JPH0917590A

JPH0917590A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JPH0917590A
Application number: JP16127595A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Shiomi; 務塩見; Hiroshi Niihori; 博市新堀; Masanao Okawa; 将直大川
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1995-06-27
Filing date: 1995-06-27
Publication date: 1997-01-17
Anticipated expiration: 2019-03-02
Also published as: JP3503275B2

Abstract

(57)【要約】【目的】放電灯の光束を急速に安定させるとともに、寿
命末期の放電灯に対する保護を行うことができる放電灯
点灯装置を提供する。【構成】少なくとも１つのスイッチング手段を有し、電
源から高輝度放電灯に適切な電力を供給する点灯回路部
と、前記点灯回路部に放電灯への供給電力の指令信号を
与える制御部を有する点灯装置において、前記制御部
は、点灯開始から所定期間内は点灯時間に応じて予め設
定された管電力で前記放電灯を点灯させ、点灯開始から
所定時間の経過後は管電圧に応じて予め設定された管電
力で前記放電灯を点灯させるように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放電灯点灯装置に関す
るものであり、特に、高輝度放電灯（ＨＩＤランプ）を
用いた車輌用前照灯の点灯装置に適するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＨＩＤランプをその発光効率と、
白色に近い発光色から自動車のヘッドランプに用いるた
めの様々な検討がされている。しかし、一般にＨＩＤラ
ンプは放電開始から定格光束に達するまでに相当な時間
を必要とする。そのため、自動車のヘッドランプに用い
るためには、点灯初期に定格管電力以上の過大な電力供
給を行い、高速に発光管温度を上昇させ、光束を早期に
立ち上げるための工夫がなされている。

【０００３】例えば、特開平５−４７４８１号では、点
灯時間に対して管電力を指数関数で低減し、定格管電力
に至らしめることによって、光束を急速に且つ滑らかに
立ち上げようとする方式が提案されている。この方式で
は、寿命末期における定格範囲外の管電圧の放電灯に対
しても定格管電力で点灯させるので、放電灯の劣化を促
進し、甚だしい場合には放電灯の破損あるいは点灯装置
の故障を引き起こす可能性がある。すなわち、管電圧が
異常に高い場合には、放電灯の管壁負荷が増大するた
め、放電灯の破損を引き起こす可能性がある。また、管
電圧が異常に低い場合、管電力を定格値に維持するため
管電流が増大し、長時間点灯させると、発熱が甚だしく
なり、点灯装置の故障を引き起こす可能性がある。これ
を防止するには、点灯装置を大きくする必要がある。

【０００４】また、特開平４−２７２６９６号では、管
電圧に応じて予め設定された管電力により、光束を早期
に定格に至らしめようとする方式が提案されている。こ
の方式では、発光管内圧に略比例した管電圧と、発光管
封入物の温度に依存する発光量が必ずしも一定でないた
め、ほぼ同一の管電圧であっても管電力は著しく差を生
じることになり、さらに、放電灯のばらつき範囲である
安定時の管電圧に対して、供給する管電力の設定が困難
であり、光束が急速に且つ滑らかに立ち上がらず、実用
的ではなかった。

【０００５】また、特開平４−１２４９６号では、電源
電圧が低下すると定格点灯時の電力を低減する方式が提
案されている。この方式では、電力供給源である電源電
圧が低下しているにもかかわらず、放電灯が定格電力以
下で点灯しているために、立ち消えが生じやすいという
欠点がある。

【０００６】また、特開平５−２０５８８５号では、前
回の点灯から次の点灯までの消灯時間と、点灯直後の管
電圧により安定時の管電圧を算出する方式が提案されて
いるが、ランプの状態が変化することを考慮していない
ので、実用的とは言えない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述のような
点に鑑みてなされたものであり、放電灯の光束を急速に
安定させるとともに、寿命末期の放電灯に対する保護を
行うことができる放電灯点灯装置を提供することを目的
とするものである。また、電源電圧の低下時においても
点灯に支障を来さず、低い電源電圧でも十分な管電力を
保証し、放電灯の立消えを防ぐことができる放電灯点灯
装置を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記の
課題を解決するために、少なくとも１つのスイッチング
手段を有し、電源から高輝度放電灯に適切な電力を供給
する点灯回路部と、前記点灯回路部に放電灯への供給電
力の指令信号を与える制御部を有する点灯装置におい
て、前記制御部は、点灯開始から所定期間内は点灯時間
に応じて予め設定された管電力で前記放電灯を点灯さ
せ、点灯開始から所定時間の経過後は管電圧に応じて予
め設定された管電力で前記放電灯を点灯させるように制
御することを特徴とするものである。

