JP2010055835A - 放電灯点灯装置、前照灯装置、及び車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 正常時にはフリッカや立ち消えや電磁ノイズを抑制しながらも、異常発生時にインバータ部の出力が過大となることを避けることができる放電灯点灯装置、該放電灯装置を備えた前照灯装置、及び該前照灯装置を備えた車両を提供する。
【解決手段】 電圧値が可変である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、インバータ部の出力の極性が反転する直前と直後との少なくとも一方には一時的に直流電源部の出力電力を増加させるように直流電源部を制御する同期動作を行う制御部と、異常を検出する異常検出部とを備える。制御部は、異常検出部によって異常が検出されている期間には、前記同期動作における直流電源部の出力電力の一時的な増加量を低減させる。
【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１１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１３（ａ）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１２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とには一時的にＤＣ−ＤＣコンバータ部２及びインバータ部３の出力電力を上昇させる同期動作が行われる。反転後期間Ｔ１の長さは例えば５０μｓとされ、反転前期間Ｔ３の長さは例えば２００μｓとされる。

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。反転後期間Ｔ１と反転前時間Ｔ３との長さを互いに同じとする場合、反転後期間Ｔ１や反転前時間Ｔ３の長さはそれぞれ反転時間の数％〜２０．８％程度なら上記の効果が得られると、本発明者は考えている。

さらに、図１３（ｂ）に示すように反転後期間Ｔ１の開始時から定電力期間Ｔ２の開始時にかけて電力目標値を徐々に低下させるとともに定電力期間Ｔ２の終了時から反転前期間Ｔ３の終了時にかけて電力目標値を徐々に上昇させることで出力電力の急激な変化を抑えて回路部品や放電灯Ｌａへの電気的なストレスを抑制することも考えられている。また、図１３（ｃ）に示すように反転前期間Ｔ３のみに出力電力を上昇させても効果はあるが、図１３（ａ）や図１３（ｂ）のように反転後期間Ｔ１と反転前期間Ｔ３との両方で出力電力を上昇させることが望ましい。
特表１０−５０１９１９号公報 特開２００２−１１０３９２号公報

ここで、インバータ部３の出力端間の短絡（以下、「出力短絡」と呼ぶ）が発生したときには図１４に示すようにインバータ部３の出力電流の振幅が大きくなる。そして、上記のように反転の前後に一時的に出力電力を上昇させる放電灯点灯装置１において、放電灯点灯装置１を構成する回路部品にとって許容される出力電流の最大値（以下、「限界電流」と呼ぶ。）Ｉｕを、インバータ部３の出力電流の振幅が定電力期間Ｔ２には超えないような設計がなされていたとしても、出力短絡の発生時に反転後期間Ｔ１や反転前期間Ｔ３においてインバータ部３の出力電流の振幅が限界電流Ｉｕを上回ってしまうことがあった。

また、インバータ部３の出力端間の開放（以下、「出力開放」と呼ぶ）が発生したとき、すなわち、インバータ部３と放電灯Ｌａとの電気的接続が切断されたときや、放電灯Ｌａに立ち消えが発生したときなどには、図１５に示すようにインバータ部３の出力電圧の振幅が大きくなる。そして、上記のように反転の前後に一時的に出力電力を上昇させる放電灯点灯装置１において、放電灯点灯装置１を構成する回路部品にとって許容される出力電圧の最大値（以下、「限界電圧」と呼ぶ。）Ｖｕを、インバータ部３の出力電圧の振幅が定電力期間Ｔ２には超えないような設計がなされていたとしても、出力開放の発生時に反転後期間Ｔ１や反転前期間Ｔ３においてインバータ部３の出力電圧の振幅が限界電圧Ｖｕを上回ってしまうことがあった。

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、正常時にはフリッカや立ち消えや電磁ノイズを抑制しながらも、異常発生時にインバータ部の出力が過大となることを避けることができる放電灯点灯装置、該放電灯装置を備えた前照灯装置、及び該前照灯装置を備えた車両を提供することにある。

請求項１の発明は、電圧値が可変である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、インバータ部の出力の極性が反転する直前と直後との少なくとも一方には一時的に直流電源部の出力電力を増加させるように直流電源部を制御する同期動作を行う制御部と、異常を検出する異常検出部とを備え、制御部は、異常検出部によって異常が検出されている期間には、前記同期動作における直流電源部の出力電力の一時的な増加量を低減させることを特徴とする。

