DE4426664B4

DE4426664B4 - Vorrichtung zum Starten und Betreiben einer Hochdruck-Entladungs-Lampe

Info

Publication number: DE4426664B4
Application number: DE4426664A
Authority: DE
Inventors: Yasumasa Sanda Hanazaki; Nobuo Ukita
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-09-17
Filing date: 1994-07-15
Publication date: 2005-11-17
Anticipated expiration: 2014-07-16
Also published as: JP3447776B2; KR0145362B1; DE4426664A1; JPH0785986A; KR950010711A; US5465029A

Abstract

Vorrichtung zum Starten und Betreiben einer Hochdruckentladungslampe (12) mit einer Stromsteuervorrichtung (7) zum Steuern des Lampenstroms in Abhängigkeit von der Lampenspannung gemäß einer Strom-Spannungscharakteristik der Hochdruck-Entladungslampe, die unter Berücksichtigung des Wertes der Lampenspannung bei Nennleistung im stationären Betrieb vorgewählt ist,
gekennzeichnet durch
– eine Charakteristik-Speichervorrichtung (72), in der eine Mehrzahl von Strom-Spannungscharakteristiken gespeichert sind;
– eine Vorhersagevorrichtung (73) zum Vorhersagen des Wertes der Lampenspannung bei Nennleistung im stationären Betrieb, wobei dieser Wert abhängig von zwei Lampenspannungswerten bestimmt wird, die bei zwei unterschiedlichen Zeiten nach dem erfolgreichen Zünden der Lampe gemessen werden;
– eine Charakteristik-Auswahlvorrichtung (71) zum Auswählen der Strom-Spannungs-Charakteristik in Abhängigkeit von dem von der Vorhersagevorrichtung (73) vorhergesagten Wert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Starten und Betreiben einer Hochdruck-Enladungs-Lampe wie einer Hochdruck-Quecksilberdampflampe, einer Metall-Halogen-Kurzbogenlampe oder dergleichen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
In den letzten Jahren waren Sicherheits- und Umweltschutzfunktionen eines Fahrzeugs wünschenswert und die Individualität des Fahrzeugs war ebenfalls wichtig. Wünsche für eine verbesserte Fahrsicherheit und eine verbesserte Fahrzeugkarosseriegestaltung erforderten mit Bezug auf das Scheinwerferlicht eine Erhöhung der Lichtmenge und eine kleine Form. Jedoch war es mit einer herkömmlichen elektrischen Lampe für das Fahrzeug schwierig, diesen Anforderungen zu genügen. Daher wird die Verwendung einer Entladungslampe als einer neuen Lichtquelle für Fahrzeuge untersucht.

Aus der gattungsbildenden US 5,151,634 ist eine Vorrichtung zum Steuern einer Entladungslampe für die Verwendung in einem Kraftfahrzeug bekannt, die eine Stromsteuervorrichtung zum Steuern des Lampenstroms in Abhängigkeit von der Lampenspannung aufweist. Dabei wird die erreichte Lampenspannung beim Abschalten der Lampe abgespeichert und bei dem erneuten Einschalten dient dieser abgespeicherte Wert der Vorhersage des Wertes der sich im stationären Betrieb bei Nennleistung einstellenden Lampenspannung. Dabei wird die Strom-Spannungs-Charakteristik während der Warmlaufphase beeinflusst.

24 enthält eine allgemeine Ansicht der Struktur einer 35W-Metall-Halogen-Kurzbogenlampe, die eine Art von Entladungslampe 12 ist. In der Metall-Halogen-Kurzbogenlampe ist eine Quarzröhre 121 an beiden Enden abgedichtet und eine Bogenröhre 122 befindet sich im mittleren Bereich der Quarzröhre 121. Die Bogenröhre 122 weist einander gegenüberliegende Wolframelektroden 123a, 123b auf, die über Molybdänfolien 124a, 124b mit äußeren Leitungen 125a, 125b verbunden sind. Weiterhin ist die Bogenröhre 122 mit einem Metallhalogenid 126, das durch Kombination mehrerer verschiedener Metalle wie Natrium und Scandium mit Jod erhalten wurde, einem Startgas (zum Beispiel Xenon) 127 und Quecksilber 128 gefüllt.

Die vorbeschriebene Entladungslampe 12 unterscheidet sich von der herkömmlichen elektrischen Lampe wesentlich darin, dass die herkömmliche elektrische Lampe einfach durch Anlegen einer Spannung an einen Fadenemittiert, während die Entladungslampe einen zwischen den Elektroden erzeugten Bogen als Emitter verwendet und eine Startvorrichtung zur Steuerung des Bogenlichts benötigt.

Es erfolgt nun eine Beschreibung eines Teils der Vorrichtung zum Starten und Betreiben einer Entladungslampe, durch Illustrieren eines Emissionsmechanismus der Entladungslampe. Die Entladungslampe 12 benötigt für eine Anfangsperiode eine Hochspannung im Bereich von weniger als zehn bis über zehn, jedoch weniger als zwanzig Kilovolt. Somit erzeugt die Vorrichtung eine Hochspannung, die zwischen den Wolframelektroden 123a und 123b der Entladungslampe 12 angelegt wird. Die Entladung wird hierdurch zwischen den Wolframelektroden 123a und 123b gestartet, was zu einem Stromfluss zwischen den Wolframelektroden 123a und 123b führt. Danach liefert die Vorrichtung die maximale Nennleistung oder den maximalen Nennstrom der Entladungslampe 12, um die von der Entladungslampe 12 emittierte Lichtmenge so schnell wie möglich zu erhöhen. Zu dieser Zeit aktiviert der fließende Strom das in der Entladungslampe 12 befindliche Startgas 127, um eine Bogenentladung des Startgases 127 einzuleiten.

Weiterhin erhöht sich die Spannung der Entladungslampe 12 zu dieser Zeit von etwa 20 V, und die Vorrichtung zum Betreiben stellt die zur Entladungslampe 12 zugeführte Leistung so ein, dass sie entsprechend der Spannung allmählich abnimmt, um die von der Entladungslampe 12 in einem Überlastzustand emittierte Lichtmenge einzustellen. Zu einer Zeit der Steuerung der zugeführten Leistung nimmt die Temperatur in der Entladungslampe 12 rasch zu, um das Quecksilber 128 zu verdampfen, wodurch eine Bogenentladung des Quecksilberdampfes beginnt. Die Temperatur in einem mittleren Bereich des Quecksilberbogens erreicht etwa 4500 K (Grad Kelvin), und die Temperatur und der Druck in der Bogenröhre 122 steigen. Demgemäß beginnt eine Verdampfung des Metallhalogenids 126, so dass ein metallisches Ion in dem Bogen von einem Halogenion getrennt wird, was zu einer Emission des Metallions mit einem metallen innewohnenden Spektrum führt.

Nachdem fast das gesamte Metallhalogenid 126 verdampft ist, hat das Bogenlicht eine endgültige Form und erreicht einen endgültigen Lichtstrom, und die Spannung der Entladungslampe 12 ist gesättigt, wodurch sich eine stabile Spannung ergibt (nachfolgend als endgültige Entladungslampenspannung oder Lampenspannung bei Nennleistung im stationären Betrieb be zeichnet). Zu der Zeit legt die Vorrichtung die zu der Entladungslampe 12 gelieferte Leistung auf die Nennleistung fest, so dass die Entladungslampe 12 ein stabiles Licht ohne Flackern emittieren kann.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise in der japanischen Offenlegungsschrift JP 06-005376 A offenbart, die auf die Anmelderin zurückgeht.

25 ist ein Schaltbild der herkömmlichen Vorrichtung zum Starten und Betreiben von Hochdruck-Entladungslampen gezeigt.

In 25 sind eine Batterie-Leistungsquelle 1 und eine über einen Zündschalter 2 mit der Batterie-Leistungsquelle 1 verbundene Inverterschaltung 13 gezeigt. Die Inverterschaltung 13 enthält Schalteranordnungen 13a, 13b, die abwechselnd ein- und ausgeschaltet werden, einen Zusatztransformator 13c zum Anheben der durch die Schalteranordnungen 13a und 13b in einen Wechselstrom umgewandelten Spannung der Batterie-Leistungsquelle 1 auf eine gewünschte Spannung, und einen Kopplungskondensator 13d.

Weiterhin sind ein Treiberabschnitt 14, eine LC-Reihenresonanzschaltung 15 mit einer Drosselspule 15a, Kondensatoren 15b und 15c, einem Widerstand 15d sowie einem Schalter 18 gezeigt. In diesem Fall ist, um eine Herabsetzung der Resonanzschärfe Q zu vermeiden, der Widerstandswert des Widerstands 15d vernachlässigbar im Vergleich zum Wirkwiderstand aufgrund der Drosselspule 15a und der Kondensatoren 15b, 15c bei Resonanz. Weiterhin sind die Entladungslampen 12, eine selbsterregte Oszillationsschaltung 16, die zur Anfangsoszillation für die Ausgabe der Resonanzfre quenz dient, und eine TTL-Pegelwandlerschaltung 17 gezeigt.

Eine Spannungserfassungsvorrichtung 6 dient zur Erfassung der Spannung der Entladungslampe 12 nach dem dielektrischen Durchschlag von einem Knotenpunkt zwischen den Kondensatoren 15b und 15c über den Schalter 18; eine Stromerfassungsvorrichtung 5 dient zum Erfassen des Stroms in der Entladungslampe 12 über einen Stromwandler 19; und eine Erfassungsvorrichtung 9 für dielektrischen Durchschlag dient zum Erfassen des durch die Entladungslampe 12 fließenden Durchbruchstroms während des dielektrischen Durchschlags über den Stromwandler 19, um ein Signal zu übertragen, welches anzeigt, ob der dielektrische Durchschlag stattfindet oder nicht.

Eine Steuereinrichtung 70 enthält einen Mikrocomputer oder dergleichen, um Befehle für die Ein/Aus-Operationen des Schalters 18 zu geben und die von der Inverterschaltung 13 ausgegebene Frequenz zu steuern, abhängig von der Spannungserfassungsvorrichtung 6, der Stromerfassungsvorrichtung 5 und der Erfassungsvorrichtung 9 für die vom dielektrischen Durchschlag übertragenen Signale. Es ist eine andere Vorrichtung zum Speichern der endgültigen Entladungslampenspannung in Abhängigkeit von einem von der Spannungserfassungsvorrichtung 6 übertragenen Signal vorgesehen. 26 ist eine Darstellung, die die Peripherie der Entladungslampe 12 detailliert wiedergibt. In 26 sind ein Entladungslampenaustausch-Erfassungsschalter 21, der automatisch eingeschaltet wird, wenn die Entladungslampe 12 entfernt wird, eine Befestigungsbasis 22 zum Befestigen der eine Fassung enthaltenden Entladungslampe 12 und die Fassung 23 zum Befestigen der Entladungslampe gezeigt.

Wenn in dem Apparat der Zündschalter 2 eingeschaltet wird, um das Aufleuchten der Entladungslampe 12 zusteuern, öffnet die Steuereinrichtung 70 den Schalter 18, um den Eingang von der Spannungserfassungsvorrichtung 6 zu öffnen, und befindet sich in einem Wartezustand, bis die Steuereinrichtung 70 ein Signal von der Erfassungsvorrichtung 9 für dielektrischen Durchschlag empfängt.

Andererseits wird die selbsterregte Oszillationsschaltung 16 betätigt, um eine selbsterregte Oszillationsfrequenz auszugeben. Die Oszillationsfrequenz schwingt in der Inverterschaltung 13, in der LC-Reihenresonanzschaltung 15 und der TTL-Pegelwandlerschaltung 17 in Resonanz. Darauffolgend wird eine Hochspannung zur Entladungslampe 12 geführt, um den dielektrischen Durchschlag zwischen den Elektroden in der Entladungslampe 12 zu bewirken. In diesem Moment befindet sich die Entladungslampe 12 im Wesentlichen in einem Kurzschlusszustand, so dass der Durchbruchstrom in der Entladungslampe 12 fließt. Der Durchbruchstrom wird von der Erfassungsvorrichtung 9 für dielektrischen Durchschlag über den Stromwandler erfasst, und das erfasste Signal wird zur Steuereinrichtung 70 übertragen, um festzustellen, dass der dielektrische Durchschlag stattfindet.

Die Steuereinrichtung 70 empfängt das Signal von der Erfassungsvorrichtung 9 für dielektrischen Durchschlag, um das Ausgangssignal von der selbsterregten Oszillationsschaltung 16 zur Inverterschaltung 13 anzuhalten. Stattdessen gibt die Steuereinrichtung 70 eine Frequenz aus, um einen Nennstrom (im Bereich von 2 bis 3A) als ein normales Zündsignal über den Treiberabschnitt 14 zur Inverterschaltung 13 zu führen.

Gleichzeitig schließt die Steuereinrichtung 70 den Schalter 18, um einen Eingangsanschluss der Spannungserfassungsvorrichtung 6 mit dem Knotenpunkt zwischen den Kondensatoren 15b und 15c zu verbinden.

Danach wird die Entladungslampe 12 durch frequenzabhängigen Stromfluss auf der Grundlage der Frequenz zum Führen des über die Treiberschaltung 14 in die Inverterschaltung 13 ausgegebenen Nennstroms (im Bereich von 2 bis 3A) betrieben. Hier wird der in der Entladungslampe 12 fließende Strom in der Stromerfassungsvorrichtung 5 mit einem vorbestimmten Wert verglichen, um zu bestimmen, ob die Entladungslampe 12 eingeschaltet ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass die Entladungslampe 12 nicht eingeschaltet ist, wird der obige Vorgang wiederholt. Andernfalls liest die Spannungserfassungsvorrichtung 6 die Spannung der Entladungslampe 12.

In diesem Fall wird, wenn die endgültige Entladungslampenspannung V nicht in der Speichervorrichtung der Steuereinrichtung 70 gespeichert ist, die endgültige Entladungslampenspannung V_x als die minimale Endspannung in Spezifizierung der Entladungslampe 12 definiert, um ein Leistungssteuermuster einzustellen (zum Beispiel ein Muster, das gleichförmig in einem Bereich von 75 bis 35 W gedämpft wird. Ein Zielstrom kann berechnet werden in Abhängigkeit von der Leistung und der von der Spannungserfassungsvorrichtung 6 erfassten Spannung der Entladungslampe 12 durch einen Ausdruck: Strom gleich Leistung/Spannung. Die von der Steuereinrichtung 70 ausgegebene Frequenz wird herabgesetzt, wenn der in der Entladungslampe fließende Strom kleiner ist als der Zielstrom, und die Frequenz wird erhöht, wenn der Strom größer ist als der Zielstrom. Es ist hierdurch möglich, dass die Entladungs lampenspannung näher an die Entladungslampenspannung V_x entsprechend dem gleichförmigen Dämpfungsmuster herankommt. Die Frequenz wird variiert und eingestellt, um die Nennleistung aufrechtzuerhalten (von zum Beispiel 35 W), wenn die Entladungslampenspannung gleich der oder größer als die endgültige Entladungslampenspannung V_x wird, wodurch eine Zündsteuerung durchgeführt wird.

Wenn andererseits die endgültige Entladungslampenspannung V_x gespeichert ist, wird die minimale Nennspannung in der Spezifikation bei der obigen Steuerung durch den gespeicherten Wert ersetzt, und das Leistungssteuermuster wird auch in ein anderes Muster entsprechend der neuen endgültigen Entladungslampenspannung V_x variiert. Eine ähnliche Zündsteuerung wird durchgeführt, um eine Leistung zu liefern, die zu dieser Zeit für die Entladungslampenspannung geeignet ist.