【０００９】また、請求項８の発明によれば、点灯開始
から所定期間内は、点灯時間に応じて予め設定された管
電力になるように放電灯を点灯し、所定期間後は、管電
圧に応じて予め設定された管電力になるように放電灯を
点灯する放電灯点灯装置において、電源電圧が所定値以
下になると、点灯時間に応じた管電力の最大値が電源電
圧に応じて低減されることを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】本発明では、放電灯の点灯開始から所定期間内
は点灯時間に応じて予め設定された管電力で放電灯を点
灯させ、点灯開始から所定時間の経過後は管電圧に応じ
て予め設定された管電力で放電灯を点灯させるものであ
るから、放電灯の光束を急速に安定させるとともに、寿
命末期の放電灯に対する保護を行うことができる。ま
た、電源電圧が所定値以下になると、点灯時間に応じた
管電力の最大値が電源電圧に応じて低減されるようにす
れば、電源電圧の低下時においても点灯に支障を来さ
ず、低い電源電圧でも十分な管電力を保証し、放電灯の
立消えを防ぐことができる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明を適用できる放電灯点灯装置の
基本回路構成を一例として示す回路図である。なお、図
１の回路方式は一例であり、他の回路方式でも本発明を
適用することは可能である。トランスＴＦの１次側に
は、直流電源Ｅと、スイッチング素子（例えばＭＯＳ−
ＦＥＴ）Ｑ₁ 、及びトランスＴＦの１次巻線で１次側閉
回路が構成されている。また、トランスＴＦの２次側に
は、ダイオードＤとコンデンサＣで２次側閉回路が構成
されている。コンデンサＣには、フルブリッジ構成され
たスイッチング素子（例えばＭＯＳ−ＦＥＴ）Ｑ₂ 、Ｑ
₃ 、Ｑ₄ 、Ｑ₅と、該ブリッジの出力に並列に接続され
た放電灯の起動用回路３と、起動用回路３で発生するパ
ルス電圧を昇圧し、起動用の高電圧を発生するための高
圧パルストランスＰＴと、最終負荷である放電灯ＬＰが
接続されている。

【００１２】図２はスイッチング素子Ｑ₁ の高周波スイ
ッチング動作を示している。この図２に示されるよう
に、スイッチング素子Ｑ₁ が周期Ｔ₁ に対して時間τだ
けＯＮ、即ちデューティ比ｄ＝τ／Ｔ₁ でＯＮすると、
直流電源ＥからトランスＴＦの１次巻線に電流Ｉ₁ が流
れ、トランスＴＦの鉄芯に磁気エネルギーを蓄える。そ
の後、スイッチング素子Ｑ₁ がＯＦＦすると、トランス
ＴＦの巻線は図１のような極性で巻かれているので、鉄
芯に蓄えられたエネルギーはダイオードＤを介して、電
流Ｉ₂ として放出され、コンデンサＣ、及び、スイッチ
ング素子Ｑ₂ 〜Ｑ ₅ のブリッジを介して、起動用回路
３、高圧パルストランスＰＴと放電灯ＬＰの並列回路に
流れる。ここで、コンデンサＣは電流Ｉ₂ を平滑する作
用があるため、コンデンサＣの両端電圧Ｖ₂ はリップル
を含んだ直流電圧となり、ブリッジ以降に流れる電流も
実際には電流Ｉ₂ とは異なり、リップルを含んだ直流電
流になる。

【００１３】図３はスイッチング素子Ｑ₂ 〜Ｑ₅ の高周
波スイッチング動作を示している。低周波駆動回路２
は、周期Ｔ₂ の低周波でスイッチング素子Ｑ₂ 、Ｑ₅ が
ＯＮ、スイッチング素子Ｑ₃ 、Ｑ₄ がＯＦＦする第１ス
テージと、スイッチング素子Ｑ ₂ 、Ｑ₅ がＯＦＦ、スイ
ッチング素子Ｑ₃ 、Ｑ₄ がＯＮする第２ステージを交互
に切り替える動作を繰り返す。これにより、ブリッジ出
力には低周波の矩形波電圧が発生し、放電灯ＬＰに印加
される。以下、放電灯ＬＰに印加される管電圧をＶ、管
電流をＩ、管電力をＷとして取り扱う。なお、実用的に
は第１ステージと第２ステージの間には、所謂アーム短
絡を防止するために、僅かな期間スイッチング素子Ｑ₂
〜Ｑ₅ を全てＯＦＦにする期間がある。また、Ｔ₁ とＴ
₂ の関係は、通常Ｔ₁ ≪Ｔ₂ であり、例えば、Ｔ₁ ＝１
〜１００μｓｅｃ（１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚ）、Ｔ₂ ＝１
〜１００ｍｓｅｃ（１０Ｈｚ〜１ＫＨｚ）程度の範囲に
設定される。

【００１４】起動用回路３は、放電灯ＬＰが非点灯であ
る場合に、高圧パルストランスＰＴの１次側にパルス電
圧を印加し、２次側に高電圧のパルスを発生させ、放電
灯ＬＰに印加することで放電灯ＬＰを放電開始させるも
のであり、放電灯ＬＰが点灯してしまえば、その後は働
かなくなるものである。

