JP2010055826A - 放電灯点灯装置、前照灯装置、及び車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 インバータ部の出力端に放電灯を接続した場合とインバータ部の出力端に抵抗を接続した場合とでのインバータ部の出力電力の波形の差を小さくすることができる放電灯点灯装置を提供する。
【解決手段】 直流電力を出力する直流電源部と、直流電源部が出力した直流電力の極性を所定の反転時間おきに反転させた矩形波交流電力を出力するインバータ部とを備える。インバータ部が直流電力の極性の反転を開始する直前の反転前期間Ｔ３と、インバータ部が直流電力の極性の反転を終了した直後の反転後期間Ｔ１とには、一時的に直流電源部の出力電流の目標値を上昇させることで出力電力を上昇させる。始動時に、インバータ部の出力端に接続された負荷が放電灯か抵抗かを判別し、抵抗の場合と放電灯の場合とで、上記の出力電力の上昇量を同じとするように、上記の目標値の上昇量を互いに異ならせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、放電灯点灯装置、前照灯装置、及び車両に関するものである。

従来から、メタルハライドランプなどの高輝度放電灯を点灯させる放電灯点灯装置として、音響的共鳴現象を避けるために矩形波点灯方式を採用した放電灯点灯装置が提供され、スポットライトやプロジェクタの光源や車両の前照灯などの点灯に用いられている。

この種の放電灯点灯装置は、直流電力を出力する直流電源部と、直流電源部が出力した直流電力の極性を所定の反転時間おきに反転させた矩形波交流電力を放電灯に供給するインバータ部とを備える。

上記のような放電灯点灯装置では、インバータ部の出力の極性の反転（以下、単に「反転」と呼ぶ。）時に、インバータ部から放電灯への出力電流の瞬時的な低下に伴って放電灯の電極の温度低下が発生して反転後の放電灯における放電が不安定となり、これが放電灯のちらつき（フリッカ）や立ち消えや電磁ノイズの原因となっていた。そこで、上記のようなフリッカや立ち消えや電磁ノイズを抑制するために、反転の直前や直後に、一時的にインバータ部の出力電力（以下、単に「出力電力」と呼ぶ。）を上昇させるという技術が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

図８に、この種の放電灯点灯装置１の一例を示す。この放電灯点灯装置１は、直流電源Ｅから入力された直流電力の電圧値を変換する直流電源部としてのＤＣ−ＤＣコンバータ部２と、ＤＣ−ＤＣコンバータ部２が出力した直流電力を交番して放電灯Ｌａへ出力するインバータ部３と、ＤＣ−ＤＣコンバータ部２とインバータ部３とをそれぞれ制御する制御部４とを備える。また、インバータ部３と放電灯Ｌａとの間には、放電灯Ｌａの始動用の高電圧を生成するイグナイタ部５が設けられている。

詳しく説明すると、直流電源Ｅの低電圧側の出力端はグランドに接続されていて、ＤＣ−ＤＣコンバータ部２は、一次巻線Ｐ１の一端が直流電源Ｅの高電圧側の出力端に接続されるとともに一次巻線Ｐ１の他端がスイッチング素子Ｑ１を介してグランドに接続されたトランスＴ１と、一端がグランドに接続された出力コンデンサＣ１と、アノードが出力コンデンサＣ１の他端に接続されるとともにカソードがトランスＴ１の二次巻線Ｓ１を介してグランドに接続されたダイオードＤ１とを備え、出力コンデンサＣ１の両端を出力端とする、周知のフライバック・コンバータである。制御部４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ部２のスイッチング素子Ｑ１をオンオフ駆動するＰＷＭ信号である制御信号を出力することによってＤＣ−ＤＣコンバータ部２の出力電力を制御する。

また、インバータ部３は、２個ずつのスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５の直列回路が２個、ＤＣ−ＤＣコンバータ部２の出力端間に互いに並列に接続されてなり、各直列回路のスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５同士の接続点を出力端とする、フルブリッジ型のインバータ回路である。インバータ部３は、互いに直列に接続されたスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５が交互に且つ互いに対角に位置するスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５が同時にオンオフ駆動されることで、ＤＣ−ＤＣコンバータ部２が出力した直流電力を矩形波交流電力に変換して出力する。

