JP2011171155A - 放電灯点灯制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放電灯の点灯状態を制御する放電灯点灯制御装置において、放電灯の劣化を極力防止しつつ、放電灯の立ち消えを防止できる技術を提供する。
【解決手段】放電灯点灯制御装置においては、放電灯を流れる電流についての電流値の検出結果を取得し、放電灯に供給される電力を表す供給電力を、この供給電力が予め設定された目標値になるように生成する。そして、取得された電流値が電流値０を表す閾値未満である時間が、放電灯に電力が供給されなくなってから放電灯が消灯するまでの時間よりも短い時間に設定された基準時間以上となった場合に、生成される供給電力を目標値よりも増加させる。このような放電灯点灯制御装置によれば、放電灯が消灯してしまう前に、放電灯に供給される供給電力を増加させるので、供給電力が目標値の場合よりも放電灯への印加電圧を高くすることができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、放電灯の点灯状態を制御する放電灯点灯制御装置に関する。

上記の放電灯点灯制御装置において、放電灯に通電が起こらなくなり放電灯が消灯してしまう「立ち消え」を防止するために、放電灯に流れる電流値が閾値よりも低くなると、その都度、放電灯に印加する出力電圧を上昇させる制御を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−０２６５６０号公報

ところで、近年の放電灯点灯制御装置では、放電灯の寿命を延ばすために、複数のトランジスタ（例えば、いわゆるＨブリッジ回路等）によって直流電力を交流電力（矩形波）に変換し、この交流電力を放電灯に印加するインバータ制御が成されている。ここで、上記放電灯点灯制御装置においては、放電灯に印加される電力の極性が変更される度に、電流値が一時的に０になるので、この都度、放電灯に印加される出力電圧を上昇させてしまうことになる。

このような放電灯点灯制御装置では、放電灯に印加される電圧が頻繁に上昇することにより放電灯の電極への負担が大きくなるため、放電灯の電極が短くなる速度が速くなり、放電灯の劣化が進み易くなる。

そこでこのような問題点を鑑み、放電灯の点灯状態を制御する放電灯点灯制御装置において、放電灯の劣化を極力防止しつつ、放電灯の立ち消えを防止できる技術を提供することを本発明の目的とする。

かかる目的を達成するために成された本発明の放電灯点灯制御装置において、電力生成手段は、放電灯に供給される電力を表す供給電力を、この供給電力が予め設定された目標値になるように生成し、電流値取得手段は、放電灯を流れる電流についての電流値の検出結果を取得する。そして、第１電力増加手段は、取得された電流値が予め設定された閾値未満であるが、放電灯に電力が供給されなくなってから放電灯が消灯するまでの時間よりも短い時間に設定された基準時間）以上となった場合に、電力生成手段により生成される供給電力を目標値よりも増加させる（請求項１）。

このような放電灯点灯制御装置によれば、放電灯が消灯してしまう前に、放電灯に供給される供給電力を増加させるので、供給電力が目標値の場合よりも放電灯への印加電圧を高くすることができる。従って、放電灯への再度の通電を促すことができ、放電灯の点灯状態を維持し易くすることができる。

また、放電灯の点灯状態を維持するためには放電灯への印加電力（電圧）を高くしておけばよいが、放電灯への印加電力を不用意に高くすると、放電灯の電極が減りやすくなり、放電灯の寿命を縮める原因となる。そこで、本発明では、放電灯を流れる電流についての電流値が閾値未満であっても、この状態が基準時間以上継続されなければ放電灯に印加される電圧を高く変更することはないようにしている。したがって、放電灯に不用意に高い電圧が印加されることを防止することができ、放電灯の劣化を防止することができる。

ところで、上記放電灯点灯制御装置においては、放電灯に印加される電圧の極性を周期的に変化させる極性変化手段と、第１電力増加手段が供給電力を増加させてから、次に極性変化手段が放電灯に印加される電圧の極性を変化させるまでに、電力生成手段により生成される供給電力を目標値に戻させる電力減少手段と、を備えていてもよい（請求項２）。

このような放電灯点灯制御装置によれば、放電灯に高電力が供給され続けることを防止することができる。よって、放電灯の劣化を防止することができる。
加えて、上記放電灯点灯制御装置において、電力減少手段は、第１電力増加手段が供給電力を目標値よりも増加させている期間が放電灯への通電が再開されるのに充分な時間に設定された再通電時間以上となった場合に、電力生成手段により生成される供給電力を増加前の目標値に戻させてもよい（請求項３）。

このような放電灯点灯制御装置によれば、放電灯に高電力が供給される時間を極力短くすることができる。よって、より放電灯の劣化を防止することができる。
また、上記放電灯点灯制御装置において、再通電時間は、第１電力増加手段が供給電力の増加を開始してから、実際に電力生成手段が生成する供給電力が消灯直前の放電灯を再度通電させるために必要な電力に到達するまでの時間に設定されていてもよい（請求項４）。

このような放電灯点灯制御装置によれば、供給電力が増加しすぎる前に供給電力を目標値に戻すことができるので、放電灯に極端な高電力が供給されることを防止することができる。

また、上記放電灯点灯制御装置において、極性変化手段は、複数組のトランジスタを順にＯＮ状態とすることにより放電灯に印加される電圧の極性を周期的に変化させるよう構成されているとともに、ＯＮ状態とするトランジスタを変更する際には全てのトランジスタを一時的にＯＦＦ状態とするデッドタイムを設けて制御するよう構成されており、基準時間は、デッドタイムよりも長い時間に設定されていてもよい（請求項５）。

