JP2008277219A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放電灯点灯装置の出力端子の電圧を簡素な構成で検出し、回路規模の増大とコストの上昇を抑えながら、放電灯点灯装置の内部の異常と外部の異常とを判別することができる放電灯点灯装置を得る。
【解決手段】ＤＣ／ＡＣインバータ２の出力端子４ａ，４ｂ間を抵抗１２，１３で接続し、抵抗１２と抵抗１３との接続点から出力端子４ａ，４ｂ間の中点電圧Ｖｃｅｎｔを検出してＣＰＵ５へ入力する。ＣＰＵ５は、中点電圧Ｖｃｅｎｔを用いて、放電灯点灯装置の内部に発生した異常と出力端子４ａ，４ｂに接続されている出力経路に発生した異常とを判別して検出し、通信部１６を用いて異常の発生を示す信号を外部へ送信する。
【選択図】図１

Description

この発明は、放電灯の点灯が異常になったとき、放電灯点灯装置内部または当該放電灯点灯装置に接続されている出力経路のどちらに異常が発生したのかを判別する放電灯点灯装置に関するものである。

放電灯点灯装置には、ＤＣ／ＤＣコンバータによって直流の電源よりも高い直流電圧に昇圧し、この直流電圧を四つのスッチング素子を備えるＤＣ／ＡＣインバータによって矩形波交流に変換して当該矩形波交流によって放電灯を点灯させるとき、ＤＣ／ＡＣインバータの前段に備えられているＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を抵抗による分圧によって検出し、この検出電圧を放電灯に供給している電圧として制御手段へ入力し、良好な再始動特性が得られるように制御するものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、交流電源から供給された電圧を整流し、ＤＣ／ＤＣコンバータによって電源電圧よりも高い直流電圧へ昇圧し、二つのスイッチング素子によるＤＣ／ＡＣインバータとコイル・コンデンサによる共振回路によって正弦波を生成して当該正弦波によって電極のない放電灯を点灯させるとき、ＤＣ／ＡＣインバータの出力電圧をコンデンサによる分圧によって検出し、この検出電圧を放電灯に供給している電圧として制御手段へ入力し、始動性が向上するように動作周波数を制御するものがある（例えば、特許文献２参照）。
また、交流電源から供給された電圧を整流し、ＤＣ／ＤＣコンバータによって電源電圧よりも低い直流電圧へ降圧して当該降圧した直流電圧によって放電灯を点灯させるとき、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を抵抗による分圧によって検出し、この検出電圧を放電灯に供給している電圧として制御手段へ入力し、明るさを電力の高速変調によって制御するものがある（例えば、特許文献３参照）。

前述の放電灯点灯装置は、いずれも放電灯を点灯する機能を確保するための発明で、点灯動作が異常なときには、異常な部分が装置内部か外部接続された部分かを判別する自己診断機能を有するものではない。即ち、装置内部の異常か外部の異常かを自己診断することについては考慮されておらず、例えば特許文献１に記載された発明はＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の検出を行っているだけなので、ＤＣ／ＡＣインバータの内部に発生した短絡と、当該ＤＣ／ＡＣインバータの出力端子から放電灯に至る出力経路に発生した短絡とを判別することができない。また、特許文献２に記載された発明のように、ＤＣ／ＡＣインバータの出力端子の電圧を検出するだけでは、ＤＣ／ＤＣコンバータの異常とＤＣ／ＡＣインバータの異常とを判別することができない。

また、ＤＣ／ＡＣインバータの出力電圧を測定し、この測定電圧を放電灯へ供給している電圧として放電灯点灯装置の動作状態の判定を行うと、上記の測定電圧にはＤＣ／ＡＣインバータを構成するスイッチング素子による電圧降下が含まれ、本来測定すべき電圧と異なったものとなるため、当該測定電圧に含まれる誤差によって放電灯点灯装置の内部の異常と放電灯点灯装置の接続端子に接続した放電灯バルブ等の異常とを明確に判別することが難しくなる。

特開平９−１６７６９２号公報（第４，５頁、図１，２） 特開２００４−１９９８７３号公報（第８，９頁、図１〜７） 特開２００５−２６７９３３号公報（第６，７頁、図１）

従来の放電灯点灯装置は以上のように構成されているので、放電灯点灯装置の内部で発生した異常と外部接続された出力経路に発生した異常とを判別することができず、また、電圧を所定の周期で反転させて放電灯を点灯させる場合には、放電灯へ供給される電圧の低電位側が接地されていないことから、放電灯点灯装置の出力電圧を検出するときには、二つの電圧検出手段が必要になって回路規模の増大ならびにコストの上昇が必須になるという課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、放電灯点灯装置の出力端子の電圧を簡素な構成で検出し、回路規模の増大とコストの上昇を抑えながら、放電灯点灯装置の内部の異常と外部の異常とを判別することができる放電灯点灯装置を得ることを目的とする。

この発明に係る放電灯点灯装置は、ＤＣ／ＡＣインバータの出力端子間を接続する、直列接続された第一の分圧素子及び第二の分圧素子と、第一の分圧素子及び第二の分圧素子の接続点から出力端子間の中点電圧を検出する出力端子電圧検出手段とを備え、制御手段が、出力端子電圧検出手段の検出した中点電圧を用いて、放電灯点灯装置内部に発生した異常と出力端子に接続されている出力経路に発生した異常とを判別して検出するものである。

この発明によれば、ＤＣ／ＡＣインバータの出力端子間を接続する第一の分圧素子及び第二の分圧素子の接続点から出力端子間の中点電圧を検出する出力端子電圧検出手段を備え、制御手段が出力端子電圧検出手段の検出した中点電圧を用いて、放電灯点灯装置内部に発生した異常と出力端子に接続されている出力経路に発生した異常とを判別して検出するようにしたので、異常が発生した部分が明確になり、適切な対処が迅速に行われるようになるという効果がある。

以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。電源１は、直流電力をＤＣ／ＤＣコンバータ２へ供給するように接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ２の動作を制御するＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２の高電位側の出力端子は、ＤＣ／ＡＣインバータ４の高電位側入力端子に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２の低電位側の出力端子は、抵抗１１を介してＤＣ／ＡＣインバータ４の低電位側の入力端子に接続されている。ＤＣ／ＡＣインバータ４の二つの出力端子は、イグナイタ６を介して放電灯７の二つの放電電極に各々接続されている。ＣＰＵ５は、制御デバイスによって構成されたもので、ＤＣ／ＡＣインバータ４の動作を制御するように、またＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３の動作を制御するように接続され、後述するように放電灯点灯装置内部または外部において異常が発生したことを検出したとき当該異常を示す信号を通信部１６へ出力するように接続されている。また、ＣＰＵ５は、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３を介して、抵抗１１によって検出されるＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電流を示す信号を入力するように接続構成されている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、トランス２１、スイッチング素子２２、ダイオード２３、及び、平滑コンデンサ２４によって構成されている。トランス２１は、一次巻線の一端に電源１の高電位側が接続され、二次巻線の一端にダイオード２３のアノードを接続している。スイッチング素子２２は、例えばＦＥＴ等のトランジスタスイッチを用いたもので、トランス２１の一次巻線及び二次巻線の各他端と電源１の低電位側との接続をＯＮ／ＯＦＦするようにドレインとソースを接続し、ゲートをＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３に接続してＯＮ／ＯＦＦ動作が制御されるように回路構成されている。ダイオード２３は、カソードを平滑コンデンサ２４の一端に接続している。平滑コンデンサ２４の他端は、電源１の低電位側とスイッチング素子２２との接続点に接続している。なお、この接続点、即ちＤＣ／ＤＣコンバータ２の低電位側の出力端子は接地されている。