Die Zündsteuerung wird wie vorbeschrieben durchgeführt, und danach wird der Zündschalter 2 ausgeschaltet. Dann wird, nachdem bestätigt ist, dass sich die Entladungslampe 12 in einem stabilen Zustand befindet, die endgültige Entladungslampenspannung V_x zu dieser Zeit durch die Spannungserfassungsvorrichtung 6 in einem Speicher in der Steuereinrichtung 70 gespeichert. Jede gewünschte Zeitspanne bis zu einem stabilen Zustand der Entladungslampe, die vorher experimentell definiert wurde, wird eingestellt, um zu entscheiden, ob die Zeitspanne vergangen ist oder nicht, wodurch der stabile Zustand der Entladungslampe 12 bestätigt wird. Es ist hierdurch möglich, das Speichern einer fehlerhaften endgültigen Entladungslampenspannung V_x zu verhindern, selbst wenn der Zündschalter 2 vor dem stabilen Zustand der Entladungslampe ausgeschaltet wird.

Die endgültige Entladungslampenspannung V_x wird für jede Zündung gespeichert. Es ist hierdurch möglich, selbst wenn die endgültige Entladungslampenspannung V_x aufgrund einer Verschlechterung der Entladungslampe oder dergleichen sich verändert, die optimale Zündsteuerung in dem Zustand durchzuführen. In diesem Fall haben die Spannungserfassungsvorrichtung 6 und die Stromerfassungsvorrichtung 5 gewünschte Abtastzeiten.

Wenn die Entladungslampe 12 entfernt ist, wird der Entladungslampenaustausch-Erfassungsschalter 21 eingeschaltet und ein Signal mit hohem Pegel wird in die Steuereinrichtung 70 eingegeben. Das Signal löscht die in der Speichereinrichtung 70 gespeicherte endgültige Entladungslampenspannung V_x. Bei der nächsten Zündzeit wird entschieden, dass die endgültige Entladungslampenspannung V_x nicht gespeichert ist, und die Zündsteuerung wird entsprechend dem minimalen Nennspannungswert durchgeführt.

Die im Einzelnen beschriebene Vorrichtung zum Starten und Betreiben von Entladungslampen ist mit der Einrichtung zum Speichern der endgültigen Entladungslampenspannung V_x versehen.

Somit kann die Zündsteuerung durch das Leistungssteuermuster entsprechend der endgültigen Entladungslampenspannung V_x für jede Entladungslampe durchgeführt werden. Es ist hierdurch möglich, einen stabilen Zustand schneller zu erzielen und eine Anstiegscharakteristik der Lichtmenge zu optimieren. Weiterhin wird, wenn die endgültige Entladungslampenspannung V_x gespeichert wird, vor dem Speichern festgestellt, ob die Entladungslampe 12 im stabilen Zustand ist oder nicht. Es ist hierdurch möglich, eine Zündsteuerung auf der Grundlage einer fehlerhaften endgültigen Entladungslampenspannung V_x zu vermeiden. Zusätzlich ist die minimale Nennspannung vorgesehen, um zu verhindern, dass die Lichtmenge der Entladungslampe im stabilen Zustand eine Lichtmenge zu einer Zeit der Nennleistung übersteigt, und eine Herabsetzung der Lebensdauer zu vermeiden.

Die bekannte Vorrichtung zum Starten und Betreiben von Entladungslampen ist jedoch wie vorbeschrieben ausgebildet, so dass die folgenden Probleme bestehen. Es wird keine endgültige Entladungslampenspannung bzw. Sättigungsspannung V_x zu einer anfänglichen Zündzeit oder zu einer anfänglichen Zündzeit nach dem Austausch der Entladungslampe gespeichert. Daher wird die Leistungssteuerung durch Verwendung der minimalen Nennspannung der Entladungslampe in der Spezifikation als der Steuerzielspannung durchgeführt, und ein Anstieg der Lichtmenge wird langsamer als im Fall der optimalen Steuerung. Weiterhin kann, wenn die fehlerhafte endgültige Entladungslampenspannung V_x aufgrund von Rauschen und dergleichen gespeichert wird, die optimale Steuerung bei der nächsten Zündzeit nicht durchgeführt werden. Somit wird die Anstiegscharakteristik der Lichtmenge verschlechtert und die Lebensdauer wird verringert. Zusätzlich ist es erforderlich, Mittel vorzusehen, die erfassen, ob die Entladungslampe ausgetauscht wird oder nicht, was zu einem kostenaufwendigen Apparat führt.

Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die vorbeschriebenen Probleme zu überwinden, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kostengüns tige Vorrichtung zum Starten und Betreiben von Hochdruck-Entladungslampen zu schaffen, die eine gute und schnelle sowie genaue Steuerung der Entladungslampe auch bei Austausch der Lampe und bei Veränderungen der Eigenschaften der Lampe über die Lebensdauer gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Starten und Betreiben von Entladungslampen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Starten und Betreiben von Entladungslampen nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 ein Diagramm, das eine Änderung der Spannung an der Entladungslampe zu einer Start entladungszeit nach dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt,
3 ein Flussdiagramm, das einen Zündsteuervorgang nach dem ersten Ausführungsbeispiel illustriert,
4 ein Zeitdiagramm, das einen Steuervorgang der Entladungslampen-Steuervorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel illustriert,
5 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Entladungslampenspannung und dem visuellen Nutzeffekt bei der Entladungslampe nach dem ersten Ausführungsbeispiel wiedergibt,
6 ein Diagramm, das eine Entladungslampenspannungs/Zuführspannung-Zuordnungscharakteristik bei der Entladungslampe nach dem ersten Ausführungsbeispiel wiedergibt,
7 ein Diagramm, das eine Entladungslampen-Spannungs/Strom-Zuordnungscharakteristik der Entladungslampe nach dem ersten Ausführungsbeispiel wiedergibt,
8 ein Diagramm, das eine Lichtanstiegscharakteristik der Entladungslampe nach dem ersten Ausführungsbeispiel wiedergibt,
9 ein Diagramm, das die Beziehungen zwischen der Entladungslampenspannung und dem visuellen Nutzeffekt in verschiedenen Entladungslampen nach dem ersten Ausführungsbeispiel wiedergibt,
10 ein Diagramm, das die Entladungslampenspannungs/Zuführleistungs-Zuordnungscharakteristik in den verschiedenen Entladungslampen nach dem ersten Ausführungsbeispiel wiedergibt,
11 ein Diagramm, das die Entladungslampen-Spannungs/Strom-Zuordnungscharakteristiken in den verschiedenen Entladungslampen nach dem ersten Ausführungsbeispiel wiedergibt,
12 ein Zeitdiagramm der Entladungslampenspannungen in den verschiedenen Entladungslampen nach dem ersten Ausführungsbeispiel,
13 ein Flussdiagramm, das einen Steuervorgang einer Vorhersagevorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel illustriert,
14 ein Blockschaltbild, das eine Vorrichtung zum Starten und Betreiben von Entladungslampen nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wiedergibt,
15 ein Flussdiagramm, das einen Zündsteuervorgang nach dem zweiten Ausführungsbeispiel illustriert,
16 ein Zeitdiagramm, das einen Steuervorgang der Entladungslampen-Steuervorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel wiedergibt,
17 ein Flussdiagramm, das einen Zündsteuervorgang nach dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert,
18 ein Zeitdiagramm, das einen Steuervorgang der Entladungslampen-Steuervorrichtung nach dem dritten Ausführungsbeispiel illustriert,
19 ein Blockschaltbild, das eine Vorrichtung zum Starten und Betreiben von Entladungslampen nach dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wiedergibt,
20 ein Flussdiagramm, das einen Zündsteuervorgang nach dem vierten Ausführungsbeispiel illustriert,
21 ein Zeitdiagramm, das einen Steuervorgang der Entladungslampen-Steuervorrichtung nach dem vierten Ausführungsbeispiel illustriert,
22 ein Flussdiagramm, das einen Zündsteuervorgang nach dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert,
23 ein Zeitdiagramm, das einen Steuervorgang der Entladungslampen-Steuervorrichtung nach dem fünften Ausführungsbeispiel illustriert,
24 eine allgemeine Ansicht einer Metall-Halogenlampe, die als eine Entladungslampe dient,
25 ein Blockschaltbild einer bekannten Vorrichtung zum Starten und Betreiben von Entladungslampen und,
26 eine Darstellung der detaillierten Peripherie der Metall-Halogenlampe.
Ausführungsbeispiel 1
Es erfolgt nun mit Bezug auf 1 eine Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
1 zeigt eine Gleichspannungs-Leistungsquelle 1, einen Zündschalter 2 und eine Gleichspannungs-Zusatzvorrichtung 3 mit einer Anhebungs-Zerhacker-Struktur. Die Gleichspannungs-Zusatzvorrichtung 3 enthält eine Spule 31, eine Diode 32, einen Kondensator 33 und eine Schalteranordnung 34.
Die Gleichspannungs-Leistungsquelle 1 ist über den Zündschalter 2 mit einem Anschluss der Spule 31 verbunden, der als ein Eingangsanschluss der Gleichspannungs-Zusatzvorrichtung 3 dient. Der andere Anschluss der Spule 31 ist mit einem Drainanschluss der Schalteranordnung 34 und einem Anodenanschluss der Diode 32 verbunden. Ein Kathodenanschluss der Diode 32 ist mit einem Anschluss des Kondensators 33 verbunden, um als Ausgang der Gleichspannungs-Zusatzvorrichtung 3 zu dienen, und der andere Anschluss des Kondensators 33 ist zusammen mit einem Quellenanschluss der Schalteranordnung 34 mit dem Erdanschluss der Gleichspannungs-Leistungsquelle 1 verbunden.
Eine Zusatzsteuereinrichtung 4 enthält einen Impulsbreitenmodulations-Steuerabschnitt 41, Fehlerverstärker 42 und 43, Widerstände 44 bis 47 und Dioden 48 und 49. Ein Ausgangsanschluss 4a des Impulsbreitenmodulations-Steuerabschnitts 41 ist mit einem Toranschluss der Schalteranordnung 34 der Gleichspannungs-Zusatzvorrichtung 3 verbunden, und ein Eingangsanschluss 4b des Widerstands 44 ist mit dem Ausgang der Gleichspannungs-Zusatzvorrichtung 3 verbunden. Weiterhin ist ein nichtinvertierender Eingangsanschluss 4c des Fehlerverstärkers 43 mit dem anderen Anschluss der Stromerfassungsvorrichtung 5 verbunden, deren einer Anschluss mit Erde verbunden ist. Ein invertierender Eingangsanschluss 4d des Fehlerverstärkers 43 ist mit dem Ausgang der eine Strombefehlsvorrichtung enthaltenden Entladungslampen-Steuereinrichtung 7 verbunden.
Die Widerstände 44 und 45 sind in Reihe zwischen den Anschluss 4b der Zusatzsteuereinrichtung 4 und Erdpotential geschaltet, und ein Knotenpunkt 4e der Widerstände 44 und 45 ist mit einem nicht invertierenden Eingangsanschluss des Fehlerverstärkers 42 verbunden. Weiterhin sind die Widerstände 46 und 47 in Reihe zwischen eine Bezugsspannung (von beispielsweise 5V) und Erdpotential geschaltet, und ein Knotenpunkt 4f der Widerstände 46 und 47 ist mit einem invertierenden Eingangsanschluss des Fehlerverstärkers 42 verbunden.
Die Ausgänge der Fehlerverstärker 42 und 43 sind in einer ODER-Beziehung über die Dioden 48 und 49 verbunden und zu einem Eingang des Impulsbreitenmodulations-Steuerabschnitts 41 geführt. In diesem Fall dehnt der Impulsbreitenmodulations-Steuerabschnitt 41 die Ein-Dauer eines zur Schalteranordnung 34 ausgegebenen Signals, um den Grad der Anhebung durch die Gleichspannungs-Zusatzvorrichtung 3 zu erhöhen, wenn ein Ausgangspegel des Fehlerverstärkers 42 oder 43 niedrig ist. Wenn andererseits der Ausgangspegel des Fehlerverstärkers 42 oder 43 hoch ist, verengt der Impulsbreitenmodulations-Steuerabschnitt 41 die Ein-Dauer der Schalteranordnung 34, um den Grad der Anhebung herabzusetzen.
Wie vorbeschrieben ist der Impulsbreitenmodulations-Steuerabschnitt 41 mit den Fehlerverstärkern 42 und 43 verbunden, die in einer ODER-Beziehung geschaltet sind, so dass die Priorität dem Fehlerverstärker zugeordnet werden, der einen höheren Ausgangspegel hat, und das Ausgangssignal des Fehlerverstärkers mit der Priorität wird in den Impulsbreitenmodulations-Steuerabschnitt 41 eingegeben. Weiterhin bilden die Gleichspannungs-Zusatzvorrichtung 3, die Zusatzsteuereinrichtung 4 und die Stromerfassungsvorrichtung 5 eine Stromsteuereinrichtung.
Die Spannungserfassungsvorrichtung 6 enthält Widerstände 61 und 62, einen Kondensator 63, eine Zenerdiode 64 und einen Operationsverstärker 65. Ein Anschluss des Widerstands 61 dient als ein Eingangsanschluss der Spannungserfassungsvorrichtung 6 und ist mit dem Ausgangsanschluss der Gleichspannungs-Zusatzvorrichtung 3 verbunden. Der andere Anschluss hiervon ist über den Widerstand 62 geerdet und mit einem Anschluss des Kondensators 63, der Kathode der Zenerdiode 64 und dem nichtinvertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 65 verbunden. Die anderen Anschlüsse des Kondensators 63 und der Zenerdiode 64 sind jeweils geerdet. Die Zenerdiode 64 ist hauptsächlich zu Schutzzwecken eingefügt, das heißt, dass keine Überspannung am nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 65 auftritt. Weiterhin ist ein invertierender Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 65 mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 65 verbunden, um als Ausgang der Spannungserfassungsvorrichtung 6 zu dienen.
Die Entladungslampen-Steuereinrichtung bzw. Stromsteuervorrichtung 7 enthält eine Verarbeitungsvorrichtung 71 mit der Charakteristik-Auswahlvorrichtung, eine Charakteristik-Speichervorrichtung mit Entladungslampenstrom-Befehlstabelle 72, in der Strombefehlsdaten gespeichert sind, und eine Vorhersagevorrichtung 73. Die Verarbeitungsvorrichtung 71 enthält einen Mikrocomputer mit eingebauten A/D- und D/A-Wandlern. Die Entladungslampenstrom-Befehlstabelle 72 enthält einen Speicher wie einen ROM, und die Vorhersagevorrichtung 73 enthält einen Mikrocomputer. Die Entladungslampen-Steuereinrichtung 7 bestimmt die zu der Entladungslampe 12 geführte Leistung, das heißt, sie bestimmt den Strom in Abhängigkeit vom Eingangssignal von der Spannungserfassungsvorrichtung 6, um das Befehlssignal zum Eingangsanschluss 4d der Zusatzsteuereinrichtung 4 auszugeben.
Hier zeigt ein Ausgangsspannungswert der Entladungslampen-Steuereinrichtung 7 einen Entladungslampen-Strombefehlswert an, der identisch mit einem Stromwert ist, der durch die in der Stromerfassungsvorrichtung 5 erzeugte Spannung angezeigt wird, um am Eingangsanschluss 4c der Zusatzsteuereinrichtung 4 eingegeben zu werden. Wenn beispielsweise der Strom 1 A beträgt, wenn die in der Stromerfassungsvorrichtung 5 erzeugte Spannung 1 V beträgt, zeigt der Ausgangsspannungswert der Entladungslampen-Steuereinrichtung 7, das heißt, 1 V, auch den Entladungslampen-Befehlsstrom von 1 A an.
Eine Invertervorrichtung 8 besitzt eine Vollbrückenstruktur mit Schalteranordnungen 81 bis 84. Drainanschlüsse der Schaltervorrichtungen 81 und 82 sind mit dem Ausgangsanschluss der Gleichspannungs-Zusatzvorrichtung 3 verbunden, und Quellenanschlüsse von diesen sind jeweils mit Drainanschlüssen der Schaltervorrichtungen 83 und 84 verbunden. Weiterhin sind die Drainanschlüsse der Schaltervorrichtungen 83 und 84 über die Stromerfassungsvorrichtung 5 geerdet.
Eine Entladungsbeginn-Erfassungsvorrichtung 9 enthält Widerstände 91 und 92, die in Reihe zwischen den Ausgang der Gleichspannungs-Zusatzvorrichtung 3 und Erdpotential geschaltet sind, um die geteilte Spannung in einen Komparator 93 einzugeben. Der Komparator 93 erfasst eine hintere Kante der geteilten Spannung, um durch die erfasste Kante festzustellen, dass der Entladungsbeginn erfolgreich durchgeführt wurde, und überträgt ein Signal zu einer Zeitschaltung 101 und der Entladungslampen-Steuereinrichtung 7.
Eine Treibervorrichtung 10 enthält die Zeitschaltung 101 und eine Treiberschaltung 102 und weiterhin Ausgangsanschlüsse 10a bis 10d, die jeweils mit Toranschlüssen der jeweiligen, die Invertervorrichtung 8 bildenden Schaltervorrichtungen 81 bis 84 verbunden sind, um diese ein- und auszuschalten. Die Treiberschaltung 102 gibt Ausgangssignale an die Anschlüsse 10a bis 10d, um die Schaltervorrichtungen 81 und 84 in Phase und die Schaltervorrichtungen 82 und 83 in Phase und die Schaltervorrichtungen 81 und 82 in entgegengesetzter Phase bei einer konstanten Frequenz zu halten. Weiterhin hat das Signal eine sog. Totzeit, das heißt, eine Zeitspanne, während der die Kombinationen der Schaltervorrichtungen 81 und 84 sowie der Schaltervorrichtungen 82 und 83 nicht gleichzeitig eingeschaltet sind. Die Zeitschaltung 101 misst den Zeitablauf, nachdem ein Signal vom Komparator 93 in die Zeitschaltung 101 eingegeben wurde.
Eine Entladungsstartvorrichtung enthält einen Transformator 111, eine Hochspannungs-Erzeugungsvorrichtung 112 und eine Zeitkonstantenschaltung 113. Ein Anschluss auf der Primärseite des Transformators 111 ist mit der Hochspannungs-Erzeugungsschaltung 112 verbunden und ein Anschluss auf der Sekundärseite des Transformators 111 ist mit dem Quellenanschluss der Schaltervorrichtung 81 der Inverterschaltung 8 verbunden, um über die Zeitkonstantenschaltung 113 mit der Hochspannungs-Erzeugungsvorrichtung 112 verbunden zu sein. Der andere Anschluss auf der Sekundärseite des Transformators 111 ist mit einem Anschluss der Entladungslampe 12 verbunden, und der andere Anschluss der Entladungslampe 12 ist mit dem Quellenanschluss der Schaltervorrichtung 82 der Invertervorrichtung 8 verbunden.
In der das erste Ausführungsbeispiel illustrierenden 1 bilden die Gleichspannungs-Zusatzvorrichtung 3 und die Invertervorrichtung 8 eine Zuführungsvorrichtung zum Zuführen von Leistung zu der Entladungslampe 12, um diese zu zünden.
Es wird nun die Arbeitsweise beschrieben.
Wenn in 1 der Zündschalter bzw. Beleuchtungsschalter 2 eingeschaltet wird, wird die Zusatzsteuereinrichtung 4 in Tätigkeit gesetzt, um die Spannung der Gleichspannungs-Leistungsquelle 1 durch Ein- und Ausschalter der Schaltervorrichtung 34 der Gleichspannungs-Zusatzvorrichtung 3 anzuheben. Während der Einschaltperiode der Schaltervorrichtung 34 wird eine Schleife gebildet, die die Gleichspannungs-Leistungsquelle 1, die Spule 31 und die Schaltervorrichtung 34 enthält. Ein Strom fließt von der Gleichspannungs-Leistungsquelle 1 über die Schleife in die Spule 31, wodurch sich eine Ansammlung von elektromagnetischer Energie in der Spule 31 ergibt. Danach wird während einer Ausschaltperiode der Schaltervorrichtung 34 eine andere Schleife hergestellt, die die Spule 31, die Diode 32 und den Kondensator 33 enthält. Somit wird die während der Einschaltperiode der Schaltervorrichtung 34 in der Spule 31 angesammelte elektromagnetische Energie über die Diode 32 in den Kondensator 33 entladen und wird in elektrostatische Energie umgewandelt, die im Kondensator 33 angesammelt wird. Hierdurch wird eine Spannung über dem Kondensator 33 entwickelt nach dem Addieren der Spannung entsprechend der angesammelten Energie zu der Spannung der Gleichspannungs-Leistungsquelle 1.
Die Betätigung der Schaltervorrichtung 34 wird mit einer Frequenz f wiederholt, während der Ein-/Ausschaltzyklus geändert wird, um allmählich die Spannung des Kondensators 33 anzuheben, das heißt, den Ausgangspegel der Gleichspannungs-Zusatzvorrichtung 3. Es wird hier angenommen, dass die Ausgangsspannung der Gleichspannungs-Zusatzvorrichtung 3 gleich V_a ist. Der Ein-/Aus-Schaltzyklus der Schaltervorrichtung 34 wird entsprechend dem Eingangssignal von den Anschlüssen 4b, 4c und 4d der Zusatzsteuereinrichtung 4 variiert.
In der Zusatzsteuereinrichtung 4 verstärkt der Fehlerverstärker 42 eine Differenz zwischen der festen Spannung V_f (invertierender Eingang) am Punkt 4f, die erhalten wird durch Teilen der Bezugsleistungsquelle durch die Widerstände 46 und 47, und der Spannung V_e (nichtinvertierender Eingang) an dem Punkt 4e, die durch Teilen der Ausgangsspannung V_a der Gleichspannungs-Zusatzvorrichtung 3 durch die Widerstände 44 und 45 erhalten wird. Hier wird die feste Spannung V_f so eingestellt, dass die Spannung V_e am Punkt 4e gleich der Spannung für V_a = 400V ist (nachfolgend als „vorbestimmter Wert 1" bezeichnet). Zu einer Zeit, in der der Zündschalter 2 eingeschaltet ist, ist die Ausgangsspannung V_a der Gleichspannungs-Zusatzvorrichtung 3 geringer als der vorbestimmte Wert 1, und das Ausgangssignal des Fehlerverstärkers 42 ist auf einem niedrigeren Pegel. Demgemäß dehnt der Impulsbreitenmodulations-Steuerabschnitt 41 die Einschaltdauer des zur Schaltervorrichtung 34 ausgegebenen Torsignals, um den Grad der Anhebung der Ausgangsspannung V_a der Gleichspannungs-Zusatzvorrichtung 3 zu erhöhen, und verengt weiterhin die Einschaltdauer, um den Grad der Anhebung herabzusetzen, wenn V_a näher an den vorbestimmten Wert 1 heran an steigt. Weiterhin hält zu einem Zeitpunkt, an dem der vorbestimmte Wert 1 erreicht wird (V_f = V_e), der Impulsbreitenmodulations-Steuerabschnitt 41 die Spannung.
Es wird angenommen, dass eine Zeitspanne von einer Einschaltzeit des Zündschalters 2 zu der Zeit, in der der vorbestimmte Wert 1 erreicht wird, als t_a definiert ist. Zu der Zeit hat, da kein Strom in der Stromerfassungsvorrichtung 5 vorhanden ist (d.h. die Spannung V_c am Punkt 4c ist null), der Fehlerverstärker 43 einen niedrigeren Ausgangspegel als der Fehlerverstärker 42. Daher wird das Ausgangssignal des Fehlerverstärkers 43 nicht in den Impulsbreitenmodulations-Steuerabschnitt 41 eingegeben und ist irrelevant für den Anhebungsvorgang.
Gleichzeitig mit dem obigen Anhebungsvorgang hält die Treiberschaltung 102 einen EIN-Zustand der Schaltervorrichtungen 81 und 84 der Invertervorrichtung 8 und hält einen AUS-Zustand der Schaltervorrichtungen 82 und 83. Demgemäß wird die Ausgangsspannung V_a (Gleichspannung) der Gleichspannungs-Zusatzvorrichtung 3 der Entladungslampe 12 direkt zugeführt.
Das Ausgangssignal V_a der Gleichspannungs-Zusatzvorrichtung 3 wird über einen Knotenpunkt 11a in die Zeitkonstantenschaltung 113 der Entladungsstartvorrichtung 11 eingegeben. Wenn das Ausgangssignal der Zeitkonstantenschaltung 113 einen vorbestimmten Wert 2 erreicht, gibt die Hochspannungs-Erzeugungsvorrichtung 112 eine Impulsspannung an den Transformator 111 ab, so dass ein Hochspannungsimpuls zur Entladungslampe 12 geführt wird, um den Durchbruch (nachfolgend: Anfangsentladung) zu bewirken. Eine Zeit t_b, die erforderlich ist, damit das Ausgangssignal der Zeitkonstantenschaltung 113 den vorbestimmten Wert 2 erreicht, und die Zeit t_a, die erforderlich ist, damit das Ausgangssignal V_a der Gleichspannungs-Zusatzvorrichtung 3 den vorbestimmten Wert 1 erreicht, kann ausgedrückt werden als t_b > t_a.
