JPH04123942A - 車輌用前照灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明のＩＩ的］ （産業上の利用分野） この発明は、放電灯を利用した申輛用照明４Ｉに関する
。

（従来の技術） 従来の放電灯を利用した自動ｔｌｊ用ヘッドランプと［
、では、例えば特開昭６２−１９８０４６号公報に記載
されたようなものがある。

すなわち、この自動車用ヘットランプは、放電可能な一
対の電極及び放電時に蒸気となり発光する物質とを有す
る放ｆ（、灯かランプハウジング内に設けられ、このラ
ンプハウジンクの前面に光学用レンスが、後面にリフレ
クタがそれぞれ設けられた構造となっている。そして、
放電灯の発光量、発光物質である金属蒸気か高いエネル
ギ状態に励起され、再び低いエネルギ状態に戻る際に放
出される光の集合である。従って、白熱ランプあるいは
ハロゲンランプを使用した自動ｉｌｊ用ヘッドランプに
比べて同一消費電力てより人きな光をｉすることかでき
るため、高効率のランプを得ることができる。

（発明か解決しようとする課題） （７かしながら、このような放電す１を利用した自動車
用ヘッドランプでは光度値か安定するには、発光金属原
ｒまたは分子が放電灯内で十分に蒸発している必要かあ
る一方、発光金属の蒸発度合は放電灯内の温度に依存す
る。このため放電灯内が冷えた状態で点灯スイッチを操
イ′１しても、規定の光度値に達するまで時間を要する
ものてあり、ビム切換え点灯等の場合に、点灯操作後、
速かに規定の光度値か得られない恐れかあった。

これに対し、発光物となる金属中に比較的蒸発時間の速
い金属、例えば水銀等を混入しておき、点灯初期は蒸発
時間の速い金属の発光によって所定光量を得、その後蒸
発時間の長い金属の発光によって大光量を得るようにし
たものもある。

しかしながら、このような放電灯を用いたヘッドランプ
にあっては、点灯初期の発光スペクトルと安定時の発光
スペクトルの分布が異なるため、放電灯をメインビーム
（Ｈｉビーム）とデイマビーム（Ｌｏビーム）の両方に
使用した場合、ビ１４切換時にメインビー１２は安定時
の発光スペクトル、ディマービームは初期の発光スペク
トルとなる等、色味の変化か大きく視覚的に違和感を感
（７るという問題かあった。

また、放電灯を制御するための臂圧電源回路、放電開始
回路、電流制御回路等が必要てあっ−０人型化、重量増
を招き、１−かもこれら回路を月見近傍に配置する必要
があるため、エンジンルーツ、内へ配置ぜさるを得ず、
車載レイアウトか困難になる恐れかあった。

これに対し、信頼性を高めるためには、これら回路に各
種の耐水、耐熱あるいは耐振構造を採る必要があり、例
えば４灯式ヘッドランプシスデムを構成する場合に、回
路か大型化し、しかも重量が重くなるため車載か困難に
なるという問題点かあった。

そこでこの発明は、放電灯を用いながらビーム］刀換時
の硯覚的違和感を抑制し、しかも小型、軽量化を図るこ
とができる４月式ヘッドランプシステムの車輌用前照灯
の提供をＩＩ的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） １　＝’、ｅ、　ｌ−１的を達成するためにこの発明は
、メインビームとディマービームとを−４１と【７てな
る４す、１式の前１１、（（すＪにおいて、メインビー
ム・を白熱すＪ１ディマービームを放電灯により構成し
、前記メインビーム点灯時にはディマービームを同時点
灯させる手段を設ける構成とした。

また、前記メインビーム点＋Ｊ時にはデイマービムの光
量を低減させるようにし７た。

（作用） 上記構成によれば、ディマービームのみを放電灯で構成
したため、４月式ヘッドランプシステム回路のザイスお
よび重量を小型、軽量化することがてき巾載配置か答易
になる。