ＤＣ／ＡＣインバータ４は、四つの例えばＦＥＴ等のスイッチング素子３１〜３４を備えたもので、二つのＯＮ／ＯＦＦ接点が直列に接続配置されるように、スイッチング素子３１とスイッチング素子３３とを直列接続し、また、スイッチング素子３２とスイッチング素子３４とを直列接続し、さらに、上記のように直列接続されたスイッチング素子３１，３３と、直列接続されたスイッチング素子３２，３４とを並列に接続してＨ型ブリッジ回路を構成している。また、スイッチング素子３１〜３４の各ゲートをＣＰＵ５へ接続して、各スイッチング素子３１〜３４のＯＮ／ＯＦＦ動作が制御されるように回路構成されている。

スイッチング素子３１とスイッチング素子３２との接続点は、ＤＣ／ＡＣインバータ４の高電位側の入力端子として、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の高電位側の出力端子、即ちダイオード２３のカソードと平滑コンデンサ２４との接続点に接続されている。
また、スイッチング素子３３とスイッチング素子３４との接続点は、ＤＣ／ＡＣインバータ４の低電位側の入力端子として、抵抗１１を介してＤＣ／ＤＣコンバータ２の低電位側の出力端子へ接続されている。
スイッチング素子３１とスイッチング素子３３との接続点は、ＤＣ／ＡＣインバータ４の一方の出力点として放電灯７の一方の放電電極へ接続されている。この出力点をＤＣ／ＡＣインバータ４の出力端子４ａとする。スイッチング素子３２とスイッチング素子３４との接続点は、ＤＣ／ＡＣインバータ４の他方の出力点として放電灯７の他方の放電電極へ接続されている。この接続点をＤＣ／ＡＣインバータ４の出力端子４ｂとする。なお、前述のように放電灯７は、イグナイタ６を介してＤＣ／ＡＣインバータ４と接続されている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２の高電位側の出力端子とＤＣ／ＡＣインバータ４の高電位側の入力端子とを接続する部分には、抵抗８の一端が接続されている。抵抗８の他端には抵抗９の一端が接続され、この接続部分の電圧がＡ／Ｄ変換部１０へ入力されるように接続されている。抵抗９の他端は接地されている。Ａ／Ｄ変換部１０は、出力信号をＣＰＵ５へ入力するように接続されている。上記の抵抗８，９及びＡ／Ｄ変換部１０によってＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧を検出する電圧検出部が構成されている。
出力端子４ａには、当該出力端子４ａの電圧を検出する分圧素子である抵抗１２の一端が接続され、出力端子４ｂには、当該出力端子４ｂの電圧を検出する分圧素子である抵抗１３の一端が接続されている。抵抗１２の他端及び抵抗１３の他端は、抵抗１４の一端に接続され、この抵抗１２，１３の他端と抵抗１４の一端との接続点の電圧がＡ／Ｄ変換部１５へ入力されるように接続構成されている。抵抗１４の他端は接地されている。Ａ／Ｄ変換部１５は、出力信号をＣＰＵ５へ入力するように接続されている。

前述のように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の低電位側の出力端子とＤＣ／ＡＣインバータ４の低電位側の入力端子との間に直列接続されている抵抗１１は、電流検出部としてＤＣ／ＡＣインバータ４の低電位側入力端子に流れる電流を検出して、この電流値を示す信号をＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３へ入力するように接続されている。詳しくは、ＤＣ／ＡＣインバータ４の低電位側入力端子と抵抗１１との接続部分の電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３へ入力するように接続されている。

次に動作について説明する。
図１の放電灯点灯装置は、放電灯７の点灯を開始するとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３がＤＣ／ＤＣコンバータ２を起動して電源１の電圧を昇圧させ、発生した高電圧をＤＣ／ＡＣインバータ４を介してイグナイタ６へ供給する。
イグナイタ６は、高電圧パルスを発生して放電灯７の放電電極間に印加し、点灯を開始させる。
ＣＰＵ５は、抵抗８，９及びＡ／Ｄ変換部１０を用いてＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧Ｖｄｃを検出する。なお、後述する出力電圧Ｖｄｃ（ａ），Ｖｄｃ（ｂ）は上記の抵抗８，９及びＡ／Ｄ変換部１０によって検出された電圧である。
またＣＰＵ５は、抵抗８，９及びＡ／Ｄ変換部１０によって検出された出力電圧Ｖｄｃを入力し、この電圧値から放電灯７が点灯を開始したことを検知すると、ＤＣ／ＡＣインバータ４を駆動して放電灯７に印加する電圧極性を所定のタイミングで反転させ、放電灯７の放電状態を安定させて通常の点灯状態へ移行させる。また、ＣＰＵ５は、放電灯７に流す電流の目標値をＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３へ指示し、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３は抵抗１１を用いて検出したＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電流が上記の目標値となるようにＤＣ／ＤＣコンバータ２の動作を制御する。

図２は、実施の形態１による放電灯点灯装置の動作を示す説明図である。この図は、ＤＣ／ＡＣインバータ４の動作を表したもので、上段にＤＣ／ＡＣインバータ４の動作タイミングとして二つの出力点、即ち図１に示した出力端子４ａに生じる電圧レベルを実線で示し、出力端子４ｂに生じる電圧レベルを破線で示している。また、中段に出力端子４ａの出力電圧波形を実線で示し、出力端子４ｂの出力電圧波形を破線で示している。出力端子４ａと出力端子４ｂとの間に生じる電圧が、ＤＣ／ＡＣインバータ４の出力電圧、即ち放電灯点灯装置の出力電圧となる。また、下段に抵抗１１が検出した出力電流Ｉｏｕｔを示している。なお、中段に示した各電圧波形及び下段に示した出力電流Ｉｏｕｔは、放電灯７の放電状態が通常の点灯状態となっているときのものである。

放電灯７が通常点灯状態となっているとき、ＣＰＵ５はＤＣ／ＡＣインバータ４のスイッチング素子３１，３４と、スイッチング素子３２，３３とを交互にＯＮ／ＯＦＦして、図２の上段に示したように出力端子４ａの電圧と出力端子４ｂの電圧が、交互に高電位のＨレベルと低電位のＬレベルとを繰り返すように動作させる。このときの出力端子４ａの電圧波形は図２の中段に実線で示したように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧Ｖｄｃと０［Ｖ］との間で変化する矩形波となる。詳しくは、例えばＤＣ／ＡＣインバータ４の出力端子４ａの電圧がＨレベルになっているとき、即ちスイッチング素子３１とスイッチング素子３４がＯＮ状態となっているときには、スイッチング素子３１のＯＮ抵抗による電圧降下によって、ＤＣ／ＡＣインバータ４の出力端子４ａに生じる電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧Ｖｄｃよりも低い電圧が上限値になる。また、出力端子４ａの電圧がＬレベルになっているとき、即ちスイッチング素子３３とスイッチング素子３２がＯＮ状態になっているときには、スイッチング素子３３のＯＮ抵抗による電圧降下が影響して、出力端子４ａの下限値は０［Ｖ］まで下がらず、スイッチング素子３３で降下した電圧分が０［Ｖ］よりも高くなった電圧になる。

通常の点灯動作では、図２の中段に破線で示した出力端子４ｂの電圧波形も、出力端子４ａの電圧波形と同様な上限値ならびに下限値を有し、ＤＣ／ＡＣインバータ４の出力電圧は一定になっている。また、通常点灯では各スイッチング素子３１〜３４に生じる電圧降下が同様な大きさになるため、抵抗１２及び抵抗１３の検出電圧の中点電圧Ｖｃｅｎｔは出力電圧Ｖｄｃの１／２と概ね等しくなる。換言すると、ＤＣ／ＡＣインバータ４の出力端子４ａに接続した抵抗１２、接続端子４ｂに接続した抵抗１３、及び抵抗１４は、通常点灯状態において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２から出力される出力電圧Ｖｄｃの１／２の電圧と、検出対象の出力端子４ａ，４ｂ間に生じる電圧の中点電圧Ｖｃｅｎｔが、概ね同様な電圧として検出されるように設定されている。
また、抵抗１１が検出した出力電流Ｉｏｕｔ、即ちＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電流は、図２の下段に示したように若干のリップルを含む一定の値となる。

