(57)【要約】【課題】水銀無封入型の高輝度放電ランプを用いた場合に、ランプの短絡、低インピーダンスなどの異常の検出を可能にする放電灯点灯装置を提供すること。【解決手段】直流電源１と、直流電源１に接続される電力変換部３と、電力変換部３に高電圧パルスを発生するイグナイタ４を介して接続される水銀無封入型の高輝度放電ランプ５と、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５へ適正な電力が供給されるように電力変換部３を駆動するための制御部６と、を備えてなる放電ランプ点灯装置において、前記制御部６は、ランプ始動前のランプインピーダンスを検出するランプインピーダンス検出手段７１８を備え、これにより水銀無封入型の高輝度放電ランプ５が所定のインピーダンス以下であると判断し、且つランプ点灯時のランプ電圧検出値が第１の所定電圧値以下である場合に、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５への電力供給を停止させる機能を有する。【選択図】　　　　図１
2004119166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と、直流電源に接続され、直流電力を変化させるか、直流電力を交流電力に逆変換するか又は直流電力を変化させた後に交流電力に逆変換する電力変換部と、電力変換部に高電圧パルスを発生するイグナイタを介して接続される水銀無封入型の高輝度放電ランプと、水銀無封入型の高輝度放電ランプへ適正な電力が供給されるように電力変換部を駆動するための制御部と、を備えてなる放電ランプ点灯装置において、前記制御部は、ランプ始動前のランプインピーダンスを検出するランプインピーダンス検出手段を備え、これにより前記高輝度放電ランプが所定のインピーダンス以下であると判断し、且つランプ点灯時のランプ電圧検出値が第１の所定電圧値以下である場合に、前記高輝度放電ランプへの電力供給を停止させる機能を有するものであることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記制御部は、ランプ点灯時のランプ電圧が第１の所定電圧値よりも低い第２の所定電圧値以下である場合に高輝度放電ランプへの電力供給を停止するようにするものであることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記制御部は、ランプ電圧検出値が、第１の所定電圧値以下又は第２の所定電圧値以下であるかどうかを、所定時間内において判断することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記制御部は、目標電力を設定する目標電力設定手段と電流指令値発生手段を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記制御部は、ランプ電流の上限値を決めるためのランプ電流制限値発生手段を有し、ランプ点灯前の高輝度放電ランプが所定のインピーダンス以下であった場合には、ランプ電流の上限値を減少させることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
前記制御部は、高輝度放電ランプの発光管温度検出手段を有し、前記電流制限値発生手段によるランプ電流の上限値を、発光管温度検出手段の結果に応じて、発光管温度を低いと判断した場合には増加させ、発光管温度を高いと判断した場合には減少させることを特徴とする請求項５記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記高輝度放電ランプの負荷状態が短絡又は低インピーダンスであった場合には、ランプ電力の上限値を減少させるランプ電力制限値発生手段を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項８】
前記制御部は、ランプ電圧検出値と比較する少なくとも第２の所定電圧値を、発光管温度検出手段の結果に応じて、発光管温度が低い場合には減少させ、発光管温度が高い場合には増加させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記ランプ電流検出値が所定電流値以上であった場合には、高輝度放電ランプへの電力供給を停止するようにするものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項１０】
前記制御部は、高輝度放電ランプの発光管温度検出手段を有し、前記ランプ電流検出値と比較する第３の所定電圧値を、発光管温度検出手段の結果に応じて発光管温度が高いほど低く、発光管温度が低いほど高い値に設定することを特徴とする請求項９記載の放電灯点灯装置。
【請求項１１】
前記発光管温度検出手段は、発光管温度の検出を点灯時間及び消灯時間によって近似的に求めるものであることを特徴とする請求項６、請求項８又は請求項１０記載の放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電灯点灯装置、特に高輝度放電ランプを用いた車両用前照灯に用いる放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の放電灯点灯装置としては、たとえば特開平６−２０７８１がある。このものは、直流電圧を交流電圧に変換して、放電灯に供給するための直流−交流変換手段を備えた車両用放電灯の点灯回路において、放電灯（本願では高輝度放電ランプに相当）の管電圧（本願ではランプ電圧に相当）又はその相当信号を検出してその検出レベルと所定の基準電圧とを比較し又は検出レベルが所定の基準範囲内にあるか否かを比較することによって放電灯の異常状態判定する異常検出手段と、異常検出手段から回路の異常状態を示す信号を受けたときに放電灯への電源供給を遮断する電源遮断手段とを設けている。
【０００３】
これにより、放電灯の管電圧又はその相当信号を監視して、その検出レベルを基準電圧と比較したり、あるいは放電灯の各端子について得られる検出レベル同士を相対的に比較し、異常状態が検出されたときに放電灯への電源供給を断つようにしているので、異常時における発火や感電事故を未然に防止することができ、また放電灯の状態を直接的に監視することによって異常状態の発生を速やかに検出し、異常検出の確実性を保証することができる。
【０００４】
