KR20000048605A - 고압 가스 방출 램프의 상태 판정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통전시 고압 가스 방출 램프의 상태를 판정하는 장치에 관한 것이며, 제어 장치는 램프로 비전류를 공급하여 발생된 전압 강하를 측정하거나, 램프로 비전압을 공급하여 발생된 유동 램프 전류를 측정하고, 그 결과의 작용으로서 설정된 램프 상태에 따라 빛을 트리거한다.

Description

고압 가스 방출 램프의 상태 판정 장치{Arrangement for determining the state of a high-pressure gasdischarge lamp on switching-on}

US 42 40 009로부터 특성 곡선에 따라 램프에 공급되는 전력을 결정하고 조절하여 제어하는, 가스 방출 램프를 작동시키기 위한 회로가 알려져 있다. 그 제어 장치는 전력 공급 회로를 포함하고 있다. 이 회로는, 작동 중 램프가 정해진 전력, 특히 일정한 전력으로 유지될 수 있도록, 전압-전류 특성 곡선에 의해 제어 조절된다. 이를 위해, 이 공지의 회로에서는, 전지로부터 조절된 인버터 회로에 공급되는 전력을, 인가되는 전압, 그 결과로서 생기는 전류로부터 결정하여, 예정된 전압-전류 특성 곡선에 따라 인버터 회로를 위한 제어 신호를 발생하는 전력계에 의해, 전력이 결정된다. 램프를 위해 일정한 전력을 유지하는 경우에는 각 순간의 작동점이 소위 전력 쌍곡선에 놓여지게 된다.

고압 가스 방출 등의 시동을 위해 또한 그것의 작동 중에는 일반적으로 전압-전류 특성 곡선으로서의 베딜리스 곡선이 설정치 곡선으로서 미리 주어진다. 베딜리스 곡선은 VEDILIS Eureka Project 273의 "System Specification for Field Test(현장 시험을 위한 시스템 상세서)" 페이지 B 1/3에 표시되어 있는데 이것이 자동차 내에 설치될 가스 방출 램프를 위한 전류-전압 특성 곡선으로서 미리 제공된다. 그런데 베딜리스(Vedilis)는 "Vehicle Discharge Light System(차량 방출 광 시스템)"의 약자이다. 그래서 가스 방출 램프의 램프 전력을 조절하기 위해서는 시동 및 작열 기간(연소 기간) 중 램프 전압(U)이 측정되고 베딜리스 곡선으로부터 그 순간의 램프 전압에 해당하는 램프 전류(I)가 구해진다. 그러면, 이 램프 전류(I)는 램프 전력이 일정치, 예컨대 35 W에 조절될 수 있게 하는 전류 조절 회로를 위한 설정치 역할을 한다.

일반적으로 자동차 탐조등 내 가스 방출 램프에 이용하기 위해서는 가급적 제어 장치의 스위치 온 후 단시간 내에 소망하는 광의 양을 이용할 수 있을 필요가 있다. 이것은 신속 광 개시로 지칭된다. 상기한 베딜리스 곡선에서 알 수 있는 것 같이 그 목적을 위해서는 가스 방출 램프가 스위칭 온 직후 일정한 과부하로 작동될 필요가 있다. 그런 뒤 이 과부하는 일정 전압 도달 후 램프 전압에 따라 복원된다. 이 복원은 특성 곡선에 따라 일어난다. 그런 과부하에 의해 램프가 파괴되거나 또는 그 수명에 영향을 받지 않아야 할 것은 명백하다. 이 요건은 모든 작동 조건에 먼저 유지되어야 한다.

따라서 고압 가스 방출 램프가 점등된 후에는 이 방출 램프는, 이 방출 램프가 가급적 급속히 소망하는 광량을 방출할 수 있도록, 신속 광 개시의 경우 일정한 과부하로 작동된다. 재통전을 위해서는, 일반적으로 램프의 통전(스위칭 온)을 위해서는, 램프의 상태, 특히 그 온도를 아는 것이 결정적으로 중요하다. 대체적으로 램프 온도에 따라 적정한 과부하를 인가해 줄 때 점등이 개선된다. 과부하의 크기와 지속 시간은 램프의 상태에 의존한다. 예컨대 램프가 장시간 단전되어 냉각되어 있으면, 단시간 단전되어 뜨거운 상태에서 다시 통전될 때보다, 그 램프는 더 오랜 시간에 걸쳐 과부하로 작동될 필요가 있다.