この発明によれば、正常時には同期動作によってフリッカや立ち消えや電磁ノイズを抑制しながらも、異常発生時には同期動作における直流電源部の出力電力の一時的な増加量を低減させることにより、インバータ部の出力が過大となることを避けることができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、制御部が、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と出力電流とに基い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、電圧値が可変である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、インバータ部の出力の極性が反転する直前と直後との少なくとも一方には一時的に直流電源部の出力電力を増加させるように直流電源部を制御する同期動作を行う制御部と、異常を検出する異常検出部とを備え、制御部は、異常検出部によって異常が検出されている期間には、前記同期動作を停止することを特徴とする。

この発明によれば、正常時には同期動作によってフリッカや立ち消えや電磁ノイズを抑制しながらも、異常発生時には同期動作を停止することにより、インバータ部の出力が過大となることを避けることができる。

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、異常検出部が検出する異常はインバータ部の出力端間の短絡であることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において、異常検出部が検出する異常はインバータ部の出力端間の開放であることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において、異常検出部が検出する異常はインバータ部の出力端間に接続された放電灯の立ち消えであ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８の発明は、請求項７記載の前照灯装置を備えることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、正常時には同期動作によってフリッカや立ち消えや電磁ノイズを抑制しながらも、異常発生時には同期動作における直流電源部の出力電力の一時的な増加量を低減させることにより、インバータ部の出力が過大となることを避けることができる。

請求項３の発明によれば、正常時には同期動作によってフリッカや立ち消えや電磁ノイズを抑制しながらも、異常発生時には同期動作を停止することにより、インバータ部の出力が過大となることを避けることができる。

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。

（実施形態１）
本実施形態の基本構成は図１１〜図１３に示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、制御部４が異常を検出するとともに、異常が検出されている期間には、電流目標上昇部４４が図１２でのステップＳ７での上昇量（又は上昇率）を小さく、例えば上昇量の場合には１０分の１〜２分の１程度とすることで、インバータ部３の出力の反転の前後での出力電力の上昇幅を小さくすることを特徴とする。

制御部４が検出する異常は、例えば、インバータ部３の出力端間の短絡（すなわち、インバータ部３の出力端間のインピーダンスが異常に低くなること。以下、「出力短絡」と呼ぶ。）である。

出力短絡を検出する方法としては、例えば、電流検出値（すなわちインバータ部３の出力電流の振幅）を所定の短絡判定電流Ｉｔと比較し、電流検出値が短絡判定電流Ｉｔ以上となったときに、出力短絡を検出する。いうまでもなく、この短絡判定電流Ｉｔは、正常動作中に電流検出値がとりうる最大値よりも大きく、且つ、許容される電流検出値の最大値（以下、「限界電流」と呼ぶ。）Ｉｕよりも小さくする。上記の短絡判定電流Ｉｔは、放電灯Ｌａが一般的な車載用の有水銀ランプである場合には例えば２．４Ａ〜２．８Ａとされ、放電灯Ｌａが一般的な車載用の無水銀ランプである場合には例えば３．０Ａ〜３．４Ａとされる。上記のようにして出力短絡を検出し、出力短絡が検出されている期間にはインバータ部３の出力の反転の前後での出力電力の上昇幅を小さくする場合のインバータ部３の出力電流の波形は、例えば図１に示すようになる。

上記構成を採用すれば、インバータ部３の出力の反転の前後で出力電流が限界電流Ｉｕを上回ることを避けることができる。

なお、異常が検出されている期間の動作として、上記のように上昇幅を小さくする代わりに、インバータ部３の出力の反転の前後での出力電力の上昇を停止させてもよい。具体的には、異常が検出されている期間に、反転判断部４１が出力上昇信号の出力を停止すること、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、インバータ部３の出力の反転の前後での出力電力の上昇を停止させ、すなわち電力変換部２の出力電力を一定に維持する。出力短絡の検出方法は図１の例と同様としつつ出力短絡が検出されている期間の動作を上記のように変更した場合のインバータ部３の出力電流の波形は、例えば図２に示すようになる。この構成を採用すれば、インバータ部３の出力の反転の前後で出力電流が限界電流Ｉｕを上回ることを図１の例よりも確実に避けることができる。

出力短絡を検出する方法としては、他に、電圧検出値（すなわちインバータ部３の出力電圧の振幅）を所定の短絡判定電圧と比較し、電圧検出値が短絡判定電圧未満となったときに、出力短絡を検出するという方法や、電流検出値と電圧検出値とからインバータ部３の出力端間のインピーダンスを演算するとともに得られたインピーダンスを所定の短絡判定インピーダンスと比較し、上記のインピーダンスが短絡判定インピーダンス未満となったときに出力短絡を検出するという方法も考えられる。上記の短絡判定電圧は、放電灯Ｌａが一般的な車載用の有水銀ランプである場合には例えば１０Ｖ〜３０Ｖとされ、放電灯Ｌａが一般的な車載用の無水銀ランプである場合には例えば１０Ｖ〜２５Ｖとされる。

