JP3878776B2

JP3878776B2 - 車輌用放電灯装置

Info

Publication number: JP3878776B2
Application number: JP25746899A
Authority: JP
Inventors: 昌康山下; 仁志武田; 秀治松浦; 昭啓望月; 広生石橋; 明浩松本
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-09-10
Filing date: 1999-09-10
Publication date: 2007-02-07
Anticipated expiration: 2019-09-10
Also published as: GB0021777D0; CN1287931A; DE10044194A1; US6583570B1; DE10044194B4; FR2798336B1; CN1192920C; FR2798336A1; JP2001080411A; GB2355603B; GB2355603A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同一定格の走行ビーム照射用放電灯及びすれ違いビーム照射用放電灯の点灯制御を行う点灯回路を備えた車輌用放電灯装置において、走行ビーム照射用放電灯の始動時間の短縮化を図るための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車輌用光源として放電灯（メタルハライドランプ等）を使用する場合において、その点灯回路には、直流電源回路、直流−交流変換回路、起動回路（所謂スタータ回路）を備えた構成が知られている。
【０００３】
そして、放電灯を車輌用光源に用いる場合には、一般に複数の放電灯についての点灯制御が必要とされ、例えば、自動車用前照灯の光源として放電灯を使用する場合において、走行ビーム（所謂ハイビーム）とすれ違いビーム（所謂ロービーム）とを別個の放電灯によってそれぞれ照射する構成を採用した場合（所謂４灯式照明）には、左右に２個ずつの放電灯とこれらの２対の放電灯に対してそれぞれの点灯回路が必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の装置にあっては、走行ビーム照射用放電灯と、すれ違いビーム照射用放電灯が同一定格である場合に、両放電灯について同じ投入電力をもって点灯を行っているため、例えば、パッシング操作（ヘッドライトの意図的な点滅指示の操作）等のように瞬時的に明るさを必要とする状況に対応して走行ビーム照射用放電灯の光束を立ち上げるのに支障を来す虞が生じるという問題がある。
【０００５】
本発明は、走行ビーム照射用放電灯の光束を瞬時に立ち上げることで車輌走行に必要な照明光量を確保することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記した課題を解決するために、同一定格の走行ビーム照射用放電灯及びすれ違いビーム照射用放電灯と、両放電灯について同時に点灯制御を行うことができる点灯回路とを備えた車輌用放電灯装置において、走行ビーム照射用放電灯を点灯させる時の投入電力が、すれ違いビーム照射用放電灯を点灯させる時の投入電力より大きくなるように、且つ、走行ビーム照射用放電灯を点灯させる時にすれ違いビーム照射用放電灯への投入電力が減少するように、電力供給制御を行うものである。
【０００７】
よって、本発明によれば、走行ビーム照射用放電灯を点灯させる際の投入電力と、すれ違いビーム照射用放電灯を点灯させる際の投入電力とを比較した場合に、前者の電力値がより大きくなるように走行ビーム照射用放電灯の電力制御を行うことで、当該放電灯の光束を瞬時に立ち上げることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る車輌用放電灯装置の構成について説明する前に、放電灯の電力制御について図１に従って説明する。
【０００９】
図１は横軸に時間「ｔ」をとり、縦軸に放電灯への供給電力「Ｐ」をとって、当該電力の時間的変化を概略的に例示したグラフ図である。尚、図中に示すグラフ曲線「Ｐ1」、「Ｐ2」は２つの放電灯にそれぞれ供給される電力値の時間的変化を示しており、また、Ｐ軸において時間軸に平行な直線で示す「Ｐ12R」は各放電灯の定格電力値を示している。
【００１０】
本図では、「Ｐ1」が走行ビーム照射用放電灯への供給電力を示し、「Ｐ2」がすれ違いビーム照射用放電灯への供給電力を示している。
【００１１】
放電灯の点灯制御においては、一般に、光束をできるだけ速やかに定常値へと移行させることを目的として、点灯開始時点から定常点灯状態に達するまでの過渡期に定格電力よりも大きな電力を投入する制御が行われるが、このときの投入電力は過不足なく制御する必要がある。
【００１２】
図１に示す例では、２つの放電灯の点灯初期（以下、「過渡域」という。）において定格値を越える電力の供給によって放電灯の発光を促進して光束が速やかに立ち上がるように制御した後、定常域あるいは定常点灯状態（以下、「定常域」という。）に移行して定電力制御が行われる。
【００１３】