なお、一般に自動車は前照灯として少なくとも２個の高輝度放電ランプを備えている。これにより、走行中に一方の高輝度放電ランプが異常となって高輝度放電ランプを強制的に消灯する場合においても、他方の高輝度放電ランプは点灯状態を維持する。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−２０７８１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の高輝度放電ランプには環境負荷物質である水銀が封入されており、環境上の問題があった。これにより、近年、水銀無封入型の高輝度放電ランプが開発されている。このものには、水銀代替物質として比較的蒸気圧が高い金属ハロゲン化物（沃化亜鉛など）と、希ガスのキセノンなどが封入されている。このものは、従来の水銀封入型の高輝度放電ランプに比べてランプ電圧が約半分と低い。また、水銀無封入型の高輝度放電ランプに封入されている金属ハロゲン化物の蒸気圧は、水銀に比べて蒸気圧に比べて低いため、発光管の温度が上昇するまではキセノンの発光が支配的になり、光束の立ち上がりに時間がかかる。また、ランプ始動直後のランプ電圧の変化も従来の高輝度放電ランプに比べて小さい。一例として、図１０にランプ始動前及び点灯時における水銀無封入型及び水銀封入型の高輝度放電ランプのランプ電圧の変化を示す。水銀封入型の高輝度放電ランプでは、ランプが始動した直後（ｔ１）にランプ電圧が３０Ｖまで低下し、その後速やかに立ち上がりはじめ、１０秒程度で約８５Ｖまで上昇する。一方、水銀無封入型の高輝度放電ランプでは、始動した直後（ｔ１）にランプ電圧が２５Ｖまで低下し、その後３〜４秒程度はその値を維持し、さらにその後約４２Ｖまで上昇する。このように、水銀無封入型の高輝度放電ランプは、水銀封入型のものに比べてランプ電圧の変化が小さく、またその絶対値も小さいので、水銀無封入型の高輝度放電ランプを上記従来例に用いた場合、ランプ電圧が基準範囲内にあるか否かにより異常を判断することは困難になることが想定される。
【０００７】
本発明は、かかる事由に鑑みてなしたものであり、その目的とするところは、水銀無封入型の高輝度放電ランプを用いた場合に、ランプの短絡、低インピーダンスなどの異常の検出を可能にする放電灯点灯装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は直流電源と、直流電源に接続され、直流電力を変化させるか、直流電力を交流電力に逆変換するか又は直流電力を変化させた後に交流電力に逆変換する電力変換部と、電力変換部に高電圧パルスを発生するイグナイタを介して接続される水銀無封入型の高輝度放電ランプと、水銀無封入型の高輝度放電ランプへ適正な電力が供給されるように電力変換部を駆動するための制御部と、を備えてなる放電ランプ点灯装置において、前記制御部は、ランプ始動前のランプインピーダンスを検出するランプインピーダンス検出手段を備え、これにより前記高輝度放電ランプが所定のインピーダンス以下であると判断し、且つランプ点灯時のランプ電圧検出値が第１の所定電圧値以下である場合に、前記高輝度放電ランプへの電力供給を停止させる機能を有するものであることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の発明において、前記制御部は、ランプ点灯時のランプ電圧が第１の所定電圧値よりも低い第２の所定電圧値以下である場合に高輝度放電ランプへの電力供給を停止するようにするものであることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２記載の発明において、前記制御部は、ランプ電圧検出値が、第１の所定電圧値以下又は第２の所定電圧値以下であるかどうかを、所定時間内において判断することを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明において、前記制御部は、目標電力を設定する目標電力設定手段と電流指令値発生手段を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発明において、前記制御部は、ランプ電流の上限値を決めるためのランプ電流制限値発生手段を有し、ランプ点灯前の高輝度放電ランプが所定のインピーダンス以下であった場合には、ランプ電流の上限値を減少させることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に係る発明は、請求項５記載の発明において、前記制御部は、高輝度放電ランプの発光管温度検出手段を有し、前記電流制限値発生手段によるランプ電流の上限値を、発光管温度検出手段の結果に応じて、発光管温度を低いと判断した場合には増加させ、発光管温度を高いと判断した場合には減少させることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に係る発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、　前記制御部は、前記高輝度放電ランプの負荷状態が短絡又は低インピーダンスであった場合には、ランプ電力の上限値を減少させるランプ電力制限値発生手段を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項８に係る発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の発明において、前記制御部は、ランプ電圧検出値と比較する少なくとも第２の所定電圧値を、発光管温度検出手段の結果に応じて、発光管温度が低い場合には減少させ、発光管温度が高い場合には増加させることを特徴とする。
【００１６】
請求項９に係る発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記制御部は、前記ランプ電流検出値が所定電流値以上であった場合には、高輝度放電ランプへの電力供給を停止するようにするものであることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０に係る発明は、請求項９記載の発明において、前記制御部は、高輝度放電ランプの発光管温度検出手段を有し、前記ランプ電流検出値と比較する第３の所定電圧値を、発光管温度検出手段の結果に応じて発光管温度が高いほど低く、発光管温度が低いほど高い値に設定することを特徴とする。
