JP2600638Y2 - 車輌用放電灯の点灯回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、バッテリー電圧の低下
時に制御電力を低下させる制御機能を有する車輌用放電
灯の点灯回路において、制御電力が過度に低下して放電
灯の点灯維持が不能な状態に陥ることがないように制御
することができる新規な車輌用放電灯の点灯回路を提供
しようとするものである。

【０００２】

【従来の技術】近時、白熱電球に代わる光源として小型
のメタルハライドランプが注目されており、車輌用メタ
ルハライドランプの点灯回路の構成としては、例えば、
バッテリー電圧を昇圧回路によって昇圧した後、直流−
交流変換回路によって正弦波又は矩形波状の交流電圧に
変換した後メタルハライドランプに印加するようにした
ものが知られている。

【０００３】そして、放電灯の点灯制御については、点
灯初期又は再点灯時における始動時間又は再始動時間を
短縮するための制御を経た後、安定状態において制御電
力を一定に保つ定電力制御に移行させるようにしたもの
がある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】ところで、何等かの原
因によってバッテリー電圧が低下したにもかかわらず定
電力制御を維持しようとするとバッテリー電流が大きく
なり、点灯回路の電力ロスによる発熱が増大したり構成
部品の最大定格電流に対する仕様が厳しくなるといった
問題や、バッテリーへの負担及びバッテリーを電源とす
る別の回路への悪影響が生じるといった問題がある。

【０００５】そこで、バッテリー電圧の低下時には制御
電力を下げるように制御することが考えられるが、制御
電力を下げ過ぎると放電灯の点灯維持が困難な状況に陥
ってしまったり、ある電力値以下では再点弧電圧が上昇
し放電灯の寿命が短くなってしまうといった不都合が生
じる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本考案車輌用放
電灯の点灯回路は、上記した課題を解決するために、放
電灯の定電力制御を含む電力制御を行う制御回路を有す
るとともに、バッテリー電圧を検出して放電灯の制御電
力をバッテリー電圧の低下に応じて規定の電力より低い
電力に規制した放電灯の点灯制御を行うことができるよ
うにした車輌用放電灯の点灯回路において、制御電力
が、放電灯の点灯維持が可能な下限値未満にならないよ
うに制御電力の低下を規制する下限規制手段を設け、バ
ッテリー電圧が基準値未満になった場合に制御電力をそ
の下限値に固定するようにしたものである。

【０００７】

【作用】従って、本考案によれば、バッテリー電圧が基
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
いように規制する下限規制手段を設け、バッテリー電圧
が異常に低下した時にこれに伴って制御電力が下がり過
ぎないようにすることによって放電灯の点灯維持を図
り、放電灯の短命化を防止することができる。

【０００８】

【実施例】以下に、本考案車輌用放電灯の点灯回路の詳
細を図示した実施例に従って説明する。尚、図示した実
施例は本考案を矩形波点灯方式の点灯回路に適用したも
のである。

【０００９】図１は点灯回路１の概要を示すものであ
り、バッテリー２が直流電圧入力端子３、３′間に接続
される。

【００１０】４、４′は直流電源ラインであり、その一
方のプラスライン４上には点灯スイッチ５が設けられて
いる。

【００１１】プラスライン４上にはリレー接点６ａが設
けられており、電源遮断用リレー回路６によってその開
閉がなされる。つまり、電源遮断用リレー回路６は回路
に異常が検出された時に後段の回路へのバッテリー電圧
の供給を断つために設けられており、図示しない異常検
出回路からの異常検出信号によって制御される。

【００１２】７は直流昇圧回路であり、そのプラス側入
力端子がリレー接点６ａの出力側端子に接続され、他方
のグランド側入力端子が直流電圧入力端子３′に接続さ
れている。

【００１３】この直流昇圧回路７はバッテリー電圧の昇
圧のために設けられており、例えば、チョッパー型のＤ
Ｃ−ＤＣコンバータの構成が用いられ、後述する制御回
路によってその昇圧制御が行なわれるようになってい
る。

