-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Technologie für eine Vorrichtung
und ein Verfahren zum Anschalten einer Entladungslampe, einschließlich eines
Autoscheinwerfers, mit verbesserten Hochfahrschwankungen im Lichtstrom.
-
1 ist ein Diagramm, das
ein Beispiel einer Schaltungsanordnung einer herkömmlichen Entladungslampenanschaltvorrichtung
zeigt (siehe beispielsweise Japanische Patentveröffentlichungsschrift Nr. 2003-338393).
Diese herkömmliche
Entladungslampenanschaltvorrichtung (im Folgenden auch einfach als
Anschaltvorrichtung bezeichnet) zeigt beispielhaft den Fall auf,
bei dem die Entladungslampen als ein Autoscheinwerfer verwendet werden
und mit einem Start- bzw. Anlaufstrom gestartet wird, der zum augenblicklichen
Anschalten ein Vielfaches höher
ist als der Nennstrom.
-
Die
herkömmliche
Anschaltvorrichtung weist einen Gleichstromwandler 2, einen
Gleichstrom/Wechselstrom-Wandler 3 und einen Anlauftransformator 4 auf.
Der Gleichstromwandler 2 verstärkt eine Gleichstromspannungseingabe
von einer Gleichstromleistungsquelle bzw. -stromquelle 1.
Der Gleichstrom/-Wechselstrom-Umwandler
bzw. Wechselrichter 3 wandelt die verstärkte Eingabe von einem Gleichstrom
in einen Wechselstrom um. Der Anlauftransformator 4 erzeugt
einen Hochspannungsanlaufpuls, um eine Entladungslampe 5 zu
veranlassen, zum Anschaltzeitpunkt ein Entladen zu beginnen. Eine
Lampenleistungssteuerschaltung 8 steuert das Verstärken des
Gleichstromwandlers 2 in Übereinstimmung mit Werten,
die von einer Lampenspannungserfas sungsschaltung 6 und
einer Lampenstromerfassungsschaltung 7 erfasst worden sind.
-
Es
ist zu beachten, dass die oben beschriebenen Schaltungen für ein Wechselstromanschalten gedacht
sind. Um die Entladungslampe 5 mit einem Gleichstrom anzuschalten,
wird der Wechselrichter 3 aus der Schaltungsanordnung herausgelassen.
-
Übrigens
enthält
die Gleichstromverstärkerschaltung
(Gleichstromwandler 2) eine Anschaltsteuerschaltung, welche
den Lampenstrom oder die Lampenleistung gemäß der Lampenspannung vom Beginn
bis zur Stabilisierung der Entladungslampe 5 steuert.
-
Im
Besonderen bestimmt die Anschaltsteuerschaltung den Einstellwert
der Lampenleistung durch eine Berechnung. Die Anschaltsteuerschaltung
steuert dann die Lampenleistung der Gleichstromverstärkerschaltung
auf der Grundlage eines Zufuhrausgabesteuerverfahrens, wie beispielsweise einer
Pulsweitenmodulation (PWM). Wie schon oben, wird die Anschaltsteuerschaltung
der Entladungslampenanschaltvorrichtung, die für Automobilbeleuchtungen gedacht
ist, mit einer PWM oder einer anderen Steuerschaltung ausgerüstet, welche
die Lampenspannung erfasst und eine Rückkopplungssteuerung durchführt, so
dass die Lampenleistung den vorbestimmten Einstellwert aufweist.
Dann erfasst bei dieser Entladungslampenanschaltvorrichtung die
Steuerschaltung zum Anschalten der Entladungslampe unmittelbar die
Lampenspannung und den Lampenstrom und führt eine Rückkopplungssteuerung auf der
Grundlage dieser Werte durch, wodurch die Lampenleistung von unmittelbar
nach der Inbetriebnahme bis zur Stabilisierung gesteuert wird.
-
Der
Grund, warum eine solche, wie oben beschriebene, Steuerung hier
durchgeführt
wird, wird weiter unten beschrieben. Gewöhnliche Entladungslampen, einschließlich einer
Quecksilberlampe, brauchen lange, um eine ausreichende Helligkeit
zu erreichen. Um die Lampen früher
zum Leuchten zu bringen, müssen
Lampenströme
für ein
schnelles Hochfahren in der anfängli chen
Phase des Anschaltens erhöht
werden. Folglich müssen
die Lampenströme bei
der anfänglichen
Phase des Anschaltens auf die Nennströme vermindert werden, wenn
die Entladungslampen heller werden. Hier, bei der anfänglichen
Anschaltphase, weisen die Entladungslampen die Eigenschaft auf,
dass die Lampenspannungen unmittelbar nach einem Kaltstart so niedrig
wie ca. 20 Volt liegen und der Lampenfluss so niedrig wie ca. 10 %
bis 20 % liegt, und zwar im Vergleich mit denen zu stabilen Zeiten.
-
Im
Allgemeinen erhöht
sich die Lampenspannung und, der Lampenfluss der Entladungslampen,
wenn sich ihre Lampenröhrentemperaturen
erhöhen.
Um eine benötigte
Beleuchtungsintensität schnell
zu erreichen, werden Entladungslampen mehrere Male sogenannten Aufwärmströmen unterworfen,
die ein Mehrfaches höher
sind als ihre Nennströme,
während
die Lampenspannungen mittelbar nach dem Hochfahren immer noch niedrig
sind.
-
Aufgrund
dieser Aufwärmströme erhöht sich die
Röhrentemperatur
der Entladungslampen schnell. Die Entladungslampen steigen entsprechend
stark in den Werten sowohl der Lampenspannung als auch des Lampen(licht)flusses.
Bei diesem Anstieg des Lichtstroms zeigen die Lampenspannung und
der Lampenfluss fast die gleichen Neigungen nach oben, mit einem
geringen Zeitunterschied. Das bedeutet, dass dann, wenn die Lampenspannung
niedrig ist, der Fluss sich auch in einem niedrigen Zustand befindet.
Wenn ein maximaler Aufwärmstrom überschritten
worden ist, erhöht
sich die Lampenspannung, und der Lampenfluss erhöht sich allmählich ebenfalls.
Dann führt
die Anschaltsteuerschaltung eine Steuerung durch, um den Lampenstrom
stärker
zu vermindern als den Nennstrom zur Zeit des Aufwärmens, und
zwar auf den stabilen Nennwert in Übereinstimmung mit dem Anstieg
in den Werten der Lampenspannung und des Lampenflusses (Lampenstromverringerungssteuerung).
-
Nun
befinden sich im Hinblick auf Umweltbedenken in den vergangenen
Jahren sogenannte quecksilberfreie Hochintensitätsentladungs ("High Intensity Discharge;
HID)-Lampen in Entwicklung, welche in der Lage sind, zu leuchten,
ohne Quecksilber zu enthalten.
-
Nun
wird eine Beschreibung der Unterschiede zwischen den Anschaltsteuerungen
herkömmlicher
HID-Lampen und quecksilberfreier HID-Lampen gegeben.
-
2 ist ein Diagramm, das
ein Beispiel einer herkömmlichen
Leistungssteuerung an einer Quecksilber enthaltenden HID-Lampe zeigt.
