JP2010277966A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価な回路構成のまま、ライティングスイッチＯＦＦと出力ショート（短絡・地絡・天絡）を確実に識別することにより、ライティングスイッチＯＦＦ時の出力電圧低下による誤停止を防ぎ、かつ出力ショート（短絡・地絡・天絡）時の入力電圧低下による点滅を防ぐことにある。
【解決手段】放電灯７へ適正な電力が供給されるようにＤＣ／ＤＣコンバータ４やＨブリッジ５を駆動し、出力電圧検出部３０により検出した出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＜任意の閾値Ｖ_ｔｈかつライティングスイッチ検出部９により検出したライティングスイッチ状態：ＯＮの場合のみ、出力ショートと判定してＤＣ／ＤＣコンバータ４及びＨブリッジ５を停止する制御部８とを備えたものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、自動車等の車両の前照灯として用いられるメタルハライドランプなどの放電灯および、屋内外施設、工場等における照明灯や街灯等として用いられている放電灯の点灯を制御する放電灯点灯装置に関するものである。

この種の放電灯点灯装置は安価で安全なものが求められている。例えば放電灯点灯装置の出力部やランプの電気配線部が何らかの原因で出力部がショート（以下、出力ショートと称する）した場合、安全のため一定期間内に通電をフェイルセーフ停止する必要がある。また、ライティングスイッチＯＦＦやバッテリの劣化等により入力電圧が低下した場合、異常な入力電圧で動作することを防ぐため一定期間内にフェイルセーフ停止する必要がある。

出力ショートした場合のフェイルセーフと異常な入力電圧の場合のフェイルセーフとは動作が異なる。出力ショートに対しては停止を維持し続ける必要があるが、入力電圧低下（ライティングスイッチＯＦＦ）に対してはライティングスイッチＯＮやバッテリ回復により入力電圧が復帰した場合、速やかに再点灯する必要がある。このような両者のフェイルセーフの判定方法は多々あるが、出力ショートに対しては出力電圧＜任意の閾値、入力電圧低下（ライティングスイッチＯＦＦ）に対しては入力電圧＜任意の閾値を検出するのが一般的な方法である。

ここで、安価な回路構成にするため、１次側の電流が直接２次側に流れるタイプのＤＣ／ＤＣコンバータを採用した場合、出力ショートした際にバッテリから直接過電流が流れるため、配線抵抗の分だけ電圧がドロップし、入力電圧が低下する。また、ライティングスイッチＯＦＦした際に放電灯点灯装置に供給される電源が絶たれた状態では、放電灯点灯装置の出力の電荷が放電灯に流れる電流によって消費されるため、出力電圧が低下する。よって、出力ショートの際にもライティングスイッチＯＦＦの際にも入力電圧と出力電圧がともに低下するため、両者の識別が困難になるという問題があった。

入力電圧＜任意の閾値のみで入力電圧低下判定を行う場合、出力ショート時の入力電圧低下値とライティングスイッチＯＦＦ時の入力電圧低下値を識別できる閾値に設定する必要がある。しかし、前記入力電圧の低下の仕方は配線抵抗や放電灯点灯装置の入力容量、回路抵抗、更には出力ショートの仕方(短絡・地絡・天絡)によって異なる。このため、入力電圧の判定のみで入力電圧低下判定を行う場合に、あらゆる状況で出力ショート時の入力電圧低下と識別することは不可能である。

出力電圧＜任意の閾値で出力ショート判定を行う場合、出力ショート時の出力電圧低下値とライティングスイッチＯＦＦ時の出力電圧低下値を識別できる閾値に設定する必要がある。しかし、出力ショート時の出力電圧は入力電圧や接触抵抗を含む回路抵抗によって決まる。一方、ライティングスイッチＯＦＦ時の出力電圧は放電灯に流れる電流によって出力の電荷がどれだけ消費するかによって決まる。このため、出力電圧の判定のみで出力ショート判定を行う場合に、あらゆる状況でライティングＯＦＦ時の出力電圧低下と識別することは不可能である。

出力ショートとライティングスイッチＯＦＦのフェイルセーフ動作は前記したように異なるため、両者を誤判定した場合の問題点を次にまとめる。
出力ショート時の電圧ドロップにより入力電圧低下（ライティングスイッチＯＦＦ）と誤判定した場合、一旦停止するため、過電流の供給がストップして電圧ドロップが発生せず入力電圧が回復する。すると入力電圧復帰判定により再始動し、過電流が流れるという繰り返しになるため、点滅動作になるだけでなく部品素子に対しても過負荷を与えて故障する危険性がある。
ライティングスイッチＯＦＦ時の出力電圧低下により出力ショートと誤判定した場合、停止を維持し続けるため、再度ライティングスイッチＯＮしても再点灯できなくなるという危険性がある。

このように識別が困難な出力ショートに対して、誤判定なく出力ショート判定する従来技術として特許文献１に開示された放電灯装置がある。この放電灯装置は出力電圧＜閾値かつ出力電流＜閾値を検出した場合、出力地絡と判断して一旦ＨブリッジをＯＦＦ後に再度ＯＮを繰返し、所定回数繰り返した場合に恒久的に停止するものである。
この放電灯装置はノイズにより判定条件を満たし誤判定で停止した場合でも再始動することで恒久的に誤停止することを防ぐことはできる。

