JP2006260808A - 高輝度放電バルブの制御装置とその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＨＩＤバルブごとに異なる駆動電圧のバラツキを吸収し、エネルギー供給の制御精度を向上せしめた高輝度放電バルブの制御装置を提供する。
【解決手段】高輝度放電バルブの駆動電圧を検出する駆動電圧検出手段と、駆動電圧検出手段が検出した駆動電圧に対して仮の駆動電流を設定し、仮の駆動電流と駆動電圧検出手段が検出した駆動電圧とから仮の供給電力を設定する仮電力設定手段と、仮電力設定手段が設定した仮の供給電力と目標電力との誤差を求める誤差演算手段と、誤差演算手段で求めた誤差を最小にする補正パルス数を求める補正手段とで構成したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、高輝度放電バルブの電力供給装置に係わり、特に、自動四輪車、自動二輪車のヘッドランプなど車両用に用いられる高輝度放電バルブ（以下、ＨＩＤ（Ｈｉｇｈ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）バルブという）と呼ばれている放電管の電力供給装置に関する。

ＨＩＤバルブは、個々のバルブごとに駆動電圧がバラつき、例えば、７０（Ｖ）から１００（Ｖ）、即ち、８５±１５（Ｖ）と約１８％も変動する。一方、ＨＩＤバルブの発光輝度は、印加する電力量、即ち、仕事量（エネルギー）に比例する。このようなＨＩＤバルブの特性から、個々のＨＩＤバルブの電流を制御して供給する電力量を一定にし、製品間のバラツキを減らし、輝度を均一に保っている。

ＨＩＤバルブの駆動電力量を制御する制御手段として、パルスの幅を加減する方法がある。このパルス幅の制御方法は、アナログ式とデジタル式とがあり、アナログ式は、パルス幅変調のアナログ回路で構成されており、専用ＩＣを用いていた。デジタル式は、パルス数を数えてパルス幅をかえるものであり、汎用のマイクロプロセッサが用いられていることが多い。

図３（Ａ）は、「パルス計数方式」の原理を説明する波形図である。この例では、繰り返し周期２５μＳ（４０ＫＨｚ）の矩形波の信号の７０％にあたる１７．５μＳの時間を「ＯＮ」期間とし、残り３０％の７．５μＳの時間を「ＯＦＦ」期間としている。

電力の物理的定義は、「仕事率」つまり、単位時間当たりの仕事を意味し、ジュール／秒（Ｊ／Ｓ）の単位で表わされている。
従って、電力（Ｗ）＝電圧（Ｖ） × 電流（Ａ）…………………（式１）
電力（Ｊ／Ｓ）＝電圧（Ｊ／Ｃ）× 電流（Ｃ／Ｓ）……（式２）
となり、
ＨＩＤバルブへの供給エネルギー（仕事）は、
仕 事（Ｊ）＝仕事率（Ｊ／Ｓ）× 時間（Ｓ）…………（式３）
電力量（Ｊ）＝電力（Ｗ） × 時間（Ｓ）………………（式４）
の関係式となる。

ここで、３５（Ｗ）のＨＩＤバルブに８５（Ｖ）の電圧を加え、約０．４１２（Ａ）の電流を流せれば、所定の電力を供給することになる。なお、厳密には、矩形波・交流駆動であり、力率を考慮する必要があるが、慣例に従って直流と等価な実効値表現とする。

バルブ３５（Ｗ） Ｏ Ｎ ＴＩＭＥ １７．５μＳ 〔７０％〕
ＯＦＦ ＴＩＭＥ ７．５μＳ 〔３０％〕
周 期 ２５．０μＳ〔１００％〕（４０ＫＨｚ）

この例では、３５（Ｗ）の電力が、ＯＮ ＴＩＭＥの期間１７．５μＳに印加されたことになり、３５（Ｗ）×１７．５（μＳ）＝６１２．５×１０^−６（Ｊ）の電力量となる。

周期２５．０μＳ（１Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ（以下、１ＴＳという））を時間軸上で２００の標本化（以下、サンプリングと称す）をすると、１サンプリングあたり０．１２５μＳ、ＯＮ ＴＩＭＥ １７．５μＳは１４０サンプリングとなる。３５（Ｗ）が１７．５μＳとなるので、３５（Ｗ）÷１４０＝０．２５（Ｗ）／サンプリング、つまり、１パルスあたり、０．２５（Ｗ）の電力（仕事率）でエネルギーを供給することになる。

