JP4846074B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents

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交流矩形波で点灯する放電灯（ＨＩＤ）の放電灯点灯装置に関するものである。

車両の前照灯としては、安価で安定した光源が求められている。特に安定な光源にするためには照度変化なく安定に点灯することが望ましく、照度は電力に比例するため、一定の電力を供給するのが安定点灯する上で一般的な方法である。しかし放電灯の特性的な個体差や電極磨耗による寿命、発光管内の圧力状態の変化等により放電灯の電圧は変化するため、放電灯の電圧によらず定電力制御を行う技術が必要になる。

この放電灯の定電力制御を行う従来技術として特許文献１がある。この従来技術は出力電圧を検出して目標電力／出力電圧＝目標電流を演算し、この演算した目標電流でフィードバックすることにより、電力でフィードバックする場合に比べて簡単な構成で精度良く定電力制御を行うものである。また、目標電流出力に遅延回路を設けることにより、放電灯電圧の過渡変化に対して同程度の時定数で目標電流を変化し、電力発振することを防止している。

特開平８−８０８７号公報

しかしながら従来例は放電灯電圧の過渡的な変化に対して安定な定電力制御を行うことしか考慮されていない。放電灯電圧は電極の電圧降下やアークの経路、発光管内の圧力等によって決まる。放電灯の個体差や発光管内の圧力の過渡変化は従来例でも対応できる。しかしアークの経路や電極の電圧降下が極性別に異なる場合について従来例は考慮されていない。放電灯は電極の偏減りを防ぎ安定に点灯するため、交流での点灯を要するが、アークの始点となるアークスポット(輝点)が正負の電極で非対称になる等すると、アークの経路が正負の極性で異なる場合があり、定常的にアークの経路が正負の極性で異なると、出力電圧も正負の極性で異なることになる。また、正負の電極の電圧降下に差があれば、出力電圧は正負の極性で異なることになる。

仮に、従来例の目標電流出力の遅延回路により任意の極性の出力電圧に対して逆極性の目標電流が変化した場合、極性別の出力電圧差を助長し、電力が発振して照度が不安定になったり、極性によって電力が偏るため電極が偏減りしたりする可能性がある。
また、放電灯やＤＣ／ＤＣコンバータがノイズ源になり、出力電圧の検出回路にノイズが混入する場合がある。実際の出力電圧は変動していないため、目標電流も変化してはならないが、検出した出力電圧にノイズが混入すると、従来例ではそれに応じて目標電流も変化し、電力が不安定になるため、照度に変化が生じたり立消えしたりする可能性がある。

また、電極が磨耗した寿命末期の放電灯においては前記アークスポットが変化し、出力電圧が高く照度が暗くなる異常放電と呼ばれる現象が発生する場合がある。異常放電が発生した場合は出力電圧が増加するが、照度維持また異常放電から早く回復する上で出力電流を維持することが望ましい。しかし従来例では異常放電時の出力電圧増加に対して、目標電流が低下するため、照度が暗くなり、異常放電を継続して益々照度が不安定になる可能性がある。

また、放電灯の点灯初期においては発光管内の圧力や電極温度の過渡変化によりアークの状態が変化する。例えば拡散モードからスポットモードに移行する場合は出力電圧が減少し、照度は増加する。この場合、照度変化を目立たなくするため、電流変化は緩やかな方が望ましいが、従来例では出力電圧の減少に対して固定の時定数で目標電流を増加するため、益々照度が増加し、照度変化が目立ちやすくなる。

また、前記過渡変化やノイズ、異常放電等の他にも出力電圧が変化する場合がある。
放電灯が振動すると、発光管内の圧力分布の変化等によりアークの経路が変化する。その際にも出力電圧は変化するが、前記した異常放電やアークのモード変化とは異なり照度は変化しないため、振動による出力電圧変化に対しては目標電流を速やかに変化して一定の電力を維持することが望ましい。

しかし、従来例では遅延回路の時定数は任意のため、仮に前記問題のために時定数を大きくしていれば、振動時の出力電圧変化に対しても目標電流変化が遅れるため、電力と照度が不安定になる可能性がある。

