放電灯点灯装置
【課題】放電灯の寿命を犠牲にすることなく、フリッカの発生を効果的に抑制する放電灯点灯装置を提供する。
【解決手段】電流パルス発生回路５６は、ランプ電圧ＶＬを反映した検出電圧ＶＤを劣化閾値電圧Ｖａと比較し、検出電圧ＶＤが劣化閾値電圧Ｖａより大きい場合には、フリッカの兆候が現れているものとして、その劣化度（差分値ΔＶ）に応じた電流パルス制御値ＣＣをＤＣ／ＤＣ制御回路５７供給する。ＤＣ／ＤＣ制御回路５７は、電流パルス制御値ＣＣが非ゼロである場合、給電極性反転タイミングが電流パルスの終了タイミングとなるように、給電極性反転周期の前半部分では定電力制御値ＣＰがデューティ制御値となり、該周期の後半部分では定電力制御値ＣＰに電流パルス制御値ＣＣを加えたものがデューティ制御値となるように、給電極性反転タイミングに同期してデューティ制御値を切り替えることにより、電流パルスを発生させる。
【解決手段】電流パルス発生回路５６は、ランプ電圧ＶＬを反映した検出電圧ＶＤを劣化閾値電圧Ｖａと比較し、検出電圧ＶＤが劣化閾値電圧Ｖａより大きい場合には、フリッカの兆候が現れているものとして、その劣化度（差分値ΔＶ）に応じた電流パルス制御値ＣＣをＤＣ／ＤＣ制御回路５７供給する。ＤＣ／ＤＣ制御回路５７は、電流パルス制御値ＣＣが非ゼロである場合、給電極性反転タイミングが電流パルスの終了タイミングとなるように、給電極性反転周期の前半部分では定電力制御値ＣＰがデューティ制御値となり、該周期の後半部分では定電力制御値ＣＰに電流パルス制御値ＣＣを加えたものがデューティ制御値となるように、給電極性反転タイミングに同期してデューティ制御値を切り替えることにより、電流パルスを発生させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、矩形状の交番電力を印加して放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、キセノンガス，水銀，ヨウ化金属などが密封された管（バルブ）の両端に電極が設けられた構造を有し、これら電極の間に起きる放電現象によって発光する放電灯が知られており、車両の前照灯等として広く用いられている。
【０００３】
このような放電灯を点灯させる放電灯点灯装置は、点灯時に両電極間の絶縁状態を破壊するための高電圧（例えば約２０ｋＶ）を印加する制御や、点灯後に放電灯の明るさを一定に保つために、供給電力を一定に保つ制御を行うように構成されている。
【０００４】
ところで、放電灯は、長期間使用すると、ガス抜けや電極磨耗等によって、電極間に印加する電圧（以下「ランプ電圧」とう）が増大する現象が生じる。但し、放電灯は、上述したように、供給電力が一定となるように制御されているため、ランプ電圧が増大すると、放電灯を流れる電流（以下「ランプ電流」という）が減少する。
【０００５】
そして、ランプ電流が減少すると、電極や管内の温度が低下し、管内での活性が低下する。その結果、交番電力の極性反転時、即ち、ランプ電流の流れる向きが反転する時に、電流が一時的にゼロとなる付近で、放電灯における放電が不安定となり、これが放電灯のちらつき（フリッカ）や立ち消えや電磁ノイズ等の原因となっていた。
【０００６】
そこで、これらを抑制するために、交番電力の極性反転の直前に、電流パルスを重畳することで、一時的にランプ電流を増大させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３７４１７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に記載の従来技術では、放電灯の劣化状況によらず電流パルスを常時投入しているため、電気的なストレスにより、電極磨耗を促進するなど放電灯の寿命を短くする要因にもなり得るという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するために、放電灯の寿命を犠牲にすることなく、フリッカの発生を効果的に抑制する放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するためになされた本発明の放電灯点灯装置では、給電手段が、一定期間毎に極性が反転する矩形波状の交番電力を放電灯に供給し、検出手段が、放電灯の電極間を流れる電流であるランプ電流および該放電灯の電極間に生じる電圧であるランプ電圧を検出し、制御手段が、検出手段での検出結果に従って、放電灯への供給電力が一定となるように給電手段を制御する。
【００１１】
また、本発明の放電灯点灯装置は、給電手段が供給する交番電力に、該交番電力の極性反転タイミングに同期して電流パルスを重畳するパルス重畳手段を備えており、劣化判定手段が、検出手段での検出結果から放電灯の劣化度を判定し、パルス制御手段が、劣化度判定手段での判定結果に従い、劣化度が大きいほど、パルス重畳手段によって交番電力に重畳される電流パルスの振幅またはパルス幅のうち少なくとも一方を増大させる。
【００１２】
このように構成された本発明の放電灯点灯装置によれば、放電灯の劣化度に応じて必要なタイミングで電流パルスの重畳が行われるため、電流パルスの過剰な重畳による放電灯の電極磨耗を抑えることができ、その結果、放電灯の寿命を犠牲にすることなく、放電灯の劣化に伴うフリッカの発生を抑制することができる。
【００１３】
ところで、劣化度判定手段は、例えば、検出手段にて検出されるランプ電圧と予め設定された劣化閾値電圧との差分値を用い、ランプ電圧の方が大きいほど劣化度が大きいと判定するように構成されていてもよい。
【００１４】
即ち、放電灯は寿命末期になるほど電極間距離が広がってフリッカが発生し易くなり、また、電極間距離が広がるほど定常的なランプ電圧が増大することが知られている。つまり、定常的なランプ電圧と、放電灯の寿命（ひいはフリッカの発生し易さ）との間には相関関係があるため、ランプ電圧から放電灯の劣化度を判定することができるのである。
【００１５】
また、劣化度判定手段は、例えば、検出手段にて検出されるランプ電圧が予め設定された異常閾値電圧を超えた回数をカウントした異常電圧カウント値を用い、予め設定された判定期間内でカウントされる前記異常電圧カウント値が大きいほど劣化度が大きいと判定するように構成されていてもよい。
【００１６】
即ち、フリッカが発生すると、ランプ電流が途切れたり減少したりすることにより、ランプ電圧が一時的に急増して異常電圧を発生する現象が生じるため、この異常電圧の発生頻度から、放電灯の劣化度を判定することができるのである。
【００１７】
また、劣化度判定手段は、例えば、交番電力の極性が反転する時に、ランプ電流が流れていないと見なせる状態が、予め設定された継続時間以上続いた回数をカウントしたゼロ期間カウント値を用い、予め設定された判定期間内でカウントされる前記ゼロ期間カウント値が大きいほど劣化度が大きいと判定するように構成されていてもよい。
【００１８】
即ち、上述したように、フリッカが発生すると、ランプ電流が途切れたり減少したりするため、その現象をランプ電流から抽出することで、放電灯の劣化度を判定することができるのである。
【００１９】
ところで、パルス制御手段は、劣化度合いが予め設定された許容レベルを超えた場合に、前記パルス重畳手段に前記電流パルスの重畳を行わせるように構成してもよい。
特に、定常的なランプ電圧の大きさから劣化度を判定する場合は、フリッカが発生する前でも、ランプ電圧が除々に増大するため、このような制御を行うことによって、電流パルスの過剰な印加を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態の放電灯点灯装置の構成を示すブロック図。
【図２】（ａ）が算出電力から定電力制御値への変換特性を模式的に示したグラフ、（ｂ）が検出電圧から電流パルス制御値への変換特性を模式的に示したグラフ。
【図３】放電灯点灯装置の動作例を示す模式図。