また別に、出力地絡時に点滅することなく出力地絡を判定する従来技術として特許文献２に開示された放電灯装置がある。この放電灯装置は始動前にＨブリッジを全てＯＦＦすることで始動時から出力地絡していた場合に過電流が流れることを防止し、その間に出力地絡を判定するというものである。

特開平１１-３２９７６７号公報 特開２００１-０４３９８６号公報

しかし、上記特許文献１に記載された放電灯装置では、ライティングスイッチＯＦＦ時にも出力ショート時にも入力電圧と出力電圧が低下することは考慮されておらず、出力ショート判定と入力電圧低下判定のどちらを優先するかは一切記載されていない。仮に入力電圧低下判定を優先するならば、出力地絡時に入力電圧が低下した際に入力電圧低下判定により停止、再始動を繰り返し、点滅動作を永続することになり問題は解消されない。

また、上記特許文献１で仮に出力ショート判定を優先するならば、ライティングスイッチＯＦＦ時に出力電圧と出力電流が低下した際に判定条件を満たして停止し、所定回数Ｈブリッジを再始動する度に出力電圧＜閾値かつ出力電流＜閾値を検出するため、恒久的に停止することになり問題は解消されない。更に出力短絡や天絡時に対応できないというデメリットもある。

また、特許文献２に記載された放電灯装置により、始動前にＨブリッジを全てＯＦＦしていることは当然かつ一般的なことであり、更にＨブリッジを全てＯＦＦしている間に如何に出力地絡を判定するのかは記載されていない。一方で地絡検出の方法として放電灯に流れる出力電流と出力電圧を挙げているが、Ｈブリッジを全てＯＦＦしている間に放電灯に流れる出力電流や出力電圧を検出することは不可能であり、根本的に矛盾したものである。

また、上記特許文献２では出力地絡時に点滅動作する理由として、過電流により入力電圧が低下し、ＤＣ／ＤＣコンバータの供給電圧も低下するため、電圧を電源とするＨブリッジがＯＮを維持できなくなり、地絡判定前にＨブリッジが自動的にＯＦＦ後、入力電圧が復帰して再度ＯＮの繰り返しとなる事を挙げている。この対策としてＤＣ／ＤＣコンバータの供給電圧側にコンデンサを配し、出力地絡時に入力電圧が低下してもＤＣ／ＤＣコンバータの供給電圧をコンデンサの充電電圧によって維持し、ＨブリッジがＯＮを維持している間に地絡判定を行うとしている。

確かに入力電圧低下判定が無ければ、前記のようにＨブリッジのＯＮを維持するだけで点滅動作を防ぐことはできる。但し、入力電圧低下判定が無ければ、ライティングスイッチＯＦＦ時の出力電圧低下に対して出力ショート誤停止を防ぐことはできない。また、入力電圧低下判定を追加したとしても、出力ショート時にＨブリッジがＯＮを維持できるだけで、入力電圧が低下することは変わらず、ライティングスイッチＯＦＦと誤判定すれば点滅動作を永続し問題は解消されない。

この発明は上記のような課題を解消するためになされたもので、安価な回路構成のまま、ライティングスイッチＯＦＦと出力ショート（短絡・地絡・天絡）を確実に識別することにより、ライティングスイッチＯＦＦ時の出力電圧低下による誤停止を防ぎ、かつ出力ショート（短絡・地絡・天絡）時の入力電圧低下による点滅を防ぐ放電灯点灯装置を提供することを目的とする。

この発明に係る放電灯点灯装置は、１次側の電流が直接２次側に流れるタイプのＤＣ／ＤＣコンバータと、このＤＣ／ＤＣコンバータの出力を交流矩形波に変換し放電灯に供給するＨブリッジと、前記放電灯に印加する電圧を検出する出力電圧検出部と、放電灯点灯装置に繋がるライティングスイッチの状態を検出するライティングスイッチ検出部と、前記放電灯へ適正な電力が供給されるように前記ＤＣ／ＤＣコンバータや前記Ｈブリッジを駆動し、前記出力電圧検出部により検出した出力電圧＜任意の閾値かつ前記ライティングスイッチ検出部により検出したライティングスイッチ状態＝ＯＮの場合のみ、出力ショートと判定して前記ＤＣ／ＤＣコンバータ及びＨブリッジを停止する制御部とを備えたことを特徴とする。

この発明によれば、出力電圧とライティングスイッチ状態をＡＮＤ条件で判定することで、ライティングスイッチＯＦＦ時に出力電圧がどれだけ低下したとしても、出力ショートと誤判定することなく、真に出力ショートの場合のみ停止することができ、ライティングスイッチＯＦＦ時の誤判定による停止維持や出力ショート時の誤判定による点滅動作を防止することができる。

この発明に係る放電灯点灯装置に全体構成を示すブロック図である。 図1の回路における短絡、地絡、天絡に様子を示す図である。 実施の形態1の動作を説明するフローチャートである。 実施の形態２の動作を説明するフローチャートである。 実施の形態３の動作を説明するフローチャートである。 実施の形態４の動作を説明するフローチャートである。 実施の形態５の構成を示すブロック図である。 実施の形態６におけるライティングスイッチ検出部の構成図である。 実施の形態６の動作を説明するフローチャートである。 入力電圧、出力電圧、出力電流の検出波形図である。 実施の形態７におけるライティングスイッチ検出部の構成図である。 入力電圧、出力電圧、出力電流の検出波形図である。 実施の形態８の動作を説明するフローチャートである。 実施の形態９の動作を説明するフローチャートである。 実施の形態１０の動作を説明するフローチャートである。 実施の形態１１の動作を説明するフローチャートである。 実施の形態１２の動作を説明するフローチャートである。 実施の形態１３の動作を説明するフローチャートである。