そして、本発明では、走行ビーム照射用放電灯を点灯させる時の投入電力の方が、すれ違いビーム照射用放電灯を点灯させる時の投入電力より大きくなるように電力供給制御が行われる。即ち、過渡域において、「Ｐ1＞Ｐ2」の関係が成立するように制御することで、走行ビーム照射用放電灯の光束を速やかに立ち上げることができる。これによって、例えば、パッシング操作時等における放電灯の点灯のタイムラグやこれに伴う操作上の違和感等を低減することができる。尚、「Ｐ1＞Ｐ2」の関係を成立させるにあたっては、すれ違いビーム照射用放電灯への投入電力を元の電力値と同じか又はこれより小さくなるように制御を行う。つまり、Ｐ2を変えないでＰ1だけを大きくする方法と、Ｐ1を大きくし、かつＰ2を小さくする方法とがあり、後者の方法は、例えば、すれ違いビーム照射用放電灯が点灯している状態で走行ビーム照射用放電灯を点灯させる時に点灯回路の負荷を軽減できるという利点がある。
【００１４】
図示された各グラフ曲線は、２つの放電灯の点灯がｔ＝０で同時に開始された場合のグラフ曲線を示しているとみても良いし、各放電灯について点灯開始の時点をｔ＝０の起点に合わせたグラフ曲線を示しているとみても良いが、前者の立場を採る場合には、両放電灯が点灯している状態では走行ビーム用の配光が主役であるので、過渡域において、走行ビーム照射用放電灯への投入電力を、すれ違いビーム照射用放電灯への投入電力より大きくすることによって走行ビーム照射用放電灯の始動時間を短くすることができる。
【００１５】
尚、始動時間（これを「ΔＴ」と記す。）については、例えば、図２に概略的に示すように、横軸に時間「ｔ」をとり、縦軸に光束（定常域での光束を１００％とした百分率で示し、これを「Ｌ％」と記す。）をとって点灯開始時点（t＝０）からの光束の時間的変化を示すグラフ図において、光束がＬ％＝０から予め決められた基準値（Ｍ％）に達するまでに要する時間として定義できる。
【００１６】
また、両放電灯が点灯している定常状態では、各放電灯に供給される電力値の合計（Ｐ1＋Ｐ2）が、各放電灯の定格電力値の合計（２・Ｐ12R）より小さくなるように電力供給制御を行うことが好ましい。その理由は、点灯回路の負荷を軽減し、点灯回路の効率から計算される電力損失を小さくすることができ、耐久性能の高い高価な素子部品を使用する必要がなくなる等の利点が得られるからである。
【００１７】
次に、本発明に係る装置の構成について説明するが、装置を構成する点灯回路には下記の２通りの形態が含まれる。
【００１８】
（Ｉ）複数の放電灯に対して共通の点灯回路を兼用できるようにした回路形態
（ＩＩ）各放電灯につき１つずつの点灯回路を使用する回路形態。
【００１９】
先ず、（Ｉ）の形態としては、走行ビーム照射用放電灯と、すれ違いビーム照射用放電灯に対して１つの共通の点灯回路を設けて、両放電灯の同時点灯や、各放電灯の点灯を行うことができるようにした回路構成が挙げられる。
【００２０】
また、（ＩＩ）の形態としては、走行ビーム照射用放電灯のための点灯回路と、すれ違いビーム照射用放電灯のための点灯回路を設けて、それぞれの点灯回路によって放電灯を点灯させるようにした回路構成が挙げられる。
【００２１】
尚、部品コストや配置スペースの観点からは（Ｉ）の形態が好ましいが、点灯回路の故障時に２つの放電灯が点灯できなくなる状況を回避するという観点からは（ＩＩ）の形態が好ましいので、各種の適用条件を勘案して形態を選択することが望ましい。また、（Ｉ）と（ＩＩ）の形態は互いに相反するものではなく、両者を組み合わせた形態も可能である。例えば、走行ビーム照射用放電灯と、すれ違いビーム照射用放電灯とをそれぞれ２個ずつ使用した点灯装置において、車輌前部の左側に位置する第１のすれ違いビーム照射用放電灯及び車輌前部の右側に位置する第１の走行ビーム照射用放電灯を同時に点灯できる点灯回路と、車輌前部の左側に位置する第２の走行ビーム照射用放電灯及び車輌全部の右側に位置する第２のすれ違いビーム照射用放電灯を同時に点灯できる点灯回路とを設けることによって、例えば、第１のすれ違いビーム照射用放電灯が点灯できない場合に第２の走行ビーム照射用放電灯を代用して点灯させることができる。
【００２２】
図３は、上記（Ｉ）の形態にかかる回路構成例を示すものであり、走行ビーム照射用放電灯や、すれ違いビーム照射用放電灯について同時に点灯制御を行うことができる点灯回路を備えている。
【００２３】
車輌用放電灯装置１を構成する点灯回路は、電源２（バッテリー等）、直流電源回路３、直流−交流変換回路４、起動回路５（５_1、５_2）を備えている。
【００２４】
直流電源回路３については、例えば、２つのＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａ、３Ｂを用いて構成されており、これらは２つの放電灯６_1、６_2の間で共用される。尚、直流電源回路３は、電源２からの直流入力電圧（これを「Ｖin」と記す。）を受けて所望の直流電圧を出力するものであり、後述する制御回路からの制御信号に応じてその出力電圧が可変制御される。この直流電源回路３には、スイッチングレギュレータの構成を有するＤＣ−ＤＣコンバータ（チョッパー式、フライバック式等。）が用いられるが、正極性の電圧出力（正電圧出力）を得るための第１の回路部（ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａ）と負極性の電圧出力（負電圧出力）を得るための第２の回路部（ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ｂ）とが互いに並列の関係をもって配置されている。