このような放電灯点灯制御装置によれば、デッドタイムを設けて複数のトランジスタを制御しているので、複数のトランジスタが同時にＯＮ状態となることによる回路内でのショートを防止することができる。また、基準時間がデッドタイムよりも長く設定されているので、デッドタイムに放電灯に電流が流れないことを理由として放電灯に高電力が供給されることを防止することができる。

さらに、上記放電灯点灯制御装置においては、電力生成手段によって生成される電力に基づく電圧値の検出結果を取得する電圧値取得手段、を備え、電力生成手段は、供給電力を目標値とする際に、取得した電圧値の取得結果および電流値の取得結果を利用したフィードバック制御を実施し、供給電力を目標値よりも増加させる際に、フィードバック制御を実施することなく供給電力を増加させるようにしてもよい（請求項６）。

このような放電灯点灯制御装置によれば、供給電力を目標値とする際には、フィードバック制御により正確に電力を供給することができ、供給電力を目標値よりも増加させる際に、フィードバック制御を実施しないことにより、フィードバック制御を利用する場合と比較して電力を増加させる際の応答性を向上させることができる。

また、上記放電灯点灯制御装置において、供給電力の検出結果を取得する電力取得手段と、取得された供給電力が予め設定された閾値未満となった場合に、電力生成手段により生成される供給電力を目標値よりも増加させる第２電力増加手段と、放電灯の点灯開始時に閾値を点灯時閾値に設定し、その後、閾値を点灯閾値よりも低い値である定常時閾値に変更する閾値変更手段と、を備えていてもよい（請求項７）。

即ち放電灯の点灯開始時には、放電灯の立ち消えが発生し易いため、本発明では、放電灯の点灯開始時に放電灯が立ち消えする兆候を早期に検出できるように、電力を増加させる基準となる閾値を、点灯後充分時間が経過した定常時よりも高い値（点灯時閾値）に設定する。その後、放電灯の温度が上昇し、放電灯の立ち消えする可能性が低くなった頃に、閾値を点灯閾値よりも低い値である定常閾値に変更している。そして、放電灯への供給電力が閾値未満となると、放電灯が消灯してしまう前に、放電灯に供給される供給電力を増加させる。

このような放電灯点灯制御装置によれば、放電灯の点灯直後において点灯時閾値に設定することにより放電灯への供給電力の低下を速やかに検出して供給電力を増加させることができるので、放電灯の点灯開始時における立ち消えを確実に防止することができる。

また、放電灯への供給電力を増加させるか否かを判断する際に利用される閾値を、その後、点灯時閾値からこの閾値よりも低い値である定常閾値に変更するので、放電灯に不用意な高電力が印加される続けることを防止することができる。よって、放電灯の劣化を防止することができる。

ところで、上記放電灯点灯制御装置において、閾値変更手段は、閾値を点灯時閾値から定常閾値まで、段階的または連続的に単調に減少させるようにしてもよい（請求項８）。
このような放電灯点灯制御装置によれば、放電灯の温度上昇とともに立ち消えが発生し難くなるにつれて、供給電力を増加し難くなるように閾値を変更することができる。

また、上記放電灯点灯制御装置において、第１電力増加手段は、放電灯の点灯開始から放電灯の点灯状態が安定するまでの時間に設定された安定時間の経過後に作動し、第２電力増加手段は、放電灯の点灯開始から安定時間の経過前までに作動するよう設定されていてもよい（請求項９）。

このような放電灯点灯制御装置によれば、放電灯の点灯状態が不安定な期間（安定時間の経過前）においては、放電灯への供給電力が増加し易くすることで立ち消えを防止することができ、放電灯の点灯状態が安定してから（安定時間の経過後）は、放電灯への不用意な高電力の印加を防止することで放電灯の劣化を防止することができる。

さらに、上記放電灯点灯制御装置においては、放電灯の点灯開始時に目標値を点灯時目標値に設定し、その後、目標値を点灯時目標値よりも低い値である定常目標値に変更する目標値変更手段を備えていてもよい（請求項１０）。この場合には、閾値変更手段は、目標値の変更に追従して閾値を変更するようにしてもよい。

このような放電灯点灯制御装置によれば、供給電力の目標値の変化に追従して閾値を変更することができるので、放電灯の点灯時において供給電力が低下したことを速やかに検出することができる。よって、供給電力を増加させる際の応答性を向上させることができる。

また、本発明（請求項１０）を請求項９の発明に適用する場合には、安定時間に到達したときに、目標値変更手段が目標値を定常目標値に変更するようにしてもよい。

放電灯点灯制御装置の回路構成を示す回路図である。 制御回路の概略構成を示すブロック図、 制御回路によって出力される電力の波形を示すグラフである。 電力設定部が取り扱う信号の波形を示すグラフである。 放電灯の点灯の一周期において、検出されたランプ電力、実際のランプ電流、およびランプ電圧の一例を示すグラフである（図４に対応）。 無電流時間検出部が取り扱う信号の波形を示すグラフである。 放電灯の点灯の一周期において、検出されたランプ電力、実際のランプ電流、およびランプ電圧の一例を示すグラフである（図６に対応）。