イグナイタ部５は、インバータ部３の出力端間に接続されたコンデンサＣｓと、一次巻線Ｐ２及び二次巻線Ｓ２のそれぞれ一端がインバータ部３の一方の出力端に接続されたトランスＴ２とを備える。このトランスＴ２の一次巻線Ｐ２の他端はスパークギャップＳＧ１を介してインバータ部３の他方の出力端に接続され、二次巻線Ｓ２の他端は放電灯Ｌａを介してインバータ部３の他方の出力端に接続される。

制御部４は、インバータ部３を制御する反転判断部４１と、ＤＣ−ＤＣコンバータ部２の出力電力（すなわちインバータ部３から放電灯Ｌａへの出力電力。以下、単に「出力電力」と呼ぶ。）の目標値である電力目標値が格納された電力目標記憶部４２と、ＤＣ−ＤＣコンバータ部２の出力電圧を検出するとともに検出された出力電圧（以下、「電圧検出値」と呼ぶ。）と電力目標記憶部４２に格納された電力目標値とを用いてＤＣ−ＤＣコンバータ部２の出力電流の目標値である電流目標値を演算する電流目標演算部４３と、通常は電流目標演算部４３から入力された電流目標値をそのまま出力する一方、インバータ部３が出力の極性を反転させる前後の所定期間Ｔ１，Ｔ３（図１０参照）には該電流目標値を上昇させた上で出力する電流目標上昇部４４と、ＤＣ−ＤＣコンバータ部２の出力電流を検出するとともに検出された出力電流（以下、「電流検出値」と呼ぶ。）を電流目標値上昇部４４が出力した電流目標値に近づけるようにＤＣ−ＤＣコンバータ部２を制御する制御信号を生成する制御信号生成部４５とを備える。上記のような制御部４は周知技術によって実現可能であるので、詳細な説明は省略する。

具体的には、インバータ部３は、各スイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５をそれぞれオンオフ駆動する駆動部（図示せず）を有する。制御部４の反転判断部４１はインバータ部３の駆動部に対してパルス状の反転信号を入力するものであって、インバータ部３の駆動部は、反転信号が入力される度にインバータ部３の出力を反転させるように各スイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５のオンオフをそれぞれ切り換える。

また、反転判断部４１は例えば電源が投入されてからの経過時間に基いて放電灯Ｌａの点灯状態を判定しており、放電灯Ｌａが消灯していると判定されている期間には反転信号をＬレベルに維持する。すなわち、電源が投入されてから、放電灯Ｌａが点灯するまでは、第１スイッチング素子Ｑ２，Ｑ５がオンされ第２スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４がオフされた状態に維持される。すると、ＤＣ−ＤＣコンバータ部２の出力電圧の上昇に伴ってインバータ部３からの出力電圧の振幅が徐々に増大することで、スパークギャップＳＧ１の両端電圧が徐々に上昇する。やがて、スパークギャップＳＧ１において絶縁破壊（ブレークダウン）が発生すると、トランスＴ２の一次巻線Ｐ２に流れる電流の急激な増加に伴ってトランスＴ２の二次巻線Ｓ２に誘導起電力が発生し、この誘導起電力による電圧とインバータ部３の出力電圧とが重畳された例えば数１０ｋＶの高電圧により、放電灯Ｌａではアーク放電が開始される（すなわち、放電灯Ｌａが始動されて点灯する）。その後、放電灯Ｌａの点灯を判定した反転判断部４１によって反転信号の出力が開始されることにより、インバータ回路２による矩形波交流電力の出力が開始される。