【００１８】
請求項１１に係る発明は、請求項６、請求項８又は請求項１０記載の発明において、前記発光管温度検出手段は、発光管温度の検出を点灯時間及び消灯時間によって近似的に求めるものであることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
第１の実施形態を、図１に基づいて説明する。図１において、１は電源、２はスイッチ、３は電力変換部、４はイグナイタ、５は高輝度放電ランプ、６は制御部をそれぞれ示している。
【００２０】
直流電源１は、たとえばバッテリ−からなる直流電源であって、スイッチ２を介して電力変換部３に接続される。電力変換部３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３ａとインバータ３ｂで構成される。ＤＣ−ＤＣコンバータ３ａは直流電源１からの直流電力を制御するものである。ＤＣ−ＤＣコンバータ３ａの入力端子すなわち平滑コンデンサ３１の両端は、スイッチ２を介して直流電源１に接続されている。平滑コンデンサ３１には、トランス３３の一次巻線ｎ１とスイッチング素子３２の直列回路が接続されている。トランス３３の２次巻線ｎ２の両端間には、ダイオード３４とコンデンサ３５の直列回路が接続されている。ここでダイオード３４のアノードは、コンデンサ３５に接続されている。さらに、コンデンサ３５には電流検出用の抵抗３６が接続されている。インバータ３ｂは、ＤＣ−ＤＣコンバータ３ａで制御された直流電力を交流電力に逆変換するものである。このものは、図示はしない４個のスイッチング素子からなるブリッジ回路で構成され、ＤＣ−ＤＣコンバータ３ａの出力端子であるコンデンサ３５及び抵抗３６に接続されている。そして、インバータ３ｂは、パルス電圧を発生するイグナイタ４を介して水銀無封入型の水銀無封入型の高輝度放電ランプ５に接続されている。
【００２１】
制御部６は、ランプ電圧検出手段とランプ電流検出手段からの検出値に基づいて電力変換部３を駆動するものである。このものは、コンデンサ３１の高圧側に接続される端子Ｖ１と、スイッチング素子３２に接続される端子Ｄ１と、ダイオード３４のアノード側に接続される端子Ｖ２と、抵抗３６に接続される端子Ｉ２と、インバータ４に接続される端子Ｄ２１、端子Ｄ２２を有している。なお、端子Ｖ１には、平滑コンデンサ３１の電圧により、この電圧が所定値（たとえば９Ｖ）に達するとスイッチング素子３２を駆動させる回路（図示はしない）が接続されている。また、端子Ｄ２１、端子Ｄ２２には、コンデンサ３５からの直流電力を交流電力に逆変換するインバータ３ｂを駆動させる駆動回路（図示はしない）が接続されている。端子Ｉ２は、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５に流れるランプ電流を検出するランプ電流検出手段７２を介して誤差増幅手段７５の入力端子（＋）に接続されている。端子Ｖ２は、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５に印加されるランプ電圧を検出するランプ電圧検出手段７１と電流指令値発生手段７３の直列回路を介して誤差増幅手段７５の入力端子（−）に接続されている。誤差増幅手段７５の出力端子はコンパレータ７７の入力端子（−）に接続されている。また、コンパレータ７７の入力端子（＋）には発振器７６が接続されている。そして、コンパレータ７７の出力端子はアンド回路７１７に接続されている。
【００２２】
つぎに、本実施形態の重要な構成について説明する。制御部６における７１８は、ランプ始動前の水銀無封入型の高輝度放電ランプ５の絶縁状態を検出するランプインピーダンス検出手段であって、ランプ始動前のランプ電圧の値によってランプ絶縁状態、すなわちインピーダンスを検出するものである。ランプインピーダンス検出手段７１８は、コンパレータ７０９、ラッチ手段Ａ７１０及び基準電源７０８からなる。コンパレータ７０９の入力端子（＋）にはランプ電圧検出手段７１が接続されており、入力端子（−）には基準電源７０８に接続されている。ここで、基準電源７０８が出力する基準電圧は、正常の水銀無封入型の高輝度放電ランプ５が点灯している場合のランプ電圧よりも高く、正常の水銀無封入型の高輝度放電ランプ５を始動する際に印加するランプ電圧よりも低い値（たとえば３００Ｖ程度）に設定している。正常の水銀無封入型の高輝度放電ランプ５は、ランプ始動前において、発光管の内部に封入されているガスにより電極間の絶縁が保たれておりインピーダンスは高い。しかし、外部衝撃やスローリーク等が発生すると、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５が所定のインピーダンス以下になり、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５に印加するランプ電圧が、正常の水銀無封入型の高輝度放電ランプ５を始動する際に印加するランプ電圧よりも低くなる。ランプインピーダンス検出手段７１８は、ランプインピーダンスの値そのものを測定するものでは無く、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５に印加されるランプ電圧により、ランプインピーダンスを把握するものである。そして、コンパレータ７０９の出力端子は、ラッチ手段Ａ７１０及びノット回路７１１の直列接続部を介してアンド回路７１４に接続されている。また、基準電源７１２とコンパレータ７１３は、ランプ点灯時のランプ電圧検出値が第１の所定電圧値以下であるかを判別するものである。すなわち、コンパレータ７１３の入力端子（＋）には基準電源７１２が接続されており、入力端子（−）にはランプ電圧検出手段７１の出力端子が接続されている。ここで、基準電源７１２が出力する基準電圧は第１の所定電圧値であって、通常のランプ電圧より低い値（たとえば３０Ｖ程度）に設定されているそして、コンパレータ７１３の出力端子は、アンド回路７１４入力端子に接続されている。そして、アンド回路７１４の出力端子は、ラッチ手段Ｂ７１５及びノット回路７１６の直列接続部を介してアンド回路７１７の入力端子に接続されている。アンド回路７１７の他方の入力端子は前述のようにコンパレータ７７の出力端子が接続されており、アンド回路７１７の出力端子は端子Ｄ１に接続されている。
【００２３】
