(57)【要約】【課題】  放電ランプ（ＨＩＤランプ）の異常消灯を検出すると共に、速やかに再点灯することが可能な放電ランプの点灯装置を提供する。【解決手段】  放電ランプ１の一対の電極１ａ，１ｂに接続されて、これら電極１ａ，１ｂ間の電圧が所定の電圧値に到達したことを検出する電圧検出部１１と、この電圧検出部１１が所定の電圧値に到達したことを検出したとき、放電ランプ１の電極１ａ，１ｂ間に所定レベルの電圧を印加して放電ランプ１を再点灯させる高電圧生成部１２を備える。【選択図】  図１
2007035566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電ランプと、
この放電ランプの一対の電極に接続されて該放電ランプを点灯させる電源部と
を有する放電ランプの点灯装置であって、
前記放電ランプの一対の電極に接続されて該放電ランプの放電電弧の消弧によって上記電源部の出力電圧が所定の電圧レベルに上昇したことを検出する電圧検出部と、
この電圧検出部が所定の電圧レベルに上記電源部の出力電圧が上昇したことを検出したとき、前記放電ランプの電極間に該放電ランプを再点灯させる電圧を生成して印加する高電圧生成部と
を備えることを特徴とする放電ランプの点灯装置。
【請求項２】
前記高電圧生成部は、所定の静電容量を有するコンデンサと、
このコンデンサに接続されて該コンデンサに蓄えられた電荷を放電する際、高電圧を生起する変圧器と
を備えるものである請求項１に記載の放電ランプの点灯装置。
【請求項３】
前記電圧検出部および前記高電圧生成部は、前記放電ランプを点灯させる前記電源部と別体として構成されるものである請求項１または２に記載の放電ランプの点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は放電ランプの点灯装置に係り、特に車両の前照灯として好適な放電ランプの点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から車両の前照灯（ヘッドライト）には、フィラメントに電流を流したときに生じる温度放射を利用した光源である白熱電球が多年に亘り用いられてきた。また発光効率の高い前照灯の要望から車両の前照灯（ヘッドライト）にはハロゲンランプも適用されている。ハロゲンランプは、通常の白熱電球より２００度程度高い温度でフィラメントを点灯しており、白熱電球に比べて発光効率が約１０％高く、寿命も約２倍長いという特徴がある。
【０００３】
最近では、より高輝度で、かつ発光効率の高いヘッドライトがユーザから求められており、例えば高輝度放電ランプ（ＨＩＤランプ）を搭載した車両も登場してきている（例えば、特許文献１を参照）。このＨＩＤランプは、発光管内にガスとともに封止した一対の電極間に生じる放電を利用したものであり、具体的には高圧水銀ランプ、メタルハライドランプや高圧ナトリウムランプなどがある。これらのＨＩＤランプは、白熱電球よりも発光効率が高く、また寿命が長いという特徴がある。
【０００４】
ＨＩＤランプを車両の前照灯に適用する場合、一般には車載されているバッテリからとりだせる直流をインバータで一端、交流に変換した後、昇圧してＨＩＤランプに与えている。
ちなみにＨＩＤランプは、消灯(放電電弧が何らかの影響によって消弧)した場合、再点灯するまで安全上の問題が生じる。そのため、再点灯するまでの間、別に用意したランプで照明を代替させる車両のヘッドライト装置が知られている（例えば、特許文献２を参照）。
【特許文献１】特開２００４−３２２９５８号公報