ところで、図３に示すように、インバータ部３の出力電圧（以下、「放電灯電圧」と呼ぶ。）は、図３の破線Ｖｎで示す正常時には図３の実線Ｖｓで示す出力短絡時に比べて高くなり、この差は放電灯Ｌａが点灯する時点（４０ｍｓ）までの期間に特に大きくなる。また、正常時には放電灯電圧は放電灯Ｌａの点灯時に急激に低下するのに対し、出力短絡時には放電灯電圧は一定値（図３では１０Ｖ）まで徐々に上昇する。さらに、インバータ部３の出力電流（以下、「放電灯電流」と呼ぶ。）は、正常時、図３の破線Ｉｎで示すように、放電灯Ｌａが点灯する時点までは０となり、放電灯Ｌａの点灯時に一度急激に増加して急激に減少した後で徐々に増加するのに対し、出力短絡時には、図３の実線Ｉｓで示すように、動作の開始時から高い値となる。すなわち、出力短絡は放電灯Ｌａが点灯するようなタイミングよりも前（例えば図１２でのステップＳ３とステップＳ４との間）に検出可能である。具体的には、放電灯Ｌａがまだ点灯しないような期間に限って、出力短絡の検出に用いる短絡判定電流Ｉｔを、正常な放電灯Ｌａの点灯中に放電灯電流がとり得る値の最大値よりも小さくすることができる。例えば、放電灯Ｌａの点灯後には短絡判定電流Ｉｔを２．４Ａ〜２．８Ａとする必要があるような場合であっても、放電灯Ｌａがまだ点灯しないような期間には短絡判定電流Ｉｔを０．２Ａ〜１Ａとするといったことができる。これによって出力短絡の検出のタイミングがより早くなるから、インバータ部３の出力電流が限界電流Ｉｕを上回ることをより確実に避けることができる。なお、上記のように放電灯Ｌａが点灯するようなタイミングよりも前に異常が検出された場合、その後の動作としては、ＤＣ−ＤＣコンバータ部２の出力の一時的な上昇（すなわちインバータ部３の出力の一時的な上昇）のみを停止させてインバータ部３の出力の反転動作自体はそのまま開始させてもよいし、インバータ部３の出力の反転動作まで停止させてもよい。例えば、反転前期間にのみ三角波状に出力電力を上昇させる場合であって始動時に出力短絡が検出されてもインバータ部３の反転動作を開始させる場合、反転前期間における放電灯電圧の振幅の増加幅は図４（ａ）に示すものから図４（ｂ）に示すものにといったように小さくされる。

また、車載用の放電灯点灯装置では、放電灯Ｌａの始動時に放電灯Ｌａの光束を速やかに立ち上げるために、図５に示すように始動時の所定期間には、出力電力を、インバータ部３への接続が想定される放電灯Ｌａの定格電力（以下、単に「定格電力」と呼ぶ。図５では３５Ｗ）よりも大きくし、数十秒（図５では４０秒）をかけて出力電力を徐々に定格電力まで低下させるという制御が行われることがある。図１１〜図１３に示した例では、例えば、電力目標記憶部４２に電力目標値が始動後の経過時間毎に複数個格納され、電流目標演算部４３が図１２のステップＳ５において始動後の経過時間に応じた電力目標値を電力目標記憶部４２から読み出すことにより、上記の制御が実現される。始動直後の出力電力は例えば定格電力の２倍程度（図５では６５Ｗ〜１００Ｗ）とされる。上記動作により、図６に示すように放電灯電圧Ｖｌは例えば２０Ｖ〜３０Ｖから４０Ｖ〜１００Ｖまで徐々に上昇し、放電灯電流Ｉｌは例えば２．０Ａ〜４．０Ａから０．４Ａ〜０．８Ａまで徐々に低下する。このような場合、始動時には、上記のように出力電力が高くされることに対応して、短絡判定電流Ｉｔも一時的に高くする必要がある。例えば、図７に示すように、電流検出値Ｉｄが２．６Ａから０．４Ａまで徐々に低下する場合、短絡判定電流Ｉｔは、始動直後の電流検出値Ｉｄの値である２．６Ａよりも高い値である２．８Ａから、定格電力に対応した値である２．４Ａまで、所定時間（図７では８秒）をかけて徐々に低くすることで、正常時の電流検出値Ｉｄが取りうる値よりも常に高くする。