このような各問題に対して、従来例の目標電流出力の遅延回路について、仮に時定数を充分に小さくすれば、極性別の出力電圧差や振動に対しリアルタイムで目標電流が変化することになり、極性毎の電力偏りや振動時の電力変化を防止することはできる。しかし、ノイズや異常放電に対してもリアルタイムで目標電流を変化するため、電力や照度が不安定になるという問題が生じる。

一方で仮に時定数を充分に大きくすれば、ノイズや異常放電に対して目標電流の変化が緩やかになり、電力や照度は安定になる。しかし、極性別の出力電圧差や振動に対しても目標電流が変化しなくなるため、極性毎の電力偏りや振動時の電力変化という問題が生じる。更に点灯初期の出力電圧過渡変化に対しても目標電流変化が遅れるため、電力が不安定になり本来の目的が果たせなくなる可能性もある。

この発明は前記従来の全ての問題に対応することを目的になされたもので、極性別に出力電圧を検出し、同極性に対して定電力制御を行うことにより、極性別の出力電圧差による出力電力の発振や電極の偏減りを防止することができる。
また、検出した出力電圧の平均を演算したり、出力電圧変動時の差分を判定することにより、ノイズや異常放電に対しては電流を維持しつつ、放電灯の振動による電圧変化に対しては速やかに電流を変化することにより安定な光源を維持することができる。

この発明に係る放電灯点灯装置は、出力電圧検出部により検出した出力電圧を交流矩形波出力の極性別に識別し、同極性に対して定電力制御を行う制御部を備えたものである。

この発明に係る放電灯点灯装置よれば、出力電圧検出部により検出した出力電圧を交流矩形波出力の極性別に識別し、同極性に対して目標電流を出力することにより、極性別に出力電圧が異なる場合があっても確実に定電力制御を行い、異極性に対する電流フィードバックを防止し、極性別の出力電圧差が助長されて電力が発振したり電極が偏減りするのを防止することができる。

この発明の実施の形態１に係る放電灯点灯装置の構成を示すブロック図である。 制御部の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２に係る放電灯点灯装置の動作を示すフローチャートである。 極性に対する出力電圧、出力電流の波形図である。 この発明の実施の形態３に係る放電灯点灯装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態４に係る放電灯点灯装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態５に係る放電灯点灯装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態５に係る放電灯点灯装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態６に係る放電灯点灯装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態６に係る放電灯点灯装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態７に係る放電灯点灯装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態７に係る放電灯点灯装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態８に係る放電灯点灯装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態８に係る放電灯点灯装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態９に係る放電灯点灯装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態９に係る放電灯点灯装置の動作を示すフローチャートである。

以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る放電灯点灯装置の構成を示すブロック図である。この放電灯点灯装置は、直流電源１、ＤＣ／ＤＣコンバータ２、ＤＣ／ＡＣインバータ３、イグナイタ４、放電灯５、制御部６、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の制御部７を備えている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、電源スイッチ８を介して直流電源１から供給された直流電圧を高電圧の直流電圧に変換して出力する。ＤＣ／ＡＣインバータ３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２から供給された高電圧の直流電圧を交流電圧に変換して出力する。イグナイタ４は、ＤＣ／ＡＣインバータ３から供給された交流電圧により高電圧のパルスを発生させ、このパルスを放電灯５に供給して絶縁破壊させ放電を開始させる。

制御部６は、電圧検出部９より検出した出力電圧の極性を判別し、その極性の出力電圧に基づいて目標電流値Ｉｔを決定する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２の制御部７は、目標電流出力部７１、目標電流出力部７１からの目標電流と電流検出部１０より検出した検出電流との誤差を検出して該誤差を増幅する誤差増幅部７２、誤差増幅部７２からの出力に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ２のＤｕｔｙを制御するＤｕｔｙ制御部７３を備えている。

次に放電灯５の点灯動作について説明する。電源スイッチ８を閉じて直流電源１から直流電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ２に入力すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２は制御部７のＤｕｔｙ制御部７３により制御されたＤｕｔｙで直流電圧を高電圧の直流電圧に変換して出力する。一方、制御部２はＤＣ／ＡＣインバータ３を制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２から供給された高電圧の直電圧を交流電圧に変換してイグナイタ４に出力する。イグナイタ４はＤＣ／ＡＣインバータ３から供給された交流電圧により高電圧のパルスを発生させ、このパルスを放電灯５に供給して絶縁破壊させ放電を開始させる。

