JPH09306684A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JPH09306684A
JPH09306684A JP11477596A JP11477596A JPH09306684A JP H09306684 A JPH09306684 A JP H09306684A JP 11477596 A JP11477596 A JP 11477596A JP 11477596 A JP11477596 A JP 11477596A JP H09306684 A JPH09306684 A JP H09306684A
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JP
Japan
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discharge lamp
circuit
power supply
supply voltage
voltage
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JP11477596A
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English (en)
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Koichi Toyama
耕一 外山
Koichi Kato
公一 加藤
Tomoyuki Funayama
友幸 舟山
Motomu Imaizumi
求 今泉
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 点灯スイッチを切り忘れた場合に無駄に電力
を消費せず回路の発熱を完全に防止すること。 【解決手段】 電源電圧判定回路100は車載バッテリ
の電圧VB が所定値以下であるか否かを判定する。点灯
停止回路200は電源電圧判定回路100により車載バ
ッテリの電圧VB が上記所定値以下であると判定された
状態が所定時間以上継続したとき、放電灯の点灯動作を
停止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用前照灯な
どとして使用されるメタルハライドランプなど放電灯を
制御する放電灯点灯装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、放電灯点灯装置は、放電灯の管
電圧と放電灯に流れる電流とを検出し、この管電圧、電
流に基づいて放電灯に定電力を供給する定電力制御を点
灯始動時などを除き行なうよう構成されている。したが
って、放電灯の電源として車載バッテリのように経年的
に電圧が低下してゆく電源を使用した場合、電源電圧の
低下に対応して放電灯に流れる電流を増大させる定電力
制御が行なわれるため、電源電圧が低下するにしたがっ
て放電灯点灯装置の回路電流は増大するようになる。そ
して、このような回路電流の増大は、回路の抵抗損を増
大させ回路の温度上昇を招く。また、回路電流の増大
は、放電灯点灯装置に通常使用されるDC/DCコンバ
ータのトランスの1次回路側の抵抗損を増大させ2次回
路側の電力を減少させることになり、トランスの電力変
換効率の悪化を招くなど、多くの問題を生じさせる。
【0003】従来、上記のような問題点を解決しつつ放
電灯の点灯維持を図ることを目的としてなされた発明と
して実開平6−70198号公報に記載される発明があ
る。この発明の内容は、電源電圧が所定値以下に低下す
ると定電力制御の制御対象である制御電力を電源電圧の
低下に応じた低い値に規制するとともに、電源電圧が上
記所定値よりも小さな基準値未満になった場合に制御電
力が下限値未満にならないように規制するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載の発明によると、放電灯の点灯スイッチを切り
忘れ電源電圧が基準値未満に低下した場合においても点
灯維持のために放電灯に電力が供給され続ける。このた
め、電力が無駄に消費されるとともに、回路の発熱の度
合は低下するが回路の発熱を完全には防止することがで
きないという問題が残されている。
【0005】本発明は、上記問題点を解決し、点灯スイ
ッチを切り忘れた場合に無駄に電力を消費せず回路の発
