(57)【要約】【課題】バルブメーカの違いによる電気的特性、発光特性の固体差を吸収し、例えば、車両に装着される水銀フリーバルブに対して、常に一定の光束立ち上がりを実現する。【解決手段】制御手段（制御回路８のマイコン８１）が、予め各バルブメーカに対応したバルブ電圧に対する出力電力特性を複数記憶しており、通信や自己診断により、車両等に装着されたＨＩＤバルブの製造メーカを識別し、最適なバルブ電圧に対する出力電力特性を使用してＨＩＤバルブを点灯制御する。【選択図】図１
2007227018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水銀フリーの放電管に電力を供給して点灯制御を行う放電管点灯装置であって、
絶縁破壊の状態から定常点灯の状態に至る放電管の電極間電圧に対する出力電力特性情報を複数記憶した記憶手段と、前記放電管に適した出力電力特性を前記記憶手段に記憶された複数の出力電力特性情報の中から選択し、前記選択された出力電力特性に基づき出力電力を供給して前記放電管の点灯制御を行う制御手段とを備えた放電管点灯装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
外部入力装置との通信インタフェースを備え、前記通信インタフェースを介して取込まれる選択情報に基づき、前記記憶手段に記憶された複数の出力電力特性情報の中から該当する出力電力特性情報を選択出力することを特徴とする請求項１記載の放電管点灯装置。
【請求項３】
前記通信インタフェースを介して取込まれる選択情報を保持する保持手段を備え、
前記制御手段は、
前記保持手段に保持された選択情報に基づき、前記記憶手段に記憶された複数の出力電力特性情報の中から該当する出力電力特性情報を選択出力することを特徴とする請求項２記載の放電管点灯装置。
【請求項４】
前記記憶手段は、
前記放電管の点灯直後および定常点灯時における電極間電圧を含む電気的特性情報を複数記憶し、
前記制御手段は、前記電気的特性情報と、測定され取込まれる電気的特性情報との比較演算に基づき前記装着された放電管の交換を検出したときに、前記記憶手段に記憶された電気的特性情報を前記測定され取込まれた電気的特性情報に基づいて検索し、前記検索結果に基づき前記交換された放電管に適した出力電力特性情報を選択するための選択情報を生成することを特徴とする請求項１記載の放電管点灯装置。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記放電管を消灯した後再点灯するときに、前記放電管に封入されたメタルハライドが蒸発したまま残っている状態を除き、前記放電管の点灯を開始するコールドスタートを検出したことを契機に、前記選択情報の生成を行うことを特徴とする請求項４記載の放電管点灯装置。
【請求項６】
前記制御手段は、
前記選択情報を保持する保持手段を参照し、前記記憶手段に記憶された複数の出力電力特性情報の中から前記選択情報に該当する出力電力特性情報を選択することを特徴とする請求項４記載の放電管点灯装置。
【請求項７】
前記制御手段は、
（１）前記選択情報に基づく放電管の定常点灯時における電極間電圧値と、点灯毎に測定される電極間電圧値に経年変化に基づく許容誤差を反映した電極間電圧値とを比較し、（２）前記定常点灯時における電極間電圧値が前記許容誤差範囲に含まれる場合は、前記電極間電圧値を前記測定された電極間電圧値に更新し、（３）前記定常点灯時における電極間電圧値が前記許容誤差範囲を超える場合は、前記更新された定常点灯時における電極間電圧値と、点灯毎に測定される定常点灯時における電極間電圧値に前記放電管を交換したことによる定常点灯時における電極間電圧の落差を加算した値とを比較し、（４）前記更新された定常点灯時における電極間電圧値が、前記落差を加算した値より大きい場合、前記放電管が交換された可能性ありと判定して前記選択情報を生成することを特徴とする請求項４記載の放電管点灯装置。
【請求項８】
前記制御手段は、
前記生成された選択情報に基づき、前記許容誤差もしくは落差を変更することを特徴とする請求項７記載の放電管点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電管点灯装置、特に、車載用ヘッドライトに用いて好適な水銀フリーの高輝度放電管の点灯制御を行う放電管点灯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車載用ヘッドライトとして、明るく、長寿命、かつ、低電力の高輝度放電管（以下、ＨＩＤ（High Intensity Discharge）バルブという）が広く普及している。また、近年、破棄環境に対する配慮から、従来のＨＩＤバルブ（以下、従来バルブという）に封入されている水銀を使用しないタイプのＨＩＤバルブ（以下、水銀フリーバルブという）の開発が行われており、車載用ヘッドライトとしても実用化が開始されている。
【０００３】
上記した従来バルブには、キセノンガス、水銀、ナトリウム、スカンジウム等のメタルハライドが封入されており、その発光シーケンスは以下に説明するとおりである。
すなわち、点灯時のバルブ濃度が低いときは、気体であるキセノンガスだけが発光し、点灯電力の供給による温度上昇に従い、常温に近い低い沸点を持つ水銀が蒸発して発光量が増加する。そして、引き続き供給される点灯電力によって更にバルブの温度が上昇し、水銀より高い沸点を持つメタルハライド（ナトリウム、スタンジウム）が蒸発し、発光量が更に上昇して定格発光量に至る。
【０００４】
