JP2010287432A

JP2010287432A - 放電灯点灯システム

Info

Publication number: JP2010287432A
Application number: JP2009140405A
Authority: JP
Inventors: Hideki Nakai; 秀樹中井
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2009-06-11
Filing date: 2009-06-11
Publication date: 2010-12-24

Abstract

【課題】目標とする点灯状態が複数種類ある場合においても複数の放電灯間の点灯状態の差を低減する。
【解決手段】放電灯ＤＬｎを最小光量で点灯させる場合、コントローラＣＬは各放電灯点灯装置ＢＬｎに対して最小供給電力値Ｗminに対応したオンデューティ比（＝０％）の調光信号を出力するとともに、受光センサＳｎの検出値と平均値の偏差がゼロとなるように各放電灯点灯装置ＢＬｎに与える供給電力の目標値（調光信号のオンデューティ比）を調整する。故に、目標とする点灯状態が複数種類ある場合においても複数の放電灯ＤＬｎ間の点灯状態の差を低減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の放電灯点灯装置を有する放電灯点灯システムに関するものである。

従来、複数の放電灯を点灯させる場合に放電灯間の点灯状態（例えば、光束）のばらつきを低減するようにした放電灯点灯システムが提供されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載されている従来例は、２つの高圧放電灯を各々点灯回路（放電灯点灯装置）によって個別に点灯するシステムであって、各高圧放電灯のランプ電圧を検出し、検出したランプ電圧から個々の高圧放電灯の点灯状態（光束）の差を判別し、当該判別結果に応じて各高圧放電灯の点灯状態が同一となるようにそれぞれの点灯回路の出力を調整するものであった。そして、特許文献１に記載されている従来例を、例えば、自動車の前照灯に用いた場合、左右一対の前照灯の点灯状態（光束）が等しくなるように調整されることで視認性の低下を防ぐことができる。

特開平５−３２６１７３号公報

ところで、自動車の前照灯においては、高速道路等の自動車専用道路を走行する際に点灯回路の出力電力を高圧放電灯の定格電力よりも大きくして遠方を照らすことにより視認性を高めたり、反対に街中で渋滞になった場合は点灯回路の出力電力を高圧放電灯の定格電力よりも小さくすることで不必要に明るくなることを抑えるといった制御が行われている。このような制御が行われる放電灯点灯システムにおいても左右の前照灯の点灯状態（光束）にばらつきが生じることは当然に好ましくないが、特許文献１に記載されている従来例では高圧放電灯の定格電力を基準とする調整しか行っていないため、上述のように目標とする点灯状態（光束）が定格値を含めて複数種類ある場合に個々の高圧放電灯間の点灯状態の差が少なくなるように調整することができなかった。

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、目標とする点灯状態が複数種類ある場合においても複数の放電灯間の点灯状態の差を低減することができる放電灯点灯システムを提供することにある。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、放電灯に出力する電力が可変である複数の放電灯点灯装置と、各放電灯の点灯状態を個別に判定する判定手段と、放電灯の点灯状態が予め用意されている複数種類の目標状態の中から適宜選択される一の目標状態と一致するように個々の放電灯点灯装置の出力電力を調整するコントローラとを備え、コントローラは、判定手段で判定される各放電灯間の点灯状態の差を減らすように個々の放電灯点灯装置に対して出力電力の増減を指示することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、コントローラは、判定手段で判定される各放電灯の点灯状態の平均と一致するように個々の放電灯点灯装置に対して出力電力の増減を指示することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、コントローラは、複数の放電灯点灯装置のうちで予め決められた一の放電灯点灯装置が点灯させる放電灯の点灯状態と一致するように、当該一の放電灯点灯装置を除く他の放電灯点灯装置に対して出力電力の増減を指示することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、判定手段は、放電灯の点灯状態として放電灯から放射される光出力を検出することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、放電灯点灯装置は、前記複数種類の目標状態と対応する出力電力の値を記憶した記憶手段を有し、判定手段は、放電灯の点灯状態として各放電灯点灯装置が有する記憶手段に記憶されている出力電力の値を取得することを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１〜５の何れか１項の発明において、複数の放電灯点灯装置は、前照灯として車両に搭載される複数の放電灯に電力を出力することを特徴とする。

本発明によれば、目標とする点灯状態が複数種類ある場合においても複数の放電灯間の点灯状態の差を低減することができる。

本発明の実施形態１を示すシステム構成図である。同上における放電灯点灯装置を示す回路構成図である。同上における調光信号の説明図である。本発明の実施形態２を示すシステム構成図である。同上における放電灯点灯装置を示す回路構成図である。同上における車両の走行速度と放電灯点灯装置の出力電力との関係を説明するための説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

