JPH09120894A

JPH09120894A - 放電灯点灯装置における異常検出回路

Info

Publication number: JPH09120894A
Application number: JP7279262A
Authority: JP
Inventors: Koichi Toyama; 耕一外山; Koichi Kato; 公一加藤; Kenji Aida; 健二会田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-10-26
Filing date: 1995-10-26
Publication date: 1997-05-06

Abstract

(57)【要約】【課題】単一の積分手段を用いて異常検出を行うこ
と。【解決手段】コンパレータ１３１は放電灯３のオープ
ンを検出し、コンパレータ１３２は放電灯３のショート
を検出する。コンデンサ１２１は、電源１が投入される
と充電を開始し、コンパレータ１２９は充電電圧Ｖｃが
少なくとも第４の基準電圧Ｖ_S4（第１の所定値）に到達
するまでの期間、異常判定信号の出力を猶予する。その
後、コンデンサ１２１は、コンパレータ１３１またはコ
ンパレータ１３２が放電灯３のオープンまたはショート
を検出すると、第３の基準電圧Ｖ_S3（第２の所定値）に
向かって充電されてゆき、コンパレータ１２９は、コン
デンサ１２１の充電電圧Ｖｃが第３の基準電圧Ｖ_S3まで
上昇した時点で異常判定信号をＰＷＭ１０に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電灯点灯装置に
おける異常検出回路、詳しくは、車両用前照灯などとし
て使用されるメタルハライドランプなど放電灯を点灯さ
せる放電灯点灯装置において、放電灯と制御装置間の配
線の断線、ショートなど、放電灯点灯装置における異常
（放電灯の異常ともいう。）を検出する異常検出回路に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、放電灯を点灯させる際には、放
電灯に数百ボルトの開放電圧を加えた状態で高電圧パル
スを印加することによりグロー放電からアーク放電に移
行させて点灯開始させる。

【０００３】ところで、この種の放電灯の異常モードと
しては、高電圧パルス発生回路の不良、放電灯と制御装
置間の配線の断線、ショートなどが考えられるが、いず
れの場合においても異常時には高電圧パルスの発生を速
やかに停止させたり、ショートに伴う過大消費電力を避
けるために電源供給を速やかに停止することが必要であ
る。

【０００４】しかるに、放電灯を点灯させる際には、上
述したように放電灯に数百ボルトの開放電圧を加える必
要があり、また、この状態で高電圧パルスを印加する必
要がある。また、放電灯は負性抵抗であるため、点灯開
始直後の放電電圧は極めて小さく、放電電圧は、その
後、時間とともに増加して安定する。

【０００５】したがって、放電灯の異常を検出するに際
して例えば放電灯へ至る配線のショートを検出する場
合、放電灯の端子電圧が小さいことを検出することが有
効であるが、上記のように点灯開始直後の放電電圧は極
めて小さいため、電源投入から少なくとも点灯開始直後
までの期間においては、異常判定を猶予する必要があ
る。

【０００６】また、放電灯へ至る配線の断線を検出する
に際しては、放電灯の端子電圧が開放電圧に相当する大
きな電圧であることを検出することが有効であるが、上
記のように電源投入直後の端子電圧は数百ボルトの開放
電圧となるため、電源投入から放電開始までの遅れ時間
に相当する期間は、異常判定を猶予する必要がある。

【０００７】さらに、放電灯においては稀に機械的な衝
撃などにより放電が途絶えることがあるが、このような
場合には、速やかな再点灯のために数百ボルトの電圧を
印加するとともに高電圧パルスを印加する必要があり、
このため、放電灯が再点灯するまでの期間、異常判定を
猶予する必要がある。

【０００８】このように、放電灯の異常判定に際して
は、電源投入から点灯開始直後までの判定猶予、安定点
灯時のオープン検出の判定猶予、安定点灯時のショート
時の速やかな異常判定などが必須の条件となり、このた
めに複数のタイマー回路が必要となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらのタ
イマー回路を単一の積分手段を含む極めて簡素な回路に
置換することを目的としてなされたものである。なお、
従来の、放電灯点灯装置における異常検出回路として、
実開平４−１１９９９６号公報、実開平４−１１９９９
８号公報などに記載のものがある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、単一
の積分手段を設け、積分値が電源投入から少なくとも第
１の所定値に到達するまでの期間は、異常判定信号の出
力を猶予するようにしたことを特徴とする。ここで、第
１の所定値は、電源投入後少なくとも放電灯が点灯を開
始した直後までは異常判定信号の出力を猶予可能な値に
設定されている。

