(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源から過電流保護手段を介した供給電圧を入力電圧とし、当該入力電圧を所望の直流電圧に変換するための直流電源部と、該直流電源部の出力電圧を交流電圧に変換した後に放電灯に供給する直流−交流変換部と、放電灯に高圧パルスを印加して起動するための起動回路と、放電灯にかかる電圧若しくは放電灯に流れる電流を検出し又はさらに上記入力電圧を検出して、当該放電灯への供給電力を制御し又は放電灯の点灯状態若しくは上記入力電圧について異常が発生したか否かを判断して異常発生時に安全対策を講じるための制御回路とを備えた放電灯点灯回路において、
上記過電流保護手段が働いて放電灯への電力供給が遮断された場合でも、該過電流保護手段よりも上記直流電源側の位置から取得される電圧又は当該電圧から生成される電圧が電源電圧として上記制御回路に供給される
ことを特徴とする放電灯点灯回路。
【請求項２】
請求項１に記載の放電灯点灯回路において、
直流電源から第１の過電流保護手段を介した供給電圧が直流電源部に供給されるとともに、当該直流電源から第２の過電流保護手段を介した供給電圧又は当該電圧から生成される電圧が制御回路に電源電圧として供給される
ことを特徴とする放電灯点灯回路。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の放電灯点灯回路において、
直流電源から直流電源部への給電経路上に第１のスイッチ素子を配置するとともに、制御回路への給電経路上に第２のスイッチ素子を配置し、第１及び第２のスイッチ素子が同期して開閉されるようにした
ことを特徴とする放電灯点灯回路。
【請求項４】
請求項１、請求項２又は請求項３に記載の放電灯点灯回路において、
直流電源から直流電源部への給電経路上に設けられた過電流保護手段が働いて放電灯への電力供給が遮断された場合には、制御回路から補助光源の点灯回路に制御信号が送出されて当該補助光源が放電灯の代用として点灯される
ことを特徴とする放電灯点灯回路。
【請求項５】
請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載の放電灯点灯回路において、
直流電源から直流電源部への給電経路上に設けられた過電流保護手段が働いて放電灯への電力供給が遮断された場合には、制御回路から表示手段に信号が送出されて放電灯の点灯について異常が生じたことが報知される
ことを特徴とする放電灯点灯回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、過電流保護手段が働いて放電灯や点灯回路への電源電圧の供給が断たれた場合でも、制御系回路への供給電圧を確保して充分な安全対策を講じるための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
放電灯（メタルハライドランプ等）の点灯回路として、直流電源回路、直流−交流変換回路、起動回路（所謂スタータ回路）を備えた構成が知られている。
【０００３】
図８は従来の構成例ａを示すものであり、直流電源ｂから過電流保護素子ｃ及び点灯スイッチｄを介して点灯回路ｅに電源供給が行われる。
【０００４】
尚、点灯回路ｅの出力端子に接続された放電灯ｆへの電力供給の制御のために制御回路ｇが設けられており、当該回路に供給される電源電圧については、直流電源ｂから過電流保護素子ｃ及び点灯スイッチｄを経た直流電圧をそのまま用いるか、あるいは当該直流電圧に基づいて電源回路ｈで生成されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、放電灯の点灯異常時や点灯回路への入力電圧が異常な値になった場合において、制御回路を動作させるに充分な電源供給を常に確保することができれば、異常発生時に点灯回路の動作を停止させることで、高電圧による人体への危害を防いだり、あるいは過剰な電力の出力に起因する発煙、発火等の悪害を未然に防止することができる。
【０００６】