上記制御部２の動作を図２のフローチャートについて説明する。動作を開始すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２から供給された高電圧の直流電圧のＡ／Ｄ変換を行なう（ステップＳＴ２１）。次いで、電圧の極性を判断し（ステップＳＴ２２）、Ａ極であれば、Ａ／Ｄ変換値をＶａとし（ステップＳＴ２３），Ｂ極であれば、Ａ／Ｄ変換値をＶｂとする（ステップＳＴ２４）。そして、それぞれの極性のＡ／Ｄ変換値Ｖａ、Ａ／Ｄ変換値Ｖｂに基づいて目標電流値Ｉｔ（Ｐ／Ｖａ、Ｐ／Ｖｂ）を演算し（ステップＳＴ２５）、（ステップＳＴ２６）、演算した目標電流値Ｉｔを制御部７の目標電流値出力部７１に出力して動作を終了する（ステップＳＴ２７）。

以上のように、この実施の形態１によれば、極性別に出力電圧を検出し同極性に対して目標電流を出力することにより、極性別に出力電圧が異なる場合があっても確実に定電力制御を行い、異極性に対する電流フィードバックを防止し、極性別の出力電圧差が助長されて電力が発振したり電極が偏減りするのを防止することができる。

実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２に係る放電灯点灯装置の動作を説明するフローチャートであり、出力電圧Ａ／Ｄ変換し（ステップＳＴ３１）、そのＡ／Ｄ変換値をＶとした（ステップＳＴ３２）後に極性を反転し（ステップＳＴ３３）、前回演算した同極性の出力電圧から演算した目標電流出力Ｉｔを出力し（ステップＳＴ３４）、反転前極性の目標電流Ｉｔを演算（Ｐ／Ｖ）する（ステップＳＴ３５）。このようにすると、図４に示すように極性Ａの最後に検出した出力電圧から極性Ａに対する目標電流Ｉｔａを極性Ｂの間に演算し、再び極性Ａに切替えた直後に目標電流Ｉｔを出力する。

以上のように、この実施の形態２によれば、電圧検出部９より出力電圧を検出するタイミングはＤＣ／ＡＣインバータ３に対して極性を切替える直前とし、検出した出力電圧から演算した目標電流を出力するのは1サイクル後以降の同極性に対して行うようにしたので、極性切替直後の不安定な電圧を検出することなく、また最新の電極電圧に対して次サイクルで電流フィードバックすることにより、より安定した定電力制御を実現することができる。

実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３に係る放電灯点灯装置の動作を説明するフローチャートであり、1サイクル内で出力電圧を複数回検出し、極性別に検出した出力電圧を平均し、各極性の平均出力電圧から目標電流を演算し、同極性に対して定電力制御を行うものである。

まず、出力電圧Ａ／Ｄ変換し（ステップＳＴ５１）、Ｖｓｕｍ←Ｖｓｕｍ＋Ａ／Ｄ値を行い（ステップＳＴ５２）、カウンタ値Ｔｖに１を加算してカウンタ更新Ｔｖを行い（ステップＳＴ５３）、しかる後、一定回数Ｔｖ≧ｔに達したかを判断し（ステップＳＴ５４）、ＮＯの場合はステップＳＴ５１に戻って上記の動作を繰り返し、ＹＥＳの場合はカウンタをクリア（Ｔｖ←０）する（ステップＳＴ５５）。

次いで、出力電圧を所定の回数検出したら、その平均出力電圧Ｖａｖｅを演算（Ｖａｖｅ←Ｖｓｕｍ／ｔ）した（ステップＳＴ５６）後に極性を反転し（ステップＳＴ５７）、前回同極性の目標電流出力Ｉｔを出力し（ステップＳＴ５８）、反転前極性の目標電流Ｉｔを演算（Ｉｔ←Ｐ／Ｖａｖｅ）した後（ステップＳＴ５９）、ステップＳＴ５１に戻って上記の動作を繰り返す。つまり、極性反転前の平均出力電圧から目標電流を演算し、前回演算した同極性の平均出力電圧から演算した目標電流を出力する。