この、サンプリングパルスを１単位にして、パルス幅１７．５μＳを増減すれば、電力量、即ち、エネルギーを制御することができる。この例では、０．２５（Ｗ）の刻みで電力量を制御できる。

この１ＴＳ、即ち、２５．０μＳのサンプリング数を２００から５０まで減らすと、１サンプリングあたり０．５μＳ ＯＮ ＴＩＭＥ １７．５μＳは、３５サンプリングとなる。同じく３５（Ｗ）÷３５＝１．００（Ｗ）／サンプル、つまり、１パルスあたり、１（Ｗ）となり、前述の４倍刻みが粗くなる。

上記した例でわかる通り、パルス計数方式では、サンプリング数によって制御する精度が変化する問題がある。
精度を上げるには、ＨＩＤバルブの駆動周波数をより充分高い周波数にする必要がある。

一方、パルスの計数手段として汎用のマイクロプロセッサが用いられている。駆動クロックが、３０ＭＨｚ程度あり、これを源信号として分周し、サンプリング信号としている。昨今、この汎用のマイクロプロセッサにＰＩＣ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）と呼ばれる小型で安価な部品が供給されるようになってきている。しかし、ＰＩＣの駆動クロック周波数は、１０〜２０ＭＨｚと低く、従来の「パルス計数方式」では、精度が低くなるという欠点があった。

なお、高輝度放電ランプの駆動装置に関するものとしては、以下の非特許文献１に示されたような文献が知られている。

松下電工技報（２００１年５月号）第１３頁〜第１９頁「自動車用ＨＩＤ式ヘッドライト点灯装置」（塩見 務、神原 隆他）

上記したように、従来の装置は、個々のバルブごとに駆動電圧がバラつき、更に、使用時間や電源ＯＮ・ＯＦＦでＨＩＤバルブ自身が経時的に変化し、ＨＩＤバルブの駆動電圧や電流が変動するという欠点があった。

又、発光の輝度や色相（色合い）安定性、均一性を向上させなければならないという問題もあった。
本発明は、上記した点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＨＩＤバルブごとに異なる駆動電圧のバラツキを吸収し、エネルギー供給の制御精度を向上せしめた新規な高輝度放電バルブの制御装置とその制御方法を提供するものである。

本発明は、上記した目的を達成するために、以下に記載されたような技術構成を採用するものである。
即ち、本発明に係わる高輝度放電バルブの制御装置の第１態様は、
車両に組み付けられる高輝度放電バルブに矩形波交流を印加することで、前記高輝度放電バルブに所定の目標電力を供給するようにした高輝度放電バルブの制御装置であって、

前記高輝度放電バルブの駆動電圧を検出する駆動電圧検出手段と、
前記駆動電圧検出手段が検出した駆動電圧に対して仮の駆動電流を設定し、前記仮の駆動電流と前記駆動電圧検出手段が検出した駆動電圧とから仮の供給電力を設定する仮電力設定手段と、
前記仮電力設定手段が設定した仮の供給電力と前記目標電力との誤差を求める誤差演算手段と、
前記誤差演算手段で求めた誤差を最小にする補正パルス数を求める補正手段と、
で構成したことを特徴とするものであり、

又、第２態様は、
前記補正手段は、
第１の期間では、前記高輝度放電バルブに単位時間当たり第１のパルス数のパルスを印加し、
第２の期間では、前記高輝度放電バルブに前記第１のパルス数と異なる単位時間当たり第２のパルス数のパルスを印加し、
前記第１のパルス数及び第２のパルス数の出力をパルス制御手段で制御することを特徴とするものであり、

又、第３態様は、
車両に組み付けられる高輝度放電バルブに矩形波交流を印加することで、前記高輝度放電バルブに所定の目標電力を供給するようにした高輝度放電バルブの制御装置であって、
第１の期間では、前記高輝度放電バルブに単位時間当たり第１のパルス数のパルスを印加し、
第２の期間では、前記高輝度放電バルブに前記第１のパルス数と異なる単位時間当たり第２のパルス数のパルスを印加し、
前記第１のパルス数と第２のパルス数とをパルス制御手段で制御するように構成したことを特徴とするものであり、

