過するまで、マスク信号ＳＭがオンに切り換えられることによって、この間、立消えの検出が中断される。そして、タイミングｔ１４〜ｔ１５の安定期間Ｔ２において、放電灯５に、一定の第３のランプ電圧ＶＬ３が印加されるとともに一定の第４の電流値ＩＬ４のランプ電流ＩＬが通電される。
【００３９】
そして、タイミング１１から所定の第２の極性切換え期間ＴＦ２が経過したタイミングｔ１５において、再度、極性切換えが開始され、タイミングｔ１６においてランプ電流ＩＬの通電経路が第２から第１の通電経路に切り換えられ、タイミングｔ１７において、ランプ電流ＩＬは第３の電流値ＩＬ３で安定する。また、タイミングｔ１１〜ｔ１４と同様に、タイミングｔ１７〜ｔ１８にかけて再点弧電圧が発生し、ランプ電圧ＶＬ４が一時的に第４の電圧ＶＬ４まで上昇した後、第３の電圧ＶＬ３に戻って安定する。また、タイミングｔ１５から、安定期間Ｔ２において算出された第２のマスク期間ＴＭ２の間だけ、マスク信号がオンされて立消えの検出が中断される。
【００４０】
また、この後も、第２の極性切換え期間ＴＦ２ごとに、極性切換えが反復されることによって、ランプ電流ＩＬの通電方向が第２の極性切換え期間ＴＦ２ごとに切り換えられ、放電灯５に交流電流が通電される。そして、制御回路１０は、放電灯５のウォームアップ状態から通常制御状態への移行に際し、放電灯５に供給する電力を徐々に低下させ、第１の電圧ＶＬ１が安定して出力されるように直流昇圧部３などを制御する。
【００４１】
一方、放電灯５の累計点灯期間が増大するのに伴って放電灯５に経年変化が生じ、それによりランプ電流ＩＬとランプ電圧ＶＬの関係が次第に変化する。具体的には、２つの電極が劣化することによって、電極間の間隔が徐々に大きくなり、その結果、放電抵抗が増大する。これに対し、制御回路１０は、一定の電力を供給するように直流昇圧部３などを制御するので、放電抵抗が上昇した分、ランプ電圧ＶＬが上昇する一方、ランプ電流ＩＬが低下する。図５は、経年変化の生じた放電灯５を点灯状態に制御しているときの点灯装置１の動作を示すタイミングチャートである。
【００４２】
同図に示すように、放電灯５が経年変化した状態でも、点灯装置１は上述した通常点灯制御と同様に動作する。この場合、第１の電圧ＶＬ１よりも大きな第５の電圧ＶＬ５が放電灯５に印加され、第１の電流値ＩＬ１よりも小さな第５の電流値ＩＬ５のランプ電流ＩＬが第１の通電経路に通電されている状態から、タイミングｔ２１において極性切換えを開始すると、ランプ電流ＩＬは徐々に低下し、タイミングｔ２２において第２の通電経路に通電が開始される。そして、ランプ電流ＩＬは、タイミングｔ２３において第５の電流値ＩＬ５と同じ大きさの第６の電流値ＩＬ６で安定する。
【００４３】
また、より小さな第５の電流値ＩＬ５のランプ電流ＩＬが通電されていたことにより、より小さな再点弧電圧が発生し、ランプ電圧ＶＬは、第６のランプ電圧ＶＬ６に達した後、減衰してタイミングｔ２３よりも後のタイミングｔ２４において第５のランプ電圧ＶＬ５で安定する。
【００４４】
また、タイミングｔ２１の直前の安定期間において検出した第５の電圧ＶＬ５および第５の電流値ＩＬ５に応じ、前述した式（１）に基づいて、第１のタイマ期間ＴＭ１よりも短い第３のタイマ期間ＴＭ３が算出され、タイミングｔ２１から第３のタイマ期間ＴＭ３が経過するまで、立消えの検出が中断される。そして、タイミングｔ２４〜ｔ２５の安定期間Ｔ３において、放電灯５に、一定の第５の電圧ＶＬ５が印加されるとともに、第５の電流値ＩＬ５と同じ大きさの一定の第６の電流ＩＬ６のランプ電流ＩＬが通電される。
【００４５】