Wenn der Strom in der Entladungslampe 12 fließt, um die Anfangsentladung zu starten, wird eine Last der Gleichspannungs-Zusatzvorrichtung 3 (Impedanz der Entladungslampe 12) geändert, das heißt, ein Nichtlastzustand wird in einen Zustand mit schwerer Last geändert, wodurch sich ein rascher Abfall des Ausgangssignals V_a der Gleichspannungs-Zusatzvorrichtung 3 ergibt. Der rasche Spannungsabfall wird von der Entladungsbeginn-Erfassungsvorrichtung 9 erfasst und zur Zeitschaltung 101 und zur Entladungslampen-Steuereinrichtung 7 übertragen, so dass die Zeitschaltung 101 eine vorbestimmte Zeit t_c zählt. Zu einem Zeitpunkt, an dem die Zeitschaltung 101 die vorbestimmte Zeit t_c gezählt hat, überträgt die Treiberschaltung 102 Signale mit der Totzeit von mehreren Mikrosekunden bei der Frequenz f₂ (zum Beispiel 400 Hz) und einem Taktverhältnis von etwa 50 % in entgegengesetzter Phase, um abwechselnd die Schaltervorrichtungen 81 und 84 sowie die Schaltervorrichtungen 82 und 83 ein- und auszuschalten. 2 zeigt eine Änderung der Spannung an der Entladungslampe 12 während der Anfangsentladung.
Jedoch wird eine Rechteckwellen-Wechselspannung mit einer Nullspitze, die im Wesentlichen gleich der Spannung V_a ist, an die Entladungslampe 12 angelegt, während ein Einschaltverlust in der Entladungslampe 12 aufgrund der Schaltervorrichtungen 81 bis 84 erzeugt wird. Umgekehrt ist die Spannung V_a im Wesent lichen gleich der Entladungslampenspannung V₁ der Entladungslampe 12 (V₁ ≈ V_a).
Andererseits überträgt die Spannungserfassungsvorrichtung 6 die Entladungslampenspannung V₁, die durch Teilen der Spannung durch die Widerstände 61 und 62 erhalten wird, über den Operationsverstärker (Puffer) in 65 zu der Strom-Steuereinrichtung 7. Der Kondensator 63 ist so vorgesehen, dass er ein der Lampenspannung V_l überlagertes Schaltrauschen der Gleichspannungs-Zusatzvorrichtung 3 absorbiert.
Es erfolgt nun eine Beschreibung eines späteren Verfahrens der Steuerung der Strom-Steuereinrichtung 7 mit Bezug auf das in 3 gezeigte Flussdiagramm.
Wenn die Spannungserfassungsvorrichtung 6 im Schritt ST3-1 die Entladungslampenspannung V_l überträgt, bestimmt die Verarbeitungsvorrichtung bzw. Charakteristik-Auswahlvorrichtung 71 in der Strom-Steuereinrichtung 7 die Steuerzielspannung V_M als vorher gespeicherte minimale Nennspannung in der Spezifikation der Entladungslampe 12. Danach wird im Schritt ST3-2 eine der Steuerzielspannung V_M zugeordnete Charakteristik aus den Strom-Spannungs-Zuordnungscharakteristiken ausgewählt, die in der Charakteristik-Speichervorrichtung mit Entladungslampenstrom-Befehlstabelle 72 voreingestellt sind. Im Schritt ST3-3 liest die Strom-Steuereinrichtung 7 entsprechend der von der Spannungserfassungsvorrichtung 6 übertragenen Entladungslampenspannung V_l den der Entladungslampe 12 zugeführten Entladungslampen-Befehlsstrom I_S in Abhängigkeit von der im Schritt ST3-2 ausgewählten Zuordnungscharakteristik, um eine Spannung entsprechend dem Befehlssignal zum Fehlerverstärker 43 auszugeben.
Als nächstes beginnt im Schritt ST3-4 die Vorhersagevorrichtung 73, den Wert der Lampenspannung bei Nennleistung (endgültige Entladungslampenspannung) vorherzusagen. Im Schritt ST3-5 entscheidet die Verarbeitungsvorrichtung 71, ob die Vorhersagevorrichtung 73 die Vorhersage der endgültigen Entladungslampenspannung beendet hat oder nicht. Der Vorgang kehrt zum Schritt ST3-3 zurück, um die Steuerung entsprechend der im Schritt ST3-2 ausgewählten Zuordnungscharakteristik durchzuführen, bis die Vorhersage beendet ist. Nach Beendigung der Vorhersage wird im Schritt ST3-6 die Steuerzielspannung V_M durch die von der Vorhersagevorrichtung 73 vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung ersetzt in Abhängigkeit von der im Schritt ST3-1 eingestellten minimalen Spannung in der Spezifikation der Entladungslampe 12. Im Schritt ST3-7 wird eine Strom-Spannungs-Zuordnungscharakteristik entsprechend einer neuen Steuerzielspannung V_M aus der Entladungslampenstrom-Befehlstabelle 72 ausgewählt. Im Schritt ST3-8 wird entsprechend der von der Spannungserfassungsvorrichtung 6 übertragenen Entladungslampenspannung V_l der zur Entladungslampe 12 geführte Entladungslampen-Befehlsstrom I_S aus der neuen, im Schritt ST3-7 ausgewählten Zuordnungscharakteristik gelesen, um eine Spannung entsprechend dem Befehlssignal zum Fehlerverstärker 43 auszugeben.
Im Schritt ST3-9 wird festgestellt, ob der Zündschalter 2 ausgeschaltet ist oder nicht, und die Strom-Steuereinrichtung 7 gibt eine Spannung entsprechend dem Befehlssignal zum Fehlerverstärker 43 aus, bis der Zündschalter 2 ausgeschaltet ist.
Im Gegensatz hierzu wird der tatsächlich in der Entladungslampe 12 fließende Entladungslampenstrom I_l die Stromerfassungsvorrichtung 5 umgewandelt, um am nichtinvertierenden Eingangsanschluss in den Fehlerverstärker 43 eingegeben zu werden. Weiterhin wird die Spannung des Stroms I_l mit einer Spannung entsprechend dem Entladungslampen-Befehlsstrom I_S verglichen, der von der Entladungslampen-Steuereinrichtung 7 bestimmt und am invertierenden Eingangsanschluss eingegeben wird. Da der Fehlerverstärker 43 ein größeres Ausgangssignal hat als der Fehlerverstärker 42, wird zu dieser Zeit die Einschaltdauer der Schaltervorrichtung 34 durch den Impulsbreitenmodulations-Steuerabschnitt 41 entsprechend dem Ausgangssignal des Fehlerverstärkers 43 in späteren Schritten (d.h. nach der Anfangsentladung) gesteuert.
Für den Fall, dass die Stromerfassungsvorrichtung 5 ein größeres Ausgangssignal hat als die Entladungslampenstrom-Steuereinrichtung 7 (d.h. der tatsächlich fließende Entladungslampenstrom I_l ist größer als der Entladungslampen-Befehlsstrom I_S), gibt der Fehlerverstärker 43 ein Signal mit hohem Pegel aus. Hierdurch verengt der Impulsbreitenmodulations-Steuerabschnitt 41 die Einschaltdauer der Schaltervorrichtung 34, um die Ausgangsspannung der Gleichspannungszusatzvorrichtung 3 zu verringern, damit der in der Entladungslampe 12 fließende Strom herabgesetzt wird.
Andererseits gibt für den Fall, dass die Stromerfassungsvorrichtung 5 ein kleineres Ausgangssignal hat als die Strom-Steuereinrichtung 7 (d.h. der tatsächlich fließende Entladungslampenstrom I_l ist kleiner als der Entladungslampen-Befehlsstrom I_S), der Fehlerverstärker 43 ein Signal mit niedrigem Pegel aus. Somit dehnt der Impulsbreitenmodulations-Steuerabschnitt 41 die Einschaltzeit der Schaltervorrichtung 34, um die Ausgangsspannung der Gleichspannungs- Zusatzeinrichtung 3 anzuheben, damit der in der Entladungslampe 12 fließende Strom vergrößert wird. Die Zusatzsteuereinrichtung 4 wird betätigt, um den obigen Vorgang derart zu wiederholen, dass der tatsächlich fließende Entladungslampenstrom I_l gleich dem Entladungslampen-Befehlsstrom I_S wird. Dieses Rückführungssystem bewirkt, dass die Entladungslampe 12 schnell eine Nennlichtmenge erreicht.
4 zeigt eine erläuternde Steuerung der Strom-Steuereinrichtung 7. Wenn bei der ersten Zündung der Zündschalter eingeschaltet wird, wird die Steuerzielspannung als der vorher gespeicherte minimale Nennwert der Entladungslampe definiert und die Zuordnungscharakteristik entsprechend der Steuerzielspannung wird ausgewählt, um den Entladungslampen-Befehlsstrom I_S auszugeben. Andererseits wird die Vorhersagevorrichtung 73 gestartet, um die endgültige Entladungslampenspannung vorherzusagen, und die Steuerzielspannung wird durch einen vorhergesagten Wert ersetzt, wenn die Vorhersage beendet ist. Daher wird eine neue Zuordnungscharakteristik entsprechend dem vorhergesagten Wert ausgewählt, um den Entladungslampen-Befehlsstrom I_S auszugeben, bis der Zündschalter ausgeschaltet wird. Eine gleichartige Steuerung wird bei der zweiten Zündung oder später durchgeführt.
Es erfolgt nun eine genaue Beschreibung der Spannungs-/Strom-Zuordnungscharakteristiken, die in der Speichervorrichtung mit der Entladungslampen-Befehlsstromtabelle 72 der Strom-Steuereinrichtung 7 voreingestellt sind, mittels einer 35W-Metall-Halogenlampe als ein Beispiel der Entladungslampe 12.
5 enthält ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Entladungslampenspannung und dem visuellen Nutzeffekt in der Entladungslampe.12 wiedergibt. In 5 definiert die Abszisse die Entladungslampenspannung und die Ordinate definiert den von der Entladungslampe 12 emittierten Lichtstrom pro 1 Watt, d.h. den visuellen Nutzeffekt (lm/W). Das die Beziehung zwischen der Entladungslampenspannung und dem visuellen Nutzeffekt wiedergebende Diagramm in 5 zeigt das folgende:
Für eine Periode A₁ mit einer niedrigen Entladungslampenspannung, unmittelbar nachdem die Entladungslampe 12 mit der Anfangsentladung beginnt, bewirkt ein Startgas (zum Beispiel Xenon) die Hauptemission, und der visuelle Nutzeffekt zu dieser Zeit ist relativ niedrig.
Danach wird in einer Periode A₂, in der die Entladungslampenspannung bis zu etwa 60V steigt, eine Ionisation von Quecksilber durch einen Temperaturanstieg in der Bogenröhre gefördert, um den Quecksilberdampfdruck zu erhöhen, wodurch sich ein Anstieg der Lampenspannung ergibt. Das Quecksilber bewirkt fast die gesamte Emission zu dieser Zeit, so dass der visuelle Nutzeffekt mit steigendem Quecksilberdampfdruck ebenfalls ansteigt.
In der nächsten Periode A₃, in der der visuelle Nutzeffekt im Wesentlichen konstant ist, selbst wenn die Entladungslampenspannung ansteigt, besteht ein Zustand, in dem fast das ganze zur Bestimmung der Entladungslampenspannung beitragende Quecksilber verdampft ist. Da jedoch die Emission noch vom Quecksilber abhängig ist, verändert sich der visuelle Nutzeffekt kaum.
Weiterhin werden in einer Periode A₄, in der der visuelle Nutzeffekt stark ansteigt, während sich die Entladungslampenspannung nur relativ gering ändert, die Verdampfung und Ionisierung eines Metallhalogens gefördert und die Emission von Metallen wird aktiviert, um den visuellen Nutzeffekt rasch zu erhöhen. Der Anstieg des visuellen Nutzeffekts wird an einem Punkt angehalten, an dem die Entladungslampenspannung einen endgültigen Wert erreicht. Ein geringfügiger Anstieg der Lampenspannung in der Periode A₄ wird durch Dampfdruck des Metallhalogenids bewirkt.
Wie vorstehend erläutert, besteht eine enge Beziehung zwischen der Entladungslampenspannung und dem visuellen Nutzeffekt der Entladungslampe 12, und der Lichtstrom [lm] der Entladungslampe 12 kann durch den Ausdruck gefunden werden: visueller Nutzeffekt [lm/W] × Leistung [W]. Es ist dadurch möglich, den Lichtstrom zu stabilisieren, indem die für jede gewünschte Entladungslampenspannung zugeführte Leistung eingestellt wird, während der visuelle Nutzeffekt in Betracht gezogen wird.
Beispielsweise wird während der Zündung bei der Nennleistung (35 W) die Entladungslampenspannung bei der endgültigen Entladungslampenspannung von 85,0 [V] stabilisiert, und der visuelle Nutzeffekt zu dieser Zeit ist 85,7 [lm/W], so dass der Lichtstrom 3000[lm] während der Nennbeleuchtung, d.h. zu einer Zeit der Ausgabe von 100 % der Emissionsmenge, erreicht. Da der visuelle Nutzeffekt 49,7 [lm/W] beträgt, wenn die Entladungslampenspannung sich im Verlauf des Anstiegs befindet, beispielsweise 50,0 [V] beträgt, ist es daher möglich, wie die Emissionsmenge zu der Zeit der Zuführung der Nennleistung, den Lichtstrom von 3000 [lm] zu erhalten, indem die zugeführte Leistung auf 60,4 W (3000 [lm]/49,7 [lm/W]= 60,4 W) eingestellt wird.
Angesichts des Vorhergehenden zeigt 6 eine Entladungslampen-Spannungs-/Zuführungsleistungs-Zuordnungscharakteristik, die einen konstanten Lichtstrom der Entladungslampe 12 ergibt. Die Abszisse definiert die Entladungslampenspannung [V] und die Ordinate definiert die Entladungslampenleistung [W], die der Entladungslampe für jede gewünschte Entladungslampenspannung zugeführt wird. Da die maximale Nennleistung P_M, die der Entladungslampe 12 zugeführt werden kann, auf beispielsweise 75W begrenzt ist, bestimmt in diesem Fall 6 die Entladungslampen-Spannungs-/Zuführungsleistung-Zuordnungscharakteristik in einem Bereich, der die maximale Nennleistung nicht überschreitet. Zusätzlich bedeutet P_T die Nennleistung der Entladungslampe 12.
7 zeigt eine Strom-Spannungs-Charakteristik, die in Abhängigkeit von der Entladungslampen-Spannungs-/Zuführungsleistung-Zuordnungscharakteristik gefunden wurde. Die Abszisse definiert die Entladungslampenspannung [V] und die Ordinate definiert den für jede gewünschte Entladungslampenspannung zu der Entladungslampe 12 geführten Entladungslampenstrom [A]. Jedoch ist der maximale Nennstrom I_M, der der Entla dungslampe 12 zugeführt werden kann, ebenfalls auf beispielsweise 2,6 A begrenzt. Daher definiert 7 die Strom-Spannungs-Charakteristik in einem Bereich, der den maximalen Nennstrom nicht überschreitet.
Die voreingestellten Zuordnungscharakteristiken werden verwendet, um die Rückführungssteuerung durchzuführen, wodurch sich eine in 8 gezeigte Lichtanstiegscharakteristik der Entladungslampe 12 ergibt. Während ein leichtes Überschwingen, ein leichtes Unterschwingen und dergleichen aufgrund der Begrenzung der maximalen Nennleistung und des maximalen Nennstroms bewirkt werden, ist es möglich, die Emissionsmenge (d.h. den Strahlenleistungsausgang) der Entladungslampe im Wesentlichen Schritt für Schritt und schnell auf 100 % der Lichtmenge (d.h. den Nennlichtstrom zu führen.
Wie vorstehend beschrieben ist, werden die Entladungslampenspannung und die zugeführte Leistung durch die Beziehung zwischen der Entladungslampenspannung und dem visuellen Nutzeffekt gefunden, und die Beziehung zwischen der Entladungslampenspannung und dem Entladungslampenstrom wird als die Strom-Spannungs-Charakteristik voreingestellt, wodurch sich eine ideale Emissionsmenge ergibt. In diesem Fall entsteht jedoch ein Nachteil dadurch, dass die Beziehung zwischen der Entladungslampenspannung und dem visuellen Nutzeffekt in Abhängigkeit von der Qualität und einer Betriebszeit der Entladungslampe 12 geändert wird. Daher ist es erforderlich, die Änderung in der Entladungslampe 12 zu absorbieren, um die Emissionsmenge schrittweise zu führen, selbst wenn irgendein Typ von Entladungslampe angeschlossen ist, und bei der vorliegenden Erfindung wird die endgültige Entladungslampenspannung der Entladungslampe beachtet.
9 zeigt die Beziehungen zwischen der Entladungslampenspannung und dem visuellen Nutzeffekt für verschiedene Entladungslampen 12. Die endgültige Entladungslampenspannung der Entladungslampe 12 ist nicht konstant aufgrund der Veränderung hinsichtlich der Qualität und der Betriebszeit jeder Entladungslampe. Demgemäß gibt es verschiedene visuelle Nutzeffekte für jede gewünschte Entladungslampenspannung. Beispielsweise wird die Veränderung bewirkt, wie durch die Kurven des visuellen Nutzeffekts η₆₅ (die die endgültige Entladungslampenspannung von 65V anzeigt), η₈₅ (die die endgültige Entladungslampenspannung von 85V anzeigt) und η₁₀₅, (die die endgültige Entladungslampenspannung von 105 V anzeigt) in 9 wiedergegeben ist. Für den Fall, dass nur eine Entladungslampen-Spannungs-/Zuführungsleistung-Zuordnungscharakteristik durch den visuellen Nutzeffekt gefunden werden kann, ist es daher unmöglich, eine Differenz in dem visuellen Nutzeffekt zu der Entladungslampenspannung zu absorbieren. Es ist hierdurch unmöglich, die optimale Leistung zu der Entladungslampe zu führen, und es ist schwierig, einen schnellen Anstieg der Lichtmenge zu realisieren.
10 zeigt die Entladungslampen-Spannungs-/Zuführungsleistung-Zuordnungscharakteristiken, die entsprechend den Kurven des visuellen Nutzeffekts η₆₅' η₈₅ und η₁₀₅ in 9 beschrieben sind, um die oben erwähnten Veränderungen in der Entladungslampe zu absorbieren. Eine Kurve P₆₅ für die zugeführte Leistung in 10 ist auf der Grundlage der Kurve η₆₅ für den visuellen Nutzeffekt bestimmt, und P₈₅ und P₁₀₅ sind in gleicher Weise auf der Grundlage von η₈₅ bzw. η₁₀₅ bestimmt.
11 zeigt Strom-Spannungs-Charakteristiken, die entsprechend den Kurven P₆₅, P₈₅ und P₁₀₅ für die zugeführte Leistung beschrieben sind. In 11 ist eine Entladungslampen-Stromkurve iss auf der Grundlage der Kurve P₆₅ für die zugeführte Leistung bestimmt, und i₈₅ und i₁₀₅ sind in gleicher Weise auf der Grundlage von P₈₅ bzw. P₁₀₅ bestimmt. Für den Fall, dass die endgültige Entladungslampenspannung größer oder gleich 65V und geringer als 85 V ist, wird Strom der Entladungslampe 12 entsprechend der Entladungslampen-Stromkurve i₆₅ zugeführt. Weiterhin wird der zur Entladungslampe 12 geführte Strom zu der Zeit der Nennleistung, nachdem die Entladungslampenspannung 65 V überschritten hat, entsprechend der Entladungslampen-Stromkurve P_T gesteuert. Andererseits wird für den Fall, dass die endgültige Entladungslampenspannung größer als oder gleich 85V und niedriger als 105 V ist, der Strom entsprechend der Kurve i₈₅ zugeführt. Wenn sie gleich oder größer als 105 V ist, wird der Strom entsprechend der Kurve i₁₀₅ zugeführt.
Wie in dem Fall der endgültigen Entladungslampenspannung von 65 V und mehr sowie weniger als 85 V wird, nachdem die Entladungslampenspannung die Spannung an unteren Grenzen der jeweiligen Entladungslampen-Stromkurven überschreitet, der zur Entladungslampe 12 geführte Strom zu der Zeit der Nennleistung entsprechend der Entladungslampen-Stromkurve P_T gesteuert. Es ist hierdurch möglich, eine angemessene Leistung zu der Entladungslampe 12 entsprechend den Änderungen in den jeweiligen Entladungslampen zu führen.
Die Strom-Spannungs-Charakteristiken für drei Arten von endgültigen Entladungslampenspannungen wurden in dem Ausführungsbeispiel diskutiert. Es ist jedoch festzustellen, dass die vorliegende Erfindung hierauf nicht beschränkt ist und drei oder mehr Arten von endgültigen Entladungslampenspannungen verwendet werden können. Wenn die Anzahl der Strom-Spannungs-Charakteristiken steigt, ist es möglich, eine geeignetere Leistung zu der Entladungslampe entsprechend den Veränderungen in der Qualität oder der Betriebszeit der Entladungslampe zu führen.
Es folgt nun die Beschreibung eines Verfahrens zur Vorhersage der endgültigen Entladungslampenspannung, d.h. des Wertes der Lampenspannung bei der Nennleistung im stationären Betrieb in der Vorhersagevorrichtung 73.
12 zeigt ein Zeitdiagramm der Entladungslampenspannung. Die Kurven A und B haben dieselbe endgültige Entladungslampenspannung und die Kurve A zeigt eine Zündung in einem Zustand an, in der die Entladungslampe ausreichend gekühlt ist (nachfolgend als Kaltstart bezeichnet), während die Kurve B eine Zündung in einem Zustand anzeigt, in dem die Entladungslampe erwärmt ist (nachfolgend als Heißstart bezeichnet). Obgleich die Kurven C und D ebenfalls dieselbe endgültige Entladungslampenspannung haben, sind deren Werte größer als die der Kurven A und B. Die Kurve C zeigt den Kaltstart und die Kurve D den Heißstart an.