図３−１及び図３−２は、実施の形態１による放電灯点灯装置に地絡が発生した状態を示す説明図である。図１に示したものと同一あるいは相当する部分に同じ符号を使用し、その説明を省略する。この図は、ＤＣ／ＡＣインバータ４のスイッチング素子３１〜３４をそれぞれスイッチ接点として表し、ＤＣ／ＡＣインバータ４の出力端子４ａ，４ｂのいずれか一方、例えば接続端子４ｂに接続された導線等に地絡が発生したときの状態を示したものである。
図４は、実施の形態１による放電灯点灯装置に地絡が発生したときの動作を示す説明図である。この図は図３−１，３−２に示したたように地絡が発生して放電灯７が消灯状態になったときの出力端子４ａ，４ｂの電圧波形及び抵抗１１による検出電流Ｉｏｕｔを示したもので、図２と同様に上段にＤＣ／ＡＣインバータ４の動作タイミングを示している。図中、中段には、実線で出力端子４ｂの電圧波形を示し、破線で出力端子４ａの電圧波形を示している。なお、ここで示した出力電圧Ｖｄｃ（ａ）は動作タイミングＡにおいて抵抗８，９によって検出される電圧、また出力電圧Ｖｄｃ（ｂ）は動作タイミングＢにおいて抵抗８，９によって検出される電圧である。図中下段には、抵抗１１によって検出される電流Ｉｏｕｔを示している。また、図３−１は、図４に示した動作タイミングＡにおける各スイッチング素子３１〜３４のＯＮ／ＯＦＦ状態を示し、図３−２は図４に示した動作タイミングＢにおける各スイッチング素子３１〜３４のＯＮ／ＯＦＦ状態を示すものである。

ＤＣ／ＡＣインバータ４を構成する四つのスイッチング素子３１〜３４のスイッチング特性は概ね同等である。正常点灯時には、それぞれのスイッチング素子の電圧降下は前述のように概ね等しくなる。
放電灯点灯装置に接続されるイグナイタ６、放電灯７、及びこれらを接続する導線等が例えば車体ＧＮＤと接触して地絡が生じると、ＤＣ／ＡＣインバータ４のスイッチング素子３１〜３４に各々流れる電流は異なる値になる。スイッチング素子３１〜３４において生じる電圧降下も異なった大きさになって、ＤＣ／ＡＣインバータ４の各動作タイミングにおいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧Ｖｄｃの１／２の値からずれた電圧が、ＤＣ／ＡＣインバータ４の出力電圧の中点電圧Ｖｃｅｎｔとして検出される。

例えば図４に示した動作タイミングＡにおいて、図３−１に示したようにスイッチング素子３２がＯＮ状態のときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の高電位側の出力端子からスイッチング素子３２を介して車体ＧＮＤ等の地絡部分へ電流Ｉ（ａ）が流れ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧は、図４の中段に示した出力電圧Ｖｄｃ（ａ）のような低電圧になり、スイッチング素子３２による電圧降下が増大する。
このとき、スイッチング素子３２に対向配置され、ＯＮ状態になっているスイッチング素子３３には電流が流れないため、スイッチング素子３３による電圧降下は小さい。従って、動作タイミングＡにおいて、出力電圧Ｖｄｃ（ａ）の１／２の電圧は、０［Ｖ］に近いものになる。また、このとき抵抗１２，１３によって検出される中点電圧Ｖｃｅｎｔは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧Ｖｄｃ（ａ）の１／２の電圧から、スイッチング素子３２による降下電圧に相当する電圧分が低下したものになり、出力電圧Ｖｄｃ（ａ）の１／２よりも小さな値になる。

また、図４に示した動作タイミングＢにおいて、地絡した出力端子４ｂに接続されているスイッチング素子３４がＯＮ状態になると、図３−２に示したように当該スイッチング素子３４には電流が流れないため電圧降下は小さい。
また、このときＯＮ状態となっているスイッチング素子３１にも電流が流れないため、当該スイッチング素子３１の電圧降下も小さい。従って、出力端子４ａ，４ｂ間の電圧の中点電圧Ｖｃｅｎｔ（ｂ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧Ｖｄｃ（ｂ）の概ね１／２の値になる。
なお、前述のように放電灯７は点灯していないことから、図３−１及び図３−２のどちらの状態、即ち図４の上段に示した動作タイミングＡ，Ｂのどちらにおいても抵抗１１が検出する出力電流Ｉｏｕｔは０［Ａ］となっている。

前述のように変化する出力端子４ａ，４ｂ間の中点電圧Ｖｃｅｎｔを抵抗１２，１３，１４によって検出し、この中点電圧ＶｃｅｎｔをＡ／Ｄ変換部１５によってデジタルデータへ変換してＣＰＵ５へ入力する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧Ｖｄｃを抵抗８，９によって検出し、この電圧値をＡ／Ｄ変換部１０によってデジタルデータへ変換してＣＰＵ５へ入力する。ＣＰＵ５は、各動作タイミングにおいて検出された出力電圧Ｖｄｃと中点電圧Ｖｃｅｎｔとを用いて、またさらに抵抗１１によって検出された出力電流Ｉｏｕｔを用いて放電灯点灯装置の外部における地絡発生の有無を判定する。
具体的には、ＤＣ／ＡＣインバータ４のいずれか一方の出力端子の電圧が、Ｈレベルとなっている動作タイミング、例えば動作タイミングＡにおいて、
（１−１）ＤＣ／ＡＣインバータ４の出力電流、即ち抵抗１１が検出した出力電流Ｉｏｕｔが０［Ａ］である。
（１−２）ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧Ｖｄｃ（ａ）が低下している。
（１−３）中点電圧ＶｃｅｎｔがＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧Ｖｄｃ（ａ）の１／２の電圧から所定電圧だけ低い値になっている。
（１−４）中点電圧Ｖｃｅｎｔが所定の電圧値以下になっている。

上記の（１−１）〜（１−４）のような出力電流Ｉｏｕｔ、出力電圧Ｖｄｃ、及び中点電圧ＶｃｅｎｔがＤＣ／ＡＣインバータ４の動作タイミングに対応して検出されたとき、放電灯点灯装置に接続された導線等の出力経路において地絡が発生したと判定する。

ここまで説明したように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧、即ち抵抗８，９等によって検出される出力電圧Ｖｄｃと、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電流即ち抵抗１１によって検出される出力電流Ｉｏｕｔと、出力端子４ａ，４ｂの中点電圧Ｖｃｅｎｔとを、図４等に示した動作タイミングＡと動作タイミングＢの１サイクルを観測することによって、放電灯点灯装置の異常動作が後述する天絡やＤＣ／ＡＣインバータ４を構成するスイッチング素子３１〜３４の故障による異常動作とは異なることを判別することが可能になり、地絡であることを推測することができる。
しかしながら、放電灯点灯装置を構成する個々の回路素子に過度のストレスを与えないように、異常発生時には上記の１サイクルの動作を待つことなく半分のサイクルで早急に点灯動作を停止することが望ましい。
前述のように出力端子４ａ，４ｂから検出した中点電圧Ｖｃｅｎｔを使用することにより、地絡が発生したときに過負荷となる例えば動作タイミングＡだけの半サイクルで明確に地絡発生の判定が可能で、回路素子等にストレスを与えない短時間で確度の高い地絡発生の検出を行うことができる。