そして、タイミングｔ２１から所定の第３の極性切換え期間ＴＦ３が経過したタイミングｔ２５において、再度、極性切換えが開始され、タイミングｔ２６においてランプ電流ＩＬの通電経路が第２から第１の通電経路に切り換えられ、タイミングｔ２７において、ランプ電流ＩＬは第５の電流値ＩＬ５で安定する。また、タイミングｔ２１〜ｔ２４と同様に、タイミングｔ２７〜ｔ２８にかけて再点弧電圧が発生し、ランプ電圧ＶＬが一時的に第６の電圧ＶＬ６まで上昇した後、第５の電圧ＶＬ５に戻って安定する。また、安定期間Ｔ３において算出された第３のマスク期間ＴＭ３の間だけ、マスク信号がタイミングｔ２５からオンされて立消えの検出が中断される。
【００４６】
また、この後も、第３の極性切換え期間ＴＦ３ごとに、極性切換えが反復されることによって、ランプ電流ＩＬの通電方向が第３の極性切換え期間ＴＦ３ごとに切り換えられ、放電灯５の点灯状態が維持される。
【００４７】
図６は、上述した実施形態に係る点灯装置１の比較例を示すタイミングチャートである。この比較例に係る点灯装置では、極性切換えの際、立消えの誤検出を防止するために、極性切換えに要する期間がマスク期間ＴＭを超えないように、放電灯５のウォームアップ状態や経年変化を考慮したうえで、所定期間ＴＭａがマスク期間ＴＭとして設定されている。すなわち、所定期間ＴＭａは、少なくとも、通常点灯状態などと比較して極性切換えに要する期間のより長い、ウォームアップ状態におけるマスク期間ＴＭよりも長くなるように、設定されている。
【００４８】
この比較例では、放電灯５に電圧ＶＬａが印加されるとともに、第１の通電経路に電流値ＩＬａのランプ電流ＩＬが通電されている状態から、タイミングｔａにおいて、第２の通電経路にランプ電流ＩＬが通電されるように極性切換えが開始されるとともに、立消えの検出が中断される。タイミングｔａで極性切換えが開始され、例えばタイミングｔｂにおいて、ランプ電流ＩＬが０になったときに立消えが発生した場合、所定期間ＴＭａの経過前であるので、立消えが発生したことは、まだ検出されない。
【００４９】
そして、所定期間ＴＭａが経過したタイミングｔｃにおいて、立消えの検出が再開され、このときに立消えの発生が検出される。すなわち、タイミングｔｂ〜ｔｃの検出遅れ期間ＴＤａだけ、立消えの検出に遅れが発生する。また、再点弧電圧の発生により、タイミングｔａから、ランプ電圧ＶＬが電圧ＶＬｂまで上昇する。立消えが検出されたタイミングｔｃにおいて放電灯５の再点灯動作が開始されると、より大きな電圧が放電灯５に供給されるように、直流昇圧部３などが制御され、それにより、ランプ電圧ＶＬは、電圧ＶＬｂからさらに上昇する。
【００５０】
上述したように立消えの検出に遅れが生じた結果、検出遅れ期間ＴＤａの間に電極の温度が低下するため、放電灯５はすぐに再点灯しない。タイミングｔｃから再点灯期間Ｔａが経過したタイミングｔｄにおいて、ランプ電圧ＶＬが再点灯電圧ＶＬｃに達したときに、電極間の絶縁が破壊され、電流値ＩＬｃの比較的大きな短絡電流が電極間に瞬時的に通電されて放電灯５が再点灯する。このように、タイミングｔｂ〜ｔｄの消灯期間Ｔｂの間、放電灯５にはランプ電流ＩＬが通電されず、放電灯５の消灯した状態が継続する。
【００５１】
タイミングｔｄで放電灯５が再点灯されると、直流昇圧部３などの制御が、再点灯動作から通常点灯状態の制御に戻され、ランプ電圧ＶＬが電圧ＶＬａまで低下して安定するように制御される。また、ランプ電流ＩＬが、極性切換え開始時の電流値ＩＬａと同じ大きさの電流値ＩＬｂまで増大して安定する。
【００５２】
これに対し、この比較例に本発明を適用した場合、電圧ＶＬａおよび電流値ＩＬａに応じ、前述した式（１）に基づいて、所定期間ＴＭａよりも短いマスク期間ＴＭｂが算出される。その結果、タイミングｔｃよりも前のタイミングｔｘにおいて立消えが検出されるので、立消えの発生から検出までの検出遅れ期間ＴＤｂは、上述した比較例の検出遅れ期間ＴＤａよりも短縮される。
【００５３】
このように、より早期に立消えが検出される結果、再点灯動作が開始されたときの放電灯５の電極の温度低下がより小さくなり、再点灯に必要な電圧も、前述した再点灯電圧ＶＬｃよりも小さくなる。それにより、再点灯期間Ｔａおよび消灯期間ｔｂも短縮されてより早期に放電灯５が再点灯されるとともに、再点灯のために消費される電力が抑制される。
