JPH11512559A - 高圧ガス放電ランプの高速始動用制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 直流電圧源（１）はその出力端子に電圧（Ｕ_B）を発生する。この電圧は直流電圧・直流電圧変換器（２）によって比較的高い値に変換される。この比較的高い電圧値（Ｕ_D）は制御される給電回路（３）に対する入力電圧を形成する。給電回路はそこから、高圧ガス放電ランプ（６）に対して燃焼エネルギーを供給するために給電電圧および給電」電流（Ｕ_L，Ｉ_L）を形成する。給電回路の制御のために、制御回路（７）が設けられておりかつ点灯のために点灯回路（９）が設けられている。本発明によれば、給電回路は制御回路によって、高圧ガス放電ランプが始動の際に所定の過負荷によって作動されるように制御される。その際過負荷は、フリッカないしライトブリッジが回避されるように定められている。それは制御回路によって、高圧ガス放電ランプの状態に依存して制御される。その際制御回路は高圧ガス放電ランプの温度を、電極（１１，１２）および高圧ガス放電ランプのガス（１３）の温度に従って分けて考慮する。

Description

【発明の詳細な説明】 高圧ガス放電ランプの高速始動用制御装置 従来の技術 本発明は、例えば請求項１の上位概念に記載の、車両のヘッドライトに使用さ れる、高圧ガス放電ランプの高速始動用制御装置から出発している。 ドイツ連邦共和国特許出願公開第４１３６４８６号公報から、交流電流用高圧 ガス放電ランプの始動および作動のための安定器が公知である。これは、車両の 直流電圧源、例えばバッテリーから給電される。その際ＤＣ／ＤＣコンバータを 用いてまず、直流電圧源の直流電圧から比較的高い電圧値を有している定電圧の および／または電力調整された直流電圧が発生される。それからこの電圧から、 制御されるブリッジ回路を用いて、作動のために必要な交流電流が発生される。 ブリッジ回路は、直流電流作動においても交流電流作動においても作動すること ができかつ高圧ガス放電ランプに対する給電回路を形成する。ブリッジ回路の制 御は制御回路によって行われかつ高圧ガス放電ランプの点灯のために点灯装置が 設けられている。 この公知の安定器では、高速かつ信頼できる点灯を実現しかつランプのフリッ カのない安定した作動状態を高速かつ確実に実現するために、始動の際ブリッジ 回路は直流電流作動において作動される。状態決定装置を介して、高圧ガス放電 ランプが成功裡に点灯したとき、信号が発生される。この信号は、遅延回路を介 してブリッジ回路に対する制御回路に供給されかつ所定の遅延時間後に漸く、ブ リッジ回路が直流電流作動から交流電流作動に切り換えられるように考慮する。 ここに参照した手法は本発明により使用される手法とは原理的に異なっている 。 高圧ガス放電ランプの始動の際の制御のために、一般に、目標値曲線の意味に おける電流／電圧曲線としてのＶｅｄｉｌｉｓ曲線が予め定められている。Ｖｅ ｄｉｌｉｓ曲線は、“System Specifications for Field Test”（VEDILIS Eure ka Project 273，P.B 1/3）に記載されておりかつそれは車両において使用すべ きガス放電ランプに対する電流／電圧曲線として予め定められている。その際“ Ｖｅｄｉｌｉｓ”は“Vehicle Discharge Light System”の省略形である。それ によればガス放電ランプのランプ出力を調整するために、始動ないし燃焼フェー ズにおいて、ランプ電圧Ｕ_Lが測定されかつＶｅｄｉｌｉｓ曲線から、その都度 のランプ電圧Ｕ_Lに属する相応のランプ電流Ｉ_Lが求められる。それからこのラン プ電流Ｉ_Lが後続の電流調整回路に対する目標値として用いられ、電流調整回路 によって、ランプ出力が一定の値、例えば３５Ｗに調整される。 