（実施形態１）
本実施形態の放電灯点灯システムは、図１に示すように放電灯ＤＬ１〜ＤＬ３に出力する電力が可変である複数（図示例では３つ）の放電灯点灯装置ＢＬ１〜ＢＬ３と、各放電灯ＤＬｎ（ｎ＝１，２，３）の点灯状態を個別に判定する判定手段と、放電灯ＤＬｎの点灯状態が予め用意されている複数種類の目標状態の中から適宜選択される一の目標状態と一致するように個々の放電灯点灯装置ＢＬｎの出力電力を調整するコントローラＣＬとを備えている。尚、本実施形態における放電灯ＤＬｎは、ＨＩＤ（高輝度放電灯）などの高圧放電灯であるが、これに限定する趣旨ではない。

本実施形態における判定手段は、放電灯ＤＬｎの近傍に配置される受光センサＳ１〜Ｓ３からなり、放電灯ＤＬｎの点灯状態として放電灯ＤＬｎの光出力（光束）を判定（検出）する。尚、受光センサＳｎは光電変換素子（あるいは太陽電池）で構成される。

放電灯点灯装置ＢＬｎは、図２に示すように直流電源Ｅから供給される直流電圧を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータ部１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１で昇圧された直流電圧を交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣコンバータ部２と、放電灯ＤＬｎに始動電圧を印加するイグナイタ部３と、放電灯ＤＬｎに印加される電圧（ランプ電圧）を検出するランプ電圧検出部４と、放電灯ＤＬｎに流れる電流（ランプ電流）を検出するランプ電流検出部５と、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１並びにＤＣ／ＡＣコンバータ部２を制御して放電灯ＤＬｎに供給する電力を調整する制御部６とを具備している。

ＤＣ／ＤＣコンバータ部１は、従来周知であるフライバック形のＤＣ／ＤＣコンバータ回路からなり、電界効果トランジスタからなるスイッチング素子Ｑ０のオン時間（オンデューティ比）を可変とすることで出力調整が可能なものである。

ＤＣ／ＡＣコンバータ部２は、電界効果トランジスタからなるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直列回路と、同じく電界効果トランジスタからなるスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の直列回路とがＤＣ／ＤＣコンバータ部１の出力端間に並列接続されたブリッジ回路からなり、スイッチング素子Ｑ１とＱ４の組とスイッチング素子Ｑ２とＱ３の組とを交互にオンすることでそれぞれの直列回路におけるスイッチング素子Ｑｍ（ｍ＝１，２，３，４）の接続点間にイグナイタ部３を介して接続されている放電灯ＤＬｎに対して周期的に極性が反転する交流電圧を印加するものである。

イグナイタ部３は高電圧パルスを発生し且つ放電灯ＤＬｎに印加することで放電灯ＤＬｎを始動するものである。ランプ電圧検出部４はＤＣ／ＡＣコンバータ部２に印加される直流電圧を抵抗分圧することでランプ電圧を検出して制御部６に出力するものである。ランプ電流検出部５はＤＣ／ＤＣコンバータ部１の低電位側の出力経路に挿入された抵抗からなり、当該抵抗に生じる電圧降下をランプ電流の検出値として制御部６に出力する。

制御部６は、コントローラＣＬから与えられる供給電力の目標値をランプ電圧検出部４の検出値（ランプ電圧）で除算することによってランプ電流の目標値を設定し、さらにランプ電流目標値とランプ電流検出部５の検出値を比較して両者の差を減少させるようにＤＣ／ＤＣコンバータ部１のスイッチング素子Ｑ０のオン時間を増減する。また制御部６は、ＤＣ／ＡＣコンバータ部２のスイッチング素子Ｑｍをスイッチングして矩形波の交流電圧を放電灯ＤＬｎに印加している。

コントローラＣＬは、全ての受光センサＳｎの検出値の平均値を算出するとともにそれぞれの受光センサＳｎの検出値と平均値の差分（偏差）を演算し、当該偏差がゼロとなるように個々の放電灯点灯装置ＢＬｎの制御部６に与える供給電力の目標値を調整する。尚、コントローラＣＬにおいては受光センサＳｎの検出値と供給電力値の対応関係（データテーブル）を不揮発性の半導体メモリなどに記憶して保持している。ここで、コントローラＣＬから各放電灯点灯装置ＢＬｎの制御部６へはオンデューティ比を可変とした方形波の信号（調光信号）が出力される。調光信号は、図３に示すように調光範囲の上限値（最大供給電力値）Ｗmaxと下限値（最小供給電力値）Ｗminとの間で直線的にオンデューティ比が変化するものであって、基本的にオンデューティ比の５０％が放電灯ＤＬｎの定格ランプ電力に対応している。図示例では、放電灯ＤＬｎの定格ランプ電力が３５ワットであって、最大供給電力値Ｗmaxが４０ワット、最小供給電力値Ｗminが３０ワットに設定されている。