熱を完全に防止することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の放電灯点
灯装置によると、電源電圧判定手段により放電灯の電源
電圧が所定値以下であると判定された状態が所定時間以
上継続したとき、放電灯の点灯動作を停止するようにし
た。このため、放電灯を定電力にて駆動する装置におい
て点灯スイッチを切り忘れ電源電圧が低下した場合、放
電灯に流れる電流を増大させるように電力供給手段によ
り制御される。しかしながら電力変換効率が悪化する領
域まで電源電圧が低下すると放電灯への電力供給が停止
されるようになり、したがって電力が無駄に消費される
ことがなくなるとともに回路の発熱を完全の防止でき
る。また、電源が車載バッテリであるような場合、スタ
ータモータを始動させる際などに一時的に電源電圧が低
下するが、この放電灯点灯装置によると、電源電圧が所
定値以下の状態が所定時間以上継続した場合のみ放電灯
の点灯動作を停止するようにしたため、上記のように一
時的に電源電圧が低下した場合に放電灯が消灯してしま
うような不具合は発生しない。
【0007】請求項2記載の放電灯点灯装置において
も、点灯スイッチを切り忘れ電源電圧が所定値以下に低
下した場合の無駄な電力の消費、および、回路の発熱の
完全防止を回路手段によって達成することができる。ま
た、電源が車載バッテリであるような場合に発生する一
時的な電源電圧低下によって放電灯が消灯する不具合を
回路手段によって未然に防止できる。
【0008】請求項3に記載の放電灯点灯装置による
と、電源電圧判定回路および点灯停止回路が始動制御回
路を兼ねているため、回路の簡素化を図ることができ
る。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
【0010】図1は、一実施例に係る放電灯点灯装置の
ブロック図を示している。
【0011】図1において、1は車載バッテリ(電
源)、2は車両用前照灯としてのメタルハライドランプ
など高圧放電灯、3は点灯スイッチ、4は直流電源回
路、5はインバータ回路、6は電流検出手段としての電
流検出抵抗、7は発振回路及び制御手段を有するブリッ
ジ制御回路、8は始動時に後述するHブリッジ回路を高
圧パルスから保護するためのコンデンサ、25は電源電
圧監視回路を表している。
【0012】(1) 直流電源回路 直流電源回路4は、車載バッテリ1側に配される1次巻
線11aと放電灯2側に配される2つの2次巻線11
b,11cとを有するフライバックトランス11を備え
る。フライバックトランス11の1次電流は、パワーM
OSトランジスタ12により制御される。パワーMOS
トランジスタ12のスイッチング動作は、PWM(パル
ス幅変調)回路13により制御される。PWM回路13
は、抵抗14を介して1次電流を検出し、1次電流を電
力演算回路15からの指令値に一致させるようパワーM
OSトランジスタ12のゲートを制御するものである。
電力演算回路15は、後述する平滑用コンデンサ17の
端子電圧すなわち放電灯2のランプ電圧VL と電流検出
抵抗6を介して検出されるランプ電流IL とに基づいて
ランプ電力を演算し、このランプ電力に基づく指令値を
PWM回路13に出力するものである。ここで、電力演
算回路15とPWM回路13とが電力供給手段(回路)
に相当し、機能する。
【0013】フライバックトランス11の一方の2次巻
線11bには、2次巻線11bに発生する交流を整流し
平滑化してインバータ回路5のHブリッジ回路23に供
給する整流用ダイオード16及び平滑用コンデンサ17
が接続されている。他方の2次巻線11cには、2次巻
線11cに発生する交流を整流し平滑化する整流用ダイ
オード18及び平滑用コンデンサ19と、コンデンサ1
9の充電電圧が設定電圧以上に上昇したとき放電する放
電ギャップ20とからなる始動回路21が接続されてい
る。始動回路21には、放電ギャップ20の放電電流が
流れる1次コイル22aと、1次コイル22aに流れる
放電電流によって高圧パルスを発生し放電灯2に印加す
る2次コイル22bとを有する高圧コイル22が接続さ
れている。
【0014】(2) インバータ回路 インバータ回路5は、Hブリッジ回路23を構成する4
つのパワーMOSトランジスタ23a、23b、23
c、23dとブリッジ駆動回路24とからなる。ブリッ
ジ駆動回路24は、ブリッジ制御回路7からの制御信号
電圧に従いパワーMOSトランジスタ23aと23bの