一般に、ガス放電ランプを車両のヘッドライトに利用するために、制御装置の 投入接続後短時間内にできるだけ多くの光を使用することができるようにするこ とが必要である。このことは高速始動（Lichtanlauf）と称される。上述したＶ ｅｄｉｌｉｓ曲線が予め定めているように、このためにガス放電ランプは投入接 続後ただちに所定の過負荷で作動することができる。その際この過負荷は、ラン プ電圧に依存して徐々に元に戻される。この形式の過負荷によって、ランプが破 壊されてはならないまたはその寿命が不都合な作用を受けてはならないのは勿論 である。この要求はすべての作動条件に対して厳守されなければならない。更に 、制御は、光出力が既に達している値から再び戻り振動することがないように選 択されるべきである。というのは、このことは普通、不快なフリッカとして感知 されるからである。光出力のこのような戻り振動は、ライトブリッジ（Lichtsat tel＝鞍状の光）とも称される。 実際に、上述のＶｅｄｉｌｉｓ曲線による制御はライトブリッジを回避するこ とができることがわかっている。通例、ガス放電ランプの過負荷作動は純然たる 時間制御を介して作動することができる。しかしこの場合、ガス放電ランプのそ の都度の状態が基本的に考慮されないままであることが非常に不都合であること が認められている。このために、ガス放電ランプが破 壊されたりまたは少なくともその寿命が不都合な影響を受けることがある。 発明の利点 これに対して請求項１の特徴部分に記載の構成を有する高圧ガス放電ランプの 高速始動用の本発明の制御装置は、高圧ガス放電ランプの過負荷作動を、ランプ のその都度の状態に正確に整合し、その場合ににライトブリッジも生じないしし かも高圧ガス放電ランプの寿命に何らの不都合な影響も及ぼさないという利点を 有している。 このために本発明によれば、基本的に制御回路は給電回路を、高圧ガス放電ラ ンプが始動の際にこの形式の所定の過負荷によって作動され、かつフリッカない しライトブリッジが回避され、かつこの過負荷が制御回路によって高電圧ガス放 電ランプの状態、殊に高電圧ガス放電ランプの温度に依存して制御されるように 、制御する。 本発明の有利な実施例において、このために、制御回路が高圧ガス放電ランプ の温度を、電極の温度および高圧ガス放電ランプのガスの温度に従って分けて考 慮するように設定されている。 本発明の特別有利な実施例によれば、高圧ガス放電ランプの状態を検出するた めに、制御回路が、高圧ガス放電ランプないし給電回路の電流および／または電 圧経過を点灯過程後直接観察しかつその際給電回路の 内部抵抗と関連して生じる、高圧ガス放電ランプの種々の状態を特徴付ける電流 ・電圧経過が検出されるようになっている。電流・電圧経過は高圧ガス放電ラン プの種々の状態において有意に異なっているものである。 本発明の別の有利な実施例において、制御回路により高圧ガス放電ランプない し給電回路の電流・電圧経過を用いて高圧ガス放電ランプの状態を求める際に、 電流および／または電圧限界値のみならず、殊に、点灯過程後の最初の時間間隔 におけるダイナミック曲線経過も用いられる。 本発明の有利な実施例において、制御回路はマイクロコントローラを含んでお り、それは、高圧ガス放電ランプの状態を求めるために制御回路において必要な 観察を実施しかつ所属の状態を検出する。 本発明の特別有利でかつ好適な実施例において、マイクロコントローラは、高 圧ガス放電ランプの検出された状態に依存して次の重要な制御措置を実施する： 冷間時高圧ガス放電ランプにおいて、給電回路の高い出力電流を時間的に制限さ れた過負荷関数によって維持すること、 高温時高圧ガス放電ランプにおいて、検出後直ちにランプ出力を定格値に低下さ せること、更に 熱間時高圧ガス放電ランプにおいて、ランプ出力を弱い過負荷に低下させること 。 本発明の有利な実施例において、接続形成されている過負荷を制御するための 過負荷関数は、時間制御と燃焼電圧に依存した制御との組み合わせである。