JP5895212B2 - 放電灯点灯装置、この放電灯点灯装置を搭載した車両の前照灯及び車両 - Google Patents
放電灯点灯装置、この放電灯点灯装置を搭載した車両の前照灯及び車両 Download PDFInfo
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Description
図1は、第1実施形態に係る放電灯点灯装置1を前照灯に搭載した車両3の照明システム4の構成を示す。この照明システム4は、前照灯を成す放電灯2と、放電灯2を点灯駆動する放電灯点灯装置1と、放電灯点灯装置1にスイッチ5を介して接続されている12V直流電源6と、で構成される。
図3は、電力目標記憶部8aに記憶されている電力カーブを実線で示すグラフである。グラフの縦軸が出力電力目標値(W)で、横軸が点灯開始時刻からの経過時間(s)を示す。電力カーブは、放電灯2として35W定格電圧の無水銀ランプを用いる場合のものであり、放電灯への供給電力を、所定の最大電力値Wp0(70〜90W)から所定の定常電力値(例えば定格電力35W)まで点灯時間に応じて指数関数的に減衰するものである。定常電力値とは、放電灯を安全に使用できる最大値である定格電力以下の値であって、放電灯が安定点灯する値を言う。最大電力値Wp0は、放電灯2の定格電力の2倍ほどの値に設定する。一般的な常用自動車が搭載する直流電源では、使用初期の定常電圧は12Vで、定格電圧は14Vである。
図2に示した回路図において、点灯用スイッチSW1をONに切り替えて放電灯2を点灯すると、直流電源6からの入力電流Iinと回路抵抗Rinとの乗算で求められる電圧降下が発生し、放電灯点灯装置1の入力端に印加される電圧(コンデンサC1の両端電圧)VC1は、直流電源6の出力電圧からIin×Rin分だけ低下する。なお、実際の自動車において、例えばRinは100〜200mΩの値である。
図10(a)〜(d)は、それぞれ図2に示した最大電力制限部8bが定数テーブルとして記憶している、周囲温度(℃)に対する最大電力値の維持期間A(s)の関係を示すグラフ(図4(a))の変形例である。
図12(a)〜(d)は、それぞれ図2に示した最大電力制限部8bが定数テーブルとして記憶している、電源電圧(V)に対する最大電力値(W)の関係を示すグラフ(図5(a))の変形例である。
第1実施形態の変形例3に係る放電灯点灯装置では、回路動作を維持できない程度まで電源電圧が低下した場合や周囲温度が上昇した場合に最大電力値をWmin1以下に低減する、もしくは最大電力の維持時間をAmin1以下に低減することで、電源電圧異常、周囲温度異常時でも回路の熱暴走を防止する。図13(a)は点灯開始後の経過時間に対して電源電圧(V)が急激に低下した場合を示し、図13(b)はその時の入力電流(A)を示し、図13(c)はその時の出力電圧(W)を示すグラフである。
図15(a)はその他の変形例に係る放電灯点灯装置が用いる電源電圧に対する最大電力値を示すグラフ、(b)は理解の容易化のため図15(a)のグラフのみに基づいて電力カーブの制御を行った場合を示すグラフ、(c)は同放電灯点灯装置が放電灯に供給する電力カーブを示すグラフである。図15(a)に示すように、直流電源6の電源電圧が初期値Vth0からVth10に低下し、最大電力値をWp0からWp10に変える場合、図15(b)に示すように定常電力の値をWa10(<35W)に変える。例えば図4(a)に示したように、周囲温度Tth1の場合、最大電力値の維持期間はA2に設定される。この結果、電力カーブは、図15(c)に点線で示す形状になる。この電力カーブの設定方法は、第1実施形態の放電灯点灯装置1と同様であり、ここでの重複説明は省く。上記構成を採用することによって、放電灯点灯装置1は、回路の熱暴走を抑制し、放電灯2を安定的に点灯させることができる。
図16(a)はその他の変形例に係る放電灯点灯装置が放電灯に供給する電力カーブを示すグラフ、(b)は電源電圧に対する最大電力値の維持期間を示すグラフ、(c)は周囲温度に対する最大電力値を示すグラフである。この変形例に係る放電灯点灯装置は、例えば第1実施形態の放電灯点灯装置1と同様の構成を採用するが、最大電力制限部8bにおいて、直流電源6の電源電圧の出力値に応じて最大電力値の維持期間A(s)を低減し、周囲温度(℃)に応じて最大電力値(W)を低減する。最大電力値だけでなく、維持期間も短くすることによって、回路の熱暴走又はチャッタリングは抑制され、放電灯2はちらつき少なく安定的に点灯される。なお、図4(a)、図5(a)、図10(a)〜(d)、図12(a)〜(d)、図14(a)(b)のグラフは、縦軸を維持期間から最大電力値に変え、最大電力値から維持期間に換えることによって、図16(b)(c)のグラフの代わりに用いることができる。