【００１１】したがって、請求項１の発明によると、単
一の積分手段（コンデンサによる時間積分、または、カ
ウンタによるパルス計数を含む。）によって、少なくと
も電源投入から点灯開始直後までの期間は異常判定を猶
予することができる。

【００１２】請求項２の発明は、単一の積分手段とし
て、時間積分を行うコンデンサを採用した例である。

【００１３】請求項３の発明は、積分値が第１の所定値
から第２の所定値に到達するまでの積分割合を異常モー
ドによって異なるようにしたことを特徴としている。こ
のため、異常モードが放電灯のオープンである場合に積
分割合を小さく設定することにより、安定点灯時に一時
的な立ち消えが発生しても異常判定を行うことはなく放
電灯の再点灯を促すことができ、また、異常モードが放
電灯のショートである場合に積分割合を大きく設定する
ことにより、直ちに異常判定を行い、ショートによる過
大消費電力を回避することができる。

【００１４】請求項４の発明によると、積分値が第２の
所定値に到達した時点で異常判定が行われ、放電灯への
電力供給が停止されるため、放電灯のオープン時に異常
検出手段の入力側のレベルが低下して異常検出手段が異
常を検出できなくなる事態の発生が考えられるが、積分
値が第２の所定値に到達した後も積分値の積分割合が増
大するため、異常判定手段から異常判定信号を継続して
出力させることが可能となる。

【００１５】

【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。

【００１６】図１は、一実施形態の異常検出回路を含む
放電灯点灯装置の回路構成図を示している。

【００１７】図１において、１はバッテリ、２は電源ス
イッチ、３は放電灯、１０はＰＷＭ（パルス幅変調回
路）、２０はＤＣ／ＤＣコンバータ、３０は高電圧パル
ス発生回路、４０はインバータ、５０は電力制御回路、
６０は定電圧回路、１００は異常検出回路をそれぞれ表
している。

【００１８】ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、電源スイッ
チ２がオンすると動作を開始し、パワーＭＯＳトランジ
スタ２１をＰＷＭ１０によってスイッチング動作させる
ことにより、トランス２２の２次側に交流電力を発生さ
せ、この交流電力をダイオード２３およびコンデンサ２
４によって整流および平滑化してインバータ４０に直流
電圧を印加するよう構成されている。

【００１９】高電圧パルス発生回路３０は、放電灯３の
始動時および安定点灯時の立ち消え時に高電圧パルスを
放電灯３に印加して点灯開始および再点灯させるもので
ある。

【００２０】インバータ４０は、ブリッジ制御回路４
６、４７によってスイッチング動作されるフルブリッジ
接続されたＭＯＳトランジスタ４１〜４４からなり、直
流を交流に変換して放電灯３に印加するよう構成されて
いる。

【００２１】電力制御回路５０は、コンデンサ２４によ
って検出される放電灯３の端子電圧Ｖ_L と、電流検出抵
抗４５によって検出される放電電流Ｉ_L とを入力し、放
電灯端子電圧Ｖ_L および放電電流Ｉ_L に基づいて放電灯
３への供給電力を制御すべくＰＷＭ１０を制御するもの
である。

【００２２】定電圧回路６０は、電源スイッチ２がオン
するとバッテリ１の電圧を定電圧化し、この定電圧Ｖｃ
ｃを異常検出回路１００に印加するものである。

【００２３】異常検出回路１００は、コンデンサ２４に
よって検出される放電灯３の端子電圧Ｖ_L に基づいて放
電灯３が異常かどうかを判定し、異常判定をした場合に
放電灯３への電力供給を停止すべくＰＷＭ１０を制御す
るものである。