【図４】（ａ）が電流パルスのない場合のランプ電流の波形図、（ｂ）が電流パルスのある場合のランプ電流の波形図。
【図５】（ａ）が第２実施形態における電流パルス発生回路での変換特性を示すグラフ、（ｂ）〜（ｄ）がおよび装置各部の動作例を示す模式図。
【図６】第３実施形態の放電灯点灯装置の構成を示すブロック図。
【図７】（ａ）が第２実施形態における電流パルス発生回路での変換特性を示すグラフ、（ｂ）〜（ｄ）がおよび装置各部の動作例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［第１実施形態］
＜全体構成＞
図１は、本実施形態に係る車両の前照灯として使用される放電灯Ｌの点灯を制御する放電灯点灯装置１の構成を示すブロック図（一部回路図を含む）である。
【００２２】
なお、放電灯Ｌは、気体が密封された管の両端に電極が設けられ、これら電極の間に起きる放電現象によって発光する周知のものである。
図１に示すように、放電灯点灯装置１は、車両のバッテリＢから供給される直流電力を矩形状の交番電力に変換して放電灯Ｌに供給する給電回路３と、放電灯Ｌを点灯させると共に、点灯した放電灯Ｌの明るさが一定となるように給電回路３の動作を制御する制御回路５とを備えている。
【００２３】
＜給電回路＞
給電回路３は、バッテリＢから供給される直流電力を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータ１０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０によって昇圧された直流電力を、矩形波状の電圧波形を有する交番電力に変換して放電灯Ｌに印加するインバータ２０とからなる。
【００２４】
このうち、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、バッテリＢおよびトランジスタ１２と共に閉回路を形成するトランス１１の一次コイル１１１に流れる電流を、トランジスタ１２によって断続することにより、トランス１１の二次コイル１１２に高電圧の交流電力を発生させ、その交流電力を整流回路１４により整流することで、直流電力を発生させる周知のものである。
【００２５】
但し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０では、一次コイル１１１と二次コイル１１２の接地側端子が共通に接続され、その共通端子がトランジスタ１２を介して接地されるように接続されている共に、一次コイル１１１およびトランジスタ１２と並列に、コンデンサ１３が接続されている。また、整流回路１４には、ダイオード１４１およびコンデンサ１４２で構成された周知の半波整流回路が用いられている。
【００２６】
なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、ここで例示した構成に限定されるものではなく、電圧を昇圧して所望の直流電力を供給できるものであればよい。
インバータ２０は、制御回路５からの指令に従ってスイッチング制御される４個のトランジスタ２１１〜２１４で構成され、負荷として放電灯Ｌが接続された周知のＨブリッジ回路２１と、二次コイル２２２が放電灯Ｌと直列に接続されたトランス２２と、制御回路５からの指令に従って、トランス２２の一次コイル２２１の通電，非通電状態を切り替えることで、二次コイル２２２に放電灯Ｌを点灯するのに必要な点灯用高電圧（約２０ｋＶ）を発生させる始動回路２３と、Ｈブリッジ回路２１に流れる電流、ひいては放電灯Ｌを流れる負荷電流を検出するための電流検出用抵抗２４とを備えている。
【００２７】
以下では、放電灯Ｌの電極間に流れる電流をランプ電流ＩＬ、放電灯Ｌの電極間に生じる電圧をランプ電圧ＶＬ、放電灯Ｌへの供給電力をランプ電力ＷＬ（＝ＶＬ×ＩＬ）という。また、トランジスタ２１１，２１４をオン、トランジスタ２１２，２１３をオフした時のランプ電流ＩＬ，ランプ電圧ＶＬ，ランプ電力ＷＬの極性（以下「給電極性」という）を正極性とし、トランジスタ２１１，２１４をオフ、トランジスタ２１２，２１３をオンした時の給電極性を負極性とする。
【００２８】
なお、ここではインバータ２０が、Ｈブリッジ回路２１を用いて構成されているが、これに限定されるものではなく、直流電力を交流電力に変換できるものであればよい。
＜制御回路＞
制御回路５は、放電灯Ｌの給電極性が予め設定された給電極性反転周期（例えば、数ｍ〜数百ｍｓ周期）で交互に切り替わるように、Ｈブリッジ回路２１の各トランジスタ２１〜２４をオンオフ駆動するブリッジ制御回路５１と、外部から点灯指令が入力されると、始動回路２３を作動させることで放電灯Ｌを点灯させると共に、ブリッジ制御回路５１を起動して矩形状の電圧波形を有する交番電力を放電灯Ｌに供給し続けることで点灯状態を継続させる始動制御回路５２とを備えている。
【００２９】
また、制御回路５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０からインバータ２０に印加される電圧（検出電圧）ＶＤ（ひいてはランプ電圧ＶＬ）の大きさを検出するランプ電圧検出回路５３と、電流検出用抵抗２４の両端電圧を検出することで、電流検出用抵抗２４を流れる検出電流ＩＤ（ひいてはランプ電流ＩＬ）の大きさを検出するランプ電流検出回路５４と、ランプ電圧検出回路５３およびランプ電流検出回路５４での検出結果ＶＤ，ＩＤから算出される算出電力ＷＤ（ひいてはランプ電力ＷＬ）の大きさが、予め設定された目標電力と一致するように制御するための定電力制御値ＣＰを発生させるランプ電力制御回路５５と、ランプ電圧検出回路５３での検出結果に基づき、電流パルスを発生させるための電流パルス制御値ＣＣを発生させる電流パルス発生回路５６と、定電力制御値ＣＰおよび電流パルス制御値ＣＣに基づいて設定されるデューティ制御値に従い、デューティ制御値に応じたデューティ比を有する駆動信号ＳＤを、ブリッジ制御回路５１が給電極性を反転させる給電極性反転タイミングに同期して発生させて、トランジスタ１２をスイッチングするＤＣ／ＤＣ制御回路５７とを備えている。
【００３０】
ここで、図２は、（ａ）がランプ電力制御回路５５にて算出電力ＷＤ（ひいてはランプ電力ＷＬ）から定電力制御値ＣＰを生成する際に用いる変換特性を模式的に示したグラフであり、（ｂ）が電流パルス発生回路５６にて検出電圧ＶＤから電流パルス制御値ＣＣを生成する際に用いる変換特性を模式的に示したグラフである。
【００３１】
図２（ａ）に示すように、定電力制御値ＣＰ（ひいては駆動信号ＳＤのオンデューティ期間）は、算出電力ＷＤが目標電力より大きいほど小さな値となり、また、目標電力より小さいほど大きな値となるように設定される。
【００３２】
また、図２（ｂ）に示すように、電流パルス制御値ＣＣは、予め設定された劣化閾値電圧Ｖａより検出電圧ＶＤの方が小さい間はゼロに設定され、劣化閾値電圧Ｖａより検出電圧ＶＤの方が大きくなると、その差分値（ＶＤ−Ｖａ）が大きいほど大きな値となるように設定される。
【００３３】
但し、駆動信号ＳＤのデューティ周期ＴＤは、発生させる電流パルスのパルス幅ＴＰより十分に短く（例えば、ＴＤ＜ＴＰ／１０）、また、パルス幅ＴＰは、放電灯Ｌへの印加電力の給電極性反転周期ＴＸより短く（例えば、ＴＰ＜ＴＸ／２）設定される。
【００３４】
また、ＤＣ／ＤＣ制御回路５７は、電流パルス制御値ＣＣがゼロである場合は、定電力制御値ＣＰをデューティ制御値とし、電流パルス制御値ＣＣが非ゼロである場合、給電極性反転タイミングが電流パルスの終了タイミングとなるように、給電極性反転タイミングに挟まれた期間（給電極性反転周期）の前半部分では定電力制御値ＣＰがデューティ制御値となり、該期間の後半部分では定電力制御値ＣＰに電流パルス制御値ＣＣを加えたものがデューティ制御値となるように、給電極性反転タイミングに同期してデューティ制御値を切り替えるように構成されている。これにより、給電極性反転周期の後半部分では放電灯Ｌへの供給電力が増大するが、ランプ電圧ＶＬは供給電力によらず放電灯Ｌの状態に応じた一定値となるため、結果的に、ランプ電流ＩＬが増大することによって、図４に示すように、電流パルスが重畳されることになる。なお、図４は、ランプ電流ＩＬの波形図であり、（ａ）が電流パルスのない場合、（ｂ）が電流パルスのある場合である。