この実施の形態３によれば、出力電圧を複数回検出して平均化することにより、出力電圧の検出回路にノイズが混入した場合でもその影響を軽減し、ノイズによる電力変化や立消えを防止することができる。また、後述する実施の形態４に比べて平均電圧の更新が1サイクル内で完了するため、目標電流のフィードバックを早くすることができるというメリットがある。

実施の形態４．
図６はこの発明の実施の形態４に係る放電灯点灯装置の動作を説明するフローチャートであり、複数サイクルで出力電圧を検出し、極性別に検出した出力電圧を平均し、各極性の平均出力電圧から目標電流を演算し、同極性に対して定電力制御を行うものである。

動作を開始すると、ＤＣ／ＡＣインバータ３を制御してＤＣ／ＤＣコンバータ２から供給された高電圧の直流電圧を交流電圧に変換する出力電圧Ａ／Ｄ変換を行なう（ステップＳＴ６１）。次いで、出力電圧の極性を反転し（ステップＳＴ６２）、その後、現在の極性を判断する（ステップＳＴ６３）。現在の極性がＡ極であれば、目標電流出力Ｉｔａを出力し（ステップＳＴ６４）、一定回数（Ｔｖｂ≧ｔ）かを判断し（ステップＳＴ６５），ＮＯの場合はカウンタを（Ｔｖｂ←Ｔｖｂ＋１）と更新（ステップＳＴ６６）した後、Ｖｓｕｍｂ←Ｖｓｕｍｂ＋Ａ／Ｄ変換値とし（ステップＳＴ６７）、ステップＳＴ６１に戻る。

上記ステップＳＴ６５の判断の結果がＹＥＳの場合は、カウンタをクリア（Ｔｖｂ←０）とする（ステップＳＴ６８）、次いで、出力電圧平均演算Ｖａｖｅｂ←Ｖｓｕｍｂ／ｔ）した後に（ステップＳＴ６９）、この出力電圧平均演算Ｖａｖｅｂから目標電流演算（Ｉｔｂ←Ｐ／Ｖａｖｅｂ）を行ない（ステップＳＴ７０）、ステップＳＴ６１に戻る。
一方、ステップＳＴ６３における判断の結果、現在の極性が極性Ｂの場合は、ステップＳＴ７１からステップＳＴ７７の動作に移り、極性Ｂについて、上記のステップＳＴ６４からステップＳＴ７０と同様の動作を行なう。
なお、平均出力電圧を演算する毎にカウンタをクリアしているが、移動平均で計算しても良い。

以上のように、この実施の形態４によれば、出力電圧を検出後に極性を反転し、極性別に所定の回数分検出したら平均出力電圧から目標電流を演算し、前回演算した同極性の平均出力電圧から演算した目標電流を出力する。所定の回数に満たない場合は暫定値や前回の平均出力電圧から演算した目標電流を用いるので、前記の実施の形態３と同様に出力電圧の検出回路にノイズが混入した場合でもその影響を軽減することができる。また、実施の形態３に比べて1サイクル内の出力電圧検出回数が少なく済むため、高速処理が必要なＣＰＵや制御部を必要とせず、安価に回路を構成することができる。

また、出力電圧の検出回路にもノイズによる影響を避けるためフィルタを入れるのが一般的であるが、フィルタの時定数によっては実施の形態３のように高速で出力電圧検出を繰り返しても検出値が殆ど変化しない可能性もあるので、時間をおいて極性反転毎に検出することでフィルタの時定数に影響されない広範囲のデータに対して平均値を演算できるというメリットもある。

実施の形態５．
図７Ａ、図７Ｂはこの発明の実施の形態５に係る放電灯点灯装置の動作を説明するフローチャートであり、ステップＳＴ８１からステップＳＴ８８は、図６に示した実施の形態４の動作を説明したフローチャートのステップＳＴ６１からステップＳＴ６８の動作と同一動作を行なうので重複説明は省略する。