【００２５】
直流−交流変換回路４は直流電源回路３の後段に配置されその出力電圧を交流電圧に変換した後にこれを放電灯に供給するために設けられており、直流電源回路３の各出力端子からそれぞれ出力される正極性及び負極性の電圧が送出されてくる。本回路４については、４つのスイッチ素子ｓｗ１、ｓｗ２、ｓｗ３、ｓｗ４（これらには電界効果トランジスタ等の半導体スイッチ素子が用いられるが、図には単にスイッチの記号で示す。）からなるフルブリッジ型の回路構成を有している。
【００２６】
即ち、４つのスイッチ素子のうち、互いに直列接続とされることにより第１の組をなすスイッチ素子ｓｗ１、ｓｗ２については、その一方ｓｗ１の一端がＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａの出力端子に接続され、当該スイッチ素子ｓｗ１の他端がスイッチ素子ｓｗ２を介してＤＣ−ＤＣコンバータ３Ｂの出力端子に接続されている。そして両スイッチ素子同士の接続点αに対して第１の放電灯６_1が起動回路５_1（の誘導性負荷）を介して接続されている。
【００２７】
また、互いに直列接続されることで第２の組をなすスイッチ素子ｓｗ３、ｓｗ４については、その一方ｓｗ３の一端がＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａの出力端子に接続され、当該スイッチ素子ｓｗ３の他端がスイッチ素子ｓｗ４を介してＤＣ−ＤＣコンバータ３Ｂの出力端子に接続されている。そして、両スイッチ素子同士の接続点βに対して第２の放電灯６_2が起動回路５_2（の誘導性負荷）を介して接続されている。
【００２８】
直流−交流変換回路４の後段において、第１及び第２の放電灯のそれぞれの端子のうち、上記接続点αやβに接続されない方の端子についてはこれを直接グランドに接続するか、又は電流検出手段（図には電流検出用抵抗「Ｒｉ1」、「Ｒｉ2」を示す。）を介してグランドに接続する。
【００２９】
駆動回路ＤＲＶ１、ＤＲＶ２についてはともにハーフブリッジドライバ用のＩＣが使用され、その一方の駆動回路ＤＲＶ１がスイッチ素子ｓｗ１、ｓｗ２のオン／オフ制御を担当し、他方の駆動回路ＤＲＶ２がスイッチ素子ｓｗ３、ｓｗ４のオン／オフ制御を担当している。即ち、ある時刻において、駆動回路ＤＲＶ１によりスイッチ素子ｓｗ１がオン状態、スイッチ素子ｓｗ２がオフ状態となるように各素子の状態を規定されたとすると、このとき、駆動回路ＤＲＶ２によりスイッチ素子ｓｗ３がオフ状態、スイッチ素子ｓｗ４がオン状態となるように各素子の状態が規定される。また、別の時刻において、駆動回路ＤＲＶ１によりスイッチ素子ｓｗ１がオフ状態、スイッチ素子ｓｗ２がオン状態となるように各素子の状態を規定されたとすると、このとき、駆動回路ＤＲＶ２によりスイッチ素子ｓｗ３がオン状態、スイッチ素子ｓｗ４がオフ状態となるように各素子の状態が規定される。このようにしてスイッチ素子ｓｗ１とｓｗ４とが同じ状態、スイッチ素子ｓｗ２とｓｗ３とが同じ状態となって、これらが相反的に交番動作する。
【００３０】
従って、２組のスイッチ素子のオン／オフ動作によって、例えば、第１の放電灯６_1に正極性の電圧が供給される間、第２の放電灯６_2には負極性の電圧が供給され、逆に、第１の放電灯６_1に負極性の電圧が供給される間、第２の放電灯６_2には正極性の電圧が供給されることになる。
【００３１】
尚、１つの放電灯についての点灯回路（つまり、図３の回路が、例えば、第１の放電灯６_1だけを点灯させる点灯回路であるとした場合）では、スイッチ素子ｓｗ１、ｓｗ２と駆動回路ＤＲＶ１とによって直流−交流変換回路を構成し、第２の放電灯６_2に関与する部分を取り除けば良い。
【００３２】
また、上記した起動回路５_1、５_2についてはこれらを別々の回路として付設するよりは、２つの放電灯６_1、６_2の間で回路の共通化を図ることが部品点数やコストの削減にとって好ましい。
【００３３】
放電灯６_1、６_2に関する電圧や電流の検出方法については、下記に示す方法が挙げられる。
【００３４】
（ａ）放電灯の管電圧や管電流を直流−交流変換回路の後段において検出する方法
（ｂ）放電灯の管電圧や管電流に対応する相当信号を検出する方法。
【００３５】
先ず、方法（ａ）については、例えば、上記したように放電灯に対して電流検出用抵抗（Ｒｉ1、Ｒｉ2）を接続してこれに流れる電流を電圧変換して取得する方法等が挙げられる。
【００３６】
また、方法（ｂ）については、例えば、図３に示すように、直流電源回路３と直流−交流変換回路４との間に、電圧・電流検出部７を配置し、電圧検出については、直流電源回路３の出力電圧を抵抗分圧して得られる検出電圧を管電圧の相当信号として取得したり、直流電源回路３の出力電流を検出するために電流検出用抵抗を給電ライン上に配置して電圧変換を行って検出電流を取得する方法等が挙げられる。
【００３７】
制御回路８は、放電灯６_1、６_2に関する電圧検出信号や電流検出信号、あるいはこれらの検出信号に基づいて各放電灯の点灯状態を示す信号としてアナログ演算処理を施した信号、操作手段９からの各放電灯の点灯指示のための信号等に基づいて放電灯の電力制御を行う上で主要な回路である。