以下に本発明にかかる実施の形態を図面と共に説明する。
［本実施形態の回路構成］
図１は、放電灯点灯制御装置１の回路構成を示す回路図である。

放電灯点灯制御装置１は、例えば乗用車等の車両に搭載され、この車両の前方を照射するヘッドライトである放電灯１１（バルブまたはランプともいう。）を点灯させるための装置である。図１に示すように、放電灯点灯制御装置１は、この装置１外に配置されたバッテリ６からスイッチ７を介して電力が供給されるよう構成されており、運転者がスイッチ７をＯＮ状態にすることにより放電灯点灯制御装置１にバッテリ６による電力が供給される。

放電灯点灯制御装置１は、図１に示すように、フィルタ回路４０、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路４５、点灯補助回路５０、Ｈブリッジ回路５５、高電圧発生回路６０、および制御回路７０を備えている。

フィルタ回路４０は、入力コイル４１および入力コンデンサ４２を有している。このフィルタ回路４０は、バッテリ６から得られる電源電圧を平滑化する平滑回路として構成されている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ回路４５は、ＤＣ／ＤＣトランス４６、パワー素子であるパワーＭＯＳトランジスタ４７、ダイオード４８およびコンデンサ４９を有している。このＤＣ／ＤＣコンバータ回路４５は、電源電圧（例えば１２Ｖ）をランプ供給電圧（例えば４０Ｖ〜４００Ｖ）まで昇圧するコンバータ回路として構成されている。

ここで、パワーＭＯＳトランジスタ４７は、制御回路７０を構成するＰＷＭ制御部７７（図２参照）からのＰＷＭ信号に応じてＯＮ／ＯＦＦが制御される。したがって、ランプ供給電圧は、ＰＷＭ制御部７７にて出力されるＰＷＭ信号のデューティ比によって決定される。

点灯補助回路５０は、電源側端子に並列に接続された２つの抵抗器５１，５２、一方の抵抗器５２に直列接続されたダイオード５３、並びに他方の抵抗器５１およびダイオード５３に接続されたテイクオーバーコンデンサ５４を備えている。点灯補助回路５０は、放電灯１１の点灯時において必要な電力を一時的に放電灯１１に供給する回路であり、テイクオーバーコンデンサ５４は必要な電力を蓄える機能を有する。

Ｈブリッジ回路５５は、４つのパワートランジスタ５６および電流検出抵抗として配置された抵抗器５７を備えている。Ｈブリッジ回路５５は、制御回路７０からの作動信号を受けてこれらのパワートランジスタ５６をスイッチングするドライバ５８によって制御され、この制御によってＨブリッジ回路５５からの出力が、直流から交流（ただし矩形波）に変換される。

高電圧発生回路６０は、高電圧発生用コンデンサ６１、スパークギャップ６２、およびスタータトランス６３、およびノイズ低減コイル６４を有している。高電圧発生用コンデンサ６１はスタータトランス６３の１次コイル側に流す電流を充電し、スパークギャップ６２は、高電圧発生用コンデンサ６１の放電をスイッチングする。

そして、スタータトランス６３は放電灯１１の点灯を開始する始動電圧（例えば２５ｋＶ）を発生する。なお、スパークギャップ６２は、制御回路７０（始動制御部７９（図２参照））からの作動信号を受けた昇圧回路６５から高電圧が供給され、スパークギャップ６２の電圧が所定の電圧に達したタイミングで導通する。

また、制御回路７０は、上記各回路の電圧を検出し、これらの電圧に基づいて、ドライバ５８や昇圧回路６５等の回路素子を制御する半導体素子を備えてなる。なお、制御回路７０は、ディスチャージヘッドライトにおける、周知のいわゆるバラストとして機能する。

［制御回路７０の詳細］
次に、制御回路７０について図２および図３を用いて説明する。図２は制御回路７０の概略構成を示すブロック図、図３は制御回路７０によって出力される電力の波形を示すグラフである。

制御回路７０は、図２に示すように、ランプ電圧検出部７１と、ランプ電流検出部７２と、ランプパワー制御部７３と、電力設定部７４と、無電流時間検出部７６と、ＰＷＭ制御部７７と、ブリッジ制御部７８と、始動制御部７９とを備えている。なお、制御回路７０を構成する各部７１〜７９は、回路として構成されている。

ここで、ランプ電圧検出部７１、ランプ電流検出部７２、ランプパワー制御部７３、ＰＷＭ制御部７７、ブリッジ制御部７８、および始動制御部７９についての詳細構成は、周知技術（例えば特許第４０８５８０１号公報、特許第４３５０８１０号公報等に記載の技術）と概ね同様であるため、その機能のみを簡単に説明する。また、電力設定部７４、および無電流時間検出部７６についても、ランプパワー制御部７３を構成する回路の一部を利用して構成することができるため、その機能のみを簡単に説明する。

始動制御部７９は、放電灯１１の点灯開始時に昇圧回路６５を制御することによって放電灯１１に一時的な高電圧が印加されるよう制御し、放電灯１１の点灯を開始させる。
次に、ブリッジ制御部７８は、放電灯１１に印加される電圧の極性を周期的に変化させる。つまり、ブリッジ制御部７８は、Ｈブリッジ回路５５を構成する複数組のパワートランジスタ５６を順にＯＮ状態とすることにより放電灯１１に印加される電圧の極性を周期的に変化させるよう構成されている。そして、ＯＮ状態とするパワートランジスタ５６を変更する際には全てのパワートランジスタ５６を一時的にＯＦＦ状態とするデッドタイム（例えば約２μｓ）を設けて制御する。