以上の構成において、スイッチ２を投入すると、平滑コンデンサ３１の両端の電圧が所定の電圧（例えば１４Ｖ）以上になり、制御部６は、後述する端子Ｄ１の信号によりスイッチング素子３１をオン・オフする。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ３ａは、直流電源１からの直流電力を制御し、ＤＣ−ＤＣコンバータ３ａの出力端子には、昇圧された直流電圧（例えば４００Ｖ）が出力される。この状態において、イグナイタ４は、高電圧パルスを発生する。これにより、電極間の絶縁が破壊されて水銀無封入型の高輝度放電ランプ５は始動する。そして、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５が始動した後、インバータ３ｂは、ＤＣ−ＤＣコンバータ３ａからの直流電力を交流電力に逆変換し、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５に交流電力を供給する。
【００２４】
この時、制御部６内のランプ電流検出手段７２には、ランプ電流に対応する抵抗３６の両端の電圧が端子Ｉ２を介して入力される。ランプ電流検出手段７２は、これを反転増幅して誤差増幅手段７５に出力する。ランプ電圧検出手段７１には、ランプ電圧に対応するコンデンサ３５の両端の電圧が端子Ｖ２を介して入力される。ランプ電圧検出手段７１は、これを反転増幅して電流指令値発生手段７３に出力する。電流指令値発生手段７３には、ランプ電圧検出手段７１からのランプ電圧検出値と、目標電力設定手段７４からのランプ電力目標値が入力される。電流指令値発生手段７３は、ランプ電力目標値をランプ電圧検出値で除することにより、ランプ電力目標値に対して電力変換部３から出力すべき電流値すなわち電流指令値を算出し、誤差増幅手段７５に出力する。誤差増幅手段７５は、電流指令値発生手段７３からの電流指令値を目標値としてランプ電流検出手段７２のランプ電流検出値との誤差電流を算出し、コンパレータ７７に出力する。また、発振器７６は、一定周波数の三角波又は鋸歯状波をコンパレータ７７に出力する。コンパレータ７７は、発振器７６からの出力と誤差増幅手段７５からの誤差電流を比較することにより、誤差増幅手段７５の出力に対応したパルス幅の信号を出力する。
【００２５】
そしてまた、ランプ電圧検出手段７１は、ランプ電圧検出値をコンパレータ７０９の入力端子（＋）に出力する。基準電源７０８は、基準電圧をコンパレータ７０９の入力端子（−）に出力する。コンパレータ７０９は、ランプ電圧検出値と基準電源７０８が出力する基準電圧とを比較し、そして、ランプ電圧検出値が基準電圧よりも高い場合に信号をラッチ手段Ａ７１０に出力する。ラッチ手段Ａ７１０は、コンパレータ７０９から信号を受けると、制御部６がリセットされるまで信号を保持する。ノット回路７１１は、ラッチ手段７１０からの信号を反転し、アンド回路７１４に出力する。すなわち、ランプ電圧検出値が基準電源７０８の基準電圧（３００Ｖ）よりも低くなった場合にランプインピーダンス検出手段７１８は信号を出力するのである。一方、コンパレータ７１３は、ランプ電圧検出値と基準電源７１２の基準電圧（３０Ｖ）とを比較する。そして、ランプ電圧検出値が基準電圧よりも低い場合に、コンパレータ７１３は信号を出力する。アンド回路７１４は、ランプインピーダンス検出手段７１８及びコンパレータ７１３から信号が入力されると、ラッチ手段７１５に信号を出力する。ラッチ手段Ｂ７１５は、信号を保持しノット回路７１６に出力する。ノット回路７１６は、信号を反転し、コンパレータ７１７に出力する。アンド回路７１７は、ノット回路７１６から出力される信号と、コンパレータ７７から出力される信号のアンドをとる。コンパレータ７１７の出力がなくなると、スイッチング素子３２はオフとなり、ＤＣ−ＤＣコンバータ３ａは、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５への電力供給を停止する。
【００２６】
以上のように、ランプ点灯開始時に水銀無封入型の高輝度放電ランプ５が短絡又は低インピーダンス等の異常状態になった場合には、ランプインピーダンス検出手段７１８がランプ電圧検出値により、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５のインピーダンスが低下していると判断し、且つランプ電圧が基準電圧よりも低いと判断した場合に水銀無封入型の高輝度放電ランプ５が異常状態にあると判断して水銀無封入型の高輝度放電ランプ５への電力供給を停止する。すなわち、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５における短絡や低インピーダンスの異常状態を、始動時の水銀無封入型の高輝度放電ランプ５の絶縁状態と点灯時のランプ電圧との低下の２つの条件で判断したのである。これにより、ランプ電圧低下の基準電圧値は、定常点灯時ランプ電圧の範囲より低い値であれば設定可能となり、ランプ立上り時に誤って水銀無封入型の高輝度放電ランプ５を消灯してしまうことが無いので、異常状態の検出の確度をより高めることができるのである。
【００２７】
（第２の実施形態）
第２の実施形態を、図２に基づいて説明する。本実施形態では、カウンタＡ７２２、基準電源７２４、コンパレータ７２５、カウンタＢ７２６、オア回路７２７を設けた点が第１の実施形態（図１）と異なり、他は同じである。すなわち、ランプインピーダンス検出手段７１８の出力端子は、ノット回路７１１を介してアンド回路７１４に接続されており、アンド回路７１４の出力端子はオア回路７２７に接続されている。オア回路７２７の出力端子はラッチ手段Ｂ７１５を介してアンド回路７１７に接続されている。また、コンパレータ７２５の入力端子（−）にはランプ電圧検出手段７１が接続されており、入力端子（＋）には基準電源７２４が接続されている。コンパレータ７２５の出力端子は、カウンタＢ７２６を介してオア回路７２７の入力端子に接続されている。ここで、第１の所定電圧値である基準電源７０８の基準電圧値の値は、第２の所定電圧値である基準電源７２４の基準電圧値より高く設定する。たとえば、基準電源７１２の基準電圧値を３０Ｖに設定した場合には、基準電源７２４の基準電圧値を１５Ｖに設定する。
【００２８】