【００３５】
なお、ランプ電圧検出回路５３およびランプ電流検出回路５４は、電流パルス制御値ＣＣの影響を受けない（電流パルスが重畳されることのない）タイミング（給電極性反転タイミングに挟まれた期間の前半部分）で、検出電圧ＶＤや検出電流ＩＤを検出するように構成されている。但し、検出電圧ＶＤや検出電流ＩＤは、検出値をそのまま用いてもよいし、過去一定期間の算出値に基づく移動平均値や、前回算出値との過重平均値等を用いてもよい。
【００３６】
また、電流パルス発生回路５６、およびＤＣ／ＤＣ制御回路５７のデューティ制御値を生成するための構成以外は周知のものであるためその詳細についての説明は省略する。また、電流パルス発生回路５６は、劣化閾値電圧Ｖａを発生させる分圧回路や、差動増幅回路等を用いて簡単に構成することができる。更に、デューティ制御値を生成する回路も、加算回路や、一定電力制御値ＣＰおよび電流パルス制御値ＣＣを給電極性反転タイミングに同期して加算回路への供給を制御する回路を、各種論理回路を組み合わせることで構成すればよく、当業者であれば容易に構成することができるため、その詳細についての説明は省略する。
【００３７】
＜動作＞
ここで図３は、放電灯点灯装置１の動作例を示す模式図であり、（ａ）がランプ電圧ＶＬ、および検出電圧ＶＤの各波形、（ｂ）が電流パルス制御値ＣＣである。
【００３８】
なお、図３において、Ｖａは、放電灯Ｌの劣化度を判定するために予め設定された劣化閾値電圧であり、具体的には、多くの放電灯Ｌがフリッカを発生し始める（例えば、全ての放電灯Ｌのうち５％以上がフリッカを生じる）ような大きさに設定される。
【００３９】
図３に示すように、検出電圧ＶＤが劣化閾値Ｖａ未満である間は、定電力制御値ＣＰがそのままデューティ制御値として用いられ、算出電力ＷＤ（＝ＶＤ×ＩＤ）が目標電力と一致するように制御が行われる。
【００４０】
放電灯Ｌに劣化（電極磨耗やガス抜け等）が生じることにより、ランプ電圧ＶＬ（ひいては検出電圧ＶＤ）が増大して、劣化閾値電圧Ｖａを超えると（時刻ｔ１）、検出電圧ＶＤと劣化閾値電圧Ｖａとの差分値ΔＶ＝ＶＬ−Ｖａに応じた大きさを有する電流パルス制御値ＣＣが電流パルス発生回路５６から出力される。
【００４１】
すると、ＤＣ／ＤＣ制御回路５７は、定電力制御値ＣＰおよび電流パルス制御値ＣＣの両方に基づくデューティ制御値に従った駆動信号ＳＤを発生させる。
＜効果＞
以上説明したように、放電灯点灯装置１では、ランプ電圧ＶＬを反映した検出電圧ＶＤによって、放電灯Ｌの劣化を判定し、放電灯Ｌが劣化したと判定した場合には、フリッカの兆候が現れているものとして、その劣化度（差分値ΔＶ）に応じた大きさ電流パルスを、給電極性反転タイミングの直前に印加するようにされている。
【００４２】
従って、放電灯点灯装置１によれば、フリッカの発生の抑止に効果のある電流パルスが、その重畳が必要な時期に、必要な大きさで重畳されるため、電極磨耗による放電灯Ｌの劣化を必要以上に進行させてしまうことを防止でき、放電灯Ｌの寿命を効果的に延ばすことができる。
【００４３】
＜発明との対応＞
給電回路３が給電手段、ランプ電圧検出回路５３およびランプ電流検出回路５４が検出手段、ランプ電力制御回路５５およびＤＣ−ＤＣ制御回路５７が制御手段、電流パルス制御値ＣＣが非ゼロである時のＤＣ／ＤＣ制御回路５７がパルス重畳手段、電流パルス発生回路５６が劣化度判定手段およびパルス制御手段に相当する。
【００４４】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。
本実施形態では、電流パルス発生回路５６の動作が異なるだけであるため、この異なる部分を中心に説明する。
【００４５】
＜電流パルス発生回路＞
電流パルス発生回路５６は、予め設定された異常閾値電圧Ｖｂと検出電圧ＶＤとを比較し、検出電圧ＶＤが異常閾値電圧Ｖｂを超えた回数をカウントするカウンタを用い、予め設定された一定の計測期間内にカウントされた値（以下「期間内カウント値」という）に応じて、電流パルス制御値ＣＣを発生させるように構成されている。
【００４６】
但し、異常閾値電圧Ｖｂは、フリッカの発生時に、ランプ電流ＩＬが途切れたり減少したりすることによって一時的に急増するランプ電圧ＶＬを検出するものであり、少なくとも劣化閾値電圧Ｖａより大きな値となるように設定されている。
【００４７】
ここで、図５（ａ）は、電流パルス発生回路５６にて期間内カウント値から電流パルス制御値ＣＣを生成する際に用いる変換特性を示したグラフである。
図５（ａ）に示すように、電流パルス制御値ＣＣ（ひいては駆動信号ＳＤのオンデューティ期間の加算値）は、カウント値（計測期間内で検出電圧ＶＤが異常閾値電圧Ｖｂを超えた回数）が大きいほど大きな値となるように設定されている。
【００４８】
＜動作＞
次に、図５（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、本実施形態における放電灯点灯装置１の動作例を示す模式図であり、（ｂ）にはランプ電圧ＶＬの波形、（ｃ）にはカウント値、（ｄ）には電流パルス制御値ＣＣを示す。
【００４９】
なお、図５（ｂ）では、図面を見やすくするため、電流パルスによるランプ電圧ＶＬの変化は図示を省略している。また、図５（ｂ）において、ＶＬ＝０の軸でＶＬ＜０の部分の波形を折り返して、ＶＬ＞０の部分の波形と合成したものが、検出電圧ＶＤの波形となる。更に、ここでは、計測期間が給電極性反転周期の８倍の長さに設定されているものとする。
【００５０】
図５（ｂ）〜（ｄ）に示すように、放電灯Ｌの使用開始からの経過時間が十分に短い間は、フリッカの発生がなく、期間内カウント値（ひいては電流パルス制御値ＣＣ）もゼロとなるため、定電力制御値ＣＰがそのままデューティ制御値として設定され、そのディーティ制御値に従って駆動信号ＳＤが生成される。
【００５１】
放電灯Ｌが劣化してフリッカが発生すると、異常閾値電圧Ｖｂ超える検出電圧ＶＤが検出される毎にカウント値が増大する。
そして、計測期間毎に、期間内カウント値に応じた加算量だけ大きくなるように電流パルス制御値ＣＣが更新され、この電流パルス制御値ＣＣと定電力制御値ＣＰとによってデューティ制御値が設定され、そのデューティ制御値に従って駆動信号ＳＤが生成される。
【００５２】
なお、電流パルス制御値ＣＣが設定されることによって、フリッカの発生が止まると、期間内カウント値がゼロになるが、この場合、電流パルス制御値ＣＣは、ゼロに戻るのではなく、値が保持され、再びフリッカが発生すると、現在の電流パルス制御値ＣＣに期間内カウント値に基づく新たな加算値が加算されていくことになる。つまり、電流パルス制御値ＣＣは増大する一方であり減少することはない。
【００５３】
＜効果＞
以上説明したように、放電灯点灯装置１では、ランプ電圧ＶＬによって、放電灯Ｌの劣化によって発生するフリッカを検出し、フリッカを検出した場合には、その発生頻度に応じた電流パルス制御値ＣＣを求め、その電流パルス制御値ＣＣに基づいて制御された電流パルスを、放電灯Ｌに印加するようにされている。
【００５４】
従って、第１実施形態と同様の効果が得られるだけでなく、電流パルス制御値ＣＣ（ひいては電流パルスの大きさ）を、必要最小限の大きさとすることができるため、放電灯Ｌの劣化がより効果的に抑制され、放電灯Ｌの寿命をより延ばすことができる。
【００５５】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。
図６は、本実施形態の放電灯点灯装置１ａの構成を示すブロック図である。
【００５６】
本実施形態では、制御回路５ａの構成、より詳しくは電流パルス発生回路５６ａの構成が異なるだけであるため、この構成の異なる部分を中心に説明する。