【００１５】制御回路１０は、放電灯ＬＰに所望の管電
力Ｗを供給するように制御する部分であり、そのため
に、管電圧Ｖと管電流Ｉを検出する必要があるが、放電
灯ＬＰの両端から直接検出しなくても、コンデンサＣの
電圧Ｖ₂ を擬似的に管電圧Ｖとして、検出抵抗Ｒｓに流
れる電流Ｉｓを擬似的に管電流Ｉとして検出すれば良
い。これは、管電圧Ｖ、管電流ＩがコンデンサＣの電圧
Ｖ₂ 、検出抵抗Ｒｓに流れる電流Ｉｓを単にブリッジ回
路で低周波的に極性反転しただけのものであり、コンデ
ンサＣと放電灯ＬＰの間のインピーダンス要素は十分に
小さいと考えて良いからである。このように、管電圧Ｖ
を擬似的にコンデンサＣの電圧Ｖ₂ から電圧検出回路４
により検出電圧Ｖｄとして、また、管電流Ｉを擬似的に
電流Ｉｓから検出抵抗Ｒｓ及び電流検出回路５により検
出電流Ｉｄとして検出している。制御回路１０はこれら
の検出量等に基づいて、必要な管電力で放電灯ＬＰが点
灯するように制御信号Ｖｃを高周波駆動回路１に対して
出力する。

【００１６】高周波駆動回路１は制御信号Ｖｃをスイッ
チング素子Ｑ₁ のスイッチング動作に必要な信号に変換
する部分である。例えば、一般に良く知られているスイ
ッチング電源用ＰＷＭ回路のように、直流の制御信号Ｖ
ｃと基準発振信号を比較し、デューティｄを決定すると
いうごときものである。尚、本文中では制御信号Ｖｃを
直流の信号とし、高周波駆動装置１では制御信号Ｖｃの
電圧値が高いほどデューティｄを狭くし、制御信号Ｖｃ
の電圧値が低いほどデューティｄを広くする回路である
ものとする。

【００１７】以下、本発明の第１実施例について説明す
る。本実施例は、上記の基本回路の制御回路１０を改良
するものである。制御回路１０の回路構成を図４に示
す。制御回路１０は、点灯時間に応じて管電力目標値を
決定する第１の管電力目標値発生回路１１と、管電圧に
応じて管電力目標値を決定する第２の管電力目標値発生
回路１２と、点灯モード切替回路１３と、制御信号発生
回路１４の４つのブロックで構成されている。以下、各
ブロックについて説明する。まず、第１の管電力目標値
発生回路１１は、直流電源Ｅが投入されると、抵抗Ｒ₁
を介して、コンデンサＣ₂ を充電する。これにより、バ
ッファＢＦを介した電圧Ｖ₁₁は、図５に示すように、抵
抗Ｒ₁ 、Ｒ₂ 及びコンデンサＣ₂ で決定される時定数に
従った時間−電圧特性を示す。定数を適選した反転増幅
器ＯＰ１を介して電圧Ｖ₁₂に示すように、時間に対して
所定の漸近値に減衰する特性に変換する。さらに、ツェ
ナーダイオードＺによる電圧リミッタＬＭにより、最大
電圧がクランプされた電圧Ｖ ₁₃を得る。これにより、点
灯時間に応じて管電力目標値を決定するものである。

【００１８】次に、第２の管電力目標値発生回路１２
は、管電圧に応じて管電力目標値を決定するものであ
り、電圧検出値Ｖｄから定数を適選した非反転増幅器Ｏ
Ｐ２により電圧Ｖ₂₁を得ると共に、電圧検出値Ｖｄから
定数を適選した反転増幅器ＯＰ３により電圧Ｖ₂₂を得
る。これらの電圧Ｖ₂₁と電圧Ｖ₂₂、並びに直流電圧値Ｖ
₂₀をダイオードで構成された最小値回路によって、図６
に示すような出力電圧Ｖ₂₃の特性を得る。

【００１９】次に、点灯モード切替回路１３は、電源が
投入されると、所定時間ｔ₁ まではスイッチＳを接点ａ
側に保持し、所定時間ｔ₁ 以降はタイマーＴＭによりス
イッチＳを接点ｂ側に切り替えるように構成されたもの
であり、制御信号発生回路１４に対して、管電力目標値
発生回路１１の出力Ｖ₁₃もしくは管電力目標値発生回路
１２の出力Ｖ₂₃を選択的に出力するものである。

【００２０】制御信号発生回路１４は、点灯モード切替
回路１３より選択的に得られる出力Ｖ₁₃もしくはＶ₂₃を
目標管電力Ｖｍとして入力し、一方で電圧の検出値Ｖｄ
と電流の検出値Ｉｄを乗算器Ｍ₁ で乗算し、擬似的に管
電力Ｗに比例した電圧Ｖｗを得て、これらを誤差増幅器
ＥＡ１に入力し、目標管電力に比例したＶｍと実際の管
電力Ｗに比例したＶｗの差が小さくなるような制御信号
Ｖｃを出力するものである。なお、電流の検出値Ｉｄが
大きくなり過ぎると、回路に著しい負担を掛けるので、
起動後の所定時間Ｔｓは、誤差増幅器ＥＡ２により、電
流の検出値Ｉｄと最大管電流に比例したレベルｅを比較
することで、最大管電流を規定する回路も用意している
が、この部分は本案の実質的な部分ではない。

