車輌用放電灯の点灯回路
【目的】 車輌用放電灯の点灯回路について確実な異常検出を行うことで安全性の向上を図る。
【構成】 メタルハライドランプの点灯回路１において、点灯スイッチ５の投入によりバッテリー電圧が直流昇圧回路７での昇圧後に直流−交流変換回路８を介して交流化され、メタルハライドランプ１１に印加される。異常検出回路１５を設ける。直流−交流変換回路８の出力電圧を検出し、検出レベルの値によりランプのオープン、ショートの状態を判断する。異常検出信号を電源遮断用リレー回路６に送出することによりリレー接点６ａを開き直流昇圧回路７への電源供給を遮断する。尚ランプのショート状態はランプの両端子に加わる電圧を各別に監視し、両者の相対比較を行うことによっても判断できる。
【構成】 メタルハライドランプの点灯回路１において、点灯スイッチ５の投入によりバッテリー電圧が直流昇圧回路７での昇圧後に直流−交流変換回路８を介して交流化され、メタルハライドランプ１１に印加される。異常検出回路１５を設ける。直流−交流変換回路８の出力電圧を検出し、検出レベルの値によりランプのオープン、ショートの状態を判断する。異常検出信号を電源遮断用リレー回路６に送出することによりリレー接点６ａを開き直流昇圧回路７への電源供給を遮断する。尚ランプのショート状態はランプの両端子に加わる電圧を各別に監視し、両者の相対比較を行うことによっても判断できる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、異常状態の検出を確実に行うことによって回路の保護や感電事故の未然防止に関する措置を講じ、放電灯の安全性を高めるようにした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、電源に直流電源を用い、直流入力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】
【発明が解決しようとする課題】ところで、放電灯の点灯中に何らかの異常が発生した場合、例えば、放電灯がオープン状態になったり、放電灯が車体とショートしたりといった異常状態下でさらに電力供給を継続すると発火の危険性が高まったり、また、ユーザーが放電灯に高電圧が印加されているのを知らずにランプ交換を行ってしまって、感電事故の危険を誘発したり、放電灯の点灯には安全面で問題がある。
【０００４】よって、このような異常状態を検出して安全対策を施すことが必要とされ、例えば、回路の制御状態を常時監視することによって異常状態の発生を検出する方法等が考えられるが、制御回路や給電系回路を構成する半導体スイッチ素子の温度特性の影響により確実な異常検出を行うことが困難であるという問題が残る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで、上記した課題を解決するために、本発明車輌用放電灯の点灯回路の第１のものは、直流電圧を交流電圧に変換して放電灯に供給するための直流−交流変換手段を備えた車輌用放電灯の点灯回路において、放電灯の管電圧又はその相当信号を検出してその検出レベルと所定の基準電圧とを比較し又は検出レベルが所定の基準範囲内にあるか否かを比較することによって放電灯の異常状態を判定する異常検出手段と、異常検出手段から回路の異常状態を示す信号を受けたときに放電灯への電源供給を遮断する電源遮断手段とを設けたものである。
【０００６】また、本発明車輌用放電灯の点灯回路の第２のものは、直流電圧を交流電圧に変換して放電灯に供給するための直流−交流変換手段を備えた車輌用放電灯の点灯回路において、放電灯の管電圧又はその相当信号を検出し放電灯の各端子について得られる検出レベル同士を相対的に比較することによって放電灯の異常状態を判定する異常検出手段と、異常検出手段から回路の異常状態を示す信号を受けたときに放電灯への電源供給を遮断する電源遮断手段とを設けたものである。
【０００７】
【作用】従って、本発明によれば、放電灯の管電圧又はその相当信号を監視し、その検出レベルを基準電圧と比較したり、放電灯の各端子について得られる検出レベル同士を相対的に比較し、異常状態が検出されたときに放電灯への電源供給を断つようにしているので、放電灯の状態に忠実な異常検出を行うことができ、異常状態の発生を速やかに検出し、しかも半導体スイッチ素子の温度特性によって異常検出の確実性が左右されるといった不都合を解消することができる。
【０００８】
【実施例】以下に、本発明車輌用放電灯の点灯回路の詳細を図示した各実施例に従って説明する。尚、図示した実施例は本発明を矩形波点灯方式の点灯回路に適用したもである。
【０００９】図１乃至図７は本発明の第１の実施例を示すものである。
【００１０】図１は点灯回路１の概要を示しており、バッテリー２が直流電圧入力端子３、３′間に接続される。
【００１１】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。
【００１２】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いる。
【００１３】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。
【００１４】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、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。
【００１５】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、ブリッジ型駆動回路が用いられる。
【００１６】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、その交流出力端子１０、１０′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。
【００１７】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分圧抵抗１３、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。
【００１８】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用抵抗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。
【００１９】そして、制御回路１２はこれら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の起動時の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の短縮化を図ることができるように構成されている。
【００２０】１５は異常検出回路であり、直流−交流変換回路８の出力電圧を常時監視することによって回路の異常状態を検出し、回路保護や事故防止を図るために設けられている。
【００２１】ここで、異常状態としては下記の状況が挙げられる。
【００２２】（１）ランプのオープン状態。
【００２３】（２）ランプのショート状態。
【００２４】（３）ランプが車体にショートしている状態。
【００２５】このような状況下においてランプへの電力供給を行い続けると、回路及びその周辺部での発熱による発火の危険を招いたり、感電事故を引き起こす虞れがある。
【００２６】そこで、上記の状況が生じたときに迅速かつ確実に異常を検出することができるように、その検出位置を図１にＡ点で示すように直流−交流変換回路８の出力段（またはこれに等価な信号が得られる位置であれば良い。）に選んでおり、異常検出回路１５は上記の異常を検出したときに、電源遮断用リレー回路６に信号を送りバッテリー２から直流昇圧回路７への電源電圧の供給を断つようになっている。
【００２７】つまり、異常の判断について直接の目安となるのがランプの管電圧であるが、直流−交流変換回路８の出力する矩形波がイグナイタ回路９のインダクタを介してランプに供給されるため管電圧にほぼ等しい電圧となるため、この矩形波を監視することがランプの状態を把握するのに適しているからである。