本実施形態において、電流パルス発生回路５６ａは、ランプ電流検出回路５４の検出結果ＩＤに基づいて電流パルス制御値ＣＣを生成するように構成されている。
【００５７】
具体的には、給電極性反転タイミングで、検出電流ＩＤ（ひいてはランプ電流ＩＬ）がゼロであると見なせる期間（予め設定されたゼロ閾値電流Ｉｃより小さくなる期間）が、予め設定された許容時間以上継続しているゼロ期間を検出した回数をカウントするカウンタを用い、計測期間内にカウントされた値（期間内カウント値）に応じた電流パルス制御値ＣＣを発生させるように構成されている。
【００５８】
なお、ゼロ期間が許容時間以上継続しているか否かの判断は、例えば、給電極性反転タイミングから許容時間が経過したタイミングで検出電流ＩＤを検出し、その検出電流ＩＤをゼロ閾値電流Ｉｃと比較するようにすればよい。
【００５９】
また、許容時間は、フリッカが発生していない時に、給電極性反転タイミングで生じる検出電流ＩＤの瞬時的な減少を、ゼロ期間と判定してしまうことのない必要最小限の時間に設定すればよい。
【００６０】
ここで、図７（ａ）は、電流パルス発生回路５６ａにてカウント値から電流パルス制御値ＣＣを生成する際に用いる変換特性を示したグラフである。
図７（ａ）に示すように、電流パルス制御値ＣＣ（ひいては駆動信号ＳＤのオンデューティ期間の加算値）は、期間内カウント値（計測期間内でゼロ期間が発生した回数）が大きいほど大きな値となるように設定されている。
【００６１】
＜動作＞
次に、図７（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、本実施形態における放電灯点灯装置１の動作例を示す模式図であり、（ｂ）にはランプ電流ＩＬの波形、（ｃ）にはカウント値、（ｄ）には電流パルス制御値ＣＣを示す。
【００６２】
なお、図７（ｂ）では、図面を見やすくするため、電流パルスによるランプ電流ＩＬの変化については、図示を省略している。また、図７（ｂ）において、ＩＬ＝０の軸でＩＬ＜０の部分の波形を折り返して、ＩＬ＞０の部分の波形と合成したものが、検出電流ＩＤの波形となる。更に、ここでは、計測期間が給電極性反転周期の８倍の長さに設定されているものとする。
【００６３】
図７（ｂ）〜（ｄ）に示すように、放電灯Ｌの使用開始からの経過時間が十分に短い間は、フリッカの発生がなく、期間内カウント値（ひいては電流パルス制御値ＣＣ）もゼロとなるため、定電力制御値ＣＰがそのままデューティ制御値として設定され、そのディーティ制御値に従って駆動信号ＳＤが生成される。
【００６４】
放電灯Ｌの使用開始からの経過時間が長くなり、放電灯Ｌが劣化してフリッカが発生すると、ゼロ期間（ゼロ閾値電流Ｉｃ以下の検出電流ＩＤが許容時間を超えて継続する期間）が検出されることによってカウント値が増大する。
【００６５】
そして、計測期間毎に、期間内カウント値に応じた加算量だけ大きくなるように電流パルス制御値ＣＣが更新され、この電流パルス制御値ＣＣと定電力制御値ＣＰとによってデューティ制御値が設定され、そのディーティ制御値に従って駆動信号ＳＤが生成される。
【００６６】
なお、電流パルス制御値ＣＣが設定されることによって、フリッカの発生が止まると、期間内カウント値がゼロになるが、この場合、電流パルス制御値ＣＣは、ゼロに戻るのではなく、値が保持され、再びフリッカが発生すると、現在の電流パルス制御値ＣＣに期間内カウント値に基づく新たな加算値が加算されていくことになる。つまり、電流パルス制御値ＣＣは増大する一方であり減少することはない。
【００６７】
＜効果＞
以上説明したように、放電灯点灯装置１では、フリッカの発生頻度を、検出電圧ＶＤ（ランプ電圧ＶＬ）ではなく、検出電流ＩＤ（ランプ電流ＩＬ）によって検出している以外は、第２実施形態と同様に動作するため、第３実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【００６８】
［他の実施形態］
以上本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において様々な態様にて実施することが可能である。
【００６９】
例えば、上記各実施形態では、劣化度を判定する条件（検出電圧ＶＤと劣化閾値電圧Ｖａとの差分値，異常閾値電圧Ｖｂを超える検出電圧ＶＤの発生回数のカウント値，検出電流ＩＤにおけるゼロ期間の発生回数のカウント値）が一つずつ設定されているが、複数の条件を組み合わせて使用してもよい。
【００７０】
但し、条件を組み合わせる場合、電流パルス発生回路５６，５６ａは、各条件から個々に求められる電流パルス制御値ＣＣの加算値をＤＣ／ＤＣ制御回路５７に供給するように構成してもよいし、最も大きな値を有する電流パルス制御値ＣＣをＤＣ／ＤＣ制御回路５７に供給するように構成してもよい。
【００７１】
上記実施形態では、検出電圧ＶＤや検出電流ＩＤから判定される劣化度に応じて、パルス電流パルスの振幅を制御するように構成したが、電流パルスのパルス幅を制御するように構成したり、振幅，パルス幅の両方を制御するように構成したりしてもよい。
【００７２】
上記第２および第３実施形態では、カウント値が１以上であれば、電流パルスを発生させるように構成したが、カウント値が予め設定された閾値（０より大）以上である場合に、電流パルスを発生させるように構成してもよい。
【００７３】
上記第２および第３実施形態では、計測期間が互いに重なり合うことのないように設定されているが、期間の一部が互いに重なり合うように設定してもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１，１ａ…放電灯点灯装置 ３…給電回路 ５，５ａ…制御回路 １０…ＤＣ／ＤＣコンバータ １１，２２…トランス １２…トランジスタ １３…コンデンサ １４…整流回路 ２０…インバータ ２１…Ｈブリッジ回路 ２３…始動回路 ２４…電流検出用抵抗 ５１…ブリッジ制御回路 ５２…始動制御回路 ５３…ランプ電圧検出回路 ５４…ランプ電流検出回路 ５５…ランプ電力制御回路 ５６，５６ａ…電流パルス発生回路 ５７…ＤＣ／ＤＣ制御回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、矩形状の交番電力を印加して放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、キセノンガス，水銀，ヨウ化金属などが密封された管（バルブ）の両端に電極が設けられた構造を有し、これら電極の間に起きる放電現象によって発光する放電灯が知られており、車両の前照灯等として広く用いられている。
【０００３】
このような放電灯を点灯させる放電灯点灯装置は、点灯時に両電極間の絶縁状態を破壊するための高電圧（例えば約２０ｋＶ）を印加する制御や、点灯後に放電灯の明るさを一定に保つために、供給電力を一定に保つ制御を行うように構成されている。
【０００４】
ところで、放電灯は、長期間使用すると、ガス抜けや電極磨耗等によって、電極間に印加する電圧（以下「ランプ電圧」とう）が増大する現象が生じる。但し、放電灯は、上述したように、供給電力が一定となるように制御されているため、ランプ電圧が増大すると、放電灯を流れる電流（以下「ランプ電流」という）が減少する。
【０００５】
そして、ランプ電流が減少すると、電極や管内の温度が低下し、管内での活性が低下する。その結果、交番電力の極性反転時、即ち、ランプ電流の流れる向きが反転する時に、電流が一時的にゼロとなる付近で、放電灯における放電が不安定となり、これが放電灯のちらつき（フリッカ）や立ち消えや電磁ノイズ等の原因となっていた。
【０００６】