【００２１】以上の回路により実際に放電灯ＬＰを点灯
させた場合、図７に示す時間ｔ対管電力Ｗの特性ｔ−Ｗ
で放電灯ＬＰは点灯するので、時間ｔ₁ までの間に放電
灯ＬＰのばらつきの如何にかかわらず、光束を急速に立
ち上げ、時間ｔ₁ 以降は図８に示す管電圧Ｖ対管電力Ｗ
の特性Ｖ−Ｗに従い安定に点灯する。また、寿命末期の
著しく管電圧Ｖの高い放電灯ＬＰについては管電力Ｗを
小さくすることで、発光管のストレスを低減し、爆発防
止、延命を行い、寿命末期の著しく管電圧Ｖの低い放電
灯ＬＰについても管電力Ｗを小さくすることで、管電流
Ｉ、抵抗Ｒｓに流れる電流Ｉｓ、トランスＴＦの２次電
流Ｉ₂ を低減して回路を保護する。このように、本案に
より従来例の欠点を解決することができる。

【００２２】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。この実施例は、第１実施例の制御回路と同等の動作
をマイクロコンピュータを用いて実現するものである。
図９は本実施例に用いる制御回路１０の構成を示してお
り、図１０はその制御フローである。制御回路１０は、
コンピュータ部ＣＰＵと、アナログ的に検出された電圧
の検出値Ｖｄをデジタル変換するためのアナログ・デジ
タル変換器ＡＤＣ、演算された基準値デジタル信号をア
ナログ変換するためのデジタル・アナログ変換器ＤＡ
Ｃ、２種類の目標電力比例特性を記憶した記憶部ＲＯＭ
１、ＲＯＭ２、時間カウンタＣＴ１、ＣＴ２で構成され
るデジタル信号処理部分と、電流の検出値Ｉｄとデジタ
ル・アナログ変換器ＤＡＣの出力Ｉｋを比較し、差が小
さくなるような制御信号Ｖｃを出力する誤差増幅器ＥＡ
で構成される。

【００２３】第１の記憶部ＲＯＭ１のデータは時間カウ
ンタＣＴ１で計時される離散的な時間間隔に対する目標
管電力Ｗに略比例したデータを予め記憶してあり、図１
１（ａ）に示すような包絡線のデータであり、第１実施
例の管電力目標値発生回路１１に相当する部分である。
ここで、このデータは単なる指数関数で減少するデータ
ではなく、放電灯ＬＰの特性に合わせて最適な光束立上
り特性を実現するようなデータにすることができる。

【００２４】次に、第２の記憶部ＲＯＭ２は、電圧の検
出値Ｖｄの離散的な電圧間隔に対する目標管電力Ｗに略
比例したデータを予め記憶してあり、図１１（ｂ）に示
すような包絡線のデータであり、第１実施例の管電力目
標値発生回路１２に相当する部分である。

【００２５】本実施例のコンピュータ部ＣＰＵは、図１
０の制御フローのように、まず、電圧の検出値Ｖｄを読
み込み、時間カウンタＣＴ１から現在の点灯時間ｔを読
み、点灯時間ｔが所定値ｔ₁ 未満の場合には、記憶部Ｒ
ＯＭ１から点灯時間ｔに対する目標電力Ｗを得て、所定
値ｔ₁ 以上の場合は、記憶部ＲＯＭ２から電圧の検出値
Ｖｄに対する目標電力Ｗを得る。得られた目標電力Ｗを
電圧の検出値Ｖｄで除算し、目標管電流に比例した電流
値Ｉｋを計算する。この電流値Ｉｋが最大管電流に比例
した値Ｉｍ以上の場合はＩｋ＝Ｉｍとし、Ｉｍ未満なら
そのままの値として、この基準電流値Ｉｋをデジタル・
アナログ変換器ＤＡＣでアナログ変換し、誤差増幅器Ｅ
Ａで電流の検出値Ｉｄと比較し、制御信号Ｖｃを高周波
駆動回路１に出力し、放電灯ＬＰを所望の管電力Ｗで点
灯させる。これにより、第１実施例と同等の効果が得ら
れ、さらに目標管電力のデータを放電灯ＬＰに対してよ
りきめ細かく設定できるので、より良好な光束立上がり
特性を得られるものである。

【００２６】時間カウンタＣＴ２は消灯時間を計時する
のに用いられる。再点灯時には、この時間カウンタＣＴ
２のデータを参照し、時間カウンタＣＴ１の初期値を設
定することにより、実質的にモード切換時間ｔ₁ を消灯
時間に応じて可変とすることが出来る。これにより、短
い再始動時には、時間対管電力の制御モードの期間を短
くし、安定点灯領域である管電圧対管電力の制御モード
の期間に早く移行するので、放電灯ＬＰの安定性向上や
保護性能向上が図れる。