例えば、放電灯ＤＬｎを定格点灯させる場合、コントローラＣＬは各放電灯点灯装置ＢＬｎに対して定格ランプ電力に対応したオンデューティ比（＝５０％）の調光信号を出力するとともに、受光センサＳｎの検出値と平均値の偏差がゼロとなるように各放電灯点灯装置ＢＬｎに与える供給電力の目標値（調光信号のオンデューティ比）を調整する。また、放電灯ＤＬｎを最大光量で点灯させる場合、コントローラＣＬは各放電灯点灯装置ＢＬｎに対して最大供給電力値Ｗmaxに対応したオンデューティ比（＝１００％）の調光信号を出力するとともに、受光センサＳｎの検出値と平均値の偏差がゼロとなるように各放電灯点灯装置ＢＬｎに与える供給電力の目標値（調光信号のオンデューティ比）を調整する。あるいは、放電灯ＤＬｎを最小光量で点灯させる場合、コントローラＣＬは各放電灯点灯装置ＢＬｎに対して最小供給電力値Ｗminに対応したオンデューティ比（＝０％）の調光信号を出力するとともに、受光センサＳｎの検出値と平均値の偏差がゼロとなるように各放電灯点灯装置ＢＬｎに与える供給電力の目標値（調光信号のオンデューティ比）を調整する。尚、放電灯ＤＬｎをどのような点灯状態とするかは、外部からコントローラＣＬに与えられるコマンドによって決定される。

上述のように本実施形態によれば、目標とする点灯状態が複数種類ある場合においても複数の放電灯ＤＬｎ間の点灯状態の差を低減することができる。尚、本実施形態では各放電灯ＤＬｎの点灯状態（光出力）をそれらの平均値に揃えるようにしたが、複数の放電灯点灯装置ＢＬｎのうちで予め決められた一の放電灯点灯装置（例えば、ＢＬ１）が点灯させる放電灯ＤＬｎ（例えば、ＤＬ１）の点灯状態（光出力）と一致するように、当該一の放電灯点灯装置ＤＬ１を除く他の放電灯点灯装置ＤＬ２，ＤＬ３に対してコントローラＣＬが調光信号を出力して出力電力の増減を指示してもよい。

（実施形態２）
本実施形態の放電灯点灯システムは、図４に示すように前照灯として車両に搭載される２つの放電灯ＤＬ１，ＤＬ２と、それぞれの放電灯ＤＬ１，ＤＬ２を点灯する放電灯点灯装置ＢＬ１，ＢＬ２と、コントローラＣＬとを備えている。尚、放電灯ＤＬ１，ＤＬ２は、定格ランプ電力が３５ワットのＨＩＤ（高輝度放電灯）からなる。

本実施形態にける放電灯点灯装置ＢＬｎ（ｎ＝１，２）は、図５に示すように基本的な構成が実施形態１と共通であって、ランプ電流検出部５を構成する検出抵抗が可変抵抗である点と、不揮発性の半導体メモリなどで構成される記憶部７が設けられている点とが異なっている。故に、実施形態１と共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

ここで、放電灯点灯装置ＢＬｎの製造者においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１のスイッチング素子Ｑ１のオン時間（オンデューティ）を既定値としたときに放電灯ＤＬｎへの供給電力が定格ランプ電力に等しくなるようにランプ電流検出部５を構成する検出抵抗の抵抗値を調整している。しかしながら、このような調整にはばらつきが伴うために定格ランプ電力の３５ワットに誤差無く調整されることは極めて少ない。そこで、この調整時あるいは後工程の特性検査時に各放電灯点灯装置ＢＬｎの実際の定格出力電力を計測して記憶部７に記憶しておき、前照灯として車両に組み付けられた後、各放電灯点灯装置ＢＬｎの記憶部７に記憶されている定格出力電力値をコントローラＣＬに読み込ませる。そして、コントローラＣＬでは各放電灯点灯装置ＢＬｎに対して供給電力の目標値を与える際、各放電灯点灯装置ＢＬｎの記憶部７から読み出した定格出力電力値に応じて目標値を補正している。例えば、放電灯ＤＬｎを定格点灯する場合、一方の放電灯点灯装置ＢＬ１の定格出力電力値が３５ワットであり、他方の放電灯点灯装置ＢＬ２の定格出力電力値が３３ワットであったとすると、他方の放電灯点灯装置ＢＬ２に対して供給電力の目標値を３５＋（３５−３３）＝３７ワットとする調光信号を出力する。その結果、他方の放電灯点灯装置ＢＬ２から放電灯ＤＬ２に供給される実際の電力が３５ワットになり、左右の放電灯ＤＬ１，ＤＬ２の光出力のばらつきを減らして前照灯の視認性が向上するものである。