そして、ステップＳＴ８９で最新電圧平均演算（Ｖｂｎ←Ｖｓｕｍｂ／ｔ）を行い、引続いてステップＳＴ９０で最新目標電流演算（Ｉｔｂｎ←Ｐ/Ｖｂｎ）を行なった後、「前回との電圧差分Ｖｂｎ−Ｖｂｏ＜所定値Ｖｔｈ」かを判断し（ステップＳＴ９１）、ＹＥＳの場合は前回の電圧更新Ｖｂｏ←Ｖｂｎを行なった後（ステップＳＴ９２）、現在の目標電流更新Ｉｔｂ←Ｉｔｂｎを行い（ステップＳＴ９３）、ステップＳＴ８１に戻る。

上記のステップＳＴ９１の判断結果がＮＯの場合は、前回の電流比較Ｉｔｂ＞Ｉｔｂｎの判断を行い（ステップＳＴ９４）、ＹＥＳの場合は現在の目標電流更新Ｉｔｂ←Ｉｔｂ−αを行い（ステップＳＴ９５）、ステップＳＴ８１に戻る。また、ＮＯの場合はＩｔｂ≠Ｉｔｂｎかを判断し（ステップＳＴ９６）、ＹＥＳの場合は現在の目標電流更新Ｉｔｂ←Ｉｔｂ＋αを行い（ステップＳＴ９７）、ステップＳＴ８１に戻る。また、ＮＯの場合は前回の電圧更新Ｖｂｏ←Ｖｂｎを行った後（ステップＳＴ９８）、ステップＳＴ８１に戻る。なお、変化量制限αは固定でも良いし、現在と最新の目標電流差分や点灯時間に応じて変化させてもよい。

一方、ステップＳＴ８３で現在の極性Ｂと判断されたときは、前記図７ＡのステップＳＴ８４からステップＳＴ９８と同一の動作を図７Ｂに示すステップＳＴ９９からステップＳＴ１１３について実施するもので、重複説明を省略する。

以上のように、この実施の形態５によれば、目標電流演算後に現在出力電圧とメモリ等に記憶した前回出力電圧との差分を演算し、差分＜所定値なら最新の目標電流をそのまま出力し、差分≧所定値なら最新の目標電流に対して変化量制限αをかけて出力するので、差分≧所定値の場合は現在の目標電流から最新の目標電流まで任意の周期毎に制限値ずつ変化することで、目標電流が緩やかに変化することになる。

この結果、異常放電が発生した場合は出力電流変化を緩やかにし、放電灯が振動した場合は出力電流変化を速やかにすることができる。異常放電が発生した際、出力電圧は一般的に１０Ｖ以上増加する。また、放電灯が振動した際、出力電圧の変化量は振動の強さに比例するが、一般的に５Ｖ前後の変化である。例えば所定値を５Ｖ〜１０Ｖ間の任意の値に設定し、所定値以上の出力電圧変化があった場合は目標電流を緩やかに変化させることで、異常放電時の照度変化を緩やかにし異常放電から早く回復することができる。またノイズに対しても照度変化を緩やかにし、立消えを防ぐ効果がある。同時に所定値未満の出力電圧変化に対しては、目標電流を速やかに変化させることで、放電灯振動時でも定電力制御を保ち、照度変化を防ぐことができる。また後述する実施の形態６に比べて過電力維持による発熱の懸念が無く、後述する実施の形態７に比べてタイマも必要ないというメリットがある。

実施の形態６．
図８Ａ、図８Ｂはこの発明の実施の形態６に係る放電灯点灯装置の動作を説明するフローチャートであり、図８ＡのステップＳＴ１２１からステップＳＴ１３３の動作は、図７Ａに示した実施の形態５の動作を説明したフローチャートのステップＳＴ８１からステップＳＴ９３の動作と同一であるので重複説明は省略する。

そして、この実施の形態６では判断動作ステップＳＴ１３１において、「前回との電圧差分Ｖｂｎ−Ｖｂｏ＜所定値Ｖｔｈ」かを判断し、判断結果がＮＯの場合は、前記記憶した出力電圧から演算した目標電流を維持して出力する。つまり、差分＜所定値なら最新の目標電流をそのまま出力し、差分≧所定値なら現在の目標電流を維持して出力する。
一方、ステップＳＴ１２３で現在の極性Ｂと判断されたときは、前記図８ＡのステップＳＴ１２４からステップＳＴ１３３と同一の動作を図８Ｂに示すステップＳＴ１３４からステップＳＴ１４３について実施するもので、重複説明を省略する。