ペアとパワーMOSトランジスタ23cと23dのペア
とを交互にオン・オフするものである。
【0015】(3) 電源電圧監視回路 電源電圧監視回路25は、図2に示すように構成され
る。
【0016】図2において、25a、25bは点灯スイ
ッチ3を介して車載バッテリ1に接続される電源入力端
子、25cはPWM回路13に接続される電力制御出力
端子をそれぞれ表している。
【0017】電源電圧監視回路25は電源電圧判定回路
100と点灯停止回路200と始動制御回路300とか
らなる。
【0018】電源電圧判定回路100はトランジスタ1
01、102とツェナーダイオード103と抵抗10
4、105とからなり、車載バッテリ1の電圧VB が所
定値V S2以下であるか否かを判定するものである。
【0019】点灯停止回路200は比較回路素子201
とダイオード202とコンデンサ203と抵抗204、
205とからなり、電源電圧判定回路100により車載
バッテリ1の電圧VB が所定値VS2以下であると判定さ
れた状態が所定時間以上継続したときPWM回路13を
出力停止状態に切り換え、放電灯2への電力供給を停止
させ放電灯2を消灯させるものである。
【0020】始動制御回路300はツェナーダイオード
301とトランジスタ302、303、304、305
とコンデンサ306と抵抗307、308、309、3
10、311とからなり、点灯スイッチ3を入れた時点
0 で車載バッテリ1の電圧VB が所定値VS1以下のと
きPWM回路13を出力停止状態にし、放電灯2への電
力供給を開始せず放電灯2を点灯始動させないものであ
る。
【0021】次に、電源電圧監視回路100の動作を図
3を併せて参照しつつ場合分けして説明する。
【0022】放電灯2を点灯始動しない場合 時点t0 で点灯スイッチ3が入ると、始動制御回路30
0のトランジスタ305はオンし、トランジスタ302
はオフ状態となる。この時点t0 で車載バッテリ1の電
圧VB が所定値VS1以下であるときは、ツェナーダイオ
ード301はオフ状態となりトランジスタ303はオフ
状態となる。このように、点灯スイッチ3の投入時にお
ける車載バッテリ1の電圧VB が所定値VS1以下のとき
は、トランジスタ302と303は共にオフ状態とな
る。このため、トランジスタ304はオンし、電力制御
出力端子25cの電位は点灯停止回路200の比較回路
素子201の出力の如何によらず低レベルとなり、PW
M回路13は出力停止状態とされ、放電灯2への電力供
給が開始されず、放電灯2は点灯されない。
【0023】点灯始動される場合 一方、点灯スイッチ3の投入時における車載バッテリ1
の電圧VB が所定値V S1以上であるときは、ツェナーダ
イオード301はオンし、トランジスタ303はオン
し、トランジスタ304はオフする。ここで、トランジ
スタ303がオンすると、トランジスタ305はオフ
し、コンデンサ306は抵抗310を介して充電される
ため、トランジスタ302はオンし、トランジスタ30
4はオフ状態が保たれる。
【0024】また、時点t0 で点灯スイッチ3が入る
と、電源電圧判定回路100のツェナーダイオード10
3はオンし、トランジスタ101はオンし、トランジス
タ102はオフする。このため、点灯停止回路200の
抵抗204とダイオード202とを介してコンデンサ2
03は急峻にほぼ車載バッテリ1の電圧VB まで充電さ
れる。この電圧VB は基準電圧Vref よりも大きい。こ
のため、比較回路素子201の出力は高レベルとなる。
【0025】このように、点灯スイッチ3の投入時にお
ける車載バッテリ1の電圧VB が所定値VS1以上である
ときは、トランジスタ304はオフ状態、比較回路素子
201の出力は高レベルとなる。このため、電力制御出
力端子25cの電位は高レベルとなり、PWM回路13
は出力可能な状態とされ、放電灯2への電力供給が開始
され、放電灯2は点灯可能となる。
【0026】その後、内燃機関(図示せず)を始動させ
るためにスタータモータ(図示せず)の始動操作が行な
われ、時点t1 で車載バッテリ1の電圧VB が所定値V
S2(<VS1、且つ、>Vref )以下まで低下すると、電
源電圧判定回路100のツェナーダイオード103はオ
フし、トランジスタ101はオフにスイッチングし、ト
ランジスタ102はオンにスイッチングする。このた
め、コンデンサ203は抵抗205を介して充電時定数
と比べ十分大きな放電時定数で放電を開始し、比較回路