Bei herkömmlichen
HID-Lampen beträgt
die Lampenspannung unmittelbar nach einem Hochfahren ca. 20 Volt, während die
Lampenspannung bis ca. auf 85 Volt zu stabilen Zeiten ansteigt.
Die Lampenspannungen unmittelbar nach einem Hochfahren und zu stabilen
Zeiten weisen daher einen Unterschied in ihren Werten auf. Bei herkömmlichen
HID-Lampen ist es daher einfach möglich, den Zustand der Lampenspannung zu
bestimmen; nämlich
unmittelbar nach dem Beginn des Anschaltens oder zu einer Stabilzeit,
sogar falls ein bestimmter Schwankungsbereich in der tatsächlichen
Lampenspannung berücksichtigt
wird: Es, ist daher möglich
gewesen, den Lampenstrom geeignet gemäß dem Zustand zu steuern.
-
Im
Gegensatz dazu zeigen quecksilberfreie HID-Lampen eine Lampenspannung
von ca. 25 Volt unmittelbar nach Hochfahren und von nur etwa 42 Volt
sogar zu stabilen Zeiten. Der Spannungsunterschied dazwischen ist
daher kleiner als bei den oben beschriebenen herkömmlichen
HID-Lampen. Außerdem
beträgt
der Schwankungsbereich der Lampenspannungen zu stabilen Zeiten bis
zu ca. ± 20
% in Bezug auf die Nennlampenspannung. Bei quecksilberfreien HID-Lampen
ist es daher schwierig, auf der Grundlage des Unterschieds in der
Lampenspannung zu bestimmen, in welchem Zustand sie sich befinden,
nämlich
unmittelbar nach dem Hochfahren oder in einer Stabilzeit.
-
Folglich
ist es schwierig gewesen, den Lampenstrom situationsgemäß zu steuern
und, durch Erweiterung, eine geeignete Aufwärmsteuerung bezüglich des
Hochfahrens des (Leucht)flusses durchzuführen, wenn quecksilberfreie
HID-Lampen einer herkömmlichen
Leistungssteuerung unterworfen werden.
-
Während übrigens
der Aufwärmstrom
an eine Entladungslampe wie oben beschrieben angelegt wird, erfasst
die Steuerschaltung die Lampenspannung, um eine Leistungssteuerung
von der Anlaufzeitleistung zur Leistung zu stabilen Zeiten durchzuführen. Typischerweise
wird diese Lampenspannung nicht direkt über die Lampe erfasst, an welche ein
Hochspannungspuls von ca. 20 kV zu Startzeiten angelegt wird, sondern
wird so erfasst, dass sie den Anlauftransformator zum Erzeugen des
Höchspannungspulses
umfasst, welcher in Reihe mit der Entladungslampe geschaltet ist.
Der Grund dafür
ist, dass es schwierig ist, eine Spannung von dem Punkt aus zu erfassen,
an dem der Startpuls angelegt wird. Daher kann die Induktivität des Anlauftransformators möglicherweise
einige Fehler erzeugen. Abhängig von
der Gleichstrom-Durchlasseigenschaft weisen die durch die Induktivität erzeugten
Impedanzfehler jedoch nur einen geringen Effekt auf, da die Entladungslampe
vom Typ zum unmittelbaren Starten typischerweise mittels einer Rechteckwelle
angeschaltet wird, welche eine niedrige Frequenz von mehreren 100
Hz aufweist.
-
Nichtsdestotrotz
zeigt die quecksiberfreie HID-Lampe einen Widerstand von 3 bis 5 Ω, welcher einen
Wicklungswiderstand, der sich aus dem Aufwärmstrom zur Anlaufzeit ergibt,
und einen Anschaltwiderstand des überbrückten Inverter-FETs in der vorhergehenden
Stufe (Wechselrichter 3) zusammenfasst. Dann benötigt die
quecksilberfreie HID-Lampe eine Lampenspannung von ca. 25 V unmittelbar
nach einem Hochfahren, wenn ein maximaler Anlaufstrom von ca. 3
A oder höher
ebenfalls angelegt werden muss. Bei Berücksichtigung des oben Gesagten
erzeugen die obigen Widerstände
Fehler von 9 bis 15 V zusätzlich
zur Lampenspannung. Unter diesen Umständen ist es schwierig gewesen,
die Lampenspannung während
der Aufwärmsteuerung der
quecksilberfreien HID-Lampe genau zu erfassen. Dies macht es schwierig,
die Anlaufzeitsteuerung bei quecksilberfreien HID-Lampen mittels
der Lampenspannung geeignet zu optimieren. Dies zeigt sich auch
durch die Tatsache, dass sich der Strom erhöht und sich die Fehler erhöhen, wenn
die Lampenspannung abnimmt. Zusätzlich
weist die quecksilberfreie HID-Lampe eine Lampenspannung zu stabilen
Zeiten von nur bis zu 42 V oder ungefähr der Hälfte derjenigen der Quecksilber
enthaltenden HID-Lampe auf.
-
Es
ist daher schwierig gewesen, zu bestimmen, in welchem Zustand sich
die quecksilberfreie HID-Lampe befindet, nämlich in der Anlaufzeit oder
in einer Stabilzeit, und zwar aufgrund der obigen Eigenschaften
als auch aufgrund der Tatsache, dass die Erfassungswerte der Lampenspannung
in den zwei Zuständen
einen geringen Unterschied aufweisen, falls die oben angemerkten
Widerstands-basierten Fehler in die Erfassungswerte der Lampenspannung einbezogen
werden. Es ist daher extrem schwierig gewesen, eine Lampensteuerung
an der quecksilberfreien HID-Lampe auf der Grundlage der Lampenspannung
zur Zeit des Startens der Lampe durchzuführen.
-
3 ist eine Auftragung, welche
eine Beispiel der an quecksilberfreien HID-Lampen erfassten Spannung
zeigt. In 3 beträgt die Lampenspannung
unmittelbar nach Hochfahren um die 25 V, mit Schwankungen von ca. ± 5 V von
Lampe zu Lampe. Aus dieser 3 kann
man erkennen, dass es extrem schwierig ist, eine geeignete Hochfahrsteuerung
durchzuführen,
wenn die Anlaufleistung gemäß der Lampenspannung,
wie oben angemerkt, gesteuert wird, und zwar teilweise aufgrund
der Erfassungsfehler der Lampenspannung.
-
4A und 4C sind
Diagramme, welche Beispiele der herkömmlichen Leistungssteuerung
einer quecksilberfreien HID-Lampe zeigen. Die 4A, 4B und 4C zeigen
die Fälle,
bei denen die Lampenspannung niedrig, durchschnittlich bzw. hoch
ist.