しかしながら、従来の回路にあっては、過電流保護素子ｃが働いて直流電源ｂからの電源供給が断たれてしまった場合に、制御回路ｇへの電源供給も止まってしまうため、充分な安全対策（例えば、代用光源の点灯や異常発生の報知等。）を講じることができないという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、直流電源と点灯回路との間に介在された過電流保護手段によって放電灯への電力供給が遮断されてしまった場合でも制御回路への電源供給を確保することで充分な安全対策を講じることを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記した課題を解決するために、直流電源から過電流保護手段を介した供給電圧を入力電圧とし、当該入力電圧を所望の直流電圧に変換するための直流電源部と、該直流電源部の出力電圧を交流電圧に変換した後に放電灯に供給する直流−交流変換部と、放電灯に高圧パルスを印加して起動するための起動回路と、放電灯にかかる電圧若しくは放電灯に流れる電流を検出し又はさらに上記入力電圧を検出して、当該放電灯への供給電力を制御し又は放電灯の点灯状態若しくは上記入力電圧について異常が発生したか否かを判断して異常発生時に安全対策を講じるための制御回路とを備えた放電灯点灯回路において、過電流保護手段が働いて放電灯への電力供給が遮断された場合でも、該過電流保護手段よりも直流電源側の位置から取得される電圧又は当該電圧から生成される電圧が電源電圧として制御回路に供給されるものである。
【０００９】
よって、本発明によれば、過電流保護手段が働いて放電灯への電力供給を行うことができない状況に陥ったとしても、過電流保護手段よりも直流電源側の位置から取得される電圧から制御回路への供給電圧を得ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る放電灯点灯回路１の基本構成を示すものであり、下記に示す構成要素を具備する（括弧内の数字は符号を示す。）。
【００１１】
・直流電源（２）
・過電流保護手段（３）
・直流電源部（４）
・直流−交流変換部（５）
・起動回路（６）
・制御回路（７）。
【００１２】
本回路において、直流電源部４は、直流電源２から過電流保護手段３を介して電源供給を受ける構成とされる。つまり、直流電源２から過電流保護手段３（例えば、ヒューズ等の過電流保護素子やブレーカー等。）を介した供給電圧が入力電圧として直流電源部４に供給されるようになっており、直流電源部４は、制御回路７からの制御信号に応じて入力電圧を所望の直流電圧に変換して出力する。例えば、スイッチングレギュレータの構成を有するＤＣ−ＤＣコンバータ（フライバック型、チョッパー型等。）が使用される。
【００１３】
直流−交流変換部５は、直流電源部４の出力電圧を交流電圧に変換した後に放電灯に印加するために設けられており、例えば、複数対の半導体スイッチング素子を使用したブリッジ型の回路構成としたもの、あるいはコンバータトランスを使用したＤＣ−ＡＣコンバータ等が挙げられるが、本発明に関する限りその構成はどのようなものでも構わないし、また、放電灯８に供給される交流電圧波形についても正弦波、矩形波等の如何を問わない。
【００１４】
尚、放電灯８に高圧パルスを印加して起動するために起動回路６が設けられており、当該パルスは、放電灯８への電源投入時点から所定のタイミングをもって発生されて直流−交流変換部５の出力電圧に重畳されて放電灯８に印加される。
【００１５】
制御回路７は、下記に示す何れかの機能又は両方の機能を備えている。
【００１６】
（Ａ）放電灯にかかる電圧又は放電灯に流れる電流、あるいはこれらの相当信号を検出して放電灯への供給電力を制御したり、放電灯の点灯状態について異常が発生したか否かを判断する機能
（Ｂ）直流電源部への入力電圧を検出して、当該入力電圧について異常が発生したか否かを判断する機能。
【００１７】
つまり、（Ａ）については、先ず、放電灯８に対する電力供給が正常に行われるように保証するために必要とされ、例えば、直流電源部４を構成するＤＣ−ＤＣコンバータの制御にＰＷＭ（パルス幅変調）方式を採用した場合において、放電灯８の電圧や電流の検出信号に応じてデューティーサイクルの変化する制御信号を生成してこれをＤＣ−ＤＣコンバータ（内のスイッチング素子）に供給することによりその出力制御を行う。
【００１８】