고압 가스 방출 램프의 상태를 결정하기 위해서는, 특별한 콘덴서의 충전과 방출을 통해 간접적으로 그 온도를 파악하는 방법이 이미 제안되어 있다. 램프가 통전되었을 때에는 콘덴서가 충전되고 단전되었을 때에 방출된다. 콘덴서에 걸린 전압에 의해 통전 및 단전 시간에 관해, 따라서 램프의 상태에 관해 알 수 있다. 이때에는 콘덴서와 기타 필요 부품에 추가의 하드웨어적 비용이 필요하여 불리하다. 시간 정수는 크고 초 범위, 예컨대 약 10 초의 범위에 있다.

또 하나의 추천된 방법에 의하면, 램프의 단전 기간 중에도 제어 장치를 계속 작동시켜 통전 및 단전 시간을 측정함으로써 램프 온도를 구한다. 이 방법에서는, 제어 장치에 지속적으로 에너지(전력)가 공급되고 그래서 경우에 따라서는 특별한 접속 단자가 설치될 필요가 있다. 또한 이때에는 적합한 부품을 추가로 설치하고 추가 에너지가 필요하다는 결점이 있다.

본 발명은 청구 범위 1의 전제부에 정의되어 있는 바와 같이, 통전시 고압 가스 방출 램프의 상태, 특히 온도를 판정하기 위한 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따라 단순화된 장치의 블록 결선도.

도 2는 간략히 기재된, 고압 가스 방출 램프가 차가울 때 및 뜨거울 때 램프에서 측정된 시간에 대한 전압의 경과 그래프.

청구항 1의 특징을 가진 본 발명에 의한 장치는 상기 종래 기술에 비하여 스위칭 온 했을 때에 램프 상태의 결정 결과가 현저히 더 양호하지는 못하더라도 같은 정도로 양호하면서 부품 비용이 더 낮다는 이점을 갖고 있다. 고압 가스 방출 램프의 상태는, 얼마나 오래 스위칭 온 되어 있었고 또한 그런 후 스위칭 오프 되었는지를 직접적으로 알 수 없지만, 구해질 수 있다. 따라서 제어 장치는 램프가 스위칭 오프 된 상태에 있는 동안 스위칭 오프 시간을 구하기 위해 스위칭 온 상태로 유지되어 있을 필요는 없다.

본 발명에 따라 원칙적으로 통전(스위칭 온)시 램프 상태를 인식하기 위해, 제어 장치는 일정한 전류를 램프에 공급하고 이 장치는 그때에 발생하는 전압 강하, 즉 램프 전압을 측정하고 평가하거나 또는 다른 방법으로 제어 장치는 일정한 전압을 램프에 인가하고 그때에 흐르는 램프 전류를 측정하고 평가하며 두 방법에 있어 제어 장치는 램프의 판정 상태에 대응하여 점등 개시를 수행하고 있다.

추가의 청구항들에 기재된 조치에 의해 청구항 1 에 주어진 측정 및 평가 장치의 유리한 추가 양태 및 개선 양태가 얻어질 수 있다.

상기 두 방법을 위해 특히 적합하고 유리한 본 발명의 양태에 따라, 제어 장치는 램프의 스위칭 온 직후, 특히 램프의 점등 직후, 전류의 공급에 대응하는 전압 측정과 전압의 인가에 대응하는 전류 측정 및 각각의 평가를 수행한다. 본 발명의 추가 양태에 따라 제어 장치가 램프의 부하 회로에서 측정 과정을 수행하는 것이 유리한데, 그 이유는 그런 경우에는 아무 착오도 발생할 수 없고 어떠한 추가 부재가 필요하지 않기 때문이다. 유리한 방식에서는 제어 장치가 그때 그때의 램프 시동을 위해 측정 결과를 기억한다.

발명의 한 유리한 양태에 의하면 제어 장치는 측정 및 평가 과정을 여러 번, 특히 단 시간적에 차례로 수행하고 그 결과로부터 조합값을 형성한다. 이 추가 양태의 양호한 형태에 의하면 제어 장치는 조합값으로서 평균값을 형성한다. 유리한 추가 양태에 따라 제어 장치는 조합값 또는 평균값을 기억한다. 이 양태의 특히 유리한 형태에 따라, 제어 장치는 램프 상태가 무단계적으로, 즉 연속적으로 인식할 수 있도록 측정 및 평가 과정을 수행한다.

본 발명의 추가의 적합한 양태에 따라, 제어 장치는 실제 램프 상태를 확정하기 위해 측정량의 경과, 특히 그 상승을 평가한다.