Wie aus 12 ersichtlich ist, fällt die Entladungslampenspannung nach dem dielektrischen Durchschlag einmal ab und steigt danach allmählich bis zur endgültigen Entladungslampenspannung an. Im Verlauf des Abfalls der Entladungslampenspannung besteht kein sichtbarer Unterschied zwischen den vier Kurven und es kann ein bemerkenswerter Unterschied nach dem Beginn des Anstiegs der Entladungslampenspannung gefunden werden.
Die Kurve A wird im Folgenden diskutiert. Zuerst wird angenommen, dass die Entladungslampenspannung (Vorhersagestartspannung) zu jeder gegebenen Zeit, nachdem die Entladungslampenspannung ihr Minimum erreicht hat, als Entladungslampenspannung V_AO zu einer Zeit t₀ bestimmt ist. Als nächstes wird eine andere Entladungslampenspannung zu einer Zeit t₁ nach dem Verstreichen einer angemessenen vorbestimmten Zeit von der Zeit t₀ als V_A1 definiert. In diesem Fall kann eine Zeitveränderungsgeschwindigkeit δ_A der Entladungslampenspannung durch den folgenden Ausdruck gefunden werden: δA = VA1 – VAO)/(t1 – t0)
In gleicher Weise können Zeitveränderungsgeschwindigkeiten δ_B, δ_C und δ_D der Kurven B, C und D durch die folgenden Ausdrücke gefunden werden: δB = (VB1 – VB0)/(t1 – t0) δC = (VC1 – VC0)/(t1 – t0) δD = (VD1 – VD0)/(t1 – t0)
12 stellt ein Zeitveränderungsdiagramm der Entladungslampenspannung dar (Entladungslampenspannungs-Charakteristik). In dem Zeitveränderungsdiagramm sind Zeitveränderungen der Entladungslampenspannung in Abhängigkeit vom Zustand der Entladungslampe und der endgültigen Entladungslampenspannung zum Zündzeitpunkt gegeben und die Vorhersagestartspannung und die Zeitveränderungsgeschwindigkeit haben ebenfalls verschiedene Werte in Abhängigkeit von den Zeitveränderungen. Beispielsweise hat die Kurve B eine größere Vorhersagestartspannung als die Kurve A, die Kurve A hat eine größere Zeitveränderungsgeschwindigkeit als die Kurve B und die Kurven A und B haben dieselbe endgültige Entladungslampenspannung. Das gleiche gilt für die Kurven C und D. Typischerweise hat, wenn die Kurven dieselbe endgültige Entladungslampenspannung haben, eine der Kurven mit der kleineren Vorhersagestartspannung eine größere Zeitveränderungsgeschwindigkeit.
Wenn ein Vergleich zwischen den Kurven B und C vorgenommen wird, haben wie bei der Beziehung zwischen den Kurven A und B die Kurve D eine größere Vorhersagestartspannung und die Kurve C eine größere Zeitveränderungsgeschwindigkeit. Jedoch haben die jeweiligen Kurven unterschiedliche endgültige Entladungslampenspannungen. Typischerweise können die endgültigen Entladungslampenspannungen einander gleich sein, oder sie können einander unterschiedlich sein selbst in dem Fall, dass die Kurven jeweils verschiedene Vorhersagestartspannungen und verschiedene Zeitveränderungsgeschwindigkeiten haben.
Bei einem Vergleich zwischen den Kurven A und C hat die Kurve C, obgleich die jeweiligen Kurven dieselbe Vorhersagestartspannung haben, eine größere Zeitver änderungsgeschwindigkeit und eine größere endgültige Entladungslampenspannung als die Kurve A. Im Allgemeinen hat für den Fall, dass die Kurven dieselbe Vorhersagestartspannung haben, eine der Kurven mit einer größeren Zeitveränderungsgeschwindigkeit die größere endgültige Entladungslampenspannung.
Von den Kurven A und D hat die Kurve D eine größere Vorhersagestartspannung, die jeweiligen Kurven haben dieselbe Zeitveränderungsgeschwindigkeit und die Kurve D hat auch eine größere endgültige Entladungslampenspannung. Im Allgemeinen hat für den Fall, dass die Kurven dieselbe Zeitveränderungsgeschwindigkeit haben, eine der Kurven mit der größeren Vorhersagestartspannung die größere endgültige Entladungslampenspannung.
Angesichts der vorgenannten Tatsachen können, wenn die endgültige Entladungslampenspannung durch Auffinden der Vorhersagestartspannung vorhergesagt wird, die endgültigen Entladungslampenspannungen voneinander verschieden sein, obgleich wie bei der Beziehung zwischen den Kurven A und C die Vorhersagestartspannung konstant ist. Das heißt, es bestehen viele Kurven, die sich an einem Punkt (t₀, V_AO) schneiden, und es ist unmöglich, eine Kurve nur durch die Vorhersagestartspannung zu bestimmen und die endgültige Entladungslampenspannung vorherzusagen. Alternativ können, wenn die endgültige Entladungslampenspannung durch Auffinden der Zeitveränderungsgeschwindigkeit vorhergesagt wird, die endgültigen Entladungslampenspannungen voneinander verschieden sein, selbst wenn wie bei der Beziehung zwischen den Kurven A und D die Zeitveränderungsgeschwindigkeit konstant ist. Das heißt, es gibt viele Kurven mit einer konstanten Zeitveränderungsgeschwindigkeit für eine bestimmte Zeitspanne, und es ist unmöglich, eine Kurve nur durch die Zeitveränderungsgeschwindigkeit zu bestimmen und die endgültigen Entladungslampenspannung vorherzusagen. Wenn daher sowohl die Vorhersagestartspannung und die Zeitveränderungsgeschwindigkeit beachtet werden, kann beispielsweise eine Kurve A bestimmt werden als eine Kurve, die den Punkt (t₀, V_AO) schneidet und eine Zeitveränderungsgeschwindigkeit δ_A hat, so dass die endgültige Entladungslampenspannung automatisch definiert werden kann.
In diesem Fall wird die Zeitveränderungsgeschwindigkeit der Entladungslampenspannung für die Vorhersagestartspannung mit einem bestimmten Wert experimentell gefunden, um die endgültige Entladungslampenspannung zu ergeben, die aus der Zeitveränderungsgeschwindigkeit vorhergesagt wird, wodurch die Entladungslampenspannungs-Charakteristik eingestellt wird. Demgemäß ist es möglich, die endgültige Entladungslampenspannung nach der Zündung der Entladungslampe in Abhängigkeit von der Entladungslampenspannung zu jeder gewünschten Zeit, nachdem die Entladungslampenspannung ihr Minimum erreicht hat, und die Entladungslampenspannung nach dem Verstreichen einer angemessenen vorbestimmten Zeit seit der gewünschten Zeit vorherzusagen. Beispielsweise ist es bei der Kurve A möglich, wenn die Entladungslampenspannungs-Charakteristik zu einer Zeit der Vorhersagestartspannung V_AO ausgewählt wird, nur eine Spannung entsprechend der Zeitveränderungsgeschwindigkeit δ_A zu bestimmen. Die bestimmte Spannung kann als die vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung dienen.
Die Kurve B ist bezüglich der endgültigen Entladungslampenspannung mit der Kurve A identisch, unterscheidet sich von dieser jedoch in Bezug auf die Vorhersa gestartspannung und die Zeitveränderungsgeschwindigkeit. Für die Kurve B ist es möglich, wenn eine Entladungslampenspannungs-Charakteristik zu einer Zeit der Vorhersagestartspannung V_B0 ausgewählt wird, nur eine Spannung entsprechend der Zeitveränderungsgeschwindigkeit δ_B zu bestimmen, wodurch sich die als die endgültige Entladungslampenspannung dienende bestimmte Spannung ergibt. In diesem Fall wird, während die Vorhersagestartspannungen V_B0 und V_A0 und auch die ausgewählten Entladungslampenspannungs-Charakteristiken voneinander verschieden sind, eine Entladungslampenspannungs-Charakteristik eingestellt, derart, dass die Kurve B dieselbe Spannung entsprechend der Zeitveränderungsgeschwindigkeit δ_B hat wie die Kurve A. Das gleiche gilt für die Kurven C und D.
Weiterhin ist die Kurve C identisch mit der Kurve A hinsichtlich der Vorhersagestartspannung, unterscheidet sich jedoch von dieser in Bezug auf die Zeitveränderungsgeschwindigkeit und die endgültige Entladungslampenspannung. Bei der Kurve C ist es möglich, wenn eine Entladungslampenspannungs-Charakteristik zu einer Zeit der Vorhersagestartspannung V_CO ausgewählt wird, nur eine Spannung entsprechend der Zeitveränderungsgeschwindigkeit δ_C zu bestimmen, wodurch sich die als die vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung dienende bestimmte Spannung ergibt. In diesem Fall sind, obgleich die Vorhersagestartspannungen V_CO und V_AO und auch die ausgewählten Entladungslampenspannungs-Charakteristiken identisch sind, die Zeitveränderungsgeschwindigkeiten δ_C und δ_A voneinander verschieden. Daher wird die Entladungslampenspannungs-Charakteristik so eingestellt, dass die Kurve C eine Spannung entsprechend der Zeitveränderungsgeschwindigkeit δ_C hat, die gegenüber der der Kurve A unterschiedlich ist.
Zusätzlich ist die Kurve D hinsichtlich der Zeitveränderungsgeschwindigkeit identisch mit der Kurve A, unterscheidet sich jedoch von dieser in Bezug auf die Vorhersagestartspannung und die endgültige Entladungslampenspannung. Bei der Kurve D ist es möglich, wenn eine Entladungslampenspannungs-Charakteristik zu einer Zeit der Vorhersagestartspannung V_D0 ausgewählt wird, nur eine Spannung entsprechend der Zeitveränderungsgeschwindigkeit δ_D zu bestimmen, wodurch sich die als die vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung dienende bestimmte Spannung ergibt. In diesem Fall sind die Vorhersagestartspannungen V_D0 und V_A0 sowie auch die ausgewählten Entladungslampenspannungs-Charakteristiken voneinander verschieden. Daher wird, selbst wenn die Zeitveränderungsgeschwindigkeiten δ_D und δ_A identisch sind, die Entladungslampenspannungs-Charakteristik so eingestellt, dass die Kurve D eine Spannung entsprechend der Zeitveränderungsgeschwindigkeit δ_D hat, welche von der der Kurve A verschieden ist.
Als Ergebnis ist es in jedem Zündungszustand möglich, die endgültige Entladungslampenspannung vorherzusagen, indem eine der voreingestellten Entladungslampenspannungs-Charakteristiken nach dem Zünden der Entladungslampe ausgewählt wird in Abhängigkeit von der Entladungslampenspannung zu jedem gewünschten Zeitpunkt, nachdem die Entladungslampenspannung ihr Minimum erreicht hat und die Entladungslampenspannung nach dem Verstreichen der angemessenen vorbestimmten Zeit seit der gewünschten Zeit ausgewählt wird.
Es folgt nun eine Beschreibung der Arbeitsweise der Vorhersagevorrichtung 73 mit Bezug auf das Flussdiagramm nach 13.
In der für die Entladungslampen-Steuereinrichtung 7 vorgesehenen Vorhersagevorrichtung 73 wird im Schritt ST13-1 entschieden, ob die von der Spannungserfassungsvorrichtung 6 zugeführte Entladungslampenspannung V_l den minimalen Wert hat oder nicht. Wenn sie den minimalen Wert hat, wird im Schritt ST13-2 entschieden, ob eine wahlfrei vorbestimmte Zeit erreicht ist oder nicht. Wenn die vorbestimmte Zeit erreicht ist, definiert die Vorhersagevorrichtung 73 im Schritt ST13-3 die Entladungslampenspannung V₁ zu dieser Zeit als die Entladungslampenspannung V₀ (Vorhersagestartspannung) zum Zeitpunkt t₀.
Nachfolgend wird im Schritt ST13-4 bestimmt, ob eine angemessene vorbestimmte Zeit seit dem Zeitpunkt t₀ verstrichen ist oder nicht. Wenn die vorbestimmte Zeit verstrichen ist, definiert die Vorhersagevorrichtung 73 im Schritt ST13-5 die Entladungslampenspannung V1 zu dieser Zeit als die Entladungslampenspannung V₁ zum Zeitpunkt t₁. Im Schritt ST13-6 wird die Zeitveränderungsgeschwindigkeit δ der Entladungslampenspannung durch den folgenden Ausdruck gefunden: δ 0 (V1 – V0)/(t1 – t0).
In der Vorhersagevorrichtung 73 wird die Zeitveränderungsgeschwindigkeit der Entladungslampenspannung für eine Vorhersagestartspannung mit einem bestimmten Wert im Voraus experimentell gefunden, um die aus der Zeitveränderungsgeschwindigkeit vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung zur Verfügung zu stellen, wodurch Entladungslampenspannungs-Charakteristiken eingestellt werden. Im Schritt ST13-7 wird die Entladungslampenspannungs-Charakteristik für die Vorhersagestartspannung V₀ ausgewählt. Im Schritt ST13-8 wird nur eine Spannung entsprechend der Zeitveränderungsgeschwindigkeit δ bestimmt, und der bestimmte Wert dient als die endgültige Entladungslampenspannung.
Ausführungsbeispiel 2
Es folgt nun eine Beschreibung des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 14, in der dieselben Bezugszeichen für die Teile verwendet werden, die mit denen beim ersten Ausführungsbeispiel identisch sind, und auf deren Beschreibung verzichtet wird. In 14 enthält eine Entladungslampen-Steuereinrichtung bzw. Stromsteuervorrichtung 7, eine Verarbeitungsvorrichtung 71, eine Charakteristik-Speichervorrichtung mit Entladungslampenstrom-Befehlstabelle 72, eine Vorhersagevorrichtung 73 zur Vorhersage einer endgültigen Entladungslampenspannung, bevor eine Entladungslampe 12 einen gesättigten und stabilen Zustand erreicht, und eine Speichervorrichtung 74 zum Speichern der endgültigen Entladungslampenspannung der Entladungslampe 12.
Die Arbeitsweise nach dem zweiten Ausführungsbeispiel ist identisch mit der nach dem ersten Ausführungsbeispiel mit Ausnahme der Steuerung der Entladungslampen-Steuereinrichtung 7, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet. Es erfolgt daher nur eine Beschreibung der Steuerung der Entladungslampen-Steuerein richtung 7 mit Bezug auf das Flussdiagramm nach 15.
In der Entladungslampen-Steuereinrichtung 7 entscheidet im Schritt ST15-1, wenn die Entladungslampenspannung V_l von der Spannungserfassungsvorrichtung 6 übertragen wird, die Verarbeitungsvorrichtung 71, ob die endgültige Entladungslampenspannung in der Speichervorrichtung 74 gespeichert ist oder nicht. Wenn die endgültige Entladungslampenspannung gespeichert ist, liest die Verarbeitungsvorrichtung 71 im Schritt ST15-2 einen gespeicherten Wert aus der Speichervorrichtung 74, um die Steuerzielspannung V_M als den gespeicherten Wert zu definieren. Wenn die endgültige Entladungslampenspannung nicht gespeichert ist, definiert andererseits im Schritt ST15-3 die Verarbeitungsvorrichtung 71 die Steuerzielspannung V_M als die voreingestellte minimale Nennspannung in der Spezifikation der Entladungslampe 12. Danach wird im Schritt ST15-4 eine Strom-Spannungs-Charakteristik entsprechend der Steuerzielspannung V_M aus den Strom-Spannungs-Charakteristiken ausgewählt, die in der Entladungslampenstrom-Befehlstabelle 72 voreingestellt sind. Im Schritt ST15-5 wird entsprechend der von der Spannungserfassungsvorrichtung 6 übertragenen Entladungslampenspannung V₁ der zur Entladungslampe 12 geführte Entladungslampen-Befehlsstrom I_S aus der im Schritt ST15-4 ausgewählten Strom-Spannungs-Charakteristik gelesen, um eine Spannung entsprechend dem Befehlssignal zu einem Fehlerverstärker 43 auszugeben.
Als nächstes beginnt im Schritt ST15-6 die Vorhersagevorrichtung 73 mit der Vorhersage der endgültigen Entladungslampenspannung. Im Schritt ST15-7 bestimmt die Verarbeitungsvorrichtung 71, ob die Vorhersagevorrichtung 73 die Vorhersage der endgültigen Entladungslampenspannung beendet oder nicht. Bis die Vorhersage beendet ist, kehrt der Vorgang zum Schritt ST15-5 zurück, um entsprechend der im Schritt ST15-4 ausgewählten Strom-Spannungs-Charakteristiken zu steuern. Nach Beendigung der Vorhersage wird im Schritt ST15-8 die durch die Vorhersagevorrichtung 73 vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung an die Stelle der im Schritt ST15-3 gesetzten minimalen Nennspannung in der Spezifikation der Entladungslampe 12 gesetzt, um als die Steuerzielspannung V_M zu dienen.
Im Schritt ST15-9 wird eine Strom-Spannungs-Charakteristik entsprechend der im Schritt ST15-2 oder im Schritt ST15-8 eingestellten Steuerzielspannung V_M aus der Entladungslampenstrom-Befehlstabelle 72 ausgewählt. Im Schritt ST15-10 wird entsprechend der von der Spannungserfassungsvorrichtung 6 übertragenen Entladungslampenspannung V₁ der zu der Entladungslampe 12 geführte Entladungslampen-Befehlsstrom I_S aus der im Schritt ST15-9 ausgewählten Strom-Spannungs-Charakteristik gelesen, um eine Spannung entsprechend dem Befehlssignal zum Fehlerverstärker 43 auszugeben.
Im Schritt ST15-11 wird bestimmt, ob ein Zündschalter 2 ausgeschaltet ist oder nicht, und die Entladungslampen-Steuereinrichtung 7 gibt die Spannung entsprechend dem Befehlssignal zu dem Fehlerverstärker 43. Wenn der Zündschalter 2 ausgeschaltet ist, wird im Schritt ST15-12 bestimmt, ob sich die Entladungslampe 12 im gesättigten und stabilen Zustand befindet oder nicht. Wenn sie im gesättigten und stabilen Zustand ist, wird zu dieser Zeit im Schritt ST15-13 die Entladungslampenspannung in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung gespeichert. Eine wahlweise Zeit zum Erreichen des gesättigten und stabilen Zustands wird experimentell vorherbestimmt, um zu bestimmen, ob die wahlweise Zeit verstrichen ist oder nicht, wodurch bestätigt wird, ob die Entladungslampe 12 im gesättigten und stabilen Zustand ist oder nicht.
16 zeigt eine erläuternde Steuerung der Entladungslampen-Steuereinrichtung 7. Da bei der ersten Zündung kein gespeicherter Wert in der Steuervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung vorhanden ist, wird die Steuerzielspannung V_M als die vorher gespeicherte minimale Nennspannung der Entladungslampe definiert, und eine neue Strom-Spannungs-Charakteristik entsprechend dem minimalen Nennwert wird ausgewählt, um den Entladungslampen-Befehlsstrom auszugeben. Andererseits beginnt die Vorhersagevorrichtung 73 mit der Vorhersage der endgültigen Entladungslampenspannung, und die Steuerzielspannung V_M wird durch den vorhergesagten Wert zu einem Zeitpunkt, zu welchem die Vorhersage beendet ist, ersetzt. Weiterhin wird eine Strom-Spannungs-Charakteristik entsprechend dem vorhergesagten Wert ausgewählt, um den Entladungslampen-Befehlsstrom I_S auszugeben, bis der Zündschalter 2 ausgeschaltet wird. In diesem Fall wird angenommen, dass die Entladungslampe 12 noch nicht im gesättigten und stabilen Zustand ist, wenn der Zündschalter 2 ausgeschaltet wird, und es wird keine Spannung in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung gespeichert.
Da kein gespeicherter Wert in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung vorhanden ist, erfolgt bei der zweiten Zündung die Steuerung wie bei der ersten Zündung. Wenn der Zündschalter 2 in diesem Zustand ausgeschaltet wird, befindet sich die Entladungslampe 12 im gesättigten und stabilen Zustand, und die Entladungslampenspannung wird zu diesem Zeitpunkt in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung gespeichert.
Wenn die Spannung einmal in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung gespeichert ist, wird die Steuerzielspannung V_M als der gespeicherte Wert bei der folgenden Zündung ohne die Vorhersage definiert. Wenn die Entladungslampe 12 beim Ausschalten des Zündschalters 2 im gesättigten und stabilen Zustand ist, wird die Entladungslampenspannung zu diesem Zeitpunkt in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung bei jedem Ausschaltvorgang gespeichert, um als die Steuerzielspannung V_M zum nächsten Zündzeitpunkt zu dienen.
Ausführungsbeispiel 3