以上のように、この実施の形態６によれば、所定値以上の出力電圧変化があった場合は目標電流を変化させないことで、実施の形態５に比べてより効果的に異常放電やノイズに対して照度変化を防止することができる。

実施の形態７．
図９Ａ、図９Ｂはこの発明の実施の形態７に係る放電灯点灯装置の動作を説明するフローチャートであり、図９ＡのステップＳＴ１５１からステップＳＴ１６１は、図８Ａに示した実施の形態６の動作を説明したフローチャートのステップＳＴ１２１からステップＳＴ１３１の動作と同一動作を行なうので重複説明は省略する。

そして、この実施の形態７ではステップＳＴ１６１で「前回との電圧差分Ｖｂｎ−Ｖｂｏ＜所定値Ｖｔｈ」の判定を行い、その判断結果がＹＥＳの場合は、ステップＳＴ１６２で異常放電時間クリア（Ｔｂｉ←０）し、前回の電圧更新Ｖｂｏ←Ｖｂｎを行なった後（ステップＳＴ１６３）、現在の目標電流更新Ｉｔｂ←Ｉｔｂｎを行い（ステップＳＴ１６４）、ステップＳＴ１５１に戻る。

ステップＳＴ１６１の判断結果がＮＯの場合は、異常放電時間カウント（Ｔｂｉ←Ｔｂｉ＋１）を行い（ステップＳＴ１６５）、次いで異常放電時間（Ｔｂｉ≧ｔｉ）かを判断し（ステップＳＴ１６６）、判断結果がＮＯの場合はステップＳＴ１５１に戻り、ＹＥＳの場合は前回の電流比較Ｉｔｂ＞Ｉｔｂｎの判断動作に移行する（ステップＳＴ１６７）。このステップＳＴ１６７の判断結果がＹＥＳの場合は、現在の目標電流更新Ｉｔｂ←Ｉｔｂ−αを行い（ステップＳＴ１６８）、ステップＳＴ１５１に戻る。また、ＮＯの場合はＩｔｂ≠Ｉｔｂｎかを判断し（ステップＳＴ１６９）、ＹＥＳの場合は現在の目標電流更新Ｉｔｂ←Ｉｔｂ＋αを行い（ステップＳＴ１７０）、ステップＳＴ１５１に戻る。ＮＯの場合は前回の電圧更新Ｖｂｏ←Ｖｂｎを行なった後（ステップＳＴ１７１）、ステップＳＴ１５１に戻る。

なお、ステップＳＴ１５３における判断結果がＢ極の場合における図９ＢのステップＳＴ１７２からＳＴ１８９の動作は、前記図９Ａに示すステップＳＴ１５４からＳＴ１７１と同一動作であるので重複説明を省略する。

この実施の形態７は、タイマ回路１１を備え、出力電圧変化前の目標電流を維持している期間を前記タイマ回路１１でカウントし、前記出力電圧変化前の目標電流を維持している期間が所定期間を過ぎた場合、現在の出力電圧から演算した目標電流に対して変化量制限を設けた上で出力する。なお、タイマ回路１１は制御部２に内蔵されたものを利用する。あるいは別個に専用のタイマ回路を設けても良い。

出力電圧差分＜所定値の期間をカウントし、前記期間が所定期間未満なら現在の目標電流を維持して出力し、所定期間を過ぎたら最新の目標電流に対して変化量制限をかけて出力する。これにより差分≧所定値が続いた場合は現在の目標電流を一定期間維持し続けた後、目標電流が緩やかに変化することになる。

以上のように、この実施の形態７によれば、異常放電発生時に目標電流を維持しても異常放電から回復しない場合があり、前記実施の形態６では高電力を出力し続けて過熱する可能性があるが、この実施の形態７では異常放電の発生期間をカウントし、所定期間までは目標電流を維持するが、所定期間を過ぎても異常放電から回復しない場合に緩やかに目標電流を低下させることで、高電力を出力し続けて過熱するのを防止することができる。

実施の形態８．
図１０Ａ、図１０Ｂはこの発明の実施の形態８に係る放電灯点灯装置の動作を説明するフローチャートであり、図１０Ａに示すステップＳＴ１９１で点灯時間カウントＴｌ←Ｔｌ＋１を行なった後のステップＳＴ１９２からステップＳＴ２０１は、図９Ａに示した実施の形態７のフローチャートのステップＳＴ１５１からステップＳＴ１６０の動作と同一動作を行なうので重複説明は省略する。