実施の形態１.
図１はこの発明に係る放電灯点灯装置の全体構成を示すブロック図であり、バッテリ１にはライティングスイッチ２、配線抵抗３を介してＤＣ／ＤＣコンバータ４、Ｈブリッジ５が順次接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ４とＨブリッジ５の間にライティングスイッチ検出部９を有し、Ｈブリッジ５の出力側にはイグナイタ６を介して放電灯７が接続されている。制御部８は入力電圧検出部２０で検出した入力電圧Ｖ_ｉｎと出力電圧検出部３０で検出した出力電圧Ｖ_ｏｕｔおよび出力電流検出部４０で検出した放電灯７を流れる出力電流Ｉ_ｏｕｔを入力し、放電灯へ適正な電力が供給されるようにＤＣ／ＤＣコンバータ４、Ｈブリッジ５のスイッチング素子をＯＮ，ＯＦＦ駆動する。なお、以下の各図においては、ライティングスイッチをＳＷと表記する。

なお、出力電流検出部４０は、安価な出力電流検出回路にするためにＤＣ／ＤＣコンバータ４の低電圧側とＨブリッジ５の間に配置している。また、図中（Ａ）（Ｂ）は出力の極性を示し、出力（Ａ）に高電圧を印加する際はＨブリッジ素子５１と５４をＯＮして５２と５３をＯＦＦする。出力（Ｂ）に高電圧を印加する際はＨブリッジ素子５２と５３をＯＮして５１と５４をＯＦＦする。図２（ａ）は図１の回路における短絡、同図（ｂ）は図１の回路における地絡、同図（ｃ）は図１の回路における天絡の様子を示す図であり、同図（ｂ）（ｃ）は図１の出力（Ａ）（Ｂ）が各々地絡又は天絡した様子を示している。

次に図３のフローチャートについて動作を説明する。制御部８は出力電圧検出部３０により検出した出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＜任意の閾値Ｖ_ｔｈになったか判断し（ステップＳＴ３−１）、ＹＥＳであれば、ライティングスイッチＯＮかを判断し（ステップＳＴ３−２）、ＹＥＳであれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ４およびＨブリッジ５を停止する（ステップＳＴ３−３）。一方、ステップＳＴ３−１およびステップＳＴ３−２の判断でＮＯの場合は、点灯動作を維持し（ステップＳＴ３−４）、ステップＳＴ３−１の判断に戻る。

この実施の形態１によれば、出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＜任意の閾値Ｖ_ｔｈかつライティングスイッチＯＮを検出した場合、出力ショートと判断してＤＣ／ＤＣコンバータ４およびＨブリッジ５を停止するので、ライティングスイッチＯＦＦ時に出力電圧がどれだけ低下したとしても出力ショートと誤判定することなく、真に出力ショートの場合のみＤＣ／ＤＣコンバータ４およびＨブリッジ５を停止することができる。

実施の形態２．
図４はこの実施の形態２の動作を説明するフローチャートである。まず実施の形態１の場合と同様に、制御部８は出力電圧検出部３０により検出した出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＜任意の閾値Ｖ_ｔｈになったか判断し（ステップＳＴ４−１）、ＹＥＳであれば、ライティングスイッチＯＮかを判断し（ステップＳＴ４−２）、ＹＥＳであれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ４およびＨブリッジ５を停止する（ステップＳＴ４−３）。

一方、ステップＳＴ４−１およびステップＳＴ４−２の判断でＮＯの場合は、入力電圧検出部２０により検出した入力電圧Ｖ_ｉｎ＜任意の閾値Ｖ_ｉｔｈを判断し（ステップＳＴ４−４）、ＹＥＳであれば、ＤＣ／ＤＣコンバー４タおよびＨブリッジ５を停止し（ステップＳＴ４−５）、ＮＯの場合は、点灯動作を維持し（ステップＳＴ４−６）、ステップＳＴ４−１の判断に戻る。

この実施の形態２によれば、入力電圧Ｖ_ｉｎ＜任意の閾値Ｖ_ｉｔｈの場合、入力電圧低下と判定してＤＣ／ＤＣコンバータ４及びＨブリッジ５を停止することにより、ライティングスイッチＯＦＦ時の出力ショート誤判定を防止した上で、入力電圧低下を判定することにより、ライティングスイッチＯＦＦやバッテリの劣化に対して出力ショートと誤判定することなく入力電圧低下としてＤＣ／ＤＣコンバータ４およびＨブリッジ５を停止することができる。