【特許文献２】特開平７−９９１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したＨＩＤランプは、放電を利用した光源（ランプ）であり点灯中は、電極間に生じる放電によって発光管内が加熱されてガス蒸気圧が高くなった状態で最高光度に達するようになっている。ちなみにこの種の放電を利用したランプは、点灯中に例えば点灯装置の劣化や過度な衝撃が与えられたとき等などの要因によってランプの放電電弧が異常消弧する懸念がある。そして放電電弧が消弧したＨＩＤランプを再点灯させるには点灯中のランプ電圧よりはるかに高い電圧を与えるか、発光管内の温度が低下して再点灯電圧が低下するまで待つ必要がある。
【０００６】
したがって、この種のＨＩＤランプを自動車の前照灯に適用するには、ＨＩＤランプの放電電弧が切れた際、速やかに高電圧パルスをＨＩＤランプに与えて再点灯させなければならない。それ故、ＨＩＤランプの電源ユニットは、高電圧電流を生成できるだけの十分な電源容量と耐電圧を備える必要があり、回路構成が大規模なものとなりコストが高くなるという問題があった。
【０００７】
また、ＨＩＤランプは、上述したように再点灯まで時間が掛かるため、前述した特許文献２に記載されているように消灯したＨＩＤランプ以外の別のランプを点灯させることが考えられるものの、ランプを二系統用意しなければならず、複雑な装置構成になるためコストが高くなるとともにメンテナンス性が悪くなるという問題もある。
本発明は、このような従来の事情を考慮してなされたもので、その目的は放電ランプ（ＨＩＤランプ）の異常消灯を検出すると共に、速やかに再点灯することが可能な放電ランプの点灯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した目的を達成すべく本発明に係る放電ランプの点灯装置は、放電ランプと、この放電ランプの一対の電極に接続されて該放電ランプを点灯させる電源部とを有する放電ランプの点灯装置であって、
前記放電ランプの一対の電極に接続されて該放電ランプの放電電弧の消弧によって上記電源部の出力電圧が所定の電圧レベルに上昇したことを検出する電圧検出部と、この電圧検出部が所定の電圧レベルに上記電源部の出力電圧が上昇したことを検出したとき、前記放電ランプの電極間に該放電ランプを再点灯させる電圧を生成して印加する高電圧生成部とを備えることを特徴としている。
【０００９】
好ましくは、前記高電圧生成部は、所定の静電容量を有するコンデンサと、このコンデンサに接続されて該コンデンサに蓄えられた電荷を放電する際、高電圧を生起する変圧器とを備えることが望ましい。
上述の放電ランプの点灯装置は、何らかの原因で放電ランプの放電電弧が消弧して発光が停止し、放電ランプの電源が無負荷になることによって生じる電圧上昇を検出する。この電圧上昇を検出すると高電圧生成部は、コンデンサに予め蓄えておいた電荷を変圧器の一次側（低圧側）巻線に与えて放電させる。するとこの変圧器の二次側（高圧側）には、一次側に流れる急峻な電流によってパルス状の高電圧が生起される。而してこのパルス状の高電圧（おおむね２００００Ｖ乃至３００００Ｖ）によって一端、消灯した放電ランプが再点灯される。点灯回路に設けられたオシレータ部は、消灯検知信号により高電圧を生成する際に、複数回の高電圧電流の生成を可能にすることにより、確実な点灯と蓄電コンデンサの容量（エネルギー）の効率化をはかったものである。
【００１０】
より好ましくは、前記電圧検出部および前記高電圧生成部は、前記放電ランプを点灯させる前記電源部と別体として構成することが望ましい。
上述の放電ランプの点灯装置は、放電ランプを点灯させる電源部と別体として電圧検出部および前記高電圧生成部からなる点灯回路を構成する。したがって、点灯回路１０を放電回路３に容易に付加することも可能であるとともに、放電ランプの点灯装置のコストダウン可能な簡易な回路構成を確立できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の放電ランプの点灯装置によれば、例えば過大な振動を受ける等の要因によって放電ランプ（ＨＩＤランプ）が異常に消灯した際、無負荷になって電源回路の電圧が上昇したことを電圧検出部が検出し、その検出を受けて瞬時に高電圧生成部が放電ランプの一対の電極間に高電圧を印加しているので放電ランプを迅速かつ確実に再点灯することができる。