【００３８】
この制御回路８は、放電灯の過渡域や定常域における供給電力値を規定するための制御機能を有しているが、ここでは、先ず、１つの放電灯について電力制御を行う場合を例にして、その制御回路と動作を説明する。
【００３９】
図４はＰＷＭ（パルス幅変調）制御方式の制御回路について構成の要部を示したものであり、エラーアンプ１０の正側入力端子には所定の基準電圧「Ｅｒｅｆ」（図には定電圧源の記号で示す。）が供給され、負側入力端子には、下記に示す回路が接続されている（括弧内の数字は符号を示す。）。
【００４０】
・放電灯にかかる電圧検出回路（１１）
・放電灯に流れる電流検出回路（１２）
・最大投入電力規定回路（１３）
・定常電力調整回路（１４）。
【００４１】
これらのうち、最大投入電力規定回路１３は、放電灯を冷えた状態から点灯する場合（所謂コールドスタート）等において過渡域での供給電力値の最大値（あるいは上限許容値）を規定するための回路である。また、定常電力調整回路１４は定常域での定電力制御における供給電力値を微調整するのに必要な回路である。尚、電圧検出回路や電流検出回路等については、演算増幅器を用いて構成できることが知られている（例えば、特開平４−１４１９８８号公報等参照。）ので、それらの構成の説明は省略する。
【００４２】
本構成では、エラーアンプ１０の出力電圧が大きい程、放電灯への供給電力が増大するようになっており（エラーアンプはその負側入力電圧が基準電圧Ｅｒｅｆに等しくなるように直流電源回路３の出力電圧を調整する。）、エラーアンプ１０の出力電圧は、図示しないＰＷＭ制御部（ＰＷＭ制御用の汎用ＩＣ等を用いて構成される回路部であり、入力電圧レベルと鋸歯状波との比較結果に応じてデューディーサイクルの変化するパルス信号を生成する。）や駆動回路等を経て直流電源回路３内のスイッチング素子（半導体素子）への制御信号に変換される。
【００４３】
また、図中にＡ１乃至Ａ４で示す矢印は、各部がエラーアンプ１０への入力電流に対する寄与分をそれぞれ表しており、矢印の向きが各部による制御電流の向きの基準となる。例えば、電圧検出回路１１（矢印Ａ１を参照。）や最大投入電力規定回路１３（矢印Ａ４を参照。）についてはそれらの制御電流の向きがエラーアンプ１０から遠ざかる向きとされているので、この向きに流れる電流値が大きくなる程、放電灯への供給電力が大きくなる。これとは逆に、電流検出回路１２（矢印Ａ２を参照。）についてはその制御電流の向きがエラーアンプ１０に近づく向きとされているので、この向きに流れる電流値が大きくなる程、放電灯への供給電力が小さくなる。尚、定常電力調整回路１４による制御電流については両矢印Ａ３で示すとおり、どちらの向きでも電力調整ができ、エラーアンプ１０から遠ざかる向きに調整した場合には定常域での供給電力が増える（エラーアンプに近づく向きに調整した場合には定常域での供給電力が減る。）。
【００４４】
過渡域では、電圧検出回路１１や電流検出回路１２、最大投入電力規定回路１３による制御電流の寄与によって放電灯への供給電力が当該放電灯の点灯状態に応じて規定される。例えば、放電灯にかかる電圧が低い場合には放電灯に大きな電力が投入されるし（但し、電圧検出回路１１から最大投入電力規定回路１３に向かう矢印から分かるように、その最大電力値は検出電圧を参照して決定される。）、また、放電灯に流れる電流が大きくなれば、放電灯への供給電力は減少する。そして、放電灯への投入電力をより大きくするには、矢印Ａ４で示す向きの制御電流値が大きくすれば良い。
【００４５】
図５は最大投入電力規定回路の構成例について当該回路の出力段を示している。
【００４６】
図中の信号「ＶＳＨ」や「ＶＳＬ」は、各放電灯にかかる電圧検出信号や点灯時間情報（点灯開始時点からの経過時間）に基づく演算処理により得られる信号（最大投入電力値を規定するための制御信号であり、例えば、過渡域において放電灯の電圧が低い場合には投入電力が大きく、放電灯の電圧上昇につれて投入電力が減少するように、放電灯の電流を制限するための信号として生成される。）を示しており、信号「ＶＳＨ」が走行ビーム照射用放電灯に係る信号、信号「ＶＳＬ」がすれ違いビーム照射用放電灯に係る信号をそれぞれ示している。
【００４７】
信号ＶＳＨは、先ず、演算増幅器を用いた電圧バッファ１５に入力される。即ち、演算増幅器１６の非反転入力端子に信号ＶＳＨが供給され、反転入力端子が演算増幅器１６の出力端子に接続されている。
【００４８】
電圧バッファ１５の出力端子は抵抗１７を介して理想ダイオード（ダイオードの理想特性と等価な特性を有する回路であり、現実のダイオードと演算増幅器を使って構成されるが、図では単にダイオードの記号で示す。）１８のカソードに接続され、該理想ダイオードのアノードが図示しないエラーアンプ（走行ビーム照射用放電灯の電力制御に関与する。）の負側入力端子に接続される。つまり、同図に矢印ＡＨ４で示す向きに、過渡域での電力規制のための制御電流が流れる。
【００４９】