実施の形態３．
図５はこの実施の形態３の動作を説明するフローチャートであり、ステップＳＴ５−１〜ステップＳＴ５−６は前記実施の形態２の動作を説明するフローチャートのステップＳＴ４−１〜ステップＳＴ４−６と同一動作を行い、ステップＳＴ５−１〜ステップＳＴ５−３でショート判定を行い、ステップＳＴ５−４、ステップＳＴ５−５で入力電圧低下判定を行なう。異なる点は、ステップＳＴ５−５の後にのみ入力電圧Ｖ_ｉｎ＞任意の閾値Ｖ_ｉｔｈＨであるか、つまり、入力電圧復帰判定を行い（ステップＳＴ５−７）、ＮＯの場合は判定動作を繰り返し、ＹＥＳの場合はステップＳＴ５−６に移行して再始動して点灯動作を維持する。なお、入力電圧低下判定の任意の閾値Ｖ_ｉｔｈＬと入力電圧復帰判定の任意の閾値Ｖ_ｉｔｈＨは別の値とし、入力電圧低下判定閾値Ｖ_ｉｔｈＬ＜入力電圧復帰判定閾値Ｖ_ｉｔｈＨに設定する。

この実施の形態３によれば、出力ショート判定による停止後は入力電圧復帰判定を行わないことで、停止後に過電流の供給がストップして電圧ドロップが発生せず入力電圧が回復しても停止状態を維持することにより、点滅動作を防止し部品素子に過負荷を与えて故障することを防止することができる。また、入力電圧低下判定による停止後は入力電圧復帰判定を行うことで、停止後にライティングスイッチＯＮやバッテリ回復により入力電圧が復帰した際、速やかに再始動することができる。

実施の形態４．
実施の形態４は制御部８に経過時間をカウントするタイマ手段１０を備え、出力ショート判定条件を満たした期間、または入力電圧低下の判定条件を満たした期間をタイマ手段１０によってカウントし、前記期間が所定期間を越えた場合に前記ＤＣ／ＤＣコンバータ４及びＨブリッジ５を停止する。前記所定期間は、出力ショートを判定する所定期間＜入力電圧低下を判定する所定期間に設定する。

図６はこの実施の形態４の動作を説明するフローチャートであり、制御部８は出力電圧検出部３０により検出した出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＜任意の閾値Ｖ_ｔｈになったか判断し（ステップＳＴ６−１）、ＹＥＳであれば、ライティングスイッチＯＮかを判断し（ステップＳＴ６−２）、ＹＥＳであれば、このＹＥＳの期間Ｔ_ｖｏが所定期間ｔ_ｏを超えたかを判断し（ステップＳＴ６−３）、ＹＥＳであれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ４およびＨブリッジ５を停止する（ステップＳＴ６−４）。

一方、ステップＳＴ６−３の判断がＮＯの場合は、ステップＳＴ６−５で上記期間Ｔ_ｖｏに１を加算して新たな期間ＴｖｏとしてステップＳＴ６−７に移行する。また、ステップＳＴ６−１の判断がＮＯの場合は上記期間Ｔｖｏを零に初期化してステップＳＴ６−７に移行する。以上のステップ動作でショート判定を行なう。

そして、ステップＳＴ６−７では入力電圧検出部２０で検出した入力電圧Ｖ_ｉｎ＜任意の閾値Ｖ_ｉｔｈＬを判断し、ＹＥＳであれば、このＹＥＳの期間Ｔ_ｖIＬが所定期間ｔ_ｉを超えたかを判断し（ステップＳＴ６−８）、ＹＥＳであれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ４およびＨブリッジ５を停止する（ステップＳＴ６−１１）。

また、ステップＳＴ６−８の判断がＮＯの場合は、ステップＳＴ６−９で上記期間Ｔ_ＶＩＬに１を加算してステップＳＴ６−１６に移行する。一方、ステップＳＴ６−７の判断がＮＯの場合は、ステップＳＴ６−１０で期間Ｔ_ＶＩＬを零に初期化してステップＳＴ６−１６に移行し、点灯動作を維持する。このステップＳＴ６−７からステップＳＴ６−１１のステップ動作で入力電圧低下判定を行なう。

ステップＳＴ６−１１でＤＣ／ＤＣコンバータ４およびＨブリッジ５を停止後、入力電圧検出部２０で検出した入力電圧Ｖ_ｉｎ＞任意の閾値Ｖ_ｉｔｈＨを判断し（ステップＳＴ６−１２）、ＹＥＳであれば、このＹＥＳの期間Ｔ_ＶＩＨが所定期間ｔ_ｉを超えたかを判断し（ステップＳＴ６−１３）、ＹＥＳであれば、ステップＳＴ６−１６に移行して再始動して点灯動作を維持する。そして、ステップＳＴ６−１２の判断がＮＯの場合は、期間Ｔ_ＶＩＨを零に初期化し（ステップＳＴ６−１５）、また、ステップＳＴ６−１３の判断がＮＯの場合は、期間Ｔ_ＶＩＨに＋１を加算し（ステップＳＴ６−１４）、いずれの場合もステップＳＴ６−１２の判断に戻る。このステップＳＴ６−１２からステップＳＴ６−１５のステップ動作により入力電圧復帰判定を行なう。

この実施の形態４によれば、所定期間監視し続ける事で、突発的なノイズ等による誤判定を防止する事ができる。また、出力ショート時に出力電圧以外に入力電圧も低下して、出力ショート判定条件と入力電圧判定条件を同時に満たしても、必ず出力ショート判定の方が先に完了することにより、出力ショート時の入力電圧低下と誤判定することを防止することができる。また、出力ショート時に入力電圧低下と誤判定することがなければ、停止状態を維持するため点滅動作を防止することができる。