このものにおいては、ランプ始動前において、ランプ電圧検出値が基準電源７０８よりも高く異常が無いと判断された後、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５に異常が生じランプ電圧検出値が低下した場合、アンド回路７１４からは第１の実施形態で述べたように信号が出力されない。また、ランプ電圧検出手段７１が検出したランプ電圧検出値は、コンパレータ７２５の入力端子（−）に入力される。そして、コンパレータ７２５は、ランプ電圧検出値と基準電源７２４の基準電圧とを比較する。そして、コンパレータ７２５は、ランプ電圧検出値が基準電源７２４の基準電圧値よりも低い場合に信号をカウンタＢ７２６に出力する。カウンタＢ７２６は、コンパレータ７２５からの信号が所定の時間継続した場合に、信号をオア回路７２７に出力する。このように、アンド回路７１４からは信号が出力されない場合においても、カウンタＢ７２６から信号が出力された場合には、オア回路７２７から信号が出力される。これにより、制御部６は、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５が異常状態にあると判断して高輝度放電ランプへの電力供給を停止するのである。
【００２９】
このように、第２の実施形態では、第１の実施の形態での効果に加え、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５の絶縁状態に関わらず、ランプ点灯時のランプ電圧が第１の所定電圧値よりも低い第２の所定電圧値以下である場合に水銀無封入型の高輝度放電ランプ５への電力供給を停止することができる。すなわち、ランプ始動前には出力の異常はなく、ランプ点灯後に異常が発生した場合においても、異常判断をすることができるのである。さらに、異常判断のために、基準電圧、コンパレータを図２の構成に加えて、すべてのオアをとることにより、数種の電圧と時間の設定により、異常判別をより詳細に行うこと等も可能である。
【００３０】
（第３の実施形態）
第３の実施形態を、図３に基づいて説明する。端子Ｉ２は、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５に流れるランプ電流を検出するランプ電流検出手段７２を介して誤差増幅手段７５の入力端子（＋）に接続されている。端子Ｖ２は、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５に印加されるランプ電圧を検出するランプ電圧検出手段７１と電流指令値発生手段７３の直列回路を介して誤差増幅手段７５の入力端子（−）に接続されている。誤差増幅手段７５の出力端子はコンパレータ７７の入力端子（−）に接続されている。また、コンパレータ７７の入力端子（＋）には発振器７６が接続されている。そして、コンパレータ７７の出力端子は端子Ｄ１に接続されている。そして、電流指令値発生手段７３には、ランプインピーダンス検出手段７１８と電流制限値発生手段７３３の直列接続部が、電流指令値発生手段７３に接続されている。また、電流指令値発生手段７３には、目標電力設定手段７４も接続されている。
【００３１】
これにより、ランプインピーダンス検出手段７１８から信号を受け、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５が所定のインピーダンス以下であると判断されると、電流制限値発生手段７３３は通常時（所定のインピーダンスよりも大きい状態）よりも低い値にランプ電流の上限の制限値を設定するように電流指令値発生手段７３３に出力する。たとえば、通常点灯時にランプ電流上限の制限値が３．６Ａである場合、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５が所定のインピーダンス以下であると判断した場合にはランプ電流を１．１Ａ程度に設定する。これにより、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５が所定のインピーダンス以下と判断した場合には、出力電流が過大となることを抑制することができるので、ＤＣ−ＤＣコンバータ３ａと水銀無封入型の高輝度放電ランプ５との間の電圧降下による検出値の誤差分発生を抑えることができるので、先の実施例と組み合わせることにより、より確実な異常判断が可能になる。
【００３２】
（第４の実施形態）
第４の実施形態を、図４（ａ）、（ｂ）及び図５に基づいて説明する。
本実施形態では、第３の実施形態において、図４（ａ）に示す水銀無封入型の高輝度放電ランプ５の発光管温度に対応する発光管温度検出手段７３８を電流制限値発生手段７３３に接続したもので、その他は、第３の実施形態と同じである。また、図４（ｂ）に発光管温度検出手段７３８の具体的な回路構成を示す。抵抗ＲａとコンデンサＣの直列接続部に抵抗Ｒｂが並列に接続され、この並列接続部はスイッチＳを介して基準電源に接続されている。この回路においては、スイッチＳがオンのときは、基準電源によりコンデンサＣは抵抗Ｒａを介して充電される。その後、スイッチＳがオフになるとコンデンサＣは、抵抗Ｒａ及び抵抗Ｒｂを介して放電する。ここで、コンデンサＣと抵抗Ｒａから決まる充電時の時定数と、コンデンサＣ、抵抗Ｒａ及び抵抗Ｒｂから決まる放電時の時定数を水銀無封入型の高輝度放電ランプ５の発光管温度に対応するように設定することで、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５の発光管温度に相当する電圧を発生させる。すなわち、コンデンサＣの電圧が零の場合は、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５が冷えて一定の温度となる初始動の状態に相当し、コンデンサＣの電圧が基準電源の電圧と等しい場合には、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５が温まり定常の点灯状態時に相当するようになる。
【００３３】
そして、この発光管温度検出手段７３８からの出力に応じて、ランプ電流の制限値が設定される。図５に、発光管温度検出手段７３８の出力とランプ電流制限値の設定の例を示す。ランプインピーダンス検出手段７１８が所定のインピーダンス以下（低ランプインピーダンス）と判断した場合には、発光管温度検出手段７３８の出力によらずランプ電流制限値を１．１Ａにしている。また、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５が所定のインピーダンスを超えて、高ランプインピーダンスと判断し、正常に点灯をした場合には、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５の発光管温度が低い時は３．６Ａであり、発光管温度が高くなるにつれ上記時定数で決まる特性に従い１．１Ａまで低下させる。