【００１４】８は直流−交流変換回路であり、上記直流
昇圧回路７の後段に設けられ、直流昇圧回路７から送ら
れてくる直流電圧を矩形波交流電圧に変換するための回
路である。この直流−交流変換回路８には、例えば、２
対のＦＥＴにより構成されるブリッジ型駆動回路が用い
られる。

【００１５】９はイグナイタ回路であり、上記直流−交
流変換回路８の後段に配置され、交流出力端子１０、１
０′間には定格電力３５Ｗのメタルハライドランプ１１
が接続されるようになっている。

【００１６】１２は直流昇圧回路７の出力電圧を制御す
るための制御回路であり、直流昇圧回路７の出力端子間
に設けられた電圧検出部１３によって検出される直流昇
圧回路７の出力電圧に対応した電圧検出信号が入力され
る。

【００１７】また、直流昇圧回路７と直流−交流変換回
路８とを結ぶグランドライン上に設けられた電流検出部
１４によって、直流昇圧回路７の出力電流に対応した電
流検出信号が電圧変換された形で制御回路１２に入力さ
れるようになっている。

【００１８】尚、本実施例ではメタルハライドランプ１
１のランプ電圧やランプ電流の相当信号を直流昇圧回路
７の出力段から得るようにしているが、これらを直接的
に検出するような構成を採用しても良いことは勿論であ
る。

【００１９】制御回路１２は以上の検出信号に応じた制
御信号を発生して直流昇圧回路７に送出し、その出力電
圧を制御することで、メタルハライドランプ１１の始動
状態に合せた電力制御を行い、ランプの始動時間や再始
動時間を短縮して速やかに定電力制御へと移行させるよ
うになっており、Ｖ（電圧）−Ｉ（電流）制御部１５と
ＰＷＭ（パルス幅変調）制御部１６を有する。

【００２０】Ｖ−Ｉ制御部１５はランプ電圧とランプ電
流との関係を規定する制御曲線に基づいてメタルハライ
ドランプ１１の点灯制御を行うように構成されており、
直流昇圧回路７の出力電圧に関する検出信号が電圧検出
部１３から送られて来ると、検出信号に応じた電流指令
値を演算により求め、これと実際の電流値を比較して指
令信号をＰＷＭ制御部１６に送出するようになってい
る。

【００２１】尚、制御曲線については、例えば、点灯初
期にメタルハライドランプ１１の定格電力の数倍に亘る
電力供給を行う制御領域から移行領域を経て定電力制御
領域（定格電力の電力曲線に直線近似を施した制御線等
を用いる。）へと移るような電力制御プログラムが用い
られる。

【００２２】ＰＷＭ制御部１６は、Ｖ−Ｉ制御部１５か
らの指令信号に応じてパルス幅が可変される信号を生成
し、これを直流昇圧回路７の半導体スイッチ素子への制
御信号（これを「ＰＳ」と記す。）として送出するよう
になっている。

【００２３】１７は低電力制御部であり、バッテリー電
圧が所定値以下に低下した場合に定電力制御に係る制御
電力値をバッテリー電圧に応じて低下させるとともに、
バッテリー電圧が極度に小さくなった場合に制御電力値
の下限値未満にならないように下限規制を行うために設
けられている。

【００２４】つまり、メタルハライドランプ１１をある
電力値以下で制御すると点灯が不安定になり点灯維持が
不能となったり、再点弧電圧が上昇してランプ寿命が短
くなるため、このような不都合が生じない電力値をメタ
ルハライドランプ１１について予め調べておいて制御電
力値をこの値に設定する。

【００２５】図２はＶ−Ｉ制御部１５からＰＷＭ制御部
１６に至る経路と低電力制御部１７の構成例とを併せて
示すものである。尚、Ｖ−Ｉ制御部１５の具体的な構成
については、本考案の要旨に関係がないので図示を省略
する。

【００２６】Ｖ−Ｉ制御部１５の出力信号は、演算増幅
器１８を用いたアンプを介してＰＷＭ制御部１６に送出
される。

【００２７】図示するように、帰還抵抗１９により反転
増幅回路を構成する演算増幅器１８は、その反転入力端
子が抵抗２０を介してＶ−Ｉ制御部１５の出力端子１５
ａに接続され、非反転入力端子には所定の基準電圧（こ
れを「Ｅ１」と記す。）が供給されている。