実施の形態５．
図７はこの実施の形態５の構成を示すブロック図である。図１に示した制御部８にタイマ手段（図１の内蔵タイマ手段１０を兼用してもよい）と必要な電圧を供給する専用電源１１とを接続した構成であり、この構成により、出力ショートやライティングスイッチＯＦＦにより放電灯点灯装置に印加される入力電圧が低下しても、前記出力ショート判定や前記入力電圧低下判定が完了するまでの間は前記制御部８はタイマ手段１０で決められた時間、電源１１からの給電によってリセットされない。

上記のように、この実施の形態５によれば、出力ショートやライティングスイッチＯＦＦにより入力電圧が低下した状態でも出力ショート判定や入力電圧低下判定が完了するまでの間、前記制御部８に必要な電圧を供給することができ、入力電圧低下判定や出力状態異常判定を正常に完了することにより誤動作を防止する。

実施の形態６．
図８は実施の形態６におけるライティングスイッチ検出部９の構成図であり、図９はショート判定条件である出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＜任意の閾値Ｖ_ｔｈを満たした後のライティングスイッチ状態の判定動作を説明するフローチャート、図１０は入力電圧、出力電圧、出力電流の検出波形図である。図８に示すように、ライティングスイッチ検出部９として放電灯７に流れる電流を検出する出力電流検出部４０を前記ＤＣ／ＤＣコンバータ４の高電圧側に配置し、この出力電流検出部４０により検出した出力電流Ｉ_ｏｕｔ＞任意の閾値Ｉ_ｔｈを判断し（ステップＳＴ９−１）、ＹＥＳであれば、ライティングスイッチＯＮ（ステップＳＴ９−２）と判定するため、図４等のフローチャートにより出力ショート（短絡・地絡・天絡）と判定して終了する。また、ステップＳＴ９−１の判断がＮＯ、つまり、この条件を満たさない場合は、ライティングスイッチＯＦＦ（ステップＳＴ９−３）と判定するため、図４等のフローチャートにより点灯を維持し、入力電圧低下判定を待ってＤＣ／ＤＣコンバータ４およびＨブリッジ５を停止する。

上記のように、この実施の形態６によれば、出力電流が低下（０Ａとなる）するのは、図１０より明らかなように、ライティングスイッチＯＦＦの場合のみであり、出力ショート（短絡・地絡・天絡）では電流を検出することができる。
よって、出力電流を判定することにより、出力ショート（短絡・地絡・天絡）とライティングスイッチＯＦＦを誤判定することなく識別することができる。また、後述する図１１の回路構成に比べて、出力電流でライティングスイッチ状態を判定できるため、判定が簡単で確実に識別できるというメリットがある。

実施の形態７．
図１１はこの実施の形態７におけるライティングスイッチ検出部９の構成図であり、図１２は入力電圧、出力電圧、出力電流の検出波形図である。
この実施の形態７では、ライティングスイッチ検出部９として放電灯７に流れる電流を検出する出力電流検出部４０をＤＣ／ＤＣコンバータ４の低電圧側に配置し、出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＜任意の閾値Ｖ_ｔｈかつ出力電流検出部４０により検出した出力電流Ｉ_ｏｕｔ＞任意の閾値Ｉ_ｔｈを検出した場合、ライティングスイッチＯＮで出力ショート（短絡・天絡）と判定してＤＣ／ＤＣコンバータ４およびＨブリッジ５を停止する。この条件を満たさない場合はライティングスイッチＯＦＦと判定して点灯動作を維持し、入力電圧低下判定を待ってＤＣ／ＤＣコンバータ４およびＨブリッジ５を停止する。

上記のように、実施の形態７によれば、図１１の回路構成で出力電流が低下するのは図１２より明らかなように、ライティングスイッチＯＦＦと地絡の場合であり、短絡・天絡では電流を検出することができる。よって、出力電流を判定することにより、短絡・地絡とライティングスイッチＯＦＦを識別することができる。

なお、地絡の場合は過電流が出力電流検出部４０を経由しないため検出されず、前記条件では停止されない。そのため入力電圧低下判定で停止するか、または過電流による電圧ドロップが少なければ点灯動作を維持することになる。よって、システム的に出力地絡がありえず、短絡・天絡のみを検出したい場合に適用できる。
また、図１１は出力電流検出部４０をＤＣ／ＤＣコンバータ４の低電圧側に配置するため、図８に比べて回路構成が簡単になり、耐圧の高い部品素子やレベルシフト回路、差分検出回路等が不要になり安価に構成できるというメリットがある。

実施の形態８．
図１３はこの実施の形態８の動作を説明するフローチャートであり、ショート判定条件である出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＜任意の閾値Ｖ_ｔｈを満たした後のライティングスイッチ状態の判定動作を説明している。制御部８によりＨブリッジ５をＡＣ駆動中かを判断し（ステップＳＴ１３−１）、ＹＥＳの場合は出力電圧検出部３０により検出した出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＜任意の閾値Ｖ_ｔｈを両極性で検出したかを判断し（ステップＳＴ１３−２），ＹＥＳつまり両極性で検出した場合はライティングスイッチＯＦＦ（ステップＳＴ１３−３）と判定するため、図４等のフローチャートにより点灯動作を維持し、入力電圧低下判定を待ってＤＣ／ＤＣコンバータ４およびＨブリッジ５を停止する。ＮＯ、つまり一方の極性で検出した場合のみ、ライティングスイッチＯＮ（ステップＳＴ１３−４）と判定するため、図４等のフローチャートにより出力ショート（地絡・天絡）と判定してＤＣ／ＤＣコンバータ４およびＨブリッジ５を停止する。

