JP2001135495A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンが動作していない状態で放電灯を点
灯すると、バッテリを損傷するので、エンジンの動作を
検出して放電灯装置を制御する必要があるが、従来の検
出回路はバッテリの電圧の上下を検出していたので、バ
ッテリの劣化にともない動作が不確実になるという問題
があった。 【解決手段】 交流増幅回路を含む交流成分フィルタ回
路４１１と検波回路を含むコンパレータ回路４１２と、
ＣＲ平滑回路４１３とからなり、エンジンの発電機３５
の出力する交流成分、または、イグニション回路３６の
イグニションノイズ成分を検出してエンジンの動作／停
止を検出するエンジン動作判定回路４１を設け、エンジ
ン停止を検出したときには放電灯を消灯する様にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関を有する
自動車の前照灯の点灯制御回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車等、内燃機関によって駆動される
発電機と、この発電機によって充電されるバッテリとを
備え、この発電機とバッテリとの電力によって、この車
両に搭載された全ての電気回路を制御している車両にお
いては、一般にバッテリの容量が負荷の消費電力に比し
て小さいので、前照灯や、クーラ、ファン等、電力消費
の多い負荷をオンしたまま、エンジン（発電機）を停止
させると、バッテリの電力が急減し、エンジンを始動す
ることが出来なくなるばかりか、バッテリ自体を過放電
によって損傷してしまう。そこで、従来からエンジン
（発電機）が停止してバッテリへの充電電流がなくなる
ことを、バッテリの端子電圧の低下を検出することによ
って検出し、負荷または消費電流の大きい負荷を切断す
るものがある。

【０００３】図５、図６に示す回路は、特開平９−３０
６６８４号公報に開示された車載バッテリ３４の電圧Ｖ
Ｂが所定値以下であるか否かを判定して大容量負荷を切
断するもので、負荷としてメタルハライドランプ３０
（以下、単に放電灯という）を前照灯として用いている
場合に、この前照灯のランプ電圧と、ランプ電流とに基
づいて、放電灯に定電力を供給する電力供給手段が必要
であるが、この電力供給手段（ＤＣ／ＤＣコンバータ）
の制御に用いられている回路を、バッテリの電圧低下が
所定時間以上に継続したことを検出することに流用し
て、放電灯を消灯するようにしたものである。

【０００４】図において、３４は放電灯３０の点灯スイ
ッチ、３２は放電灯３０への供給電力を制御するＤＣ／
ＤＣコンバータ、３１はＤＣ／ＤＣコンバータ３２の出
力を交流に変換するインバータである。１００は電源電
圧判定回路、４２はＤＣ／ＤＣ制御回路、４３は点灯制
御回路であり、以下図６に基づいて詳細に説明する。電
源電圧判定回路１００はトランジスタ１０１、１０２と
ツェナーダイオード１０３と抵抗１０４、１０５とから
なり、車載バッテリ３４の電圧ＶＢが所定値以下である
か否かを判定するものである。

【０００５】ＤＣ／ＤＣ制御回路４２は比較回路素子２
０１とダイオード２０２とコンデンサ２０３と抵抗２０
４、２０５とからなり、電源電圧判定回路１００により
車載バッテリ３４の電圧ＶＢが所定値以下であると判定
された状態が所定時間以上継続したとき、ＤＣ／ＤＣコ
ンバータ３２を出力停止状態に切り換え、放電灯３０へ
の電力供給を停止させ消灯させる。点灯制御回路４３は
ツェナーダイオード３０１とトランジスタ３０２、３０
３、３０４、３０５とコンデンサ３０６と抵抗３０７、
３０８、３０９、３１０、３１１とからなり、点灯スイ
ッチ３３を入れた時点で車載バッテリの電圧ＶＢが所定
値以下のときＤＣ／ＤＣコンバータ３２を停止して放電
灯３０を始動させない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上に説明した従来の
放電灯点灯装置は、次のような問題があった。即ち、車
両が放電灯を点灯して走行中、何らかの原因でバッテリ
が劣化すると、下り坂などでアクセルをもどしてエンジ
ン回転数を正常な範囲で低下（停止ではない）させた際
に、発電機電圧の低下と共に、バッテリの端子電圧が低
下するので、電源電圧判定回路が電圧低下を検出し、前
照灯が消灯してしまい、安全走行上大変危険である。も
ちろん、判定電圧を下げれば上記の問題は解消するが、
それでは車載バッテリの保有電力の保護にはならないと
いう問題があった。また、バッテリの電圧が高いと判定
して放電灯を点灯すると、この点灯によってバッテリの
電圧が低下し、この電圧低下を検出して放電灯が消灯さ
れ、この消灯によって電圧が上昇するというサイクルを
繰り返し、放電灯が明滅する場合があるという問題があ
る。