又、第４態様は、
前記第１のパルス数と前記第２のパルス数は、少なくとも１パルス異なるように構成したことを特徴とするものであり、

又、第５態様は、
車両に組み付けられる高輝度放電バルブに矩形波交流を印加することで、前記高輝度放電バルブに所定の目標電力を供給するようにした高輝度放電バルブの制御装置であって、
単位時間当たりに所定のパルス数を出力する第１のパルス発生手段と、
前記第１のパルス発生手段が出力する単位時間当たりパルス数と異なるパルス数を出力する第２のパルス発生手段と、
前記第１のパルス発生手段の出力パルスと第２のパルス発生手段の出力パルスとを切替るパルス制御手段と、
で構成したことを特徴とするものである。

ＨＩＤバルブは、アーク放電を使っているため、使用時間と共に電極の磨耗が進み、駆動電圧や消費電力が経時的に変化する特性を持っている。本発明によれば、これらの時間的な特性変化（劣化）に対しても逐次最適化が可能であり、ＨＩＤバルブの安定動作と長寿命化が実現できる。

また、クロック周波数の低いマイクロプロセッサを使い、供給電力量を従来と同等なきめ細かな制御を実現できるため、高価なマイクロプロセッサや専用のＩＣが不要となり、小型で安価な装置が実現でき経済的である。

また、本発明の制御は、マイクロプロセッサのプログラムで実現できるため、設計変更も容易であり、開発期間の短縮も実現できる。更に、きめ細かな制御も可能となった。

本発明は、ＨＩＤバルブに印加する矩形波のＯＮ（デュティ）期間を、ＯＮ期間に比べて十分にパルス幅の狭いパルス（サンプリングパルス）の数で制御するものである。本発明では、サンプリング数の異なる２種の矩形波を設けて、この異なる２種類の矩形波の組み合わせを変えることにより、ＨＩＤバルブの駆動エネルギーを増減させ、供給電力量を制御する。このように、制御することで、整数パルス列を使って小数点以下のパルス列と等価なパルス列を作り出し、精度の高い電力制御を行なうことを可能にした。

本発明のＨＩＤバルブの電力設定は、二段階の方法を用いている。第一段階は、ＨＩＤバルブの目標電力に近い近似電力を設定し、続いて、第二段階で目標電力との差を補正する方法である。

次に、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係わる高輝度放電バルブの制御装置の構成を示す回路図である。

図１において、電池１は、ＨＩＤバルブ４に電気エネルギーを供給するエネルギー源であり、通常自動車に搭載される電池の出力電圧は、直流１２（Ｖ）（大型は２４（Ｖ））が一般的である。直流・直流変換回路２は、１２（Ｖ）の直流電圧を８５（Ｖ）の直流電圧に昇圧し出力する。交流点灯方式では、ＨＩＤランプ４には、通常点灯時、繰り返し周波数４０〜６０ｋＨｚ前後の交流電圧が加えられる。このため、直流・直流変換回路２で得られた直流電圧を矩形波交流に変換するために、直流・矩形波交流変換回路３が設けられ、通常点灯時には、直流・矩形波交流変換回路３の出力電圧がＨＩＤバルブ４に印加され点灯状態を維持する。イグナイタ６は、ＨＩＤバルブ４の点灯始動時点のみ、高電圧パルスをＨＩＤバルブ４に印加し、ＨＩＤバルブ４を点灯せしめるものである。このような構成は、従来より知られている構成である。

制御部５は、本発明のパルス列を発生させるパルス列発生部７を含む駆動信号発生回路５１と、ＨＩＤバルブ４に印加せしめる交流電圧を測定する電圧検出回路５２と、ＨＩＤバルブ４に供給される電流を測定する電流検出回路５３と、駆動信号発生回路５１と電圧検出回路５２と電流検出回路５３とに基づき制御処理を行う信号処理部５４とで構成している。

エネルギー増減の制御方法の一つに、ＨＩＤバルブを駆動する矩形波のＯＮ期間を増減させて制御する。ＯＮ期間の決定方法として、ＯＮ期間より十分短い周期のパルスでサンプリングし、このサンプリングパルスの数でエネルギーを制御する。ＯＮ期間をパルス数で制御するので、電力の増減は、サンプリングパルスの繰り返し時間が、最小単位となり、増減の値もこの時間の整数倍の離散的な値となる。