素子201の非反転入力端子の電位VC は低下してゆ
く。しかし、スタータモータの始動操作により車載バッ
テリ1の電圧VB が所定値VS2以下となる期間は数秒か
ら十数秒という短かい期間であり、車載バッテリ1の電
圧VB は短期間で正常値に復帰するため、比較回路素子
201の非反転入力端子の電位VC は基準電圧Vref 以
下とならない。このため、比較回路素子201の出力は
高レベルに保たれ、PWM回路13は出力可能な状態に
保たれ、放電灯2への電力供給は継続して行なわれる。
【0027】その後、キースイッチ(図示せず)は切っ
たが点灯スイッチ3を切り忘れると、車載バッテリ1は
オルタネータ(図示せず)によって充電されることはな
くなり放電灯2へ電力を供給するために放電するのみと
なるため、車載バッテリ1の電圧VB は徐々に低下して
ゆく。そして、時点t2 で車載バッテリ1の電圧VB
所定値VS2まで低下すると、電源電圧判定回路100の
ツェナーダイオード103はオフし、トランジスタ10
1はオフにスイッチングし、トランジスタ102はオン
にスイッチングする。このため、点灯停止回路200の
コンデンサ203は抵抗205を介して充電時定数と比
べ十分に大きな放電時定数で放電を開始し、比較回路素
子201の非反転入力端子の電位VC は低下してゆく。
そして、比較回路素子201の非反転入力端子の電位V
C が基準電圧Vref まで下降すると、この時点t3 で比
較回路素子201の出力は低レベルに反転し、電力制御
出力端子25cの電位は低レベルに反転し、PWM回路
13は出力停止状態に切り替えられ、放電灯2への電力
供給が停止され、放電灯2は消灯する。
【0028】以上説明したように、電源電圧判定回路1
00により車載バッテリ1の電圧V B が所定値VS2以下
であると判定された状態が所定時間(図3図示Tに対応
する)以上継続したとき、放電灯2の点灯動作を停止す
るようにした。このため、点灯スイッチ3を切り忘れ車
載バッテリ1の電圧VB が所定値VS2以下に低下した場
合、放電灯2への電力供給が停止されるようになり、し
たがって電力が無駄に消費されることがなくなるととも
に回路の発熱を完全の防止できる。また、スタータモー
タを始動させる際などに一時的に車載バッテリ1の電圧
B が低下するが、車載バッテリ1の電圧VB が所定値
S2以下の状態が所定時間以上継続した場合のみ放電灯
2の点灯動作を停止するようにしたため、一時的に車載
バッテリ1の電圧VB が低下した場合に放電灯2が消灯
してしまうような不具合は発生しない。また、バッテリ
電圧VB が放電灯2の点灯を維持できなくなるまで低下
すると、一旦消灯するものの通常は再点灯回路が作動す
るため放電灯2が点滅し、他の車を幻惑することが考え
られるが、本発明によると、その前に点灯動作を停止す
るため、点滅が起こることはない。
【0029】なお、図2では始動制御回路300を設け
た構成としているが、この始動制御回路300を削除
し、電源電圧判定回路100と点灯停止回路200とに
始動制御回路300としての動作も重ねてさせるように
してもよい。この場合、放電灯2の始動制御は所定値V
S2に基づいて行なわれるようになり、点灯スイッチ3が
入った時点t0 で車載バッテリ1の電圧VB が所定値V
S2以下のときには、ツェナーダイオード103はオフ
し、トランジスタ101はオフし、トランジスタ102
はオンし、コンデンサ203は充電されないため、比較
回路素子201の出力は低レベルとなり、PWM回路1
3は出力停止状態となり、放電灯2への電力供給は開始
されず放電灯2は点灯しない。
【0030】図4は、上記電源電圧監視回路100をマ
イクロコンピュータに置き換えた場合において、一定の
周期で実行される処理内容を表したフローチャートを示
している。
【0031】図4において、S1は車載バッテリ1の電
圧VB を読み込むステップ、S2は車載バッテリ1の電
圧VB と所定値VS2との大小比較を行なうステップ、S
3はカウンタCNTをクリアするステップ、S4はPW
M回路13を出力可能な状態にするためのステップ、S
5はカウンタCNTをインクリメントするステップ、S
6はカウンタCNTの内容と所定時間Tとを大小比較す
るステップ、S7はPWM回路13を出力停止状態にす
るためのステップをそれぞれ表している。
【0032】次に、処理動作を場合分けして簡単に説明
する。
【0033】車載バッテリ1の電圧VB が所定値VS2