上記の放電灯点灯装置１の動作を、図９を用いて説明する。まず、電源が投入されて動作が開始される（Ｓ１）と、制御部４の各部において、動作に用いられる各種の変数が初期化され（Ｓ２）、その後、反転判断部４１が反転信号を出力しないことにより、インバータ部３では始動動作が開始される（Ｓ３）。すなわち、インバータ部３において対角に位置する２個のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ５のみがオンされた状態が維持され、イグナイタ部５によって放電灯Ｌａが始動される。その後、反転判断部４１によって放電灯Ｌａの点灯・未点灯が判断され（Ｓ４）、放電灯Ｌａが未点灯と判断されればステップＳ３の始動動作が継続される。一方、ステップＳ４において、放電灯Ｌａが点灯したと判断されれば、次のステップＳ５への移行により、インバータ部３が矩形波交流電力を放電灯Ｌａに出力する動作が開始される。ステップＳ５では、電流目標演算部４３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ部２の出力電圧を検出することで電圧検出値を取得する。電流目標演算部４３は、新しいものから３回分までの電圧検出値を記憶するとともに随時更新しており、新たに取得された電圧検出値と合わせて４回分までの電圧検出値を平均することで電圧平均値を得てこれを制御に用いる。このように複数回分の電圧検出値の平均値である電圧平均値を制御に用いることで、ノイズの影響が抑制される。また、電流目標演算部４３は、電力目標値を電力目標記憶部４２から読み出すとともに、読み出された電力目標値を電圧平均値で除することで電流目標値を得、この電流目標値を電流目標上昇部４４に出力する。

また、反転判断部４１は、インバータ部３へ反転信号を出力すべきタイミングを判断するとともに、反転信号の出力を開始する直前の所定の反転前期間Ｔ３の開始時から、反転信号の出力を終了した後の所定の反転後期間Ｔ１の終了時にかけて、ＤＣ−ＤＣコンバータ部２の出力電力を一時的に上昇させるための出力上昇信号を電力目標上昇部４４に入力する（すなわち、出力上昇信号をオンする）。電流目標上昇部４４は、電流目標演算部４３から電流目標値を入力されると、出力上昇信号がオンか否かを判定し（Ｓ６）、出力上昇信号がオンであれば電流目標演算部４３から入力された電流目標値に所定の上昇量を加算（Ｓ７）して得られた新たな電流目標値を制御信号生成部４５に出力する一方、出力上昇信号がオフであれば電流目標演算部４３から入力された電流目標値をそのまま制御信号生成部４５に出力する。上記の上昇量は、放電灯Ｌａの定格電流値の０．１倍〜１倍程度とする。例えば、定格電流値が０．４Ａであれば上昇量は０．０４Ａ〜０．４Ａとし、定格電流値が０．８Ａであれば上昇量は０．０８Ａ〜０．８Ａとする。これにより、上記の反転後期間Ｔ１と反転前期間Ｔ３とでは一時的にＤＣ−ＤＣコンバータ部２及びインバータ部３の出力電力が上昇する。

制御信号生成部４５は、ＤＣ−ＤＣコンバータ部２の出力電流を検出することで電流検出値を取得し、また、新しいものから３回分までの電流検出値を記憶するとともに随時更新しており、新たに取得された電流検出値と合わせて４回分までの電流検出値を平均することで電流平均値を得てこれを制御に用いる。すなわち、電流平均値を電流目標値とするような制御信号を生成してＤＣ−ＤＣコンバータ部２に入力する（Ｓ８）。具体的には例えば制御信号生成部４５は電流平均値と電流目標値との差に応じた電圧値の出力を生成する誤差アンプを有し、この誤差アンプの出力の電圧値に応じたオンデューティのＰＷＭ信号である制御信号を生成する。上記のように複数回分の電流検出値の平均値である電流平均値を制御に用いることで、ノイズの影響が抑制される。

ステップＳ９〜ステップ１３はそれぞれ反転判断部４１の動作である。ステップＳ９では、反転判断部４１は、反転信号を出力すべきタイミング、すなわち所定の反転時間毎のタイミングであるか否かを判断し、反転信号を出力すべきタイミングであればステップＳ１０において反転信号をインバータ部３へ出力する。インバータ部３の出力の周波数は数１００Ｈｚ〜数ｋＨｚとされる。つまり、反転時間は数百μｓ〜数ｍｓである。また、ステップＳ１１では、反転後期間Ｔ１でも反転前期間Ｔ３でも反転信号の出力中でもない定電力期間Ｔ２中であるか否かを判断し、定電力期間Ｔ２中であれば出力上昇信号をオフし（Ｓ１２）、定電力期間Ｔ２中でなければ出力上昇信号をオンする（Ｓ１３）。