【００３４】
このランプ電流制限値は、通常のランプ点灯時に流れるランプ電流の範囲よりも大きい値となるように設定するため、通常のランプ点灯時に対しては制限されることは無い。一方、ランプ点灯途中に出力異常が発生した場合においては、ランプ電流が過大になることを制限できる。これにより、回路インピーダンス等による誤差分の影響を抑えることができるので、ランプ点灯途中での出力異常判断をより確実に行うことができる。
【００３５】
（第５の実施形態）
第５の実施形態を、図６に基づいて説明する。
このものにおいては、図３において、電流制限値発生手段７３３とランプインピーダンス検出手段７１８を省き、目標電力設定手段７４に電力制限値発生手段７４３とランプインピーダンス検出手段７１８の直列接続部を設けたものであって、他は同じである。このものにおいては、電力制限値発生手段７４３は、ランプインピーダンス検出手段７１８からの出力を受けて目標電力設定手段７４に対してランプ電力の目標値の制限値を出力する。たとえば、電力制限値発生手段７４３は、ランプインピーダンス検出手段７１８が、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５のインピーダンスが所定のインピーダンスを超えて通常点灯する場合には、ランプ電力目標上限が１００Ｗとなる制限値を出力する。一方、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５のインピーダンスが所定のインピーダンス以下の場合には、ランプ電力目標上限が３５Ｗとなる制限値を出力する。
【００３６】
これにより、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５のインピーダンスが所定のインピーダンス以下の場合には異常発生時には、ランプの初始動、再始動状態等によらず、目標電力値を３５Ｗに抑制することができるので、ランプ電流をより確実に低減でき、回路インピーダンスの影響を低減できるため、先の実施例との組み合わせにより、より確実な異常判断が可能になる。
【００３７】
（第６の実施形態）
第６の実施形態を、図７（ａ）、（ｂ）に基づいて説明する。
このものは、第２の実施形態（図２）において、基準電源７１２と基準電源７２４を出力可変の基準電源７５１及び基準電源７５５に替え、これらの基準電源に発光管温度検出手段７３８を接続したもので、その他は第２の実施形態と同じである。
【００３８】
このものでは、発光管温度検出手段７３８が把握した発光管温度に基づいて基準電源７５１と基準電源７５５の基準電圧値を変化させるように制御信号を出力する。図７（ｂ）は、発光管温度検出手段出力とランプ電圧の基準電圧の関係を示したものである。たとえば、発光管温度検出手段７３８において把握した発光管温度が低い場合には、基準電源７５５の電圧値を１５Ｖ程度とし、点灯後の発光管温度の上昇とともに３０Ｖ程度にまで上昇させる。同様に基準電源７５１に対しては、基準電圧を通常ランプ点灯時におけるランプ電圧の取りうる範囲よりも大きい値に設定すればよい。
【００３９】
以上により、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５の発光管温度に応じて、ランプ電圧と比較する基準電圧値を設定することにより、より確実かつ速やかな異常判断が可能となる。
（第７の実施形態）
第７の実施形態を、図８に基づいて説明する。
このものにおいては、第２の実施形態（図２）において、カウンタＡ、カウンタＢを省き、コンパレータ７２５の入力端子（＋）にランプ電流検出手段７２を接続し、コンパレータ７２５の入力端子（−）に基準電源７２４を設けたもので、他は同じである。コンパレータ７２５は、ランプ電流検出手段７２が出力したランプ電流検出値を基準電源７２４の基準電圧と比較し、基準電圧よりもランプ電流検出値の方が高い場合には、信号をオア回路７２７に出力する。これによって、放電灯点灯装置の動作が停止する。このものは短絡時等の異常時には、通常より大きな電流が流れるため、これを検出し異常と判断するものである。
【００４０】
以上のように、本実施形態では、ランプ電流で異常を検出し、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５への電力供給を停止するため、基準電源７２４で設定した基準値を超える出力電流が流れることを防ぐことができ、回路素子等へのストレスを設定値（たとえば４Ａ）以下とすることができる。
（第８の実施形態）
第８の実施形態を、図９（ａ）、（ｂ）に基づいて説明する。このものにおいては、図９（ａ）に示すように第７の実施形態（図８）において、コンパレータ７１３の出力端子にカウンタＡ７２２を接続し、コンパレータ７２５の出力端子にカウンタＢ７２６を接続し、基準電源７２４を可変基準電源７５５に替え、可変基準電源７５５に発光管温度検出手段７３８を接続したものであって、他は同じである。
【００４１】
このものでは、発光管温度検出手段７３８は、発光管温度に応じた信号を可変基準電源７５５に出力し、可変基準電源７５５は、発光管温度に応じた信号に応じた基準電圧すなわち第３の所定電圧値を出力する。コンパレータ７２５は、ランプ電流検出手段７２からの電流検出値と可変基準電源７５５の基準電圧とを比較し、ランプ電流検出値が基準電圧よりも大きい場合に、コンパレータ７２５は信号をカウンタＢ７２６に出力する。カウンタＢ７２６は、この信号が所定時間続いた場合に、オア回路７２７に信号を出力する。なお、その他の動作は第７の実施形態と同じである。図９（ｂ）に発光管温度検出手段７３８の出力とランプ電流の基準電流（基準電圧を電流に変換したもの）との関係を示す。発光管温度検出手段７３８の出力がある一定の値を超えた場合には、ランプ電流制限値を１．１Ａにしている。また、発光管温度検出手段７３８の出力がある一定の値よりも低くなった場合には、発光管温度検出手段７３８の減少に伴ってランプ電流制限値が増加するようにする。さらに発光管温度検出手段７３８の出力が減少した場合には、ランプ電流制限値は４Ａで一定となるようにしている。ここで、ランプ電流比較基準値の設定は、通常ランプ点灯時のランプ電流の範囲よりも大きな値とすればよい。