そこで、これらを抑制するために、交番電力の極性反転の直前に、電流パルスを重畳することで、一時的にランプ電流を増大させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３７４１７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に記載の従来技術では、放電灯の劣化状況によらず電流パルスを常時投入しているため、電気的なストレスにより、電極磨耗を促進するなど放電灯の寿命を短くする要因にもなり得るという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するために、放電灯の寿命を犠牲にすることなく、フリッカの発生を効果的に抑制する放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するためになされた本発明の放電灯点灯装置では、給電手段が、一定期間毎に極性が反転する矩形波状の交番電力を放電灯に供給し、検出手段が、放電灯の電極間を流れる電流であるランプ電流および該放電灯の電極間に生じる電圧であるランプ電圧を検出し、制御手段が、検出手段での検出結果に従って、放電灯への供給電力が一定となるように給電手段を制御する。
【００１１】
また、本発明の放電灯点灯装置は、給電手段が供給する交番電力に、該交番電力の極性反転タイミングに同期して電流パルスを重畳するパルス重畳手段を備えており、劣化判定手段が、検出手段での検出結果から放電灯の劣化度を判定し、パルス制御手段が、劣化度判定手段での判定結果に従い、劣化度が大きいほど、パルス重畳手段によって交番電力に重畳される電流パルスの振幅またはパルス幅のうち少なくとも一方を増大させる。
【００１２】
このように構成された本発明の放電灯点灯装置によれば、放電灯の劣化度に応じて必要なタイミングで電流パルスの重畳が行われるため、電流パルスの過剰な重畳による放電灯の電極磨耗を抑えることができ、その結果、放電灯の寿命を犠牲にすることなく、放電灯の劣化に伴うフリッカの発生を抑制することができる。
【００１３】
ところで、劣化度判定手段は、例えば、検出手段にて検出されるランプ電圧と予め設定された劣化閾値電圧との差分値を用い、ランプ電圧の方が大きいほど劣化度が大きいと判定するように構成されていてもよい。
【００１４】
即ち、放電灯は寿命末期になるほど電極間距離が広がってフリッカが発生し易くなり、また、電極間距離が広がるほど定常的なランプ電圧が増大することが知られている。つまり、定常的なランプ電圧と、放電灯の寿命（ひいはフリッカの発生し易さ）との間には相関関係があるため、ランプ電圧から放電灯の劣化度を判定することができるのである。
【００１５】
また、劣化度判定手段は、例えば、検出手段にて検出されるランプ電圧が予め設定された異常閾値電圧を超えた回数をカウントした異常電圧カウント値を用い、予め設定された判定期間内でカウントされる前記異常電圧カウント値が大きいほど劣化度が大きいと判定するように構成されていてもよい。
【００１６】
即ち、フリッカが発生すると、ランプ電流が途切れたり減少したりすることにより、ランプ電圧が一時的に急増して異常電圧を発生する現象が生じるため、この異常電圧の発生頻度から、放電灯の劣化度を判定することができるのである。
【００１７】
また、劣化度判定手段は、例えば、交番電力の極性が反転する時に、ランプ電流が流れていないと見なせる状態が、予め設定された継続時間以上続いた回数をカウントしたゼロ期間カウント値を用い、予め設定された判定期間内でカウントされる前記ゼロ期間カウント値が大きいほど劣化度が大きいと判定するように構成されていてもよい。
【００１８】
即ち、上述したように、フリッカが発生すると、ランプ電流が途切れたり減少したりするため、その現象をランプ電流から抽出することで、放電灯の劣化度を判定することができるのである。
【００１９】
ところで、パルス制御手段は、劣化度合いが予め設定された許容レベルを超えた場合に、前記パルス重畳手段に前記電流パルスの重畳を行わせるように構成してもよい。
特に、定常的なランプ電圧の大きさから劣化度を判定する場合は、フリッカが発生する前でも、ランプ電圧が除々に増大するため、このような制御を行うことによって、電流パルスの過剰な印加を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態の放電灯点灯装置の構成を示すブロック図。
【図２】（ａ）が算出電力から定電力制御値への変換特性を模式的に示したグラフ、（ｂ）が検出電圧から電流パルス制御値への変換特性を模式的に示したグラフ。
【図３】放電灯点灯装置の動作例を示す模式図。
【図４】（ａ）が電流パルスのない場合のランプ電流の波形図、（ｂ）が電流パルスのある場合のランプ電流の波形図。
【図５】（ａ）が第２実施形態における電流パルス発生回路での変換特性を示すグラフ、（ｂ）〜（ｄ）がおよび装置各部の動作例を示す模式図。
【図６】第３実施形態の放電灯点灯装置の構成を示すブロック図。
【図７】（ａ）が第２実施形態における電流パルス発生回路での変換特性を示すグラフ、（ｂ）〜（ｄ）がおよび装置各部の動作例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［第１実施形態］
＜全体構成＞
図１は、本実施形態に係る車両の前照灯として使用される放電灯Ｌの点灯を制御する放電灯点灯装置１の構成を示すブロック図（一部回路図を含む）である。
【００２２】
なお、放電灯Ｌは、気体が密封された管の両端に電極が設けられ、これら電極の間に起きる放電現象によって発光する周知のものである。
図１に示すように、放電灯点灯装置１は、車両のバッテリＢから供給される直流電力を矩形状の交番電力に変換して放電灯Ｌに供給する給電回路３と、放電灯Ｌを点灯させると共に、点灯した放電灯Ｌの明るさが一定となるように給電回路３の動作を制御する制御回路５とを備えている。
【００２３】
＜給電回路＞
給電回路３は、バッテリＢから供給される直流電力を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータ１０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０によって昇圧された直流電力を、矩形波状の電圧波形を有する交番電力に変換して放電灯Ｌに印加するインバータ２０とからなる。
【００２４】
このうち、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、バッテリＢおよびトランジスタ１２と共に閉回路を形成するトランス１１の一次コイル１１１に流れる電流を、トランジスタ１２によって断続することにより、トランス１１の二次コイル１１２に高電圧の交流電力を発生させ、その交流電力を整流回路１４により整流することで、直流電力を発生させる周知のものである。
【００２５】
但し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０では、一次コイル１１１と二次コイル１１２の接地側端子が共通に接続され、その共通端子がトランジスタ１２を介して接地されるように接続されている共に、一次コイル１１１およびトランジスタ１２と並列に、コンデンサ１３が接続されている。また、整流回路１４には、ダイオード１４１およびコンデンサ１４２で構成された周知の半波整流回路が用いられている。
【００２６】
なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、ここで例示した構成に限定されるものではなく、電圧を昇圧して所望の直流電力を供給できるものであればよい。
インバータ２０は、制御回路５からの指令に従ってスイッチング制御される４個のトランジスタ２１１〜２１４で構成され、負荷として放電灯Ｌが接続された周知のＨブリッジ回路２１と、二次コイル２２２が放電灯Ｌと直列に接続されたトランス２２と、制御回路５からの指令に従って、トランス２２の一次コイル２２１の通電，非通電状態を切り替えることで、二次コイル２２２に放電灯Ｌを点灯するのに必要な点灯用高電圧（約２０ｋＶ）を発生させる始動回路２３と、Ｈブリッジ回路２１に流れる電流、ひいては放電灯Ｌを流れる負荷電流を検出するための電流検出用抵抗２４とを備えている。