上記のようにこの実施の形態８によれば、出力電圧が両極性で低下するのは、図１２よりライティングスイッチＯＦＦと短絡の場合であり、地絡・天絡では一方の極性でのみ電圧が低下し、他方の極性では昇圧する。これは地絡・天絡した極性と逆極性に切替わることにより、過電流が途絶えるためである。よって、両極性の出力電圧低下を判定することにより、地絡・天絡とライティングスイッチＯＦＦを識別することができる。

なお、短絡の場合も両極性で出力電圧が低下するため、前記条件では停止されない。そのため、入力電圧低下判定でＤＣ／ＤＣコンバータ４およびＨブリッジ５を停止するか、または過電流による電圧ドロップが少なければ点灯動作を維持することになる。よって、システム的に出力短絡がありえず、地絡・天絡のみを検出したい場合に適用できる。
また、ライティングスイッチ検出部９として極性別の出力電圧を検出しているが、元々ある出力電圧検出部３０と制御部８があれば検出は可能であり、ライティングスイッチ状態判定のために新たに検出部を追加しなくても既存の回路構成で判定することができる。

実施の形態９．
図１４はこの実施の形態９の動作を説明するフローチャートであり、ショート判定条件である出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＜任意の閾値Ｖ_ｔｈを満たした後のライティングスイッチ状態の判定動作を説明している。ステップＳＴ１４−１〜ステップＳＴ１４−４は実施の形態８におけるステップＳＴ１３−１〜ステップＳＴ１３−４と同じ動作である。異なる点は、ステップＳＴ１４−１の判断がＮＯ、つまり、Ｈブリッジ５をＤＣ駆動からＡＣ駆動へ移行する（ステップＳＴ１４−５）。ＡＣ駆動に移行後に再び出力電圧を検出し、一方の極性でのみ出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＜任意の閾値Ｖ_ｔｈの判定条件を満たせば、ライティングスイッチＯＮで出力ショート（地絡・天絡）と判定してＤＣ／ＤＣコンバータ４およびＨブリッジ５を停止する。両極性で出力電圧低下する場合はライティングスイッチＯＦＦと判定して点灯動作を維持し、入力電圧低下判定を待ってＤＣ／ＤＣコンバータ４およびＨブリッジ５を停止する。

上記のようにこの実施の形態９によれば、ＤＣ駆動中に出力ショートの判定条件を満たした場合にＡＣ点灯に移行することにより、前記実施の形態８では対応できなかったＤＣ点灯時の天絡・地絡とライティングスイッチＯＦＦを識別することができる

実施の形態１０．
図１５はこの実施の形態１０の動作を説明するフローチャートであり、ショート判定条件である出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＜任意の閾値Ｖ_ｔｈを満たした後のライティングスイッチ状態の判定動作を説明している。入力電圧Ｖ_ｉｎ＞任意の閾値Ｖ_ｉｔｈかを判断し（ステップＳＴ１５−１）、ＹＥＳであれば、ライティングスイッチＯＮ（ステップＳＴ１５−２）と判定するため、図４等のフローチャートにより出力ショート（高入力電圧での短絡・地絡・天絡）と判定してＤＣ／ＤＣコンバータ４およびＨブリッジ５を停止する。一方、ＮＯ、つまり、入力電圧Ｖ_ｉｎ＞任意の閾値Ｖ_ｉｔｈの条件を満たさない場合はライティングスイッチＯＦＦ（ステップＳＴ１５−３）と判定するため、図４等のフローチャートにより点灯動作を維持し、入力電圧低下判定を待ってＤＣ／ＤＣコンバータ４およびＨブリッジ５を停止する。
なお、入力電圧閾値はライティングスイッチＯＮと判定する任意の閾値≦入力電圧低下判定の任意の閾値に設定する。

上記のようにこの実施の形態１０によれば、出力ショート時の過電流による電圧ドロップで入力電圧低下と誤判定するのは、出力ショート発生前から低入力電圧である場合が多い。それに対して、過電流が最も流れて部品素子に過負荷を与えるのは高入力電圧の出力ショートである。
よって、入力電圧を判定することにより、高入力電圧時の出力ショートとライティングスイッチＯＦＦを識別することで、高入力電圧時の出力ショートを確実に判定して過電流が流れるのを防止することができる。

また、ライティングスイッチ検出部９として入力電圧を検出しているが、元々ある入力電圧検出部と兼用は可能であり、ライティングスイッチ状態判定のために新たに検出部を追加しなくても既存の回路構成で判定することができる。

また、実施の形態９ではＤＣ点灯中に出力ショートした場合、ＡＣ点灯に移行して再判定するため、出力ショート判定期間が通常の倍になるが、この実施の形態１０とＯＲ条件にすることにより、ＡＣ点灯に移行するのは低入力電圧時の出力ショートに限られるため、高入力電圧時の出力ショートに対して判定期間が倍になることにより部品素子に過負荷を与えることを防止することができる。