図17は、その他の変形例に係る放電灯点灯装置10の回路図である。第1実施形態に係る放電灯点灯装置1と同じ又は同様の構成要素には同じ参照番号を付して、ここでの重複説明は省く。放電灯点灯装置10は、商用交流電源11を用いる。交流電源11は、スイッチ12を介してAC/DCコンバータ13に接続されている。AC/DCコンバータ13の直流電圧出力は、電源電圧として放電灯点灯装置10に供給される。放電灯点灯装置10は、AC/DCコンバータ13の出力電圧を制御部8に供給する制御電源部14を備える。交流電源11を用いる場合、電源電圧の変動は少ないが、放電灯点灯装置10は、AC/DCコンバータ13が故障して出力が不安定にあった場合などに有効である。その他の構成及び回路動作は第1実施形態に係る放電灯点灯装置1と同じである。
2 放電灯(前照灯)
3 車両
5 スイッチ
6 直流電源
7 電力変換回路
8 制御部
8a 電力目標記憶部
8b 最大電力制限部
9 検出部
Wp0 最大電力値
A1 維持期間
Vth3 第1電圧値
Vth8 第2電圧値
Tth3 第1温度
Tth8 第2温度
Wmin1 第1電力値
Amin1 第1時間
Claims (9)
- 直流電源から電力の供給を受け、前記直流電源の電圧を放電灯が必要とする電圧に変換して前記放電灯に供給する電力変換回路と、前記電力変換回路を制御して前記放電灯の点灯を制御する制御部と、を備えた放電灯点灯装置において、
前記制御部は、放電灯への供給電力を、所定の最大電力値から所定の定常電力値まで点灯時間に応じて指数関数的に減衰させる所定の電力カーブに沿うように制御し、かつ、前記直流電源電圧又は周囲温度若しくは装置温度又は放電灯電圧に応じて、前記電力カーブを変化させるように制御し、少なくとも放電灯の温度が基準温度以下の状態で点灯を行うコールドスタート時、前記周囲温度若しくは装置温度が所定の第1温度以上の場合に、前記電力カーブの最大電力値又は前記最大電力の維持期間のうち、少なくとも前記最大電力の維持期間を低減し、前記供給される電圧の低下に伴い、前記電力カーブの最大電力値を低減することを特徴とする放電灯点灯装置。 - 前記制御部は、前記直流電源の電圧が所定の第1電圧値以下の場合に、前記最大電力値及び前記最大電力の維持期間の何れか一方を低減することを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。
- 前記制御部は、前記直流電源の電圧の低下に伴い、前記電力カーブの最大電力値を低減することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の放電灯点灯装置。
- 前記制御部は、前記最大電力値の下限値を所定の第1電力値以上とすることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の放電灯点灯装置。
- 前記制御部は、前記最大電力の維持期間の下限値を所定の第1時間以上とすることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の放電灯点灯装置。
- 前記制御部は、前記直流電源の電圧が所定の第2電圧値以上の場合に、前記最大電力値の下限値を所定の第1電力値以上とし、かつ、前記最大電力の維持期間の下限値を所定の第1時間以上とすることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の放電灯点灯装置。
- 前記制御部は、前記周囲温度又は装置温度が所定の第2温度以下の場合に、前記最大電力値の下限値を所定の第1電力値以上とし、かつ、前記最大電力の維持期間の下限値を所定の第1時間以上とすることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の放電灯点灯装置。
- 請求項1乃至請求項7の何れか一項に記載の放電灯点灯装置を搭載した車両の前照灯。
- 請求項1乃至請求項7の何れか一項に記載の放電灯点灯装置を搭載した車両。
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