【００２４】具体的には、異常検出回路１００は、放電
灯３の端子電圧Ｖ_L を分圧し、その分圧電圧Ｖ_L1をコン
パレータ１３１の正側入力端子およびコンパレータ１３
２の負側入力端子にそれぞれ入力させる分圧抵抗１１
９、１３３を備える。コンパレータ１３１の負側入力端
子側およびコンパレータ１３２の正側入力端子側には、
それぞれ第１の基準電圧Ｖ_S1および第２の基準電圧Ｖ_S2
（＜第１の基準電圧Ｖ_S1）を入力すべく定電圧回路６０
による定電圧Ｖｃｃを分圧する分圧抵抗１１６〜１１８
が接続されている。ここで、第１の基準電圧Ｖ_S1は、放
電灯３の開放電圧を分圧抵抗１１９、１３３によって分
圧した電圧値よりも小さな値に設定され、一方、第２の
基準電圧Ｖ_S2は、放電灯３のショート電圧を分圧抵抗１
１９、１３３によって分圧した電圧値よりも大きな値に
設定されており、コンパレータ１３１は、放電灯のオー
プン時にＨｉレベルを出力し、一方、コンパレータ１３
２は、放電灯３のショート時にＨｉレベルを出力するよ
う構成されている。

【００２５】また、定電圧回路Ｖｃｃの出力端子間に
は、抵抗１０７とコンデンサ１２１の直列回路が接続さ
れている。コンデンサ１２１には、トランジスタ１２３
と上記抵抗１０７の抵抗値とほぼ等しい抵抗値をもつ抵
抗１０８との直列回路が並列に接続されている。このト
ランジスタ１２３は、コンパレータ１３１の出力に従っ
てスイッチング動作をするトランジスタ１２４の動作に
従ってスイッチング動作をするものである。

【００２６】抵抗１０７には、コンデンサ１２１の充電
時定数を変化させるために、トランジスタ１２６と抵抗
１１０とからなる直列回路が並列に接続されている。こ
のトランジスタ１２６は、トランジスタ１２５のスイッ
チング動作およびトランジスタ１２７のスイッチング動
作に従ってスイッチング動作をするものである。ここ
で、トランジスタ１２５は、後述するコンパレータ１２
９の出力に従ってスイッチング動作をするものであり、
一方、トランジスタ１２７は、後述するコンパレータ１
３０の出力に従ってスイッチング動作をするトランジス
タ１２８のスイッチング動作とコンパレータ１３２の出
力とに従ってスイッチング動作をするものである。

【００２７】コンデンサ１２１の正側電極には、コンパ
レータ１２９の正側入力端子およびコンパレータ１３０
の負側入力端子がそれぞれ接続されている。コンパレー
タ１２９の負側入力端子側およびコンパレータ１３０の
正側入力端子側には、それぞれ第３の基準電圧Ｖ_S3（本
発明にいう第２の所定値に対応する。）および第４の基
準電圧Ｖ_S4（本発明にいう第１の所定値に対応し、第３
の基準電圧Ｖ_S3よりも小さい。）を入力すべく定電圧回
路６０による定電圧Ｖｃｃを分圧する分圧抵抗１０４〜
１０６が接続されている。コンパレータ１２９の出力端
子には、ＰＷＭ１０が接続されている。なお、符号１０
１〜１０３、１０９、１１１〜１１５はそれぞれ抵抗、
１２０はダイオードを表している。

【００２８】次に、上記のように構成された放電灯点灯
装置の動作例を、放電灯の異常モードおよび異常発生時
点により場合分けをして説明する。

【００２９】放電灯の安定点灯時に放電灯がオープン
になった場合（図２）電源スイッチ２が時点ｔ₀ で投入されると、ＰＷＭ１０
が動作を開始し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０のパワーＭ
ＯＳトランジスタ２１が駆動され、トランス２２の２次
側に交流電力が発生する。この交流電力はダイオード２
３およびコンデンサ２４で整流および平滑化されてイン
バータ４０に供給される。インバータ４０では、このコ
ンデンサ２４の数百ボルトの直流電圧（開放電圧）Ｖ_L
を交流に変換して放電灯３に印加する。そして、高電圧
パルス発生回路３０から高電圧パルスが発生すると、放
電灯３は放電を開始する。電力制御回路５０は電流検出
抵抗４５の出力信号（放電電流）Ｉ_L およびコンデンサ
２４の端子電圧（放電灯３の端子電圧）Ｖ_L に基づいて
放電灯３に印加すべき電力を演算し、ＰＷＭ１０を制御
する。