【００２８】また、異常の検出位置を図１にＢ点で示すように直流昇圧回路７の出力段とした場合には、半導体スイッチ素子のもつ温度特性によって検出のマ−ジンがとれないために正常状態と異常状態との違いを検出するのに困難を伴い、誤検出の発生を免れえないこともその一要因である。
【００２９】ところで、ランプの管電圧は、図２に示すように、点灯の初期において小さく、時間の経過とともに高くなってある電圧で定常値に落ち着く。
【００３０】上記した異常状態のうち、（１）の場合には直流−交流変換回路８の出力電圧が最も高くなりＡ点の電位が直流昇圧回路７の能力の限界まで上昇することになる。
【００３１】また、（２）、（３）の異常時には、Ａ点の電位はほぼゼロとなる。
【００３２】そこで、管電圧の最小値を「ＶＬｍｉｎ」とし、管電圧の最大値を「ＶＬｍａｘ」としたときに、最小値ＶＬｍｉｎに対してマージン「ΔＭＩＮ」を差し引いた閾値Ｖｍｉｎ（＝ＶＬｍａｘ−ΔＭＩＮ）を設定し、また、最大値ＶＬｍａｘに対してマージン「ΔＭＡＸ」を上乗せした閾値Ｖｍａｘ（＝ＶＬｍａｘ＋ΔＭＡＸ）を設定し、検出電圧とこれらの閾値とを比較すれば、異常状態かどうかの判断を下すことができる。
【００３３】つまり、直流−交流変換回路８の出力電圧を「ＶＬ」とするとき、ＶＬ≦Ｖｍｉｎである場合に（２）、（３）のショート状態と判断し、またＶＬ≧Ｖｍａｘである場合に（１）のオープン状態と判断することができる。
【００３４】異常検出回路１５はこのような場合分けに対応した２つのレベル判定部１６、１７を有しており、その一方１６が管電圧の下限について判定し、他方１７が管電圧の上限について判定するようになっている。
【００３５】１８は点灯／不点灯検出回路であり、管電流を検出してメタルハライドランプ１１が点灯したか否かを判断し、その判断結果に応じた検出信号を低電圧リセット回路１９に出力するようになっている。
【００３６】低電圧リセット回路１９は、バッテリー電圧の値が監視するバッテリー電圧検出回路２０からの信号を受けてバッテリー電圧が異常に低くなったことを知ると、これ以上ランプの点灯を維持することができないと判断してリレー接点６ａを開き、直流昇圧回路７へのバッテリー電圧の供給を一時的に断つようになっている。
【００３７】尚、このような動作は、点灯／不点灯検出回路１８から送られてくる検出信号を受けて、ランプが点灯していないことを知らされたときにのみ行なわれれるようになっている。
【００３８】つまり、低電圧リセット回路１９はバッテリー電圧の大きさだけで直流昇圧回路７への給電の許否を決定しているのではなく、ランプの点灯状態を常に監視し、ランプが不点灯状態であることを知った上で、はじめてバッテリー電圧が所定値以下かどうかを判断して給電系へのバッテリー電圧の供給の許否を決定する。
【００３９】２１は低電圧リセット禁止回路であり、点灯スイッチ５の投入後から所定の期間が経過するまでの間低電圧リセット機能を禁止してランプを強制的に点灯させるために設けられている。
【００４０】即ち、低電圧リセット機能は、バッテリー２からの供給電圧がある値以下であってランプの立ち消えが生じた時に点灯の続行が不可能であると判断して、供給電圧が回復するまでの間点灯を中断するものであるが、点灯スイッチ５を投入した直後において供給電圧が所定値以下の場合にはランプが点灯しづらく、よって定常点灯状態に至るまでの過渡期間に点灯と消灯とを繰り返すような状況が起こり得るため、このような状況で低電圧リセット機能を働かせたのでは、点灯の可能性を閉ざすことになりかねない。
【００４１】そこで、点灯スイッチ５の投入から所定の期間が経過するまでは、低電圧リセット機能が働かないようにすることで、ランプをできるだけ点灯させるようになっている。
【００４２】次に、点灯回路１のうち異常検出回路１５の構成例と給電系の要部の構成について詳述する。
【００４３】図３（ａ）は、直流−交流変換回路８の要部を示すものである。
【００４４】直流−交流変換回路８はＦＥＴを用いたブリッジ型駆動回路２２と、ＦＥＴに対してスイッチング制御信号を送出する駆動制御部２３とからなっている。
【００４５】図中２４、２４′は直流電圧入力端子であり、その一方２４がプラス側入力端子、他方２４′がグランド側入力端子とされており、これらの端子には直流昇圧回路７の出力電圧が入力される。
【００４６】ブリッジ型駆動回路２２を構成する４つのＮチャンネルＦＥＴ２５（ｉ）（但し、ｉ＝１、２、３、４）のうち、ＦＥＴ２５（１）と２５（２）とが直列に接続され、また、ＦＥＴ２５（３）と２５（４）とが直列に接続されており、このように２段重ねのＦＥＴの組みが互いに並列の関係となるように配置されている。
【００４７】即ち、高段側のＦＥＴ２５（１）は、そのドレインがプラス側入力端子２４に接続され、そのソースが低段側のＦＥＴ２５（２）のドレインに接続されており、ＦＥＴ２５（２）のソースがグランド側入力端子２４′に接続されている。
【００４８】また、これらのＦＥＴ２５（１）、２５（２）に対して並列に設けられたＦＥＴ２５（３）、２５（４）に関しては、高段のＦＥＴ２５（３）のドレインがプラス側入力端子２４に接続され、そのソースが低段のＦＥＴ２５（４）のドレインに接続されており、ＦＥＴ２５（４）のソースがグランド側入力端子２４′に接続されている。
【００４９】尚、ＦＥＴ２５（１）、ＦＥＴ２５（３）のゲート−ソース間にはツェナーダイオードがそれぞれ介挿されるとともに、これらツェナーダイオードのアノードとＦＥＴの各ゲートとの間にコンデンサ及び抵抗が設けられており、該コンデンサと抵抗との間にダイオードを介して所定電圧（＋Ｖｃｃ）が加えられている。
【００５０】２６、２６′は出力端子であり、その一方２６がＦＥＴ２５（１）のソースに接続され、他方２６′がＦＥＴ２５（３）のソースに接続されている。
【００５１】尚、図中のＡ点が異常検出位置を示している。
【００５２】ＦＥＴ２５（ｉ）のスイッチング制御については、斜向いに位置するＦＥＴ同士を一組としてこれらを相反的に制御するように駆動制御部２３から各ＦＥＴに制御信号Ｓ１、Ｓ２がそれぞれ送られるようになっている。
【００５３】つまり、駆動制御部２３は、互いに相反関係とされた制御信号がＦＥＴ又は反転回路を介して各ＦＥＴに送出するようになっており、ＦＥＴ２５（１）とＦＥＴ２５（４）とを組みとし、またＦＥＴ２５（２）とＦＥＴ２５（３）とを組みとしてスイッチング制御を行う。
【００５４】即ち、一方の制御信号Ｓ１はＦＥＴ２７を介してＦＥＴ２５（１）のゲートに送られるとともに、反転回路２８を介してＦＥＴ２５（４）のゲートに送られ、また、他方の制御信号Ｓ２はＦＥＴ２９を介してＦＥＴ２５（３）のゲートに送られるとともに、反転回路３０を介してＦＥＴ２５（２）のゲートに送られるようになっている。
【００５５】図３（ｂ）は、制御信号Ｓ１、Ｓ２の位相関係を示ものであり、ＦＥＴの切り替え期間中に全てのＦＥＴがオン状態となる期間が生じないように、全ＦＥＴが同時にオフ状態となるデッドタイムＤＴがスイッチング制御の切換期間中に含まれている。
【００５６】図４は異常検出回路１５のレベル判定部１６の構成例を示すものである。
【００５７】前述したように（２）、（３）の異常状態の検出位置はブリッジ型駆動回路２２の出力端子２６、つまりＡ点とされており、該出力電圧を分圧抵抗３１、３２によって分圧したものが演算増幅器３３の反転入力端子の入力される。
【００５８】演算増幅器３３の非反転入力端子には所定の基準電圧（電圧源Ｅ１で示す。）が加えられている。尚、この基準電圧が前述した閾値Ｖｍｉｎに対応している。
【００５９】演算増幅器３３の出力端子はダイオードを介して検出出力端子３４に接続されている。
【００６０】また、演算増幅器３３の出力はオープンコレクタとされており、その出力端子が抵抗３５を介してＦＥＴ２９のゲート（図３にａ点で示す。）に接続されている。
【００６１】つまり、Ａ点での検出信号と同相の信号が得られるａ点での信号が選ばれている。
【００６２】従って、異常状態が生じたときに、Ａ点での矩形波状電圧が基準電圧Ｅ１より小さくなり、検出電圧と同相の矩形波状検出信号が検出出力端子３４から得られることになる。
【００６３】また、正常状態ではＡ点での矩形波状電圧が基準電圧Ｅ１より大きいため、演算増幅器３３の出力とａ点での検出信号が反相関係になり検出出力がＬ（ロー）信号となる。