-
Allgemein
weist die Lampenspannung selbst dann, wenn eine quecksilberfreie
HID-Lampe einer Hochfahrsteuerung gemäß der Lampenspannung unterworfen
wird, einen Schwankungsbereich von ca. 10 V unmittelbar nach dem
Beginn einer Entladung auf. Davon abgesehen ist die Lampenspannung
zu stabilen Zeiten so niedrig wie 42 V. Nun wird angenommen, dass
die herkömmliche
Hochfahrsteuerung an die quecksilberfreie HID-Lampe ohne Berücksich tigung
der Schwankungen angelegt wird. Beispielsweise durchläuft die
Lampe aus 4A, welche eine Lampenspannung
von 20 Volt unmittelbar nach dem Hochfahren aufweist, einen maximalen Strom
für eine
relativ lange Dauer in Bezug auf die Lampe aus 4B,
welche eine Lampenspannung von 25 V unmittelbar nach dem Hochfahren
als eine Referenz aufweist. Auf der anderen Seite durchläuft die
Lampe aus 4C, welche eine Lampenspannung
von 30 V unmittelbar nach dem Hochfahren aufweist, einen maximalen
Strom für
eine relativ kurze Dauer. Falls die Hochfahrsteuerung daher an der quecksilberfreien
HID-Lampe ohne Berücksichtigung der
Schwankungen durchgeführt
wird, können
große Schwankungen
in den Hochfahreigenschaften des (Licht-)Flusses auftreten. Die
quecksilberfreie HID-Lampe weist daher das Problem auf, dass die Schwankungen,
falls sie vorhanden sind, sowohl ein übermäßiges Aufwärmen mit dem Ergebnis eines Überschießens des
Lichtstroms als auch ein ungenügendes
Aufwärmen
mit dem Ergebnis eines langsamen Hochfahrens ergeben können.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um das obige Problem zu
lösen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Technologie
zum Durchführen
einer Anschaltsteuerung an einer Entladungslampe durchzuführen, welche Hochfahrschwankungen
des Lampenflusses unter Berücksichtigung
von Schwankungen in der Lampenspannung unterdrücken kann.
-
Um
die obige Aufgabe zu lösen,
werden eine Entladungslampenanschaltvorrichtung und ein Entladungslampenanschaltverfahren
gemäß verschiedener
Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung wie folgt zusammengestellt:
-
(1)
Eine Entladungslampenanschaltvorrichtung kann umfassen:
eine
Lampenspannungserfassungsschaltung zum Erfassen einer Lampenspannung
einer Entladungslampe;
eine Lampenstromertassungsschaltung
zum Erfassen eines Lampenstroms der Entladungslampe; und
eine
Steuerschaltung zum Durchführen
einer Anlaufzeitsteuerung zum Anlegen eines Stroms oder einer Leistung,
die um ein Mehrfaches höher
ist als ein zugehöriger
Nennwert, um die Entladungslampe unmittelbar anzuschalten, als auch
eine Steuerung für
stabile Zeiten zum stabilen Betreiben der Entladungslampe bei einer
konstanten Nennleistung, und wobei
der Lampenstrom oder die
Lampenleistung von einer Anlaufzeit bis zu einer Stabilzeit gemäß einem
Spannungswert gesteuert wird, der von der Lampenspannungserfassungsschaltung
erfasst wird, und wobei die Hochfahrsteuerung auf die Steuerung
für eine stabile
Zeit abhängig
von einem Anstieg im Spannungswert umgeschaltet wird, der von der
Lampenspannungserfassungsschaltung von der Anlaufzeit bis zur Stabilzeit
erfasst wird und der abhängig
von einem Vergehen einer beliebigen Zeit ist.
-
Die
obige Entladungslampenanschaltvorrichtung kann ferner einen Zeitgeber
zum Bestinimen des Ablaufs der beliebigen Zeit umfassen, seit die Entladungslampe
angeschaltet worden ist. In diesem Fall kann der Zeitgeber unterschiedliche
Zeitkonstanten zum Laden bzw. Entladen aufweisen, wobei die Zeitkonstante
zum Laden größer ist
als die Zeitkonstante zum Entladen.
-
Bei
der obigen Entladungslampenanschaltvorrichtung kann während der
Steuerung von der Anlaufzeit bis zur Stabilzeit der Entladungslampe
ein Lampenstromerfassungssignal von der Lampenstromerfassungsschaltung
zur Lampenspannungserfassungsschaltung zurückgeführt werden, um eine Vorspannung
anzulegen.
-
(2)
Eine Entladungslampenanschaltvorrichtung kann umfassen:
eine
Lampenspannungserfassungsschaltung zum Erfassen einer Lampenspannung
einer Entladungslampe;
eine Lampenstromerfassungsschaltung
zum Erfassen eines Lampenstroms der Entladungslampe; und
eine
Steuerschaltung zum Durchführen
einer Anlaufzeitsteuerung zum Anlegen eines Stroms oder einer Leistung,
die ein Mehrfaches größer ist
als ein zugehöriger
Nennwert, um die Entladungslampe unmittelbar anzuschalten, und eine
Stabilzeitsteuerung zum konstanten Leuchtlassen bzw. Betreiben der
Entladungslampe bei einer konstanten Nennleistung, und worin
der
Lampenstrom oder die Lampenleistung von einer Anlaufzeit bis zu
einer Stabilzeit in Übereinstimmung mit
einem Spannungswert gesteuert wird, welcher von der Lampenspannungserfassungsschaltung
erfasst wird, und worin während
der Steuerung von der Anlaufzeit bis zur Stabilzeit ein Lampenstromerfassungssignal
von der Lampenstromertassungsschaltung zur Lampenspannungserfassungsschaltung
zurückgeführt wird,
um eine Vorspannung anzulegen.
-
(3)
Eine Entladungslampenanschaltvorrichtung kann umfassen:
eine
Anlegeeinheit zum Anlegen einer Spannung und eines Stroms an eine
Entladungslampe;
eine Erfassungseinheit zum Erfassen einer
Lampenspannung und eines Lampenstroms, die an die Entladungslampe
anzulegen sind;
eine Steuereinheit zum Durchführen einer
Anlaufzeitsteuerung zum Steuern eines Wertes des Stroms oder der
Leistung auf einen vorbestimmten Wert, welcher einen Nennwert davon
auf der Grundlage der Lampenspannung übersteigt, und eine Stabilzeitsteuerung
zum Steuern des Werts des Lampenstroms so, dass der Strom oder die
Leistung den Durchschnittswert annimmt; und
eine Umschalteinheit
zum Umschalten zwischen der Anlaufzeitsteuerung und der Stabilzeitsteuerung, wenn
die Lampenspannung einen vorbestimmten Spannungswert erreicht oder überschreitet
und eine vorbestimmte Zeit seit dem Anschalten vergangen ist.
-
(4)
Ein Entladungslampenanschaltverfahren kann umfassen:
Anlegen
einer Spannung und eines Stroms an eine Entladungslampe;
Erfassen
einer Lampenspannung und eines Lampenstroms, die an die Entladungslampe
anzulegen sind;
Durchführen
einer Anlaufzeitsteuerung zum Steuern des Werts des Stroms oder
der Leistung auf einen vorbestimmten Wert, welcher einen Nennwert
davon überschreitet,
und zwar auf der Grundlage der Lampenspannung, und eine Stabilzeitsteuerung
zum Steuern des Werts des Lampenstroms so, dass der Strom oder die
Leistung den Nennwert aufweist; und
Umschalten zwischen der
Anlaufzeitsteuerung und der Stabilzeitsteuerung, wenn die Lampenspannung einen
vorbestimmten Spannungswert erreicht oder überschreitet und eine vorbestimmte
Zeit seit dem Anschalten vergangen ist.