【００２７】尚、デジタル信号処理部は、全てワンチッ
プ化されたマイクロコントローラなどでも良い。さら
に、電流の検出値Ｉｄもアナログ・デジタル変換器ＡＤ
Ｃでデジタル化し、誤差増幅器ＥＡの代わりにデジタル
計算した制御信号Ｖｃをデジタル・アナログ変換器ＤＡ
Ｃでアナログ信号として、高周波駆動回路１に出力する
等、各種の方法を用いても良い。

【００２８】図１２は本発明の第３実施例の制御回路の
要部構成を示している。この回路は、第１実施例におけ
る制御回路１０の点灯モード切替回路１３を置き換えた
ものであり、タイマーＴＭによりスイッチＳを切り換え
る代わりに、放電灯ＬＰの発光量によりスイッチＳを切
り換えるものである。すなわち、放電灯ＬＰの光を受光
するフォトダイオードＰＤの出力を増幅器ＡＭＰで増幅
し、基準値Ｖｐと電圧比較器ＣＭＰで比較することで、
放電灯ＬＰの発光量が略安定したときに、スイッチＳを
接点ａ側から接点ｂ側に切り替えるものである。このよ
うに、制御モードの切替時間は、放電灯ＬＰの状態に応
じて切り替えることができる。その他、放電灯ＬＰの発
光管温度などを用いても所定期間の計時回路を構成する
ことができる。

【００２９】図１３は本発明の第４実施例の要部回路構
成を示している。本実施例は、図４の管電力目標値発生
回路１１におけるコンデンサＣ₂ の両端電圧Ｖｃ₂ と基
準値Ｖｔを電圧比較器ＣＰ１で比較し、Ｖｃ₂ ＜Ｖｔの
領域では、スイッチＳを接点ａ側（時間対管電力制御モ
ード）、Ｖｃ₂ ≧Ｖｔの領域では、スイッチＳを接点ｂ
側（管電圧対管電力制御モード）となるように、点灯モ
ード切替回路１３を構成している。これは、タイマーの
時定数回路として、コンデンサＣ₂ の電圧を活用した例
であり、コンデンサＣ₂ の電圧Ｖｃ₂ は点灯時間と消灯
時間により変化する。つまり、消灯中、コンデンサＣ₂
は抵抗Ｒ₂ を介して所定の時定数で放電するので、次回
点灯時には、コンデンサＣ₂ の初期電圧から充電され
る。従って、消灯時間が長いと図１４（ａ）に示すよう
にＶｃ₂ の初期電圧が低く、消灯時間が短いと図１４
（ｂ）に示すようにＶｃ₂ の初期電圧が高い。このた
め、スイッチＳの切換時間ｔ₁ を可変とすることがで
き、第２実施例、第３実施例に示すものと同等の効果を
簡単に実現できるものである。

【００３０】本発明の第５実施例の要部回路構成を図１
５に示す。この実施例について、管電力目標値の変化を
図１６（ａ），（ｂ）に示す。この実施例は、電源電圧
Ｅが所定の電圧値Ｅ₂ よりも低くなると、第１の管電力
目標値発生回路１１の最大値Ｖ₁₃を直流電源Ｅに応じて
減少するようにしたものである。図１６（ｂ）に示す電
圧値Ｅ₂ は、通常、定格電源Ｅの電圧範囲の下限よりも
低いところに設定される。コンパレータＣＰ２は、電源
電圧Ｅを基準電圧Ｅ₂ と比較し、Ｅ≧Ｅ₂ のとき、スイ
ッチＳ２を接点ａ側に切り換えて、バッファＢＦ２とダ
イオードを介して電圧Ｖ₁₂を既定値Ｖｚでクランプし
て、電圧Ｖ₁₃の最大値、即ち管電力Ｗの最大値Ｗｍを規
定する。Ｅ＜Ｅ₂ のときは、スイッチＳ２を接点ｂ側に
切り換えて、電圧Ｅに応じて電圧Ｖ₁₂をクランプして、
電圧Ｖ₁₃の最大値、即ち、管電力Ｗの最大値Ｗｍを定格
電源Ｅの電圧範囲よりも低い値に抑える。電源電圧が低
いときは、同一の管電力を得るために、入力電流が増加
して回路効率が低下すると共に、スイッチング素子Ｑ₁
等の部品の電流ストレスが増加する。また、電源線の電
圧降下が大きくなり、更にこれらの現象が増長される。
このような場合に、本実施例を用いることにより、最大
電力が制限されるので、回路の負担が低減し、装置を小
型化、高品質化することができる。