なお、上記したキセノンガスの発光効率は低く、ナトリウム、スカンジウムの発光効率は高い。これに対し、水銀の発光効率は、キセノンガスと、ナトリウムやスカンジウムとの間にあるため、水銀を封入することにより、メタルハライドの急激な蒸発（発光）量を緩和することができる。
上記した発光シーケンスに従い、封入されるそれぞれのメタルハライドをＨＩＤバルブの温度上昇とともに順次蒸発させることは、ＨＩＤバルブの発光量を滑らかにし、かつ、急激に増加させる意味で好都合であった。
【０００５】
しかしながら、水銀フリーバルブは、点灯後メタルハライドが蒸発するまでの数秒間は、発光効率の低いキセノンガスが発光するだけであり、従って、充分な発光量を得ることができない。
水銀フリーバルブにおいて、充分な発光量を迅速に得るためには、点灯直後の供給電力を増大し、発光効率の低いキセノンガスによる発光を増加させると同時にメタルハライドの蒸発を促進させる必要がある。但し、点灯直後の大きな供給電力は、メタルハライドが蒸発して発光を開始したときには過剰な電力となるため、メタルハライドの蒸発に合わせて供給電力を減衰させて発光量を一定に保ちながら定格電力に到達させ、急激に増加するメタルハライドの発光量変化に対応する応答性の良い電力供給制御が必要である。
【０００６】
このことから、水銀フリーバルブを用いた場合、急激に変化する発光量を適切に制御するための技術が従来から多数提案されている。
例えば、水銀フリーバルブの点灯直後の電圧と、その後に続く電圧の変化量によってメタルハライドが蒸発するタイミングを捕らえ、供給電力を制御することで発光量を滑らかにする技術（例えば、特許文献１参照）、メタルハライドが蒸発・発光することによって発光量が急激に増加することを発光量効率増加検知手段により検知し、発光量効率増加検知手段による検知によって供給電力を減衰させ、安定した滑らかな発光量を得る技術（例えば、特許文献２参照）、水銀フリーバルブの途中に介在する部品による電圧降下を補正し、正確なバルブの電圧を検出して、点灯直後に供給する大きな電力、すなわち大電流の通電時にも適切な電力を供給して良好な電力制御を行う技術（例えば、特許文献３参照）等が知られている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３３８９３０号公報（段落「００１１」〜段落「００１８」、図３）
【特許文献２】特開２００４−１１９１６４号公報（段落「０００７」〜段落「００１１」、図１）
【特許文献３】特開２００５−１００９４８号公報（段落「００２４」〜段落「００３３」、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の放電管（水銀フリーバルブ）点灯装置は、上記した特許文献１〜３に開示されているように、発光量が少なく暗いキセノンガスだけが発光するタイミングから、メタルハライドが蒸発して明るい発光を開始するタイミングを検出して電力を減衰させるまでの間は水銀フリーバルブに最大電力を供給している。
また、一瞬消灯後、再点灯するときには水銀フリーバルブに十分な余熱が残っており、この場合、メタルハライドが蒸発したまま残っている可能性があるため、既に蒸発しているメタルハライドの蒸発量に見合った電力を供給している。
【０００９】
上記した電力供給パターンを持つ背景技術において、メタルハライドが蒸発して明るい発光を開始するタイミングについては水銀フリーバルブの個体差が考慮されている。しかしながら、水銀フリーバルブの電極間電圧特性に対して用意される出力電力特性は基本的に一つであり、水銀フリーバルブを製造したメーカ（以下、バルブメーカという）による特性差は考慮されていない。
すなわち、水銀フリーバルブの電気特性や発光特性は、そのバルブを構成する電極形状、電極材質、発光管形状、発光管封入物等によって決まり、それらはバルブメーカによって異なるため、バルブメーカが異なれば水銀フリーバルブの電気的特性や発光特性も変化する。
【００１０】
一方、水銀フリーバルブは、従来バルブに比べ、定常点灯時の電極間電圧は半分になるが、点灯直後における電極間電圧は同じであるため、点灯直後から定常点灯に至る電極間電圧の変化幅が狭くなる。このことにより、電極間電圧に対する出力電力特性において、電極間電圧の変化幅が狭い分、最大出力電力と定常出力電力の間の変化が急峻になる。従って、バルブメーカの違いによる僅かな電極間電圧の差であっても出力電力特性に及ぼす影響は大きく、このことにより、経過時間に対する光束の立ち上がり特性が不適切になる可能性がある。
また、バルブメーカが異なれば、電気特性が類似しても発光特性の違いから経過時間に対する光束の立ち上がりが不適切になる可能性もある。すなわち、従来、車両販売時に装着する水銀フリーバルブに合わせて出力電力特性を最適化していたものが、保守交換時、装着済みの水銀フリーバルブとは異なるメーカにより製造されたバルブに交換された場合、経過時間に対する光束立ち上がりが不適切になる可能性がある。
【００１１】
バルブメーカによって異なる電気的特性、発光特性を持つ水銀フリーバルブに対し、常に一定の光束立ち上がりを実現するためには、各バルブメーカに対応する電極間電圧に対する出力電力特性に切り替えてバルブメーカによる個体差を吸収する必要がある。
【００１２】