-
Ein
Entladungslampenanschaltverfahren kann einen Computer dazu veranlassen,
die obigen Schritte durchzuführen.
Ferner kann ein Programm einen Computer dazu veranlassen, die obigen
Schritte auszuführen.
-
Ein
computerlesbares Aufnahmemedium kann ein Programm zum Veranlassen
eines Computers dazu aufweisen, die obigen Schritte auszuführen.
-
Gemäß dem Prinzip
der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Hochlaufschwankungen
des Lichtstroms, welche Schwankungen in der Lampenspannung zugeschrieben
werden können,
zu verbessern. Insbesondere kann das Prinzip der vorliegenden Erfindung
die (Licht-)Fluss-Hochfahreigenschaften von quecksilberfreien HID-Lampen
verbessern.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
Diese
und andere Eigenschaften, Aufgaben und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die
beiliegenden Zeichnungen klar, wobei:
-
1 ein
Blockdiagramm ist, welches die Schaltungsanordnung einer herkömmlichen
Entladungslampenanschaltvorrichtung zeigt;
-
2 ein
Diagramm ist, welches ein Beispiel einer herkömmlichen Leistungssteuerung
bei einer Quecksilber enthaltenden HID-Lampe zeigt;
-
3 ein
beschreibendes Diagramm ist, welches ein Beispiel einer an quecksilberfreien HID-Lampen
erfassten Spannung zeigt;
-
4A bis 4C Diagramme
sind, welche Beispiele einer herkömmlichen Leistungssteuerung
bei quecksilberfreien HID-Lampen zeigt;
-
5 ein
Blockdiagramm ist, welches die Schaltungsanordnung einer ersten
beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
6A bis 6C Diagramme
sind, welche Beispiele der Leistungssteuerung gemäß der beispielhaften
Ausführungsform
zeigen;
-
7 ein
Blockdiagramm ist, welches die Schaltungsanordnung gemäß einer
zweiten beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
8 ein
Flussdiagramm ist, welches die Steuerung der beispielhaften Ausführungsform
zeigt; und
-
die 9A und 9B Graphen
zum Vergleichen eigentümlicher
Schwankungen der Anlaufflüsse von
quecksilberfreien HID-Lampen vor und nach der Anwendung der Anlaufzeitsteuerung
gemäß der Entladungsiampenanschaltvorrichtung
sind, welche eine Zeitgeberschaltung aufweist.
-
GENAUE BESCHREIBUNG DER
BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Im
Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung mit Bezug auf die 5 bis 9B beschrieben. Die vorliegende Erfin dung
macht es möglich,
quecksilberfreie HID-Lampen unmittelbar durch Unterdrücken von
Hochfahr-Schwankungen des Lichtstroms anzuschalten, welche den eigentümlichen
Unterschieden der Lampen zugeschrieben werden können, sogar wenn die Lampen,
welche niedrige Lampenanschaltspannungen und relativ große Spannungsschwankungen
aufweisen, als Autoscheinwerfer verwendet werden.
-
5 ist
ein Blockdiagramm, das die Schaltungsanordnung einer Entladungslampenanschaltvorrichtung
gemäß einer
ersten beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Hier stellen die gleichen Bezugsziffern
wie diejenigen aus 1 identische Komponenten dar.
-
Die
Entladungslampenanschaltvorrichtung 100 kann eine Lampenspannungserfassungsschaltung 6 und
eine Lampenstromerfassungsschaltung 7 an der Ausgangsseite
eines Gleichspannungswandlers 2 umfassen, welcher die Spannung
einer Batterie 1 verstärkt.
Zusätzlich
kann die Entladungslampenanschaltvorrichtung 100 eine bestehende
Lampenleistungssteuerschaltung 8 umfassen. Diese Lampenleistungssteuerschaltung 8 kann
einen Lampenstrom-Zielwert bereitstellen und die Ausgabe bzw. den
Ausgang des Gleichstromwandlers 2 in Übereinstimmung mit der Lampenspannung
von einem Hochfahren bis zu einer Stabilzeit steuern, so dass der
Erfassungswert des Lampenstroms mit dem Lampenstrom-Zielwert übereinstimmt.
Die Entladungslampenanschaltvorrichtung 100 kann auch eine
Umschaltschaltung 9 umfassen. Diese Umschaltschaltung kann
eine Steuerung auf den Strom der Lampen (Entladungslampe 5)
umschalten, nachdem die Lampe mittels eines Anlasstransformators 4 angeschaltet
worden ist. Hier kann die Umschaltschaltung 9 ein Umschalten
von einer sogenannten Anlaufstromsteuerung (im Folgenden auch als
Aufwärmsteuerung
bezeichnet) zum Liefern eines Stroms oder einer Leistung ausführen, welche
ihren Nennwert übertrifft
(beispielsweise ein Mehrfaches so hoch ist wie der Nennwert), was
zum Aufwärmen der
Lampe in Übereinstimmung
mit dem Wert der Lampenspannung notwendig ist, auf eine Steuerung zum
Aufrechterhalten der konstanten Nennleistung bei einer Stabilzeit
(im Folgenden auch als Stabilzeitsteuerung bezeichnet). Die Entladungslampenanschaltvorrichtung 100 kann
weiterhin eine Zeitgeberschaltung 10 zum Steuern des Umschaltzeitpunkts dieser
Umschaltschaltung 9 umfassen, und zwar auf der Grundlage
einer Bestimmung, wie viel Zeit nach einem Anschalten vergangen
ist.
-
Die
Zeitgeberschaltung 10 ist dazu gedacht, Schwankungen in
der Hochfahreigenschaft des Lichtstroms zu verbessern, welche von
Schwankungen in der Lampenspannung von unmittelbar nach dem Hochfahren
der Lampe bis zu einer Stabilzeit stammen, während die Aufwärmsteuerung
an der Lampe gemäß der Lampenspannung
durchgeführt wird.
-
Für den Betrieb
der (Licht-)Fluss-Hochfahrsteuerung führt die Lampenleistungssteuerschaltung 8 am
Anfang einen Aufwärmbetrieb
durch, um den Anlauflampenstrom in Übereinstimmung mit der Lampenspannung
von unmittelbar nach dem Hochfahren bis zur Stabilisierung der Lampe
zu steuern. Lampen weisen inhärente
Schwankungen in der Lampenspannung auf. Wenn beispielsweise die Lampenspannung
nach einem Hochfahren höher
als gewöhnlich
ist, wird daraus gefolgert, dass die Anlaufzeitsteuerung mit dem
Zustand beginnt, dass die Lampenspannung bereits bis zu einem gewissen Grad
unmittelbar nach dem Hochfahren angestiegen ist im Vergleich dazu,
wenn die Lampenspannung niedrig ist. Wenn, in anderen Worten, die
Aufwärmsteuerung
auf der Grundlage der Lampenspannung alleine durchgeführt worden
wäre, würde ein
Beginnen bei einer hohen Lampenspannung den Zeitgeber dazu bewegen,
den Lampenstrom in der Anfangsphase der Aufwärmsteuerung zu verringern.