Es folgt nun eine Beschreibung der Zündsteuerung nach dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Bezug auf das Flussdiagramm nach 17. Die Hardware-Ausbildung nach dem dritten Ausführungsbeispiel ist identisch mit der in 14 gezeigten nach dem zweiten Ausführungsbeispiel. Weiterhin ist das dritte Ausführungsbeispiel in der Arbeitsweise identisch mit dem ersten Ausführungsbeispiel mit Ausnahme der Steuerung der Entladungslampen-Steuereinrichtung 7, und auf deren Beschreibung wird verzichtet. Daher wird nur die Steuerung der Entladungslampen-Steuereinrichtung 7 beschrieben.
Wenn die Entladungslampenspannung V₁ von der Spannungserfassungsvorrichtung 6 übertragen wird, entscheidet die Verarbeitungsvorrichtung 71 in der Entladungslampen-Steuereinrichtung 7 im Schritt ST17-1, ob die endgültige Entladungslampenspannung in der Speichervorrichtung 74 gespeichert ist oder nicht. Wenn die endgültige Entladungslampenspannung gespeichert ist, liest die Verarbeitungsvorrichtung 71 im Schritt ST17-2 einen gespeicherten Wert aus der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung, um die Steuerzielspannung V_M als den gespeicherten Wert zu definieren. Anderenfalls wird im Schritt ST17-3 V_M als die vorher gespeicherte minimale Nennspannung in der Spezifikation der Entladungslampe 12 definiert.
Danach wird im Schritt ST17-4 eine Strom-Spannungs-Charakteristik entsprechend der Steuerzielspannung V_M aus den in einer Entladungslampenstrom-Befehlstabelle 72 voreingestellten Entladungslampen-Spannungs/Strom-Zuordnungscharakteristiken ausgewählt. Im Schritt ST17-5 wird entsprechend der von der Spannungserfassungsvorrichtung 6 übertragenen Entladungslampenspannung V_l der zu der Entladungslampe 12 geführte Entladungslampen-Befehlsstrom I_S aus der im Schritt ST17-4 ausgewählten Entladungslampen-Spannungs/Strom-Zuordnungscharakteristik gelesen, um eine Spannung entsprechend dem Befehlssignal an einen Fehlerverstärker 43 auszugeben.
Als nächstes beginnt im Schritt ST17-6 die Vorhersagevorrichtung 73 mit der Vorhersage der endgültigen Entladungslampenspannung. Dann bestimmt im Schritt ST17-7 die Verarbeitungsvorrichtung 71, ob die Vorhersagevorrichtung 73 die Vorhersage der endgültigen Entladungslampenspannung beendet oder nicht. Bis die Vorhersage beendet ist, kehrt der Vorgang zum Schritt ST17-5 zurück, um entsprechend der im Schritt ST17-4 ausgewählten Entladungslampen-Spannungs/Strom-Zuordnungscharakteristik zu steuern. Nach Beendigung der Vorhersage wird im Schritt ST17-8 bestimmt, ob der gespeicherte Wert vorhanden ist oder nicht. Wenn der gespeicherte Wert vorhanden ist, wird im Schritt ST17-9 bestimmt, ob die Differenz zwischen dem gespeicherten Wert und einem vorhergesagten Wert geringer ist als ein vorbestimmter Wert oder nicht. Der vorbestimmte Wert wird experimentell vorherbestimmt. Wenn die Differenz geringer ist als der vorbestimmte Wert, wird bestimmt, dass der gespeicherte Wert ein korrekter Wert ist, der nicht durch Rauschen oder dergleichen beeinträchtigt ist. Im Schritt ST17-10 bleibt die Steuerzielspannung V_M als gespeicherter Wert definiert.
Wenn eine neue Entladungslampe nach dem Austausch anfänglich eingeschaltet wird, wird der gespeicherte Wert als die endgültige Entladungslampenspannung in einer alten Entladungslampe beibehalten und die für die neue Entladungslampe vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung ist verschieden von der für die alte Entladungslampe. Dann wird im Schritt ST17-9 bestimmt, dass die Differenz gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist. Das heißt, im Schritt ST17-9 wird bestimmt, ob der gespeicherte Wert der korrekte Wert ist, der durch Rauschen oder dergleichen nicht beeinträchtigt ist, oder nicht, und die Entladungslampe wird ausgetauscht.
Wenn im Schritt ST17-8 der gespeicherte Wert abwesend ist oder wenn im Schritt ST17-9 entschieden wird, dass die Differenz gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, wird im Schritt ST17-11 die Steuerzielspannung V_M als der vorhergesagte Wert definiert.
Nachfolgend wird im Schritt ST17-12 eine Strom-Spannungs-Charakteristik entsprechend der im Schritt ST17-10 oder im Schritt ST17-11 eingestellten Steuerzielspannung V_M aus der Entladungslampenstrom-Befehlstabelle 72 ausgewählt. Im Schritt ST17-13 wird entsprechend der von der Spannungserfassungsvorrichtung 6 übermittelten Entladungslampenspannung V₁ der zu der Entladungslampe 12 geführte Entladungslampen-Befehlsstrom I_S aus der im Schritt ST17-12 ausgewählten Strom-Spannungs-Charakteristik gelesen, um eine Spannung entsprechend dem Befehlssignal zum Fehlerverstärker 43 auszugeben.
Im Schritt ST17-14 wird entschieden, ob der Zündschalter 2 ausgeschaltet ist oder nicht. Bis der Zündschalter 2 ausgeschaltet wird, gibt die Entladungslampen-Steuereinrichtung 7 die Spannung entsprechend dem Befehlssignal an den Fehlerverstärker 43 aus. Wenn der Zündschalter 2 ausgeschaltet wird, wird im Schritt ST17-15 entschieden, ob die Entladungslampe 12 sich in einem gesättigten und stabilen Zustand befindet oder nicht. Wenn sie im gesättigten und sta bilen Zustand ist, wird im Schritt ST17-16 zu diesem Zeitpunkt die Entladungslampenspannung in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung gespeichert. Eine wahlweise Zeit zum Erreichen des gesättigten und stabilen Zustands wird experimentell vorherbestimmt, um zu bestimmen, ob die wahlweise Zeit verstrichen ist oder nicht, wodurch bestätigt wird, ob die Entladungslampe 12 im gesättigten und stabilen Zustand ist oder nicht.
18 zeigt eine erläuternde Steuerung der Entladungslampen-Steuereinrichtung 7 nach dem dritten Ausführungsbeispiel. Da bei der ersten Zündung kein gespeicherter Wert in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung vorhanden ist, wird die Steuerzielspannung V_M als der vorher gespeicherte minimale Nennwert der Entladungslampe 12 definiert, und eine Strom-Spannungs-Charakteristik entsprechend dem minimalen Nennwert wird ausgewählt, um den Entladungslampen-Befehlsstrom I_S auszugeben.
Andererseits beginnt die Vorhersagevorrichtung 73 mit der Vorhersage der endgültigen Entladungslampenspannung, und die Steuerzielspannung V_M wird zu einem Zeitpunkt, zu welchem die Vorhersage beendet ist, durch den vorhergesagten Wert ersetzt. Weiterhin wird eine neue Entladungslampen-Spannungs/Strom-Zuordnungscharakteristik entsprechend dem vorhergesagten Wert ausgewählt, um den Entladungslampen-Befehlsstrom I_S auszugeben, bis der Zündschalter 2 ausgeschaltet wird. In diesem Fall wird angenommen, dass sich die Entladungslampe 12 noch nicht im gesättigten und stabilen Zustand befindet, wenn der Zündschalter 2 ausgeschaltet wird, und es wird keine Spannung in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung gespeichert.
Da kein gespeicherter Wert in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung vorhanden ist, erfolgt die Steuerung bei der zweiten Zündung wie bei der ersten Zündung. Wenn der Zündschalter 2 in diesem Zustand ausgeschaltet wird, ist die Entladungslampe 12 im gesättigten und stabilen Zustand, und zu diesem Zeitpunkt wird die Entladungslampenspannung in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung gespeichert.
Da die Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung den gespeicherten Wert enthält, der zum Zeitpunkt der zweiten Zündausschaltung gespeichert wurde, wird bei der dritten Zündung die Steuerzielspannung V_M als der gespeicherte Wert definiert. Weiterhin wird eine Entladungslampen-Spannungs-Strom-Zuordnungscharakteristik entsprechend dem gespeicherten Wert ausgewählt, um den Entladungslampen-Befehlsstrom I_S auszugeben. Andererseits beginnt die Vorhersagevorrichtung 73 mit der Vorhersage der endgültigen Entladungslampenspannung, um zu berechnen, ob zu dem Zeitpunkt, zu dem die Vorhersage beendet ist, die Differenz zwischen dem gespeicherten Wert und einem vorhergesagten Wert geringer ist als der vorbestimmte Wert oder nicht. Der gespeicherte Wert zum Zeitpunkt der zweiten Zündausschaltung ist nicht durch das Rauschen oder dergleichen beeinträchtigt, so dass als Ergebnis der Berechnung die Differenz geringer ist als der vorbestimmte Wert, und die Steuerung wird mit der weiterhin als dem gespeicherten Wert definierten Steuerzielspannung V_M durchgeführt. In diesem Fall wird angenommen, dass sich die Entladungslampe 12 im gesättigten und stabilen Zustand befindet, wenn der Zündschalter 2 wieder ausgeschaltet wird, und während zu diesem Zeitpunkt die Entladungslampenspannung in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung gespeichert wird, ist der gespeicherte Wert durch das Rauschen beeinträchtigt und unterscheidet sich hierdurch von einem tatsächlichen Wert.
Da die Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung einen Wert enthält, der zum Zeitpunkt der dritten Zündausschaltung gespeichert wurde, wird die Steuerzielspannung V_M als der gespeicherte Wert definiert. Weiterhin wird eine Entladungslampen-Spannungs/Strom-Zuordnungscharakteristik entsprechend dem gespeicherten Wert ausgewählt, um den Entladungslampen-Befehlsstrom I_S auszugeben. Andererseits beginnt die Vorhersagevorrichtung 73 der Vorhersage der endgültigen Entladungslampenspannung, um zu berechnen, ob die Differenz zwischen dem gespeicherten Wert und einem vorhergesagten Wert zum Zeitpunkt der Beendigung der Vorhersage geringer ist als der vorbestimmte Wert oder nicht. Der zum Zeitpunkt der dritten Zündausschaltung gespeicherte Wert ist durch das Rauschen beeinträchtigt, so dass als Ergebnis der Berechnung die Differenz gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, und die Steuerung wird durchgeführt, nachdem die Steuerzielspannung V_M durch den vorhergesagten Wert ersetzt ist.
Es wird angenommen, dass hier die Entladungslampe 12 durch eine neue ersetzt wird. In diesem Fall enthält die Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung bei der anfänglichen Einschaltung der neuen Entladungslampe einen Wert, der zum Zeit punkt der vierten Zündausschaltung der alten Entladungslampe gespeichert wurde. Demgemäß wird die Steuerzielspannung V_M als der gespeicherte Wert definiert, und eine Entladungslampen-Spannungs/Strom-Zuordnungscharakteristik entsprechend dem gespeicherten Wert wird ausgewählt, um den Entladungslampen-Befehlsstrom I_S auszugeben. Andererseits beginnt die Vorhersagevorrichtung 73 mit der Vorhersage der endgültigen Entladungslampenspannung, um zu berechnen, ob die Differenz zwischen dem gespeicherten Wert und einem vorhergesagten Wert zum Zeitpunkt der Beendigung der Vorhersage geringer ist als der vorbestimmte Wert oder nicht. Die Entladungslampe 12 wird ausgetauscht, so dass als Ergebnis der Berechnung die Differenz gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, und die Steuerung wird durchgeführt, nachdem die Steuerzielspannung durch den vorhergesagten Wert ersetzt ist.
Bei der zweiten Zündung der Entladungslampe 12 enthält die Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung den Wert, der zum Zeitpunkt der ersten Zündausschaltung gespeichert wurde. Daher wird die Steuerzielspannung als der gespeicherte Wert definiert, und eine Entladungslampen-Spannungs/Strom-Zuordnungscharakteristik entsprechend dem gespeicherten Wert wird ausgewählt, um den Entladungslampen-Befehlsstrom auszugeben. Andererseits beginnt die Vorhersagevorrichtung 73 mit der Vorhersage der endgültigen Entladungslampenspannung, um zu berechnen, ob die Differenz zwischen dem gespeicherten Wert und einem vorhergesagten Wert nach der Beendigung der Vorhersage geringer ist als der vorbestimmte Wert oder nicht. Der gespeicherte Wert zum Zeitpunkt der ersten Zündausschaltung wird nicht durch das Rauschen oder dergleichen beeinträchtigt, so dass als Ergebnis der Berechnung die Differenz geringer ist als der vorbestimmte Wert, und die Steuerung wird mit der Steuerzielspannung V_M durchgeführt, die weiterhin als der gespeicherte Wert definiert ist.
Eine gleichartige Steuerung wird für jede spätere Zündung durchgeführt.
Ausführungsbeispiel 4
Es folgt nun eine Beschreibung des vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 19, in der dieselben Bezugszeichen für Teile verwendet werden, die identisch mit denen in 14 sind, und auf deren Beschreibung hier verzichtet wird. Gemäß 19 enthält eine Entladungslampen-Steuereinrichtung 7 eine Verarbeitungsvorrichtung 71, eine Entladungslampenstrom-Befehlstabelle 72, eine Vorhersagevorrichtung 73 zur Vorhersage einer endgültigen Entladungslampenspannung, bevor die Entladungslampe 12 einen gesättigten und stabilen Zustand erreicht, eine Speichervorrichtung 74 zum Speichern der endgültigen Entladungslampenspannung der Entladungslampe 12 und eine Speichervorrichtung 75 zum Speichern der endgültigen Entladungslampenspannung, die von der Vorhersagevorrichtung 73 vorhergesagt wurde.
Die Arbeitsweise beim vierten Ausführungsbeispiel ist identisch mit der beim ersten Ausführungsbeispiel mit Ausnahme der Steuerung der Entladungslampen-Steuereinrichtung 7, und auf ihre Beschreibung wird daher verzichtet. Es wird nur die Steuerung der Entladungslampen-Steuereinrichtung 7 mit Bezug auf das Flussdiagramm nach 20 beschrieben.
Wenn die Entladungslampenspannung V_l von der Spannungserfassungsvorrichtung 6 übertragen wird, entscheidet die Verarbeitungsvorrichtung 71 in der Entladungslampen-Steuereinrichtung 7 im Schritt ST20-1, ob die endgültige Entladungslampenspannung in der Speichervorrichtung 74 gespeichert ist oder nicht. Wenn die endgültige Entladungslampenspannung gespeichert ist, liest im Schritt ST20-2 die Prozessorvorrichtung 71 die endgültige Entladungslampenspannung aus der Speichervorrichtung 74, um die Steuerzielspannung V_M als die endgültige Entladungslampenspannung zu definieren.
Wenn andererseits die endgültige Entladungslampenspannung nicht gespeichert ist, entscheidet die Verarbeitungsvorrichtung 71 im Schritt ST20-3, ob die vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung zu einer früheren Zündzeit in der Speichervorrichtung 75 gespeichert ist oder nicht. Wenn die vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung gespeichert ist, liest die Verarbeitungsvorrichtung 71 im Schritt ST20-4 die vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung aus der Speichervorrichtung 75, um die Steuerzielspannung V_M als die vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung zu definieren.
Wenn andererseits die vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung nicht gespeichert ist, wird im Schritt ST20-5 die Steuerzielspannung V_M als die voreingestellte minimale Nennspannung in der Spezifikation der Entladungslampe 12 definiert. Nachfolgend wird im Schritt ST20-6 eine Zuordnungscharakteristik entsprechend der Steuerzielspannung V_M aus den in der Entladungslampenstrom-Befehlstabelle 72 voreingestellten Entladungslampen-Spannungs/Strom-Zuordnungscharakteristiken ausgewählt. Im Schritt ST20-7 wird entsprechend der von der Spannungserfassungsvorrichtung 6 übertragenen Entladungslampenspannung V_l der zu der Entladungslampe 12 geführte Entladungslampen-Befehlsstrom I_S aus der im Schritt ST20-6 ausgewählten Entladungslampen-Spannungs/Strom-Zuordnungscharakteristik gelesen, um eine Spannung entsprechend dem Befehlssignal an einen Fehlerverstärker 43 auszugeben.
Als nächstes beginnt im Schritt ST20-8 die Vorhersagevorrichtung 73 mit der Vorhersage der endgültigen Entladungslampenspannung. Die Verarbeitungsvorrichtung 71 entscheidet im Schritt ST20-9, ob die Vorhersagevorrichtung 73 die Vorhersage der endgültigen Entladungslampenspannung beendet oder nicht. Bis die Vorhersage beendet ist, kehrt der Vorgang zum Schritt ST20-7 zurück, um entsprechend der im Schritt ST20-6 ausgewählten Entladungslampen-Spannungs/Strom-Zuordnungscharakteristik auszuwählen. Nach Beendigung der Vorhersage wird im Schritt ST20-10 die von der Vorhersagevorrichtung 73 vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung in der Speichervorrichtung 75 gespeichert. Im Schritt ST20-11 ersetzt die von der Vorhersagevorrichtung 73 vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung den im Schritt ST20-4 oder Schritt ST20-5 eingestellten Wert, um als Steuerzielspannung V_M zu dienen.
Im Schritt ST20-12 wird eine Zuordnungscharakteristik entsprechend der im Schritt ST20-2 oder im Schritt ST20-11 eingestellten Steuerzielspannung V_M aus der Entladungslampenstrom-Befehlstabelle 72 ausgewählt. Entsprechend der von der Spannungserfassungsvorrichtung 6 übertragenen Entladungslampenspannung V₁ wird der zu der Entladungslampe 12 geführte Entladungslampen-Befehlsstrom I_S aus der im Schritt ST20-12 ausgewählten Entladungslampen-Spannungs/Strom-Zuordnungscharakteristik gelesen, um eine Spannung entsprechend dem Befehlssignal zum Fehlerverstärker 43 auszugeben.
Im Schritt ST20-14 wird entschieden, ob der Zündschalter 2 ausgeschaltet ist oder nicht, und die Entladungslampen-Steuereinrichtung 7 gibt die Spannung entsprechend dem Befehlssignal zum Fehlerverstärker 43 aus. Wenn der Zündschalter 2 ausgeschaltet wird, wird im Schritt ST20-15 entschieden, ob die Entladungslampe 12 im gesättigten und stabilen Zustand ist oder nicht. Wenn sie im gesättigten und stabilen Zustand ist, wird im Schritt ST20-16 die Entladungslampenspannung zu dieser Zeit in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung gespeichert. Eine wahlweise Zeit zum Erreichen des gesättigten und stabilen Zustands wird experimentell vorherbestimmt, um zu entscheiden, ob die wahlweise Zeit verstrichen ist oder nicht, wodurch bestätigt wird, dass die Entladungslampe 12 im gesättigten und stabilen Zustand ist oder nicht.
21 zeigt eine erläuternde Steuerung der Entladungslampen-Steuereinrichtung 7 nach dem vierten Ausführungsbeispiel. Da beim ersten Zünden kein gespeicherter Wert in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung und in der Speichervorrichtung 75 für die vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung vorhanden ist, wird die Steuerzielspannung V_M als der vorher gespeicherte minimale Nennwert der Entladungslampe 12 definiert, und es wird eine neue Entladungslampen-Spannungs/-Strom-Zuordnungscharakteristik entsprechend dem minimalen Nennwert ausgewählt, um den Entladungslampen-Befehlsstrom I_S auszugeben.