実施の形態１１．
図１６はこの実施の形態１１の動作を説明するフローチャートであり、ショート判定条件である出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＜任意の閾値Ｖ_ｔｈを満たした後のライティングスイッチ状態の判定動作を説明している。ライティングスイッチ状態判定として出力電流、入力電圧、極性別の出力電圧の判定条件をＯＲ条件で満たした場合にライティングスイッチＯＮと判定して出力ショート判定で停止し、全て満たさない場合はライティングスイッチＯＦＦと判定して出力ショート判定を保留し、入力電圧低下判定を待つ。

出力電圧＜任意の閾値を判定後、出力電流Ｉ_ｏｕｔ＞任意の閾値Ｉ_ｔｈかを判断し（ステップＳＴ１６−１）、ＮＯであれば入力電圧Ｖ_ｉｎ＞任意の閾値Ｖ_ｉｔｈであるかを判断し（ステップＳＴ１６−２）、ＮＯであれば、Ｈブリッジ５がＡＣ駆動されているかを判断する（ステップＳＴ１６−３）。

このステップＳＴ１６−３の判断がＮＯの場合は、Ｈブリッジ５をＡＣ駆動に移行する（ステップＳＴ１６−７）。また、ステップＳＴ１６−３の判断がＹＥＳの場合は出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＜任意の閾値Ｖ_ｔｈを両極性で検出したかを判断し（ステップＳＴ１６−４）
、ＮＯの場合は、ステップＳＴ１６−１，２の判断がＹＥＳの場合とともにライティングスイッチＯＮと判定する（ステップＳＴ１６−６）。そして、ステップＳＴ１６−４の判断がＹＥＳならば、ライティングスイッチＯＦＦと判定し（ステップＳＴ１６−６）、入力電圧低下判定を待ってＤＣ／ＤＣコンバータ４およびＨブリッジ５を停止する。

上記のようにこの実施の形態１１によれば、入力電圧と出力電流と極性別の出力電圧をＯＲ条件で判定することで、実施の形態７〜実施の形態１０では完全に識別できなかったライティングスイッチＯＦＦと出力ショート(短絡・地絡・天絡)を識別することができる。

実施の形態１２．
図１７はこの実施の形態１２の動作を説明するフローチャートであり、ショート判定条件である出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＜任意の閾値Ｖ_ｔｈを満たした後のライティングスイッチ状態の判定動作を説明している。放電灯の点灯を検出する点灯検出部を備え、まず、放電灯が点灯中かを判断し（ステップＳＴ１７−０）、ＮＯの場合は、ライティングスイッチＯＮと判定する（ステップＳＴ１７−６）。そして、ステップＳＴ１７−０の判断がＹＥＳの場合は、実施の形態１１の図１６に示すステップＳＴ１６−１〜ステップＳＴ１６−７と同じ動作であるステップＳＴ１７−１〜ステップＳＴ１７−７を実行する。なお、点灯検出部は専用の検出部でもよいが、出力電圧検出部３０や出力電流検出部４０により検出した出力電圧、出力電流から制御部８で判断してもよい。

ライティングスイッチＯＦＦ時に出力電圧が低下するのは放電灯７に流れる電流によって出力の電荷が消費されるためであり、点灯前（昇圧中）は放電灯７に電流が流れず、出力の電荷が消費されないため点灯中ほど出力電圧は変化しない。そのためライティングスイッチＯＦＦ時に出力ショートと誤判定する可能性があるのは点灯中に限られる。

上記のようにこの実施の形態１２によれば、点灯前後を検出することにより、ライティングスイッチＯＦＦとの識別が必要な点灯中のみ判定を追加することで、不要な処理時間を節約することができる。また、実施の形態１１では低入力電圧で始動時から出力地絡している場合にＤＣ駆動からＡＣ駆動に移行して判定期間が倍になる可能性や、低入力電圧で出力が両側地絡している場合に入力電圧低下判定と誤判定して再始動する可能性が残っているが、点灯前後を判定することにより始動時の出力ショートを確実に停止することができる。

実施の形態１３．
図１８はこの実施の形態１３の動作を説明するフローチャートであり、出力ショート判定により停止後の期間Ｔ_ｓをタイマ手段１０によりカウントし、次いで、Ｔ_ｓ＞ｔ_ｓであるかを判断し（ステップＳＴ１８−２）、ＹＥＳであれば処理を終了する。また、ＮＯであれば、Ｔ_ｓに１を加算（ステップＳＴ１８−３）した後、入力電圧検出部２０により検出した入力電圧Ｖ_ｉｎ＜任意の閾値Ｖ_ｉｔｈＬかを判断し（ステップＳＴ１８−４）、ＮＯであればステップＳＴ１８−２の判断に戻り、ＹＥＳであれば、出力ショート判定結果をキャンセルし、入力電圧低下判定による停止状態に移行して、入力電圧による再始動を許可する。

ライティングスイッチＯＦＦの場合、停止後も放電灯点灯装置に供給される電源は絶たれているため、入力電圧は回復しない。それに対して出力ショートの場合、停止後は過電流が絶たれて電圧ドロップが発生しないため入力電圧が復帰する。

上記のようにこの実施の形態１３によれば、出力ショート停止後の入力電圧を監視し、所定期間内に入力電圧が低下すれば出力ショート判定は誤判定であったと判断し、入力電圧低下判定による停止状態に移行することができる。そのため、ライティングスイッチ状態検出部９を持たず、出力ショート時にライティングスイッチ状態を判定しなくても、入力電圧検出部２０だけで簡易的にライティングスイッチＯＦＦと出力ショートを識別することができる。
また、実施の形態１１の判定と当該実施の形態１３の判定は競合しないため、２重構成の判定にして判定の信頼性を上げることも可能である。