なお、パワートランジスタ５６を順にＯＮ状態とする周期は、放電灯１１の点灯開始時の１周期のみ、約４０ｍｓとし、その後は約３ｍｓとする。ランプの立ち消えを防止し易くするためである（特許第３５００８１５号公報等参照）。

ランプ電圧検出部７１は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路４５からの出力電圧Ｖの電位を入力し、この電位が高くなるほど大きな電流を出力する周知の回路として構成されている。ランプ電圧検出部７１からの出力は、出力電圧Ｖの電位を示す値として、ランプパワー制御部７３および電力設定部７４に入力される。

また、ランプ電流検出部７２は、放電灯１１に流れる電流（ランプ電流）によって電位が変化するＨブリッジ回路５５の端子Ｉの電位を入力し、この電位が高くなるほど大きな電流を出力する周知の回路として構成されている。ランプ電流検出部７２からの出力は、ランプ電流を表す値としてランプパワー制御部７３、電力設定部７４、および無電流時間検出部７６に入力される。なお、ランプパワー制御部７３、電力設定部７４、および無電流時間検出部７６は、それぞれランプ電圧検出部７１およびランプ電流検出部７２を備えた構成としてもよい。

ランプパワー制御部７３は、ランプ電圧検出部７１およびランプ電流検出部７２からの出力を入力し、放電灯１１が点灯されてからの時間に応じた電流を生成するとともに、ランプ電圧の変化率に応じて電流を生成し、これらの電流を合成した電流を生成する。

具体的には、放電灯１１が点灯されてからの時間に応じた電流としては、放電灯１１が点灯されてから放電灯１１の発光状態が安定すると推定されるまでの一定時間（安定時間）内において、電流値を大きく設定し、その後、電流値が徐々に小さくなるようにする。また、ランプ電圧の変化率に応じた電流においては、ランプ電圧の変化率が一定値よりも大きくなると、変化率が大きくなるにつれて電流値も大きくする。ただし、電流値の上限が設定されている。

そして、ランプパワー制御部７３は、上記の各電流値、ランプ電圧検出部７１およびランプ電流検出部７２からの電流値をそれぞれ加算した合計電流値に基づく電圧を比較器に入力し、予め設定された基準電圧との比較を行い、比較結果に応じた出力をＰＷＭ制御部７７に入力させる。ここで、比較器による比較結果は、合計電流値が大きくなるにつれて高い電位が出力されるよう設定されており、この設定では、放電灯１１の点灯直後、および放電灯１１に印加される電力値が低いときに、高い電位の信号が出力されることになる。

ＰＷＭ制御部７７は、ランプパワー制御部７３から入力される電位に応じたデューティ比を有するＰＷＭ信号を生成し、このＰＷＭ信号をＤＣ／ＤＣコンバータ回路４５に送る。つまり、ＰＷＭ制御部７７は、ランプパワー制御部７３から入力される信号の電位が高くなるにつれてデューティ比を高く設定する。

ここで、ＰＷＭ制御部７７には、ランプパワー制御部７３からの信号のみでなく、後述する電力設定部７４および無電流時間検出部７６からの信号も入力される。この構成において、ＰＷＭ制御部７７は、入力された信号のうちの最も電位が高い信号に基づいてデューティ比を設定する。つまり、電力設定部７４または無電流時間検出部７６からデューティ比を増加させる指令（パワーアップ信号）を受けると、ＰＷＭ制御部７７は、ランプパワー制御部７３からの信号に拘わらずデューティ比を増加させることになる。

このようなランプパワー制御部７３およびＰＷＭ制御部７７では、図３に示すように、ランプ点灯開始直後から一定時間の間、ランプ印加電力（供給電力の目標値、図１の端子Ｖにおける電位と端子Ｉにて検出される電流の積）を通常のランプ印加電力（例えば２５Ｗ）よりも高い電力値（例えば６０Ｗ）に設定し、その後、徐々にランプ印加電力を低くし、最終的に通常のランプ印加電力で収束させる。

ランプ点灯開始直後においては、放電灯１１の内部のガスの温度が低く、放電灯内のガスが活性化し難いため、インピーダンスが高くなり、図３に示すように、ランプ印加電圧（図１のｃ点での電位）は比較的低い状態となる。このとき、ランプ印加電力は通常よりも高く設定されているので、ランプ印加電流は比較的大きくなり、放電灯１１が消灯してしまうことを防止し易くしている。

その後、放電灯１１の内部のガスの温度が高くなるにつれて、ランプ印加電圧は上昇する。すると、図３に示すように、ランプ印加電力は徐々に減少し、ランプ印加電流も減少する。

このようにして、ランプパワー制御部７３を介してＰＷＭ制御部７７が出力するＰＷＭ信号のデューティ比を制御する場合には、検出した電力値に基づくフィードバック制御が実施されることになる。

次に、電力設定部７４は、図２に示すように、閾値設定部７５を備えており、検出した放電灯１１への供給電力（ランプ電力）が、予め設定された閾値未満となった場合に、ＰＷＭ制御部７７による出力が最大になるような指令を出力し、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路４５による供給電力を、ランプパワー制御部７３による供給電力の目標値より一時的に増加させる。

具体的な電力設定部７４の構成としては、閾値設定部７５にて生成される電流の電流値、ランプ電圧検出部７１およびランプ電流検出部７２からの電流値をそれぞれ加算した合計電流値に基づく電圧を入力する比較器と、比較器による比較結果に応じてパワーアップ信号を一時的に出力するタイマ回路と、放電灯１１に印加される電圧の極性が反転する毎に一定時間（デッドタイム（図５におけるｄの期間）よりも若干長い期間において）マスクパルス（詳細は後述する。）を出力するマスクパルス発生部と、を備えている。