また、メインビーム点灯時にはディマービームも同時点
灯さぜるようにしたため、メインビームからディマービ
ームへの切換時、または、デイマビームからメインビー
ムへの＋２Ｊ換時において、ディマービームの放電ｔＪ
は安定状態で使用できるから、色味変化の発生か抑制さ
れ、違和感を感しることかなくなる。

メインビーム点灯時にディマービームの光量を低減させ
る（Ｍ成ては、ディマービーム時に放電灯の効用である
白色光および大光量を得ることかでき、メインビーム時
には放電灯の光量を低減させることにより白色光を損な
うことなく所定の配色パターンおよび光量値を満足させ
ることができる。

（実施例） 以ド、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、この発明の一実施例に係る車輌用前照灯の回
路構成図を示すものである。

この前照灯は、左側の前照ｊ：Ｊ’　１　ａと右側の前
照ｔＪ’　１　ｂとて構成され、左側の前照灯１ａは白
熱灯（ハロゲン灯を含む）３ａと放電灯５ａとからなり
、右側の前照月１ｂは白熱灯（ハロゲン灯を含む）３ｂ
と放電灯５ｂとからなっている。白熱灯３ａ、３ｂはメ
インビーム（Ｈｉビーム）を構成し、放電灯５ａ、５ｂ
はディマービーム（Ｌ　ｏビム）を構成する。

左側の白熱灯３ａと右側の白熱灯３ｂとの」−流にはそ
れぞれ電力（１（給の断続を行なう白熱幻点灼リＩノー
７．９が設けられている。

左側の放電灯５ａは左側放電？Ｊ制御回路１１によって
制御され、右側の放電灯５ｂは右側放電灯制御回路１３
によ−）で制御されるようになっ−Ｃいる。また、左側
放電灯制御回路１１と右側Ｊｊｋ電灼制御回路１３との
上流にはｈ（電ｔｌリレー１５，１７が設置ｊられてい
る。

１１；ｊ記白プ」１月点す］す【ノー７と放屯ＪＪ点月
リレー　１５とは電源ヒユーズ１（）を介［２て電力Ｊ
＋ｉｉとなるハツチリン′３に接続されている。また、
白熱月点り１ル−９と放電す」点すＪす１ノー１７とは
電源ヒヨス２１を介してバッテリ２３に接続されている
。

さらに、白熱句点Ｊｌリレー７　（ンのそ才りそれの励
磁コイルにはメイン点灯スイッチ２５か接続され、ｂ（
電ｔＪ点月リレー１５．１７のそれぞれの励磁コイルに
はデイマー点月スイッチ２７か接続されている。

メイン点灯スイッチ２Ｉ′：）の操作によって白熱月−
，３ａ　、　　３　＋）および放電灯５ａ、５ｂの点灼
か同時に行われ、デ、イマー点す］スイッチ２７の１・
’４４’＋によって放電灯５ａ、５ｂの放電点灼か行わ
れる。

前記左側放電制御回路１１と右側放電ヅ、Ｊ制御回路１
３とは同一構成になっており、左側放電すＪ制御回路１
１について更に説明する。

この左側放電Ｊｌ制御回路］１は、Ｉ）　Ｃ／　Ｉ）　
Ｃコンバータ２９．放電灯電流制御回路３１ＦＥＴドラ
イブ回路′３３．チョッピング用Ｆ　Ｅ　Ｔ　３　’５
カップリンクコンデンーサー３７．Ｌ−Ｃ共振回路３つ
および出力電圧検出コンデンサ４１を（ｆｌ：ｉえてい
る。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２９および放電灯電流制御回路３
１は制御回路用電源部４３を介（２て放電句点ｕ：Ｊリ
レー］５のリレー接点に接続されている。

１）　Ｃ／　Ｄ　Ｃコンバータ２つはバッテリ２１−３
からの電圧を所定電圧（例えば２０　（ｌ　Ｖ〜４　Ｆ
］　（、）　Ｖ　）にｈ１圧させるものでＤＣ／ＤＣ制
御回路４５．ＦＥＴ／１７．トランス４９．電流゛１シ
滑用二１イル５］電圧甲滑川コンデンザ５′３および出
力電圧検出抵抗５’５．５７を備えている。前記Ｄ　Ｃ
／　Ｉ）　Ｃ制御回路４５は出力電圧が一定になるよう
に出力トランジスタのデユーティ比を制御するもので前
６６　ＦＥＴ４７を制御する。