以下となる状態の継続時間が所定時間T未満である場合 ステップS2で車載バッテリ1の電圧VB が所定値VB2
以下であると判断される度に、ステップS5でカウンタ
CNTがインクリメントされてゆくが、カウンタCNT
の内容が所定時間Tに到達する前にステップS2で車載
バッテリ1の電圧VB は所定値VS2以上であると判断さ
れ、ステップS3でカウンタCNTがクリアされる。し
たがって、ステップS7が実行されることはなく、常時
ステップS4が実行され、PWM回路13は出力可能な
状態に保たれる。
【0034】車載バッテリ1の電圧VB が所定値VS2
以下となる状態の継続時間が所定時間T以上となる場合 ステップS2で車載バッテリ1の電圧VB が所定値VB2
以下であると判断される度に、ステップS5でカウンタ
CNTがインクリメントされてゆく。そして、ステップ
S6でカウンタCNTの内容が所定時間Tに到達したと
判断されると、ステップS7でPWM回路13は出力停
止状態とされ、放電灯2への電力供給が停止され放電灯
2は消灯する。
【0035】なお、図4において、ステップS1、S2
は電源電圧判定手段、ステップS3〜S7は点灯停止手
段に対応している。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例による放電灯点灯装置の全体構成図
【図2】電源電圧監視回路の回路構成図
【図3】電源電圧監視回路の動作を説明するための波形
【図4】電源電圧監視回路をマイクロコンピュータに置
き換えた場合の処理内容を表すフローチャート
【符号の説明】
1 車載バッテリ(電源) 2 放電灯 3 点灯スイッチ 13 PWM回路 15 電力演算回路 100 電源電圧判定回路(電源電圧判定手段) 200 点灯停止回路(点灯停止手段) 300 始動制御回路 S1、S2 電源電圧判定手段 S3〜S7 点灯停止手段 VB 車載バッテリの電圧(電源電圧) VS2 所定値 T 所定時間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今泉 求 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放電灯に印加されているランプ電圧と前
    記放電灯に流れているランプ電流とに基づいて前記放電
    灯に定電力を供給する電力供給手段と、 前記放電灯の電源電圧が所定値以下であるか否かを判定
    する電源電圧判定手段と、 前記電源電圧判定手段により前記放電灯の電源電圧が前
    記所定値以下であると判定された状態が所定時間以上継
    続したとき、前記電力供給手段による前記放電灯への電
    力供給を停止する点灯停止手段とを備えることを特徴と
    する放電灯点灯装置。
  2. 【請求項2】 放電灯に印加されているランプ電圧と前
    記放電灯に流れているランプ電流とに基づいて前記放電
    灯に定電力を供給する電力供給回路と、 前記放電灯の電源電圧が所定値以下であるか否かを判定
    する電源電圧判定回路と、 前記電源電圧判定回路により前記放電灯の電源電圧が前
    記所定値以下であると判定された状態が所定時間以上継
    続したとき、前記電力供給回路による前記放電灯への電
    力供給を停止する点灯停止回路とを備えることを特徴と
    する放電灯点灯装置。
  3. 【請求項3】 前記電源電圧判定回路および前記点灯停
    止回路は、前記放電灯の電源電圧が前記所定値以上であ
    るときのみ前記放電灯を点灯始動させる始動制御回路を
    兼ねることを特徴とする請求項2に記載の放電灯点灯装
    置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6127788A (en) * 1997-05-15 2000-10-03 Denso Corporation High voltage discharge lamp device
EP1309232A2 (en) 1997-05-16 2003-05-07 Denso Corporation High voltage discharge lamp device
JP2011113763A (ja) * 2009-11-25 2011-06-09 Panasonic Electric Works Co Ltd 車載用点灯装置

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