電力設定部７４における比較器は、比較対象の電圧と予め設定された基準電圧とを比較し、例えば、比較対象の電圧が基準電圧よりも高い場合、ＨＩレベルを出力し、比較対象の電圧が基準電圧よりも低い場合、ＬＯＷレベルを出力する。タイマ回路は、例えば単安定マルチバイブレータとして構成されており、マスクパルスが発生されていないときに比較器からＨＩレベルが入力されると、内部素子の時定数によって決定される一定時間（例えば３０μｓ）だけパワーアップ信号を出力する。

ここで、パワーアップ信号はＰＷＭ制御部７７が出力するＰＷＭ信号のデューティ比を上限値（例えば、デューティ比９０％）に設定する電位を有する信号である。このパワーアップ信号は、ＰＷＭ制御部７７に入力される。なお、パワーアップ信号は、放電灯１１に印加される電圧の極性が反転するまで、出力が終了するように、パワーアップ信号が出力される時間が設定されている。

次に、電力設定部７４を構成する閾値設定部７５は、放電灯１１の点灯開始時に閾値を点灯時閾値に設定し、その後、閾値を点灯閾値よりも低い値である定常時閾値に、この閾値を段階的または連続的に単調に減少させる。特に、本実施形態では、ランプ印加電力の目標値を示す信号をランプパワー制御部７３から入力し、ランプ印加電力の目標値に応じた電圧値を生成することによって、図３に示すように、閾値Ｗｔｈを、ランプ印加電力の目標値の所定割合（例えば約９０〜９５％）の値に設定している。

即ち、ランプパワー制御部７３では、ランプ点灯開始直後にランプ印加電力の目標値を比較的高い値に設定しているが、このとき、閾値Ｗｔｈもランプ印加電力に対応して比較的高い値（点灯時閾値）に設定する。そして、ランプ印加電力の目標値が低くなるにつれて閾値Ｗｔｈも低い値に設定し、最終的には閾値Ｗｔｈを通常時（安定時）のランプ印加電力の所定割合（定常時閾値）に収束させる。

ここで、電力設定部７４による作動を図４および図５のグラフを用いて説明する。図４は電力設定部７４が取り扱う信号の波形を示すグラフである。また、図５は放電灯１１の点灯の一周期（放電灯１１に印加される電圧の極性が変化する一周期）において、検出されたランプ電力、実際のランプ電流、およびランプ電圧の一例を示すグラフである。

放電灯１１に印加される電圧の極性が変化する際には、図４に示すように、マスクパルス発生部から一定時間だけマスクパルスが発生される。そして、所定のパワートランジスタ５６がＯＮ状態とされると、図５に示すように、ランプ電流が流れることによって検出されるランプ電力が閾値Ｗｔｈ以上の値となる。しかし、ランプ点灯開始直後には、放電灯１１の点灯状態が不安定になりがちであり、ランプ電力が閾値Ｗｔｈを下回ることがある。

このようにランプ電力が閾値Ｗｔｈを下回ると、電力設定部７４においては、前述の比較器において、比較対象の電圧が基準電圧よりも高くなり、図４に示すように、比較器からはＨＩレベルが出力される（閾値比較）。このとき、マスクパルスが発生されていなければ、図４に示すように、一定時間だけパワーアップ信号が出力される。

すると、パワーアップ信号によりＰＷＭ信号のデューティ比が増加され、図５に示すように、ランプ電圧が上昇し、これに伴ってランプ電流も増加する。なお、比較器からはＨＩレベルが出力されたとしても、マスクパルスが発生されていれば、マスクパルスが発生されている間においてはパワーアップ信号が出力されることはない。

また、パワーアップ信号を出力する時間は、消灯しかけている放電灯１１（通電されていないが放電灯１１内部のガスが発光している状態）を再通電させるために必要な電圧（例えば１３０Ｖ程度）までランプ電圧が上昇するまでの時間に設定されている。因みに、消灯した放電灯１１（内部のガスが発光していない状態）を再通電するのに必要な電圧は、消灯しかけている放電灯１１に再通電させるのに必要な電圧よりも極めて高く、消灯しかけている放電灯１１に対しては、通電されなくなってからの時間が経過すればするほど再通電に必要な電圧は高くなる。

次に、無電流時間検出部７６による作動を図６および図７のグラフを用いて説明する。図６は無電流時間検出部７６が取り扱う信号の波形を示すグラフである。また、図７は放電灯１１の点灯の一周期（放電灯１１に印加される電圧の極性が変化する一周期）において、検出されたランプ電力、実際のランプ電流、およびランプ電圧の一例を示すグラフである。

無電流時間検出部７６は、ランプ電流検出部７２からの電流値に基づく電圧（図６に示す「ランプ印加電流」）を入力する比較器と、前述のタイマ回路およびマスクパルス発生部と、を備えている。

無電流時間検出部７６における比較器は、比較対象の電圧とランプ電流検出部７２からの電流値０（閾値Ｉｔｈ（例えば０．０１Ａ））が対応する基準電圧とを比較し、比較結果を出力する（図６に示す「ゼロ電流検出信号」）。比較器においては、例えば、比較対象の電圧が基準電圧よりも低い場合（ランプ電流検出部７２からの電流値が閾値未満の場合）、ＨＩレベルを出力し、比較対象の電圧が基準電圧よりも高い場合（ランプ電流検出部７２からの電流値が閾値以上の場合）、ＬＯＷレベルを出力する。