上記のようなステップＳ５〜ステップＳ１３の動作は、電源がオフされるまで継続される。さらに、異常検出及び保護動作や、周囲温度に応じたＤＣ−ＤＣコンバータ部２の出力電力の変更といった、周知技術を適宜組み合わせてもよい。また、反転後期間Ｔ１や反転前期間Ｔ３では、上記のように電流目標値に上昇量を加算する代わりに、電流目標値に１より大きい所定の係数（以下、「上昇率」と呼ぶ。）を乗じることによって、出力電力を上昇させてもよい。

上記のような放電灯点灯装置１によれば、反転前期間Ｔ３に出力電力を上昇させることにより放電灯Ｌａにおいて反転時の温度低下が抑制され、反転後期間Ｔ１に出力電力を上昇させることにより放電灯Ｌａの電極において上記の温度低下後の温度の復帰が促進されることにより、放電灯Ｌａにおける放電が安定し、フリッカや立ち消えや電磁ノイズが抑制される。
特表１０−５０１９１９号公報 特開２００２−１１０３９２号公報

ところで、放電灯Ｌａのインピーダンスは、点灯後に数分から数十分経過しなければ安定しない。従って、新たに製造された放電灯点灯装置１の出荷前に、出力電力の調整や検査を行う際、インバータ部３の出力端に実際に放電灯Ｌａを接続すると、放電灯Ｌａを点灯させた後、上記の調整や検査を実行する前に、放電灯Ｌａのインピーダンスを安定させるために上記の数分や数十分といった時間だけ放置する必要が生じ、放置のためのスペースや電力が必要となって、上記の調整や検査のコストが高くなってしまう。

そこで、上記の調整や検査の際には、実際の放電灯Ｌａに代えて、上記のようにインピーダンスが安定した状態の放電灯を模した抵抗（図示せず）が、インバータ部３の出力端に接続されることがある。

しかし、上記のように反転の直前や直後に一時的にインバータ部３の出力電力を上昇させる放電灯点灯装置１において、インバータ部３の出力端に抵抗を接続した場合には、インバータ部３の出力端に放電灯を接続した場合とはインバータ部３の出力電力の波形が異なってしまうという問題があった。

例えば、上記のように反転後期間Ｔ１や反転前期間Ｔ３に電力目標値に上昇量を加算することで出力電力を上昇させる場合、図１０に示すように出力電流の波形や定電力期間Ｔ２での出力電圧及び出力電力は一致させることができるものの、放電灯Ｌａは抵抗と違って電流に対して抵抗値が低下するという特性（負特性）を有するため、出力電流が増加する反転後期間Ｔ１や反転前期間Ｔ３では、抵抗の場合には放電灯Ｌａの場合に比べてインバータ部３の出力電圧の絶対値や出力電力が大きくなってしまう。

本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、インバータ部の出力端に放電灯を接続した場合とインバータ部の出力端に抵抗を接続した場合とでのインバータ部の出力電力の波形の差を小さくすることができる放電灯点灯装置を提供することにある。

請求項１の発明は、直流電力を出力する直流電源部と、直流電源部が出力した直流電力の極性を所定の反転時間おきに反転させた矩形波交流電力を出力するインバータ部と、直流電源部の出力電力を制御する制御部とを備え、制御部は、インバータ部が直流電力の極性の反転を開始する直前の反転前期間と、インバータ部が直流電力の極性の反転を終了した直後の反転後期間との少なくとも一方に、直流電源部の出力電力を一時的に上昇させるものであって、制御部は、インバータ部の出力端に接続された負荷が放電灯が抵抗かを判別するとともに、判別された負荷に応じて、前記負荷が放電灯であった場合におけるインバータ部の出力電力と前記負荷が抵抗であった場合におけるインバータ部の出力電力との差を小さくするように、直流電源部の制御を互いに異ならせることを特徴とする。