本発明は上記のような課題を解消するためになされたものであり、バルブメーカの違いによる電気的特性、発光特性の固体差を吸収し、例えば、車両に装着される水銀フリーバルブに対して、常に一定の光束立ち上がりを実現することのできる放電管点灯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る放電管点灯装置は、放電管の電極間に電圧を供給して点灯制御を行う放電管点灯装置であって、絶縁破壊の状態から定常点灯の状態に至る放電管の電極間電圧に対する出力電力特性情報を複数記憶した記憶手段と、前記放電管に適した出力電力特性を前記記憶手段に記憶された複数の出力電力特性情報の中から選択し、前記選択された出力電力特性に基づき出力電力を供給して前記放電管の点灯制御を行う制御手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数用意される放電管の電極間電圧に対する出力電力特性の中から最適なものを選択し、当該選択された出力電力特性に基づき放電管に出力電力を供給して点灯制御を行うことにより、バルブメーカの違いによる電気的特性、発光特性の固体差を吸収し、例えば、車両に装着された水銀フリーバルブに対して常に一定の良好な光束立ち上がりを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る放電管点灯装置の内部構成を示すハードウェアブロック図である。  
図１において、車両のバッテリ等直流電源１は、直流昇圧回路（ＤＣ−ＤＣコンバータ）２の入力端に接続されており、この直流昇圧回路２で昇圧された直流は、ＤＣ−ＡＣインバータ３に接続されている。このＤＣ−ＡＣインバータ３の出力端には、水銀フリーバルブ５の起動時に起動用の高電圧パルスを印加する起動回路４が接続されており、上記した直流昇圧回路２、ＤＣ−ＡＣインバータ３とともに水銀フリーバルブ５の点灯回路を構成している。
【００１６】
直流昇圧回路２とＤＣ−ＡＣインバータ３との接続路には、電流を検出する電流検出回路６が設けられており、ここでは、電流検出素子により直流昇圧回路２の出力電流を検出し、制御回路８の制御中枢となるマイクロコンピュータ（マイコン）８１および点灯制御回路８２へ供給する。また、直流昇圧回路２とＤＣ−ＡＣインバータ３との接続路間には、電圧を検出する電圧検出回路７が設けられており、ここでは、電圧検出素子により直流昇圧回路２の出力電圧を検出して制御回路８の制御中枢となるマイコン８１および点灯制御回路８２へ供給する。
制御回路８は、例えば、専用の制御ＩＣチップで構成され、この制御ＩＣチップ上に、ＣＭＯＳ（Complementary MOS）型トランジスタで構成された点灯制御回路８２、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically-Erasable and Programmable ROM）８３、通信インタフェース８４、そして制御中枢となるＲＯＭ８１０内蔵のマイコン８１等が実装されている。
【００１７】
なお、制御回路８には、必要に応じてマイコン８１と通信を行う外部入力装置９が接続され、工場やディーラの作業員、もしくは車両ユーザがこの外部入力装置９を操作することによって入力される選択情報（装着する水銀フリーバルブ５のメーカ情報）は、通信インタフェース８４を介してマイコン８１に取り込まれる。
【００１８】
上記した構成において、制御回路８の制御中枢となるマイコン８１は、内蔵ＲＯＭ８１０にあらかじめ記憶された制御プログラムに従い、電圧検出回路７により検出された水銀フリーバルブ５の電極間電圧（以下、単にバルブ電圧という）を基に、バルブ電流の設定値を点灯制御回路８２に出力し、点灯制御回路８２は、その設定値と電流検出回路６により検出されたバルブ電流の検出値に基づき、直流昇圧回路２、ＤＣ−ＡＣインバータ３、起動回路４で構成される点灯回路に対する出力電力を制御する。
内蔵ＲＯＭ８１０には、ブレークダウン（絶縁破壊）の状態から定常点灯の状態に至る水銀フリーバルブ５のバルブ電圧に対する出力電力特性情報がバルブメーカ毎に複数記憶されており、マイコン８１は、内蔵ＲＯＭ８１０に記憶された制御プログラムに基づき、車両に装着された水銀フリーバルブ５に適した出力電力特性を選択し、当該選択された出力電力特性情報に基づく制御信号を点灯制御回路８２に供給して水銀フリーバルブ５の点灯制御を行う制御手段として機能する。詳細は後述する。
【００１９】
なお、制御回路８は、外部入力装置９との通信インタフェース８４を内蔵し、当該通信インタフェース８４を介してマイコン８１に取込まれる選択情報、ここではメーカ情報に基づき、内蔵ＲＯＭ８１０に記憶された出力電力特性情報の中から適当なものを選択して点灯制御回路８２へ供給する。
また、制御回路８は、上記した選択情報を保持する保持手段としてのＥＥＰＲＯＭ８３を更に備えており、このＥＥＰＲＯＭ８３に保持された選択情報に基づき、内蔵ＲＯＭ８１０に記憶された複数の出力電力特性情報の中から適当なものを選択して点灯制御回路８２へ供給してもよい。
【００２０】
図２は、図１に示す制御回路８のうち、本発明の実施の形態１に係る制御手段を実現するマイコン８１の内部構成を機能展開して示したブロック図である。
図２において、マイコン８１の構成を機能的に大別すれば、出力電力特性情報記憶部８１０と、通信インタフェース入力取込み部８１１と、選択情報更新部８１２と、選択情報読取り部８１３と、最適出力電力特性情報選択出力部８１４と、点灯制御部８１５とから成る。
【００２１】
マイコン８１の内蔵ＲＯＭ８１０に割り付けられる出力電力特性情報には、上記したように、絶縁破壊の状態から定常点灯の状態に至る水銀フリーバルブ５のバルブ電圧に対する出力電力特性情報がバルブメーカ毎に複数記憶されている。