１ バッテリ、２ ライティングスイッチ（電源スイッチ）、３ 配線抵抗、４ ＤＣ／ＤＣコンバータ、５ Ｈブリッジ、７ 放電灯、８ 制御部、９ ライティングスイッチ検出部、１０ タイマ手段、２０ 入力電圧検出部、３０ 出力電圧検出部、４０ 出力電流検出部。

Claims (14)

1. １次側の電流が直接２次側に流れるＤＣ／ＤＣコンバータと、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力を交流矩形波に変換し放電灯に供給するＨブリッジと、
   前記放電灯に印加する出力電圧を検出する出力電圧検出部と、
   前記放電灯に繋がるライティングスイッチの状態を検出するライティングスイッチ検出部と、
   前記放電灯へ適正な電力が供給されるように前記ＤＣ／ＤＣコンバータや前記Ｈブリッジを駆動し、前記出力電圧検出部により検出した出力電圧＜任意の閾値かつ前記ライティングスイッチ検出部により検出したライティングスイッチ状態がＯＮの場合に、出力ショートと判定して前記ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記Ｈブリッジを停止する制御部とを備えた放電灯点灯装置。
2. 入力電圧を検出する入力電圧検出部を備え、前記入力電圧検出部により検出した入力電圧＜任意の閾値の場合、入力電圧低下と判定してＤＣ／ＤＣコンバータ及びＨブリッジを停止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. 出力ショート判定による停止後は入力電圧によらず停止状態を維持し、前記入力電圧低下判定による停止後は入力電圧検出部により検出した入力電圧＞任意の閾値の場合、再始動することを特徴とする請求項１または請求項２記載の放電灯点灯装置。
4. 出力ショート判定条件を満たした期間、または入力電圧低下の判定条件を満たした期間をカウントするタイマ手段を備え、前記タイマ手段でカウントした期間が所定期間を越えた場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ及びＨブリッジを停止することを特徴とする請求項２または請求項３記載の放電灯点灯装置。
5. 出力ショートやライティングスイッチＯＦＦにより印加される入力電圧が低下しても、出力ショート判定や入力電圧低下判定が完了するまでの間は前記制御部がリセットされないように、前記制御部に必要な電圧を供給する電源を備えことを特徴とする請求項４記載の放電灯点灯装置。
6. 出力ショート判定期間＜入力電圧低下判定期間に設定することを特徴とする請求項４または請求項５記載の放電灯点灯装置。
7. 放電灯に流れる電流を検出する出力電流検出部をＤＣ／ＤＣコンバータの高電圧側に配置し、前記出力電流検出部により検出した出力電流＞任意の閾値を検出した場合、ライティングスイッチＯＮと判定することを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載の放電灯点灯装置。
8. 放電灯に流れる電流を検出する出力電流検出部をＤＣ／ＤＣコンバータの低電圧側に配置し、前記出力電流検出部により検出した出力電流＞任意の閾値を検出した場合、ライティングスイッチＯＮと判定することを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載の放電灯点灯装置。
9. 制御部によりＨブリッジをＡＣ駆動中に、出力電圧検出部により検出した出力電圧＜任意の閾値を一方の極性で検出した場合のみ、ライティングスイッチＯＮと判定することを特徴とする請求項８記載の放電灯点灯装置。
10. 制御部によりＨブリッジをＤＣ駆動中に、出力電圧検出部により出力電圧＜任意の閾値を検出した場合、前記制御部により前記ＨブリッジをＡＣ駆動へ移行することを特徴とする請求項９記載の放電灯点灯装置。
11. 入力電圧検出部により検出した入力電圧＞任意の閾値を検出した場合ライティングスイッチＯＮと判定することを特徴とする請求項８から請求項１０のうちのいずれか１項記載の放電灯点灯装置。
12. ライティングスイッチ状態判定として出力電流、入力電圧、極性別の出力電圧の判定条件をＯＲ条件で満たした場合にライティングスイッチＯＮと判定し、全て満たさない場合はライティングスイッチＯＦＦと判定して出力ショート判定を保留することを特徴とする請求項８から請求項１１のうちのいずれか１項記載の放電灯点灯装置。
13. 放電灯の点灯を検出する点灯検出部を備え、前記点灯検出部で検出した点灯検出前は出力電圧検出部により検出した出力電圧＜任意の閾値で出力ショートを判定し、前記点灯検出部で検出した点灯検出後のみライティングスイッチ状態とのＡＮＤ条件を追加することを特徴とする請求項１から請求項１２のうちのいずれか１項記載の放電灯点灯装置。
14. １次側の電流が直接２次側に流れるＤＣ／ＤＣコンバータと、
    前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力を交流矩形波に変換し放電灯に供給するＨブリッジと、
    前記放電灯に印加する出力電圧を検出する出力電圧検出部と、
    前記放電灯に繋がるライティングスイッチの状態を検出するライティングスイッチ検出部と、
    出力ショート判定により停止後の期間を前記タイマ手段によりカウントし、所定期間内に入力電圧検出部により検出した入力電圧＜任意の閾値を検出した場合、出力ショート判定結果をキャンセルし、入力電圧低下判定による停止状態に移行して、入力電圧による再始動を許可する制御部とを備えた放電灯点灯装置。

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