本発明では、パルス列発生部７でＯＮ期間を決めるサンプリングパルス数を２種類つくり、この２種類のパルス列を組み合わせて、直流・直流変換回路２に供給することで、電力制御の精度を上げることができる。パルス列発生部７の詳細な構成と動作は後述する。

次に、これらの処理について説明する。
（１）バルブ電圧・電流取り込み処理（図４）
図４は、バルブ電圧・電流の取り込み処理工程を示すフローチャ−トである。この工程では、ＨＩＤバルブの駆動電圧と電流を読み取り（ステップＳ１１）、読み取ったデータが正常であれば（ステップＳ１２）、読み取ったデータを信号処理部５４に設けられたマイクロプロセッサのメモリ内に取り込む（ステップＳ１３）。通常これらの情報は、一定の時間間隔又は必要時点で更新されて、メモリに保存される。この読み取りは、図１の電圧検出回路５２、電流検出回路５３を用いて行われる。読み取られる電圧と電流とは、アナログ値であるため、ＡＤ変換回路を使いデジタル値に変換してマイクロプロセッサ内で処理される。

（２）基本電力の設定処理（図５）
図５は、ＨＩＤバルブの目標電力に近い近似電力に設定する処理工程を示すフローチャ−トである。
図８と図９は、図５の動作を説明するための一例としての定量的データを示す図表である。

図５では、先ず、図４の処理において、メモリ内に取り込んだバルブ電圧Ｖｉから予め定めた駆動電流を設定する（ステップＳ２１）。図８の図表では、バルブ電圧Ｖｉは、Ｃ列で示される「バルブ電圧」の値の何れかに対応する。この電圧値は、ＨＩＤバルブ個々によって決まり、その変化幅は、８５±１５（Ｖ）程度である。そして、読み取った「バルブ電圧」に対して「仮電流」を定める。図８では、Ｅ列に示されている。なお、「バルブ電圧」に対しての「仮電流」は、ある幅を持たせ、一定の範囲内の電圧であれば、予め決められた電流値を一義的に割り当てる。

図８の図表では、Ｃ列５〜１１行の７３．５０〜７６．５０（Ｖ）、即ち、７５±１．５（Ｖ）の電圧範囲では、Ｅ列５〜１１行の仮電流０．４６６６６７（Ａ）とする。又、Ｃ列１２〜１８行の８３．５０〜８６．５０（Ｖ）、即ち、８５±１．５（Ｖ）では、Ｅ列の仮電流０．４１１７６５（Ａ）、Ｃ列１９〜２５行の９３．５０〜９６．５０（Ｖ）、即ち、９５±１．５（Ｖ）では、Ｅ列の仮電流０．３６８４２１（Ａ）とする。

ステップＳ２２では、ステップＳ２１で設定したＨＩＤ駆動電圧Ｖｉ及び仮電流ｉから設定電力（仮の供給電力）Ｐｉを定める。図８の図表Ｆ列が、設定電力（仮の供給電力）Ｐｉの設定値となる。

ステップＳ２３は、誤差の算出を行う。ＨＩＤバルブへの駆動電流は、若干の調節を必要とする仮りの電流値である。従って、設定電力Ｐｉも、目標電力に対して、ゼロも含めてプラス・マイナスの誤差を含んでいる。図８の図表のＧ列は、この誤差を示している。図８の例では、３５（Ｗ）を目標値とし、誤差ΔＷ＝３５（Ｗ）−Ｐｉ（Ｗ）の値をＧ列に示している。なお、図８のＧ列は、誤差の絶対値、｜ΔＷ｜で記載している。又、Ｈ列に３５（Ｗ）に対しての誤差率Δ％を示した。

ステップＳ２４では、ステップＳ２１〜２３で設定した条件で、所定の電力をＨＩＤバルブに供給すべく、直流．直流変換回路２を制御する。駆動信号発生回路５１は、信号処理部５４の演算結果から与えられたパルス数をアナログ量のパルス幅に変えて、直流・矩形波交流変換回路３のスイッチング素子３１〜３４を駆動する。