図１に示したＤＣ／ＤＣコンバータ２のトランス２１のように、一次巻線の端部と二次巻線の端部とを接続した回路では、スイッチング素子２２がＯＦＦ状態となっても、前述の地絡や後述する天絡及びスイッチング素子の短絡によって発生した電流を停止させることができない。
ＣＰＵ５は、地絡、天絡及びスイッチング素子の短絡を検出したときには、ＤＣ／ＡＣインバータ４のＯＮ状態となっているスイッチング素子を全てＯＦＦ状態へ遷移させ、ＤＣ／ＡＣインバータ４の出力動作を停止させる。このようにＤＣ／ＡＣインバータ４の動作を制限して、ＤＣ／ＡＣインバータ４を構成するスイッチング素子に過電流によるストレスを与えることを回避する。

ＣＰＵ５は、ここまで説明したように放電灯点灯装置の異常発生を検出したとき、例えば前述の地絡、後述する天絡、及びスイッチング素子の短絡等を検出したときには、当該検出した異常状態を示す信号を生成し、また通信部１６を制御して当該異常状態を示す信号を放電灯点灯装置の外部へ送信させる。異常状態を示す信号は、通信部１６に通信可能に接続されている例えば車載機器などへ出力される。この外部機器によって使用者に異常発生を報知することにより、使用者は適切な対応を迅速に行うことが可能になる。

図５−１及び図５−２は、実施の形態１による放電灯点灯装置に天絡が発生した状態を示す説明図である。図１等に示したものと同一あるいは相当する部分に同じ符号を使用し、その説明を省略する。この図は、図３−１，３−２と同様にＤＣ／ＡＣインバータ４のスイッチング素子３１〜３４をそれぞれスイッチ接点として表し、ＤＣ／ＡＣインバータ４の出力端子４ａ，４ｂのいずれか一方、例えば出力端子４ａに接続されている導線等の出力経路に天絡が発生したときの状態を示したものである。
図６は、実施の形態１による放電灯点灯装置に天絡が発生したときの動作を示す説明図である。この図は、図５−１，５−２に示したたように天絡が発生して放電灯７が消灯状態になったときの出力端子４ａ，４ｂの電圧波形及び抵抗１１が検出した出力電流Ｉｏｕｔを示したもので、図２等と同様に上段にＤＣ／ＡＣインバータ４の動作タイミングを示している。また、中段には実線で出力端子４ａの電圧波形を示し、破線で出力端子４ｂの電圧波形を示している。なお、ここで示した出力電圧Ｖｄｃ（ａ）は動作タイミングＡにおいて抵抗８，９等によって検出される電圧で、出力電圧Ｖｄｃ（ｂ）は動作タイミングＢにおいて上記と同様に検出される電圧である。図中下段には、抵抗１１が検出した出力電流Ｉｏｕｔを示している。また、図５−１は、図６の動作タイミングＡにおける各スイッチング素子３１〜３４のＯＮ／ＯＦＦ状態を示し、図５−２は図６の動作タイミングＢにおける各スイッチング素子３１〜３４のＯＮ／ＯＦＦ状態を示すものである。

放電灯点灯装置に接続されるイグナイタ６、放電灯７、及び、これらを接続する導線等が、例えば電源１によって高電位となっている車体の部分と接触して天絡が発生したときには、前述の地絡が生じたときと同様にＤＣ／ＡＣインバータ４のスイッチング素子３１〜３４に各々流れる電流が異なった値になる。また、各スイッチング素子３１〜３４に生じる電圧降下も異なったものとなって、ＤＣ／ＡＣインバータ４の動作タイミングに対応して、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧の１／２の値からずれた電圧が、ＤＣ／ＡＣインバータ４の出力電圧の中点電圧Ｖｃｅｎｔとして検出される。

例えば図６に示した動作タイミングＡにおいて、図５−１に示したスイッチング素子３１がＯＮ状態のときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の高電位側の出力端子からスイッチング素子３１及び出力端子４ａを介して天絡箇所へ電流Ｉ（ａ）が流れ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力端子から電源１へ短絡する経路が形成される。そのため、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧は、図６の中段に示した出力電圧Ｖｄｃ（ａ）のように電源１の電圧近くまで低下し、スイッチング素子３１の電圧降下が増大する。
このとき、ＯＮ状態の図５−１に示したスイッチング素子３４には電流が流れないため、当該スイッチング素子３４の電圧降下は小さい。従って、動作タイミングＡにおいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧Ｖｄｃ（ａ）からスイッチング素子３１の降下電圧に相当する電圧分が低下した電圧が出力端子４ａに生じる。このときの出力端子４ａ，４ｂ間の中点電圧Ｖｃｅｎｔ（ａ）は、出力電圧Ｖｄｃ（ａ）の１／２の電圧よりも小さなものになる。
なお、このとき抵抗１１が検出した出力電流Ｉｏｕｔは０［Ａ］で、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の低電位側の出力端子等には通電がない。

また、図６に示したタイミングＢにおいて、天絡している出力端子４ａに接続されたスイッチング素子３３がＯＮ状態のときには、図５−２に示したようにスイッチング素子３３に、天絡部分もしくは電源１から過大な電流Ｉ（ｂ）が流れるため、スイッチング素子３３の電圧降下は大きくなる。このとき、ＯＮ状態のスイッチング素子３２には電流が流れないため、当該スイッチング素子３２の電圧降下は小さい。従って、出力端子４ａの電圧は０［Ｖ］よりもスイッチング素子３３の降下電圧に相当する電圧分が上昇した値になり、抵抗１２，１３等によって検出される中点電圧Ｖｃｅｎｔ（ｂ）は、出力電圧Ｖｄｃ（ｂ）の１／２よりも高くなる。
なお、このとき抵抗１１が検出した出力電流Ｉｏｕｔは過大なものとなり、電流Ｉ（ｂ）の通電経路となる回路素子等には過電流が流れる。

ＣＰＵ５は、前述の説明と同様に出力端子４ａ，４ｂ間の電圧の中点電圧Ｖｃｅｎｔを示すデータ、及び出力電圧Ｖｄｃを示すデータを入力し、また、抵抗１１によって検出される出力電流Ｉｏｕｔを示すデータを入力する。各動作タイミングに対応して検出された出力電圧Ｖｄｃと中点電圧Ｖｃｅｎｔとを用いて、またさらに抵抗１１が検出した出力電流Ｉｏｕｔを用いて放電灯点灯装置の外部における天絡発生の有無を判定する。
具体的には、ＤＣ／ＡＣインバータ４のいずれか一方の出力端子の電圧が、Ｈレベルとなる動作タイミング、例えば動作タイミングＡにおいて、
（２−１）ＤＣ／ＡＣインバータ４の出力電流、即ち抵抗１１の電流検出Ｉｏｕｔが０［Ａ］である。
（２−２）ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧Ｖｄｃ（ａ）が低下している。
（２−３）中点電圧Ｖｃｅｎｔ（ａ）がＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧Ｖｄｃ（ａ）の１／２の電圧から所定電圧だけ低い値になっている。
（２−４）中点電圧Ｖｃｅｎｔ（ａ）が電源１の電圧の１／２の値から所定の電圧以内になっている。

また、ＤＣ／ＡＣインバータ４の上記の一方の出力端子の電圧がＬレベルに反転したとき、即ち動作タイミングＢにおいて、
（３−１）過大な出力電流Ｉｏｕｔが検出される。
（３−２）ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧Ｖｄｃ（ｂ）が上昇した、もしくは変化しない。
（３−３）中点電圧Ｖｃｅｎｔ（ｂ）がＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧Ｖｄｃ（ｂ）の１／２の電圧から所定電圧だけ高い値になっている。
（３−４）中点電圧Ｖｃｅｎｔ（ｂ）が電源１の電圧の１／２の値から所定の電圧以内になっている。