【００１２】
また、放電ランプの点灯回路に上述した電圧検出部および高電圧生成部を設ければ良いので、既存の放電ランプに容易に本発明の放電ランプの点灯装置を付加することができるとともに、放電ランプの電源（たとえばインバータ）を設計変更することなく一端消灯した放電ランプを簡易にして、しかも確実に再点灯することができる等の実用上多大なる効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態に係る放電ランプの点灯装置について図面を参照しながら説明する。尚、図１は、本発明を実施する形態の一例であって、この図によって本発明が限定されるものではない。
この図において１は、一対の電極を備えた放電ランプである。この放電ランプ１は、具体的にはＨＩＤ（high intensity discharge）ランプであり、例えば高圧水銀ランプ、メタルハライドランプや高圧ナトリウム等である。この放電ランプ１の一対の電極１ａ，１ｂ間には、低圧の交流または直流を印加して点灯する電源部２の出力が接続されている。
【００１４】
図１において電源部２は、例えば車載されたバッテリ（図１には図示せず）から供給される直流（たとえば１２Ｖ）を受けて、所定の電圧（低圧の交流）、周波数等に変換して出力するインバータ（電源部）２である。このように構成された放電ランプ１の放電回路３は、従来の放電ランプ点灯回路そのものである。
また、放電ランプ１の一対の電極１ａ，１ｂ間には、点灯している放電ランプ１が何らかの要因によって消灯したとき、放電ランプ１を再点灯させる点灯回路１０の出力が接続されている。この点灯回路１０は、詳細は後述するが概略的には放電ランプ１に加わる電圧を検出する電圧検出部１１と、電圧検出部１１が検出した電圧が、所定の電圧以上のレベルになったことを受けて放電ランプ１の一対の電極１ａ，１ｂ間に高電圧を印加する高電圧生成部１２と、詳細は後述するが確実な放電ランプ１の点灯と放電コンデンサＣ２の不要な容量の増大を防止するため複数回の高電圧電流の生成を可能にする付加回路のオシレータ部１４を備えている。
【００１５】
さて、点灯回路１０の電圧検出部１１は、放電ランプ１の一対の電極１ａ，１ｂ間に接続されて、該放電ランプ１の一対の電極１ａ，１ｂ間の電圧（高電圧）を低電圧に変成する消灯検出トランスＴｓを備える。この消灯検出トランスＴｓの二次側（低圧側）は、一端が接地される一方、他方の端子は、この消灯検出トランスＴｓにより低電圧に変成された放電ランプ１の一対の電極１ａ，１ｂ間の電圧が所定の電圧を超えたときブレークダウンして電流が流れるツェナダイオードＺＤ、このツェナダイオードＺＤに順方向電流が流れるのを阻止するべく逆接続された整流用ダイオードＤ３および抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２がそれぞれ直列に接続され、この抵抗器Ｒ２の他端が接地されて構成される。
【００１６】
この電圧検出部１１は、電圧検出部１１に印加される電圧、すなわち放電ランプ１の電極間電圧が通常点灯時の電圧を超えたときツェナダイオードＺＤがブレークダウンして抵抗器Ｒ１および抵抗器Ｒ２に電流が流れるようになっている。加えて、ダイオードＤ３のカソード側には、エミッタが接地されたスイッチングトランジスタＴｒのコレクタが接続されている。そして、オシレータ部１４の出力がこのスイッチングトランジスタＴｒのベースに接続される。そして、オシレータ部１４の出力信号によってこのスイッチングトランジスタＴｒが駆動され、電圧検出部１１からの信号電圧を変化させることで放電ランプ１に複数回の放電を生起させるようになっている。
【００１７】