ステップＳ２５は、直流・直流変換回路２を駆動した結果、設定した電力値が適正であるか判断する動作であり、初め、その値を保持し、繰り返しの場合は、前の値と比較し適正かどうかを判断して、ステップＳ２１〜２４を数回（Ｎ回）試行する。ここでは、本発明の動作を分かりやすく説明するため、設定電力Ｐｉ、誤差ΔＷが適正であるか否かに従ってステップＳ２１〜２４を数回（Ｎ回）試行するが、実際には、電池電圧の変動、ＨＩＤバルブの温度、負荷の有無、ＨＩＤバルブの異常、出力の短絡等の状態を判断し、得られたデータが正常であるか否かを判断している。ステップＳ２６では、ステップＳ２１〜２５での試行の結果、許容範囲であるバルブ電圧Ｖｉ、設定電力Ｐｉ、誤差ΔＷの値を最終的に基本電力として定め「基本電力設定値」として、マクロプロセッサのメモリに保存する。

（３）整数±αによる補正処理（図６）
図６は、図５で設定した基本電力の精度を上げるべく、補正する動作を示すフローチャ−トである。図８の図表Ｉ列からＯ列が、図６の処理に対応する値である。

図６のステップＳ３２は、検出したバルブ電圧に基づき、補正用のパルス数を算出する動作であり、図５の基本電力設定処理で得られた誤差電力ΔＷは、理想的には、ゼロになることが望ましい。基本電力の設定時点では、１ＴＳに１４０個のパルスを加えており、３５（Ｗ）の目標電力に対して前述した様に１パルス当り０．２５０（Ｗ）の電力とみなすことが出来るから、誤差電力ΔＷを１パルス当り０．２５０（Ｗ）で割れば、誤差補正に必要なパルス数を得ることが出来る。図８のデータ表では、Ｉ列が算出したパルス数の値である。

図８の図表の例では、Ｉ列５〜１１行の誤差パルス数は、２．８０００００、１．８６６６６７、０．９３３３３３、０．００００００、−０．９３３３３３、−１．８６６６６７、−２．８０００００であり、これらの各誤差を最小にする整数のパルス数（α）は、それぞれ以下の通りとなる。
２．８０００００ → ３
１．８６６６６７ → ２
０．９３３３３３ → １
０．００００００ → ０
−０．９３３３３３ →−１
−１．８６６６６７ →−２
−２．８０００００ →−３

そして、ステップＳ３２は、得られたαから、１４０＋αの計算から補正パルス数を算出する。図８の図表では、Ｊ列の値が補正用の整数αであり、この補正用の整数αとＫ列に示されている基本電力設定時の１４０個とを加算することで、Ｌ列の補正パルス数が得られる。この補正パルス数で電力を最適化した補正後の電力Ｗ、残留誤差電力ΔＷ，３５（Ｗ）に対する補正後の誤差率Δ％が、それぞれ図８のＭ列、Ｎ列、Ｏ列に示してある。

ステップＳ３３〜Ｓ３５は、ステップＳ３１、３２の動作を確認すべく補正パルス数を直流・直流変換回路２に出力し、異常がなければ、誤差最小値としてマクロプロセッサのメモリに保存する。

以上は、サンプリング１４０パルスで、ＨＩＤバルブを駆動した場合を示した例である。
次に、３５パルスサンプリングでＨＩＤバルブ を駆動した場合を述べる。３５パルスサンプリングの動作は、前述の１４０パルスサンプリングと全く同じ機能である。動作の違いは、図３（Ｂ）、（Ｃ）で示すように、１ＴＳ当たりのパルス数の違いのみである。

図９は、３５パルスサンプリングのデータを示す図表である。この図表で、基本電力の設定は、１４０パルスサンプリングと全く同じであり、従って、図９のＢ〜Ｈ列、行番号１〜２７領域のデータは、図８と全く同じである。

異なる点は、補正部分Ｉ〜Ｏ列のデータである。違いをまとめると以下のようになる。
１．サンプリングパルス数：１４０ → ３５
２．１パルスあたりの電力：０．２５０（Ｗ）→ １．０００（Ｗ）
３．補正の精度が粗くなった。

図１１に示したように、１４０パルスの場合、整数±αによる補正処理（図６）のみで、かなり補正されている。これに対して、３５パルスの場合、図１２に示したように、細かい補正が出来ないという問題がある。

本発明は、クロック周波数の低いマイクロプロセッサを用いながら、上記したような問題を解決するために、図７の補正処理を行うことで、３５パルスサンプリングのような少ないサンプリング数でも、精度良い補正を可能にするものである。