【００６４】尚、このようなレベル判定部１６はメタルハライドランプ１１の一方の端子におけるショート状態を検出するものであるが、図４と同様の回路構成をもったレベル判定部をもう一つ設けることによってランプの両端についてショート検出を行うようにしても良い。この場合には、矩形波の検出位置を図３に示すように出力端子側のＡ′点とし、これに同相となるＦＥＴ２７の駆動信号、つまりａ′の電位を演算増幅器の出力端子に加えれば良い。
【００６５】図５は異常検出回路１５のうち前記（１）の異常状態を検出するレベル判定部１７の構成例を示すものであり、上記した回路１６とは、演算増幅器に入力される信号の符号や基準電圧に相違があるだけで、その他の部分は同様の構成となっている。
【００６６】この場合にも、異常状態の検出位置がＡ点に選ばれており、矩形波状出力電圧を分圧抵抗３６、３７によって分圧したものが演算増幅器３８の非反転入力端子に入力される。
【００６７】演算増幅器３８の反転入力端子には所定の基準電圧（電圧源Ｅ２で示す）が加わっており、この基準電圧が前述した閾値Ｖｍａｘに対応している。
【００６８】そして、演算増幅器３８の出力端子はダイオードを介して検出出力端子３９に接続されている。
【００６９】また、演算増幅器３８の出力はオープンコレクタとされており、その出力端子は抵抗４０を介してＦＥＴ２９のゲート、つまり、Ａ点での検出信号と同相の信号が得られるａ点に接続されている。
【００７０】従って、異常状態が生じたときに、Ａ点での矩形波状電圧が基準電圧Ｅ２より大きくなり、検出電圧と同相の矩形波状検出信号が検出出力端子３９から得られることになる。
【００７１】また、正常状態ではＡ点での矩形波状電圧が基準電圧Ｅ２より小さいため、演算増幅器の出力とａ点での検出信号が反相関係になり検出出力はＬ信号となる。
【００７２】以上のようにして検出された各異常信号は、ＯＲ（和）出力とされ、最終的に電源遮断用リレー回路６に送られてここで保持され、リレー接点６ａを開くための信号として利用される。
【００７３】図６は電源遮断用リレー回路６の構成例を示すものである。
【００７４】４１は電源端子であり、逆電圧防止用ダイオード４２を介して点灯スイッチ５の出力側端子に接続されている。
【００７５】４３はリレーであり、そのコイル４３ａの一端が電源端子４１に接続され、他端はＮＰＮトランジスタ４４のコレクタに接続されている。このコイル４３ａの励磁動作の有無に応じてリレー接点６ａの開閉が行なわれる。
【００７６】４５は信号保持回路であり、その入力端子４６に上記した異常検出信号が送られてくるようになっており、入力端子４６がＨレベルになったときに、この状態が保持されてトランジスタ４４がオフ状態となるように構成されている。
【００７７】つまり、図示するように入力端子４６はエミッタ接地のＰＮＰトランジスタ４７のコレクタに接続されており、該コレクタが抵抗４８、コンデンサ４９を介して接地されるとともに、抵抗４８、５０を介してＮＰＮトランジスタ５１のベースに接続されている。尚、５０′はトランジスタ５１のベース−コレクタ間に設けられた抵抗である。
【００７８】そして、エミッタ接地とされたＮＰＮトランジスタ５１のコレタタは、ダイオード５２、抵抗５３を介して上記したトランジスタ４４のベースに接続されるとともに、該コレクタは抵抗５４、５４′を介してダイオード４２のカソードに接続され、抵抗５４と５４′との間がＰＮＰトランジスタ４７のベースに接続されている。
【００７９】尚、５３′はトランジスタ４４のベースエミッタ間に設けられた抵抗である。
【００８０】よって、入力端子４６にＨ信号が加わると、トランジスタ５１、４７がオン状態となるとともにこの状態が保持され、トランジスタ４４がオフする。
【００８１】従って、リレー４３がオフし、直流昇圧回路７への電源電圧の供給が断たれることになる。そして、この状態は点灯スイッチ５を一旦切った後再び投入しない限り継続するようになっている。
【００８２】図７はレベル判定部の変形例１６Ａを示すものである。
【００８３】前述したレベル判定部１６は、その検出位置をブリッジ型回路の出力であるＡ点としたが、ここでの矩形波状信号と等価な信号を利用するすることができるならば、検出位置に関する制約は緩やかになる。
【００８４】つまり、図３に示した回路では、Ａ点と同相の出力をＦＥＴのゲート（図にＣ点で示す。）から得ることができるので、これを検出して所定の基準電圧と比較することで異常状態（２）、（３）を検出することができる。
【００８５】図示するようにＣ点のゲート電圧を分圧抵抗５５、５６によって分圧したものが演算増幅器５７の反転入力端子の入力され、演算増幅器５７の非反転入力端子には所定の基準電圧（閾値Ｖｍｉｎに対応する。）が加えられている。
【００８６】また、演算増幅器５７の出力はオープンコレクタとされており、その出力端子にはＦＥＴ２９のゲート、つまり、Ｃ点の検出信号と同相の信号が得られるａ点での信号が抵抗５８を介して供給される。
【００８７】そして、これと対を成すように、ブリッジ型駆動回路２２の出力端子上のＡ′点と同相のＦＥＴ２５（３）のゲート（図にＣ′点で示す。）電位を検出する回路が設けられており、Ｃ′点でのゲート電圧を分圧抵抗５９、６０によって分圧したものが演算増幅器６１の反転入力端子に入力され、演算増幅器６１の非反転入力端子には所定の基準電圧（閾値Ｖｍｉｎに対応する。）が加えられている。
【００８８】また、演算増幅器６１の出力はオープンコレクタとされており、その出力端子にはＦＥＴ２７のゲート、つまり、Ｃ点の検出信号と同相の信号が得られるａ′点での信号が抵抗６２を介して供給される。
【００８９】これらの演算増幅回路５７、６１の出力は、ダイオード６３、６４によりＯＲ出力とされて上記した電源遮断用リレー回路６に送出される。
【００９０】上記の回路動作については、前記した回路と同様であり、異常状態（２）、（３）が発生したときに、矩形波状の異常検出信号が電源遮断用リレー回路６に送られて保持され、リレー４３がオフ状態となってその接点６ａが開かれる。
【００９１】図８乃至図１１は本発明車輌用放電灯の点灯回路の第２の実施例１Ａを示すものである。
【００９２】この第２の実施例１Ａに示す車輌用放電灯の点灯回路が上記した第１の実施例１に示した車輌用放電灯の点灯回路と相違するところは、第１の実施例では直流−交流変換回路８の出力電圧が所定範囲に入っているか否かを検出することで異常状態の判断を行ったのに対して、第２の実施例では、直流−交流変換回路８の出力端子上のＡ点、Ａ′点での矩形波状電圧を相対的に比較することによって異常状態の検出を行っている点である。
【００９３】よって、この第２の実施例１Ａの構成部分に関して前記第１の実施例１の構成部分と同様の働きをもつ部分については第１の実施例で用いた符号と同じ符号を付することによりその説明を省略する。
【００９４】図８は点灯回路１Ａの構成を示すものであり、バッテリー２からの供給電圧が点灯スイッチ５を介して直流昇圧回路７に送られた後、直流−交流変換回路８によって矩形波状電圧に変換され、イグナイタ回路９のインダクタを介してメタルハライドランプ１１に印加される。
【００９５】異常検出回路６５は、直流−交流変換回路８の出力、つまりＡ点とＡ′点の電位を検出して、両者を比較することによって前記した異常状態（３）が生じたかどうかを判断し、結果を電源遮断用リレー回路６に送出するようになっている。
【００９６】図９（ａ）は正常状態におけるＡ点での検出電圧Ｖ（Ａ）と、Ａ′点での検出電圧Ｖ（Ａ′）とを示し、図９（ｂ）はランプの片側、例えば、Ａ点側が車体とショートした場合における検出電圧Ｖ（Ａ）と、Ａ′点での検出電圧Ｖ（Ａ′）とを示すものである。尚、これらの検出電圧波形はグランド（車体）に対する波形を示している。
【００９７】図中「ＶＬ」は検出電圧Ｖ（Ａ）の振幅を示し、また、「ＶＬ′」は検出電圧Ｖ（Ａ′）の振幅を示しており、正常時には図９（ａ）に示すようにＶＬ、ＶＬ′はランプの管電圧にほぼ等しい値となっているが、ランプの一端がショートした時には図９（ｂ）に示すようにＶＬ＜＜ＶＬ′となる。
【００９８】また、図示は省略するがランプの他端側がショートした場合には逆にＶＬ＞＞ＶＬ′となり、それらの波形についてはＶ（Ａ）とＶ（Ａ′）とが全く逆の関係になる。