上記の動作タイミングＡにおける（２−１）〜（２−４）ならびに動作タイミングＢにおける（３−１）〜（３−４）のような出力電流Ｉｏｕｔ、出力電圧Ｖｄｃ、及び中点電圧ＶｃｅｎｔがＤＣ／ＡＣインバータ４の動作タイミングに応じて検出されたとき、放電灯点灯装置の出力端子に接続された導線等の出力経路において天絡が発生したと判定する。

ここまで説明したように、ＤＣ／ＡＣインバータ４の出力端子４ａ，４ｂ間の中点電圧Ｖｃｅｎｔを検出することにより、前述の地絡検出と同様に天絡が発生したときに過負荷となる動作タイミングＡあるいは動作タイミングＢにおいて、換言すると動作タイミングの半サイクルにおいて、明確に天絡の有無を判定することが可能になり、各回路素子等にストレスを与えない短時間で、確度の高い天絡検出を行うことができる。

図７−１及び図７−２は、実施の形態１による放電灯点灯装置のＤＣ／ＡＣインバータのスイッチング素子に短絡が発生した状態を示す説明図である。図１等に示したものと同一あるいは相当する部分に同じ符号を使用し、その説明を省略する。この図は、図３−１，３−２等と同様にＤＣ／ＡＣインバータ４のスイッチング素子３１〜３４をそれぞれスイッチ接点として表し、Ｈ型ブリッジ回路を構成しているＤＣ／ＡＣインバータ４の低電位側に配置されるスイッチング素子３３，３４のいずれか一方が短絡した状態を示したもので、ここではスイッチング素子３４が短絡したときを例示している。

図８は、実施の形態１による放電灯点灯装置のＤＣ／ＡＣインバータのスイッチング素子に短絡が発生したときの動作を示す説明図である。この図は、図７−１，７−２に示したようにスイッチング素子３４が短絡して放電灯７が消灯状態になったときの出力端子４ａ，４ｂの電圧波形及び抵抗１１によって検出された出力電流Ｉｏｕｔを示したもので、図２等と同様に、上段にＤＣ／ＡＣインバータ４の動作タイミングを示している。また、中段には、実線で出力端子４ａの電圧波形を示し、破線で出力端子４ｂの電圧波形を示している。なお、ここで示した出力電圧Ｖｄｃ（ａ）は動作タイミングＡにおいて抵抗８，９等によって検出される電圧で、出力電圧Ｖｄｃ（ｂ）は動作タイミングＢにおいて上記と同様に検出される電圧である。図中下段には、抵抗１１が検出した出力電流Ｉｏｕｔを示している。なお、図７−１は、図８の動作タイミングＡにおける各スイッチング素子３１〜３４のＯＮ／ＯＦＦ状態を示し、図７−２は図８の動作タイミングＢにおける各スイッチング素子３１〜３４のＯＮ／ＯＦＦ状態を示すものである。

ＤＣ／ＡＣインバータ４を構成する四つのスイッチング素子３１〜３４の故障は、殆どが短絡である。図７−１，７−２の中で下側に配置されているスイッチング素子３４が短絡して異常が発生したときには、動作タイミングＡにおいて図中上側に配置されているスイッチング素子３２がＯＮ状態になって、前述のようにスイッチング素子３４が短絡していることからＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力端子間を短絡する経路が形成され、図示したように電流Ｉ（ａ）が流れる。電流Ｉ（ａ）が流れているときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧Ｖｄｃ（ａ）が低電圧になって、スイッチング素子３２による電圧降下が増大する。このとき、図中スイッチング素子３２に対向配置されてＯＮ状態となっているスイッチング素子３３には電流が流れないため、スイッチング素子３３による電圧降下は小さい。従って、抵抗１２，１３等によって検出される中点電圧Ｖｃｅｎｔ（ａ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧Ｖｄｃ（ａ）の１／２の電圧からスイッチング素子３２の降下電圧に相当する電圧分が低下したものとなる。また、抵抗１１が検出した出力電流Ｉｏｕｔは過大なものとなり、動作タイミングＡにおいて前述の電流Ｉ（ａ）の経路になる回路素子等には過電流が流れる。

図７−２に示したようにスイッチング素子３１，３４がＯＮ状態になる動作タイミングＢにおいては、放電灯７が消灯していることから短絡しているスイッチング素子３４には電流が流れず、また、短絡によりスイッチング素子３４の端子間電圧が低くなっている。このときＯＮ状態となっている対向配置のスイッチング素子３１にも電流が流れないため、スイッチング素子３１による電圧降下も小さい。従って、出力端子４ａ，４ｂ間の中点電圧Ｖｃｅｎｔ（ｂ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧Ｖｄｃ（ｂ）の概ね１／２の電圧になる。なお、このとき抵抗１１が検出した出力電流Ｉｏｕｔは０［Ａ］である。

ＣＰＵ５は、前述の説明と同様に出力端子４ａ，４ｂ間の中点電圧Ｖｃｅｎｔを示すデータ、及び出力電圧Ｖｄｃを示すデータを入力し、また、抵抗１１によって検出される出力電流Ｉｏｕｔを示すデータを入力する。ＤＣ／ＡＣインバータ４の動作タイミングに対応して検出された出力電圧Ｖｄｃ、中点電圧Ｖｃｅｎｔ、及び、出力電流Ｉｏｕｔを用いて放電灯点灯装置のＤＣ／ＡＣインバータ４を構成するＨ型ブリッジ回路の低電位側に配置されたスイッチング素子３３あるいはスイッチング素子３４の短絡の有無を判定する。
具体的には、ＤＣ／ＡＣインバータ４のいずれか一方の出力端子の電圧が、Ｈレベルとなる動作タイミング、例えば出力端子４ａがＨレベルとなっている動作タイミングＡにおいて、
（４−１）ＤＣ／ＡＣインバータ４の出力電流、即ち抵抗１１によって検出される出力電流Ｉｏｕｔが過大になっている。
（４−２）ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧Ｖｄｃ（ａ）が低下している。
（４−３）中点電圧Ｖｃｅｎｔ（ａ）がＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧Ｖｄｃ（ａ）の１／２の電圧から所定電圧だけ低い値になっている。
（４−４）中点電圧Ｖｃｅｎｔ（ａ）が所定の電圧以下になっている。

ＤＣ／ＡＣインバータ４の動作タイミングＡあるいは動作タイミングＢのいずれかにおいて、前述の（４−１）〜（４−４）のような出力電流Ｉｏｕｔ、出力電圧Ｖｄｃ、及び中点電圧Ｖｃｅｎｔが検出されたとき、ＤＣ／ＡＣインバータ４の低電位側のスイッチング素子３３あるいはスイッチング素子３４に短絡が発生したと判定する。

ここまで説明したように、ＤＣ／ＡＣインバータ４の出力端子４ａ，４ｂ間に生じる電圧の中点電圧Ｖｃｅｎｔを検出することにより、ＤＣ／ＡＣインバータ４の低電位側の例えばスイッチング素子３４に短絡が発生したとき、動作タイミングの半サイクル、例えば過負荷が発生している動作タイミングＡにおいて、明確なスイッチング素子３４の短絡判定が可能になり、地絡、天絡の検出と同様に各回路素子等にストレスを与えない短時間でＤＣ／ＡＣインバータ４の低電位側のスイッチング素子の短絡を検出することができる。

図９−１及び図９−２は、実施の形態１による放電灯点灯装置のＤＣ／ＡＣインバータのスイッチング素子に短絡が発生した状態を示す説明図である。図１等に示したものと同一あるいは相当する部分に同じ符号を使用し、その説明を省略する。この図は、図３−１，３−２等と同様にＤＣ／ＡＣインバータ４のスイッチング素子３１〜３４をそれぞれスイッチ接点として表し、Ｈ型ブリッジ回路を構成しているＤＣ／ＡＣインバータ４の高電位側に配置されるスイッチング素子３１，３２のいずれか一方が短絡した状態を示したもので、ここではスイッチング素子３１が短絡した場合を例示している。