Dies würde
ein Fehlen von Strom und Leistung bewirken, welche ursprünglich für die Hochfahrsteuerung
zur Zeit des Aufwärmens
benötigt
werden.
-
Dann
verwendet die vorliegende beispielhafte Ausführungsform die Zeitgeberschaltung 10 dazu, das
Problem zu lösen,
dass solche Schwankungen in der Lampenspannung (die Lampenspannung
weist einen Bereich von Schwankungen aufgrund der Unterschiede in
ihren Eigenschaften usw. auf) ein Fehlen des Stroms und der Leistung
bewirken können, welche
für die
An laufzeitsteuerung zum Aufwärmen nötig sind.
Insbesondere verzögert
die Zeitgeberschaltung 10, bis eine beliebige Zeit verstrichen
ist, den Zeitpunkt des Betriebs zum Umschalten von der Anlaufzeitsteuerung
zum Anlegen eines Stroms oder einer Leistung, welche den zugehörigen Nennwert überschreitet,
zur Anlaufzeit auf die Stabilzeitsteuerung zum Aufrechterhalten
der konstanten Nennleistung in der Stabilzeit mit dem Eingreifen
der Verringerungssteuerung zum Verringern der Leistung gemäß einem
Anstieg in der Lampenspannung.
-
Die
Zeitgeberschaltung 10 zum Bestimmen des Ablaufs der beliebigen
Zeit, seit die Entladungslampe 5 angeschaltet worden ist,
weist unterschiedliche Zeitkonstanten zum Laden bzw. Entladen auf. Hier
ist die Zeitkonstante zum Laden größer als die Zeitkonstante zum
Entladen.
-
Herkömmlicherweise
weist die Hochfahrsteuerschaltung einer Entladungslampe, die zu
einem unmittelbaren Anschalten in der Lage ist, zwei Steuerdomänen oder
eine Verringerungssteuerdomäne
und eine Stabilzeit-Steuerdomäne
auf. Bei der Verringerungssteuerdomäne wird die Anlaufleistung kontrolliert
durch Verringern des maximalen Aufwärmstroms und -leistung, die
in der Anlaufzeit in Übereinstimmung
mit einem Anstieg in der Lampenspannung notwendig sind. In der Stabilzeit-Steuerdomäne wird
die Nennleistung zu der Stabilzeit nach der Verringerungssteuerung
aufrechterhalten. Ein scharfer Abfall in der Leistung über diesen Übergang der
Steuerung kann einen Flussunterschuss (d.h., dass der Berg des Leuchtstroms
zu sehr reduziert wird) erzeugen. Um diesen Unterschuss zu vermeiden,
verschiebt die Entladungslampenanschaltvorrichtung 100 sich
von der Aufwärmsteuerung
zur Stabilzeitsteuerung mit allmählichen
Verzögerungen nach
dem Anstieg der Lampenspannung, wodurch die Leistungsverringerungssteuerung
in der Zeit verzögert
wird. Nichtsdestotrotz durchlaufen quecksilberfreie HID-Lampen sogar
dann, falls die Zeitverzögerung
der Leistungsverringerungssteuerung verwendet wird, um das Fehlen
von Leistung zu kompensieren, welche auftritt, wenn quecksilberfreie HID-Lampen,
die höhere
Lampenspannungen aufweisen, im Fluss ansteigen, welche mit einer
niedrigeren Lampenspannung beginnen, ebenfalls den gleichen Ablauf
des Verzögerns
der Leistungsverringerungssteuerung in der Zeit wie es solche mit
höheren
Lampenspannungen tun. Als ein Ergebnis erzeugt, um das Fehlen von
Leistung zu kompensieren, die Verwendung der Zeitverzögerung der
Leistungsverringerungssteuerung einen Flussüberschuss bei Lampen niedrigerer
Lampenspannungen. Folglich ist es schwierig, Hochfahrschwankungen
des Lichtstroms, welche eigentümlichen
Unterschieden in der Lampenspannung zuschreibbar sind, grundsätzlich durch
herkömmliche
Mittel zum Verzögern
der Verringerungssteuerung alleine zu verbessern.
-
Dann
wird in der Entladungslampenanschaltvorrichtung der vorliegenden
beispielhaften Ausführungsform
die Verzögerung
während
der Übergangszeit
der Steuerung als konstant eingestellt, um ein Unterschießen zu verhindern.
In der Zwischenzeit wird die Steuerdomäne von der Anlaufzeitsteuerung auf
die Stabilzeitsteuerung bei einem solchen Zeitpunkt umgeschaltet,
bei dem die Lampenspannung einen Einstellwert erreicht oder überschreitet
und eine beliebige Zeit vom Hochfahren aus abgelaufen ist. Dann
führt die
Entladungslampenanschaltvorrichtung das Umschalten der Steuerung
zu diesem Zeitpunkt aus, wodurch die Hochfahrschwankungen des Lichtstroms
unterdrückt
werden, welche Schwankungen in der Lampenspannung zugeschrieben
werden können.
-
Eine
Beschreibung wird nun für
die Zeiteinstellung für
den vorhergehende Zeitgeber gegeben, um ein Umschalten damit durchzuführen. Unter
der Annahme, dass zur Anlaufzeit eine niedrige Lampenspannung vorliegt,
wird die Zeiteinstellung so bestimmt, dass die Fehlmenge der Aufwärmleistung, die
von einer hohen Anlauflampenspannung herrührt, kompensiert werden kann,
falls die Schaltungseinstellungen eine geeignete Anlaufzeitsteuerung
erlauben. Wenn der Umschaltzeitpunkt daher geeignet eingestellt
ist, läuft
die Zeiteinstellung des Zeitgebers während der ursprünglichen
Aufwärmsteuerperiode ab,
falls die Hochfahrlampenspannung niedrig ist. Da der Steuerumschaltbetrieb
nicht durchgeführt
wird, bis die Lampenspannung die Einstellspannung erreicht, ist
die sich ergebende Hochfahreigenschaft zum Steuern einer gege benen
niedrigen Lampenspannung geeignet. Das Umschalten eines Zeitgebers
wie diesem verzögert
den Steuerumschaltbetrieb im Vergleich zu herkömmlichen Lampen, wodurch die
Hochfahreigenschaften mit den gegebenen niedrigen Lampenspannungen
verbessert werden.
-
Falls
eine hohe Lampenspannung zur Anlaufzeit vorhanden ist, verlängert die
Zeitgeberschaltung 10 die Dauer des Anlaufstroms. Dies
schließt ein
Fehlen von Leistung aus und macht die Hochfahrleistung geeignet.
Folglich wird in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform
die Anlaufzeitsteuerung weniger empfindlich auf Schwankungen in
der Lampenspannung im Vergleich zur herkömmlichen Steuerung, wo die
Steuerung auf der Grundlage der Lampenspannung alleine beeinflusst
wird. Dies führt zu
geeigneten Hochfahrspannungen, wie in 6 gezeigt.