また、放電灯８の点灯状態についての異常、例えば、放電灯８に流れる電流が異常に少なくなって点灯し得ない状態に陥ったことを検出したり、あるいは直流電源部４の過電流や直流−交流変換部５の動作停止等の検出することも制御回路７の役目である。つまり、制御回路７の守備範囲には異常検出あるいは異常状態の判断処理も含まれる。
【００１９】
尚、放電灯８の電圧や電流の検出については、直流電源部４の出力段に電圧検出部９（分圧抵抗等。）や電流検出部１０（電圧変換用のシャント抵抗等）を配置することにより得ることができる。
【００２０】
（Ｂ）については、直流電源部４への入力電圧についての異常、例えば、当該入力電圧の大きさが許容範囲よりも低下したり、逆に過大になったこと等を判断する機能であり、放電灯及び点灯回路を電源電圧の変動に起因する弊害から保護するために必要とされる。
【００２１】
ところで、点灯回路に流れる電流が過大になって、過電流保護手段３が働いたときには、直流電源部４及びそれ以降の回路、そして放電灯８への電源供給が行われなくなってしまう。例えば、過電流保護手段３としてヒューズを使用している場合に直流入力電流が大きくなって当該ヒューズが溶断してしまうような状況（ＤＣ−ＤＣコンバータの故障等。）では、直流電源入力が無くなるので点灯回路が動作し得なくなる。
【００２２】
しかしながら、車輌用光源への適用においては、車輌走行の安全性を考えた場合に、放電灯を点灯できない状態をそのまま放置することは好ましい選択ではなく、放電灯の点灯に何等かの異常が生じたことを運転者に報知したり、あるいは代用光源を点灯させる等の措置を講じることが望ましい。
【００２３】
そのためには、過電流保護手段３が働いたときでも、制御回路７への電源供給を確保する必要があり、下記に示す形態が挙げられる。
【００２４】
（Ｉ）過電流保護手段３よりも直流電源２側の位置から取得される電圧若しくは当該電圧から生成される電圧を電源電圧として制御回路７に供給する形態
（ＩＩ）直流電源２とは別系統の電圧若しくは当該電圧から生成される電圧を電源電圧として制御回路７に供給する形態。
【００２５】
先ず、形態（Ｉ）については、直流電源２から第１の過電流保護手段３を介した供給電圧が点灯回路を構成する直流電源部４に供給されるようにするとともに、当該直流電源２から第２の過電流保護手段を介した供給電圧又は電圧から生成される電圧が制御回路７に電源電圧として供給される構成が挙げられる。
【００２６】
図２はそのような構成例１１について、その要部を示したものである。
【００２７】
図示するように、直流電源２から第１の過電流保護手段３及びスイッチ素子ＳＷ１を介して点灯回路の直流電源部４に電源電圧が供給されるように構成されるとともに、直流電源２から分岐点「Ａ」（直流電源２と第１の過電流保護手段３との接続点）で分かれた後、第２の過電流保護手段１２及びスイッチ素子ＳＷ２を介して電源電圧生成回路１３に電源供給が行われる構成となっている。
【００２８】
尚、第２の過電流保護手段１２及びスイッチ素子ＳＷ２を経た電源電圧を制御回路７にそのまま供給する形態もあるが、本例では、電源電圧生成回路１３によって生成される電圧（これを「Ｖｃｃ」と記す。）を制御回路７に供給する構成となっている。また、直流電源２から直流電源部４への給電経路上に配置された第１のスイッチ素子ＳＷ１と、制御回路７への給電経路上に配置された第２のスイッチ素子ＳＷ２とは、互いに同期して開閉されるようになっていて、放電灯８を点灯させるときにこれらのスイッチ素子が閉じられる。
【００２９】
電源電圧生成回路１３の構成としては、例えば、下記に示す例が挙げられるが、電圧生成のための構成及び方法の如何は問わない。
【００３０】
・三端子レギュレータの構成（図３参照。）
・シリーズレギュレータの構成（図４参照。）
・スイッチングレギュレータの構成（図５参照。）
【００３１】
尚、図３では三端子レギュレータＩＣ１４と、その入出力端子にそれぞれ付設されたコンデンサＣ１、Ｃ２とにより構成され、また、図４ではＮＰＮトランジスタ１５及びツェナーダイオード１６、コンデンサＣ１、Ｃ２、抵抗Ｒを使った例を示している。そして、図５には、トランス１７、該トランス１７の一次側に設けられたコンデンサＣ１及びスイッチング素子１８（図には単にスイッチの記号で示す。）、該スイッチング素子１８を駆動することで出力電圧を一定化させる電圧制御部１９、そしてトランス１７の二次側に配置されたダイオード２０及びコンデンサＣ２によって構成されるフライバック型の回路例が示されている。