一方、高電圧生成部１２は、前述した点灯回路１０に電力を供給する図示しないバッテリから直流（たとえば１２Ｖ）の供給を受けて、低圧の交流（たとえば２００Ｖ）を生成する出力端の一方が接地されたインバータ１３を備える。
このインバータ１３の非接地側の出力端１３ａには、詳細は後述するがインバータ１３から出力される電流を制限する電流制限コンデンサＣ１を介してアノードが接地されたダイオードＤ１のカソードおよびダイオードＤ２のアノードが接続されている。ダイオードＤ１およびダイオードＤ２は、整流回路を構成しており、ダイオードＤ２のカソードには、これらのダイオードＤ１，Ｄ２によって整流された直流が印加されるカソードが接地されたサイリスタＴｈのアノードおよび放電ランプ１に放電を生起させる放電エネルギーを蓄える放電コンデンサＣ２の一端が接続されている。サイリスタＴｈのゲートは、上述した電圧検出部１１の抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２の接続点に接続されて、この点の電位が所定の電位になったときサイリスタＴｈがターンオンされるようになっている。
【００１８】
つまり、放電ランプ１の放電が停止して、この放電ランプ１の一端の電極１ａの電圧が上昇したとき、電圧検出部１１に設けられたツェナダイオードＺＤがブレークダウンして通電し、抵抗器Ｒ１および抵抗器Ｒ２に電流が流れて、それぞれの抵抗器Ｒ１，Ｒ２に電圧降下が生じる。すると、電圧検出部１１の抵抗器Ｒ１，Ｒ２の接続点に現れる電圧によってサイリスタＴｈのゲートに電流が流れてターンオンする。
【００１９】
一方、放電コンデンサＣ２の他端は、消灯した放電ランプ１にパルス状の高電圧を印加するべく電圧を昇圧する点灯用昇圧トランスＴｕの一次側（低圧側）に接続される。ちなみに点灯用昇圧トランスＴｕの一次側の他端は、接地されている。この点灯用昇圧トランスＴｕの二次側（高圧側）は、放電ランプ１の一対の電極１ａ，１ｂに接続されている。そして、点灯用昇圧トランスＴｕによって昇圧された高電圧が放電ランプ１に印加されるようになっている。
本発明の放電ランプの点灯装置の作動に関し、より詳細に説明する。例えば放電ランプ１の定格電圧が１００Ｖである場合、この放電ランプ１の端子間電圧は、おおむね数１０Ｖ〜１００Ｖ弱である。一方、電圧検出部１１は、この放電電圧によってブレークダウンしないツェナ電圧を備えたツェナダイオードＺＤが設定される。したがって、放電ランプ１が通常放電時には、抵抗器Ｒ１，Ｒ２、(ダイオードＤ３のカソード側)に電流が流れない。このためサイリスタＴｈのゲート電位は０Ｖとなりターンオンしない。
【００２０】
次に点灯中の放電ランプ１が何らかの要因（たとえば過大な振動が放電ランプ１に与えられたとき等）によって放電電弧が消弧して発光が停止すると、点灯回路１０のインバータ２は、無負荷状態となり、その出力電圧が上昇する。すると電圧検出部１１のツェナダイオードＺＤに加わる電圧が通常点灯時よりも高くなる。このため、ツェナダイオードＺＤがブレークダウンして電流が流れ、抵抗器Ｒ１，Ｒ２に電流が流れる。すると、抵抗器Ｒ１，Ｒ２にそれぞれ電圧降下が生じ、それ故、抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２の接続点に電圧が現れる。この電圧は、サイリスタＴｈのゲートに与えられているので、サイリスタＴｈは点弧して該サイリスタＴｈのアノードとカソード間がターンオンする。
【００２１】
すると、放電コンデンサＣ２に蓄えられた電荷は、点灯用昇圧トランスＴｕの一次側巻線を介してサイリスタＴｈによって放電される。このとき放電コンデンサＣ２に蓄えられた電荷Ｑは、極めて短時間で放電されることになるので点灯用昇圧トランスＴｕの一次側の電流変化（ｄＱ／ｄｔ）が急峻となり、点灯用昇圧トランスＴｕの二次側にパルス状の２万ボルト乃至３万ボルト程度の高電圧が生起される。この高電圧は、消灯した放電ランプ１の一対の電極１ａ，１ｂ間に印加されるので放電ランプ１が再点灯する。