-
8 ist
ein Steuerflussdiagramm für
die Entladungslampenanschaltvorrichtung. Nach dem folgenden Flussdiagramm
schaltet die Entladungslampenanschaltvorrichtung 100 die
Anlaufzeitsteuerung zum Maximieren der Lampenleistung in Übereinstimmung
mit der Lampenspannung, nachdem die Lampe gestartet worden ist,
auf die Stabilzeitsteuerung zum Aufrechterhalten der konstanten
Nennleistung um, wenn sie eine stabile Zeit erreicht hat.
-
Zur
Aufwärm-
oder Anlaufzeitsteuerung bei Starten der Lampe liefert die Entladungslampenanschaltvorrichtung
der Lampe den maximalen Strom (S101). Wenn die Lampe gestartet worden
ist, startet die Zeitgeberschaltung 10 gleichzeitig ein
Messen des Ablaufs der Zeit nach dem Anschalten.
-
Um
von der Anlaufzeitsteuerung auf die Stabilzeitsteuerung umzuschalten,
bestimmt die Umschaltschaltung 9, ob die Lampenspannung
sich erhöht
hat, um die Einstellspannung erreicht zu haben, oder nicht (S102).
Falls die Lampenspannung niedriger als die Einstellspannung ist,
führt die
Lampenleistungssteuerschaltung 8 die Anlaufzeitsteuerung
weiter.
-
Falls
die Lampenspannung die Einstellspannung erreicht oder überschreitet,
bestimmt die Umschaltschaltung 9, ob eine vorbestimmte
Zeit seit dem Anschalten vergangen ist, oder nicht (S103). Falls
die vergangene Zeit nach dem Anschalten kürzer ist als die vorbestimmte
Zeit, setzt die Lampenleistungssteuerschaltung 8 die Anlaufzeitsteuerung fort.
-
Falls
beide Bedingungen aus S102 und S103 erfüllt sind, schaltet die Umschaltsteuerung 9 von
der Anlaufzeitsteuerung auf die Stabilzeitsteuerung um (S104).
-
Die
Lampenleistung wird durch das Umschalten ebenfalls von der Anlaufleistung
auf die Stabilzeitleistung umgeschaltet. Hier führt die Lampenleistungssteuerschaltung 8 eine
Verzögerungssteuerung
aus, d.h., dass sie die Verringerungssteuerung in der Zeit verzögert, so
dass die Leistung allmählich abnimmt,
um so ein übermäßiges Abnehmen
(Unterschreiten) des Flusses zu verhindern (S105). Dann verlagert
sich die Lampenleistungssteuerung nach dem Abschluss des Umschaltens
auf die Stabilzeitsteuerung und die Verzögerungssteuerung bezüglich der
Leistungsverminderung zum Verhindern des Unterschreitens, auf die
Stabilzeitsteuerung zum Aufrechterhalten der Nennleistung (35W)
(S106).
-
Die 9A und 9B sind
Auftragungen zum Vergleichen eigentümlicher Schwankungen vor und nach
der Anwendung der Anlaufzeitsteuerung durch die Entladungslampenanschaltvorrichtung
mit der Zeitgeberschaltung 10. Die Messungen betreffen
die Hochfahrflüsse
einer quecksilberfreien HID-Lampe mit einer relativ niedrigen Lampenspannung
und einer, welche eine relativ hohe Lampenspannung beim Kaltstart
aufweist. 9A zeigt ein Beispiel der
Anlaufzeitflusseigenschaften, welche sich aus typischen Schwankungen
in der Lampenspannung ergeben, und zwar ohne die Steuerung der vorliegenden beispielhaften
Ausführungsform
(vor einer Verbesserung). 9B zeigt
ein Beispiel der Anlaufzeit(leucht)flusseigenschaften, die sich
aus Schwankungen in der Lampenspannung ergeben, und zwar mit der
Steuerung der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform (nach einer Verbesserung).
-
Bezug
nehmend auf 9A zeigt ein Vergleich
zwischen den Hochfahrflüssen
einer HID-Lampe a1 mit einer niedrigen Lampenspannung und einer HID-Lampe a2 mit einer
hohen Lampenspannung, dass die herkömmliche Anlaufzeitsteuerung
keinen ausreichenden Effekt auf die Lampenhochspannungs-HID-Lampe a2 aufweist
mit dem Ergebnis eines niedrigen Flusses.
-
Im
Gegensatz dazu verringert, wie in 9B gezeigt,
die Anlaufzeitsteuerung der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform
die Schwankung (den Unterschied) zwischen den Hochfahrflüssen einer
HID-Lampe b1 mit einer niedrigen Lampenspannung und einer HID-Lampe
b2 mit einer hohen Lampenspannung im Vergleich zur herkömmlichen
Technologie.
-
Aus
den 9A und 9B zeigt
sich, dass die Anwendung der Anlaufzeitsteuerung den Effekt des Verbesserns
großer
Schwankungen in der Anlaufzeitflusseigenschaft ergibt, welche Unterschieden
in der Lampenspannung zugeschrieben werden können.
-
Der
obige Ablauf betrifft Situationen, bei denen die Lampen kalt sind,
d.h. einen sogenannten Kaltstart. Um Lampenneu zu starten, welche
ausgeschaltet sind, aber noch abkühlen müssen, d.h., zur Zeit eines
Heiß-
oder Warmstarts, führt
die Zeitgeberschaltung 10 wünschenswerterweise die folgende Anlaufzeitsteuerung
durch. Das heißt,
dass bei einem Heiß-
oder Warmstart die Lampen bei Temperaturen gestartet werden, die
höher sind
als beim Kaltstart. Falls die gleiche Steuerung wie beim Kaltstart durchgeführt wird,
wird die Aufwärmsteuerung
daher sogar dann weitergeführt,
nachdem die Lampen die Temperaturen oberhalb derer erreicht haben,
welche die Stabilzeitsteuerung ursprünglich durchgeführt haben
mag. Dies verzögert
das Umschalten auf die Stabilzeitsteuerung und führt die hohe Aufwärmleistung den
Lampen im Übermaß zu. Als
ein Ergebnis kann ein Heiß-
oder Warmstart ein (Leucht-)Flussüberschreiten bzw. Flussüberschwingen
bewirken.
-
Für solche
Situationen stellt die Zeitgeberschaltung 10 Zeitkonstanten
zum Laden und Entladen getrennt zur Verfügung. Im Besonderen wird, um die
Aufwärmsteuerung
bei einem Heiß-
oder Warmstart so lang wie angebracht durchzuführen, die Zeitgeberschaltung 10 so
eingerichtet, dass sie die Dauer der Aufwärmsteuerung (die Lampenspannung zum
Beginn des Hochfahrens) gemäß dem Vergehen von
Zeit nach einem Ausschalten festsetzt. Folglich kann die Zeitgebersteuerung 10 eine
Verzögerung
in dem Steuerumschaltzeitpunkt vermeiden, welcher während eines
Heiß-
oder Warmstarts auftritt.