この発明によれば、インバータ部の出力端に放電灯を接続した場合とインバータ部の出力端に抵抗を接続した場合とでのインバータ部の出力電力の波形の差を小さくすることができる
請求項２の発明は、請求項１の発明において、制御部は、直流電源部の出力電圧と出力電流との両方を検出し、検出された出力電圧と出力電流とに応じて直流電源部を制御することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、インバータ部の出力電力の１周期当りでの平均値を、制御部によって判別された負荷が放電灯であった場合と、制御部によって判別された負荷が抵抗であった場合とで互いに同じとするように、制御部は判別された負荷に応じて直流電源部の制御を互いに異ならせることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において、制御部は、直流電源部の出力電圧と出力電流とをそれぞれ検出し、検出された出力電圧によって所定の電力目標値を除して電流目標値を得るとともに、反転前期間と反転後期間とのうち出力電力を上昇させる期間には出力電流を電流目標値と所定の上昇量との和に一致させるように直流電源部を制御し、上記以外の期間には出力電流を電流目標値に一致させるように直流電源部を制御するものであって、制御部は、判別された負荷が抵抗であった場合には、判別された負荷が放電灯であった場合よりも前記上昇量を小さくすることを特徴とする。

請求項５の発明は、直流電力を出力する直流電源部と、直流電源部が出力した直流電力の極性を所定の反転時間おきに反転させた矩形波交流電力を出力するインバータ部と、直流電源部の出力電力を制御する制御部とを備え、制御部は、インバータ部の出力端に接続された負荷が放電灯が抵抗かを判別するとともに、判別された負荷が抵抗であれば直流電源部の出力電力を一定に維持する一方、判別された負荷が放電灯であれば、インバータ部が直流電力の極性の反転を開始する直前の反転前期間と、インバータ部が直流電力の極性の反転を終了した直後の反転後期間との少なくとも一方に、直流電源部の出力電力を一時的に上昇させるものであることを特徴とする。

この発明によれば、判別された負荷が抵抗であれば反転前期間や反転後期間での直流電源部の出力電力の上昇が行われないから、判別された負荷が抵抗である場合において反転前期間や反転後期間で出力電力が過剰に高くされることを防ぐことができる。

請求項６の発明は、請求項４の発明において、制御部は、判別された負荷が抵抗であった場合には、該抵抗の抵抗値を検出するとともに、検出された抵抗値に応じて前記上昇量を互いに異ならせることを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかの発明において、制御部は、放電灯が点灯する以前に、直流電源部の出力電流を所定の判別閾値と比較し、該出力電流が判別閾値未満であればインバータに接続された負荷は放電灯であると判別し、該出力電流が判別閾値を以上であればインバータに接続された負荷は抵抗であると判別することを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の放電灯点灯装置と、放電灯点灯装置によって点灯される放電灯とを備えることを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項８記載の前照灯装置を備えることを特徴とする。

請求項１の発明は、制御部が、インバータ部の出力端に接続された負荷が放電灯が抵抗かを判別するとともに、判別された負荷に応じて、前記負荷が放電灯であった場合におけるインバータ部の出力電力と前記負荷が抵抗であった場合におけるインバータ部の出力電力との差を小さくするように、直流電源部の制御を互いに異ならせるので、インバータ部の出力端に放電灯を接続した場合とインバータ部の出力端に抵抗を接続した場合とでのインバータ部の出力電力の波形の差を小さくすることができる
請求項５の発明によれば、判別された負荷が抵抗であれば反転前期間や反転後期間での直流電源部の出力電力の上昇が行われないから、判別された負荷が抵抗である場合において反転前期間や反転後期間で出力電力が過剰に高くされることを防ぐことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

本実施形態の基本構成は図８及び図９で説明した従来例と共通であるので、共通する部分については同じ符号を付して説明を省略する。

本実施形態は、始動時に放電灯Ｌａが点灯する前、図９でいうところのステップＳ３とステップＳ４との間で、インバータ部３の出力端に接続された負荷（以下、単に「負荷」と呼ぶ。）が放電灯Ｌａであるか抵抗（電気抵抗）であるかを判別する。

ところで、負荷が放電灯Ｌａである場合には、図２に破線Ｖｌ，Ｉｌで示すように、放電灯Ｌａが点灯する４０ｍｓの時点までは、インバータ部３の出力電圧は負荷が抵抗である場合（図２の実線Ｖｒ）に比べて高くなり、また、インバータ部３の出力電流は０となる。これに対し、負荷が抵抗である場合には、図２に実線Ｖｒ，Ｉｒで示すように、始動初期からインバータ部３から電流が出力され、インバータ部３の出力電圧と出力電流とはともに時間の経過に伴って一定の値まで徐々に増加する。