タイマ回路は、例えば単安定マルチバイブレータとして構成されており、マスクパルスが発生されていないときに比較器からＨＩレベルが入力されると、内部素子の時定数によって決定される一定時間（再通電時間、例えば３０μｓ）だけパワーアップ信号を出力する（図６の「パワーアップ信号」）。このパワーアップ信号はＰＷＭ制御部７７に入力される。また、タイマ回路は、マスクパルスが発生されているときに比較器からＨＩレベルが入力されたとしても、パワーアップ信号を出力しない。

ここで、マスクパルスが出力される時間は、デッドタイムよりも長い時間に設定されている。本構成の無電流時間検出部７６では、マスクパルスが出力されていない状態において、ランプ電流値が閾値未満となると、一定時間パワーアップ信号が出力される。

このような無電流時間検出部７６では、マスクパルス出力終了後に無電流に相当するランプ電流が検出された場合、図７に示すように、ランプ電圧を上昇させる。そして、ランプ電圧が一定電位に到達すると、放電灯１１が再通電し、電流が流れる。その後、ランプパワー制御部７３による通常のフィードバック制御に戻ることによって、ランプ電圧は元の電圧に戻る。

なお、正常時においては、図７における破線に示すように、ランプ電圧上昇後速やかに放電灯１１が通電されるので、ランプ電圧を上昇させることはない。
［本実施形態による効果］
以上のように詳述した放電灯点灯制御装置１において、ランプパワー制御部７３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路４５およびＰＷＭ制御部７７を利用して、放電灯１１に供給される電力を表す供給電力を、この供給電力が予め設定された目標値になるように生成する。また、ランプ電流検出部７２は、放電灯１１を流れる電流についての電流値の検出結果を取得する。そして、無電流時間検出部７６は、取得された電流値が予め設定された閾値未満である時間が、放電灯１１に電力が供給されなくなってから放電灯１１が消灯するまでの時間よりも短い時間に設定された基準時間以上となった場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路４５により生成される供給電力を目標値よりも増加させる。

このような放電灯点灯制御装置１によれば、放電灯１１が消灯してしまう前に、放電灯１１に供給される供給電力を増加させるので、供給電力が目標値の場合よりも放電灯１１への印加電圧を高くすることができる。従って、放電灯１１への再度の通電を促すことができ、放電灯１１の点灯状態を維持し易くすることができる。

また、放電灯１１を流れる電流についての電流値が閾値未満であっても、この状態が基準時間以上継続されなければ放電灯１１に印加される電圧を高く変更することはないので、放電灯１１に不用意に高い電圧が印加されることを防止することができる。よって、放電灯１１の劣化を防止することができる。

また、放電灯点灯制御装置１において、ブリッジ制御部７８およびＨブリッジ回路５５は、放電灯１１に印加される電圧の極性を周期的に変化させる。そして、無電流時間検出部７６は、供給電力を増加させてから、次にブリッジ制御部７８およびＨブリッジ回路５５が放電灯１１に印加される電圧の極性を変化させるまでに、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路４５により生成される供給電力を目標値に戻させる。

このような放電灯点灯制御装置１によれば、放電灯１１に高電力が供給され続けることを防止することができる。よって、放電灯１１の劣化を防止することができる。
加えて、放電灯点灯制御装置１において、無電流時間検出部７６は、供給電力を目標値よりも増加させている期間が放電灯１１への通電が再開されるのに充分な時間に設定された再通電時間以上となった場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路４５により生成される供給電力を増加前の目標値に戻させる。

このような放電灯点灯制御装置１によれば、放電灯１１に高電力が供給される時間を極力短くすることができる。よって、より放電灯１１の劣化を防止することができる。
また、放電灯点灯制御装置１において、再通電時間は、無電流時間検出部７６が供給電力の増加を開始してから、実際にＤＣ／ＤＣコンバータ回路４５が生成する供給電力が消灯直前の放電灯１１を再度通電させるために必要な電力に到達するまでの時間に設定されている。

このような放電灯点灯制御装置１によれば、供給電力が増加しすぎる前に供給電力を目標値に戻すことができるので、放電灯１１に極端な高電力が供給されることを防止することができる。

また、放電灯点灯制御装置１において、ブリッジ制御部７８およびＨブリッジ回路５５は、複数組のパワートランジスタ５６を順にＯＮ状態とすることにより放電灯１１に印加される電圧の極性を周期的に変化させるよう構成されている。そして、ＯＮ状態とするパワートランジスタ５６を変更する際には全てのパワートランジスタ５６を一時的にＯＦＦ状態とするデッドタイムを設けて制御するよう構成されている。この構成において、基準時間は、デッドタイムよりも長い時間に設定されている。

このような放電灯点灯制御装置１によれば、デッドタイムを設けて複数のパワートランジスタ５６を制御しているので、複数のパワートランジスタ５６が同時にＯＮ状態となることによる回路内でのショートを防止することができる。また、基準時間がデッドタイムよりも長く設定されているので、デッドタイムに放電灯１１に電流が流れないことを理由として放電灯１１に高電力が供給されることを防止することができる。