図１０は、実施の形態１による放電灯点灯装置のＤＣ／ＡＣインバータのスイッチング素子に短絡が発生したときの動作を示す説明図である。この図は図９−１，９−２に示したようにスイッチング素子３１が短絡して放電灯７が消灯状態になったときの出力端子４ａ，４ｂの電圧波形及び抵抗１１によって検出される出力電流Ｉｏｕｔを示したもので、図２等と同様に上段にＤＣ／ＡＣインバータ４の動作タイミングを示している。また、中段には、実線で出力端子４ａの電圧波形を示し、破線で出力端子４ｂの電圧波形を示している。なお、ここで示した出力電圧Ｖｄｃ（ａ）は動作タイミングＡにおいて抵抗８，９等によって検出される電圧で、出力電圧Ｖｄｃ（ｂ）は動作タイミングＢにおいて上記と同様に検出される電圧である。図中下段には、抵抗１１によって検出される出力電流Ｉｏｕｔを示している。また、図９−１は、図１０の動作タイミングＡにおける各スイッチング素子３１〜３４のＯＮ／ＯＦＦ状態を示し、図９−２は図１０の動作タイミングＢにおける各スイッチング素子３１〜３４のＯＮ／ＯＦＦ状態を示すものである。

図９−１に示したようにスイッチング素子３１，３４がＯＮ状態になる動作タイミングＡにおいては、放電灯７が消灯していることから短絡しているスイッチング素子３１には電流が流れず、また短絡によりスイッチング素子３１の端子間電圧が低くなっている。このときＯＮ状態となっている対向配置のスイッチング素子３４にも電流が流れないため、スイッチング素子３４による電圧降下も小さい。従って、出力端子４ａ，４ｂ間の中点電圧Ｖｃｅｎｔ（ａ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧Ｖｄｃ（ａ）の概ね１／２の電圧になる。なお、このとき抵抗１１が検出する出力電流Ｉｏｕｔは０［Ａ］である。

図９−２に示したようにスイッチング素子３２，３３がＯＮ状態となる動作タイミングＢでは、短絡したスイッチング素子３１の図中下側に配置されているスイッチング素子３３がＯＮ状態になって、前述のように短絡しているスイッチング素子３１と共にＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力端子間を短絡する経路が形成され、図示したように電流Ｉ（ｂ）が流れて出力電圧Ｖｄｃ（ｂ）が低電圧になる。また、スイッチング素子３３には過大な電流Ｉ（ｂ）が流れるため、スイッチング素子３３による電圧降下が大きくなる。このとき、ＯＮ状態となっている対向配置されたスイッチング素子３２には電流が流れないため、スイッチング素子３２による電圧降下は小さい。従って、出力端子４ａ，４ｂ間に生じる電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧Ｖｄｃ（ｂ）と、スイッチング素子３３による降下電圧に相当する電圧分が上昇した電圧との電位差となる。そのため、出力端子４ａ，４ｂ間の中点電圧Ｖｃｅｎｔ（ｂ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧Ｖｄｃ（ｂ）の１／２の電圧からスイッチング素子３３による降下電圧に相当する電圧分が上昇した電圧となる。即ち、中点電圧Ｖｃｅｎｔ（ｂ）は、出力電圧Ｖｄｃ（ｂ）の１／２よりも大きくなる。なお、このとき抵抗１１には過大な電流が流れる。

ＣＰＵ５は、前述の説明と同様に出力端子４ａ，４ｂ間の中点電圧Ｖｃｅｎｔを示すデータ、及び出力電圧Ｖｄｃを示すデータを入力し、また、抵抗１１によって検出される出力電流Ｉｏｕｔを示すデータを入力する。ＤＣ／ＡＣインバータ４の動作タイミングに対応して検出された出力電圧Ｖｄｃ、中点電圧Ｖｃｅｎｔ、及び、出力電流Ｉｏｕｔを用いて放電灯点灯装置のＤＣ／ＡＣインバータ４を構成するＨ型ブリッジ回路の高電位側に配置されたスイッチング素子３１あるいはスイッチング素子３２の短絡の有無を判定する。
具体的には、ＤＣ／ＡＣインバータ４のいずれか一方の出力端子の電圧がＬレベルとなる動作タイミング、例えば出力端子４ａがＬレベルとなっている動作タイミングＢにおいて、
（５−１）ＤＣ／ＡＣインバータ４の出力電流、即ち抵抗１１により検出される出力電流Ｉｏｕｔが過大になっている。
（５−２）ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧Ｖｄｃ（ｂ）が低下している。
（５−３）中点電圧Ｖｃｅｎｔ（ｂ）がＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧Ｖｄｃ（ｂ）の１／２から所定電圧だけ高い値になっている。
（５−４）中点電圧Ｖｃｅｎｔ（ｂ）が所定の電圧以下になっている。

ＤＣ／ＡＣインバータ４の動作タイミングＡあるいは動作タイミングＢのいずれかにおいて、前述の（５−１）〜（５−４）のような出力電流Ｉｏｕｔ、出力電圧Ｖｄｃ、及び中点電圧Ｖｃｅｎｔが検出されたとき、ＤＣ／ＡＣインバータ４の高電位側のスイッチング素子３１あるいはスイッチング素子３２に短絡が発生したと判定する。

ここまで説明したように、ＤＣ／ＡＣインバータ４の出力端子４ａ，４ｂ間に生じる電圧の中点電圧Ｖｃｅｎｔを検出することにより、ＤＣ／ＡＣインバータ４の高電位側の例えばスイッチング素子３１に短絡が発生したとき、ＣＰＵ５は、動作タイミングの半サイクル、例えば過負荷となる動作タイミングＢにおいて明確に当該スイッチング素子３１の短絡判定を行うことが可能で、地絡、天絡の検出と同様に回路素子等にストレスを与えない短時間でＤＣ／ＡＣインバータ４の高電位側のスイッチング素子の短絡を検出することができる。

図１１−１〜図１１−３は、実施の形態１による放電灯点灯装置の動作を示す説明図である。図１等に示したものと同一あるいは相当する部分に同じ符号を使用し、その詳細な説明を省略する。図１等に示した抵抗１２の抵抗値をＲ１とする。また、抵抗１３の抵抗値をＲ２とする。
放電灯点灯装置に接続されているイグナイタ６、放電灯７、及び、これらの間を接続する導線等が何かに接触して短絡が発生したとき、また前述のように天絡、スイッチング素子の短絡が発生したとき、抵抗１２と抵抗１３が同じ値、即ち分圧比が等しい場合には中点電圧Ｖｃｅｎｔが低電圧で脈動のない直流電圧として検出され、このような直流の電圧レベルを異常検出に使用することになる。
直流の電圧レベルを異常発生の判断材料とすると、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧Ｖｄｃが低下したことを検出したとき、この低下した電圧が、実際に短絡によって低下した出力電圧ＶｄｃとＤＣ／ＡＣインバータ４のスイッチング素子の増大した電圧降下とを加算したものなのか、あるいは低インピーダンスとなっている放電灯７の放電電極間電圧とＤＣ／ＡＣインバータ４のスイッチング素子の正常な電圧降下とを加算したものなのかを判別することが困難になる。

抵抗１２の抵抗値Ｒ１と抵抗１３の抵抗値Ｒ２とを異なる値にして分圧比を異なるものとした場合には、抵抗１２，１３の接続点から検出される電圧は前述のような直流電圧にならず、図１１−３に示したようにＤＣ／ＡＣインバータ４の出力電圧の反転に同期した、即ち動作タイミングに対応した矩形の電圧波形になる。
図１１−１に示したＤＣ／ＡＣインバータ４のスイッチング素子３１，３４がＯＮ状態、及びスイッチング素子３２，３３がＯＦＦ状態のとき、抵抗１２と出力端子４ａとの接続点には電圧レベル（Ｃ）が生じ、抵抗１２と抵抗１３との接続点には電圧レベル（Ｅ）が生じる。また、図１１−２に示したＤＣ／ＡＣインバータ４のスイッチング素子３１，３４がＯＦＦ状態、及びスイッチング素子３２，３３がＯＮ状態のとき、抵抗１２と出力端子４ａとの接続点には電圧レベル（Ｄ）が生じ、抵抗１２と抵抗１３との接続点には電圧レベル（Ｆ）が生じる。