【００３１】図１７は本発明の第６実施例の要部構成を
示す。図１８は、本実施例における電源電圧Ｅと管電力
の目標値Ｗの関係を示している。本実施例は、電源電圧
Ｅが所定電圧Ｅｍよりも低くなると、定常時の管電力の
目標値Ｗを決める電圧Ｖ₂₃のレベルを電源電圧Ｅの減少
に応じて増加させるようにしたものである。通常、Ｅｍ
は定格電源電圧範囲の下限よりも低いところに設定され
る。図１９において、実線は電源電圧Ｅが所定電圧Ｅｍ
よりも高い場合について、また、破線は電源電圧Ｅが所
定電圧Ｅｍよりも低い場合について、それぞれ管電圧Ｖ
ｄの変化に対する電圧Ｖ₂₃の変化を示している。この動
作を実現するために、図１７の回路では、電源電圧Ｅを
反転増幅器ＯＰ４で負勾配の電圧に変換し、この電圧と
直流基準電圧Ｖｅとの最大値をダイオードＯＲ回路で求
めることにより、図２０に示すような電圧Ｖ₃ を得てい
る。定常時に使用される第２の管電力目標値発生回路１
２の出力を乗算器Ｍ₂ に入力し、この管電力目標値発生
回路１２の出力と上述の電圧Ｖ₃ を乗算することによ
り、電圧Ｖ₂₃は図１９のようになる。

【００３２】電源電圧Ｅが下がると、同一の管電力Ｗを
出力するためには、入力電源電流が増加するので、回路
の効率が低下する。誤差増幅器の利得は理想的には無限
であるが、系の発振などの関係から低く設定されている
のが現実であり、回路効率の低下に伴い、誤差が吸収さ
れにくくなるため、電源電圧Ｅの低い範囲では、図２１
の実線で示すように、目標の管電力Ｗから大きく外れる
方向（低下する方向）に実際の管電力が変化するととも
に、放電灯ＬＰの立消えを起こしやすくなる。本実施例
では、この点に着目し、電源電圧Ｅの低下による回路効
率の低下が管電力Ｗに影響を与えにくくする好適例であ
る。

【００３３】図２２は本発明の第７実施例の制御フロー
を示している。本実施例は、図２３の起動時の制御モー
ドから定常時の制御モードに切り換わる期間（ｔ₁ 〜ｔ
₂ ）に、モード移行のための別のモードを設けたもので
ある。図２３は本実施例における管電力Ｗの時間的な変
化を示している。本実施例の動作は、例えば、図９のマ
イクロコンピュータを用いて実現できるものであり、ま
ず、アナログ・デジタル変換器ＡＤＣにより、管電圧の
検出値Ｖｄを読み込み、時間カウンタＣＴ１から現在の
時間ｔを読み込む。現在の時間ｔがｔ₁ 以前であれば、
起動時の時間対管電力（Ｔ−Ｗ）の制御モードが選択さ
れ、第１の記憶部ＲＯＭ１から現在の時間ｔに対する管
電力の目標値Ｗが読み取られる。また、現在の時間がｔ
₂ 以降であれば、定常時の管電圧対管電力（Ｖ−Ｗ）の
制御モードが選択され、第２の記憶部ＲＯＭ２から管電
圧の検出値Ｖｄに対する管電力の目標値Ｗが読み取られ
る。いずれの場合にも、管電力の目標値Ｗは、管電圧の
検出値Ｖｄで除算されて、管電流の目標値（基準電流値
Ｉｋ）に変換される。この基準電流値Ｉｋが最大値Ｉｍ
よりも大きいときには、Ｉｋ＝Ｉｍに制限され、最大値
Ｉｍ未満であれば、基準電流値Ｉｋの元の値がそのまま
用いられて、デジタル・アナログ変換器ＤＡＣでアナロ
グ値に変換されて、図９の誤差増幅器ＥＡにより電流の
検出値Ｉｄと比較され、制御信号Ｉｃが作成されるもの
である。

【００３４】図２４は定常時の制御モードについて、検
出電圧Ｖｄと管電力Ｗの関係を示している。起動時の時
間対管電力（Ｔ−Ｗ）の制御モードから、定常時の管電
圧対管電力（Ｖ−Ｗ）の制御モードに切り換わる場合、
管電圧が通常の範囲外にあるときには、急激に管電力Ｗ
が低下する。これは、大きなちらつきとなり、場合によ
っては放電灯ＬＰが立ち消えする。そこで、本実施例で
は、起動時の時間対管電力（Ｔ−Ｗ）の制御モードから
所定時間ｔ₁ に達すると、それ以降所定時間ｔ ₂ までの
間は、所定時間ｔ₂ における管電圧Ｖｓを予測し、所定
時間ｔ₂ における管電圧Ｖｓに対する管電力Ｗｓに近付
くように管電力Ｗを調整する手段を付加したものであ
る。所定時間ｔ₂ 以降は、電圧対管電力（Ｖ−Ｗ）の制
御モードとなり、図２４に示すように、検出電圧Ｖｄに
基づいて管電力Ｗに制御する。