특히 적합하고 유리하고 양호한 발명의 양태에 따라, 제어 장치에는 측정 과정이 제어될 수 있고 측정 결과가 기억될 수 있는 기억 장치를 가진 마이크로 제어기가 배치되어 있다.

본 발명에 의한 장치는 특히 유리하고 적합한 방식으로 자동차 내에 사용되는 고압 가스 방출 램프에 사용 가능하다.

본 발명을 도면에 도시된 실시예에 따라 이하의 기재에서 상세히 설명할 것이다.

도 1에 도시된 장치는 제어 장치(3)를 포함하고 있는데, 이 장치에는 그 입력 단자(1 및 2)에서 필요한 입력 에너지가 예를 들어 전원 또는 전지로부터 공급된다. 출력 단자(4 및 5)에는 제어 장치가 고압 가스 방출 램프의 점등장치(6)에 의한 점등을 위해 필요한 전류(I) 및 전압(U)을 공급한다. 이들의 값은 램프의 작동상태에 따라 다르다. 그러나 이들 값은 점등까지 또한 그 전에 그대로 같도록 유의해야 할 것이다.

도 2에는 고압 가스 방출 램프(7)가 냉각되었을 때 및 가열되었을 때 램프(7)에서 측정된 전압(U_M)의 시간(t)에 대한 경과가 개략적으로 표시되어 있다. 본 발명에 따라 형성된 장치는, 제어 장치(3)가 일정한 전류(I)를 램프(7)에 공급하며, 그 제어 장치가 그때에 발생된 예를 들면, 단자(4 및 5)에서의 전압(U) 강하를 측정 및 평가하거나 또는 제어 장치(3)가 일정한 전압을 램프(7)에 인가하며, 제어 장치는 그때 단자(4)로부터 흐르는 램프 전류를 측정하고 평가하도록 되어 있다. 제어 장치(3)는 그러면 램프의 결정된 상태에 따라 점등 개시를 제어한다. 바람직하게는 이 측정과정은 스위칭 및 램프(7)의 점등 직후 일정 위치에서 행해진다. 전압 및 전류 측정이 램프(7)의 부하 회로에서 이루어지게 함으로써 결과에 착오가 생기지 않게 하는 것도 유리할 것이다.

제어 장치(3)는 이 장치에 의해 결정된 측정 결과를 각 점등 개시를 위해 저장한다. 특히 유리한 추가 양태에 있어서는, 제어 장치(3)는 다수의 측정 과정, 예를 들면 4개의 과정을 직접 차례로 반복하여 실행하고 그 중에서 한 조합값, 특히 평균값을 형성할 수 있다. 그런 뒤 실질적으로 확실한 평균값은 기억 저장되고 추가 평가를 위해 보관된다.

제어 장치의 다른 양태에 의하면 특히 단시간내에 연달아 측정 및 평가 과정을 여러 번 수행하고 경우에 따라서는 그 결과로부터 저장 가능한 평균값을 형성하는 것도 가능하다. 다른 방법으로는 램프 상태가 무단계적으로, 즉 연속적으로 인식 가능하도록 측정 및 평가 과정을 수행하는 것도 또한 가능하다. 본 발명에 의한 장치의 의도된 사용법에 의존하는 추가의 양태에서는, 실제의 램프 상태를 구하기 위해, 제어 장치(3)에 의해 측정량의 경과, 특히 그 상승이 평가되게 하는 것이, 다른 방법 또는 추가 방법으로서 가능하다. 본 발명에 의한 장치의 대단히 융통성 있고 유리한 양태에 따라, 제어 장치(3)에 측정 과정이 제어 가능하게 또한 측정 결과가 기억 가능하게 하는 메모리 부착 마이크로프로세서가 설치된다.

본 발명에 의한 장치의 작동법은 이제, 제어 장치(3) 및 점화 장치(6)에 의해 램프(7)의 점화가 개시되게 하는 것으로 보일 수 있다. 램프는 도 2에 도시된 것처럼 시점(t_Z)에 점화된다. 이때 전압(U_M) 공운전 값 U_L(21)로부터 램프(7)의 연소 전압(U_B)아래의 낮은 값으로 강하한다. 램프가 단기간 단전되어 있어 아직 따뜻하거나 뜨거우면, 곡선 부분(22)으로 표시된 것 같이 전압 강하는 크지 않다. 이 경우에는 연소 전압(U_B)도 비교적 단시간에 도달된다. 통전시킬 때 램프가 차가워져 있으면, 전압 강하는 곡선 부분(23)에 의해 도시된 것 같이 상당히 크다. 이 경우에는 연소 전압(U_B)이 비교적 장시간이 지나야 도달된다.