ＦＥＴＦライブ回路３−３の２つのトランジスタ３　’
３　ａ、　　３３ｂは放電ｒｆｔｌＪ、流制御回路′３
］がら設定周波数の人力を受は−Ｃ交ＩＴ、　１．：Ｏ
Ｎ　、　　ＯＦ　ｉ’、’するようになっている。

前記左側放電灯制御回路１１には、左側の白熱灯３ａの
メインビーム点＜Ｊ信号が人力されるようになっている
。この点灯信号はＨｉビーム信号人力フィルタ回路５９
に人力される。

Ｌ−Ｃ共振回路３つはインダクタンスＩ−０、静電容量
ＣＯとなっており、出力電圧検出コンデンサ４１はその
容量ＣＯかＣｏよりも十分大きなものとなっている（例
えば１００〜１００　（、）倍）。

前記左側の放電灯５ａの検出電圧は、前記ｈ（電ｔＪ電
流制御回路３１に入ツノされるようになっている。

つぎに、上記一実施例の作用について説明する。

以トの説明において、）、右の前照＃ｊ’１ａ　　１ｂ
についてそのｎ用は同しであるため、ノ、の前［■（（
灼１ａについて説明する。

ます、放電制御の基本動作について説明する。

放７′Ｔｔ幻電流制御回路３１によって変換周波数ｆが
設定される。これによってＦ　Ｅ　Ｔドライブ回路３′
３．チョッピング用Ｆ　Ｅ　’Ｔ”　’３５およびカッ
プリンクコンデンサ３７を介してＤＣ／ＤＣコンバタ２
０からの電圧が周波数ＦてＬ−Ｃ共振回路′３く〕に（
（１、給される。

このＬ　−Ｃ共振回路３つは第２図で示すように］ 従って、放電灯電流制御回路３１がｆ＝Ｆｏに設定する
と、Ｌ−Ｃ共振回路′３１のコンデンサＣＯの両端には
電源やＬｏ、Ｃｒ３の内部抵抗う）で決定される非、、
＋ｉｊ、に、＋７．イ電ルＶＯ（例えば、”＞　Ｋ　Ｖ
　−２０■ぐＶ）か発生ずる。

力、放電ＪＪ’　”５　ａの絶縁破壊電圧は内部圧力に
よって変化はあるもののＶｏより低く！よっている。

］０ また、ｂ（型切５８か絶縁状聾にある場合、族７１３月
５ａの両端電圧は、Ｊｌｊ振回路′３０のコンテンツ゛
（Ｃｏ）の両端電圧にほぼ等〔２くな−）ている。

従−）　７　、、ｆ　−Ｆ　Ｏの設定により、放電ヅ、
Ｊ’５ａはただちに絶縁破壊を起こし、火花放電を起こ
す。

この火７し放電時は放電Ｊ：Ｊ”ｉ　ａの内部か全路破
壊を起こし２ているため、−瞬の短絡状態となりＩｌ（
電す１５ａの両端電圧は−Ｔ、に低ドするか、同時に熱
電ｆか陰極から自励放（申されるア−りＩｊ＜４電へと
移ｆｉしていく。

アーク放′屯か開始されると、放電灯電流制御装置′−
３１はｆの制御によっ−Ｃ端ｒ間電Ｉ＋を制御し放電電
流を制御するか、やか−ｒ、ｂ’！電月型切内の’１Ｍ
度か上ｙ１１シフ、金属か十分蒸発すると放電路の抵抗
が増し７、第３図の径路Ａで小ずように、電流値か所定
値１１Ｎ１１に落Ｎ　＜。また、アーク放電は、Ｖ＝に
１　　　＋　　　　　　　　　　　（Ａｙ　　ｒ　　ｔ
　　ｏｎ　　式）で表わされる負特性を（ｆするため、
ｆを制御（７て端子間電圧を高くすると、第３図の径路
Ｂのようにアーク放電電流は小さくなる。