また、通信インタフェース入力取込み部８１１は、例えば、工場、ディーラの作業員、あるいは車両ユーザによって操作される外部入力装置９を介して入力される選択情報、ここでは車両に装着されたメーカ情報を通信により取込み、選択情報更新部８１２を介してＥＥＰＲＯＭ８３に保持される選択情報を更新する機能を持つ。また、最適出力電力特性情報選択出力部８１４は、マイコン８１に接続されるＥＥＰＲＯＭ８３に保持された選択情報（メーカ情報）を、選択情報読み取り部８１３を介して読み取り、内蔵ＲＯＭ８１０に記憶された出力電力特性情報を参照して、例えば車両に装着された水銀フリーバルブ５に最適な出力電力特性情報を取得して点灯制御部８１５に出力する機能を持つ。
【００２２】
なお、点灯制御部８１５は、最適出力電力特性情報選択出力部８１４を介して供給される出力電力特性情報を点灯制御回路８２に出力し、点灯制御回路８２は、水銀フリーバルブ５の点灯回路に対する出力電力を制御する。
ここで、通信インタフェース８４（通信インタフェース入力取込み部８１１）を介して取込まれる選択情報、あるいはＥＥＰＲＯＭ８３に保持された選択情報を読取り（選択情報読取り部８１３）、内蔵ＲＯＭ８１０に記憶された複数の出力電力特性情報の中から該当する出力電力特性情報を選択出力する（最適出力電力特性情報選択出力部８１４）マイコン８１は、本発明の構成要素である制御手段として、また、バルブ電圧に対する出力電力特性情報（出力電力特性情報記憶部８１０）が割り付けられる内蔵ＲＯＭ８１０は、本発明の構成要素である記憶手段として、また、選択情報が割り付けられるＥＥＰＲＯＭ８３は、本発明の構成要素である保持手段としてそれぞれ機能する。
【００２３】
図３、図４は、本発明の実施の形態１に係る動作を説明するために引用したフローチャートであり、マイコン８１の内蔵ＲＯＭ８１０に記憶された制御プログラムによる最適なバルブ電圧／出力電力特性情報の選択出力処理の流れ（図３）、外部入力装置９との通信による選択情報の取り込み処理の流れ（図４）のそれぞれを示す。
以下、図３、図４に示すフローチャートを参照しながら、図２に示すマイコン８１の制御プログラムの動作について詳細に説明する。
【００２４】
図３に示すフローチャートにおいて、通信インタフェース入力取込み部８１１は、水銀フリーバルブ５の装着、あるいは交換時、工場やディーラの作業員、もしくは車両ユーザが外部入力装置９を操作することによって入力される選択情報（バルブメーカ情報）を読込み（ステップＳＴ３０１）、最適出力電力特性情報選択出力部８１４を起動するとともに、選択情報更新部８１２により、ＥＥＰＲＯＭ８３の選択情報が更新される。
続いて、最適出力電力特性情報選択出力部８１４は、バルブメーカ（Ａ社、Ｂ社、Ｃ社、…ｎ社）毎に複数用意され、内蔵ＲＯＭ８１０にあらかじめ記憶されたバルブ電圧に対する出力電力特性情報を参照し、この中から入力されたバルブメーカに適した出力電力特性情報（電圧／電力特性）を選択して点灯制御部８１５に出力する（ステップＳＴ３０２〜ステップＳＴ３０６）。点灯制御部８１５は、最適出力電力特性情報選択出力部８１４により選択出力された電圧／電力特性により、装着されあるいは交換された水銀フリーバルブ５の点灯制御を行う（ステップＳＴ３０７）。
【００２５】
なお、ここで選択された電圧／電力特性は、水銀フリーバルブ５の点灯開始時にのみ使用されるものであり、その後の定常点灯制御中に電圧／電力特性を変更しても、次の点灯開始時動作までは必要ないため、電圧／電力特性の選択は点灯前の１回だけとする。
点灯中に選択情報が更新された場合は、次の点灯開始時の制御に反映される。すなわち、選択情報更新部８１２によりＥＥＰＲＯＭ８３に保持される選択情報が更新され、ここで、更新された選択情報は、選択情報読取り部８１３を介して読取られて最適出力電力特性情報選択出力部８１４に出力され、次の点灯開始時の制御に反映される。
【００２６】
次に、図４に示すフローチャートを参照しながら、マイコン８１の内蔵ＲＯＭ８１０に記憶された制御プログラムと外部入力装置９との通信による選択情報更新の動作について説明する。
工場出荷時、または水銀フリーバルブ５の交換時、工場やディーラの作業員、あるいは車両ユーザが、外部入力装置９を操作して車両に装着された水銀フリーバルブ５の選択情報（バルブメーカ）を入力することにより、ＥＥＰＲＯＭ８３に保持される選択情報を更新することができる。すなわち、マイコン８１は通信インタフェース８４を介し、常時通信割り込みの発生を監視している（ステップＳＴ４０１）。マイコン８１は、外部入力装置９が接続され、選択情報の入力が行われると通信割り込みを検知して通信インタフェース入力取込み部８１１を起動する（ステップＳＴ４０１“Ｙｅｓ”）。このことにより、通信インタフェース入力取込み部８１１は、外部入力装置９を介して入力される選択情報（バルブメーカ）を取込み（ステップＳＴ４０２）、選択情報更新部８１２を介してＥＥＰＲＯＭ８３に保持される選択情報を更新する（ステップＳＴ４０３）。
【００２７】
以上説明のように本発明の実施の形態１によれば、あらかじめ、バルブメーカのそれぞれに対応した水銀フリーバルブ５のバルブ電圧に対する出力電力特性情報を用意し、通信によって装着される水銀フリーバルブ５の選択情報（バルブメーカ）を識別することで、最適な出力電力特性を取得し点灯制御を行うことができ、このことにより、バルブメーカによる水銀フリーバルブ５の電気特性や発光特性の違いによる影響を受けることなく、一様で良好な光束立ち上がりを実現することができる。
【００２８】
実施の形態２．
図５は、図１に示す制御回路８のうち、本発明の実施の形態２に係る制御手段を実現するマイコン８１の内部構成を機能展開して示したブロック図である。
図２に示す実施の形態１との差異は、実施の形態１では、車両に水銀フリーバルブ５を装着し、あるいは交換する時、工場やディーラの作業員もしくは車両ユーザによる入力に依存していた選択情報（バルブメーカ）を、マイコン８１自身が、予め用意され内蔵ＲＯＭ８１０に記憶されたバルブメーカ毎の電気的特性情報に基づき自己診断し、自動生成することにある。なお、ここで使用する放電管点灯装置のハードウェアは、実施の形態１と同様、図１に示すハードウェアを用いることとする。但し、外部入力装置９、および制御回路８に内蔵される通信インタフェース８４は不要になる。