【００３２】
しかして、図２に示す回路において、第１の過電流保護手段３が働いて点灯回路の直流電源部４に電源供給が行えない状況になったとしても、第２の過電流保護手段１２が切れない限り制御回路７への電源供給が行われて当該回路の動作が保証されることが分かる。
【００３３】
形態（ＩＩ）については、点灯回路に対する直流電源２とは別系統の電圧若しくは当該電圧から生成される電圧を制御回路７に供給することによって、過電流保護手段３が働いたときでも制御回路７への電源供給を確保しようとするものである。
【００３４】
図６はそのような構成例２１の要部を示したものである。
【００３５】
図示するように、点灯回路については、直流電源２から過電流保護手段３及びスイッチ素子ＳＷ１を介して点灯回路の直流電源部４に電源電圧が供給されるように構成されるが、制御回路７への給電経路については点灯回路への給電経路とは別系統とされる。
【００３６】
つまり、別系統の電源電圧（例えば、自動車の場合にはイグニッション用電圧等が用いられ、以下、これを「ＢＢ」と記す。）がスイッチ素子ＳＷ２を介して電源電圧生成回路１３に供給される構成となっている。
【００３７】
尚、第１のスイッチ素子ＳＷ１と第２のスイッチ素子ＳＷ２とが互いに同期して開閉されるようになっていることは既述の通りである。
【００３８】
しかして、本回路において、過電流保護手段３が働いて点灯回路の直流電源部４に電源供給を行えない状況になったとしても、電源電圧ＢＢに基づいて制御回路７に電源供給がなされる限り、当該制御回路７の動作が保証されることが分かる。
【００３９】
上記に説明した回路において、直流電源２から直流電源部４への給電経路上に設けられた過電流保護手段３が働いて放電灯８への電力供給が遮断された場合に、車輌走行の安全性を保証するために制御回路７が行うべき対処事項として好ましいものを列挙すると下記のようになる。
【００４０】
（ｉ）制御回路から補助光源の点灯回路に制御信号を送出して当該補助光源を放電灯の代用として点灯すること
（ｉｉ）制御回路から表示手段に信号を送出して放電灯の点灯について異常が生じたことを運転者に報知すること
（ｉｉｉ）（ｉ）と（ｉｉ）の併用
【００４１】
先ず、（ｉ）については、点灯回路への電源供給が断たれて放電灯を点灯できなくなった場合に、補助光源を直ちに点灯することによって、十分な照明光を確保することができる。
【００４２】
尚、車輌用灯具への適用において、放電灯に対する代替光源として必要な数の補助光源を各放電灯に対して付設することは、走行安全性の観点からは好ましいが、コストや装置の配置スペースの点では問題が残るため、例えば、ヘッドランプ用光源（走行ビーム用光源又はすれ違いビーム用光源）に放電灯を使用し、補助前照灯（フォグランプやクリアランスランプ、コーナーリングランプ等。）の光源を補助光源として使用する形態、あるいは、ヘッドランプ用光源を構成する走行ビーム用光源及びすれ違いビーム用光源のうち、それらの一方の光源に放電灯を使用した場合に、他方の光源を補助光源として使用する形態等が挙げられる。
【００４３】
また、（ｉｉ）については、放電灯が点灯し得なくなったことを表示手段（インジケータ等）によって運転者に知らせることで、注意を促すことができる。つまり、放電灯を点灯できなくなった場合には、そのことを車輌の運転者に知らせて、放電灯の交換や点灯回路の修理等を促すように配慮すべきである。
【００４４】
図７は放電灯が点灯し得なくなったときに補助光源を点灯させるための回路構成例２２を示したものである。
【００４５】
制御回路７によって放電灯８の点灯不能状態が検出された場合には、その出力信号によってＮＰＮトランジスタ２３がオン状態となる。該トランジスタのコレクタには補助光源点灯用のリレー２４のコイル２４ｂと発光素子２５（例えば、発光ダイオードや電球等。）が接続されており、これらは互いに並列に接続されて電源端子２６から所定電圧（直流電源部４への供給電圧とは別系統の電圧であり、例えば、図２における電源電圧生成回路１３の入力電圧等。）が供給されているので、トランジスタ２３のオンによってリレー２４が作動してその接点２４ａが閉じることで補助光源２７が点灯し、これと同時に発光素子２５が光る。当該発光素子２５は運転者にランプの異常を知らせるインジケータを構成しているので、運転者はこれに気付いたとき、異常発生により補助光源２７が点灯されたことを直ちに認識することができる。