【００９９】このように検出点Ａ、Ａ′の振幅についての相対的な比較に基づいて異常状態の発生を検出することができる。
【０１００】図１０は異常検出回路６５の構成例を示すものであり、Ａ点側のショートを検出する回路６６とＡ′点側のショートを検出する回路６７とからなり、両者は対称的な構成を有する。
【０１０１】回路６６は検出電圧Ｖ（Ａ）についてのサンプルホールド電圧を得て、これと検出電圧Ｖ（Ａ′）とのレベル比較を行うことものである。
【０１０２】即ち、Ｖ（Ａ）と同相の信号であるブリッジ型駆動回路２２のＦＥＴ２９のゲート電圧（図３のａ点）がエミッタ接地とされたＮＰＮトランジスタ６８のベースに与えられ、該トランジスタ６８のコレクタが抵抗を介してＰＮＰトランジスタ６９のベースに接続されている。
【０１０３】トランジスタ６９のベース−エミッタ間には抵抗７０が設けられるともに、該抵抗７０の反ベース側はコンデンサ７１を介して接地されている。
【０１０４】そして、コンデンサ７１の端子電圧はコンパレータを構成する演算増幅器７２の反転入力端子に送られるようになっている。
【０１０５】７３はトランジスタ６９のエミッタ−コレクタ間に設けられたダイオードであり、そのアノードがトランジスタ６９のコレクタに接続され、カソードがトランジスタ６９のエミッタに接続されている。
【０１０６】７４、７５は分圧抵抗であり、抵抗７４の一端にＡ点の電圧が供給されるようになっており、該抵抗７４の他端がトランジスタ６９のコレクタに接続されるとともに抵抗７５を介して接地されている。
【０１０７】演算増幅器７２の非反転入力端子にはＡ′点の検出電圧が入力されるようになっており、これとコンデンサ７１の端子電圧との比較結果に応じた出力がダイオードを介して検出出力端子７６から得られるようになっている。
【０１０８】図１１は回路６６の動作を説明するために各部の波形を示すものであり、トランジスタ６８への入力信号「ＣＫ」、Ａ点での検出電圧「Ｖ（Ａ）」、コンデンサ７１の端子電圧「ＶＣ」の関係を示している。
【０１０９】信号ＣＫがＨレベルの時には、トランジスタ６８がオン状態であるため、Ａ点から抵抗７４、ダイオード７５を介したコンデンサ７１への充電、又は、トランジスタ６８を通したコンデンサ７１の放電がなされるため、コンデンサ７１の端子電圧がＡ点の電位により規定される。
【０１１０】また、信号ＣＫがＬレベルの時には、トランジスタ６８がオフ状態となり、コンデンサ７１の充放電はなされず、その端子電圧のレベルが保持される。
【０１１１】よって、コンデンサ７１の端子電圧ＶＣは、Ｖ（Ａ）をサンプルホールドしたものとなり、このレベルとＶ（Ａ′）との比較によりＶＬ＜＜ＶＬ′の判定を行ってＡ点側のショートを検出することができる。
【０１１２】Ａ′点側のショート検出に係る回路は、検出電圧Ｖ（Ａ′）についてのサンプルホールド電圧を得て、これと検出電圧Ｖ（Ａ）とのレベル比較を行うことものであり、Ｖ（Ａ′）と同相の信号であるブリッジ型駆動回路２２のＦＥＴ２７のゲート電圧（図３のａ′点）がエミッタ接地とされたＮＰＮトランジスタ７７のベースに与えられ、該トランジスタ７７のコレクタが抵抗を介してＰＮＰトランジスタ７８のベースに接続されている。
【０１１３】そして、トランジスタ７８のベース−エミッタ間には抵抗７９が設けられるともに、抵抗７９の反ベース側端子はコンデンサ８０を介して接地され、該コンデンサ８０の端子電圧がコンパレータを構成する演算増幅器８１の反転入力端子に送られるようになっている。
【０１１４】８２はトランジスタ７８のエミッタ−コレクタ間に設けられたダイオードであり、そのアノードがトランジスタ７８のコレクタに接続され、カソードがトランジスタ７８のエミッタに接続されている。
【０１１５】８３、８４は分圧抵抗であり、抵抗８３の一端にＡ′点の電圧が供給されるようになっており、該抵抗８３の他端がトランジスタ７８のコレクタに接続されるとともに抵抗８４を介して接地されている。
【０１１６】そして、演算増幅器８１の非反転入力端子にはＡ点の検出電圧が入力され、これとコンデンサ８０の端子電圧との比較結果に応じた出力がダイオードを介して検出出力端子７６から得られるようになっている。
【０１１７】従って、回路６７によれば、上記の説明から明らかなようにＶ（Ａ）のサンプルホールド電圧とＶ（Ａ′）との比較によりＶＬ′＜＜ＶＬの判定を行ってＡ′点側のショートを検出することができる。
【０１１８】こうして得られる異常検出信号は、ダイオードによるＯＲ出力となって電源遮断用リレー回路６に送出され、リレー接点６ａをオフするための信号として利用される。
【０１１９】上記異常検出回路６５は、イグナイタ回路９内の誘導性負荷成分によってランプの管電圧が上昇したようなときでも、異常状態と正常状態との区別について検出マージンを広くとることができ、また、ブリッジ型駆動回路２２を構成するＦＥＴの温度特性の影響を受けないため、正確な異常検出を行うことができる。
【０１２０】尚、回路６６、６７についてはサンプルホールド回路とコンパレータの組み合わせであればどのような構成を採用しても良い。また、検出位置をＡ、Ａ′点に代わってＣ、Ｃ′点とすることができる。
【０１２１】
【発明の効果】以上に記載したところから明らかなように、本発明によれば、放電灯の管電圧又はその相当信号を監視して、その検出レベルを基準電圧と比較したり、あるいは放電灯の各端子について得られる検出レベル同士を相対的に比較し、異常状態が検出されたときに放電灯への電源供給を断つようにしているので、異常時における発火や感電事故を未然に防止することができ、また、放電灯の状態を直接的に監視することによって異常状態の発生を速やかに検出し、異常検出の確実性を保証することができる。
【０１２２】尚、前記した実施例は本発明の一実施例にすぎず、この例のみによって本発明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発明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ことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明車輌用放電灯の点灯回路に係る第１の実施例の概要を示すブロック図である。
【図２】放電灯の管電圧の時間的変化を概略的に示すグラフ図である。
【図３】直流−交流変換回路の構成例を示すものであり、（ａ）は回路図、（ｂ）はＦＥＴへの制御信号を示すタイムチャート図である。
【図４】放電灯のショート状態の検出に係る異常検出回路の構成例を示す回路図である。
【図５】放電灯のオープン状態の検出に係る異常検出回路の構成例を示す回路図である。
【図６】図１の電源遮断用リレー回路の構成例を示す回路図である。
【図７】放電灯のショート状態の検出に係る異常検出回路の変形例を示す回路図である。
【図８】本発明車輌用放電灯の点灯回路に係る第２の実施例の概要を示すブロック図である。
【図９】第２の実施例に係る異常検出について説明するためのタイムチャート図であり、（ａ）は正常状態を示し、（ｂ）は異常状態を示す。
【図１０】第２の実施例に係る異常検出回路の構成例を示す図である。
【図１１】図１０の異常検出回路の動作を説明するためのタイムチャート図である。
【符号の説明】
１ 車輌用放電灯の点灯回路
６ 電源遮断手段
８ 直流−交流変換手段
１１ 放電灯
１５ 異常検出手段
１Ａ 車輌用放電灯の点灯回路
６５ 異常検出手段
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、異常状態の検出を確実に行うことによって回路の保護や感電事故の未然防止に関する措置を講じ、放電灯の安全性を高めるようにした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、電源に直流電源を用い、直流入力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】
【発明が解決しようとする課題】ところで、放電灯の点灯中に何らかの異常が発生した場合、例えば、放電灯がオープン状態になったり、放電灯が車体とショートしたりといった異常状態下でさらに電力供給を継続すると発火の危険性が高まったり、また、ユーザーが放電灯に高電圧が印加されているのを知らずにランプ交換を行ってしまって、感電事故の危険を誘発したり、放電灯の点灯には安全面で問題がある。