【００３０】また、電源スイッチ２の投入により定電圧
回路６０は定電圧Ｖｃｃを発生し、異常検出回路１００
に定電圧Ｖｃｃを印加する。

【００３１】異常検出回路１００においては、電源投入
時には、コンデンサ１２１が充電されていないため、コ
ンパレータ１２９の出力はＬｏレベルであり、異常判定
信号がＰＷＭ１０に出力されない。また、電源投入時に
は、コンパレータ１２９の出力がＬｏレベルであること
からトランジスタ１２５がオフしているとともに、コン
パレータ１３０の出力がＨｉレベルであることからトラ
ンジスタ１２８がオン、トランジスタ１２７がオフして
おり、このため、トランジスタ１２６はオフしている。
このため、抵抗１０７による比較的大きな充電時定数で
コンデンサ１２１が充電されてゆく。

【００３２】その後、コンデンサ２４の端子電圧Ｖ_L が
数百ボルトの開放電圧まで上昇し、高電圧パルス発生回
路３０から高電圧パルスが発生すると、放電灯３が点灯
を開始し、放電灯３の放電によりコンデンサ２４の端子
電圧Ｖ_L が瞬時に低下するようになる。この時点では、
依然としてコンデンサ１２１の充電電圧Ｖｃがコンパレ
ータ１３０の第４の基準電圧Ｖ_S4よりも小さいため、コ
ンパレータ１２９の出力はＬｏレベルであり、異常判定
信号がＰＷＭ１０に出力されない。また、この時点で
は、上記のようにコンパレータ１２９の出力がＬｏレベ
ルであるため、依然としてトランジスタ１２８はオン、
トランジスタ１２６はオフしており、また、コンパレー
タ１３１の出力はＬｏレベルに反転するためトランジス
タ１２４はオフ、トランジスタ１２３はオンにスイッチ
ング動作する。したがって、放電灯３が点灯を開始した
時点からは、コンデンサ１２１は、抵抗１０７と１０８
による比較的大きな充電時定数で定電圧Ｖｃｃの１／２
の電圧値すなわち１／２Ｖｃｃ（第３の所定値）に向か
って充電されてゆく。

【００３３】その後、時点ｔ₁ で、コンデンサ１２１の
充電電圧Ｖｃが第４の基準電圧Ｖ_S4まで上昇すると、コ
ンパレータ１３０の出力はＬｏレベルに反転し、トラン
ジスタ１２８はオフにスイッチング動作する。しかし、
この時点におけるコンパレータ１３２の出力は、放電灯
３が安定点灯状態にあるためＬｏレベルにあり、このた
め、依然としてトランジスタ１２７はオフ、トランジス
タ１２６はオフしている。したがって、コンデンサ１２
１の充電電圧Ｖｃが第４の基準電圧Ｖ_S4まで上昇した後
も、コンデンサ１２１は抵抗１０７と１０８による比較
的大きな充電時定数で１／２Ｖｃｃに向かって充電され
てゆく。

【００３４】その後、コンデンサ１２１の充電電圧Ｖｃ
が１／２Ｖｃｃまで上昇すると、コンデンサ１２１は充
電を停止し、コンデンサ１２１の充電電圧Ｖｃは１／２
Ｖｃｃに保持される。

【００３５】その後、時点ｔ₂ で、放電灯３に異常が発
生し、コンデンサ２４の端子電圧Ｖ _L が開放電圧に上昇
すると、コンパレータ１３１の出力はＨｉレベルに反転
する。このため、トランジスタ１２４はオン、トランジ
スタ１２３はオフにスイッチング動作し、コンデンサ１
２１は抵抗１０７による充電時定数で定電圧Ｖｃｃに向
かって充電されてゆく。