そこで、本実施形態の制御部３は、始動動作中、インバータ部３の出力電流を検出するとともに所定の判別閾値Ｉｔと比較し、インバータ部３の出力電流が上記の判別閾値Ｉｔ以上となった場合に、負荷は抵抗であると判別した上で、図９でいうところのステップＳ５以降の動作に移行してインバータ部３に出力の反転を開始させる。また、制御部３は、インバータ部３の出力電流が上記の判別閾値Ｉｔ未満に維持されたまま、放電灯Ｌａの点灯が判定された場合、負荷は放電灯Ｌａであると判別した上で、やはりステップＳ５に進む。なお、負荷の判別方法としては、上記のようにインバータ部３の出力電流に基いて判別するという方法の他に、インバータ部３の出力電圧に基いて判別するという方法や、インバータ部３の出力電流や出力電圧の上昇速度に基いて判別するという方法や、負荷の抵抗値に基いて判別するという方法などが考えられる。

さらに、電流目標上昇部４４は、反転後期間Ｔ１や反転前期間Ｔ３において電流目標値に対して加算する上昇量を上記の判別結果に応じて互いに異ならせ、上記の判別結果が抵抗である場合には、上記の判別結果が放電灯Ｌａである場合よりも、上記の上昇量を小さくする。例えば、インバータ部の出力電力とインバータ部の出力電流の電流値との関係が、放電灯Ｌａでは図３に曲線Ｃｌに示すようなものであり、抵抗では図３に曲線Ｃｒで示すようなものであった場合を考える。放電灯Ｌａに対し、定電力期間Ｔ２には電流目標値を０．８３（Ａ）とすることによって出力電力を３５（Ｗ）とし、反転後期間Ｔ１や反転前期間Ｔ２には電流目標値を１（Ａ）とする（すなわち上昇量を０．１７（Ａ）とする）ことにより出力電力をＸ（Ｗ）とするような場合であって、抵抗に対し、電流目標値が０．８３（Ａ）であるときには出力電力が３５（Ｗ）となり、出力電力をＸ（Ｗ）とするためには電流目標値をＹ（Ａ）とする必要があるような場合には、負荷が抵抗であると判別されているときには上昇量を（Ｙ−０．８３）（Ａ）とすれば、反転後期間Ｔ１や反転前期間Ｔ２での出力電力を放電灯Ｌａの場合と同様にＸ（Ｗ）とすることができる。上記のＹは１よりも小さいので、負荷が抵抗である場合の上昇量である（Ｙ−０．８３）（Ａ）は、負荷が放電灯Ｌａである場合の上昇量である０．１７（Ａ）よりも小さくなる。

上記構成によれば、図１に示すように、負荷が抵抗であると判別されている場合と、負荷が放電灯Ｌａであると判別されている場合とで、インバータ部３の出力電力の波形や１周期での平均値を略一致させることができる。

また、負荷の判別を、放電灯Ｌａが点灯するようなタイミング（以下、「予想点灯時」と呼ぶ。）よりも前に行っているので、予想点灯時よりも後に負荷の判別を行う場合に比べ、より早いタイミングで判別結果を得ることができ、また、抵抗と放電灯Ｌａとの特性の差が大きいうちに判別を行うことになるから判別の誤りが発生しにくい。ただし、予想点灯時よりも後に負荷の判別を行うようにしたほうが、予想点灯時よりも前に負荷の判別を行う場合に比べ、判別の動作に長い時間を用いることができるから、例えば、負荷の判別を複数回行って最も多い結果を採用する場合や、同じ判別結果が所定回数連続するまで判別結果を確定しない場合や、負荷の判別に用いる検出値を複数回得てその平均値を負荷の判別に用いる場合には、予想点灯時よりも後に負荷の判別を行うようにしたほうが判別の精度が向上することも考えられる。