【００２９】
図５において、マイコン８１の構成を機能的に大別すれば、水銀フリーバルブ５の電気的特性情報が複数記憶される電気的特性情報記憶部８２０と、放電管交換検出部８３０と、選択情報推定部８４０と、選択情報読み取り部８５０と、最適出力電力特性情報選択出力部８６０と、点灯制御部８７０とから成る。
内蔵ＲＯＭ８１０に割り付けられる電気的特性情報記憶部８２０には、実施の形態１と同様、バルブメーカ毎に複数用意されるバルブ電圧／出力電力特性情報の他に、バルブメーカ毎に複数用意される、水銀フリーバルブ５の点灯直後および定常点灯時におけるバルブ電圧を含む電気的特性情報があらかじめ記憶されている。
【００３０】
一方、放電管交換検出部８３０は、電気的特性情報記憶部８２０に記憶された電気的特性情報と、電圧検出回路７（図１）により測定され取込まれる電気的特性情報との比較演算に基づき、車両に装着される水銀フリーバルブ５が交換されたことを検出する機能を持ち、定常電圧値読取り部８３１と、電圧値情報取込み部８３２と、閾値設定更新部８３３と、加減算部８３４と、カウンタ部８３５と、比較演算部８３６と、定常電圧値更新部８３７と、コールド（ホット）スタート判定部と８３８とで構成される。
【００３１】
定常電圧値読取り部８３１は、ＥＥＰＲＯＭ８３に保持された選択情報に基づく水銀フリーバルブ５の定常点灯時におけるバルブ電圧を読み出して比較演算部８３６に出力している。また、電圧値情報取込み部８３２は、電圧検出回路７により定常点灯毎に測定されるバルブ電圧値を読出し、加減算部８３４を介して比較演算部８３６に出力している。電圧値情報取込み部８３２によって読出されるバルブ電圧値はコールド（ホット）スタート判定部８３８にも出力される。
加減算部８３４には、他に、閾値設定更新部８３３から定数（経年変化に基づく許容誤差α、あるいは水銀フリーバルブ５を交換したことによる定常点灯時におけるバルブ電圧の落差β）が入力されている。従って、加減算部８３４は、定数αと、電圧値情報取り込み部８３２により読み出されたバルブ電圧値と加減算した値を比較演算部８３６に出力することになる。また、タイミングをずらして電圧値情報取り込み部８３２により読み出されたバルブ電圧値と定数βを加算して得られる電圧値も比較演算部８３６に出力する。比較演算部８３６には、更に、カウンタ部８３５によりカウントされる水銀フリーバルブ５の点灯回数ｍに関する情報も出力されている。
【００３２】
比較演算部８３６は、ＥＥＰＲＯＭ８３に保持された選択情報に基づく水銀フリーバルブ５の定常点灯時におけるバルブ電圧値と、定常点灯毎測定されるバルブ電圧値の経年変化に基づく許容誤差（α）を反映したバルブ電圧値とを比較して選択情報推定部８４０へ出力する機能を持つ。ここで、許容誤差（α）は、閾値設定更新部８３３によりあらかじめ設定される定数αを用いることとする。詳細は後述する。
比較演算部８３６による比較演算の結果、定常点灯時におけるバルブ電圧値が許容誤差範囲（α）に含まれると判定された場合、電圧値情報取込み部８３２を介して測定され取込まれたバルブ電圧値を、ＥＥＰＲＯＭ８３に保持されるバルブ電圧値として更新する。ここで、定常電圧値の更新は、定常電圧更新部８３７によって実行される。なお、許容誤差範囲（α）を超えると判定された場合、選択情報推定部８４０は、更に、比較演算部８３６による再比較操作を指示する。
【００３３】
再比較操作が指示された比較演算部８３６は、上記により更新された定常点灯時におけるバルブ電圧値と、電圧値情報取込み部８３２を介して測定され読込まれた定常点灯時におけるバルブ電圧値に、水銀フリーバルブ５を交換したことによる定常点灯時におけるバルブ電圧の落差（β）を加算した値とを比較する。ここで、落差（β）は、閾値設定更新部８３によりあらかじめ設定される定数βを用いることとする。詳細は後述する。
なお、コールド（ホット）スタート判定部８３８は、電圧値情報取込み部８３２を介して読出されるバルブ電圧を監視して、水銀フリーバルブ５の点灯直後、バルブが冷え切った状態で点灯を開始するコールドスタート、あるいは、水銀フリーバルブ５を瞬時に消灯した後、封入されたメタルハライドが蒸発したまま残っている状態で再点灯するホットスタートのいずれか、あるいはその両方を検出し、コールドスタートを検出したときのみ選択情報推定部８４０による選択情報の生成を起動する機能を持つ。
【００３４】
選択情報推定部８４０は、選択情報生成部８４１と、選択情報更新部８４２とで構成され、比較演算部８３６による再比較演算の結果、更新された定常点灯時におけるバルブ電圧値が、落差βを加算した値より大きいと判定された場合、水銀フリーバルブ５が交換された可能性ありと判定して選択情報を生成する機能を有する。
選択情報生成部８４１は、放電管交換検出部８３０により水銀フリーバルブ５が交換された可能性ありと判定されたとき、電気的特性情報記憶部８２０を、電圧検出回路７を介して測定され、電圧値情報取込み部８３２を介して読込まれたバルブ電圧値に基づいて検索し、当該検索結果に基づき、交換された水銀フリーバルブ５に適した出力電力特性情報を選択するための選択情報（バルブメーカ）を生成して最適出力電力特性情報選択出力部８６０に出力する機能を持つ。
【００３５】