（４）小数±βによる補正処理（図７）
図７は、本発明の小数部の補正処理を説明するフローチャ−トであり、図１０は、図７の補正処理を説明する具体的データを示す図表である。
図１０において、列Ａ〜列Ｏ、行１〜２７で囲まれた領域は、図９と全く同じデータで、３５パルスサンプリングの補正を示すものである。同図の列Ｐ〜Ｓ、行１〜２７で囲まれた領域は、図７の処理による補正結果を示すデータである。

先ず、ステップＳ１１で取り込んだバルブ電圧に対し、補正後の残留誤差に対するパルス数を求める（ステップＳ４２）。この計算は、以下の計算で求められる。
補正パルス数＝残留誤差÷１パルスあたりの電力（１．０（Ｗ））

図１０において具体的に説明すると、図１０の第５行の場合、Ｆ列の設定値は３４．３０００００であり、Ｇ列に示した誤差０．７０００００が不足している。これに対する補正パルス数は、Ｐ列に示した０．７０００００パルスであり、最終的に必要なパルス数は、３５．７０００００となる。

又、図１０の第６行の場合、Ｆ列の設定値は３４．５３３３３３であり、Ｇ列に示した誤差０．４６６６６７が不足している。これに対する補正パルス数は、本発明の装置の場合Ｐ列に示した０．４４４４４４パルスとなり、最終的に必要なパルス数は、３５．４４４４４４となる。

そして、上記した３５．７０００００又は３５．４４４４４４が得られれば、所定の電力を放電バルブに供給できることになる。
次に、このようなパルスの生成方法を説明する。
図３（Ｄ）〜（Ｇ）は、整数パルス列を使って小数パルス列と同等なパルス列を作り出す方法を示す図である。図３（Ｄ）は、１ＴＳ（Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ）あたり３５個のパルスを連続的に送出している例である。

図３（Ｅ）は、１ＴＳあたり３５個のパルスを８回、続いて１ＴＳあたり３６個のパルスを２回送り、この繰り返しを続けた場合、３５×８回＝２８０パルス、３６×２回＝７２パルスで、出力した合計パルスは、３５２パルスであり、１ＴＳ当たり平均して、３５２÷１０回＝３５．２０パルスを出力したとして見なすことができる。

同様に、図３（Ｆ）の場合、１ＴＳ当たりの平均パルス数は、３５８÷１０回＝３５．８０となる。又、図３図（Ｇ）の場合の、１ＴＳ当たりの平均パルス数は、３５．１０である。

図１４は、３５パルスと３６パルスの２種類のパルス列を組み合わせて、３５．００００００から３６．００００００の小数パルス列を作る場合の組み合わせを示した図である。図１４の１０分割を例にとると、３５パルスを１０回送ると、合計３５０パルス、３５パルスのパルス列を９回、３６パルスのパルス列を１回の合計１０回送ると、合計３５１パルスとなり、同じ繰り返し周期でサンプリングパルス１パルス分多く送出したことになり、これは、１ＴＳあたり３５１（個）÷１０（回）＝３５．１パルス／回とみなすこともできる。これは、実際に小数パルスが送出される訳ではないが、前述した様に電力量（エネルギー）として見ると同じ時間内で、小数点以下のエネルギーが増えたことになり、きめ細かな刻みで電力供給が可能となる。

図１４では、３５パルスと３６パルスの間を、６分割から１０分割する場合の総パルス数と１ＴＳ当りのパルスの計算例を示したが、この表以外の組み合わせで実現することが出来る。また、３５パルスと３６パルスの２種類の組み合わせを例としたが、３種類、４種類……であってもよい。

なお、図１５は、図１４のテーブルの１ＴＳ当たりのパルス数を昇順に並べたものである。図１５のテーブルは、予め制御部５のメモリ内に格納されている。
次に、図７において、ステップＳ４３では、上記したテーブルに従って、最も誤差が少ない３５パルス列と３６パルス列との組み合わせでパルス数を出力するように、信号処理部５４はパルス列発生部７を制御する。そして、この状態で異常がないかを調べ、以上がなければ、ステップＳ４２の補正結果を決定する（ステップＳ４４、Ｓ４５）。