信号ＶＳＬの経路についても、信号ＶＳＨの場合と同様の構成をしており、電圧バッファ１９を構成する演算増幅器２０の非反転入力端子に信号ＶＳＬが供給され、反転入力端子が演算増幅器２０の出力端子に接続されている。そして、該演算増幅器２０の出力端子は抵抗２１を介して理想ダイオード２２のカソードに接続され、該理想ダイオード１８のアノードが図示しないエラーアンプ（すれ違いビーム照射用放電灯の電力制御に関与する。）の負側入力端子に接続される。つまり、同図に矢印ＡＬ４で示す向きに、過渡域での電力規制のための制御電流が流れる。
【００５０】
本構成において、過渡域での走行ビーム照射用放電灯への投入電力を増やしたい場合には、抵抗１７の定数設定によって行えば良い（つまり、抵抗値を小さくする。）。同様に、すれ違いビーム照射用放電灯への投入電力を調整するには、抵抗２１の定数設定によって行えば良い。
【００５１】
尚、放電灯の定常域における定電力制御については、管電圧を「Ｖ」、管電流を「Ｉ」とし、定格電力値を「Ｗ」とするとき、「Ｖ・Ｉ＝Ｗ」の関係式、あるいはこれに対して直線近似から得られる関係式「Ｖ＋Ｉ＝Ｗ」等が成立するように制御が行われることは周知の通りである（さらに近似を良くするためには、多数の折れ線を用いて定電力曲線に対する近似を行うように電圧検出回路や電流検出回路の構成を複雑にすれば良いが、部品点数の増加に伴うデメリットを考慮する必要が出て来る。）。
【００５２】
そして、定常域では最大投入電力規定回路１３による制御電流がないと考えて良いので、電圧検出回路１１や電流検出回路１２、定常電力調整回路１４による制御電流が合計でゼロアンペアとなるように制御される（即ち、この状態ではエラーアンプにおける入力電圧と基準電圧との均衡が保たれているが、これが崩れた場合に、例えば、入力電圧が低くなれば、アンプの出力電圧が増加して供給電力が増加し、逆に入力電圧が高くなればアンプの出力電圧が下がって供給電力が減少することになる。）。
【００５３】
図５の例では、各放電灯についてそれぞれのエラーアンプに対する制御出力を得るようにしたが、２つの放電灯に対する供給電力の合計を１つのエラーアンプの出力によって制御する形態では、図４に示した構成を下記のように変更する必要がある。
【００５４】
・上記電圧検出回路１１を、２つの放電灯にかかる電圧値の合計を検出するための電圧検出回路に置き換えること。
【００５５】
・上記電流検出回路１２を、２つの放電灯に流れる電流値の合計を検出するための電流検出回路に置き換えること。
【００５６】
・２つの放電灯の点灯時における投入電力の合計値が、最大投入電力規定回路１３や定常電力調整回路１４によって規定されるようにし、かつ、上記したように回路素子の定数設定により、過渡域での走行ビーム照射用放電灯への投入電力を、すれ違いビーム照射用放電灯のそれより相対的に大きくなるように調整すること。
【００５７】
以上の説明により、過渡域での放電灯への投入電力を、ある程度自在に設定できる（投入電力が大き過ぎる場合には、放電灯の寿命への影響や回路素子の発熱等が問題となり、また投入電力が小さい場合には始動時間の短縮という所期の目的を達成できないので、設定範囲については自ずとその限界が決まってしまうことに注意を要する。）ことが明らかになったが、このような電力制御を常に行うよりも、これを必要とする特定の状況下において当該制御が行われるようにすることが、放電灯の寿命等の観点からは望ましい。
【００５８】
この「特定の状況」には、例えば、下記に示す状況が挙げられる。
【００５９】
・走行ビーム照射用放電灯への点滅点灯の指示信号が検出されたとき
・走行ビーム照射用放電灯をすれ違いビーム照射用放電灯の代用光源として瞬時に点灯させる必要があるとき。
【００６０】
先ず、点滅点灯の指示信号（点滅指示信号）の検出については、パッシング操作時に走行ビーム照射用放電灯に対して指示される信号のオン期間及びオフ期間の長さを検出することで判断することができる。即ち、車輌の運転者が、点滅点灯を指示するための操作手段９（ハンドルの近辺に設けられた操作アーム等の操作部材、その動作に連動したスイッチ等の検知用素子や回路を含む。）を使って、放電灯の点消灯の指示を１サイクル以上に亘って繰り返したときに、これに応じて検出信号が２つのレベルの間で切り替わるように構成して、当該信号が下記に示す条件（Ａ）及び（Ｂ）を満たす場合に、走行ビーム照射用放電灯への点滅点灯の指示が出されていると判断する。
【００６１】
（Ａ）検出信号のオン期間の長さが第１の判定基準値（これを「Ｔ１」と記す。）以上であって、かつ第２の判定基準値（これを「Ｔ２」と記す。）以下であること
（Ｂ）検出信号のオフ期間の長さが第３の判定基準値（これを「Ｔ３」と記す。）以上であって、かつ第４の判定基準値（これを「Ｔ４」と記す。）以下であること。
【００６２】
図６は点滅点灯の指示のための操作手段９によって得られる検出信号（一次検出信号）「ＳＤ」の波形を示しており、期間「ＴＨ」がオン期間（図ではＨレベル期間として示す。）の長さを表し、「ＴＬ」がオフ期間（図ではＬレベル期間として示す。）の長さを表している。尚、これらの期間に付した「Ｈ」や、「Ｌ」は信号レベルの高低を意味し、ハイビームやロービームを区別するものではないことに注意を要する。
【００６３】
また、図７は横軸に期間の長さをとり、縦軸に信号レベルをとって検出信号ＳＤの２値状態を概念的に示したものであり、横軸上に示した判定基準値Ｔ１乃至Ｔ４については説明の便宜上全て異なる値としている。