【００３５】図２５は本実施例の原理説明図である。こ
の図に示すように、起動時の制御モードから定常時の制
御モードに切り換わる移行領域（ｔ₁ 〜ｔ₂ ）では、今
回の管電圧の検出値Ｖｄと前回の管電圧の検出値Ｖｏの
差分から、単位時間△ｔ当たりの管電圧の変化△Ｖを求
めて、この変化率と現時点ｔからｔ₂ までの時間を用い
て、時間ｔ₂ における管電圧の予測値Ｖｓを、Ｖｓ＝Ｖ
ｄ＋△Ｖ×（ｔ₂ −ｔ）／△ｔとして算出し、時間ｔ₂
での管電力Ｗｓを予め記憶部ＲＯＭ２に設定されたデー
タから読み出して、管電力Ｗの変化量△Ｗを、△Ｗ＝
（Ｗｏ−Ｗｓ）×△ｔ／（ｔ₂ −ｔ）として求め、次の
管電力の目標値Ｗを今までの管電力の目標値Ｗｏから△
Ｗ減少させる。以上の動作により、上述のごとき、放電
灯ＬＰのちらつきが無くなる。図２５の制御フローは、
図１０の制御フローに上述の動作を付加したものであ
り、本質的な図１０に示した方式の動作を妨げるもので
はなく、さらに性能を向上させ得たものである。尚、上
記の予測式としては、１次近似を用いたが、その他の方
法でも良い。

【００３６】尚、図１に示された点灯回路の基本部は、
矩形波点灯させる手段の一例であるが、他の矩形波点灯
方式でも本発明は適用できるものであり、さらに、矩形
波点灯方式以外の例えば高周波点灯方式においても同等
である。

【００３７】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、起動初期は点
灯時間に応じて予め設定された管電力で点灯するので、
放電灯のばらつきにかかわらず、安定に光束を急速に立
ち上げることができると共に、点灯安定後は管電圧に応
じた管電力で点灯するので、安定な光束を得られる。更
に、放電灯の寿命末期のように、管電圧が著しく高い場
合や低い場合には、放電灯及び点灯装置の故障を防止す
るように管電力を低減することができる。

【００３８】請求項２の発明によれば、所定期間内は放
電灯の定格管電力以上の電力を供給するように設定され
ているので、速やかに光束を上昇させることができ、特
に、車両用の前照灯に用いた場合には、安全走行の可能
な状態に速やかに立ち上げることができる。

【００３９】請求項３の発明によれば、管電圧に応じて
予め設定された管電力は、使用する放電灯の定格管電圧
に対して少なくとも予め予見されるばらつき範囲を越え
た管電圧領域において、定格管電力よりも低減したの
で、放電灯の寿命末期のように、管電圧が著しく高い場
合や低い場合には、放電灯及び点灯装置の故障を防止す
るように管電力を低減することができる。

【００４０】請求項４の発明によれば、点灯時間に応じ
て予め設定された管電力の制御期間の終了直前の値と、
管電圧に応じて予め設定された管電力の定格電圧に対す
る管電力の値が略等しくなるように設定したので、急激
な管電力の変化を防止して、放電灯のちらつきや立ち消
えを防止することができる。

【００４１】請求項５の発明によれば、点灯時間に応じ
て管電力を制御する所定期間は、使用する放電灯が略安
定点灯状態に移行する程度の時間に設定されているの
で、起動時の不安定な状態においても点灯時間に基づい
て適正な管電力を放電灯に供給することができる。

【００４２】請求項６の発明によれば、所定期間は、放
電灯を前回点灯した時間及び／又は前回消灯から点灯ま
での経過時間に応じて可変とするので、放電灯の管内圧
力を反映した制御を行うことができる。

【００４３】請求項７の発明によれば、所定期間を時間
計測の代わりに放電灯の光束又は発光管温度により決定
するようにしたので、タイマーを用いる場合に比べて、
放電灯の状態をより適切に反映した制御を行えるという
効果がある。

【００４４】請求項８の発明によれば、点灯開始から所
定期間内は、点灯時間に応じて予め設定された管電力に
なるように放電灯を点灯し、所定期間後は、管電圧に応
じて予め設定された管電力になるように放電灯を点灯す
る放電灯点灯装置において、電源電圧が所定値以下にな
ると、点灯時間に応じた管電力の最大値が電源電圧に応
じて低減されるので、電源電圧が低下しても、回路に負
担を与えないという効果があり、さらに、放電灯を立消
えしにくくすることが出来るという効果がある。特に、
請求項９の発明によれば、電源電圧が所定値以下になる
と、電源電圧の低下に応じて管電圧に応じた管電力の目
標値が増加するので、放電灯の立ち消えを防止できる。

【００４５】請求項１０の発明によれば、点灯開始から
第１の所定時間に達するまでは、点灯時間に応じて予め
設定された管電力で点灯し、第２の所定時間以降は管電
圧に応じて予め設定された管電力で点灯する点灯装置で
あって、第１の所定時間から第２の所定時間までの間
は、単位時間に対する管電圧の変化量から第２の所定時
間における管電圧を算出し、第２の所定時間での計算さ
れた管電圧に対する管電力に連続的に接近するように管
電力の制御信号を与えるので、急激な管電力の変化を防
止して、放電灯のちらつきや立ち消えを防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の全体構成を示す回路図で
ある。