図１３は、基本設定の誤差と補正後の誤差を示した図である。
図８〜１０の図表から誤差ΔＷの平均値と標準偏差を比較すると、以下の通りである。
ΔＷの平均値 ΔＷの標準偏差
基本処理（図８） ０．３５６２４４ ０．２１７８１８
整数１４０±α（図８） ０．０５５８９０ ０．０３８７７３
整数３５±α （図９） ０．２８５７１４ ０．１４８９７０
小数±β （図１０） ０．００６８６２ ０．００６３２２
このように、３５パルスサンプリングであっても、誤差を充分小さく出来る。

図２は、パルス列発生部７の構成と各部の波形図である。７１は発振回路で、この実施例では、２ＭＨｚのパルス信号を発生する。３５パルス発生回路７２と、３６パルス発生回路７３とは、夫々２ＭＨｚのパルスを１Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ期間に３５個または３６個発生する回路である。発振回路７１からは、パルス信号８１が出力され、３５パルス発生回路７２からはパルス列８２が出力され、３６パルス発生回路７３からはパルス列８３が出力される。Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ発生回路７４は、２ＭＨｚのパルス信号８１を２００回又は５０回数える毎にトリガー信号８４を出力する回路である。パルス制御回路７５は、Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ発生回路７４からのトリガー信号８４に同期して切り替え信号８５を生成すると共に、ステップＳ４５でメモリ内に格納された二つのパルス列の組み合わせに基づき、スイッチング回路７６の切替を制御し、補正されたパルス列８６をＨＩＤランプに印加する。

なお、図２では、３５パルス発生回路７２と３６パルス発生回路７３とが別々に設けられているように説明した。
しかしながら、実際には、ソフトウエアで実現している。具体的には、レジスタに３５パルス発生用データをセットして、３５パルスのパルス列を出力し、又、前記レジスタに３６パルス発生用データをセットして、３６パルスのパルス列を出力するように構成し、データの設定を、パルス制御部で制御することで、３５パルスのパルス列と３６パルスのパルス列とを出力している。

なお、３５パルスサンプリングの場合、図９及び図１０のＩ〜Ｏ列の３５パルスサンプリング補正処理は必要なく、基本処理後、Ｐ〜Ｓ列の小数による補正処理を行うこととなる。

上記した説明では、マイクロプロセッサのプログラム処理により制御するように説明したが、これと同等なハードウェアで構成してもよい。
また、実際の装置では、安定な動作、異常状態からの回避等の機能が必要であるが、本実施例では、煩瑣となるため記載していない。

本発明は、特に、自動車、自動二輪車等の高輝度放電バルブの電力供給装置に好適である。

本発明の高輝度放電バルブの電力供給装置の構成を示すブロック図である。 パルス列発生部の構成を示すブロック図及び各部の波形図である。 本発明の動作を説明する波形図である。 バルブ電圧・電流取り込み処理を説明するフローチャ−トである。 基本電力の設定処理を説明するフローチャ−トである。 整数による補正処理を説明するフローチャ−トである。 小数による補正処理を説明するフローチャ−トである 基本処理及び１４０パルスサンプリングの補正処理の具体的数値を示す図表である。 ３５パルスサンプリングの補正処理の具体的数値を示す図表である。 基本処理及び３５パルスサンプリングの小数による補正処理の具体的数値を示す図表である。 １４０パルスサンプリングでの基本設定時の状態と整数による補正処理後の状態を示す図である。 ３５パルスサンプリングでの基本設定時の状態と整数による補正処理後の状態を示す図である。 １４０パルスサンプリングでの基本設定時の状態と、整数による補正処理後の状態と、３５パルスサンプリングでの整数による補正処理後の状態と、３５パルスサンプリングでの小数による補正処理後の状態とを示す図である。 本発明の補正パルスを生成を説明する図表である。 図１４の１ＴＳ当たりのパルス数を昇順に並べた図表である。

符号の説明

１ 電池
２ 直流・直流変換回路
３ 直流・矩形波交流変換回路
４ ＨＩＤバルブ
５ 制御部
６ イグナイタ
７ パルス列発生部
２１ ＦＢＴ（フライバックトランス）
２３ 整流ダイオード
２４ スイッチング素子
３１〜３４ スイッチング素子
５１ 駆動信号発生回路
５２ 電圧検出回路
５３ 電流検出回路
５４ 信号処理部
７１ 発振回路（ＯＳＣ）
７２ ３５パルス発生回路
７３ ３６パルス発生回路
７４ Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ発生回路
７５ パルス制御回路
７６ スイッチング回路