そして、放電灯５ａの発光量は電流値に依存し電流が絞
り込まれると、放電灯５ａの光度値も非常に小さくなる
。

つきに、第４図のフローチャートに基づいて更に説明す
る。

まず、ステップＳ〕て暖機完了フラグｌ（Ｆ　Ｌ　Ｇお
よび火花放電完了フラグ５ＦＬＧをクリア（−〔〕）す
る。

つぎに、ステップＳ２て暖機完了フラグＨＦ　ＬＧ＝１
か否かの判断か行われる。この場合、ステップＳ１で暖
機完了フラグはクリア（Ｉ（Ｆ　Ｌ　Ｇ　＝０）されて
いるから、放電灯５ａ管内の暖機は完ｒしていないと判
断されステップＳ３へ移行する。

ステップＳ３では火花放電完了フラグ５ＦＬＧ−１か否
かの判断か行われる。この場合、ステップＳ１て火花放
電完了フラグはクリア（ＳＦＬＧ−Ｏ）されているから
、火花放電が完了していないと判断され、スパーク制御
か行なわれる（ステツブＳ４）。

このステップＳ４ではスパーク制御が第５図に示すよう
に実行される。

まず、ステップＳ２１で放電灯電流制御装置３１の発振
周波数ｆを、ｆ＝Ｆｏと高く設定しく第３図）、同時に
出力電圧検出コンデンサ４１の電圧を読み込む。ここて
火花放電が開始され、放電灯５ａの電極間が全路破壊を
起こすと一気に電圧か下がる。このため、予め定めた電
圧値Ｖｏによってこれを判断しくステップ５２２）、火
花放電完了フラグＳ　Ｆ　１．、　Ｇ　＝　１を立てる
（ステップ８２３）。

そして再度ステップＳ２を経て、火花放電完了フラグは
すてに５ＦＬＧ＝１となっているので、ステップＳ３で
ＹＥＳの判断がなされ、ステップＳ５において、管内冷
機時局波数Ｆ＝Ｆ１ＮＩ丁が設定される。Ｆ　＝　Ｆ　
ＩＮ＋□に設定された場合、第３図に示す径路Ａ上の電
圧、電流が流れる。

ここで、放電灯５ａの管内暖機が不十分な状態では比較
的大きな初期電流Ｔｏ（≧Ｉ　ｔＮＩＴ）が流れる。こ
の電流Ｉｏは非常に大きく、例えば２Ａ〜３Ａのため、
管内温度は急上昇し発光金属の蒸発が促進される。金属
の蒸発が進むと放電灯５ａのバルブ端子間抵抗が増し、
同時に電流か減少する。そして、急速暖機制御により、
数秒後には安定した電流集束値１１ＮＩＴとなり（第３
図参照）。ｌ≦ＩＩＮＩＴすなわち、Ｖ≧Ｖ　ＩＮＩ工
となって暖機完了フラグＨＦＬＧ＝１が立てられる（ス
テップＳ６．Ｓ７）。暖機完了フラグＨＦ　Ｌ　Ｇ　＝
　］となった後、再びステップＳ２を経てステップＳ８
へ移行する。

ステップＳ８ではメイン点灯スイッチ２５がＯＮされて
いるか否かが判別される。ここで、メイン点灯スイゾチ
２５がＯＮされていなければ、ステップＳ９において、
ｆ−ＦＤが設定され、放電灯５ａに端子間電圧ＶＤ、電
流■。が流れる（第３図参照）。このとき放電灯５ａの
管内はすでに暖機状部にあるため、端子間で消費される
電力の多くは発光に使われ、照度ＬＤの安定した光量が
得られる。