【００４６】
尚、放電灯の点灯不能状態の検出方法については、放電灯にかかる電圧値や電流値を監視してこれらが許容範囲内に収まっているか否かを検出したり、回路の動作停止の検出や、直流入力電圧が許容範囲にあるか否かを閾値と比較して検出することにより判断する方法等、各種の方法がこれまでに知られていること及び本発明において検出方法の如何は問わないので、その詳細な説明は省略する。
【００４７】
また、図７に示す構成では、１つのトランジスタによってリレーコイル及び発光素子の駆動を行うようにしたが、それぞれに別個の駆動用トランジスタを付設しても良いし、また、発光素子を点滅させるための回路や、警報音の発生回路等を組み合わせるといった各種の実施形態が可能である。
【００４８】
上記（ｉｉｉ）に示す（ｉ）と（ｉｉ）の併用については、放電灯が点灯しなくなったときに直ちに代用光源を点灯させると、運転者が異常の発生に気付きにくくなる虞があり、修理、交換等の対処を結果的に怠ってしまうと、例えば、下記に示す不都合が懸念される。
【００４９】
・補助光源が点灯しなくなったときには、代替の照明手段が全く無くなってしまうので、夜間において運転者に暗闇での走行を強いる結果となり危険である。
【００５０】
・異常に気付かないままの状態が長期間に亘って持続されると、無駄な電力消費に起因する電源への負荷増大や、感電等の危険性が問題となる。
【００５１】
そこで、（ｉｉ）による運転者への報知は、（ｉ）を採用する場合において、さらにその有効性を増す。
【００５２】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、請求項１に係る発明によれば、過電流保護手段が働いて放電灯への電力供給を行うことができない状況に陥ったとしても、過電流保護手段よりも直流電源側の位置から取得される電圧から制御回路への供給電圧を得ることができる。
【００５３】
請求項２に係る発明によれば、直流電源から第２の過電流保護手段を介した供給電圧又は当該電圧から生成される電圧を制御回路に供給するように構成しているので、第２の過電流保護手段によって制御回路への電源供給が遮断されない限り、制御回路の動作が保証される。
【００５４】
請求項３に係る発明によれば、第１及び第２のスイッチ素子が同期して開閉されるようにしたことによって、これらのスイッチ素子の開閉タイミングのずれに起因する弊害（回路動作の不安定化等）を防止することができる。
【００５５】
請求項４に係る発明によれば、過電流保護手段によって放電灯への電力供給が遮断された場合に、補助光源を放電灯の代用として点灯させることで、必要な照明光量を保証することができる。
【００５６】
請求項５に係る発明によれば、過電流保護手段によって放電灯への電力供給が遮断された場合に、放電灯の点灯について異常が生じたことを報知することで、放電灯の交換や点灯回路の修理等を促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る放電灯点灯回路の基本構成を示す回路ブロック図である。
【図２】構成の要部を示す図である。
【図３】図４、図５とともに電源電圧生成回路の構成例を示すものであり、本図は三端子レギュレータを使った例を示す。
【図４】シリーズレギュレータの構成例を示す図である。
【図５】スイッチングレギュレータの構成例を示す図である。
【図６】別系統の電源から制御回路に電源電圧を供給する構成についてその要部を示す図である。
【図７】補助光源の点灯及び発光素子による報知のための構成例を示す図である。
【図８】従来の回路構成を示す図である。
【符号の説明】
１…放電灯点灯回路、２…直流電源、３…過電流保護手段、３…第１の過電流保護手段、４…直流電源部、５…直流−交流変換部、６…起動回路、７…制御回路、８…放電灯、１２…第２の過電流保護手段、２７…補助光源、ＳＷ１…第１のスイッチ素子、ＳＷ２…第２のスイッチ素子
【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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