Claims (8)

1. 車両に組み付けられる高輝度放電バルブに矩形波交流を印加することで、前記高輝度放電バルブに所定の目標電力を供給するようにした高輝度放電バルブの制御装置であって、
   前記高輝度放電バルブの駆動電圧を検出する駆動電圧検出手段と、
   前記駆動電圧検出手段が検出した駆動電圧に対して仮の駆動電流を設定し、前記仮の駆動電流と前記駆動電圧検出手段が検出した駆動電圧とから仮の供給電力を設定する仮電力設定手段と、
   前記仮電力設定手段が設定した仮の供給電力と前記目標電力との誤差を求める誤差演算手段と、
   前記誤差演算手段で求めた誤差を最小にする補正パルス数を求める補正手段と、
   で構成したことを特徴とする高輝度放電バルブの制御装置。
2. 前記補正手段は、
   第１の期間では、前記高輝度放電バルブに単位時間当たり第１のパルス数のパルスを印加し、
   第２の期間では、前記高輝度放電バルブに前記第１のパルス数と異なる単位時間当たり第２のパルス数のパルスを印加し、
   前記第１のパルス数及び第２のパルス数の出力をパルス制御手段で制御することを特徴とする請求項１記載の高輝度放電バルブの制御装置。
3. 車両に組み付けられる高輝度放電バルブに矩形波交流を印加することで、前記高輝度放電バルブに所定の目標電力を供給するようにした高輝度放電バルブの制御装置であって、
   第１の期間では、前記高輝度放電バルブに単位時間当たり第１のパルス数のパルスを印加し、
   第２の期間では、前記高輝度放電バルブに前記第１のパルス数と異なる単位時間当たり第２のパルス数のパルスを印加し、
   前記第１のパルス数と第２のパルス数とをパルス制御手段で制御するように構成したことを特徴とする高輝度放電バルブの制御装置。
4. 前記第１のパルス数と前記第２のパルス数は、少なくとも１パルス異なるように構成したことを特徴とする請求項２又は３記載の高輝度放電バルブの制御装置。
5. 車両に組み付けられる高輝度放電バルブに矩形波交流を印加することで、前記高輝度放電バルブに所定の目標電力を供給するようにした高輝度放電バルブの制御装置であって、
   単位時間当たりに所定のパルス数を出力する第１のパルス発生手段と、
   前記第１のパルス発生手段が出力する単位時間当たりパルス数と異なるパルス数を出力する第２のパルス発生手段と、
   前記第１のパルス発生手段の出力パルスと第２のパルス発生手段の出力パルスとを切替るパルス制御手段と、
   で構成したことを特徴とする高輝度放電バルブの制御装置。
6. 車両に組み付けられる高輝度放電バルブに矩形波交流を印加することで、前記高輝度放電バルブに所定の目標電力を供給するようにした高輝度放電バルブの制御方法であって、
   前記高輝度放電バルブの駆動電圧を検出する第１の工程と、
   前記第１の工程で検出した駆動電圧に対して仮の駆動電流を設定し、前記仮の駆動電流と前記第１の工程で検出した駆動電圧とから仮の供給電力を設定する第２の工程と、
   前記第１の工程で設定した仮の供給電力と前記目標電力との誤差を求める第３の工程と、
   前記第３の工程で求めた誤差を最小にする整数の補正パルス数を求める第４の工程と、
   で構成したことを特徴とする高輝度放電バルブの制御方法。
7. 前記第４の工程では、前記高輝度放電バルブに印加する単位時間当たりのパルス数を変化させるように制御することを特徴とする請求項６記載の高輝度放電バルブの制御方法。
8. 車両に組み付けられる高輝度放電バルブに矩形波交流を印加することで、前記高輝度放電バルブに所定の目標電力を供給するようにした高輝度放電バルブの制御用のプログラムであって、
   前記高輝度放電バルブの駆動電圧を検出する第１の工程と、
   前記第１の工程で検出した駆動電圧に対して仮の駆動電流を設定し、前記仮の駆動電流と前記第１の工程で検出した駆動電圧とから仮の供給電力を設定する第２の工程と、
   前記第１の工程で設定した仮の供給電力と前記目標電力との誤差を求める第３の工程と、
   前記第３の工程で求めた誤差を最小にする整数の補正パルス数を求める第４の工程と、
   をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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