【００４２】
これにより、ランプ点灯時に異常が発生した場合、ランプ電流の上昇を速やかに検出して、放電灯点灯装置の動作を停止できるので、第７の実施形態に比して、より回路素子へのストレスを低減することができる。
【００４３】
なお、上記の実施形態では、図１に示したようにランプ電圧の検出によって、ランプインピーダンスを判別したが、ランプ電流又はランプ電流とランプ電圧を組み合わせる等、他の方法であってもよい。また、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５が所定のインピーダンス以下であった場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ３ａの駆動を停止することにより水銀無封入型の高輝度放電ランプ５への電力供給を停止するようにしたが、たとえば電源をリレーでオープンしたり、インバータ回路において回路をオープンするようにしてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１に係る発明は、直流電源と、直流電源に接続され、直流電力を変化させるか、直流電力を交流電力に逆変換するか又は直流電力を変化させた後に交流電力に逆変換する電力変換部と、電力変換部に高電圧パルスを発生するイグナイタを介して接続される水銀無封入型の高輝度放電ランプと、水銀無封入型の高輝度放電ランプへ適正な電力が供給されるように電力変換部を駆動するための制御部と、を備えてなる放電ランプ点灯装置において、前記制御部は、ランプ始動前のランプインピーダンスを検出するランプインピーダンス検出手段を備え、これにより前記高輝度放電ランプが所定のインピーダンス以下であると判断し、且つランプ点灯時のランプ電圧検出値が第１の所定電圧値以下である場合に、前記高輝度放電ランプへの電力供給を停止させる機能を有するものであるようにしたので、高輝度放電ランプにおける短絡や低インピーダンスの異常状態を、始動時の高輝度放電ランプの絶縁状態と点灯時のランプ電圧との低下の２つの条件で判断したのである。これにより、ランプ電圧低下の基準電圧値は、定常点灯時ランプ電圧の範囲より低い値であれば設定可能となり、ランプ立上り時に誤って水銀無封入型の高輝度放電ランプを消灯してしまうことが無いので、異常状態の検出の確度をより高めることができるのである。
【００４５】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の発明において、前記制御部は、ランプ点灯時のランプ電圧が第１の所定電圧値よりも低い第２の所定電圧値以下である場合に高輝度放電ランプへの電力供給を停止するようにするものであるようにしたので、請求項１の効果に加え、ランプ始動前には出力の異常はなく、ランプ点灯後に異常が発生した場合においても、異常判断をすることができる。
【００４６】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２記載の発明において、前記制御部は、ランプ電圧検出値が、第１の所定電圧値以下又は第２の所定電圧値以下であるかどうかを、所定時間内において判断するようにしたので、たとえばノイズ等で瞬間的にランプ電圧検出値が所定値を超えた場合等の異常判断の判断ミスを防止することが可能となる。
【００４７】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明において、前記制御部は、目標電力を設定する目標電力設定手段と電流指令値発生手段を有するようにしたので、ランプ電圧検出値と目標電力設定手段から目標とするランプ電流を求め、ランプ電流を制御することにより目標とするランプ電力をランプに入力することができる。
【００４８】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発明において、前記制御部は、ランプ電流の上限値を決めるためのランプ電流制限値発生手段を有し、ランプ点灯前の高輝度放電ランプが所定のインピーダンス以下であった場合には、ランプ電流の上限値を減少させるようにしたので、負荷状態が短絡又は低インピーダンスの場合には、過電流による電圧降下の増加によって誤差分の発生を抑えることができ、結果的により確実な異常判断が可能になる。
【００４９】
請求項６に係る発明は、請求項５記載の発明において、前記制御部は、高輝度放電ランプの発光管温度検出手段を有し、前記電流制限値発生手段によるランプ電流の上限値を、発光管温度検出手段の結果に応じて、発光管温度を低いと判断した場合には増加させ、発光管温度を高いと判断した場合には減少させるようにしたので、ランプ電流制限値は、通常のランプ点灯時に流れるランプ電流の範囲よりも大きい値となるように設定することで通常ランプの点灯時に対しては制限されることは無い。一方、ランプ点灯途中で、出力異常が発生した場合においては、ランプ電流が過大になることを制限できる。これにより、回路インピーダンス等による誤差分の影響を抑えることができるので、ランプ点灯途中での出力異常判断をより確実に行うことができる。
【００５０】
請求項７に係る発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、　前記制御部は、前記高輝度放電ランプの負荷状態が短絡又は低インピーダンスであった場合には、ランプ電力の上限値を減少させるランプ電力制限値発生手段を有するようにしたので、オープン状態なしの異常発生時には、ランプの初始動、再始動状態等によらず、目標電力値を抑制することができるので、ランプ電流をより確実に低減でき、回路インピーダンスの影響を低減できるため、先の実施例との組み合わせにより、より確実な異常判断が可能になる。
【００５１】
請求項８に係る発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の発明において、前記制御部は、ランプ電圧検出値と比較する少なくとも第２の所定電圧値を、発光管温度検出手段の結果に応じて、発光管温度が低い場合には減少させ、発光管温度が高い場合には増加させるようにしたので、ランプの状態に応じて異常判断の基準値を可変とすることにより、より確実かつ速やかな異常判断が可能となる。
【００５２】