Andererseits beginnt die Vorhersagevorrichtung 73 mit der Vorhersage der endgültigen Entladungslampenspannung und die von der Vorhersagevorrichtung 73 vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung wird nach Beendigung der Vorhersage in der Speichervorrichtung 75 gespeichert. Weiterhin wird die Steuerzielspannung V_M durch die vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung ersetzt, und es wird eine neue Entladungslampen-Spannungs/Strom-Zuordnungscharakteristik entsprechend der vorhergesagten endgültigen Entladungslampenspannung ausgewählt, um den Entladungslampen-Befehlsstrom I_S auszugeben, bis der Zündschalter 2 ausgeschaltet wird. In diesem Fall wird angenommen, dass die Entladungslampe noch nicht im gesättigten und stabilen Zustand ist, wenn der Zündschalter 2 ausgeschaltet wird, und es wird keine Spannung in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung gespeichert.
Bei der zweiten Zündung ist ein gespeicherter Wert nicht in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung, jedoch in der Speichervorrichtung 75 für die vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung vorhanden. Daher wird die Steuerzielspannung V_M als die vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung zu der früheren Zündzeit definiert, die in der Speichervorrichtung 75 gespeichert ist, wodurch die Steuerung durchgeführt wird.
Andererseits beginnt wie beim ersten Zünden die Vorhersagevorrichtung 73 mit der Vorhersage der endgültigen Entladungslampenspannung, und die von der Vorhersagevorrichtung 73 vorhergesagte neue endgültige Entladungslampenspannung wird in der Speichervorrichtung 75 für die vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung nach Beendigung der Vorhersage gespeichert. Weiterhin wird die Steuerzielspannung V_M durch die neue vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung ersetzt, um die Steuerung durchzuführen. In diesem Fall wird angenommen, dass die Entladungslampe 12 im gesättigten und stabilen Zustand ist, wenn der Zündschalter 2 wieder ausgeschaltet wird, und die Entladungslampenspannung zu dieser Zeit wird in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung gespeichert.
Wenn die Spannung einmal in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung gespeichert ist, wird die Steuerzielspannung V_M als der gespeicherte Wert definiert, der in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung bei einer späteren Zündung gespeichert ist, wodurch sich keine Vorhersage ergibt. Wenn die Entladungslampe 12 im gesättigten und stabilen Zustand ist, wenn der Zündschalter 2 ausgeschaltet wird, wird die Entladungslampenspannung zu dieser Zeit in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung bei jedem Ausschaltvorgang gespeichert, um als Steuerzielspannung zum nächsten Zündzeitpunkt zu dienen.
Ausführungsbeispiel 5
Es folgt nun eine Beschreibung der Zündsteuerung nach dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf das Flussdiagramm nach 22. Die Hardware-Ausbildung nach dem fünften Ausführungs beispiel ist identisch mit der in 19 gezeigten nach dem vierten Ausführungsbeispiel. Weiterhin ist das fünfte Ausführungsbeispiel hinsichtlich der Arbeitsweise identisch mit dem ersten Ausführungsbeispiel mit Ausnahme der Steuerung der Entladungslampen-Steuereinrichtung 7, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet. Daher wird nur die Steuerung der Entladungslampen-Steuereinrichtung 7 beschrieben.
Wenn die Entladungslampenspannung V₁ von der Spannungserfassungsvorrichtung 6 übertragen wird, entscheidet die Verarbeitungsvorrichtung 71 in der Entladungslampen-Steuereinrichtung 7 im Schritt ST22-1, ob die endgültige Entladungslampenspannung in der Speichervorrichtung 74 gespeichert ist oder nicht. Wenn die endgültige Entladungslampenspannung gespeichert ist, entscheidet im Schritt ST22-2 die Verarbeitungsvorrichtung 71, ob die Differenz zwischen einem gespeicherten Wert in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung und einem gespeicherten Wert in der Speichervorrichtung 75 für die vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung geringer als ein vorbestimmter Wert ist oder nicht. Der vorbestimmte Wert wird experimentell vorherbestimmt. Wenn die Differenz geringer als der vorbestimmte Wert ist, wird entschieden, dass der gespeicherte Wert in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung ein korrekter Wert ist, der nicht durch Rauschen oder dergleichen beeinträchtigt ist. Im Schritt ST22-4 wird die Steuerzielspannung V_M als die endgültige Entladungslampenspannung definiert.
Wenn eine neue Entladungslampe anfänglich nach dem Austausch eingeschaltet wird, wird der gespeicherte Wert in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung weiterhin als die endgültige Entladungslampenspannung in einer alten Entladungslampe definiert, und die für die neue Entladungslampe vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung ist verschieden von der für die alte Entladungslampe. Dann wird im Schritt ST22-2 entschieden, dass die Differenz gleich oder mehr als der vorbestimmte Wert ist. Das heißt, im Schritt ST22-2 wird bestimmt, ob der in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung gespeicherte Wert der korrekte Wert, der durch das Rauschen oder dergleichen nicht beeinträchtigt ist, ist oder nicht, und die Entladungslampe wird ausgetauscht.
Wenn im Schritt ST22-2 entschieden wir, dass die Differenz gleich oder mehr als der vorbestimmte Wert ist, wird im Schritt ST22-5 die Steuerzielspannung V_M als vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung bei einem vorhergehenden Zündzeitpunkt definiert, die in der Speichervorrichtung 75 für die vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung gespeichert ist.
Wenn die endgültige Entladungslampenspannung im Schritt ST22-1 nicht in der Speichervorrichtung 74 gespeichert ist, wird im Schritt ST22-3 entschieden, ob die vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung zu der vorhergehenden Zündzeit in der Speichervorrichtung 75 gespeichert ist oder nicht. Wenn die vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung gespeichert ist, liest im Schritt ST22-5 die Verarbeitungsvorrichtung 71 den gespeicherten Wert aus der Speichervorrichtung 75 für die vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung, um die Steuerzielspannung V_M als die vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung zu definieren. Andererseits wird im Schritt ST22-6 die Steuerzielspannung V_M als die vorher gespeicherte minimale Nennspannung in der Spezifikation der Entladungslampe 12 definiert.
Nachfolgend wird im Schritt ST22-7 eine Entladungslampen-Spannungs/Strom-Zuordnungscharakteristik entsprechend der Steuerzielspannung V_M aus den in der Entladungslampenstrom-Befehlstabelle 72 voreingestellten Entladungslampen-Spannungs/Strom-Zuordnungscharakteristiken ausgewählt. Im Schritt ST22-8 wird entsprechend der von der Spannungserfassungsvorrichtung 6 übertragenen Entladungslampenspannung V₁ der zu der Entladungslampe 12 geführte Entladungslampen-Befehlsstrom I_S aus der im Schritt ST22-7 ausgewählten Entladungslampen-Spannungs/Strom-Zuordnungscharakteristik gelesen, um eine Spannung entsprechend dem Befehlssignal zu einem Fehlerverstärker 43 auszugeben.
Als nächstes beginnt im Schritt ST22-9 die Vorhersagevorrichtung 73 mit der Vorhersage der endgültigen Entladungslampenspannung. Im Schritt ST22-10 entscheidet die Verarbeitungsvorrichtung 71, ob die Vorhersagevorrichtung 73 die Vorhersage der endgültigen Entladungslampenspannung beendet oder nicht. Bis die Vorhersage beendet ist, kehrt der Vorgang zum Schritt ST22-8 zurück, um entsprechend der im Schritt ST22-7 ausgewählten Entladungslampen-Spannungs/Strom-Zuordnungscharakteristik zu steuern. Nach Beendigung der Vorhersage wird im Schritt ST22-11 die von der Vorhersagevorrichtung 73 vorgesagte endgültige Entladungslampenspannung in der Speichervorrichtung 75 für die vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung gespeichert. Im Schritt ST22-12 wird entschieden, ob der gespeicherte Wert in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung vorhanden ist oder nicht. Wenn der gespeicherte Wert vorhanden ist, wird im Schritt ST22-13 entschieden, ob die Differenz zwischen dem in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung gespeicherten Wert und dem im Schritt ST22-9 vorhergesagten Wert geringer ist als ein vorbestimmter Wert oder nicht. Der vorbestimmte Wert wird experimentell vorherbestimmt. Im Schritt ST22-13 wird wie im Schritt ST22-2 entschieden, dass der in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung gespeicherte Wert ein korrekter Wert ist, der nicht durch Rauschen oder dergleichen beeinträchtigt ist, und die Entladungslampe wird ausgetauscht. Wenn die Differenz geringer als der vorbestimmte Wert ist, wird im Schritt ST22-14 die Steuerzielspannung V_M weiterhin als der in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung gespeicherte Wert definiert.
Wenn im Schritt ST22-12 der gespeicherte Wert nicht in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung vorhanden ist oder wenn im Schritt ST22-13 entschieden wird, dass die Differenz gleich oder mehr als der vorbestimmte Wert ist, wird im Schritt ST22-15 die Steuerzielspannung V_M als der im Schritt ST22-9 vorhergesagte Wert definiert.
Nachfolgend wird im Schritt ST22-16 eine Entladungslampen-Spannungs/Strom-Zuordnungscharakteristik entsprechend der im Schritt ST22-14 oder im Schritt ST22-15 eingestellten Steuerzielspannung V_M aus der Entladungslampenstrom-Befehlstabelle 72 ausgewählt. Im Schritt ST22-17 wird entsprechend der von der Spannungserfassungsvorrichtung 6 übertragenen Entla dungslampenspannung V_l der zu der Entladungslampe 12 geführte Entladungslampen-Befehlsstrom I_S aus der im Schritt ST22-16 ausgewählten Entladungslampen-Spannungs/Strom-Zuordnungscharakteristik gelesen, um eine Spannung entsprechend dem Befehlssignal zum Fehlerverstärker 43 auszugeben.
Im Schritt ST22-18 wird entschieden, ob der Zündschalter 2 ausgeschaltet ist oder nicht. Bis der Zündschalter 2 ausgeschaltet wird, gibt die Entladungslampen-Steuereinrichtung 7 die Spannung entsprechend dem Befehlssignal zum Fehlerverstärker 43 aus. Wenn der Zündschalter 2 ausgeschaltet wird, wird im Schritt ST22-19 entschieden, ob die Entladungslampe 12 in einem gesättigten und stabilen Zustand ist oder nicht. Wenn sie im gesättigten und stabilen Zustand ist, wird im Schritt ST22-20 die Entladungslampenspannung zu dieser Zeit in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung gespeichert. Eine wahlweise Zeit zum Erreichen des gesättigten und stabilen Zustands wird experimentell vorherbestimmt, um zu entscheiden, ob die wahlweise Zeit verstrichen ist oder nicht, wodurch bestätigt wird, ob die Entladungslampe 12 im gesättigten und stabilen Zustand ist oder nicht.
23 zeigt eine erläuternde Steuerung der Entladungslampen-Steuereinrichtung 7 nach dem fünften Ausführungsbeispiel. Da bei der ersten Zündung kein gespeicherter Wert in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung und in der Speichervorrichtung 75 für die vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung vorhanden ist, wird die Steuerzielspannung V_M als der vorher gespeicherte minimale Nennwert der Entladungslampe 12 definiert, und eine Entladungslampen-Spannungs/Strom-Zuordnungs charakteristik entsprechend dem minimalen Nennwert wird ausgewählt, um den Entladungslampen-Befehlsstrom I_S auszugeben.
Andererseits beginnt die Vorhersagevorrichtung 73 mit der Vorhersage der endgültigen Entladungslampenspannung, und die von der Vorhersagevorrichtung 73 vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung wird nach der Beendigung der Vorhersage in der Speichervorrichtung 75 gespeichert. Weiterhin wird die Steuerzielspannung V_M durch die vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung ersetzt, um eine neue Zuordnungscharakteristik entsprechend der vorhergesagten endgültigen Entladungslampenspannung auszuwählen, um den Entladungslampen-Befehlsstrom I_S auszugeben, bis der Zündschalter 2 ausgeschaltet wird. In diesem Fall wird angenommen, dass die Entladungslampe 12 noch nicht im gesättigten und stabilen Zustand ist, wenn der Zündschalter 2 ausgeschaltet wird, und es wird keine Spannung in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung gespeichert.
Bei der zweiten Zündung wird, da der gespeicherte Wert nicht in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung, jedoch in der Speichervorrichtung 75 für die vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung vorhanden ist, die Steuerzielspannung V_M als die vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung zu einer vorhergehenden Zündzeit definiert, die in der Speichervorrichtung 75 gespeichert ist, wodurch die Steuerung durchgeführt wird. Andererseits beginnt wie bei der ersten Zündung die Vorhersagevorrichtung 73 mit der Vorhersage der endgültigen Entladungslampenspannung. Wenn die Vorhersage beendet ist, wird die von der Vorhersagevorrichtung 73 vorhergesagte neue endgültige Entladungslampenspannung in der Speichervorrichtung 75 gespeichert. Demgemäß wird die Steuerzielspannung V_M durch die neue vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung ersetzt, wodurch die Steuerung durchgeführt wird. Wenn der Zündschalter 2 in diesem Zustand ausgeschaltet wird, ist die Entladungslampe 12 im gesättigten und stabilen Zustand, und die Entladungslampenspannung zu dieser Zeit wird in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung gespeichert.
Bei der dritten Zündung wird, da die Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung den Wert enthält, der zu der zweiten Zündausschaltzeit gespeichert wurde, eine Berechnung durchgeführt, um zu entscheiden, ob die Differenz zwischen einem in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung gespeicherten Wert und einem in der Speichervorrichtung 75 für die vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung gespeicherten Wert geringer ist als ein vorbestimmter Wert oder nicht. Der in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung gespeicherte Wert zu der zweiten Zündausschaltzeit wird nicht durch das Rauschen oder dergleichen beeinträchtigt, so dass als Ergebnis der Berechnung die Differenz geringer als der vorbestimmte Wert wird. Die Steuerzielspannung V_M ist definiert als der in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung gespeicherte Wert, und eine Entladungslampen-Spannungs/ Strom-Zuordnungscharakteristik entsprechend dem gespeicherten Wert wird ausgewählt, um den Entladungslampen-Befehlsstrom I_S auszugeben.
Andererseits beginnt die Vorhersagevorrichtung 73 mit der Vorhersage der endgültigen Entladungslampenspannung, und eine neue von der Vorhersagevorrichtung 73 vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung wird in der Speichervorrichtung 75 gespeichert. Weiterhin wird eine Berechnung durchgeführt, um zu entscheiden, ob die Differenz zwischen dem in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung gespeicherten Wert und einem von der Vorhersagevorrichtung 73 vorhergesagten Wert geringer als der vorbestimmte Wert ist oder nicht. Der zu der zweiten Zündausschaltzeit gespeicherte Wert wird nicht durch das Rauschen oder dergleichen beeinträchtigt, so dass als Ergebnis der Berechnung die Differenz geringer als der vorbestimmte Wert wird, und die Steuerung wird mit der Steuerzielspannung fortgesetzt, die weiterhin als der gespeicherte Wert definiert bleibt. In diesem Fall wird angenommen, dass die Entladungslampe 12 im gesättigten und stabilen Zustand ist, wenn der Zündschalter 2 wieder ausgeschaltet wird, und während die Entladungslampenspannung zu dieser Zeit in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung gespeichert wird, wird der gespeicherte Wert durch das Rauschen beeinträchtigt, so dass er von einem tatsächlichen Wert verschieden ist.
Bei der vierten Zündung erfolgt die Steuerung wie bei der dritten Zündung. Da der in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung gespeicherte Wert durch das Rauschen beeinträchtigt ist, ist als Ergebnis der Berechnung die Differenz gleich oder größer als der vorbestimmte Wert. Daher wird, bis die Vorhersage beendet ist, die Steuerzielspannung V_M als die bei der dritten Zündung vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung definiert. Nach Beendigung der Vorhersage wird die Steuerzielspannung V_M durch einen neuen vorhergesagten Wert ersetzt, um die Steuerung durchzuführen.
Es wird angenommen, dass hier die Entladungslampe 12 gegen eine neue ausgetauscht wird. In diesem Fall ist der zu einer Zündzeit der alten Entladungslampe gespeicherte Wert in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung und der Speichervorrichtung 75 für die vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung vorhanden, wenn die neue Entladungslampe anfänglich eingeschaltet wird, aber die Differenz ist als Ergebnis der Berechnung geringer als der vorbestimmte Wert. Demgemäß wird die Steuerzielspannung V_M als der in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung gespeicherte Wert definiert, und eine Entladungslampen-Spannungs/Strom-Zuordnungscharakteristik entsprechend dem gespeicherten Wert wird ausgewählt, um den Entladungslampen-Befehlsstrom I_S auszugeben.
Andererseits beginnt die Vorhersagevorrichtung 73 mit der Vorhersage der endgültigen Entladungslampenspannung, und die von der Vorhersagevorrichtung 73 vorhergesagte neue endgültige Entladungslampenspannung wird in der Speichervorrichtung 75 für die vorhergesagte endgültige Entladungslampenspannung nach Beendigung der Vorhersage gespeichert. Weiterhin wird eine Berechnung durchgeführt, um zu entscheiden, ob die Differenz zwischen dem in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung gespeicherten Wert und einem von der Vorhersagevorrichtung 73 vorhergesagten Wert geringer ist als der vorbestimmte Wert oder nicht. Die Entladungslampe 12 wird ausgetauscht, so dass als Ergebnis der Berechnung die Differenz gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, und die Steuerung wird durchgeführt, nachdem die Steuerzielspannung V_M durch den vorhergesagten Wert ersetzt ist.
Bei der zweiten Zündung erfolgt die Steuerung wie bei der ersten Zündung. Da der in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung gespeicherte Wert nicht durch das Rauschen oder dergleichen beeinträchtigt ist, ist in diesem Fall als Ergebnis der Berechnung die Differenz geringer als der vorbestimmte Wert. Daher wird die Steuerzielspannung V_M als der in der Speichervorrichtung 74 für die endgültige Entladungslampenspannung gespeicherte Wert definiert.
Die gleiche Steuerung wird für jede spätere Zündung durchgeführt.