また、メイン点灯スイッチ２５がＯＮされると、白熱灯
３ａが点灯されると共に放電灯制御回路１１のＨ１ビー
ム信号人力フィルタ回路５９に点灯信号か入力される。

そして、ステップＳＩＯにおいて、ｆ　＝　Ｆ、が設定
され、放電灯５ａに端子間電圧ＶＭ、電流Ｉ２が流れる
（第３図参照）。このときの放電灯５ａの照度り、Ａは
、Ｌ、≦２ＬＤとなるように設定されている。

つぎに、第６図に示すメイン・デイマー切換えタイミン
グチャートにより更に説明する。

まず、ｔｌでデイマー点灯スイッチ２７がＯＮされると
、管内冷機時局波数ｆ　−Ｆ　ＩＮ＋１が設定され、放
電灯５ａの端子間に比較的大きな電流１゜（≧Ｉ　ＩＮ
＋□）が流れる。そして、急速暖機制御により数秒後の
ｔ２てはＩ　ＩＮ＋１となり管内暖機が完了する。

続いて、ｆ−Ｆ、が設定され放電灯５ａに端子間電圧■
。、電流Ｉ、が流れ、安定したディマービーム照度ＬＤ
が得られる。

つぎに、ｔ３でメイン点灯スイッチ２５がＯＮされると
、白熱灯３ａか点灯すると共にｆ＝ＦＭか設定され、放
電灯５ａの端子間電圧が■。からＶ　Ｍに増大する。同
時に電流かＩＯからＩ　Ｍに減少し、放電灯５ａのディ
マービーム照度がＬＤからし。に減少する。

つぎに、ｔ４てメイン点灯スイッチ２５がＯＦＦになる
と、白熱灯３ａか消灯すると共にｆ−Ｆｏが設定され、
放電灯５ａに端子間電圧■。、電流ＩＤが流れ１、ディ
マービーム照度ＬＤが得られる。

このように、メインビーム時には、前方近距離は放電灯
５ａにより照射し、遠距離は白熱灯３ａにより照射し、
その中間距離は放電灯５ａと白熱灯３ａとの重ね合せに
よって照射する。

また、メインビーム時は、放電灯５ａの光量を約１／２
以下に減少させているため、２灯の重ね合せにより法規
等で定められている配光パターンおよび光量値を越えな
い設計が可能となる。

さらに、ディマービームからメインビームへの切換時ま
たはメインビームからディマービームへの切換時には、
放電灯５ａは点灯保持されているため、第３図に示すよ
うに、管内温度が常にＨＯＴの状態に維持される。従っ
て、放電灯安定時の発光スペクトル分布も保持されてお
り、ビーム切換えによる色味の変化が発生しない。

［発明の効果］ 以上の説明より明らかなように、この発明の構成によれ
ば、放電灯を常に安定状態て使用することかでき、ビー
ム切換時における色味変化か抑制され、違和感かなくな
る。

また、放電灯はディマービームのみであるため放電灯を
用いた４灯式ヘッドランプシステムの車両用前照灯であ
りながら、小型、軽量化を図ることができ、車載が容易
になる。

メインビーム時に、ディマービームの光量を減少させる
場合には放電灯の効用である白色、大光量を得ることか
でき、メインビーム時は放電灯の白色を損うことなく所
定の配光パターンおよび光量値を満足させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る回路構成図、第２図
は共振回路の電圧周波数特性図、第３図は放電後のアー
ク電圧−電流特性図、第４図は放電灯制御フローチャー
１−　、第５図はスパーク制御フローチャート、第６図
はメイン、デイマー切換えタイミングチャートである。 ３ａ、３ｂ・・白熱灯（メインビーム）５ａ　　５ｂ・
・放電灯（ディマービーム）１１、．１３　・放電灯制
御回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）メインビームとディマービームとを一対としてな
   る４灯式の前照灯において、メインビームを白熱灯、デ
   ィマービームを放電灯により構成し、前記メインビーム
   の点灯時にはディマービームを同時点灯させる手段を設
   けたことを特徴とする車輌用前照灯
2. （２）請求項（１）記載の車輌用前照灯において、前記
   メインビーム点灯時にディマービームの光量を低減させ
   る手段を設けたことを特徴とする車輌用前照灯。