【００５４】
以上のように、実施形態に係る点灯装置１によれば、放電灯５の極性切換えに要する切換え期間がマスク期間ＴＭとして算出され、極性切換えが開始されたときからマスク期間ＴＭが経過するまで、ランプ電流ＩＬの大きさに基づく立消えの検出が中断される。それにより、極性切換えの実行中における立消えの誤検出が防止され、誤検出に伴う再点灯動作が実行されるのを防止できるので、放電灯５を、一定の明るさで安定して点灯した状態に維持することができる。
【００５５】
また、検出されたマスク電圧ＶＬおよびランプ電流ＩＬの大きさに応じて、すなわち、通常点灯状態やウォームアップ状態などの放電灯５の点灯状態に応じて、最適な長さのマスク期間ＴＭが算出される。それにより、切換え期間の間に立消えが発生したとしても、極性切換えが終了したときに立消えの検出が直ちに再開されるので、立消えの発生から放電灯５の再点灯動作が実行されるまでの期間を、立消えの誤検出を防止しながら最小限に止めることができる。また、このように、放電灯５の再点灯動作が極性切換えの終了に伴って直ちに開始されるので、立消えに伴う放電灯５の電極の温度低下が抑制される。その結果、より早期に放電灯５を再点灯させられるので、再点灯に要する電力および視認性の低下を抑制することができる。
【００５６】
また、極性切換えに要する期間は、極性切換えの開始時におけるランプ電圧ＶＬおよびランプ電流ＩＬに応じて変動するので、極性切換えを開始する直前の安定期間において、一定のランプ電圧ＶＬが印加されるとともに一定のランプ電流ＩＬが通電されているときに、ランプ電圧ＶＬおよびランプ電流ＩＬの大きさを検出し、これらに基づいて、マスク期間ＴＭが算出される。それにより、マスク期間ＴＭを、極性切換えに実際に要する期間により近いものとして、精度よく算出することができる。
【００５７】
また、マスク期間ＴＭは、安定期間において検出したランプ電圧ＶＬが高いほど、より短くなるように、また、同じく安定期間において検出したランプ電流ＩＬが大きいほど、より長くなるように、前述した式（１）に基づいて算出される。それにより、ランプ電圧ＶＬおよびランプ電流ＩＬと、実際の極性切換え期間とのそれぞれの関係を反映させながら、マスク期間ＴＭをより精度よく算出することができる。
【００５８】
また、インバータ回路４の第１および第２中間端子４ａ、４ｂの間でコイルＬが放電灯５に直列に接続されていることにより、極性切換えの際、インダクタンスＨによる電流が通電されることによって、放電灯５の極性をスムーズに切換えることができる。
【００５９】
なお、上述した実施形態では、点灯装置１を、車両に搭載された前照灯の点灯装置として説明したが、これに限定されることなく、室内照明や産業用など、他の種々の用途に用いられる放電灯の点灯装置に適用することもできる。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１    点灯装置
２    直流電源（電源）
４    インバータ回路（点灯回路）
５    放電灯
６    電圧検出回路
７    電流検出回路
１１    極性切換え制御回路（点灯回路）
１２    マスク信号生成回路（切換え期間算出手段）
１３    信号マスク回路（検出中断手段）
１４    立消え判定回路（立消え検出手段）
１５    電力制御回路（再点灯手段）
Ｌ    コイル（インダクタ）
【図１】
2014002969.tif 000003
【図２】
2014002969.tif 000004
【図３】
2014002969.tif 000005
【図４】
2014002969.tif 000006
【図５】
2014002969.tif 000007
【図６】
2014002969.tif 000008