ところで、本実施形態におけるコントローラＣＬに対して、車両（自動車）に搭載されているＥＣＵ（電子制御ユニット）から車両の走行速度が定期的に通知される。コントローラＣＬにおいては、車両の走行速度が低速（例えば、時速３０km未満）のときは放電灯点灯装置ＢＬｎの供給電力の目標値を定格ランプ電力（３５ワット）よりも低い３２ワットとし、車両の走行速度が中速（例えば、時速３０km以上且つ時速８０km未満）のときは放電灯点灯装置ＢＬｎの供給電力の目標値を定格ランプ電力（３５ワット）とし、車両の走行速度が高速（例えば、時速８０km以上）のときは放電灯点灯装置ＢＬｎの供給電力の目標値を定格ランプ電力（３５ワット）よりも高い３８ワットとする（図６参照）。そして、低速並びに高速に対応した目標値３２ワット，３８ワットについても、各放電灯点灯装置ＢＬｎの実際の出力電力を計測して記憶部７に記憶しておき、前照灯として車両に組み付けられた後、各放電灯点灯装置ＢＬｎの記憶部７に記憶されている前記電力値をコントローラＣＬに読み込ませる。

コントローラＣＬは、ＥＣＵから定期的に通知される車両の速度に応じて各放電灯点灯装置ＢＬｎに対して供給電力の目標値を与える際、各放電灯点灯装置ＢＬｎの記憶部７から読み出した電力値（低速、中速、高速の各走行速度に対応した電力値）に応じて目標値を補正する。例えば、走行速度が低速の場合、一方の放電灯点灯装置ＢＬ１の電力値が３２ワットであり、他方の放電灯点灯装置ＢＬ２の定格出力電力値が３０ワットであったとすると、他方の放電灯点灯装置ＢＬ２に対して供給電力の目標値を３２＋（３２−３０）＝３４ワットとする調光信号を出力する。その結果、他方の放電灯点灯装置ＢＬ２から放電灯ＤＬ２に供給される実際の電力が低速時の目標値（＝３５ワット）になり、左右の放電灯ＤＬ１，ＤＬ２の光出力のばらつきを減らして前照灯の視認性が向上する。

ＤＬ１，ＤＬ２，ＤＬ３放電灯
ＢＬ１，ＢＬ２，ＢＬ３放電灯点灯装置
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３受光センサ（判定手段）
ＣＬコントローラ

Claims

放電灯に出力する電力が可変である複数の放電灯点灯装置と、各放電灯の点灯状態を個別に判定する判定手段と、放電灯の点灯状態が予め用意されている複数種類の目標状態の中から適宜選択される一の目標状態と一致するように個々の放電灯点灯装置の出力電力を調整するコントローラとを備え、
コントローラは、判定手段で判定される各放電灯間の点灯状態の差を減らすように個々の放電灯点灯装置に対して出力電力の増減を指示することを特徴とする放電灯点灯システム。
コントローラは、判定手段で判定される各放電灯の点灯状態の平均と一致するように個々の放電灯点灯装置に対して出力電力の増減を指示することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯システム。
コントローラは、複数の放電灯点灯装置のうちで予め決められた一の放電灯点灯装置が点灯させる放電灯の点灯状態と一致するように、当該一の放電灯点灯装置を除く他の放電灯点灯装置に対して出力電力の増減を指示することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯システム。
判定手段は、放電灯の点灯状態として放電灯から放射される光出力を検出することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の放電灯点灯システム。
放電灯点灯装置は、前記複数種類の目標状態と対応する出力電力の値を記憶した記憶手段を有し、
判定手段は、放電灯の点灯状態として各放電灯点灯装置が有する記憶手段に記憶されている出力電力の値を取得することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の放電灯点灯システム。
複数の放電灯点灯装置は、前照灯として車両に搭載される複数の放電灯に電力を出力することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の放電灯点灯システム。