有利 には、過負荷関数は時間的に制限されている。 図面 次に本発明を図示されている実施例に基づいて詳細に説明する。その際： 第１図は、本発明の制御装置が実現されているブロック回路図である。 実施例の説明 第１図には、本発明が実現されている制御装置がブロック図にて略示されてい る。１で示されているのは、直流電圧源である。これは、車両のバッテリーとす ることができる。これは、その出力端子に電圧Ｕ_Bを送出する。この電圧Ｕ_Bは直 流電圧・直流電圧変換器２（ＤＣ／ＤＣコンバータ）によって一層高い値にされ る、即ち変換される。この一層高い電圧値Ｕ_DはＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力 端子に生じる。それは、ブリッジ回路であるかまたはそれを含んでいる制御され る給電回路３に対する入力電圧を形成する。給電回路３はそれから、制御された 交流電流ないし交流電圧または制御された直流電圧を発生する。この交流電圧ま たはこの直流電圧は出力端子４および５に生じかつ高圧ガス放電ランプ６に燃焼 エネルギーを供給するために高圧ガス放電ランプ６の給電電圧Ｕ_Lを形成する 。給電回路３の制御のために、制御回路７が設けられている。それは制御パルス を矢印で示されている線路８を介して入力する。更に、点灯回路９が設けられて いる。これは、矢印で示されている線路１０を介して点灯電圧を端子４を介して 高圧ガス放電ランプ６に供給する。 本発明によれば、給電回路３は制御回路７によって、高圧ガス放電ランプ６が 始動の際に所定の過負荷によって作動されるように、制御される。その際過負荷 は、フリッカないしライトブリッジが回避されるように定められている。更に、 この過負荷は制御回路７によって、高圧ガス放電ランプ６の状態、殊に高圧ガス 放電ランプ６の温度に依存して制御される。有利には、制御回路７は、高圧ガス 放電ランプ６の温度を、電極１１，１２の温度および高圧ガス放電ランプ６のガ ス１３の温度に従って分けて考慮する。 高圧ガス放電ランプ６には３つの重要な状態、即ち冷間、高温および熱間状態 がある。以下にこれらについてその特性および特殊性を説明する。 高圧ガス放電ランプ６が比較的長い時間の間投入接続されていないかまたは完全 に冷却されているとき、高圧ガス放電ランプ６は冷間状態にある。そのとき電極 １１および１２並びにガス１３は冷たい。冷間時高圧ガス放電ランプ６は、より 高速に多くの光を発生するために、著しい過負荷によって作動することができる 。その際制御回路７によって、所定の電気的な過負荷により電極１１および１２ の焼損が生じ、これにより高圧ガス放電ランプ６の寿命を短縮することがないよ うに保証される。冷間時高圧ガス放電ランプ６は投入接続後すぐは、非常に低い 燃焼電圧を有している。それは定格燃焼電圧の１／２より多少低い。 高圧ガス放電ランプ６が最初、比較的長い燃焼作動によって完全な温度に達し かつその後短時間遮断されるとき、高圧ガス放電ランプ６は高温状態にある。遮 断時間の典型的な持続時間はこの例では約１ｓｅｃである。そのとき電極１１お よび１２並びにガス１３は熱い。熱い高圧ガス放電ランプ６が投入接続ないし再 投入接続されると、高速の始動を実現するために、ランプを過負荷によって作動 する必要はない。その場合このような過負荷作動は許容もされない。というのは 、過負荷作動は熱的な過負荷のために高圧ガス放電ランプ６の寿命を低減するお それがあるからである。 高圧ガス放電ランプ６が最初比較的長い燃焼作動によって完全な温度に達しか つその後数秒だけ遮断されるとき、高圧ガス放電ランプは熱間状態にある。この 例における遮断時間の典型的な持続時間は約１０ｓｅｃである。ガス１３は比較 的良好なアイソレーションのためにまだ高温状態である。これにより高圧ガス放 電ランプ６にはまだ高い圧力が存在している。しかし電極１１および１２は既に 著しく冷却されている。