【０００４】よって、このような異常状態を検出して安全対策を施すことが必要とされ、例えば、回路の制御状態を常時監視することによって異常状態の発生を検出する方法等が考えられるが、制御回路や給電系回路を構成する半導体スイッチ素子の温度特性の影響により確実な異常検出を行うことが困難であるという問題が残る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで、上記した課題を解決するために、本発明車輌用放電灯の点灯回路の第１のものは、直流電圧を交流電圧に変換して放電灯に供給するための直流−交流変換手段を備えた車輌用放電灯の点灯回路において、放電灯の管電圧又はその相当信号を検出してその検出レベルと所定の基準電圧とを比較し又は検出レベルが所定の基準範囲内にあるか否かを比較することによって放電灯の異常状態を判定する異常検出手段と、異常検出手段から回路の異常状態を示す信号を受けたときに放電灯への電源供給を遮断する電源遮断手段とを設けたものである。
【０００６】また、本発明車輌用放電灯の点灯回路の第２のものは、直流電圧を交流電圧に変換して放電灯に供給するための直流−交流変換手段を備えた車輌用放電灯の点灯回路において、放電灯の管電圧又はその相当信号を検出し放電灯の各端子について得られる検出レベル同士を相対的に比較することによって放電灯の異常状態を判定する異常検出手段と、異常検出手段から回路の異常状態を示す信号を受けたときに放電灯への電源供給を遮断する電源遮断手段とを設けたものである。
【０００７】
【作用】従って、本発明によれば、放電灯の管電圧又はその相当信号を監視し、その検出レベルを基準電圧と比較したり、放電灯の各端子について得られる検出レベル同士を相対的に比較し、異常状態が検出されたときに放電灯への電源供給を断つようにしているので、放電灯の状態に忠実な異常検出を行うことができ、異常状態の発生を速やかに検出し、しかも半導体スイッチ素子の温度特性によって異常検出の確実性が左右されるといった不都合を解消することができる。
【０００８】
【実施例】以下に、本発明車輌用放電灯の点灯回路の詳細を図示した各実施例に従って説明する。尚、図示した実施例は本発明を矩形波点灯方式の点灯回路に適用したもである。
【０００９】図１乃至図７は本発明の第１の実施例を示すものである。
【００１０】図１は点灯回路１の概要を示しており、バッテリー２が直流電圧入力端子３、３′間に接続される。
【００１１】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。
【００１２】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いる。
【００１３】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。
【００１４】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、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。
【００１５】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、ブリッジ型駆動回路が用いられる。
【００１６】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、その交流出力端子１０、１０′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。
【００１７】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分圧抵抗１３、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。
【００１８】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用抵抗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。
【００１９】そして、制御回路１２はこれら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の起動時の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の短縮化を図ることができるように構成されている。
【００２０】１５は異常検出回路であり、直流−交流変換回路８の出力電圧を常時監視することによって回路の異常状態を検出し、回路保護や事故防止を図るために設けられている。
【００２１】ここで、異常状態としては下記の状況が挙げられる。
【００２２】（１）ランプのオープン状態。
【００２３】（２）ランプのショート状態。
【００２４】（３）ランプが車体にショートしている状態。
【００２５】このような状況下においてランプへの電力供給を行い続けると、回路及びその周辺部での発熱による発火の危険を招いたり、感電事故を引き起こす虞れがある。
【００２６】そこで、上記の状況が生じたときに迅速かつ確実に異常を検出することができるように、その検出位置を図１にＡ点で示すように直流−交流変換回路８の出力段（またはこれに等価な信号が得られる位置であれば良い。）に選んでおり、異常検出回路１５は上記の異常を検出したときに、電源遮断用リレー回路６に信号を送りバッテリー２から直流昇圧回路７への電源電圧の供給を断つようになっている。
【００２７】つまり、異常の判断について直接の目安となるのがランプの管電圧であるが、直流−交流変換回路８の出力する矩形波がイグナイタ回路９のインダクタを介してランプに供給されるため管電圧にほぼ等しい電圧となるため、この矩形波を監視することがランプの状態を把握するのに適しているからである。
【００２８】また、異常の検出位置を図１にＢ点で示すように直流昇圧回路７の出力段とした場合には、半導体スイッチ素子のもつ温度特性によって検出のマ−ジンがとれないために正常状態と異常状態との違いを検出するのに困難を伴い、誤検出の発生を免れえないこともその一要因である。
【００２９】ところで、ランプの管電圧は、図２に示すように、点灯の初期において小さく、時間の経過とともに高くなってある電圧で定常値に落ち着く。
【００３０】上記した異常状態のうち、（１）の場合には直流−交流変換回路８の出力電圧が最も高くなりＡ点の電位が直流昇圧回路７の能力の限界まで上昇することになる。
【００３１】また、（２）、（３）の異常時には、Ａ点の電位はほぼゼロとなる。
【００３２】そこで、管電圧の最小値を「ＶＬｍｉｎ」とし、管電圧の最大値を「ＶＬｍａｘ」としたときに、最小値ＶＬｍｉｎに対してマージン「ΔＭＩＮ」を差し引いた閾値Ｖｍｉｎ（＝ＶＬｍａｘ−ΔＭＩＮ）を設定し、また、最大値ＶＬｍａｘに対してマージン「ΔＭＡＸ」を上乗せした閾値Ｖｍａｘ（＝ＶＬｍａｘ＋ΔＭＡＸ）を設定し、検出電圧とこれらの閾値とを比較すれば、異常状態かどうかの判断を下すことができる。
【００３３】つまり、直流−交流変換回路８の出力電圧を「ＶＬ」とするとき、ＶＬ≦Ｖｍｉｎである場合に（２）、（３）のショート状態と判断し、またＶＬ≧Ｖｍａｘである場合に（１）のオープン状態と判断することができる。
【００３４】異常検出回路１５はこのような場合分けに対応した２つのレベル判定部１６、１７を有しており、その一方１６が管電圧の下限について判定し、他方１７が管電圧の上限について判定するようになっている。
【００３５】１８は点灯／不点灯検出回路であり、管電流を検出してメタルハライドランプ１１が点灯したか否かを判断し、その判断結果に応じた検出信号を低電圧リセット回路１９に出力するようになっている。
【００３６】低電圧リセット回路１９は、バッテリー電圧の値が監視するバッテリー電圧検出回路２０からの信号を受けてバッテリー電圧が異常に低くなったことを知ると、これ以上ランプの点灯を維持することができないと判断してリレー接点６ａを開き、直流昇圧回路７へのバッテリー電圧の供給を一時的に断つようになっている。
【００３７】尚、このような動作は、点灯／不点灯検出回路１８から送られてくる検出信号を受けて、ランプが点灯していないことを知らされたときにのみ行なわれれるようになっている。