【００２８】ＰＷＭ制御部１６にはスイッチングレギュ
レーター用の汎用ＩＣが用いられ、内部にエラーアン
プ、オシレーター、コンパレーター、基準電圧源等がパ
ッケージ化されている。

【００２９】図２に示すＩＣ内部のエラーアンプ２１に
は、そのマイナス入力端子に演算増幅器１８の出力信号
が抵抗を介して入力され、エラーアンプ２１のプラス入
力端子には所定の基準電圧（これを「Ｅ２」と記す。）
が供給されようになっており、エラーアンプ２１への入
力電圧が上がると、出力信号ＰＳのデューティサイクル
が下がり、その結果直流昇圧回路７の出力電圧が低下す
るように制御がなされる。

【００３０】低電力制御部１７は演算増幅器を用いたア
ンプ２２と理想ダイオード回路２３とで構成されてい
る。

【００３１】アンプ２２は演算増幅器２４を用いた反転
増幅回路の構成とされ、演算増幅器２４の非反転入力端
子には抵抗２５、２６を介してバッテリー電圧（これを
「＋Ｂ」と記す。）が入力され、また反転入力端子には
抵抗２７を介して所定の基準電圧（これを「Ｅ３」と記
す。）が供給される。

【００３２】尚、抵抗２８は帰還抵抗である。

【００３３】アンプ２２の出力は理想ダイオード回路２
３を構成する演算増幅器２９の非反転入力端子に送出さ
れる。

【００３４】３０はダイオードであり、そのアノードが
演算増幅器２９の反転入力端子に接続されるとともに、
抵抗３１及び抵抗２０を介してＶ−Ｉ制御部１５の出力
端子１５ａに接続されており、そのカソードが演算増幅
器２９の出力端子に接続されている。

【００３５】３２はコンデンサであり、演算増幅器２９
の反転入力端子と出力端子との間に介挿されている。

【００３６】このように低電力制御部１７の出力ライン
はＶ−Ｉ制御部１５からＰＷＭ制御部１６に至る主制御
ラインの分岐ラインとされ、その電流（これを「Ｉ１
７」と記す）の変化によって主制御ラインの信号レベル
に影響を及ぼすようになっている。

【００３７】しかして、上記回路によれば、バッテリー
電圧が正常な範囲内にある場合にはアンプ２２の出力電
圧が大きいため理想ダイオード回路２３は逆バイアスと
なり（Ｉ１７＝０）、Ｖ−Ｉ制御部１５の出力がそのま
ま演算増幅器１８に送られる。

【００３８】定電力制御時には演算増幅器１８の反転入
力端子の電位（これを「Ｖ１８」と記す。）が略Ｅ１と
なるように制御され、Ｅ１−Ｖ１８がＰＷＭ制御部１６
のエラーアンプ２１に送られ、これによって制御信号Ｐ
Ｓのデューディーサイクルが可変されて制御電力が一定
になるように制御される。

【００３９】つまり、定電力曲線に対する直線近似によ
り得られる制御線を用いる場合には直流昇圧回路７の出
力電圧と出力電流とをある比率で線形に結合した式の値
が一定になるように制御すれば良く、例えば、直流昇圧
回路７の出力電流が増大した時には制御信号ＰＳのデュ
ーディーサイクルを下げて直流昇圧回路７の出力電圧を
小さくするといった制御がなされる。

【００４０】このような定電力制御の最中にバッテリー
電圧が低下したとすると、低電力制御部１７のアンプ２
２の出力電圧が下がるため、電流Ｉ１７が流れるように
なり、これによってＶ−Ｉ制御部１５から演算増幅器１
８への信号レベルが下方に引っ張られるため、制御信号
ＰＳのデューディーサイクルが下がり、出力電圧が下が
る方向に制御される。

【００４１】電流Ｉ１７の大きさはバッテリー電圧の大
きさによって規定され、バッテリー電圧が小さいとＩ１
７が大きくなるため、バッテリー電圧が小さくなるにつ
れて制御電力が小さくなる方向に電力制御が行われる。