なお、選択情報読取り部８５０は、図２に示す実施の形態１における選択情報読み取り部８５０、最適出力電力特性情報選択出力部８６０は、実施の形態１における最適出力電力特性情報選択出力部８１４、点灯制御部８７０は、実施の形態１における点灯制御部８１５と同じであるため、ここでの説明は重複を回避する意味で省略する。
【００３６】
図６、図７は、本発明の実施の形態２に係る動作を説明するために引用した図であり、それぞれ、水銀フリーバルブ５の定常電圧の経年変化を示す図（図６）、マイコン８１の制御プログラムによる最適なバルブ電圧／出力電力特性情報の選択出力処理の流れを示すフローチャート（図７）である。
以下、図６、図７を参照して本発明の第２の実施形態に係る放電管点灯装置の動作について詳細に説明する。
【００３７】
図６は、横軸に累積点灯時間、縦軸に定常電圧を目盛り、水銀フリーバルブ５を含むＨＩＤバルブの定常電圧の経年変化をグラフ表示した図である。
図６において、水銀フリーバルブ５の新品時における定常電圧は約４２Ｖであり、これはバルブメーカやバルブの個体差により変化する。しかしながら、点灯を重ねることで水銀フリーバルブ５の電極が摩擦する等して、定常電圧は例外なく上昇するように経年変化する。更に点灯を重ねることで、やがて発光管が膨張し、あるいは発光管がクラックあるいはガスリークするため、発光管に封入されたガスの濃度が急峻に低下する。また、発光量は、水銀フリーバルブの経年変化に伴い減衰し続けるため、水銀フリーバルブ５の寿命（交換時期）は図のように示される。
【００３８】
なお、図中、定数α、βは、あらかじめ用意され、閾値情報設定更新部８３３を介して設定される定数であり、経年変化等による誤差、バルブ交換による落差のそれぞれを示す。これら定数についての詳細は後述する。
【００３９】
以下、図７に示すフローチャートを参照しながら、マイコン８１の制御プログラムによる電気的特性情報からバルブメーカを自己診断するときの動作について詳細に説明する。
【００４０】
まず、水銀フリーバルブ５の交換がなされていない場合、ＥＥＰＲＯＭ８３に保持されるバルブメーカ毎の定常電圧値情報と、電圧値情報取込み部８３２を介して読出される、都度測定された今回定常電圧値とを比較判定部８３６で比較する（ステップＳＴ７０２）。
ここで、比較判定部８３６は、その差が経年変化等による点灯毎の誤差αに収まるため、バルブ交換なしと判定され（ステップＳＴ７０２“Ｙｅｓ”）、定常電圧の経年変化における最新の状態を保持するために定常電圧値更新部８３７を起動し、定常電圧値更新部８３７は、今回定常電圧を記憶定常電圧値情報としてＥＥＰＲＯＭ８３を更新する（ステップＳＴ７０４）。なお、このとき、カウンタ部８３５によるカウント値ｍは“０”に設定する（ステップＳＴ７０３）。
【００４１】
一方、水銀フリーバルブ５の交換を行った場合、記憶定常電圧値と今回定常電圧値との差が、経年変化等による点灯毎の誤差αに収まらないため（ステップＳＴ７０２“Ｎｏ”）、比較演算部８３６は、更に、記憶定常電圧値と、今回定常電圧値に水銀フリーバルブ５交換による定常点灯電圧の落差βを加算して得られる電圧値とを比較する（ステップＳＴ７０５）。
比較演算部８３６により、記憶定常電圧値との差が今回定常値に落差βを加算して得られる電圧値より小さいと判定された場合は（ステップＳＴ７０５“Ｙｅｓ”）、保留扱いとしてＥＥＰＲＯＭ８３に保持される記憶定常電圧の更新は行わない。また、カウンタ部８３５によるカウント値ｍは“０”に設定する（ステップＳＴ７０６）。逆に、比較演算部８３６において、記憶定常電圧値との差が今回定常値に落差βを加算して得られる電圧値より大きいと判定された場合は（ステップＳＴ７０５“Ｎｏ”）、水銀フリーバルブ５が交換された可能性があるとして、カウント部８３５によりカウント値ｍを“＋１”だけ更新する（ステップＳＴ７０８）。
【００４２】
一方、カウンタ部８３５によりカウント値ｍが、一定値（一定回数の点灯）に等しいか超えた場合（ステップＳＴ７０７“Ｎｏ”）、比較演算部８３６は、ノイズ等の影響ではなく、確実に水銀フリーバルブ５の交換が行われていると判定し、選択情報推定部８４０による選択情報の生成処理を起動する。
このことにより、選択情報推定部８４０を構成する選択情報生成部８４１は、内蔵ＲＯＭ８１０に割り付けられ、電気的特性情報記憶部８２０に記憶されている定常電圧や最低電圧、あるいはメタルハライドの蒸発ポイント等の電気的特性情報から各バルブメーカの特徴を検索し、最も類似する電気的特性情報を持つバルブメーカを新しく交換した水銀フリーバルブ５の選択情報として識別し（ステップＳＴ７０９）、ＥＥＰＲＯＭ８３に保持される選択情報（Ａ社、Ｂ社、Ｃ社、…ｎ社）を該当バルブメーカに更新する（ステップＳＴ７１０〜ＳＴ７１３）。ここで、選択情報の更新は、選択情報更新部８４２がＥＥＰＲＯＭ８３をアクセスすることにより行われる。
【００４３】
なお、上記した実施の形態２によれば、発光管クラック時の定常電圧の急峻な低下が、バルブ交換による落差βを越える場合がある。但し、その場合、装着された水銀フリーバルブ５の寿命は末期を迎えており、正常に点灯できないことが多いため、記憶定常電圧値と、今回定常電圧値に誤差αを反映させた定常電圧値との比較処理（ステップＳＴ７０２）の前段に、定常点灯か正常点灯時かの判定処理（ステップＳＴ７０１）を挿入することで誤検出を防ぐことができる。
選択情報生成部８４１は、比較演算部８３６の出力に基づき水銀フリーバルブ５が交換されたと判定された場合、選択情報更新部８４２により、ＥＥＰＲＯＭ８３に保持された選択情報（バルブーカ）を更新した後、定常電圧値更新部８３７を起動し、ＥＥＰＲＯＭ８３に保持される交換後の定常点灯電圧値を記憶するために、今回の定常電圧を記憶定常電圧値として更新する（ステップＳＴ７１４）。
【００４４】