【０００７】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、エンジン即ち発電機が回転し
て発電が行われていることをバッテリ電圧の値の監視に
よらない方法で検出することにより、点灯スイッチを切
り忘れてエンジンを停止させた（エンジンが停止した）
場合に、発電機の出力がなくなれば、放電灯点灯回路を
遮断し、電力の消費を押さえて車載バッテリの保有電力
を保護する、一方、バッテリの端子電圧が低下してもエ
ンジンが運転されているかぎりは、点灯されている放電
灯を消灯させない点灯装置を得ることを目的とする。ま
た、放電灯の明滅が生じない点灯装置を得ることを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明による放電灯点
灯装置は、車両に搭載されたバッテリからこの車両の放
電灯に供給する電力を制御して供給するＤＣ／ＤＣコン
バータと、バッテリの電圧に含まれる交流成分を検出し
てこの交流成分の有無に応じてこの車両に搭載されたエ
ンジンの動作・停止を判定し、信号を出力するエンジン
動作判定回路と、エンジン動作判定回路が出力する信号
を受けて、エンジン停止の信号が所定時間以上継続した
とき、ＤＣ／ＤＣコンバータを停止して、放電灯への電
力供給を停止するＤＣ／ＤＣ制御回路を備えたものであ
る。

【０００９】また、エンジン動作判定回路は、電源電圧
に含まれる発電機の交流電圧成分、又は、エンジン点火
回路によって生じるエンジン点火にともなう交流電圧成
分のいずれかを検出する交流増幅回路と検波回路を備え
ているものである。

【００１０】また、エンジン動作判定回路へ供給される
回路動作用電源は、放電灯点灯スイッチの負荷側から供
給されるようにしたものである。

【００１１】また、エンジン動作判定回路はＤＣ／ＤＣ
コンバータの動作周波数の帯域遮断フィルターを備え、
動作速度は、ＤＣ／ＤＣコンバータの立ち上がり動作速
度より短く設定されているものである。

【００１２】また、エンジン動作判定回路の出力信号
は、このエンジンが搭載される車両の放電灯以外の負荷
の制御にも用いるものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】実施の形態１．本発明の実施の形
態１による放電灯点灯装置の回路ブロック図を図１に示
す。図において３０は放電灯、３１は放電灯３０に電力
を供給するインバータ、３２は．バッテリ３４からの電
圧と電流とを制御して放電灯３０に供給する電力を制御
するためインバータ３１に直流を供給するＤＣ／ＤＣ変
換回路、３３は放電灯３０の点灯スイッチ、３４は車載
されているバッテリ、３５は車載されているエンジン
（図示しない）に付属している発電機、３６は車載エン
ジンの点火（イグニション）回路、３７は点火回路３６
のキースイッチである。４１はエンジン動作判定回路で
あり、詳細は後述するが発電機３５又は点火回路３６が
発する電気ノイズの交流成分がバッテリ３４の出力電圧
線に載っているのを検出することにより、エンジン（発
電機３５）が回転していることを検出するものである。

【００１４】４２はＤＣ／ＤＣ制御回路であり、エンジ
ン動作判定回路４１が、エンジンが回転していることを
検出している間中、その信号を受けてＤＣ／ＤＣコンバ
ータ３２を動作させる。そしてエンジン動作判定回路４
１が、エンジンが回転していることを検出しないと、Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ３２を停止させる。４３は点灯制御
回路であり、従来のもの（図５で説明）と同じくエンジ
ン動作判定回路４１がエンジンが回転していることを検
出しないときにインバータ３１を停止して放電灯３０を
点灯させない。