【００４２】そして、バッテリー電圧がある下限値（Ｅ
３に対応する。）より小さくなるとアンプ２２の出力電
圧が略ゼロとなって一定となり、Ｉ１７が一定値に落ち
着いて制御電力が下限値（これを「ＰＬ」と記す。）と
なる。

【００４３】図３はこれまでの説明をグラフ化したもの
であり、横軸にバッテリー電圧「＋Ｂ」をとり、縦軸に
制御電力（これを「Ｐ」と記す。）と電流Ｉ１７をとっ
てこれらの関係を示したものである。

【００４４】バッテリー電圧が所定値ＢＮ以上の範囲が
バッテリー電圧の正常範囲（但し、上限を越える過電圧
範囲を含まない。）を示しており、バッテリー電圧がＢ
Ｎ未満になるとＩ１７がバッテリー電圧の低下に伴って
増加していき制御電力Ｐが低下して行くが、バッテリー
電圧がある電圧ＢＬ以下になると制御電力Ｐが下限値Ｐ
Ｌ未満にならないことが分かる。

【００４５】図４はバッテリー電圧に対するバッテリー
電流の変化を示すものであり、横軸にバッテリー電圧
「＋Ｂ」をとり、縦軸にバッテリー電流（これを「Ｂ
ｉ」と記す。）をとって両者の関係を示したものであ
る。

【００４６】バッテリー電圧の正常範囲においてはバッ
テリー電流Ｂｉが小さく、バッテリー電圧がＢＮ未満で
ＢＬ以上の範囲ではバッテリー電流Ｂｉが略一定とな
り、バッテリー電圧がＢＬ未満になるとバッテリー電流
Ｂｉが大きくなることが分かる。

【００４７】このようにバッテリー電圧が低下しても電
力値が予め決められた下限値ＰＬになるまでは電力ロス
や発熱を抑えるためにバッテリー電流が増加しないよう
に低電力制御を行い、バッテリー電圧が極度に低下した
場合には制御電力が下限値未満にならないようにして放
電灯の点灯を維持するための制御を行っている。

【００４８】

【考案の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、本考案によれば、バッテリー電圧がある程度下がっ
た場合にはバッテリー電圧に追従した低電力での点灯制
御を行うが、バッテリー電圧が下がり過ぎた場合には制
御電力が下限値未満にならないように下限規制を行うこ
とによって、放電灯の点灯維持を図るとともに、放電灯
の短命化を伴うことなくバッテリー電圧低下時における
バッテリー電流の増加を抑えることができる。

【００４９】尚、前記した実施例は本考案の一実施例に
すぎず、この例のみによって本考案の技術的範囲が狭く
解釈されてはならない。例えば、前記実施例においては
本考案を矩形波点灯方式の点灯回路に適用した例を示し
たが、これに限らず正弦波点灯方式の点灯回路等に適用
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案車輌用放電灯の点灯回路の概要を示す回
路ブロック図である。

【図２】本考案の要部を示す回路図である。

【図３】本考案におけるバッテリー電圧と制御電力及び
電流Ｉ１７との関係を概略的に示すグラフ図である。

【図４】本考案におけバッテリー電圧とバッテリー電流
との関係を概略的に示すグラフ図である。

【符号の説明】

１ 車輌用放電灯の点灯回路 １２ 制御回路 １７ 下限規制手段

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−12496（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−155796（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−21186（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−174984（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−213109（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−111955（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−119981（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−140174（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−140175（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05B 41/14 - 41/29 B60Q 1/04

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電灯の定電力制御を含む電力制御を行
   う制御回路を有するとともに、バッテリー電圧を検出し
   て放電灯の制御電力をバッテリー電圧の低下に応じて規
   定の電力より低い電力に規制した放電灯の点灯制御を行
   うことができるようにした車輌用放電灯の点灯回路にお
   いて、制御電力が、放電灯の点灯維持が可能な下限値未満にな
   らないように制御電力の低下を規制する下限規制手段を
   設け、バッテリー電圧が基準値未満になった場合に制御
   電力を上記下限値に固定する ことを特徴とする車輌用放
   電灯の点灯回路。