そして、ステップＳＴ２０２で点灯時間Ｔｌ≧ｔｌかを判断し、判断結果がＹＥＳの場合は、現在の目標電流更新Ｉｔｂ←Ｉｔｂｎを行いステップＳＴ１９１に戻る。判断結果がＮＯの場合は、前回の電流比較Ｉｔｂ＞Ｉｔｂｎの判断動作に移行する（ステップＳＴ２０４）。このステップＳＴ２０４の判断結果がＹＥＳの場合は、現在の目標電流更新Ｉｔｂ←Ｉｔｂ−αを行い（ステップＳＴ２０５）、ステップＳＴ１９１に戻る。また、ＮＯの場合はＩｔｂ≠Ｉｔｂｎかを判断し（ステップＳＴ２０６）、ＹＥＳの場合は現在の目標電流更新Ｉｔｂ←Ｉｔｂ＋αを行い（ステップＳＴ２０７）、ＮＯの場合はそのままステップＳＴ１９１に戻る。

つまり、放電灯点灯後の経過時間が所定期間未満の場合は出力電圧変化に対する目標電流に変化量制限を設けて、所定期間を過ぎた場合は目標電流の変化量制限を解除する。
すなわち、点灯時間＜所定値なら最新の目標電流に対して変化量制限をかけて出力し、点灯時間≧所定値なら最新の目標電流をそのまま出力する。
なお、ステップＳＴ１９４における判断結果がＢ極の場合における図１０ＢのステップＳＴ２０８からＳＴ２２０の動作は、前記図１０ＡのステップＳＴ１９５からステップＳＴ２０７と同一動作であるので重複説明を省略する。

以上のように、この実施の形態８によれば、拡散モードからスポットモードに移行する等のアークの状態変化は、発光管内の状態が安定していない過渡状態に発生し易い。アークの状態変化による出力電圧変化量は一般に１〜２Ｖと低く、放電灯の振動による出力電圧変化量と識別し難い。放電灯の過渡状態を点灯時間で識別することにより、安定状態では振動に対して速やかに目標電流を変化しつつ、過渡状態で発生するアークの状態変化に対しては目標電流を緩やかに変化して照度変化を目立たなくすることができる。

実施の形態９．
図１１Ａ、図１１Ｂはこの発明の実施の形態９に係る放電灯点灯装置の動作を説明するフローチャートであり、図１１Ａに示すステップＳＴ２２１からステップＳＴ２３０は、図１０Ａに示した実施の形態８の動作を説明したフローチャートのステップＳＴ１９２からステップＳＴ２０１の動作と同一動作を行なうので重複説明は省略する。

そして、ステップＳＴ２３１で振動センサ１２が所定値以上（振動センサの検出値≧所定値）の振動を検出したかを判断し、判断結果がＹＥＳの場合は、ステップＳＴ２３２で現在の目標電流更新Ｉｔｂ←Ｉｔｂｎを行いステップＳＴ２２１に戻る。判断結果がＮＯの場合は、前回の電流比較Ｉｔｂ＞Ｉｔｂｎの判断動作に移行する（ステップＳＴ２３３）。このステップＳＴ２３３の判断結果がＹＥＳの場合は、現在の目標電流更新Ｉｔｂ←Ｉｔｂ−αを行い（ステップＳＴ２３４）、ステップＳＴ２２１に戻る。また、ＮＯの場合はＩｔｂ≠Ｉｔｂｎかを判断し（ステップＳＴ２３５）、ＹＥＳの場合は現在の目標電流更新Ｉｔｂ←Ｉｔｂ＋αを行い（ステップＳＴ２３６）、ＮＯの場合はそのままステップＳＴ２２１に戻る。

すなわち、振動センサ検出値≧所定値なら最新の目標電流をそのまま出力し、振動センサ検出値＜所定値なら最新の目標電流に対して変化量制限をかけて出力する。なお、ステップＳＴ２２３における判断結果がＢ極の場合における図１１ＢのステップＳＴ２３７からステップＳＴ２４９の動作は、前記図１１ＡのステップＳＴ２２４からステップＳＴ２３６と同一動作であるので重複説明を省略する。