【００１５】図２は、図１のエンジン動作判定回路４１
の詳細構成を示す図で、バッテリの端子電圧ＶＢを受け
るフィルタ回路４１１と、このフィルタ回路４１１の出
力を受ける第１のコンパレータ回路４１２と、これに続
くＣＲ平滑回路４１３と、ＣＲ平滑回路４１３の出力を
あらかじめ定めた所定の電圧と比較する第２のコンパレ
ータ回路４１４で構成されている。

【００１６】なお、ここでは理解を助けるため、アナロ
グ演算アンプの回路を示しているが、同じ機能はディジ
タル回路で構成することも可能である。フィルタ回路は
略１ＫＨＺから５０ＫＨＺ程度の交流成分のみを通過さ
せるハイパス特性を備えている。ＣＲ平滑回路４１３は
上記周波数の成分が遮断されるように１ＫＨＺより低い
周波数のローパス特性を備え、その特性は所定（任意）
時間の遅れに設定可能である。

【００１７】次に図１、図２の回路の動作を説明する。
図３はバッテリの電圧に含まれる交流成分を説明する説
明図である。バッテリ３４も発電機３５の電圧も直流電
圧であるが、バッテリ３４の電圧はエンジンが回転して
いないときには、図３（ａ）に示すように交流成分が含
まれないのに対し、エンジンが回転して発電機３５によ
る充電中は、図３（ｂ）に示すように、発電機内部の電
機子と固定子の角度関係にもとづく交流成分が含まれて
いる。即ち自動車用発電機は殆どの場合、交流発電機の
出力が整流されて直流となっているので、もともと交流
成分は多く含まれている。

【００１８】又、図３（ｃ）は、エンジンの点火回路３
６が動作している間中、バッテリ３４の直流ライン（車
内の直流配線）に混入しているイグニションノイズの電
圧波形を示している。

【００１９】図４はエンジン動作判定回路４１の動作を
説明するための波形図で、エンジンが動作している状態
（図中の時刻ｔ０より左側）と停止した状態（ｔ０より
右側）とを示している。エンジン動作からエンジン停止
になるとき、車内の直流電源線に図４（ａ）のごとき交
流成分が含まれる。エンジンが動作して充電状態にある
場合には、フィルタ回路４１１がバッテリの電圧ＶＢ中
の交流成分（図４（ｂ））のみを選択的に増幅し図４
（ｃ）のようになる。この信号を第１のコンパレータ回
路４１２により波形整形する（図示しないが図４（ｃ）
の波形が一定レベルでクリップされる）。第１のコンパ
レータ回路４１２は、ダイオードフィードバック回路に
より検波特性を有するので、交流成分はＣＲ平滑回路４
１３及び第２のコンパレータ回路４１４により、交流成
分の有無に応じて図４（ｄ）に示されるように、１（交
流成分あり）又は０（交流成分なし）の直流信号に変換
される。ここで1 ／０の信号はどちらをどちらに使用す
ることも任意であるが、電源がないときに交流成分なし
の信号が出力されているように仕組むほうが安全性が高
く都合がよい。

【００２０】この直流信号１／０は、図１のＤＣ／ＤＣ
制御回路４２に送られ、交流成分が含まれ、かつ、点灯
スイッチ３３がオンの場合だけ、ＤＣ／ＤＣコンバータ
３２を作動させ、交流成分が含まれないときにはＤＣ／
ＤＣコンバータ３２を停止させる。

【００２１】今、仮に、エンジンが運転操作の誤りによ
り（例えば、発進時のいわゆるエンストのように）、ス
イッチ３７をオンしたままストップした場合には、図３
（ｃ）の波形が図３（ａ）のように変わるので、エンジ
ン動作判定回路４１の出力は１から０へとＣＲ平滑回路
４１３の回路定数にもとづく時間遅れの後に変わり、Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ３２の動作を停止させ、放電灯３０
の点灯を停止する。