【００２２】
尚、サイリスタＴｈのアノードとカソード間がターンオンするとインバータ１３の出力側も短絡されることになるが、電流制限コンデンサＣ１が介挿されているのでサイリスタＴｈのターンオン時、インバータ１３の出力電流が過大になることはない上に、電流の位相差給電を行なうため、放電コンデンサＣ２放電後にはサイリスタＴｈをターンオフさせる。
【００２３】
尚、上述した実施形態における電圧検出部１１は、消灯検出トランスＴｓとツェナダイオードＺＤの組み合わせによって放電ランプ１の放電電弧が消弧したときの電圧上昇を検出しているが、ツェナダイオードＺＤだけで放電電弧が消弧したときの電圧上昇を検出するように構成してもよい。或いは、消灯検出トランスＴｓとツェナダイオードＺＤの組み合わせに代えて放電電弧が消弧したときの電圧によって点灯するネオンランプとしてもかまわない。いずれにしても電圧検出部１１は、放電ランプ１の放電電弧が消弧したときの電圧上昇が検出できるように構成すればよい。
【００２４】
また上述した点灯回路１０を放電回路３とは別体として構成し、放電回路３に例えばコネクタで接続するような構成とすれば、点灯回路１０を放電回路３に容易に付加することも可能であるとともに、放電ランプの点灯装置のコストダウン可能な簡易な回路構成を確立することができる。
かくして、上述したように構成された本発明の一実施形態に係る放電ランプの点灯装置は、放電ランプ１の一対の電極１ａ，１ｂ間に接続された電圧検出部１１が、放電ランプ１の放電電弧が消弧したことよって放電ランプ１のインバータ（電源部）２が無負荷となり、電極１ａ，１ｂ間の電圧が上昇したことを検出したとき、放電ランプ１の一対の電極１ａ，１ｂ間に接続された点灯用昇圧トランスＴｕの二次側にパルス状の高電圧を生じさせて消灯した放電ランプ１に与えているので放電ランプ１を確実に再点灯させることができる。
【００２５】
より具体的に電圧検出部１１は、放電ランプ１が点灯中の電極１ａ，１ｂ間の電圧より高くなったことを検出したとき（消灯）、高電圧生成部１２に設けられたサイリスタＴｈのゲートを駆動制御して点灯用昇圧トランスＴｕの一次側に急峻な電流変化を生じさせ、これによって点灯用昇圧トランスＴｕの二次側に放電ランプ１の再点灯に必要な電圧を発生させて消灯した放電ランプ１に与えているので放電ランプ１を再点灯することが可能となる。
【００２６】
したがって本発明の放電ランプの点灯装置によれば、車両走行時の振動等によってＨＩＤランプの放電電弧が消弧したとしても、速やかに再始動することが簡易な回路構成で可能である。このため従来の熱（温度）放射による光源に比べてランプ効率の高いＨＩＤランプを車両のベッドライトに採用することができる等、本発明の放電ランプの点灯装置は、実用上多大なる効果を奏する。
【００２７】
尚、本発明のＨＩＤランプの点灯装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更してもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る放電ランプの点灯装置の回路構成を示す図。
【符号の説明】
【００２９】
１    放電ランプ
２    インバータ（電源部）
３    放電回路
１０    点灯回路
１１    電圧検出部
１２    高電圧生成部
１３    インバータ
１４    オシレータ部
Ｃ１    電流制限コンデンサ
Ｃ２    放電コンデンサ
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３  ダイオード
Ｒ１，Ｒ２  抵抗器
Ｔｈ    サイリスタ
Ｔｒ    スイッチングトランジスタ
Ｔｓ    消灯検出トランス
Ｔｕ    点灯用昇圧トランス
ＺＤ    ツェナダイオード
【図１】
2007035566.tif 000003