選択情報生成部８４１はまた、自己診断により生成される選択情報を最適出力電力特性情報選択出力部８１４に出力する。
以下、実施の形態１と同様、最適出力電力特性情報選択出力部８１４は、バルブメーカ（Ａ社、Ｂ社、Ｃ社、…ｎ社）毎に複数用意され、ＲＯＭ８１０に割り付けられた電気的特性情報記憶部８２０にあらかじめ記憶された複数の水銀フリーバルブ５のバルブ電圧に対する出力電力特性情報のうち、選択情報生成部８４１により自己診断され生成された選択情報（バルブメーカ）に適した出力電力特性情報（電圧／電力特性）を選択して点灯制御部８１５に出力する。そして、点灯制御部８１５は、最適出力電力特性情報選択出力部８１４により選択出力された電圧／電力特性情報に基づき生成される信号により、装着されあるいは交換された水銀フリーバルブ５の点灯制御を行う。
【００４５】
なお、ここで選択された電圧／電力特性は、水銀フリーバルブ５の点灯開始時にのみ使用されるものであり、その後の定常点灯制御中に電圧／電力特性を変更しても、次の点灯開始時動作までは必要ないため、電圧／電力特性の選択は点灯前の１回限りとする。点灯中に選択情報が更新された場合、選択情報更新部８４２によりＥＥＰＲＯＭ８３に保持される選択情報が更新され、ここで、更新された選択情報は、選択情報読み取り部８５０を介して読み取られて最適出力電力特性情報選択出力部８１４に出力され、次の点灯開始時の制御に反映される。
【００４６】
また、選択情報推定部８４０による選択情報の生成は、コールド（ホット）スタート判定部８３８が電圧値情報取り込み部８３２を介して読み出されるバルブ電圧を常時監視しており、水銀フリーバルブ５の点灯直後、バルブが冷え切った状態で点灯を開始するコールドスタートを検出した時にのみ有効になる。
水銀フリーバルブ５を瞬時に消灯した後、封入されたメタルハライドが蒸発したまま残っている状態で再点灯するホットスタート時、上記した自己診断による選択情報の生成処理を行わないことでより正確なメーカ情報の生成が可能である。
【００４７】
一方、閾値情報設定更新部８３３により、水銀フリーバルブ５の交換による落差βを低く設定し過ぎると、バルブ未交換時にも交換したと誤検出しやすくなり、逆に、高く設定し過ぎると、バルブ交換時にも未交換であると誤検出しやすくなる。
また、閾値設定更新部８３３により、更新された選択情報に基づき、定数αもしくはβ、またはその両方を変えることにより、水銀フリーバルブ５交換の判定精度が向上する。更に、カウンタ部８３５はノイズ等による誤検出を防ぐために設けられ、水銀フリーバルブ５が交換されたと判定するための一定値を高く設定することで誤検出の可能性は減るが、実際に水銀フリーバルブ５の交換を行ってから判定するまでの点灯回数が増えることになる。
【００４８】
なお、図７に示すフローチャートに従えば、実施の形態１の通信による選択情報の更新がなされない場合でも自己診断により選択情報（バルブメーカ）を更新し、点灯制御に反映させることができる。また、本発明の実施の形態１と実施の形態２とを併用することにより、より確実に選択情報の更新を行うことができる。
【００４９】
以上説明のように本発明の実施の形態２によれば、あらかじめ、水銀フリーバルブ５の製造メーカそれぞれに対応したバルブ電圧に対する出力電力特性情報を複数用意し、自己診断によって装着される水銀フリーバルブ５の選択情報（バルブメーカ）を識別して生成することで、最適な出力電力特性を取得し点灯制御を行うことができ、このことにより、バルブメーカによる水銀フリーバルブ５の電気特性や発光特性の違いによる影響を受けることなく、一様で良好な光束立ち上がりを実現する放電管点灯装置を提供することができる。
【００５０】
図８〜図１０は、上記した放電管点灯装置における点灯制御の原理を説明するために引用した特性図であり、車両に、従来バルブ（図８）、水銀フリーバルブ（図９）、水銀フリーバルブ（図１０）のそれぞれを装着して点灯制御したときの特性を対比して示してある。図８〜図１０は、上記した本発明の実施形態１、２の動作の理解を助ける意味で示したものである。
ここで、図９は一種類のバルブ電圧／出力電力特性しか持たない従来の点灯制御が適用される特性図、図１０は複数種類のバルブ電圧／出力電力特性が用意され、本発明の点灯制御が適用される特性図を示す。
【００５１】
図８（ａ）は、従来バルブの経過時間に対するバルブ電圧特性（電極間電圧）を、図８（ｂ）は、従来バルブのバルブ電圧に対する出力電力特性を、図８（ｃ）は、従来バルブの経過時間に対する光束立上がり特性のそれぞれを示す。
従来バルブにおいて、点灯直後から定常点灯に至るまでのバルブ電圧は概ね一定の傾きを有し、また、定常点灯時におけるバルブ電圧が約８５Ｖと高い。図８（ｂ）に示されるように、バルブ電圧に対する出力電力特性の傾きが緩やかであるため、図８（ａ）に示されるようにバルブメーカＡ社、Ｂ社、Ｃ社によりバルブ電圧特性が異なっても、図８（ｃ）に示されるように光束立上がり（光束比）への影響は少なくない。従って、１種類のバルブ電圧に対する出力電力特性を用いて、出力電力の制御が可能である。
【００５２】
図９（ａ）は、水銀フリーバルブの経過時間に対するバルブ電圧特性を、図９（ｂ）は、水銀フリーバルブのバルブ電圧に対する出力電力特性を、図９（ｃ）は、水銀フリーバルブの経過時間に対する光束立上がり特性のそれぞれを示す。
１種類のバルブ電圧に対する出力電力特性を用いて水銀フリーバルブを点灯した場合、水銀フリーバルブの定常点灯時におけるバルブ電圧は約４２Ｖと低く、図９（ｂ）に示されるようにバルブ電圧に対する出力電力特性が急峻であるため、図９（ａ）に示されるように、バルブメーカによるバルブ電圧特性の差が出力電力特性に影響し、図９（ｃ）に示されるように、光束立上がりが不適切になる可能性が高くなる。