なお、制御部４が、電力目標値を電流検出値で除して電圧目標値を得、この電圧目標値に電圧検出値を近づけるような制御信号を生成するものである場合、上記とは逆に、インバータ部３に抵抗が接続されている場合にはインバータ部３に放電灯Ｌａが接続されている場合よりも反転後期間Ｔ１や反転前期間Ｔ２での出力電力が小さくなる。そこで、上記のように電圧目標値に電圧検出値を近づける制御を行う場合には、反転後期間Ｔ１や反転前期間Ｔ２で電圧目標値に加算させる上昇量を、負荷が抵抗である場合には負荷が放電灯Ｌａである場合よりも大きくすれば、負荷が抵抗である場合と負荷が放電灯Ｌａである場合との出力電力の波形の差を小さくすることができる。

ところで、図４に曲線Ｃｌ１，Ｃｌ２で示すように、製造時のばらつきや累積点灯時間によって、放電灯Ｌａの特性にはある程度のばらつきが生じる。そして、放電灯点灯装置１の出荷前における出力電力の調整や検査の際には、図４に曲線Ｃｌで示す標準的な特性の放電灯Ｌａとは特性が異なる放電灯Ｌａに応じた抵抗値の抵抗が接続されることがある。そこで、制御部４が、負荷が抵抗であると判別されたとき、電流検出値や電圧検出値に基いて抵抗の抵抗値を検出するとともに、抵抗値毎の出力電力の波形の差を小さくするように、検出された抵抗値に応じて、例えば上記の上昇量を異ならせるといったように、異なる制御を行ってもよい。

または、負荷が抵抗であるときには負荷が放電灯Ｌａであるときに比べて反転後期間Ｔ１や反転前期間Ｔ２での出力電力が高くなってしまう場合に、反転後期間Ｔ１や反転前期間Ｔ２で出力電力が過剰に高くなってしまうことを確実に避けるためには、図５に示すように、負荷が抵抗であると判別されたときに、例えば反転判断部４１が出力上昇信号を出力しないこと又は電流目標上昇部４４が出力上昇信号を無視することで、反転後期間Ｔ１や反転前期間Ｔ２の出力電力の上昇が行われない（つまり、電圧検出部２の出力電力が一定に維持される）ようにしてもよい。

また、上記の各種の放電灯点灯装置１において、回路構成は図７のものに限られず、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ部２を、図６に示すような周知のバックコンバータ（降圧チョッパ回路）に変更してもよい。図６の例では、ＤＣ−ＤＣコンバータ部２に電力を供給する直流電源Ｅとして、交流電源ＡＣから供給された交流電力を直流電力に変換するＡＣ−ＤＣコンバータが用いられている。このＡＣ−ＤＣコンバータは、フィルタ回路と整流平滑回路とブーストコンバータとが組み合わされた周知の回路であるので、詳細な説明は省略する。

または、インバータ部３のスイッチング素子をＤＣ−ＤＣコンバータ部２のスイッチング素子に兼用する回路構成としてもよい。このような回路構成は周知技術で実現可能であるので、図示並びに詳細な説明は省略する。

また、上記の各実施形態では、制御部４がＤＣ−ＤＣコンバータ部２の出力電流と出力電圧との両方に基いてＤＣ−ＤＣコンバータ部２を制御しているが、例えばＤＣ−ＤＣコンバータ部２に入力される直流電力が安定していてＤＣ−ＤＣコンバータ部２の出力電流と出力電圧との一方のみを検出すれば他方が推定可能であるような場合には、制御部４がＤＣ−ＤＣコンバータ部２の出力電流と出力電圧との一方のみを検出して検出された一方のみに基いてＤＣ−ＤＣコンバータ部２を制御するようにしてもよい。

上述した各種の放電灯点灯装置１は、車載用の前照灯として用いられる放電灯Ｌａとともに前照灯装置を構成し、図７に示すように自動車ＣＲに搭載して用いることができる。この場合、直流電源Ｅとしては自動車ＣＲに搭載されたバッテリーが用いられる。