【００６４】
上記（Ａ）の条件、「Ｔ１≦ＴＨ≦Ｔ２」において、下限値Ｔ１は、ノイズ等による誤検出の影響を排除する目的で設定されるものであり、例えば、図７に破線２３で示すように、ＴＨの長さがＴ１を下回った場合には、これがノイズ等とみなされて無視される。つまり、Ｔ１の値が小さすぎるとノイズや操作アーム等の偶発的な接触等によって誤った点灯指示が出される確率が高まることになる。
【００６５】
また、上限値Ｔ２は長時間に亘る点灯状態と区別する目的で設定され、図７に破線２４で示すように、ＴＨの長さがＴ２よりも長い場合には、放電灯に対する点滅点灯の指示ではなく継続的な点灯指示が出されているものと判断される。よって、この値が大きくなるほど、両者の区別がつきにくくなる。
【００６６】
（Ｂ）の条件、「Ｔ３≦ＴＬ≦Ｔ４」において、下限値Ｔ３は、ノイズ等による誤検出の影響を排除する目的で設定されるものであり、例えば、図７に破線２５で示すように、ＴＬの長さがＴ３を下回った場合には、これがノイズ等とみなされて無視される。つまり、Ｔ３の値が小さすぎるとノイズ等による誤検出の確率が高まることになる。
【００６７】
また、上限値Ｔ４は長時間に亘る消灯状態と区別する目的で設定され、図７に破線２６で示すように、ＴＬの長さがＴ４より長い場合には、放電灯に対する点滅点灯の指示ではなく継続的な消灯指示が出されているものと判断される。よって、この値が大きくなるほど、両者の区別がつきにくくなる。
【００６８】
尚、これらの条件の判断については、期間ＴＨやＴＬを含む１サイクル内で１回だけ行う方法と、２サイクル以上に亘って複数回行う方法とが挙げられ、誤検出の低減という観点からは後者の方が好ましいが、回数が多いと最終的な判断までに時間がかかってしまうので、極力少ない回数で判断することが望ましい。
【００６９】
図８は検出回路の一例２７を示しており、ディジタルロジック回路として構成したものである。
【００７０】
本例では、上記した検出信号ＳＤの位相について、そのＨレベル期間が走行ビーム照射用放電灯への点灯指示を示し、そのＬレベル期間が走行ビーム照射用放電灯への消灯指示を示すものと定義している。
【００７１】
この検出信号ＳＤは、図の上段に示す２段のＤフリップフロップ２８、２９と、図の下段に示す２段のＤフリップフロップ３０、３１にそれぞれ供給される。
【００７２】
先ず、Ｄフリップフロップ２８、２９については、前段のＤフリップフロップ２８のＤ入力端子に検出信号ＳＤが供給され、当該フリップフロップのクロック信号入力端子（ＣＫ）には図示しないクロック信号発生回路からのクロック信号（これを「ＣＬＫ」と記す。）が供給されるようになっている。そして、Ｄフリップフロップ２８のＱ出力が後段のＤフリップフロップ２９のＤ入力端子に送出されるとともに、２入力ＮＡＮＤ（否定論理積）ゲート３２の一方の入力端子に送出される。Ｄフリップフロップ２９のクロック信号入力端子（ＣＫ）にはクロック信号ＣＬＫが供給されるようになっており、該フリップフロップのＱ出力が２入力ＮＡＮＤゲート３２の残りの入力端子に送出される。そして、２入力ＮＡＮＤゲート３２の出力信号が後段のカウンタ３３のリセット端子（Ｒｅｓｅｔ）に送られ、該カウンタ３３のクロック入力端子（図には「ＣＫ」の上にバー記号「−」を付して示す。）には、クロック信号ＣＬＫとカウンタ３３の出力端子（Ｑｎ）から得られる信号とが２入力ＯＲ（論理和）ゲート３４を経て供給される。
【００７３】
カウンタ３３のＱｎ出力は、２入力ＯＲゲート３５の一方の入力端子に送られ、当該ゲートの出力信号が最終段のカウンタ３６のリセット端子（Ｒｅｓｅｔ）に供給される。尚、２入力ＯＲゲート３５の他方の入力端子には、後述する下段のカウンタ（３８）の出力信号が供給される。
【００７４】
Ｄフリップフロップ３０、３１については、前段のＤフリップフロップ３０のＤ入力端子に検出信号ＳＤが供給され、当該フリップフロップのクロック信号入力端子（ＣＫ）にはクロック信号ＣＬＫが供給される。そして、Ｄフリップフロップ３０のＱ出力が後段のＤフリップフロップ３１のＤ入力端子に送出され、Ｑバー出力（図には「Ｑ」の上にバー記号「−」を付して示す。）が、２入力ＮＡＮＤゲート３７の一方の入力端子に送出される。Ｄフリップフロップ３１のクロック信号入力端子（ＣＫ）にはクロック信号ＣＬＫが供給されるようになっており、該フリップフロップのＱバー出力（図には「Ｑ」の上にバー記号「−」を付して示す。）が２入力ＮＡＮＤゲート３７の残りの入力端子に送出される。そして、２入力ＮＡＮＤゲート３７の出力信号が後段のカウンタ３８のリセット端子（Ｒｅｓｅｔ）に送られ、該カウンタ３８のクロック入力端子（図には「ＣＫ」の上にバー記号「−」を付して示す。）には、クロック信号ＣＬＫとカウンタ３８の出力端子（Ｑｎ）から得られる信号とが２入力ＯＲゲート３９を経て供給される。
【００７５】
カウンタ３８の出力信号は上記２入力ＯＲゲート３５の残りの入力端子に供給され、当該信号とカウンタ３８の出力信号の論理和として得られる信号が、最終段のカウンタ３６へのリセット信号となる。
【００７６】
また、ＮＡＮＤゲート３２と３７の出力信号が２入力ＯＲゲート４０に送出されて、当該ゲートの出力信号がさらに２入力ＯＲゲート４１の一方の入力端子に送られる。該２入力ＯＲゲート４１の他方の入力端子には、カウンタ３６の出力端子（Ｑ２）からの出力信号が供給され、当該ゲートの出力端子がカウンタ３６のクロック入力端子（図には「ＣＫ」の上にバー記号「−」を付して示す。）に接続されている。