【００２７】
以下では、放電灯Ｌの電極間に流れる電流をランプ電流ＩＬ、放電灯Ｌの電極間に生じる電圧をランプ電圧ＶＬ、放電灯Ｌへの供給電力をランプ電力ＷＬ（＝ＶＬ×ＩＬ）という。また、トランジスタ２１１，２１４をオン、トランジスタ２１２，２１３をオフした時のランプ電流ＩＬ，ランプ電圧ＶＬ，ランプ電力ＷＬの極性（以下「給電極性」という）を正極性とし、トランジスタ２１１，２１４をオフ、トランジスタ２１２，２１３をオンした時の給電極性を負極性とする。
【００２８】
なお、ここではインバータ２０が、Ｈブリッジ回路２１を用いて構成されているが、これに限定されるものではなく、直流電力を交流電力に変換できるものであればよい。
＜制御回路＞
制御回路５は、放電灯Ｌの給電極性が予め設定された給電極性反転周期（例えば、数ｍ〜数百ｍｓ周期）で交互に切り替わるように、Ｈブリッジ回路２１の各トランジスタ２１〜２４をオンオフ駆動するブリッジ制御回路５１と、外部から点灯指令が入力されると、始動回路２３を作動させることで放電灯Ｌを点灯させると共に、ブリッジ制御回路５１を起動して矩形状の電圧波形を有する交番電力を放電灯Ｌに供給し続けることで点灯状態を継続させる始動制御回路５２とを備えている。
【００２９】
また、制御回路５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０からインバータ２０に印加される電圧（検出電圧）ＶＤ（ひいてはランプ電圧ＶＬ）の大きさを検出するランプ電圧検出回路５３と、電流検出用抵抗２４の両端電圧を検出することで、電流検出用抵抗２４を流れる検出電流ＩＤ（ひいてはランプ電流ＩＬ）の大きさを検出するランプ電流検出回路５４と、ランプ電圧検出回路５３およびランプ電流検出回路５４での検出結果ＶＤ，ＩＤから算出される算出電力ＷＤ（ひいてはランプ電力ＷＬ）の大きさが、予め設定された目標電力と一致するように制御するための定電力制御値ＣＰを発生させるランプ電力制御回路５５と、ランプ電圧検出回路５３での検出結果に基づき、電流パルスを発生させるための電流パルス制御値ＣＣを発生させる電流パルス発生回路５６と、定電力制御値ＣＰおよび電流パルス制御値ＣＣに基づいて設定されるデューティ制御値に従い、デューティ制御値に応じたデューティ比を有する駆動信号ＳＤを、ブリッジ制御回路５１が給電極性を反転させる給電極性反転タイミングに同期して発生させて、トランジスタ１２をスイッチングするＤＣ／ＤＣ制御回路５７とを備えている。
【００３０】
ここで、図２は、（ａ）がランプ電力制御回路５５にて算出電力ＷＤ（ひいてはランプ電力ＷＬ）から定電力制御値ＣＰを生成する際に用いる変換特性を模式的に示したグラフであり、（ｂ）が電流パルス発生回路５６にて検出電圧ＶＤから電流パルス制御値ＣＣを生成する際に用いる変換特性を模式的に示したグラフである。
【００３１】
図２（ａ）に示すように、定電力制御値ＣＰ（ひいては駆動信号ＳＤのオンデューティ期間）は、算出電力ＷＤが目標電力より大きいほど小さな値となり、また、目標電力より小さいほど大きな値となるように設定される。
【００３２】
また、図２（ｂ）に示すように、電流パルス制御値ＣＣは、予め設定された劣化閾値電圧Ｖａより検出電圧ＶＤの方が小さい間はゼロに設定され、劣化閾値電圧Ｖａより検出電圧ＶＤの方が大きくなると、その差分値（ＶＤ−Ｖａ）が大きいほど大きな値となるように設定される。
【００３３】
但し、駆動信号ＳＤのデューティ周期ＴＤは、発生させる電流パルスのパルス幅ＴＰより十分に短く（例えば、ＴＤ＜ＴＰ／１０）、また、パルス幅ＴＰは、放電灯Ｌへの印加電力の給電極性反転周期ＴＸより短く（例えば、ＴＰ＜ＴＸ／２）設定される。
【００３４】
また、ＤＣ／ＤＣ制御回路５７は、電流パルス制御値ＣＣがゼロである場合は、定電力制御値ＣＰをデューティ制御値とし、電流パルス制御値ＣＣが非ゼロである場合、給電極性反転タイミングが電流パルスの終了タイミングとなるように、給電極性反転タイミングに挟まれた期間（給電極性反転周期）の前半部分では定電力制御値ＣＰがデューティ制御値となり、該期間の後半部分では定電力制御値ＣＰに電流パルス制御値ＣＣを加えたものがデューティ制御値となるように、給電極性反転タイミングに同期してデューティ制御値を切り替えるように構成されている。これにより、給電極性反転周期の後半部分では放電灯Ｌへの供給電力が増大するが、ランプ電圧ＶＬは供給電力によらず放電灯Ｌの状態に応じた一定値となるため、結果的に、ランプ電流ＩＬが増大することによって、図４に示すように、電流パルスが重畳されることになる。なお、図４は、ランプ電流ＩＬの波形図であり、（ａ）が電流パルスのない場合、（ｂ）が電流パルスのある場合である。
【００３５】
なお、ランプ電圧検出回路５３およびランプ電流検出回路５４は、電流パルス制御値ＣＣの影響を受けない（電流パルスが重畳されることのない）タイミング（給電極性反転タイミングに挟まれた期間の前半部分）で、検出電圧ＶＤや検出電流ＩＤを検出するように構成されている。但し、検出電圧ＶＤや検出電流ＩＤは、検出値をそのまま用いてもよいし、過去一定期間の算出値に基づく移動平均値や、前回算出値との過重平均値等を用いてもよい。
【００３６】
また、電流パルス発生回路５６、およびＤＣ／ＤＣ制御回路５７のデューティ制御値を生成するための構成以外は周知のものであるためその詳細についての説明は省略する。また、電流パルス発生回路５６は、劣化閾値電圧Ｖａを発生させる分圧回路や、差動増幅回路等を用いて簡単に構成することができる。更に、デューティ制御値を生成する回路も、加算回路や、一定電力制御値ＣＰおよび電流パルス制御値ＣＣを給電極性反転タイミングに同期して加算回路への供給を制御する回路を、各種論理回路を組み合わせることで構成すればよく、当業者であれば容易に構成することができるため、その詳細についての説明は省略する。
【００３７】
＜動作＞
ここで図３は、放電灯点灯装置１の動作例を示す模式図であり、（ａ）がランプ電圧ＶＬ、および検出電圧ＶＤの各波形、（ｂ）が電流パルス制御値ＣＣである。
【００３８】
なお、図３において、Ｖａは、放電灯Ｌの劣化度を判定するために予め設定された劣化閾値電圧であり、具体的には、多くの放電灯Ｌがフリッカを発生し始める（例えば、全ての放電灯Ｌのうち５％以上がフリッカを生じる）ような大きさに設定される。
【００３９】
図３に示すように、検出電圧ＶＤが劣化閾値Ｖａ未満である間は、定電力制御値ＣＰがそのままデューティ制御値として用いられ、算出電力ＷＤ（＝ＶＤ×ＩＤ）が目標電力と一致するように制御が行われる。
【００４０】
放電灯Ｌに劣化（電極磨耗やガス抜け等）が生じることにより、ランプ電圧ＶＬ（ひいては検出電圧ＶＤ）が増大して、劣化閾値電圧Ｖａを超えると（時刻ｔ１）、検出電圧ＶＤと劣化閾値電圧Ｖａとの差分値ΔＶ＝ＶＬ−Ｖａに応じた大きさを有する電流パルス制御値ＣＣが電流パルス発生回路５６から出力される。
【００４１】
すると、ＤＣ／ＤＣ制御回路５７は、定電力制御値ＣＰおよび電流パルス制御値ＣＣの両方に基づくデューティ制御値に従った駆動信号ＳＤを発生させる。
＜効果＞
以上説明したように、放電灯点灯装置１では、ランプ電圧ＶＬを反映した検出電圧ＶＤによって、放電灯Ｌの劣化を判定し、放電灯Ｌが劣化したと判定した場合には、フリッカの兆候が現れているものとして、その劣化度（差分値ΔＶ）に応じた大きさ電流パルスを、給電極性反転タイミングの直前に印加するようにされている。
【００４２】
従って、放電灯点灯装置１によれば、フリッカの発生の抑止に効果のある電流パルスが、その重畳が必要な時期に、必要な大きさで重畳されるため、電極磨耗による放電灯Ｌの劣化を必要以上に進行させてしまうことを防止でき、放電灯Ｌの寿命を効果的に延ばすことができる。
【００４３】
＜発明との対応＞