図１１−３に示した電圧レベル（Ｃ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧Ｖｄｃから、図１１−１のスイッチング素子３１のＯＮ抵抗によって降下した電圧である。電圧レベル（Ｄ）は、図１１−２のスイッチング素子３３の電圧降下により０［Ｖ］よりも当該降下電圧分が高くなった電圧である。電圧レベル（Ｃ）と電圧レベル（Ｄ）との電位差が、出力端子４ａと出力端子４ｂとの間に生じる出力電圧Ｖｏｕｔである。ここで、図１１−１に示したスイッチング素子３１がＯＮ状態になったとき、即ち出力端子４ａに生じる電圧がＨレベルのときに抵抗１２と抵抗１３との接続点に生じる電圧、即ち中点電圧ＶｃｅｎｔをＶ１、図１１−２に示したスイッチング素子３２がＯＮ状態になったとき、即ち出力端子４ｂに生じる電圧がＨレベルのときに抵抗１２と抵抗１３との接続点に生じる中点電圧ＶｃｅｎｔをＶ２としたとき、出力電圧Ｖｏｕｔは、次の（１）式によって求めることができる。
Ｖｏｕｔ＝（Ｖ１−Ｖ２）×（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ２−Ｒ１）…（１）

ＣＰＵ５は、このようにＤＣ／ＡＣインバータ４が出力電圧を反転させる動作タイミングに同期させて出力端子４ａ，４ｂの間に接続されている抵抗１２，１３から中点電圧Ｖｃｅｎｔを検出し、中点電圧Ｖｃｅｎｔとして検出された二つの電圧レベル、即ち電圧Ｖ１と電圧Ｖ２から、ＤＣ／ＡＣインバータ４のスイッチング素子の電圧降下を含まないＤＣ／ＡＣインバータ４の出力電圧Ｖｏｕｔ、即ち放電灯点灯装置の純粋な出力電圧Ｖｏｕｔを求めることができる。
また、前述のようにＤＣ／ＡＣインバータ４の出力電圧Ｖｏｕｔを推測することにより、ＤＣ／ＡＣインバータ４のスイッチング素子の電圧降下を推測することができる。従って、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧Ｖｄｃが低下した原因が、放電灯７が点灯直後で低インピーダンス状態となっているためなのか、放電灯点灯装置の出力電力が幾らかの抵抗を有する短絡経路によって短絡されたためなのかを識別することができ、誤判定のない短絡判定を行うことが可能になる。

例えば、抵抗値Ｒ１と抵抗値Ｒ２との比率を１：２とした場合に、Ｖ１＝９［Ｖ］、Ｖ２＝５［Ｖ］が検出されたとき、前述の（１）式によって出力電圧Ｖｏｕｔは１２［Ｖ］であると推測することができる。
なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧Ｖｄｃが１４［Ｖ］ならば、ＤＣ／ＡＣインバータ４の高電位側のスイッチング素子３１及び低電位側のスイッチング素子３３の電圧降下を、（Ｖｄｃ−Ｖｏｕｔ）／２から、それぞれ１［Ｖ］と推測することができる。

放電灯７が点灯直後に低インピーダンスとなって低下したときの放電電極間電圧は、キセノンガスのアーク放電によるもので１２［Ｖ］以下にはならない。異常と思われる低い出力電圧Ｖｄｃが検出されたときであっても、前述のように求めた電圧Ｖｏｕｔが１２［Ｖ］以下になっていなければ、点灯直後に生じる放電灯７の低インピーダンスにより放電電圧が低い状態、または放電灯７が低い放電電圧で点灯していると推測される。
また、例えば車載ヘッドランプ用放電灯点灯装置において発生する可能性のある出力経路の短絡は、車体構造物への導線の挟み込み、また工具による橋絡などによるものが多く、短絡が発生したときの抵抗値は小さなものとなる。このような短絡では、放電灯点灯装置の出力電圧、即ち出力端子４ａ，４ｂ間の電圧が１０［Ｖ］以上になることはない。このことから、放電灯７が点灯直後に低インピーダンスになっている状態等と、出力経路に短絡が生じた状態とを識別することができる。
ＣＰＵ５は、例えば前述の１２［Ｖ］や１０［Ｖ］などを閾値として予め設定しておき、前述のようにして求めた出力電圧Ｖｏｕｔが閾値以下になったとき、放電灯点灯装置の出力経路に短絡が発生したと判定する。このように、放電灯点灯装置の正確な出力電圧Ｖｏｕｔを求めて異常発生の判定に用いることにより、出力経路の短絡を明確に判定することができる。

以上のように実施の形態１によれば、ＤＣ／ＡＣインバータ４の出力端子４ａ，４ｂ間に抵抗１２，１３を接続し、抵抗１２と抵抗１３との接続点から中間電圧Ｖｃｅｎｔを検出して、ＣＰＵ５がＤＣ／ＡＣインバータ４の動作タイミングに対応させて中間電圧Ｖｃｅｎｔの大きさを判別して異常の発生、さらに異常が発生した箇所を判定するようにしたので、放電灯点灯装置の内部に発生した異常と当該装置に接続される出力経路に発生した異常とを判別することができ、故障あるいは異常の発生部分を狭い範囲に限定することができるため修理に関する判断をより適確に行うことが可能になり、故障／異常に対する処置を迅速に行うことができるという効果がある。
また、異常が発生した部品等を交換するとき、誤判断によって無関係な部品を交換する作業を回避することができ、交換作業に費やす労力が減って修理に要する負担を軽減することができるという効果がある。

また、ＤＣ／ＡＣインバータ４の出力端子４ａ，４ｂの電圧を、抵抗１２と抵抗１３の接続点から中点電圧Ｖｃｅｎｔとして検出するようにしたので、低電位側が接地されていない電圧を簡素な回路構成で検出することができ、コストを抑制することができるという効果がある。
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧Ｖｄｃ及び出力電流Ｉｏｕｔ、ＤＣ／ＡＣインバータ４の出力端子４ａ，４ｂから検出される中点電圧Ｖｃｅｎｔを用いて異常の発生を判定するようにしたので、確度の高い判定結果を得ることができるという効果がある。

実施の形態２．
図１２は、この発明の実施の形態２による放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。図１に示したものと同一あるいは相当する部分に同じ符号を使用し、その説明を省略する。
実施の形態２による放電灯点灯装置は、図１等に示した抵抗１２，１３に替えて、第一の分圧素子としてコンデンサ４１を、また第二の分圧素子としてコンデンサ４２を備えたもので、他の部分は実施の形態１で説明した放電灯点灯装置と同様に構成されている。ここでは、実施の形態２による放電灯点灯装置の特徴となる部分を説明し、実施の形態１による放電灯点灯装置と同様に構成される部分の重複説明を省略する。
コンデンサ４１の一端は、ＤＣ／ＡＣインバータ４のスイッチング素子３１とスイッチング素子３３との接続点に接続され、また出力端子４ａに接続されている。コンデンサ４２の一端は、ＤＣ／ＡＣインバータ４のスイッチング素子３２とスイッチング素子３４との接続点に接続され、また出力端子４ｂに接続されている。コンデンサ４１の他端は、コンデンサ４２の他端と抵抗１４の一端との接続点に接続され、またこの接続点の電圧がＡ／Ｄ変換部１５へ入力するように接続されている。