さらに、上記放電灯点灯制御装置１においてランプ電圧検出部７１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路４５によって生成される電力に基づく電圧値の検出結果を取得する。そして、ランプパワー制御部７３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路４５およびＰＷＭ制御部７７を利用して、供給電力を目標値とする際に、取得した電圧値の取得結果および電流値の取得結果を利用したフィードバック制御を実施し、供給電力を目標値よりも増加させる際に、フィードバック制御を実施することなく供給電力を増加させる。

このような放電灯点灯制御装置１によれば、供給電力を目標値とする際には、フィードバック制御により正確に電力を供給することができ、供給電力を目標値よりも増加させる際に、フィードバック制御を実施しないことにより、フィードバック制御を利用する場合と比較して電力を増加させる際の応答性を向上させることができる。

また、放電灯点灯制御装置１においては、ランプ電圧検出部７１およびランプ電流検出部７２を利用して供給電力の検出結果を取得する。そして、電力設定部７４は、取得された供給電力が予め設定された閾値未満となった場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路４５により生成される供給電力を目標値よりも増加させる。また、閾値設定部７５は、放電灯１１の点灯開始時に閾値を点灯時閾値に設定し、その後、閾値を点灯閾値よりも低い値である定常時閾値に変更する。

即ち放電灯１１の点灯開始時には、放電灯１１の立ち消えが発生し易いため、本発明では、放電灯１１の点灯開始時に放電灯１１が立ち消えする兆候を早期に検出できるように、電力を増加させる基準となる閾値を、点灯後充分時間が経過した定常時よりも高い値（点灯時閾値）に設定する。その後、放電灯１１の温度が上昇し、放電灯１１の立ち消えする可能性が低くなった頃に、閾値を点灯閾値よりも低い値である定常閾値に変更している。そして、放電灯１１への供給電力が閾値未満となると、放電灯１１が消灯してしまう前に、放電灯１１に供給される供給電力を増加させる。

このような放電灯点灯制御装置１によれば、放電灯１１の点灯直後において点灯時閾値に設定することにより放電灯１１への供給電力の低下を速やかに検出して供給電力を増加させることができるので、放電灯１１の点灯開始時における立ち消えを確実に防止することができる。

また、放電灯１１への供給電力を増加させるか否かを判断する際に利用される閾値を、その後、点灯時閾値からこの閾値よりも低い値である定常閾値に変更するので、放電灯１１に不用意な高電力が印加される続けることを防止することができる。よって、放電灯１１の劣化を防止することができる。

さらに、放電灯点灯制御装置１において、閾値設定部７５は、閾値を点灯時閾値から定常閾値まで、段階的または連続的に単調に減少させる。
このような放電灯点灯制御装置１によれば、放電灯１１の温度上昇とともに立ち消えが発生し難くなるにつれて、供給電力を増加し難くなるように閾値を変更することができる。

また、上記放電灯点灯制御装置１において、無電流時間検出部７６は、放電灯１１の点灯開始から放電灯１１の点灯状態が安定するまでの時間に設定された安定時間の経過後に作動し、電力設定部７４は、放電灯１１の点灯開始から安定時間の経過前までに作動するよう設定されている。

このような放電灯点灯制御装置１によれば、放電灯１１の点灯状態が不安定な期間（安定時間の経過前）においては、放電灯１１への供給電力が増加し易くすることで立ち消えを防止することができ、放電灯１１の点灯状態が安定してから（安定時間の経過後）は、放電灯１１への不用意な高電力の印加を防止することで放電灯１１の劣化を防止することができる。

さらに、放電灯点灯制御装置１において電力設定部７４は、放電灯１１の点灯開始時に目標値を点灯時目標値に設定し、その後、目標値を点灯時目標値よりも低い値である定常目標値に変更する。そして、閾値設定部７５は、目標値の変更に追従して閾値を変更する。

このような放電灯点灯制御装置１によれば、供給電力の目標値の変化に追従して閾値を変更することができるので、放電灯１１の点灯時において供給電力が低下したことを速やかに検出することができる。よって、供給電力を増加させる際の応答性を向上させることができる。

［その他の実施形態］
本発明の実施の形態は、上記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。

例えば、上記実施形態においては、制御回路７０を回路として構成したが、制御回路７０の機能をコンピュータによる処理として実現するようにしてもよい。この場合には、コンピュータが制御回路７０を構成する各部７１〜７９としての機能をプログラムによって実現するようにすればよい。

また、無電流時間検出部７６は、放電灯１１の点灯開始から放電灯１１の点灯状態が安定するまでの時間に設定された安定時間（例えば３０秒）の経過後の安定時（図３参照）のみに作動し、電力設定部７４は、放電灯１１の点灯開始から安定時間の経過前までの過渡時（図３参照）のみに作動するようにしてもよい。

このようにしても本発明と同様の効果を享受することができる。
［本発明と上記実施形態との対応関係］
本発明の電力生成手段は、上記実施形態におけるＤＣ／ＤＣコンバータ回路４５、ランプパワー制御部７３、ＰＷＭ制御部７７等に相当する。また、本発明の第１電力増加手段は、無電流時間検出部７６に相当し、極性変化手段は、ブリッジ制御部７８、Ｈブリッジ回路５５に相当する。

さらに、電力減少手段は、無電流時間検出部７６に相当し、電圧値取得手段は、ランプ電圧検出部７１に相当し、電力取得手段は、電力設定部７４、ランプ電圧検出部７１、ランプ電流検出部７２に相当する。また、第２電力増加手段は、電力設定部７４に相当し、閾値変更手段は、閾値設定部７５に相当する。