-
Um
noch genauer zu sein, können
entsprechende unterschiedliche Zeitkonstanten zum Laden und Entladen
bereitgestellt werden durch Einstellen der Ladezeitkonstante größer als
die Entladezeitkonstante des Zeitgeberumschaltzeitpunkts. Die Zeitgeberschaltung 10 richtet
daher unterschiedliche Zeitkonstanten für ein Laden bzw. Entladen ein,
wobei ihr Zeitgeberkondensator daran gehindert wird, während eines
Heiß-
oder Warmstarts, in welchem die Ausschaltdauer kurz und die Lampe
nicht perfekt abgekühlt
ist, vollständig
entladen zu werden. Dadurch kann die Zeitgeberschaltung 10 die
Umschaltzeit zum Beginn des Hochfahrens gemäß dem Vergehen der Zeit nach
einem Ausschalten festsetzen, so dass die Aufwärmsteuerung solange durchgeführt wird, wie
es während
des Heiß-
oder Warmstarts angebracht ist. Als ein Ergebnis kann die Zeitgeberschaltung 10 die
Zeit zum Umschalten von der Anlaufzeitsteuerung auf die Stabilzeitsteuerung
verringern, als auch ein Flussüberschreiten
unterdrücken.
-
Wie
oben ist es gemäß der vorliegenden
beispielhaften Ausführungsform
möglich,
Hochfahrschwankungen des Leuchtstroms zu verbessern (zu unterdrücken), die
Schwankungen in der Lampenspannung zuschreibbar sind, welche auftreten,
wenn die Flusshochfahrsteuerung auf der Grundlage der Lampenspannung
durchgeführt
wird.
-
Die 6A bis 6C sind
Darstellungen, die grundlegende Beispiele der Leistungssteuerung
gemäß dem Prinzip
der vorliegenden Erfindung darstellen.
-
Die 6A, 6B und 6C zeigen die Fällen, bei denen die Lampenspannung
niedrig, durchschnittlich bzw. hoch ist.
-
In
den Beispielen der herkömmlichen
Steuerung nimmt die Dauer zum Anlegen des Anlaufstroms ab, wenn
die Lampenspannung nach Hochfahren aufgrund von Schwankungen in
der Lampenspannung höher
wird. Gemäß dem Prinzip
der vorliegenden Erfindung werden andererseits Unterschiede in der
Dauer der Anwendung des Anlaufstroms verbessert, was die Dauer der
Anlaufzeitsteuerung in Bezug auf den Strom oder die Leistung unbeachtlich
der Spannung gleichförmig
macht. Folglich ist es gemäß dem Prinzip
der vorliegenden Erfindung möglich, Hochfahrschwankungen
des Lichtstroms durch Stabilisierung des Anlaufstroms und der Anlaufleistung zu
verbessern.
-
Als
Nächstes
wird eine Beschreibung einer zweiten beispielhaften Ausführung gegeben,
welche eine Entladungslampenanschaltvorrichtung mit der Zeitgeberschaltung 10 gemäß der ersten
beispielhaften Ausführungsform
ist, ferner umfassend eine Schaltung zum Korrigieren von Erfassungsfehlern
in der Lampenspannung.
-
7 zeigt
die Schaltungsanordnung der zweiten beispielhaften Ausführungsform
oder die Schaltung der ersten beispielhaften Ausführungsform,
die in 1 gezeigt ist, in welcher eine Lampenspannungskorrekturschaltung
integriert ist. In 7 stellt die Bezugsziffer 11 einen
Spannungserfassungsverstärker
dar, und 12 einen Stromerfassungsverstärker. Auf der Grundlage der
durch den Spannungserfassungsverstärker 11 und den Stromerfassungsverstärker 12 erfassten
Werte führt
die Lampenspannungskorrekturschaltung ihr Verarbeiten zum Unterdrücken von
Fehlern in der Lampenspannung durch, während sie den Wert der Lampenspannung
wiedergibt,
-
In
der Schaltung zum Anschalten einer quecksilberfreien HID-Lampe haben
Erfassungsfehler, die sich aus einer Erhöhung im Lampenstrom zur Anlaufzeit
und zur Stabilzeit ergeben, Effekte auf die Flusshochfahrsteuerung.
Dann wird in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform
die Entladungslampenan schaltvorrichtung mit der zusätzlichen Lampenspannungskorrekturschaltung
zum Verringern von Erfassungsfehlern in der Lampenspannung ausgerüstet, welche
sich aus einer Erhöhung
im Lampenstrom zur Zeit des Startens der Entladungslampen ergeben.
-
Das
Hinzufügen
der Lampenspannungskorrekturschaltung erlaubt es der Entladungslampenanschaltvorrichtung,
die ursprüngliche
Anlaufzeitsteuerung zu optimieren als auch den Umschaltzeitpunkt der
in der ersten beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Hochfahrsteuerung
geeignet auszuführen.
Die Erfassungsfehler in der Lampenspannung, welche hier verwendet
werden, sind proportional zum Lampenstrom. Falls folglich die Lampenspannungskorrekturschaltung
den Erfassungswert der Lampenspannung korrigiert, kann die Lampenleistungssteuerschaltung 8 die
Lampenleistung von der Anlaufzeit bis zur Stabilzeit durch Verwendung
der korrigierten tatsächlichen
Lampenspannung steuern, nicht durch den Fehler enthaltenden Erfassungswert
der Lampenspannung.
-
Die
Lampenspannungskorrekturschaltung korrigiert den Erfassungswert
der Lampenspannung durch Verwenden des Erfassungswerts des Lampenstroms.
Im Besonderen führt
die Lampenleistungssteuerschaltung 8 die Ausgabe der Lampenstromerfassungsschaltung 7 zurück durch
Anlegen einer Vorspannung an die Lampenspannungserfassungsschaltung 6,
um so sich verstärkende
Fehler aufzuheben, wenn der Anlaufstrom zur Anlaufzeit zum Aufwärmen erhöht wird.
-
Die
Größe der Korrektur
der Lampenspannung ist proportional zum Erfassungswert des Lampenstroms.
Die Größe der Korrektur
erreicht daher unter dem maximalen Lampenstrom zur Anlaufzeit seine
Spitze und nimmt folgend ab, während
der Lampenstrom abfällt.
Das bedeutet, dass, bevor die Entladungslampe gestartet wird, der
Lampenstrom Null ist und die Größe der Korrektur
Null ist. Aufgrund des Vorsehens dieser Lampenspannungskorrekturschaltung
gemäß der zweiten
beispielhaften Ausführungsform
kann die Entladungslampenanschaltvorrichtung die Anlaufzeitlampenspannung
durch Ver wenden des Korrekturverfahrens auf der Grundlage des Prinzips
der vorliegenden Erfindung genau erfassen, und zwar sogar dann,
falls die Lampenspannung von der Ausgabe bzw. dem Ausgang des Konverters aus,
einschließlich
des Inverter-FETs und des Anlauftransformators 4, erfasst
wird.
-
Wie
oben beschrieben, wird die Hochfahrsteuerschaltung der ersten beispielhaften
Ausführungsform
mit der Lampenspannungskorrektur auf der Grundlage des Erfassungswerts
der Lampenspannung gemäß der zweiten
Beispielhaften Ausführungsform
kombiniert. Dies erlaubt es der Entladungslampenanschaltvorrichtung,
eine geeignetere Aufwärmsteuerung
der (Leucht-)Flusshochfahreigenschaft der quecksilberfreien HID-Lampe
auszuüben.