次に動作について説明する。
実施の形態１で説明した放電灯点灯装置と同様な動作の重複説明を省略し、実施の形態２による放電灯点灯装置の特徴となる動作を説明する。
実施の形態１で説明したように、ＤＣ／ＡＣインバータ４から出力される電圧は所定の周期で反転する。図１２に示した放電灯点灯装置は、所定の周期で電圧が反転する出力端子４ａ，４ｂ間に生じる電圧をコンデンサ４１，４２によって検出し、コンデンサ４１とコンデンサ４２の接続点に生じる中点電圧Ｖｃｅｎｔを検出する。即ち、出力端子４ａ，４ｂ間の電圧をコンデンサ４１，４２によって分圧し、中点電圧Ｖｃｅｎｔを検出する。図１２のＣＰＵ５は、このようにして検出した中点電圧Ｖｃｅｎｔを実施の形態１で説明したものと同様に用いて、放電灯点灯装置に発生した異常の検出、またさらに異常が発生した箇所の判別を行う。

以上のように実施の形態２によれば、出力端子４ａ，４ｂに接続する分圧素子としてコンデンサ４１，４２を備えたので、ＤＣ／ＡＣインバータ４から所定の周期で反転される電圧から中点電圧Ｖｃｅｎｔを検出することができ、実施の形態１で説明したものと同様に、放電灯点灯装置の内部に発生した異常と当該装置に接続される出力経路に発生した異常とを判別することができ、また、使用者は故障／異常に対する処置を迅速に行うことができるという効果がある。
また、無関係な部品を交換する作業を回避し、交換作業に費やす労力を減らして修理に要する負担を軽減することができるという効果がある。
また、簡素な回路構成でＤＣ／ＡＣ／インバータ４の出力電圧を検出して異常発生を検出することができ、コストを抑制しながら異常発生について確度の高い判定結果を得ることができるという効果がある。

この発明の実施の形態１による放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。 実施の形態１による放電灯点灯装置の動作を示す説明図である。 実施の形態１による放電灯点灯装置に地絡が発生した状態を示す説明図である。 実施の形態１による放電灯点灯装置に地絡が発生した状態を示す説明図である。 実施の形態１による放電灯点灯装置に地絡が発生したときの動作を示す説明図である。 実施の形態１による放電灯点灯装置に天絡が発生した状態を示す説明図である。 実施の形態１による放電灯点灯装置に天絡が発生した状態を示す説明図である。 実施の形態１による放電灯点灯装置に天絡が発生したときの動作を示す説明図である。 実施の形態１による放電灯点灯装置のＤＣ／ＡＣインバータのスイッチング素子に短絡が発生した状態を示す説明図である。 実施の形態１による放電灯点灯装置のＤＣ／ＡＣインバータのスイッチング素子に短絡が発生した状態を示す説明図である。 実施の形態１による放電灯点灯装置のＤＣ／ＡＣインバータのスイッチング素子に短絡が発生したときの動作を示す説明図である。 実施の形態１による放電灯点灯装置のＤＣ／ＡＣインバータのスイッチング素子に短絡が発生した状態を示す説明図である。 実施の形態１による放電灯点灯装置のＤＣ／ＡＣインバータのスイッチング素子に短絡が発生した状態を示す説明図である。 実施の形態１による放電灯点灯装置のＤＣ／ＡＣインバータのスイッチング素子に短絡が発生したときの動作を示す説明図である。 実施の形態１による放電灯点灯装置の動作を示す説明図である。 実施の形態１による放電灯点灯装置の動作を示す説明図である。 実施の形態１による放電灯点灯装置の動作を示す説明図である。 この発明の実施の形態２による放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。

符号の説明

１ 電源、２ ＤＣ／ＤＣコンバータ、３ ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部、４ ＤＣ／ＡＣインバータ、５ ＣＰＵ、６ イグナイタ、７ 放電灯、８，９，１１〜１４ 抵抗、１０，１５ Ａ／Ｄ変換部、１６ 通信部、２１ トランス、２２，３１〜３４ スイッチング素子、２３ ダイオード、２４ 平滑コンデンサ、４１，４２ コンデンサ。

Claims (13)

1. 電源電圧を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を検出する電圧検出手段と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流を検出する電流検出手段と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を反転させるＤＣ／ＡＣインバータと、前記電圧検出手段及び電流検出手段の検出結果を用いて前記ＤＣ／ＤＣコンバータ及びＤＣ／ＡＣインバータの動作を制御し、前記ＤＣ／ＡＣインバータの出力電圧によって放電灯を点灯させる制御手段と、を備える放電灯点灯装置において、
   前記ＤＣ／ＡＣインバータの出力端子間を接続する、直列接続された第一の分圧素子及び第二の分圧素子と、
   前記第一の分圧素子及び第二の分圧素子の接続点から前記出力端子間の中点電圧を検出する出力端子電圧検出手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記出力端子電圧検出手段が検出した中点電圧を用いて、当該放電灯点灯装置内部に発生した異常と前記出力端子に接続されている出力経路に発生した異常とを判別して検出することを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 制御手段は、出力端子電圧検出手段の検出した中点電圧が電圧検出手段の検出電圧の１／２よりも低くなり、かつ、電流検出手段が電流を検出していないとき出力経路に地絡が発生したと判定することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. 制御手段は、出力端子電圧検出手段の検出した中点電圧が電圧検出手段の検出電圧の１／２よりもＤＣ／ＡＣインバータの動作タイミングに対応して低くまたは高くなり、かつ、前記動作タイミングに対応して電流検出手段が過大な電流を検出するとき出力経路に天絡が発生したと判定することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
4. 制御手段は、出力端子電圧検出手段の検出した中点電圧がＤＣ／ＡＣインバータの動作タイミングに対応して電圧検出手段の検出電圧の１／２よりも低くなり、かつ、前記中点電圧が低くなる動作タイミングで電流検出手段が過大な電流を検出するとき前記ＤＣ／ＡＣインバータの低電位側スイッチング素子に異常が発生したと判定することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
5. 制御手段は、出力端子電圧検出手段の検出した中点電圧がＤＣ／ＡＣインバータの動作タイミングに対応して電圧検出手段の検出電圧の１／２よりも高くなり、かつ、前記中点電圧が高くなる動作タイミングで電流検出手段が過大な電流を検出するとき前記ＤＣ／ＡＣインバータの高電位側スイッチング素子に異常が発生したと判定することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
6. 分圧比の異なる第一の分圧素子と第二の分圧素子とを備えることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
7. 制御手段は、ＤＣ／ＡＣインバータの動作タイミングに同期して出力端子電圧検出手段が検出した第一の分圧素子によって分圧された電圧と第二の分圧素子によって分圧された電圧とを用いて、放電灯点灯装置の出力電圧を推測することを特徴とする請求項６記載の放電灯点灯装置。
8. 制御手段は、推測した放電灯点灯装置の出力電圧と電圧検出手段の検出電圧とを用いて、ＤＣ／ＡＣインバータのスイッチング素子による電圧降下を推測することを特徴とする請求項７記載の放電灯点灯装置。
9. 制御手段は、推測した放電灯点灯装置の出力電圧と予め設定されている閾値とを用いて出力経路の短絡発生を検出することを特徴とする請求項６から請求項８のうちのいずれか１項記載の放電灯点灯装置。
10. 第一の分圧素子及び第二の分圧素子として抵抗を使用することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
11. 第一の分圧素子及び第二の分圧素子としてコンデンサを使用することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
12. 制御手段は、異常発生を検出したときＤＣ／ＡＣインバータの動作を制限することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
13. 制御手段が異常発生を検出したとき、前記制御手段の制御に応じて発生した異常を示す信号を当該放電灯点灯装置の外部機器へ送信する通信手段を備えることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。

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