【００３８】つまり、低電圧リセット回路１９はバッテリー電圧の大きさだけで直流昇圧回路７への給電の許否を決定しているのではなく、ランプの点灯状態を常に監視し、ランプが不点灯状態であることを知った上で、はじめてバッテリー電圧が所定値以下かどうかを判断して給電系へのバッテリー電圧の供給の許否を決定する。
【００３９】２１は低電圧リセット禁止回路であり、点灯スイッチ５の投入後から所定の期間が経過するまでの間低電圧リセット機能を禁止してランプを強制的に点灯させるために設けられている。
【００４０】即ち、低電圧リセット機能は、バッテリー２からの供給電圧がある値以下であってランプの立ち消えが生じた時に点灯の続行が不可能であると判断して、供給電圧が回復するまでの間点灯を中断するものであるが、点灯スイッチ５を投入した直後において供給電圧が所定値以下の場合にはランプが点灯しづらく、よって定常点灯状態に至るまでの過渡期間に点灯と消灯とを繰り返すような状況が起こり得るため、このような状況で低電圧リセット機能を働かせたのでは、点灯の可能性を閉ざすことになりかねない。
【００４１】そこで、点灯スイッチ５の投入から所定の期間が経過するまでは、低電圧リセット機能が働かないようにすることで、ランプをできるだけ点灯させるようになっている。
【００４２】次に、点灯回路１のうち異常検出回路１５の構成例と給電系の要部の構成について詳述する。
【００４３】図３（ａ）は、直流−交流変換回路８の要部を示すものである。
【００４４】直流−交流変換回路８はＦＥＴを用いたブリッジ型駆動回路２２と、ＦＥＴに対してスイッチング制御信号を送出する駆動制御部２３とからなっている。
【００４５】図中２４、２４′は直流電圧入力端子であり、その一方２４がプラス側入力端子、他方２４′がグランド側入力端子とされており、これらの端子には直流昇圧回路７の出力電圧が入力される。
【００４６】ブリッジ型駆動回路２２を構成する４つのＮチャンネルＦＥＴ２５（ｉ）（但し、ｉ＝１、２、３、４）のうち、ＦＥＴ２５（１）と２５（２）とが直列に接続され、また、ＦＥＴ２５（３）と２５（４）とが直列に接続されており、このように２段重ねのＦＥＴの組みが互いに並列の関係となるように配置されている。
【００４７】即ち、高段側のＦＥＴ２５（１）は、そのドレインがプラス側入力端子２４に接続され、そのソースが低段側のＦＥＴ２５（２）のドレインに接続されており、ＦＥＴ２５（２）のソースがグランド側入力端子２４′に接続されている。
【００４８】また、これらのＦＥＴ２５（１）、２５（２）に対して並列に設けられたＦＥＴ２５（３）、２５（４）に関しては、高段のＦＥＴ２５（３）のドレインがプラス側入力端子２４に接続され、そのソースが低段のＦＥＴ２５（４）のドレインに接続されており、ＦＥＴ２５（４）のソースがグランド側入力端子２４′に接続されている。
【００４９】尚、ＦＥＴ２５（１）、ＦＥＴ２５（３）のゲート−ソース間にはツェナーダイオードがそれぞれ介挿されるとともに、これらツェナーダイオードのアノードとＦＥＴの各ゲートとの間にコンデンサ及び抵抗が設けられており、該コンデンサと抵抗との間にダイオードを介して所定電圧（＋Ｖｃｃ）が加えられている。
【００５０】２６、２６′は出力端子であり、その一方２６がＦＥＴ２５（１）のソースに接続され、他方２６′がＦＥＴ２５（３）のソースに接続されている。
【００５１】尚、図中のＡ点が異常検出位置を示している。
【００５２】ＦＥＴ２５（ｉ）のスイッチング制御については、斜向いに位置するＦＥＴ同士を一組としてこれらを相反的に制御するように駆動制御部２３から各ＦＥＴに制御信号Ｓ１、Ｓ２がそれぞれ送られるようになっている。
【００５３】つまり、駆動制御部２３は、互いに相反関係とされた制御信号がＦＥＴ又は反転回路を介して各ＦＥＴに送出するようになっており、ＦＥＴ２５（１）とＦＥＴ２５（４）とを組みとし、またＦＥＴ２５（２）とＦＥＴ２５（３）とを組みとしてスイッチング制御を行う。
【００５４】即ち、一方の制御信号Ｓ１はＦＥＴ２７を介してＦＥＴ２５（１）のゲートに送られるとともに、反転回路２８を介してＦＥＴ２５（４）のゲートに送られ、また、他方の制御信号Ｓ２はＦＥＴ２９を介してＦＥＴ２５（３）のゲートに送られるとともに、反転回路３０を介してＦＥＴ２５（２）のゲートに送られるようになっている。
【００５５】図３（ｂ）は、制御信号Ｓ１、Ｓ２の位相関係を示ものであり、ＦＥＴの切り替え期間中に全てのＦＥＴがオン状態となる期間が生じないように、全ＦＥＴが同時にオフ状態となるデッドタイムＤＴがスイッチング制御の切換期間中に含まれている。
【００５６】図４は異常検出回路１５のレベル判定部１６の構成例を示すものである。
【００５７】前述したように（２）、（３）の異常状態の検出位置はブリッジ型駆動回路２２の出力端子２６、つまりＡ点とされており、該出力電圧を分圧抵抗３１、３２によって分圧したものが演算増幅器３３の反転入力端子の入力される。
【００５８】演算増幅器３３の非反転入力端子には所定の基準電圧（電圧源Ｅ１で示す。）が加えられている。尚、この基準電圧が前述した閾値Ｖｍｉｎに対応している。
【００５９】演算増幅器３３の出力端子はダイオードを介して検出出力端子３４に接続されている。
【００６０】また、演算増幅器３３の出力はオープンコレクタとされており、その出力端子が抵抗３５を介してＦＥＴ２９のゲート（図３にａ点で示す。）に接続されている。
【００６１】つまり、Ａ点での検出信号と同相の信号が得られるａ点での信号が選ばれている。
【００６２】従って、異常状態が生じたときに、Ａ点での矩形波状電圧が基準電圧Ｅ１より小さくなり、検出電圧と同相の矩形波状検出信号が検出出力端子３４から得られることになる。
【００６３】また、正常状態ではＡ点での矩形波状電圧が基準電圧Ｅ１より大きいため、演算増幅器３３の出力とａ点での検出信号が反相関係になり検出出力がＬ（ロー）信号となる。
【００６４】尚、このようなレベル判定部１６はメタルハライドランプ１１の一方の端子におけるショート状態を検出するものであるが、図４と同様の回路構成をもったレベル判定部をもう一つ設けることによってランプの両端についてショート検出を行うようにしても良い。この場合には、矩形波の検出位置を図３に示すように出力端子側のＡ′点とし、これに同相となるＦＥＴ２７の駆動信号、つまりａ′の電位を演算増幅器の出力端子に加えれば良い。
【００６５】図５は異常検出回路１５のうち前記（１）の異常状態を検出するレベル判定部１７の構成例を示すものであり、上記した回路１６とは、演算増幅器に入力される信号の符号や基準電圧に相違があるだけで、その他の部分は同様の構成となっている。
【００６６】この場合にも、異常状態の検出位置がＡ点に選ばれており、矩形波状出力電圧を分圧抵抗３６、３７によって分圧したものが演算増幅器３８の非反転入力端子に入力される。
【００６７】演算増幅器３８の反転入力端子には所定の基準電圧（電圧源Ｅ２で示す）が加わっており、この基準電圧が前述した閾値Ｖｍａｘに対応している。
【００６８】そして、演算増幅器３８の出力端子はダイオードを介して検出出力端子３９に接続されている。
【００６９】また、演算増幅器３８の出力はオープンコレクタとされており、その出力端子は抵抗４０を介してＦＥＴ２９のゲート、つまり、Ａ点での検出信号と同相の信号が得られるａ点に接続されている。
【００７０】従って、異常状態が生じたときに、Ａ点での矩形波状電圧が基準電圧Ｅ２より大きくなり、検出電圧と同相の矩形波状検出信号が検出出力端子３９から得られることになる。
【００７１】また、正常状態ではＡ点での矩形波状電圧が基準電圧Ｅ２より小さいため、演算増幅器の出力とａ点での検出信号が反相関係になり検出出力はＬ信号となる。
【００７２】以上のようにして検出された各異常信号は、ＯＲ（和）出力とされ、最終的に電源遮断用リレー回路６に送られてここで保持され、リレー接点６ａを開くための信号として利用される。
【００７３】図６は電源遮断用リレー回路６の構成例を示すものである。
【００７４】４１は電源端子であり、逆電圧防止用ダイオード４２を介して点灯スイッチ５の出力側端子に接続されている。