本発明の実施形態の動作を示す説明図である。 同上の始動時における出力電圧と出力電流との変化を、インバータ部の出力端に接続された負荷が放電灯である場合と抵抗である場合とのそれぞれについて示した説明図である。 同上におけるインバータ部の出力電力とインバータ部の出力電流の電流値との関係を、インバータ部の出力端に接続された負荷が放電灯である場合と抵抗である場合とのそれぞれについて示した説明図である。 同上におけるインバータ部の出力電力とインバータ部の出力電流の電流値との関係を、インバータ部の出力端に接続された放電灯の特性がそれぞれ異なる３通りの場合について示した説明図である。 同上の動作の変更例を示す説明図である。 同上の回路の別の例を示す回路ブロック図である。 同上の使用形態の一例を示す説明図である。 放電灯点灯装置の一例を示す回路ブロック図である。 同上の動作を示す流れ図である。 同上の動作を示す説明図である。

符号の説明

１ 放電灯点灯装置
２ ＤＣ−ＤＣコンバータ部（請求項における直流電源部）
３ インバータ部
４ 制御部
Ｌａ 放電灯

Claims (9)

1. 直流電力を出力する直流電源部と、
   直流電源部が出力した直流電力の極性を所定の反転時間おきに反転させた矩形波交流電力を出力するインバータ部と、
   直流電源部の出力電力を制御する制御部とを備え、
   制御部は、インバータ部が直流電力の極性の反転を開始する直前の反転前期間と、インバータ部が直流電力の極性の反転を終了した直後の反転後期間との少なくとも一方に、直流電源部の出力電力を一時的に上昇させるものであって、
   制御部は、インバータ部の出力端に接続された負荷が放電灯が抵抗かを判別するとともに、判別された負荷に応じて、前記負荷が放電灯であった場合におけるインバータ部の出力電力と前記負荷が抵抗であった場合におけるインバータ部の出力電力との差を小さくするように、直流電源部の制御を互いに異ならせることを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 制御部は、直流電源部の出力電圧と出力電流との両方を検出し、検出された出力電圧と出力電流とに応じて直流電源部を制御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. インバータ部の出力電力の１周期当りでの平均値を、制御部によって判別された負荷が放電灯であった場合と、制御部によって判別された負荷が抵抗であった場合とで互いに同じとするように、制御部は判別された負荷に応じて直流電源部の制御を互いに異ならせることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の放電灯点灯装置。
4. 制御部は、直流電源部の出力電圧と出力電流とをそれぞれ検出し、検出された出力電圧によって所定の電力目標値を除して電流目標値を得るとともに、反転前期間と反転後期間とのうち出力電力を上昇させる期間には出力電流を電流目標値と所定の上昇量との和に一致させるように直流電源部を制御し、上記以外の期間には出力電流を電流目標値に一致させるように直流電源部を制御するものであって、
   制御部は、判別された負荷が抵抗であった場合には、判別された負荷が放電灯であった場合よりも前記上昇量を小さくすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
5. 直流電力を出力する直流電源部と、
   直流電源部が出力した直流電力の極性を所定の反転時間おきに反転させた矩形波交流電力を出力するインバータ部と、
   直流電源部の出力電力を制御する制御部とを備え、
   制御部は、インバータ部の出力端に接続された負荷が放電灯が抵抗かを判別するとともに、判別された負荷が抵抗であれば直流電源部の出力電力を一定に維持する一方、判別された負荷が放電灯であれば、インバータ部が直流電力の極性の反転を開始する直前の反転前期間と、インバータ部が直流電力の極性の反転を終了した直後の反転後期間との少なくとも一方に、直流電源部の出力電力を一時的に上昇させるものであることを特徴とする放電灯点灯装置。
6. 制御部は、判別された負荷が抵抗であった場合には、該抵抗の抵抗値を検出するとともに、検出された抵抗値に応じて前記上昇量を互いに異ならせることを特徴とする請求項４記載の放電灯点灯装置。
7. 制御部は、放電灯が点灯する以前に、直流電源部の出力電流を所定の判別閾値と比較し、該出力電流が判別閾値未満であればインバータに接続された負荷は放電灯であると判別し、該出力電流が判別閾値を以上であればインバータに接続された負荷は抵抗であると判別することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の放電灯点灯装置と、放電灯点灯装置によって点灯される放電灯とを備えることを特徴とする前照灯装置。
9. 請求項８記載の前照灯装置を備えることを特徴とする車両。

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