【００３６】その後、時点ｔ₃ で、コンデンサ１２１の
充電電圧Ｖｃが第３の基準電圧Ｖ_S3まで上昇すると、コ
ンパレータ１２９の出力はＨｉレベルに反転する。すな
わち、異常判定信号がＰＷＭ１０に出力されるようにな
る。ＰＷＭ１０では、この異常判定信号を入力すると、
パワーＭＯＳトランジスタ２１をオフ状態に保持し、放
電灯３への電力供給を停止する。

【００３７】また、上記のようにコンパレータ１２９の
出力がＨｉレベルに反転すると、トランジスタ１２５が
オン、トランジスタ１２６がオンにスイッチング動作
し、コンデンサ１２１は抵抗１０７と１１０による極め
て小さな充電時定数で定電圧Ｖｃｃまで急速に充電され
る。これにより、放電灯３への電力供給停止によりコン
デンサ２４の端子電圧Ｖ_L が低下し、コンパレータ１３
１の出力がＬｏレベルに反転し、トランジスタ１２３が
オンしてコンデンサ１２１の放電路が形成されても、コ
ンデンサ１２１の端子電圧Ｖｃをほぼ定電圧Ｖｃｃに保
持できるため、コンパレータ１２９の出力をＨｉレベル
に保持、すなわち、コンパレータ１２９から異常判定信
号を出力し続けることができる。

【００３８】このように、電源投入時点ｔ₀ からオープ
ン発生時点ｔ₂ までの期間Ｔ₁ において、放電開始直前
にコンデンサ２４の端子電圧Ｖ_L が放電灯オープン時と
同様な開放電圧まで上昇することによっては異常判定信
号が出力されることはなく、また、放電開始直後にコン
デンサ２４の端子電圧Ｖ_L が放電灯ショート時に比較的
近似した小さな電圧まで降下することによっては異常判
定信号が出力されることがないため、誤った異常判定を
行うことを防止できる。

【００３９】また、機械的衝撃などによって安定点灯時
に放電灯３が一時的に立ち消えることがあるが、時点ｔ
₂ で放電灯３のオープンが発生しても瞬時に異常判定信
号を出力せず、異常判定信号出力のための猶予期間Ｔ₂
を設けているため、コンデンサ２４の端子電圧Ｖ_L およ
び高電圧パルス発生回路３０の高電圧パルスにより放電
灯３の再点灯を促すことができる。

【００４０】放電灯の安定点灯時に放電灯がショート
した場合（図３）放電灯３の安定点灯時に、時点ｔ₂ で放電灯３がショー
トすると、コンデンサ２４の端子電圧Ｖ_L が極めて小さ
くなるためコンパレータ１３２の出力はＨｉレベルに反
転するようになる。このため、トランジスタ１２８がオ
フ状態に維持されていることもあって、トランジスタ１
２７はオン、トランジスタ１２６はオンにスイッチング
動作し、コンデンサ１２１は抵抗１０７と１１０による
極めて小さな充電時定数で定電圧Ｖｃｃまで急速に充電
される。この充電時に、時点ｔ₂に極めて近い時点ｔ₃
でコンデンサ１２１の端子電圧Ｖｃが第３の基準電圧Ｖ
_S3まで上昇すると、コンパレータ１２９の出力はＨｉレ
ベルに反転し、異常判定信号がＰＷＭ１０に出力される
ようになる。この異常判定信号出力後は、上述した放電
灯オープン時と同様の動作をし、放電灯３への電力供給
停止を確実に継続できる。

【００４１】このように、放電灯ショート時には、瞬時
に異常判定信号がＰＷＭ１０に出力されるようになるた
め、ショート発生による過大電力消費を回避することが
できる。

【００４２】なお、図示を省略したが、電源投入時に既
に放電灯３がオープンになっている場合には、コンデン
サ２４の端子電圧Ｖ_L は開放電圧に保持されるため、コ
ンパレータ１３１の出力はＨｉレベルに保持され、トラ
ンジスタ１２４はオン状態、トランジスタ１２３はオフ
状態に保持され、コンデンサ１２１は抵抗１０７による
充電時定数で定電圧Ｖｃｃに向かって充電されるように
なる。そして、コンデンサ１２１の充電電圧Ｖｃが第３
の基準電圧Ｖ_S3まで上昇した時点で、コンパレータ１２
９から異常判定信号が出力され、放電灯３への電力供給
が停止される。