さらに、目標値変更手段は、ランプパワー制御部７３に相当し、電流値取得手段は、ランプ電流検出部７２に相当する。

１…放電灯点灯制御装置、６…バッテリ、７…スイッチ、１１…放電灯、４０…フィルタ回路、４５…ＤＣ／ＤＣコンバータ回路、４６…ＤＣ／ＤＣトランス、４７…パワーＭＯＳトランジスタ、５０…点灯補助回路、５５…Ｈブリッジ回路、５６…パワートランジスタ、５７…抵抗器、６０…高電圧発生回路、６５…昇圧回路、７０…制御回路、７１…ランプ電圧検出部、７２…ランプ電流検出部、７３…ランプパワー制御部、７４…電力設定部、７５…閾値設定部、７６…無電流時間検出部、７７…ＰＷＭ制御部、７８…ブリッジ制御部、７９…始動制御部。

Claims (10)

1. 放電灯の点灯状態を制御する放電灯点灯制御装置であって、
   放電灯に供給される電力を表す供給電力を、該供給電力が予め設定された目標値になるように生成する電力生成手段と、
   放電灯を流れる電流についての電流値の検出結果を取得する電流値取得手段と、
   前記取得された電流値が予め設定された閾値未満である時間が、放電灯に電力が供給されなくなってから放電灯が消灯するまでの時間よりも短い時間に設定された基準時間以上となった場合に、前記電力生成手段により生成される供給電力を前記目標値よりも増加させる第１電力増加手段と、
   を備えたことを特徴とする放電灯点灯制御装置。
2. 請求項１に記載の放電灯点灯制御装置において、
   前記放電灯に印加される電圧の極性を周期的に変化させる極性変化手段と、
   前記第１電力増加手段が供給電力を増加させてから、次に前記極性変化手段が放電灯に印加される電圧の極性を変化させるまでの間に、前記電力生成手段により生成される供給電力を前記目標値に戻させる電力減少手段と、
   を備えたことを特徴とする放電灯点灯制御装置。
3. 請求項２に記載の放電灯点灯制御装置において、
   前記電力減少手段は、前記第１電力増加手段が前記供給電力を前記目標値よりも増加させている期間が放電灯への通電が再開されるのに充分な時間に設定された再通電時間以上となった場合に、前記電力生成手段により生成される供給電力を前記目標値に戻させること
   を特徴とする放電灯点灯制御装置。
4. 請求項３に記載の放電灯点灯制御装置において、
   前記再通電時間は、前記第１電力増加手段が供給電力の増加を開始してから、実際に電力生成手段が生成する供給電力が消灯直前の放電灯を再度通電させるために必要な電力に到達するまでの時間に設定されていること
   を特徴とする放電灯点灯制御装置。
5. 請求項２〜請求項４の何れか１項に記載の放電灯点灯制御装置において、
   前記極性変化手段は、複数組のトランジスタを順にＯＮ状態とすることにより前記放電灯に印加される電圧の極性を周期的に変化させるよう構成されているとともに、ＯＮ状態とするトランジスタを変更する際には全てのトランジスタを一時的にＯＦＦ状態とするデッドタイムを設けて制御するよう構成されており、
   前記基準時間は、前記デッドタイムよりも長い時間に設定されていること
   を特徴とする放電灯点灯制御装置。
6. 請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の放電灯点灯制御装置において、
   前記電力生成手段によって生成される電力に基づく電圧値の検出結果を取得する電圧値取得手段、を備え、
   前記電力生成手段は、供給電力を前記目標値とする際に、前記取得した電圧値の取得結果および電流値の取得結果を利用したフィードバック制御を実施し、供給電力を前記目標値よりも増加させる際に、前記フィードバック制御を実施することなく供給電力を増加させること
   を特徴とする放電灯点灯制御装置。
7. 請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の放電灯点灯制御装置において、
   前記供給電力の検出結果を取得する電力取得手段と、
   前記取得された供給電力が予め設定された閾値未満となった場合に、前記電力生成手段により生成される供給電力を前記目標値よりも増加させる第２電力増加手段と、
   放電灯の点灯開始時に前記閾値を点灯時閾値に設定し、その後、前記閾値を前記点灯閾値よりも低い値である定常時閾値に変更する閾値変更手段と、
   を備えたことを特徴とする放電灯点灯制御装置。
8. 請求項７に記載の放電灯点灯制御装置において、
   前記閾値変更手段は、前記閾値を前記点灯時閾値から前記定常閾値まで、段階的または連続的に単調に減少させること
   を特徴とする放電灯点灯制御装置。
9. 請求項７または請求項８に記載の放電灯点灯制御装置において、
   前記第１電力増加手段は、前記放電灯の点灯開始から放電灯の点灯状態が安定するまでの時間に設定された安定時間の経過後に作動し、
   前記第２電力増加手段は、前記放電灯の点灯開始から前記安定時間の経過前までに作動すること
   を特徴とする放電灯点灯制御装置。
10. 請求項７〜請求項９の何れか１項に記載の放電灯点灯制御装置において、
    放電灯の点灯開始時に前記目標値を点灯時目標値に設定し、その後、前記目標値を前記点灯時目標値よりも低い値である定常目標値に変更する目標値変更手段を備え、
    前記閾値変更手段は、前記目標値の変更に追従して前記閾値を変更すること
    を特徴とする放電灯点灯制御装置。