【００７５】４３はリレーであり、そのコイル４３ａの一端が電源端子４１に接続され、他端はＮＰＮトランジスタ４４のコレクタに接続されている。このコイル４３ａの励磁動作の有無に応じてリレー接点６ａの開閉が行なわれる。
【００７６】４５は信号保持回路であり、その入力端子４６に上記した異常検出信号が送られてくるようになっており、入力端子４６がＨレベルになったときに、この状態が保持されてトランジスタ４４がオフ状態となるように構成されている。
【００７７】つまり、図示するように入力端子４６はエミッタ接地のＰＮＰトランジスタ４７のコレクタに接続されており、該コレクタが抵抗４８、コンデンサ４９を介して接地されるとともに、抵抗４８、５０を介してＮＰＮトランジスタ５１のベースに接続されている。尚、５０′はトランジスタ５１のベース−コレクタ間に設けられた抵抗である。
【００７８】そして、エミッタ接地とされたＮＰＮトランジスタ５１のコレタタは、ダイオード５２、抵抗５３を介して上記したトランジスタ４４のベースに接続されるとともに、該コレクタは抵抗５４、５４′を介してダイオード４２のカソードに接続され、抵抗５４と５４′との間がＰＮＰトランジスタ４７のベースに接続されている。
【００７９】尚、５３′はトランジスタ４４のベースエミッタ間に設けられた抵抗である。
【００８０】よって、入力端子４６にＨ信号が加わると、トランジスタ５１、４７がオン状態となるとともにこの状態が保持され、トランジスタ４４がオフする。
【００８１】従って、リレー４３がオフし、直流昇圧回路７への電源電圧の供給が断たれることになる。そして、この状態は点灯スイッチ５を一旦切った後再び投入しない限り継続するようになっている。
【００８２】図７はレベル判定部の変形例１６Ａを示すものである。
【００８３】前述したレベル判定部１６は、その検出位置をブリッジ型回路の出力であるＡ点としたが、ここでの矩形波状信号と等価な信号を利用するすることができるならば、検出位置に関する制約は緩やかになる。
【００８４】つまり、図３に示した回路では、Ａ点と同相の出力をＦＥＴのゲート（図にＣ点で示す。）から得ることができるので、これを検出して所定の基準電圧と比較することで異常状態（２）、（３）を検出することができる。
【００８５】図示するようにＣ点のゲート電圧を分圧抵抗５５、５６によって分圧したものが演算増幅器５７の反転入力端子の入力され、演算増幅器５７の非反転入力端子には所定の基準電圧（閾値Ｖｍｉｎに対応する。）が加えられている。
【００８６】また、演算増幅器５７の出力はオープンコレクタとされており、その出力端子にはＦＥＴ２９のゲート、つまり、Ｃ点の検出信号と同相の信号が得られるａ点での信号が抵抗５８を介して供給される。
【００８７】そして、これと対を成すように、ブリッジ型駆動回路２２の出力端子上のＡ′点と同相のＦＥＴ２５（３）のゲート（図にＣ′点で示す。）電位を検出する回路が設けられており、Ｃ′点でのゲート電圧を分圧抵抗５９、６０によって分圧したものが演算増幅器６１の反転入力端子に入力され、演算増幅器６１の非反転入力端子には所定の基準電圧（閾値Ｖｍｉｎに対応する。）が加えられている。
【００８８】また、演算増幅器６１の出力はオープンコレクタとされており、その出力端子にはＦＥＴ２７のゲート、つまり、Ｃ点の検出信号と同相の信号が得られるａ′点での信号が抵抗６２を介して供給される。
【００８９】これらの演算増幅回路５７、６１の出力は、ダイオード６３、６４によりＯＲ出力とされて上記した電源遮断用リレー回路６に送出される。
【００９０】上記の回路動作については、前記した回路と同様であり、異常状態（２）、（３）が発生したときに、矩形波状の異常検出信号が電源遮断用リレー回路６に送られて保持され、リレー４３がオフ状態となってその接点６ａが開かれる。
【００９１】図８乃至図１１は本発明車輌用放電灯の点灯回路の第２の実施例１Ａを示すものである。
【００９２】この第２の実施例１Ａに示す車輌用放電灯の点灯回路が上記した第１の実施例１に示した車輌用放電灯の点灯回路と相違するところは、第１の実施例では直流−交流変換回路８の出力電圧が所定範囲に入っているか否かを検出することで異常状態の判断を行ったのに対して、第２の実施例では、直流−交流変換回路８の出力端子上のＡ点、Ａ′点での矩形波状電圧を相対的に比較することによって異常状態の検出を行っている点である。
【００９３】よって、この第２の実施例１Ａの構成部分に関して前記第１の実施例１の構成部分と同様の働きをもつ部分については第１の実施例で用いた符号と同じ符号を付することによりその説明を省略する。
【００９４】図８は点灯回路１Ａの構成を示すものであり、バッテリー２からの供給電圧が点灯スイッチ５を介して直流昇圧回路７に送られた後、直流−交流変換回路８によって矩形波状電圧に変換され、イグナイタ回路９のインダクタを介してメタルハライドランプ１１に印加される。
【００９５】異常検出回路６５は、直流−交流変換回路８の出力、つまりＡ点とＡ′点の電位を検出して、両者を比較することによって前記した異常状態（３）が生じたかどうかを判断し、結果を電源遮断用リレー回路６に送出するようになっている。
【００９６】図９（ａ）は正常状態におけるＡ点での検出電圧Ｖ（Ａ）と、Ａ′点での検出電圧Ｖ（Ａ′）とを示し、図９（ｂ）はランプの片側、例えば、Ａ点側が車体とショートした場合における検出電圧Ｖ（Ａ）と、Ａ′点での検出電圧Ｖ（Ａ′）とを示すものである。尚、これらの検出電圧波形はグランド（車体）に対する波形を示している。
【００９７】図中「ＶＬ」は検出電圧Ｖ（Ａ）の振幅を示し、また、「ＶＬ′」は検出電圧Ｖ（Ａ′）の振幅を示しており、正常時には図９（ａ）に示すようにＶＬ、ＶＬ′はランプの管電圧にほぼ等しい値となっているが、ランプの一端がショートした時には図９（ｂ）に示すようにＶＬ＜＜ＶＬ′となる。
【００９８】また、図示は省略するがランプの他端側がショートした場合には逆にＶＬ＞＞ＶＬ′となり、それらの波形についてはＶ（Ａ）とＶ（Ａ′）とが全く逆の関係になる。
【００９９】このように検出点Ａ、Ａ′の振幅についての相対的な比較に基づいて異常状態の発生を検出することができる。
【０１００】図１０は異常検出回路６５の構成例を示すものであり、Ａ点側のショートを検出する回路６６とＡ′点側のショートを検出する回路６７とからなり、両者は対称的な構成を有する。
【０１０１】回路６６は検出電圧Ｖ（Ａ）についてのサンプルホールド電圧を得て、これと検出電圧Ｖ（Ａ′）とのレベル比較を行うことものである。
【０１０２】即ち、Ｖ（Ａ）と同相の信号であるブリッジ型駆動回路２２のＦＥＴ２９のゲート電圧（図３のａ点）がエミッタ接地とされたＮＰＮトランジスタ６８のベースに与えられ、該トランジスタ６８のコレクタが抵抗を介してＰＮＰトランジスタ６９のベースに接続されている。
【０１０３】トランジスタ６９のベース−エミッタ間には抵抗７０が設けられるともに、該抵抗７０の反ベース側はコンデンサ７１を介して接地されている。
【０１０４】そして、コンデンサ７１の端子電圧はコンパレータを構成する演算増幅器７２の反転入力端子に送られるようになっている。
【０１０５】７３はトランジスタ６９のエミッタ−コレクタ間に設けられたダイオードであり、そのアノードがトランジスタ６９のコレクタに接続され、カソードがトランジスタ６９のエミッタに接続されている。
【０１０６】７４、７５は分圧抵抗であり、抵抗７４の一端にＡ点の電圧が供給されるようになっており、該抵抗７４の他端がトランジスタ６９のコレクタに接続されるとともに抵抗７５を介して接地されている。
【０１０７】演算増幅器７２の非反転入力端子にはＡ′点の検出電圧が入力されるようになっており、これとコンデンサ７１の端子電圧との比較結果に応じた出力がダイオードを介して検出出力端子７６から得られるようになっている。
【０１０８】図１１は回路６６の動作を説明するために各部の波形を示すものであり、トランジスタ６８への入力信号「ＣＫ」、Ａ点での検出電圧「Ｖ（Ａ）」、コンデンサ７１の端子電圧「ＶＣ」の関係を示している。
【０１０９】信号ＣＫがＨレベルの時には、トランジスタ６８がオン状態であるため、Ａ点から抵抗７４、ダイオード７５を介したコンデンサ７１への充電、又は、トランジスタ６８を通したコンデンサ７１の放電がなされるため、コンデンサ７１の端子電圧がＡ点の電位により規定される。