（実施形態２）
本実施形態の基本構成は実施形態１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、異常として、出力短絡に代えて、インバータ部３の出力端間の開放（すなわち、インバータ部３の出力端間のインピーダンスが異常に高くなること。以下、「出力開放」と呼ぶ。）を検出する点が実施形態１と異なる。出力開放の原因としては、例えば、インバータ部３と放電灯Ｌａとの間の電気的接続の切断や、放電灯Ｌａの立ち消えや破損などがある。

出力開放を検出する方法としては、例えば、電圧検出値（すなわちインバータ部３の出力電圧の振幅）を所定の開放判定電圧Ｖｔと比較し、電圧検出値が開放判定電圧Ｖｔ以上となったときに、出力開放を検出する。いうまでもなく、この開放判定電圧Ｖｔは、正常動作中に電圧検出値がとりうる最小値よりも小さく、且つ、許容される電圧検出値の最大値（以下、「限界電圧」と呼ぶ。）Ｖｕよりも小さくする。上記の開放判定電圧Ｖｔは、放電灯Ｌａが一般的な車載用の高輝度放電灯である場合には例えば２００Ｖ〜３７０Ｖとされる。上記のようにして出力開放を検出する場合において、出力開放が検出されている期間にはインバータ部３の出力の反転の前後での出力電力の上昇幅を小さくする場合のインバータ部３の出力電流の波形は例えば図８（ａ）に示すようになり、出力開放が検出されている期間にはインバータ部３の出力の反転の前後での出力電力の上昇を停止する場合のインバータ部３の出力電流の波形は例えば図８（ｂ）に示すようになる。

出力開放を検出する方法としては、他に、電流検出値（すなわちインバータ部３の出力電流の振幅）を所定の開放判定電流と比較し、電流検出値が開放判定電流未満となったときに、出力開放を検出するという方法や、電流検出値と電圧検出値とからインバータ部３の出力端間のインピーダンスを演算するとともに得られたインピーダンスを所定の開放判定インピーダンスと比較し、上記のインピーダンスが開放判定インピーダンス異常となったときに出力開放を検出するという方法も考えられる。上記の開放判定電流は、放電灯Ｌａが一般的な車載用の高輝度放電灯である場合には例えば０．１Ａ〜０．２Ａとされる。

上記構成によれば、インバータ部３の出力の反転の前後で出力電圧が限界電圧Ｖｕを上回ることを避けることができる。

実施形態１や実施形態２の各種の放電灯点灯装置１において、回路構成は図１１のものに限られず、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ部２を、図９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９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、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１０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１におけるインバータ部の出力電流の波形の例を示す説明図である。 同上の動作を変更した例においてインバータ部の出力電流の波形の例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、正常時と出力短絡時とのそれぞれについて示した説明図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ同上の変更例におけるインバータ部の出力電圧の波形の例を示す説明図であり、（ｂ）は（ａ）よりも反転前の出力電圧の上昇幅を小さくした例を示す。 同上の別の変更例において始動後の経過時間と出力電力との関係の一例を示す説明図である。 図５の変更例において始動後の経過時間と出力電圧及び出力電流との関係の一例を示す説明図である。 図５の変更例において始動後の経過時間と出力電流及び電流目標値との関係の一例を示す説明図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ本発明の実施形態２におけるインバータ部の出力電流の波形の例を示す説明図であり、（ａ）（ｂ）はそれぞれ異なる動作の例を示す。 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。 （ａ）〜（ｃ）は同上のインバータ部の出力電圧の波形の例であってそれぞれ異なる例を示す説明図である。 出力短絡が発生した場合におけるインバータ部の出力電流の波形の例を示す説明図である。 出力開放が発生した場合におけるインバータ部の出力電圧の波形の例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 (8)

1. 電圧値が可変である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、
   インバータ部の出力の極性が反転する直前と直後との少なくとも一方には一時的に直流電源部の出力電力を増加させるように直流電源部を制御する同期動作を行う制御部と、
   異常を検出する異常検出部とを備え、
   制御部は、異常検出部によって異常が検出されている期間には、前記同期動作における直流電源部の出力電力の一時的な増加量を低減させることを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 制御部が、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と出力電流とに基い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. 電圧値が可変である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、
   インバータ部の出力の極性が反転する直前と直後との少なくとも一方には一時的に直流電源部の出力電力を増加させるように直流電源部を制御する同期動作を行う制御部と、
   異常を検出する異常検出部とを備え、
   制御部は、異常検出部によって異常が検出されている期間には、前記同期動作を停止することを特徴とする放電灯点灯装置。
4. 異常検出部が検出する異常はインバータ部の出力端間の短絡であ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. 異常検出部が検出する異常はインバータ部の出力端間の開放であ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。
6. 異常検出部が検出する異常はインバータ部の出力端間に接続された放電灯の立ち消えであ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。
7. 請求項１〜６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。
8. 請求項７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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