【００２２】交流成分の有無は、バッテリ３４の性能の
良し悪しにはわずかしか関係せず、発電機３５が回り、
点火回路３６が作動しているかぎりは発生するものであ
るので検出し誤るということがない。点火回路を持たな
いディーゼルエンジンの場合でも、発電機のノイズを検
出することで対応出来る。なお、図には示さないがＤＣ
／ＤＣコンバータの入力側にはＤＣ／ＤＣコンバータの
動作周波数の交流ノイズが若干出力される場合があるの
で、エンジン動作判定回路の入力側にはこの周波数のバ
ンドを遮断する帯域遮断フィルターを挿入することが好
ましい。

【００２３】交流成分がなくなった時点から、第２のコ
ンパレータ回路４１４が信号０を出力するまでの時間
は、前述した通り、ＣＲ平滑回路４１３の回路定数を変
更することにより任意の時間長さに設定することができ
る。エンジンが動いていない状態で点灯スイッチ３３を
オンした場合には、当然放電灯３０は点灯せず、その
後、エンジンを起動した段階で点灯する。

【００２４】実施の形態２．エンジン動作判定回路４１
が動作するために必要とする自回路の電源は、点灯スイ
ッチ３３の出力側から供給されるようにすれば、放電灯
３０の非点灯時に無駄な消費電力を生じないという効果
が得られる。しかし、この場合、電源の印加後、エンジ
ン動作判定回路４１が安定した動作状態に入るに要する
時間が、運転者が不満を抱かない程度の時間となるよう
に構成される必要がある。図２に示す回路構成の場合、
取り扱う周波数が比較的高いのでこの要求は容易に満た
すことが出来る。

【００２５】実施の形態３．実施の形態１のエンジン動
作判定回路４１は、放電灯３０の点灯回路の制御に用い
るとして説明したが、車載の電気機器であって消費電力
が大きく、エンジン停止のまま使用すると、短時間でバ
ッテリを損傷し、エンジン起動困難に至る恐れの高い機
器、例えば空調用ファン、オーディオ機器、通信機器の
制御に一般的に用いることができる。この場合には、実
施の形態２の説明に係わらず、エンジン動作判定回路４
１自体が動作するための電源は放電灯の点灯スイッチ３
３とは関係のないところから供給されなければならない
ことは言うまでもない。

【００２６】実施の形態４．図１の回路に於いて、点灯
スイッチ３３をオンした後の、ＤＣ／ＤＣコンバータ３
２とインバータ３１の立ち上がりに要する時間遅れ（Ｔ
１）は普通、１秒程度は必要である。一方、エンジン動
作判定回路４１は比較的高い周波数の信号をピックアッ
プすると言う原理上、その動作時間（Ｔ２）は（Ｔ１に
比べると）速くに設定できる。そこで、例えば Ｔ１＞
Ｔ２ とした場合、 １）エンジンが動作していない時に点灯スイッチ３３を
オンすると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２やインバータ３
１が起動するより前にエンジン動作判定回路３３がエン
ジンの非動作を検出するので放電灯は点灯せず、その後
エンジンを起動すれば点灯する。 ２）また、エンジンを掛けて点灯している時にエンジン
が停止すると、直ちに（時間Ｔ２で）検出して消灯す
る。 ３）また、エンジン起動後に点灯スイッチをオンすると
Ｔ１時間で点灯する。

【００２７】一方、Ｔ１＜Ｔ２とした場合は、 ４）、エンジンが動作していない時に点灯スイッチ３３
をオンすると、エンジン動作判定回路４１の出力は電源
が切れていた時から継続して０となっているからやはり
点灯しない。 ５）また、エンジンを掛けて点灯している時にエンジン
が停止すると、エンジン停止後Ｔ２の時間遅れののちに
消灯する。 ６）また、エンジン起動後に点灯するとＴ２の時間遅れ
の後に点灯する。 以上のことから、Ｔ２は可能な限り速く（短く）したほ
うが操作上の遅れが感じられなくなり都合がよい。な
お、点灯スイッチ３３をオフする操作に対しては制御回
路の動作時間に関係なく点灯スイッチ３３で電力の供給
が遮断されるので直ちに消灯される。