給電回路３が給電手段、ランプ電圧検出回路５３およびランプ電流検出回路５４が検出手段、ランプ電力制御回路５５およびＤＣ−ＤＣ制御回路５７が制御手段、電流パルス制御値ＣＣが非ゼロである時のＤＣ／ＤＣ制御回路５７がパルス重畳手段、電流パルス発生回路５６が劣化度判定手段およびパルス制御手段に相当する。
【００４４】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。
本実施形態では、電流パルス発生回路５６の動作が異なるだけであるため、この異なる部分を中心に説明する。
【００４５】
＜電流パルス発生回路＞
電流パルス発生回路５６は、予め設定された異常閾値電圧Ｖｂと検出電圧ＶＤとを比較し、検出電圧ＶＤが異常閾値電圧Ｖｂを超えた回数をカウントするカウンタを用い、予め設定された一定の計測期間内にカウントされた値（以下「期間内カウント値」という）に応じて、電流パルス制御値ＣＣを発生させるように構成されている。
【００４６】
但し、異常閾値電圧Ｖｂは、フリッカの発生時に、ランプ電流ＩＬが途切れたり減少したりすることによって一時的に急増するランプ電圧ＶＬを検出するものであり、少なくとも劣化閾値電圧Ｖａより大きな値となるように設定されている。
【００４７】
ここで、図５（ａ）は、電流パルス発生回路５６にて期間内カウント値から電流パルス制御値ＣＣを生成する際に用いる変換特性を示したグラフである。
図５（ａ）に示すように、電流パルス制御値ＣＣ（ひいては駆動信号ＳＤのオンデューティ期間の加算値）は、カウント値（計測期間内で検出電圧ＶＤが異常閾値電圧Ｖｂを超えた回数）が大きいほど大きな値となるように設定されている。
【００４８】
＜動作＞
次に、図５（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、本実施形態における放電灯点灯装置１の動作例を示す模式図であり、（ｂ）にはランプ電圧ＶＬの波形、（ｃ）にはカウント値、（ｄ）には電流パルス制御値ＣＣを示す。
【００４９】
なお、図５（ｂ）では、図面を見やすくするため、電流パルスによるランプ電圧ＶＬの変化は図示を省略している。また、図５（ｂ）において、ＶＬ＝０の軸でＶＬ＜０の部分の波形を折り返して、ＶＬ＞０の部分の波形と合成したものが、検出電圧ＶＤの波形となる。更に、ここでは、計測期間が給電極性反転周期の８倍の長さに設定されているものとする。
【００５０】
図５（ｂ）〜（ｄ）に示すように、放電灯Ｌの使用開始からの経過時間が十分に短い間は、フリッカの発生がなく、期間内カウント値（ひいては電流パルス制御値ＣＣ）もゼロとなるため、定電力制御値ＣＰがそのままデューティ制御値として設定され、そのディーティ制御値に従って駆動信号ＳＤが生成される。
【００５１】
放電灯Ｌが劣化してフリッカが発生すると、異常閾値電圧Ｖｂ超える検出電圧ＶＤが検出される毎にカウント値が増大する。
そして、計測期間毎に、期間内カウント値に応じた加算量だけ大きくなるように電流パルス制御値ＣＣが更新され、この電流パルス制御値ＣＣと定電力制御値ＣＰとによってデューティ制御値が設定され、そのデューティ制御値に従って駆動信号ＳＤが生成される。
【００５２】
なお、電流パルス制御値ＣＣが設定されることによって、フリッカの発生が止まると、期間内カウント値がゼロになるが、この場合、電流パルス制御値ＣＣは、ゼロに戻るのではなく、値が保持され、再びフリッカが発生すると、現在の電流パルス制御値ＣＣに期間内カウント値に基づく新たな加算値が加算されていくことになる。つまり、電流パルス制御値ＣＣは増大する一方であり減少することはない。
【００５３】
＜効果＞
以上説明したように、放電灯点灯装置１では、ランプ電圧ＶＬによって、放電灯Ｌの劣化によって発生するフリッカを検出し、フリッカを検出した場合には、その発生頻度に応じた電流パルス制御値ＣＣを求め、その電流パルス制御値ＣＣに基づいて制御された電流パルスを、放電灯Ｌに印加するようにされている。
【００５４】
従って、第１実施形態と同様の効果が得られるだけでなく、電流パルス制御値ＣＣ（ひいては電流パルスの大きさ）を、必要最小限の大きさとすることができるため、放電灯Ｌの劣化がより効果的に抑制され、放電灯Ｌの寿命をより延ばすことができる。
【００５５】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。
図６は、本実施形態の放電灯点灯装置１ａの構成を示すブロック図である。
【００５６】
本実施形態では、制御回路５ａの構成、より詳しくは電流パルス発生回路５６ａの構成が異なるだけであるため、この構成の異なる部分を中心に説明する。
本実施形態において、電流パルス発生回路５６ａは、ランプ電流検出回路５４の検出結果ＩＤに基づいて電流パルス制御値ＣＣを生成するように構成されている。
【００５７】
具体的には、給電極性反転タイミングで、検出電流ＩＤ（ひいてはランプ電流ＩＬ）がゼロであると見なせる期間（予め設定されたゼロ閾値電流Ｉｃより小さくなる期間）が、予め設定された許容時間以上継続しているゼロ期間を検出した回数をカウントするカウンタを用い、計測期間内にカウントされた値（期間内カウント値）に応じた電流パルス制御値ＣＣを発生させるように構成されている。
【００５８】
なお、ゼロ期間が許容時間以上継続しているか否かの判断は、例えば、給電極性反転タイミングから許容時間が経過したタイミングで検出電流ＩＤを検出し、その検出電流ＩＤをゼロ閾値電流Ｉｃと比較するようにすればよい。
【００５９】
また、許容時間は、フリッカが発生していない時に、給電極性反転タイミングで生じる検出電流ＩＤの瞬時的な減少を、ゼロ期間と判定してしまうことのない必要最小限の時間に設定すればよい。
【００６０】
ここで、図７（ａ）は、電流パルス発生回路５６ａにてカウント値から電流パルス制御値ＣＣを生成する際に用いる変換特性を示したグラフである。
図７（ａ）に示すように、電流パルス制御値ＣＣ（ひいては駆動信号ＳＤのオンデューティ期間の加算値）は、期間内カウント値（計測期間内でゼロ期間が発生した回数）が大きいほど大きな値となるように設定されている。
【００６１】
＜動作＞
次に、図７（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、本実施形態における放電灯点灯装置１の動作例を示す模式図であり、（ｂ）にはランプ電流ＩＬの波形、（ｃ）にはカウント値、（ｄ）には電流パルス制御値ＣＣを示す。
【００６２】
なお、図７（ｂ）では、図面を見やすくするため、電流パルスによるランプ電流ＩＬの変化については、図示を省略している。また、図７（ｂ）において、ＩＬ＝０の軸でＩＬ＜０の部分の波形を折り返して、ＩＬ＞０の部分の波形と合成したものが、検出電流ＩＤの波形となる。更に、ここでは、計測期間が給電極性反転周期の８倍の長さに設定されているものとする。
【００６３】
図７（ｂ）〜（ｄ）に示すように、放電灯Ｌの使用開始からの経過時間が十分に短い間は、フリッカの発生がなく、期間内カウント値（ひいては電流パルス制御値ＣＣ）もゼロとなるため、定電力制御値ＣＰがそのままデューティ制御値として設定され、そのディーティ制御値に従って駆動信号ＳＤが生成される。
【００６４】
放電灯Ｌの使用開始からの経過時間が長くなり、放電灯Ｌが劣化してフリッカが発生すると、ゼロ期間（ゼロ閾値電流Ｉｃ以下の検出電流ＩＤが許容時間を超えて継続する期間）が検出されることによってカウント値が増大する。
【００６５】
そして、計測期間毎に、期間内カウント値に応じた加算量だけ大きくなるように電流パルス制御値ＣＣが更新され、この電流パルス制御値ＣＣと定電力制御値ＣＰとによってデューティ制御値が設定され、そのディーティ制御値に従って駆動信号ＳＤが生成される。
【００６６】
なお、電流パルス制御値ＣＣが設定されることによって、フリッカの発生が止まると、期間内カウント値がゼロになるが、この場合、電流パルス制御値ＣＣは、ゼロに戻るのではなく、値が保持され、再びフリッカが発生すると、現在の電流パルス制御値ＣＣに期間内カウント値に基づく新たな加算値が加算されていくことになる。つまり、電流パルス制御値ＣＣは増大する一方であり減少することはない。