そ の理由は、電極の金属接続端子による熱放出が良好だからである。高温のランプ の再投入接続の際には、本発明による高速の始動の実現のために、正確に所定の 弱い過負荷で運転される。 一方における高圧ガス放電ランプ６の、点灯状態からスタチックな燃焼状態へ の確実な移行のためにかつ他方における高圧ガス放電ランプ６の寿命のために、 高圧ガス放電ランプ６の種々の状態の確実な区別が非常に重要である。 本発明によれば制御回路７は有利にはマイクロコントローラ２を含んでいる。 これは図示されていない。一種の観察器であるマイクロコントローラを用いて、 制御回路７は、高圧ガス放電ランプ６の状態を求めるための必要な観察を実施し かつ属する状態を検出する。このためにまず、給電回路３の出力電流Ｉ_Lが制御 回路７によって高い値に調整設定される。冷間高圧ガス放電ランプ６が確実に燃 焼作動を引き受けることができるようにするためにもこのことは必要である。点 灯過程は投入接続後時間遅延を以て生じるので、給電回路３に無負荷電圧が調整 設定される。 点灯過程後直ぐに、例えば最初の５μｓｅｃ後に、制御回路７によって高圧ガ ス放電ランプ６ないし給電回路３の電流および／または電圧経過およびその際給 電回路３の内部抵抗との関連において生じる電流・電圧経過が検出される。これ らは高圧ガス放電ランプ６ の種々の状態に対して特徴的でありかつ高圧ガス放電ランプ６の種々の状態にお いて有意に区別される。有利な方法において、高圧ガス放電ランプ６ないし給電 回路３の電流および／または電圧経過を用いて制御回路７によって高圧ガス放電 ランプ６の状態を求める際に、電流および／または電圧限界値のみならず、殊に 、点灯過程後の最初の時間間隔におけるダイナミック曲線経過も用いられる。ダ イナミック経過の観察は、単なる時間位置のサンプリングにおける場合よりも一 層良好な区別を可能にする。 マイクロコントローラを用いて殊に、本発明による制御回路７は高圧ガス放電 ランプ６の検出された状態に依存して次の重要な制御措置を実施する： 冷間時高圧ガス放電ランプ６において、給電回路の高い出力電流を時間的に制限 された過負荷関数によって維持すること。接続形成されている過負荷関数は正確 に定められているものである。それは時間制御と燃焼電圧に依存した制御との組 み合わせとすることができる。それは時間的に制限されている。冷間時高圧ガス 放電ランプ６ではようやく内部ガス圧が形成されるはずであるので、この状態は ライトブリッジに関して特別敏感である。時間制御される組み合わせは、光出力 の低下を妨げることができる。 高温高圧ガス放電ランプ６において、ランプ出力を検出後直ちに定格値に低下さ せる。従ってランプは直ち に定格電力による通常の、スタチックな燃焼作動に切り換えられる。これにより 熱的な過負荷は回避される。 更に、熱間高圧ガス放電ランプ６において、ランプ出力を弱い過負荷に低下させ る。このことは同様に正確に定義されているものである。これも、時間制御と燃 焼電圧に依存した制御との組み合わせとすることができる。しかしここでは、ラ イトブリッジに関する補償を実施する必要はない。というのは、高圧ガス放電ラ ンプ６においてまだガス圧が存在しているからである。 本発明により構成された制御装置によって、高圧ガス放電ランプ６は生じるす べての状態において機能性および寿命に関して最適に給電される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年１１月８日 【補正内容】 請求の範囲 １．