【００４３】また、同じく図示を省略したが、電源投入
時に既に放電灯３がショートしている場合には、コンデ
ンサ２４の端子電圧Ｖ_L は極めて小さな電圧に保持され
るため、コンパレータ１３２の出力はＨｉレベルに保持
される。このため、図３図示時点ｔ₁ でコンパレータ１
３０の出力がＬｏレベルに反転してトランジスタ１２８
がオフにスイッチング動作すると、トランジスタ１２７
はオン、トランジスタ１２６はオンにスイッチング動作
し、コンデンサ１２１は抵抗１０７と１１０による極め
て小さな充電時定数で急速に定電圧Ｖｃｃに向かって充
電されてゆき、コンデンサ１２１の充電電圧Ｖｃが第３
の基準電圧Ｖ_S3まで上昇した時点で、コンパレータ１２
９から異常判定信号が出力され、放電灯３への電力供給
が停止される。

【００４４】なお、上述した実施形態では、積分手段と
してコンデンサを使用して時間積分をするようにした
が、その代替として、カウンタを用いてパルスをカウン
トするようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態である異常検出回路を含む放電灯点
灯装置の回路構成図

【図２】その動作例を示す波形図

【図３】他の動作例を示す波形図

【符号の説明】

１バッテリ（電源）２電源スイッチ３放電灯１００異常検出回路１３１、１３２異常検出手段の要部を構成するコン
パレータ１２９異常判定手段の要部を構成するコンパレータ１２１コンデンサ（積分手段）１１０、１２６積分割合増大手段の要部を構成する
抵抗、トランジスタＶｃ積分値Ｖ_S3 第３の基準電圧（第２の所定値）Ｖ_S4 第４の基準電圧（第１の所定値）１／２Ｖｃｃ第３の所定値

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放電灯点灯装置の異常を検出する異常検
出手段と、電源が投入されると積分動作を開始し、積分値が少なく
とも第１の所定値に到達するまでの期間、積分動作を継
続して行うとともに、前記異常検出手段から異常検出信
号が入力されると、積分動作を再開または続行する積分
手段と、前記積分手段の積分値が前記第１の所定値に到達するま
での間、異常判定信号の出力を猶予するとともに、前記
積分手段の積分値が前記第１の所定値よりも大きな第２
の所定値に到達すると、異常判定信号を出力する異常判
定手段とを備えることを特徴とする放電灯点灯装置にお
ける異常検出回路。
【請求項２】放電灯点灯装置の異常を検出する異常検
出手段と、電源が投入されると積分動作を開始し、積分値が少なく
とも第１の所定値に到達するまでの期間、積分動作を継
続して行うとともに、前記積分値が前記第１の所定値に
到達した後、前記異常検出手段から異常検出信号が入力
されないときには積分値を前記第１の所定値よりも大き
な第３の所定値に保持し、一方、前記異常検出手段から
異常検出信号が入力されると、積分動作を再開または続
行する積分手段と、前記積分手段の積分値が前記第１の所定値に到達するま
での間、異常判定信号の出力を猶予するとともに、前記
積分手段の積分値が前記第３の所定値よりも大きな第２
の所定値に到達すると、異常判定信号を出力する異常判
定手段とを備えることを特徴とする放電灯点灯装置にお
ける異常検出回路。
【請求項３】前記積分手段は、前記第１の所定値から
前記第２の所定値に到達するまでの積分割合が異常モー
ドによって異なる、積分動作を行うことを特徴とする請
求項１または２に記載の放電灯点灯装置における異常検
出回路。
【請求項４】前記積分手段の積分値が前記第２の所定
値に到達した時点で、前記積分手段の積分動作における
積分割合をさらに増大させる積分割合増大手段を備える
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の
放電灯点灯装置における異常検出回路。