【００２８】

【発明の効果】以上に説明したように、この説明の放電
灯点灯装置は、エンジン動作判定回路によって、エンジ
ンの動作、停止を判定し、停止検出時には放電灯の点灯
を停止するようにしているので、バッテリの保有電力の
保護を確実に行うことができる。

【００２９】又、エンジン動作判定回路は、バッテリの
電源ラインに含まれる発電機の交流電圧成分又はエンジ
ン点火回路によって生じる交流電圧成分を検出すること
で、エンジンの動作、停止を検出しているが、これらの
交流成分の大きさや周波数成分は放電灯の点灯、不点灯
によって影響をほとんど受けないので、動作の検出誤り
がなく、放電灯が明滅するようなことがないという効果
が得られる。

【００３０】又、エンジン動作判定回路に供給される回
路動作のための電力は、放電灯点灯スイッチの負荷側か
ら供給されるので、放電灯非点灯時の無駄な電力消費を
軽減できるという効果が得られる。

【００３１】また、エンジン動作判定回路の動作時定数
は、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作時定数より短く設定さ
れているので、操作に対して遅れのない点灯制御ができ
る。

【００３２】エンジン動作判定回路の出力信号は、この
エンジンが搭載される車両の大容量負荷の制御に用いら
れているので、バッテリの保護がより確実になると言う
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による放電灯点灯装
置のブロック図である。

【図２】 図１の回路の部分詳細図である。

【図３】 バッテリの電圧波形の説明図である。

【図４】 図２の回路の動作を説明する波形説明図であ
る。

【図５】 従来の放電灯点灯装置のブロック構成図であ
る。

【図６】 図４の回路の部分詳細図である。

【符号の説明】

３０ 放電灯、 ３４ バッテリ、 ３１ インバー
タ、３２ ＤＣ／ＤＣコンバータ、 ３３ 点灯ス
イッチ、４１ エンジン動作判定回路、 ４２ ＤＣ
／ＤＣ制御回路、４３ 点灯制御回路、 ４１２ コン
パレータ回路、 ４１３ ＣＲ平滑回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 41/24 Ｈ０５Ｂ 41/29 Ｃ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に搭載されたバッテリからこの車両
   の放電灯に供給する電力を制御して前記放電灯に供給す
   るＤＣ／ＤＣコンバータと、前記バッテリの電圧に含ま
   れる交流成分を検出してこの交流成分の有無に応じてこ
   の車両に搭載されたエンジンの動作・停止を判定し、信
   号を出力するエンジン動作判定回路と、前記エンジン動
   作判定回路が出力する信号を受けて、エンジン停止の信
   号が所定時間以上継続したとき、前記ＤＣ／ＤＣコンバ
   ータを停止して、前記放電灯への電力供給を停止するＤ
   Ｃ／ＤＣ制御回路を備えたことを特徴とする放電灯点灯
   装置。
2. 【請求項２】 エンジン動作判定回路は、バッテリの電
   圧に含まれるこの車両に搭載された発電機の交流電圧成
   分、又は、エンジン点火回路によって生じる点火電圧印
   加にともなう交流電圧成分のいずれかを検出する交流増
   幅回路と検波回路を備えたことを特徴とする請求項１に
   記載の放電灯点灯装置。
3. 【請求項３】 バッテリからＤＣ／ＤＣコンバータへ供
   給される電力を開閉する放電灯点灯スイッチを備えると
   ともに、エンジン動作判定回路へ供給される回路動作用
   電力は、前記放電灯点灯スイッチの負荷側から供給され
   るものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の
   放電灯点灯装置。
4. 【請求項４】 エンジン動作判定回路はＤＣ／ＤＣコン
   バータの動作周波数を遮断する帯域遮断フィルターを備
   えるとともに、エンジン動作判定回路の動作速度はＤＣ
   ／ＤＣコンバータの立ち上がり動作速度より速く設定さ
   れていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一
   項に記載の放電灯点灯装置。
5. 【請求項５】 エンジン動作判定回路の出力信号は、こ
   のエンジンが搭載される車両の放電灯以外の負荷の制御
   にも用いることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか
   一項に記載の放電灯点灯装置。