【０１１０】また、信号ＣＫがＬレベルの時には、トランジスタ６８がオフ状態となり、コンデンサ７１の充放電はなされず、その端子電圧のレベルが保持される。
【０１１１】よって、コンデンサ７１の端子電圧ＶＣは、Ｖ（Ａ）をサンプルホールドしたものとなり、このレベルとＶ（Ａ′）との比較によりＶＬ＜＜ＶＬ′の判定を行ってＡ点側のショートを検出することができる。
【０１１２】Ａ′点側のショート検出に係る回路は、検出電圧Ｖ（Ａ′）についてのサンプルホールド電圧を得て、これと検出電圧Ｖ（Ａ）とのレベル比較を行うことものであり、Ｖ（Ａ′）と同相の信号であるブリッジ型駆動回路２２のＦＥＴ２７のゲート電圧（図３のａ′点）がエミッタ接地とされたＮＰＮトランジスタ７７のベースに与えられ、該トランジスタ７７のコレクタが抵抗を介してＰＮＰトランジスタ７８のベースに接続されている。
【０１１３】そして、トランジスタ７８のベース−エミッタ間には抵抗７９が設けられるともに、抵抗７９の反ベース側端子はコンデンサ８０を介して接地され、該コンデンサ８０の端子電圧がコンパレータを構成する演算増幅器８１の反転入力端子に送られるようになっている。
【０１１４】８２はトランジスタ７８のエミッタ−コレクタ間に設けられたダイオードであり、そのアノードがトランジスタ７８のコレクタに接続され、カソードがトランジスタ７８のエミッタに接続されている。
【０１１５】８３、８４は分圧抵抗であり、抵抗８３の一端にＡ′点の電圧が供給されるようになっており、該抵抗８３の他端がトランジスタ７８のコレクタに接続されるとともに抵抗８４を介して接地されている。
【０１１６】そして、演算増幅器８１の非反転入力端子にはＡ点の検出電圧が入力され、これとコンデンサ８０の端子電圧との比較結果に応じた出力がダイオードを介して検出出力端子７６から得られるようになっている。
【０１１７】従って、回路６７によれば、上記の説明から明らかなようにＶ（Ａ）のサンプルホールド電圧とＶ（Ａ′）との比較によりＶＬ′＜＜ＶＬの判定を行ってＡ′点側のショートを検出することができる。
【０１１８】こうして得られる異常検出信号は、ダイオードによるＯＲ出力となって電源遮断用リレー回路６に送出され、リレー接点６ａをオフするための信号として利用される。
【０１１９】上記異常検出回路６５は、イグナイタ回路９内の誘導性負荷成分によってランプの管電圧が上昇したようなときでも、異常状態と正常状態との区別について検出マージンを広くとることができ、また、ブリッジ型駆動回路２２を構成するＦＥＴの温度特性の影響を受けないため、正確な異常検出を行うことができる。
【０１２０】尚、回路６６、６７についてはサンプルホールド回路とコンパレータの組み合わせであればどのような構成を採用しても良い。また、検出位置をＡ、Ａ′点に代わってＣ、Ｃ′点とすることができる。
【０１２１】
【発明の効果】以上に記載したところから明らかなように、本発明によれば、放電灯の管電圧又はその相当信号を監視して、その検出レベルを基準電圧と比較したり、あるいは放電灯の各端子について得られる検出レベル同士を相対的に比較し、異常状態が検出されたときに放電灯への電源供給を断つようにしているので、異常時における発火や感電事故を未然に防止することができ、また、放電灯の状態を直接的に監視することによって異常状態の発生を速やかに検出し、異常検出の確実性を保証することができる。
【０１２２】尚、前記した実施例は本発明の一実施例にすぎず、この例のみによって本発明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発明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ことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明車輌用放電灯の点灯回路に係る第１の実施例の概要を示すブロック図である。
【図２】放電灯の管電圧の時間的変化を概略的に示すグラフ図である。
【図３】直流−交流変換回路の構成例を示すものであり、（ａ）は回路図、（ｂ）はＦＥＴへの制御信号を示すタイムチャート図である。
【図４】放電灯のショート状態の検出に係る異常検出回路の構成例を示す回路図である。
【図５】放電灯のオープン状態の検出に係る異常検出回路の構成例を示す回路図である。
【図６】図１の電源遮断用リレー回路の構成例を示す回路図である。
【図７】放電灯のショート状態の検出に係る異常検出回路の変形例を示す回路図である。
【図８】本発明車輌用放電灯の点灯回路に係る第２の実施例の概要を示すブロック図である。
【図９】第２の実施例に係る異常検出について説明するためのタイムチャート図であり、（ａ）は正常状態を示し、（ｂ）は異常状態を示す。
【図１０】第２の実施例に係る異常検出回路の構成例を示す図である。
【図１１】図１０の異常検出回路の動作を説明するためのタイムチャート図である。
【符号の説明】
１ 車輌用放電灯の点灯回路
６ 電源遮断手段
８ 直流−交流変換手段
１１ 放電灯
１５ 異常検出手段
１Ａ 車輌用放電灯の点灯回路
６５ 異常検出手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】 直流電圧を交流電圧に変換して放電灯に供給するための直流−交流変換手段を備えた車輌用放電灯の点灯回路において、放電灯の管電圧又はその相当信号を検出してその検出レベルと所定の基準電圧とを比較し又は検出レベルが所定の基準範囲内にあるか否かを比較することによって放電灯の異常状態を判定する異常検出手段と、異常検出手段から回路の異常状態を示す信号を受けたときに放電灯への電源供給を遮断する電源遮断手段とを設けたことを特徴とする車輌用放電灯の点灯回路。
【請求項２】 直流電圧を交流電圧に変換して放電灯に供給するための直流−交流変換手段を備えた車輌用放電灯の点灯回路において、放電灯の管電圧又はその相当信号を検出し放電灯の各端子について得られる検出レベル同士を相対的に比較することによって放電灯の異常状態を判定する異常検出手段と、異常検出手段から回路の異常状態を示す信号を受けたときに放電灯への電源供給を遮断する電源遮断手段とを設けたことを特徴とする車輌用放電灯の点灯回路。
【請求項１】 直流電圧を交流電圧に変換して放電灯に供給するための直流−交流変換手段を備えた車輌用放電灯の点灯回路において、放電灯の管電圧又はその相当信号を検出してその検出レベルと所定の基準電圧とを比較し又は検出レベルが所定の基準範囲内にあるか否かを比較することによって放電灯の異常状態を判定する異常検出手段と、異常検出手段から回路の異常状態を示す信号を受けたときに放電灯への電源供給を遮断する電源遮断手段とを設けたことを特徴とする車輌用放電灯の点灯回路。
【請求項２】 直流電圧を交流電圧に変換して放電灯に供給するための直流−交流変換手段を備えた車輌用放電灯の点灯回路において、放電灯の管電圧又はその相当信号を検出し放電灯の各端子について得られる検出レベル同士を相対的に比較することによって放電灯の異常状態を判定する異常検出手段と、異常検出手段から回路の異常状態を示す信号を受けたときに放電灯への電源供給を遮断する電源遮断手段とを設けたことを特徴とする車輌用放電灯の点灯回路。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図１】
【図６】
【図７】
【図９】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図１】
【図６】
【図７】
【図９】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開平６−２０７８１
【公開日】平成６年（１９９４）１月２８日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平４−１９９０３９
【出願日】平成４年（１９９２）７月３日
【出願人】（０００００１１３３）株式会社小糸製作所 (1,575)
【公開日】平成６年（１９９４）１月２８日
【国際特許分類】
【出願日】平成４年（１９９２）７月３日
【出願人】（０００００１１３３）株式会社小糸製作所 (1,575)
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