【００５３】
また、水銀フリーバルブの場合、メタルハライドが蒸発を開始するタイミング（電力減衰開始時間）で急峻に発光量が増加するため、メタルハライドの蒸発（発光）に合わせて出力電力を減衰するために上記タイミングの確実な検出が必要になるが、バルブメーカによって上記タイミングが異なる。従って、１種類のバルブ電圧／出力電力特性では、図９（ａ）に示されるように電力減衰開始時間がバルブメーカによって異なるため、図９（ｃ）に示されるように光束立上がりがより不適切になる可能性がある。
【００５４】
図１０（ａ）は、水銀フリーバルブのために用意された複数種類のバルブ電圧に対する出力電力特性を、図１０（ｂ）は、水銀フリーバルブの経過時間に対する光束立上がり特性のそれぞれを示す。
図１０（ａ）に示されるように、予め各バルブメーカに対応したバルブ電圧／出力電力特性を複数用意し、選択情報に基づいて識別されるバルブメーカに応じてバルブ電圧／出力電力特性を選択使用することで、バルブメーカによる電気特性（メタルハライドが蒸発を開始するポイント）や発光特性の差を吸収し、このことにより、図１０（ｂ）に示されるように、バルブメーカに依存することなく、常に最適な光束立上がり特性を得ることが可能になる。
【００５５】
以上説明のように本発明は、予め各バルブメーカに対応したバルブ電圧に対する出力電力特性を複数用意し、実施の形態１に示す通信や、実施の形態２に示す自己診断により、車両等に装着された水銀フリーバルブ５を含むＨＩＤバルブの選択情報（バルブメーカ）を識別し、最適なバルブ電圧に対する出力電力特性を使用して水銀フリーバルブ５を含むＨＩＤバルブの点灯制御を行うものである。
このことにより、工場はもとより、ディーラ、もしくはユーザ自身の手でバルブ交換が行われたときに、新たに装着された水銀フリーバルブ５を含むＨＩＤバルブが直前まで装着されていたバルブとは異なるメーカにより製造されたものであっても、メーカに依存していた電気特性や発光特性に影響を受けることなく、一様で好適な光束立ち上がりを実現可能な放電管点灯装置を提供することができる。
【００５６】
また、車両販売時に装着する予定のバルブメーカを変更した場合でもソフトウェアの変更を要しないため、個々に対応する多機種の水銀フリーバルブを含むＨＩＤバルブを用意する必要がなく、このことにより、製品管理を容易にすることができる。
なお、メタルハライドが蒸発を開始するタイミングを検出し、その時点から供給電力を減衰する放電管点灯装置において、メタルハライドが蒸発を開始するタイミングは、バルブメーカによる差が最も顕著になる特性の一つである。従って、本発明により、バルブメーカを識別することによりメタルハライドが蒸発を開始するタイミングの検出がより確実になり、ヘッドライトとして一層好ましい発光量を得ることができる。
【００５７】
なお、上記した本発明の実施の形態１、実施の形態２において、制御回路８の制御中枢となるマイコン８１は、ＲＯＭ８１０を内蔵するものとして説明したが、このことは必須ではなくＲＯＭ８１０を外付けにしても良い。また、ＥＥＰＲＯＭ８３は、マイコン８１に外付けされるものとして説明したが、内蔵ＲＯＭ８１０同様、マイコン８１に内蔵しても構わない。また、ＥＥＰＲＯＭ８３に限らずフラッシュメモリ等他の不揮発性記憶素子で代替してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る放電管点灯装置の内部構成を示すハードウェアブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る制御手段を実現するマイコンの内部構成を機能展開して示したブロック図である。
【図３】本発明の実施形態１に係るマイコンの動作を説明するために引用したフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１に係るマイコンの動作を説明するために引用したフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態２に係る制御手段を実現するマイコンの内部構成を機能展開して示したブロック図である。
【図６】水銀フリーバルブを含むＨＩＤバルブの定常電圧の経年変化を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係るマイコンの動作を説明するために引用したフローチャートである。
【図８】従来バルブの経過時間に対するバルブ電圧特性、バルブ電極間電圧に対する出力電力特性、経過時間に対する光束立上がり特性を示す図である。
【図９】水銀レスバルブの経過時間に対するバルブ電圧特性、バルブ電極間電圧に対する出力電力特性、経過時間に対する光束立上がり特性を示す図である。
【図１０】水銀レスバルブのバルブ電極間電圧に対する出力電力特性、経過時間に対する光束立上がり特性を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  直流電源、２  直流昇圧回路、３  ＤＣ−ＡＣインバータ、４  起動回路、５  水銀フリーバルブ、６  電流検出回路、７  電圧検出回路、８  制御回路（制御手段）、９  外部入力装置、８１  マイコン、８２  点灯制御回路、８３  ＥＥＰＲＯＭ（保持手段）、８４  通信インタフェース、８１０  ＲＯＭ（記憶手段）。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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