-
Es
ist anzumerken, dass, während
die Steuerschaltungen der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform
als Analogschaltkreise implementiert sind, mikrocomputergesteuerte
Schaltungen ebenfalls verwendet werden können.
-
In
diesem Fall kann die für
den Steuerumschaltzeitpunkt vorgesehene Zeitschaltung durch Verwenden
von Schwingkreiszeitkonstanten erreicht werden, welche durch Kondensatoren
und Widerstände
gebildet werden, oder durch eine taktbasierte Zeitgeberausgabe im
Fall. der Mikrocomputersteuerung oder dergleichen. Erfassungswerte
können durch
eine Rückkopplung
korrigiert werden, und zwar durch Anlegen einer Vorspannung von
der Ausgabe der Lampenstromerfassungsschaltung 7 an die
Lampenspannungserfassungsschaltung 6.
-
Für einen
Steuerbetrieb setzt die Lampenspannungssteuerschaltung 8 einen
Lampenstromzielwert auf der Grundlage der Lampenspannung fest, welche
durch die Lampenspannungskorrekturschaltung 7 korrigiert
worden ist. Das heißt,
dass in einer grundsätzlichen
Steuerung die Konverterausgabe so gesteuert wird, dass der Lampenstromzielwert
und der Erfassungswert des Stroms miteinander übereinstimmen. Dann wird gemäß dem Prinzip
der vorliegenden Erfindung der Erfassungswert der Lampenspannung,
oder die Referenz, zum Zweck der Korrektur gemäß der Ausgabe des Erfassungswerts des Lampenstroms
geändert.
Dies macht den Betrieb dann ein wenig komplizierter, wenn keine
Korrektur bewirkt wird, während
die Rückkopplungssteuerung
selbst stabil funktioniert, um die Lampenanschaltsteuerung daran
zu hindern, instabil zu werden.
-
Bei
einer Mikrocomputersteuerung kann die Korrektur mittels einer Erfassungssteuerung
vor einer A/D-Wandlereingabe durchgeführt werden. Alternativ kann,
nach der A/D-Wandlereingabe, der Mikrocomputer die Daten aufnehmen,
bevor der Erfassungswert der Lampenspannung auf der Grundlage des
Erfassungswerts des Lampenstroms korrigiert wird.
-
Entsprechend
können
vom Umfang der vorliegenden Erfindung, umfasst werden: Programme, um
einen Computer Codes ausführen
zu lassen, welche das gesamte Steuerverfahren oder einen Teil davon
kodiert haben, computerlesbare Speichermedien, welche die darin
gespeicherten Programme umfassen, eine Kombination von Teilen dieser
Funktionen mit einer elektronischen Schaltung und dergleichen.
-
Als
Nächstes
wird eine Beschreibung der Auswirkungen der Entladungslampenanschaltvorrichtungen
gemäß der obigen
ersten und zweiten beispielhaften Ausführungsformen gegeben.
-
Allgemein
weisen quecksilberfreie HID-Lampen eine Stabilzeitllampenspannung
von 42 Volt auf, was allgemein halb so hoch ist wie diejenige der Quecksilber
enthaltenden HID-Lampen, welche bereits für Autoscheinwerfer verwendet
werden, oder 85 Volt. Aus diesem Grund zeigen quecksilberfreie HID-Lampen nur kleine
Unterschiede zwischen den Lampenspannungen zur Anlaufzeit und zur
Stabilzeit, falls der Erfassungswert der Lampenspannung Fehler beinhaltet.
Dies macht es extrem schwierig, die Anlaufleistung zu steuern.
-
Darüber hinaus
variiert die Stabilzeitlampenspannung innerhalb von ca. 42 Volt ± 9 Volt.
Wenn der Anlaufstrom gemäß der Lampenspannung
gesteuert wird, werden die Schwankungen auch mit den Erfassungsfehlern
der Lam penspannung kombiniert. Es ist daher schwierig gewesen, eine
geeignete Hochfahrsteuerung durchzuführen.
-
Nehmen
wir beispielsweise den Fall des Steuerns eines schnellen Hochfahrens
des Lichtstroms auf der Grundlage der Lampenspannung. Bei einer
Stabilzeit ist die Lampenspannung so niedrig wie ca. 42 Volt. Unmittelbar
nach dem Beginn der Entladung, weist die Lampenspannung einen Schwankungsbereich
von ± 5
V in Bezug auf 25 V auf. Unter der Annahme, dass die gleiche Steuerung angelegt
wird, durchläuft
eine Lampe mit einer Lampenspannung von 20 V unmittelbar nach Hochfahren einen
maximalen Strom für
eine relativ lange Zeitdauer, während
eine Lampe von 30 V unmittelbar nach einem Hochfahren eine relativ
kurze Zeitdauer durchläuft.
Dies erzeugt große
Schwankungen in der Flusshochfahreigenschaft von Lampe zu Lampe.
-
Dann
wird in der Entladungslampenanschaltvorrichtung gemäß der ersten
beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung die Bedingung der vergangenen Zeit des
Anschaltens der Bedingung der Lampenspannung so hinzugefügt, dass
die Steuerdomäne
zu einem beliebigen Zeitpunkt umgeschaltet werden kann. Dies macht
es möglich,
Hochfahrschwankungen des Lichtstroms zu verbessern, welche Variationen
in der Lampenspannung zuschreibbar sind, welche auftreten, wenn
eine Flusshochfahrsteuerung gemäß der Lampenspannung
alleine durchgeführt
wird.
-
In
herkömmlichen
Entladungslampenanschaltvorrichtungen wird die Lampenspannung aus der
Konverterausgabe erfasst. Wenn hier der Lampenstrom zur Anlaufzeit
steigt, wächst
die erfasste Verstärkerspannung
daher in ihren Erfassungswerten aufgrund des Wicklungswiderstands
des Anlasstransformators und des AN-Widerstands des Inverter-FETs.
Dies hat die Flusshochfahrsteuerung schwierig gemacht.
-
Außerdem weisen
quecksilberfreie HID-Lampen ursprünglich niedrige Lampenspannungen
auf, so dass die Lampenspannungen zur Anlaufzeit und zur Stabilzeit
daher nur kleine Unterschiede aufweisen, sogar falls sie erfasst werden.
Dies hat die Anlaufzeitsteuerung auf der Grundlage der Lampenspannung
schwierig gemacht.
-
Dann
speist die Lampenspannungskorrekturschaltung gemäß der zweiten beispielhaften
Ausführungsform
das Lampenstromerfassungssignal von der Lampenstromerfassungsschaltung 7 zurück zur Lampenspannungserfassungsschaltung 6 zum Anlegen
einer Vorspannung, während
sie die Entladungslampe 5 von der Anlaufzeit zur Stabilzeit
steuert. In anderen Worten wird die Hochfahrsteuerschaltung mit
der Korrektur an der Lampenspannungserfassung kombiniert. Als ein
Ergebnis kann die Lampenleistungssteuerschaltung 8 die
Lampenspannungen zur Anlaufzeit und zur Stabilzeit genau erfassen. Dies
erlaubt eine geeignetere Aufwärmsteuerung
an quecksilberfreien HIDs.