【００６７】
＜効果＞
以上説明したように、放電灯点灯装置１では、フリッカの発生頻度を、検出電圧ＶＤ（ランプ電圧ＶＬ）ではなく、検出電流ＩＤ（ランプ電流ＩＬ）によって検出している以外は、第２実施形態と同様に動作するため、第３実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【００６８】
［他の実施形態］
以上本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において様々な態様にて実施することが可能である。
【００６９】
例えば、上記各実施形態では、劣化度を判定する条件（検出電圧ＶＤと劣化閾値電圧Ｖａとの差分値，異常閾値電圧Ｖｂを超える検出電圧ＶＤの発生回数のカウント値，検出電流ＩＤにおけるゼロ期間の発生回数のカウント値）が一つずつ設定されているが、複数の条件を組み合わせて使用してもよい。
【００７０】
但し、条件を組み合わせる場合、電流パルス発生回路５６，５６ａは、各条件から個々に求められる電流パルス制御値ＣＣの加算値をＤＣ／ＤＣ制御回路５７に供給するように構成してもよいし、最も大きな値を有する電流パルス制御値ＣＣをＤＣ／ＤＣ制御回路５７に供給するように構成してもよい。
【００７１】
上記実施形態では、検出電圧ＶＤや検出電流ＩＤから判定される劣化度に応じて、パルス電流パルスの振幅を制御するように構成したが、電流パルスのパルス幅を制御するように構成したり、振幅，パルス幅の両方を制御するように構成したりしてもよい。
【００７２】
上記第２および第３実施形態では、カウント値が１以上であれば、電流パルスを発生させるように構成したが、カウント値が予め設定された閾値（０より大）以上である場合に、電流パルスを発生させるように構成してもよい。
【００７３】
上記第２および第３実施形態では、計測期間が互いに重なり合うことのないように設定されているが、期間の一部が互いに重なり合うように設定してもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１，１ａ…放電灯点灯装置 ３…給電回路 ５，５ａ…制御回路 １０…ＤＣ／ＤＣコンバータ １１，２２…トランス １２…トランジスタ １３…コンデンサ １４…整流回路 ２０…インバータ ２１…Ｈブリッジ回路 ２３…始動回路 ２４…電流検出用抵抗 ５１…ブリッジ制御回路 ５２…始動制御回路 ５３…ランプ電圧検出回路 ５４…ランプ電流検出回路 ５５…ランプ電力制御回路 ５６，５６ａ…電流パルス発生回路 ５７…ＤＣ／ＤＣ制御回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定期間毎に極性が反転する矩形波状の交番電力を放電灯に供給する給電手段と、
前記放電灯の電極間を流れる電流であるランプ電流および該放電灯の電極間に生じる電圧であるランプ電圧を検出する検出手段と、
前記検出手段での検出結果に従って、前記放電灯への供給電力が一定となるように前記給電手段を制御する制御手段と、
前記給電手段が供給する交番電力に、該交番電力の極性反転タイミングに同期して電流パルスを重畳するパルス重畳手段と、
前記検出手段での検出結果から、放電灯の劣化度を判定する劣化度判定手段と、
前記劣化度判定手段での判定結果に従い、前記劣化度が大きいほど、前記パルス重畳手段が前記交番電力に重畳する電流パルスの振幅またはパルス幅のうち少なくとも一方を増大させるパルス制御手段と、
を備えることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記劣化度判定手段は、前記検出手段にて検出されるランプ電圧と予め設定された劣化閾値電圧との差分値を用い、前記ランプ電圧の方が大きいほど劣化度が大きいと判定することを特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記劣化度判定手段は、前記検出手段にて検出されるランプ電圧が予め設定された異常閾値電圧を超えた回数をカウントした異常電圧カウント値を用い、予め設定された判定期間内でカウントされる前記異常電圧カウント値が大きいほど劣化度が大きいと判定することを特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記劣化度判定手段は、前記交番電力の極性が反転する時に、前記ランプ電流が流れていないと見なせる状態が、予め設定された継続時間以上続いた回数をカウントしたゼロ期間カウント値を用い、予め設定された判定期間内でカウントされる前記ゼロ期間カウント値が大きいほど劣化度が大きいと判定することを特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記パルス制御手段は、前記劣化度合いが予め設定された許容レベルを超えた場合に、前記パルス重畳手段に前記電流パルスの重畳を行わせることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項１】
一定期間毎に極性が反転する矩形波状の交番電力を放電灯に供給する給電手段と、
前記放電灯の電極間を流れる電流であるランプ電流および該放電灯の電極間に生じる電圧であるランプ電圧を検出する検出手段と、
前記検出手段での検出結果に従って、前記放電灯への供給電力が一定となるように前記給電手段を制御する制御手段と、
前記給電手段が供給する交番電力に、該交番電力の極性反転タイミングに同期して電流パルスを重畳するパルス重畳手段と、
前記検出手段での検出結果から、放電灯の劣化度を判定する劣化度判定手段と、
前記劣化度判定手段での判定結果に従い、前記劣化度が大きいほど、前記パルス重畳手段が前記交番電力に重畳する電流パルスの振幅またはパルス幅のうち少なくとも一方を増大させるパルス制御手段と、
を備えることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記劣化度判定手段は、前記検出手段にて検出されるランプ電圧と予め設定された劣化閾値電圧との差分値を用い、前記ランプ電圧の方が大きいほど劣化度が大きいと判定することを特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記劣化度判定手段は、前記検出手段にて検出されるランプ電圧が予め設定された異常閾値電圧を超えた回数をカウントした異常電圧カウント値を用い、予め設定された判定期間内でカウントされる前記異常電圧カウント値が大きいほど劣化度が大きいと判定することを特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記劣化度判定手段は、前記交番電力の極性が反転する時に、前記ランプ電流が流れていないと見なせる状態が、予め設定された継続時間以上続いた回数をカウントしたゼロ期間カウント値を用い、予め設定された判定期間内でカウントされる前記ゼロ期間カウント値が大きいほど劣化度が大きいと判定することを特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記パルス制御手段は、前記劣化度合いが予め設定された許容レベルを超えた場合に、前記パルス重畳手段に前記電流パルスの重畳を行わせることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１８６０１３（Ｐ２０１２−１８６０１３Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４８２２２（Ｐ２０１１−４８２２２）
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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