前記した実施の形態５〜７では出力電圧の変化量で異常放電またはノイズと放電灯の振動を識別している。しかし、振動時の出力電圧変化は振動の強さに比例するため、振動の強さによっては出力電圧変化が所定値を超える可能性はある。また、異常放電やノイズでも所定値未満しか出力電圧が変化しない可能性はある。また、実施の形態８では点灯時間でアークの状態変化と放電灯の振動を識別している。しかし、点灯時間＜所定値でも放電灯が振動する可能性はある。

以上のようにこの実施の形態９によれば、点灯装置内に振動センサを有することにより、放電灯が振動する状況で放電灯近傍に設置される点灯装置も同様に振動を受けるような場合において、振動による電圧変化に対しては確実に目標電流を速やかに変化させ、振動以外の異常放電やノイズ、アークの状態変化に対しては目標電流を維持または緩やかに変化することで、確実な定電力制御が実現できる。

なお、図７Ａ、図７Ｂ〜図１１Ａ、図１１Ｂにおける丸で囲んだＡ，Ｂの記号は、図７Ａと図７Ｂ、図８Ａと図８Ｂ、図９Ａと図９Ｂ、図１０Ａと図１０Ｂ、図１１Ａと図１１Ｂの接続点を示す。

この発明の係る放電灯点灯装置は、極性別に出力電圧を検出し、同極性に対して定電力制御を行うことにより、交流矩形波で点灯する放電灯（ＨＩＤ）を安定に点灯するのに適するものである。

Claims (9)

1. ＤＣ電源から供給される電圧を昇圧する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ＤＣ／ＡＣインバータと、
   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、
   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ＤＣ／ＡＣインバータを駆動する制御部と、を備た放電灯点灯装置において、
   前記制御部は、前記出力電圧検出部から検出した出力電圧を前記交流矩形波出力の極性別に識別し、同極性に対して定電力制御を行うことを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 出力電圧検出部から出力電圧を検出するタイミングは、ＤＣ／ＡＣインバータに対して極性を切替える直前とし、検出した出力電圧から演算した目標電流を出力するのは１サイクル後以降の同極性に対して行うことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. １サイクル内で出力電圧を複数回検出し、極性別に検出した出力電圧を平均し、各極性の平均出力電圧から目標電流を演算し、同極性に対して定電力制御を行うことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
4. 複数サイクルで出力電圧を検出し、極性別に検出した出力電圧を平均し、各極性の平均出力電圧から目標電流を演算し、同極性に対して定電力制御を行うことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
5. 検出した出力電圧を記憶する記憶装置を備え、前記記憶した出力電圧と１サイクル後の出力電圧の差分を演算し、前記差分が所定値未満の場合は１サイクル後の出力電圧から演算した目標電流を変化量の制限無く出力し、前記差分が所定値以上の場合は１サイクル後の出力電圧から演算した目標電流に対して変化量制限を設けた上で出力することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
6. 検出した出力電圧を記憶する記憶装置を備え、前記記憶した出力電圧と１サイクル後の出力電圧の差分を演算し、前記差分が所定値未満の場合は１サイクル後の出力電圧から演算した目標電流を変化量の制限無く出力し、前記差分が所定値以上の場合は前記記憶した出力電圧から演算した目標電流を維持して出力することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
7. タイマ回路を備え、出力電圧変化前の目標電流を維持している期間を前記タイマ回路でカウントし、前記出力電圧変化前の目標電流を維持している期間が所定期間を過ぎた場合、現在の出力電圧から演算した目標電流に対して変化量制限を設けた上で出力することを特徴とする請求項６記載の放電灯点灯装置。
8. 放電灯点灯後の経過時間が所定期間未満の場合は出力電圧変化に対する目標電流に変化量制限を設け、前記放電灯点灯後の経過時間が所定期間を過ぎた場合は目標電流の変化量制限を解除することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
9. 振動センサを備え、前記振動センサが所定値以上の振動を検出した場合は目標電流の変化量制限を無くし、前記振動センサが所定値未満の振動を検出した場合は目標電流の変化量制限を設定することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。

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