【００７７】
本回路における判断結果は、カウンタ３６の出力端子（Ｑ２）の出力信号（これを「ＳＯ」と記す。）であり、当該信号のレベルがＨレベルである場合に、放電灯への点滅点灯の指示が出されていると判断されたことを示し、当該信号のレベルがＬレベルである場合に、点滅点灯の指示が出されていないと判断されたことを示している。
【００７８】
尚、上記カウンタの出力ＱｎやＱ２については段数（あるいは段位）を示しており、Ｑｎがｎ段目の出力を示し、Ｑ２が２段目の出力を示している。
【００７９】
図８の回路において、上記第１の判定基準値Ｔ１は、Ｄフリップフロップ２８、２９によって規定される。即ち、ＮＡＮＤゲート３２の出力は、入力信号ＳＤがＨレベルの状態が２クロック分続いたときに始めてＬレベルの状態となる。そして、後段のカウンタ３３の出力によって上記第２の判定基準値Ｔ２が規定され、信号ＳＤのオン期間ＴＨの長さがＴ２以上である場合に出力ＱｎがＨレベル信号となり、これによって最終段のカウンタ３６がリセットされて、出力端子Ｑ２からＬレベル信号（ＳＯ＝「Ｌ」）が出力される。また、信号ＳＤのオン期間ＴＨの長さがＴ２以内である場合には、ＮＡＮＤゲート３２の出力がＨレベル信号となってカウンタ３３の出力ＱｎがＨレベルになる前にリセットされるので、最終段のカウンタ３６によるカウント・アップ動作が行われる。
【００８０】
他方、上記第３の判定基準値Ｔ３は、Ｄフリップフロップ３０、３１によって規定され、ＮＡＮＤゲート３７の出力は、入力信号ＳＤがＬレベルの状態が２クロック分続いたときに始めてＬレベルの状態となる。そして、後段のカウンタ３８の出力によって上記第４の判定基準値Ｔ４が規定され、信号ＳＤのオン期間ＴＬの長さがＴ４以上である場合に出力ＱｎがＨレベル信号となり、これによって最終段のカウンタ３６がリセットされて、出力端子Ｑ２からＬレベル信号（ＳＯ＝「Ｌ」）が出力される。また、信号ＳＤのオン期間ＴＬの長さがＴ４以内である場合には、ＮＡＮＤゲート３７の出力がＨレベル信号となってカウンタ３８の出力ＱｎがＨレベルになる前にリセットされるので、最終段のカウンタ３６によるカウント・アップ動作が行われる。
【００８１】
最終段のカウンタ３６には、ＮＡＮＤゲート３２、３７の論理和出力がクロック信号として供給されるようになっており、ＯＲゲート３５の出力信号がＬレベル信号である限りカウント・アップ動作が行われて、動作完了時にそのＱ２出力からＨレベル信号（ＳＯ＝「Ｈ」）が出力される。
【００８２】
こうして得られる信号ＳＯを前記した電力制御に反映させるためには、当該信号を用いて放電灯の過渡域における投入電力を制御すれば良く、例えば、図９に示すように、図５の構成に若干の変更を加えれば良い。
【００８３】
図９では、走行ビーム照射用放電灯の電力制御に関与する電圧バッファ１５の出力端子の接続された抵抗１７に対して、抵抗４２及びアナログスイッチ４３（図には略記号で示すが、例えば、ＦＥＴ等を用いて構成される。）の直列回路が並列に接続されており、信号ＳＯがＨレベル信号である場合にアナログスイッチ４３がオン状態となって抵抗１７と抵抗４２とが並列接続されるため、これらの合成抵抗値が抵抗１７の抵抗値に比べて小さくなる。
【００８４】
また、すれ違いビーム照射用放電灯の電力制御に関与する電圧バッファ１９の出力段において理想ダイオード２２のカソードに接続された抵抗２１に対して、抵抗４４が直列に接続されており（つまり、演算増幅器２０の出力端子と抵抗２１との間に抵抗４４が介挿されている。）、当該抵抗４４に対して並列にアナログスイッチ４５（図には略記号で示す。）が接続されている。そして、アナログスイッチ４５には信号ＳＯがＮＯＴ（論理否定）ゲート４６を介して供給されるようになっており、信号ＳＯがＨレベル信号である場合にアナログスイッチ４５がオフ状態となって抵抗２１と抵抗４４とが直列に接続されるため、これらの合成抵抗値が抵抗２１の抵抗値に比べて大きくなる。
【００８５】
しかして、本回路において理想ダイオード（１８、２２）と電圧バッファ（１５、１９）との間に介挿される抵抗の抵抗値が小さいほど放電灯への投入電力が大きくなるので、信号ＳＯがＨレベル信号のとき、つまり、上記した検出回路２７によって走行ビーム照射用放電灯への点滅点灯の指示信号が検出されたときには、抵抗１７と抵抗４２とが並列に接続された状態となって合成抵抗値が小さくなるので走行ビーム照射用放電灯への投入電力が増加する。他方、すれ違いビーム照射用放電灯については抵抗２１と抵抗４４とが直列に接続された状態となって合成抵抗値が大きくなるので、当該放電灯への投入電力が減少する。このように、走行ビーム照射用放電灯を点灯させる時の投入電力が、すれ違いビーム照射用放電灯を点灯させる時の投入電力より大きくなるように電力供給制御が行われる。
【００８６】
また、信号ＳＯがＬレベル信号のとき、つまり、上記した検出回路２７によって走行ビーム照射用放電灯への点滅点灯の指示信号が検出されないときには、抵抗１７に対して抵抗４２が並列に接続されないので、走行ビーム照射用放電灯への投入電力が抵抗１７に流れる電流によって規定される。そして、アナログスイッチ４５がオン状態となり、抵抗４４に対するバイパスが形成されるので、すれ違いビーム照射用放電灯への投入電力が抵抗２１に流れる電流によって規定されることになる。