例えば車両のヘッドライトに使用されるための、高圧ガス放電ランプ（６ ）の高速始動用制御装置であって、直流電圧源（１，２）の直流電圧（Ｕ_B）か ら、場合によっては直流電流作動においても交流電流作動においても作動するこ とができる制御される給電回路（３）を用いて、高圧ガス放電ランプ（６）に燃 焼エネルギーを供給するためのランプ電流（Ｉ_L）およびランプ電圧（Ｕ_L）が発 生され、かつ前記給電回路（３）を制御するための制御回路（７）並びに高圧ガ ス放電ランプ（６）を点灯するための点灯装置（９）が設けられており、かつ前 記制御回路（７）は前記給電回路（３）を、前記高圧ガス放電ランプ（６）が始 動の際に、過負荷によって作動されるように制御する形式のものにおいて、 前記過負荷は、始動の際にフリッカないしライトブリッジが回避されるように定 められており、かつ前記過負荷は前記制御回路（７）によって、前記高圧ガス放 電ランプ（６）の温度に依存して制御されるようにした ことを特徴とする制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．例えば車両のヘッドライトに使用されるための、高圧ガス放電ランプ（６ ）の高速始動用制御装置であって、直流電圧源（１，２）の直流電圧（Ｕ_B）か ら、場合によっては直流電流作動においても交流電流作動においても作動するこ とができる制御される給電回路（３）を用いて、高圧ガス放電ランプ（６）に燃 焼エネルギーを供給するためのランプ電流（Ｉ_L）およびランプ電圧（Ｕ_L）が発 生され、かつ前記給電回路（３）を制御するための制御回路（７）並びに高圧ガ ス放電ランプ（６）を点灯するための点灯装置（３）が設けられている形式のも のにおいて、 前記制御回路（７）は前記給電回路（３）を、前記高圧ガス放電ランプ（６）が 始動の際に、フリッカないしライトブリッジが回避されるように所定の過負荷に よって作動されるように制御し、かつ該過負荷は前記制御回路（７）によって、 前記高圧ガス放電ランプ（６）の状態、例えば高圧ガス放電ランプ（６）の温度 に依存して制御される ことを特徴とする制御装置。 ２．前記制御回路（７）は前記高圧ガス放電ランプ（６）の温度を電極（１１ ，１２）および高圧ガス放電ランプ（６）のガス（１３）の温度に従って分けて 考慮する 請求項１記載の制御装置。 ３．前記高圧ガス放電ランプ（６）の状態を求めるために、前記制御回路（７ ）は該高圧ガス放電ランプ（６）ないし前記給電回路（３）の、点灯過程後直ぐ の電流および／または電圧経過を観察しかつその際前記給電回路（３）の内部抵 抗との関連において生じた、該高圧ガス放電ランプ（６）の種々の状態に対して 特徴的な電流・電圧経過を検出し、この場合該電流・電圧経過は該高圧ガス放電 ランプ（６）の種々の状態において有意に異なっているものである 請求項１または２記載の制御装置。 ４．前記高圧ガス放電ランプ（６）の状態を前記制御回路（７）によって該高 圧ガス放電ランプ（６）ないし前記給電回路（３）の電流および／または電圧経 過を用いて求める際に、電流および／または電圧限界値のみならず、点灯過程後 の最初の時間間隔における例えばダイナミック曲線経過も用いられる 請求項３記載の制御装置。 ５．前記制御回路（７）はマイクロコントローラを含んでおり、該マイクロコ ントローラは、前記高圧ガス放電ランプ（６）の状態を該制御回路（７）におい て求めるために必要な観察を実施しかつ所属の状態を検出する 請求項１からまでのいずれか１項記載の制御装置。 ６．前記マイクロコントローラは、前記高圧ガス放 電ランプ（６）の検出された状態に依存して次の重要な制御措置を実施する： 冷間時高圧ガス放電ランプにおいて、給電回路の高い出力電流を時間的に制限さ れた過負荷関数によって維持し、 高温時高圧ガス放電ランプにおいて、検出後直ちにランプ出力を定格値に低下さ せ、更に 熱間時高圧ガス放電ランプにおいて、ランプ出力を弱い過負荷に低下させる 請求項４または５記載の制御装置。 ７．接続形成されている過負荷を制御するための過負荷関数は、時間制御と燃 焼電圧に依存した制御との組み合わせである 請求項１から６までのいずれか１項記載の制御装置。 ８．前記過負荷関数は時間的に制限されている 請求項１から７までのいずれか１項記載の制御装置。