전류를 인가하는 대신 다른 방법으로서 소정 전압이 인가되어 램프(7)에 발생하고 그때의 램프 온도에 의존하는 전류가 측정되게 할 수도 있다. 또한 이 값으로부터 램프의 상태인 램프 온도를 알 수도 있다.

점화가 행해진 후에는 정해진 크기의 일정 전류가 인가된다. 제어 장치(3)에 의해 램프의 전압은 측정으로 결정된다. 측정된 또는 정량된 전압으로부터 램프 온도를 알 수 있다. 곡선 부분(23)의 경우에서처럼 측정 전압치(U_M)가 낮을 때에는 비교적 온도가 낮은 차가운 램프라고 결론 지을 수 있고 측정 전압치(U_M)가 높을 때에는 온도가 높은 뜨거운 램프라고 결론지을 수 있다. 램프(7)가 각각 다른 경우 연소 전압(U_M)도 거기에 따라 다를 수 있어 이 값을 학습치로서 기억시켜두고 램프 온도를 구하려 할 때 그것에 접근하여 이용하면 특히 유리할 것이다.

따라서 그렇게 구해진 램프(7)의 온도에 대한 값은 램프(7)의 전력 조절부 내에 입력시켜둠으로써 이 값을 램프 또는 장치의 다른 부분에 과도한 응력이 가해지게 하지 않고 신속한 점등 개시를 위해 최적으로 조절하는데 이용할 수 있다. 그래서 유리하게도 다른 이유로 설치되는 본 발명 장치용 마이크로 제어기를 사용하면 아무 추가 부품도 요구되지 않는다.

Claims (11)

1. 램프(7)를 제어하고 램프에 에너지를 공급하기 위한 제어 장치(3)를 구비한, 통전시 고압 가스 방출 램프(7)의 상태, 특히 램프 온도를 판정하기 위한 고압 가스 방출 램프의 상태 판정 장치에 있어서,

   상기 제어 장치(3)는 일정한 전류(Ⅰ)를 램프(7)에 공급하고 그때에 발생하는 전압 강하(U)를 측정하여 판정하거나 일정한 전압(U)을 램프(7)에 인가하고 그때에 흐르는 램프 전류(I)를 측정하여 판정하며, 상기 제어 장치(3)는 램프(7)의 판정 상태에 대응하여 점등 개시를 수행하는 것을 특징으로 하는 고압 가스 방출 램프의 상태 판정 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 장치(3)는 램프(7)의 통전 후에, 특히 램프(7)의 점등(t_Z) 직후에 전류(I)의 공급에 대응하는 전압 측정과 전압(U)의 인가에 대응하는 전류 측정 및 각각의 판정을 수행하는 것을 특징으로 하는 고압 가스 방출 램프의 상태 판정 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 장치(3)는 점등 개시를 위해 측정 결과를 기억하는 것을 특징으로 하는 고압 가스 방출 램프의 상태 판정 장치.
4. 제 1 항 내지 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치(3)는 램프(7)의 부하 회로에서 측정 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 고압 가스 방출 램프의 상태 판정 장치.
5. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치(3)는 측정 및 평가 과정을 여러 번, 특히 단시간에 차례로 수행하고 그 결과로부터 조합값을 형성하는 것을 특징으로 하는 고압 가스 방출 램프의 상태 판정 장치.
6. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치(3)는 조합값으로서 평균값을 형성하는 것을 특징으로 하는 고압 가스 방출 램프의 상태 판정 장치.
7. 제 5 항 또는 6 항에 있어서, 상기 제어 장치(3)는 조합값 또는 평균값을 기억하는 것을 특징으로 하는 고압 가스 방출 램프의 상태 판정 장치.
8. 제 5 항 내지 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치(3)는 램프 상태가 무단계적으로, 즉 연속적으로 인식할 수 있도록 측정 및 평가 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 고압 가스 방출 램프의 상태 판정 장치.
9. 제 5 항 내지 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치(3)는 실제 램프 상태를 확정하기 위해 측정량의 경과, 특히 그 상승을 판정하는 것을 특징으로 하는 고압 가스 방출 램프의 상태 판정 장치.
10. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치(3)에는 측정 과정이 제어될 수 있고 측정 결과가 기억될 수 있는 기억 장치를 가진 마이크로 제어기가 배치되는 것을 특징으로 하는 고압 가스 방출 램프의 상태 판정 장치.
11. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 자동차 내에 사용되는 고압 가스 방출 램프(7)에 사용 가능한 것을 특징으로 하는 고압 가스 방출 램프의 상태 판정 장치.