請求項９に係る発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記制御部は、前記ランプ電流検出値が所定電流値以上であった場合には、高輝度放電ランプへの電力供給を停止するようにしたので、基準電圧で設定した基準値を超える出力電流が流れることを防ぐことができ、回路素子等へのストレスを設定値以下とすることができる。
【００５３】
請求項１０に係る発明は、請求項９記載の発明において、前記制御部は、高輝度放電ランプの発光管温度検出手段を有し、前記ランプ電流検出値と比較する第３の所定電圧値を、発光管温度検出手段の結果に応じて発光管温度が高いほど低く、発光管温度が低いほど高い値に設定するようにしたので、ランプ点灯時に異常が発生した場合、ランプ電流の上昇を速やかに検出して、放電灯点灯装置の動作を停止できるので、第７の実施形態に比して、より回路素子へのストレスを低減することができる。
【００５４】
請求項１１に係る発明は、請求項６、請求項８又は請求項１０記載の発明において、前記発光管温度検出手段は、発光管温度の検出を点灯時間及び消灯時間によって近似的に求めるようにしたので、簡易的に発光管の温度を把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の回路図である。
【図２】第２の実施形態の回路図である。
【図３】第３の実施形態の回路図である。
【図４】第４の実施形態における、発光管温度検出手段の接続状態を示す図（ａ）及び発光管温度検出手段の具体的な回路構成を示す図（ｂ）である。
【図５】第４の実施形態における、発光管温度検出手段出力とランプ電流制限値の関係を示す図である。
【図６】第５の実施形態の回路図である。
【図７】第６の実施形態の回路図（ａ）及び発光管温度検出手段出力とランプ電圧の基準電圧の関係を示す図である。
【図８】第７の実施形態の回路図である。
【図９】第８の実施形態の回路図（ａ）及び発光管温度検出手段出力とランプ電流の基準電流の関係を示す図である。
【図１０】動作開始後経過時間とランプ電圧の関係を示した図である。
【符号の説明】
１　　直流電源
２　　スイッチ
３　　電力変換部
３ａ　ＤＣ−ＤＣコンバータ
３ｂ　インバータ
４　　イグナイタ
５　　高輝度放電ランプ
６　　制御部
７１８　ランプインピーダンス検出手段
【図１】
2004119166.tif 000003
【図２】
2004119166.tif 000004
【図３】
2004119166.tif 000005
【図４】
2004119166.tif 000006
【図５】
2004119166.tif 000007
【図６】
2004119166.tif 000008
【図７】
2004119166.tif 000009
【図８】
2004119166.tif 000010
【図９】
2004119166.tif 000011
【図１０】
2004119166.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成14年9月26日(2002.9.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
直流電源と、直流電源に接続され、直流電力を変化させるか、直流電力を交流電力に逆変換するか又は直流電力を変化させた後に交流電力に逆変換する電力変換部と、電力変換部に高電圧パルスを発生するイグナイタを介して接続される水銀無封入型の高輝度放電ランプと、水銀無封入型の高輝度放電ランプへ適正な電力が供給されるように電力変換部を駆動するための制御部と、を備えてなる放電灯点灯装置において、前記制御部は、ランプ始動前のランプインピーダンスを検出するランプインピーダンス検出手段を備え、これにより前記高輝度放電ランプが所定のインピーダンス以下であると判断し、且つランプ点灯時のランプ電圧検出値が第１の所定電圧値以下である場合に、前記高輝度放電ランプへの電力供給を停止させる機能を有するものであることを特徴とする放電灯点灯装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電灯（放電ランプ）点灯装置、特に高輝度放電ランプを用いた車両用前照灯に用いる放電灯点灯装置に関するものである。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は直流電源と、直流電源に接続され、直流電力を変化させるか、直流電力を交流電力に逆変換するか又は直流電力を変化させた後に交流電力に逆変換する電力変換部と、電力変換部に高電圧パルスを発生するイグナイタを介して接続される水銀無封入型の高輝度放電ランプと、水銀無封入型の高輝度放電ランプへ適正な電力が供給されるように電力変換部を駆動するための制御部と、を備えてなる放電灯点灯装置において、前記制御部は、ランプ始動前のランプインピーダンスを検出するランプインピーダンス検出手段を備え、これにより前記高輝度放電ランプが所定のインピーダンス以下であると判断し、且つランプ点灯時のランプ電圧検出値が第１の所定電圧値以下である場合に、前記高輝度放電ランプへの電力供給を停止させる機能を有するものであることを特徴とする。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
【発明の効果】
請求項１に係る発明は、直流電源と、直流電源に接続され、直流電力を変化させるか、直流電力を交流電力に逆変換するか又は直流電力を変化させた後に交流電力に逆変換する電力変換部と、電力変換部に高電圧パルスを発生するイグナイタを介して接続される水銀無封入型の高輝度放電ランプと、水銀無封入型の高輝度放電ランプへ適正な電力が供給されるように電力変換部を駆動するための制御部と、を備えてなる放電灯点灯装置において、前記制御部は、ランプ始動前のランプインピーダンスを検出するランプインピーダンス検出手段を備え、これにより前記高輝度放電ランプが所定のインピーダンス以下であると判断し、且つランプ点灯時のランプ電圧検出値が第１の所定電圧値以下である場合に、前記高輝度放電ランプへの電力供給を停止させる機能を有するものであるようにしたので、高輝度放電ランプにおける短絡や低インピーダンスの異常状態を、始動時の高輝度放電ランプの絶縁状態と点灯時のランプ電圧との低下の２つの条件で判断したのである。これにより、ランプ電圧低下の基準電圧値は、定常点灯時ランプ電圧の範囲より低い値であれば設定可能となり、ランプ立上り時に誤って水銀無封入型の高輝度放電ランプを消灯してしまうことが無いので、異常状態の検出の確度をより高めることができるのである。