【００８７】
尚、この例では、走行ビーム照射用放電灯への点滅点灯の指示が検出されたときに当該放電灯に対して投入電力を増加させ、すれ違いビーム照射用放電灯に対して投入電力を減少させるようにしたが、走行ビーム照射用放電灯に対して投入電力を増加させるだけの場合には、抵抗４４、アナログスイッチ４５、ＮＯＴゲート４６が不要であることは勿論である。
【００８８】
次に、すれ違いビーム照射用放電灯が何らの原因によって点灯できなくなった場合に、走行ビーム照射用放電灯をすれ違いビーム照射用放電灯の代用光源として瞬時に点灯させる場合について説明する。
【００８９】
すれ違いビーム照射用放電灯への点灯指示が出されているにもかかわらず、当該放電灯が点灯していないことを検出するためには、放電灯の発する光を検出する光検出手段を設けてその受光量が閾値以下であることから判別したり、あるいは、放電灯に流れる電流を検出する電流検出手段を設けてその検出電流が閾値以下であることから判別する等、各種の形態が挙げられる。
【００９０】
そして、すれ違いビーム照射用放電灯が点灯していない場合には、走行ビーム照射用放電灯を代用してこれを点灯させるための指示信号が生成され、このときに当該放電灯への投入電力を増加させるための制御が行われる。例えば、図９に示した回路構成において、信号ＳＯを、走行ビーム照射用放電灯への代用点灯の指示信号で置き換え、これがＨレベル信号である場合にアナログスイッチ４３がオン状態となって抵抗１７と抵抗４２とが並列に接続されるように構成すると、走行ビーム照射用放電灯をすれ違いビーム照射用放電灯の代用として点灯させる場合に始動時間を短縮できるので、運転者の視界が一時的に悪化する時間を短くすることができる。
【００９１】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、請求項１に係る発明によれば、走行ビーム照射用放電灯を点灯させる際の投入電力が、すれ違いビーム照射用放電灯を点灯させる際の投入電力よりも大きくなるように走行ビーム照射用放電灯の電力制御を行うことで、当該放電灯の光束を瞬時に立ち上げて必要な照明光量を迅速に得ることができる。
【００９２】
請求項２に係る発明によれば、走行ビーム照射用放電灯への点滅点灯の指示信号が検出されたときには当該放電灯への投入電力を一時的に増加させ、また、当該放電灯を継続的に点灯させる場合にはこのような意図的な投入電力の増加を行うことなく放電灯への供給電力を制御することによって放電灯の短寿命化を防止したり、回路素子の発熱等を低減することができる。
【００９３】
請求項３に係る発明によれば、走行ビーム照射用放電灯への点滅点灯の指示について誤検出の発生頻度を低減することで、制御の確実性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車輌用放電灯装置の基本動作について説明するためのグラフ図である。
【図２】放電灯の光束の時間的変化を概略的に示すグラフ図である。
【図３】本発明に係る車輌用放電灯装置の点灯回路について構成例を示す回路ブロック図である。
【図４】１つの放電灯に対する制御回路についてその要部の構成を示す図である。
【図５】最大投入電力規定回路における出力段の構成例を示す図である。
【図６】図７とともに放電灯への点滅指示信号について説明するための図であり、本図は当該信号のオン期間とオフ期間を示す図である。
【図７】点滅指示信号の状態を概念的に示す説明図である。
【図８】放電灯への点滅指示信号に関する検出回路の一例を示す回路図である。
【図９】放電灯への点滅指示信号を検出した場合の投入電力の制御について説明するために制御回路の要部の構成例を示す回路図である。
【符号の説明】
１…車輌用放電灯装置、９…操作手段、６_1、６_2…放電灯

Claims

同一定格の走行ビーム照射用放電灯及びすれ違いビーム照射用放電灯と、両放電灯について同時に点灯制御を行うことができる点灯回路とを備えた車輌用放電灯装置において、
上記走行ビーム照射用放電灯を点灯させる時の投入電力が、上記すれ違いビーム照射用放電灯を点灯させる時の投入電力より大きくなるように、且つ、上記走行ビーム照射用放電灯を点灯させる時に上記すれ違いビーム照射用放電灯への投入電力が減少するように、電力供給制御が行われる
ことを特徴とする車輌用放電灯装置。
請求項１に記載の車輌用放電灯装置において、
走行ビーム照射用放電灯への点滅点灯の指示信号が検出されたときに、当該放電灯を点灯させる時の投入電力が、すれ違いビーム照射用放電灯を点灯させる時の投入電力より大きくなるように電力供給制御が行われる
ことを特徴とする車輌用放電灯装置。
請求項１に記載の車輌用放電灯装置において、
点滅点灯を指示するための操作手段により発生される信号について、そのオン期間の長さが第１の判定基準値以上であって、かつ第２の判定基準値以下であること及び当該信号のオフ期間の長さが第３の判定基準値以上であって、かつ第４の判定基準値以下であることを検出したときに、走行ビーム照射用放電灯への点滅点灯の指示が出されていると判断する
ことを特徴とする車輌用放電灯装置。