【図２】本発明の第１実施例の高周波的な動作を示す波
形図である。

【図３】本発明の第１実施例の低周波的な動作を示す波
形図である。

【図４】本発明の第１実施例に用いる制御回路の回路図
である。

【図５】本発明の第１実施例の起動時の制御モードの説
明図である。

【図６】本発明の第１実施例の定常時の制御モードの説
明図である。

【図７】本発明の第１実施例の起動時から定常時への変
化を示す説明図である。

【図８】本発明の第１実施例の定常時の点灯特性を示す
説明図である。

【図９】本発明の第２実施例に用いる制御回路の回路図
である。

【図１０】本発明の第２実施例に用いる制御回路の制御
フローを示す流れ図である。

【図１１】本発明の第２実施例に用いる記憶部のデータ
を示す説明図である。

【図１２】本発明の第３実施例に用いる制御回路の要部
回路図である。

【図１３】本発明の第４実施例に用いる制御回路の要部
回路図である。

【図１４】本発明の第４実施例に用いる制御回路の動作
説明図である。

【図１５】本発明の第５実施例に用いる制御回路の要部
回路図である。

【図１６】本発明の第５実施例の動作説明図である。

【図１７】本発明の第６実施例に用いる制御回路の要部
回路図である。

【図１８】本発明の第６実施例の電源電圧と管電力目標
値の関係を示す図である。

【図１９】本発明の第６実施例の管電圧検出値と管電力
制御値の関係を示す図である。

【図２０】本発明の第６実施例の動作説明図である。

【図２１】従来例の電源電圧低下時の管電力の変化を示
す説明図である。

【図２２】本発明の第７実施例の制御フローを示す流れ
図である。

【図２３】本発明の第７実施例の管電力の時間的な変化
を示す特性図である。

【図２４】本発明の第７実施例の検出電圧と管電力の関
係を示す特性図である。

【図２５】本発明の第７実施例の定格管電圧の予測動作
を示す説明図である。

【符号の説明】

１高周波駆動回路２低周波駆動回路３起動用回路４電圧検出回路５電流検出回路１０制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１つのスイッチング手段を
有し、電源から高輝度放電灯に適切な電力を供給する点
灯回路部と、前記点灯回路部に放電灯への供給電力の指
令信号を与える制御部を有する点灯装置において、前記
制御部は、点灯開始から所定期間内は点灯時間に応じて
予め設定された管電力で前記放電灯を点灯させ、点灯開
始から所定時間の経過後は管電圧に応じて予め設定され
た管電力で前記放電灯を点灯させるように制御すること
を特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】前記所定期間内は放電灯の定格管電力
以上の電力を供給するように設定されていることを特徴
とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】管電圧に応じて予め設定された管電力
は、使用する放電灯の定格管電圧に対して少なくとも予
め予見されるばらつき範囲を越えた管電圧領域におい
て、定格管電力よりも低減されることを特徴とする請求
項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】点灯時間に応じて予め設定された管電
力の前記所定期間の終了直前の値と、管電圧に応じて予
め設定された管電力の定格電圧に対する管電力の値が略
等しくなるよう設定したことを特徴とする請求項１記載
の放電灯点灯装置。
【請求項５】前記所定期間は使用する放電灯が略安
定点灯状態に移行する程度の時間に設定されていること
を特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】前記所定期間は、放電灯を前回点灯し
た時間及び／又は前回消灯から点灯までの経過時間に応
じて可変とすることを特徴とする請求項１記載の放電灯
点灯装置。
【請求項７】前記所定期間を時間計測の代わりに放
電灯の光束又は発光管温度により決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。
【請求項８】点灯開始から所定期間内は、点灯時間
に応じて予め設定された管電力になるように放電灯を点
灯し、所定期間後は、管電圧に応じて予め設定された管
電力になるように放電灯を点灯する放電灯点灯装置にお
いて、電源電圧が所定値以下になると、点灯時間に応じ
た管電力の最大値が電源電圧に応じて低減されることを
特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項９】管電圧に応じた管電力の目標値は、電
源電圧が所定値以下になると、電源電圧の低下に応じて
増加することを特徴とする請求項８記載の放電灯点灯装
置。
【請求項１０】点灯開始から第１の所定時間に達す
るまでは、点灯時間に応じて予め設定された管電力で点
灯し、第２の所定時間以降は管電圧に応じて予め設定さ
れた管電力で点灯する点灯装置であって、第１の所定時
間から第２の所定時間までの間は、単位時間に対する管
電圧の変化量から第２の所定時間における管電圧を算出
し、第２の所定時間での計算された管電圧に対する管電
力に連続的に接近するように管電力の制御信号を与える
ことを特徴とする放電灯点灯装置。