Claims

Vorrichtung zum Starten und Betreiben einer Hochdruckentladungslampe (12) mit einer Stromsteuervorrichtung (7) zum Steuern des Lampenstroms in Abhängigkeit von der Lampenspannung gemäß einer Strom-Spannungscharakteristik der Hochdruck-Entladungslampe, die unter Berücksichtigung des Wertes der Lampenspannung bei Nennleistung im stationären Betrieb vorgewählt ist, gekennzeichnet durch – eine Charakteristik-Speichervorrichtung (72), in der eine Mehrzahl von Strom-Spannungscharakteristiken gespeichert sind; – eine Vorhersagevorrichtung (73) zum Vorhersagen des Wertes der Lampenspannung bei Nennleistung im stationären Betrieb, wobei dieser Wert abhängig von zwei Lampenspannungswerten bestimmt wird, die bei zwei unterschiedlichen Zeiten nach dem erfolgreichen Zünden der Lampe gemessen werden; – eine Charakteristik-Auswahlvorrichtung (71) zum Auswählen der Strom-Spannungs-Charakteristik in Abhängigkeit von dem von der Vorhersagevorrichtung (73) vorhergesagten Wert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Charakteristik-Auswahlvorrichtung (71) eine vorher gespeicherte minimale Nennspannung der Entladungslampe (12) verwendet, um die Strom-Spannungs-Charakteristik auszuwählen bis die Vorhersagevorrichtung (73) den Wert der Lampenspannung bei der Nennleistung im stationären Betrieb vorhersagt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorhersagevorrichtung (73) die zwei Lampenspannungswerte misst, nachdem die Entladungslampenspannung ein Minimum erreicht hat.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Speichervorrichtung (74) zum Speichern des Wertes der Lampenspannung der Entladungslampe (12) bei Nennleistung im stationären Zustand.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Charakteristik-Auswahlvorrichtung (71) die Strom-Spannungs-Charakteristik auswählt durch Verwendung eines gespeicherten Wertes, wenn der gespeicherte Wert des Wertes der Lampenspannung bei Nennleistung im stationären Zustand in der Speichervorrichtung (74) vorhanden ist, oder anderenfalls durch Verwendung des vorhergesagten Wertes, wenn der gespeicherte Wert nicht vorhanden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Charakteristik-Auswahlvorrichtung (71) die Strom-Spannungs- Charakteristik auswählt, wenn ein Absolutwert der Differenz zwischen einem vorhergesagten Wert von der Vorhersagevorrichtung (73) und einem gespeicherten Wert der Lampenspannung bei Nennleistung im stationären Zustand in der Speichervorrichtung (74) gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, durch Verwendung des vorhergesagten Wertes, oder, wenn die Differenz geringer als der vorbestimmte Wert ist, durch Verwendung des gespeicherten Wertes.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass, bis die Vorhersagevorrichtung (73) die endgültige Entladungslampenspannung vorhersagt, die Charakteristik-Auswahlvorrichtung (71) die Strom-Spannungs-Charakteristik auswählt durch Verwendung eines gespeicherten Wertes für den Fall, dass der gespeicherte Wert der Lampenspannung bei Nennleistung im stationären Zustand in der Speichervorrichtung (74) vorhanden ist, anderenfalls durch Verwendung der minimalen Nennspannung der Entladungslampe (12), wenn der gespeicherte Wert nicht vorhanden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Speichervorrichtung (75) zum Speichern des von der Vorhersagevorrichtung (73) vorhergesagten Wertes des Lampenspannung bei der Nennleistung im stationären Zustand vorgesehen ist, dass, bis die Vorhersagevorrichtung (73) den Wert der Lampenspannung bei der Nennleistung im stationären Zustand vorhersagt, die Charakteristik-Auswahlvorrichtung (71) die Strom-Spannungs-Charakteristik auswählt für den Fall, dass der gespeicherte Wert der Lampenspannung bei der Nennleistung im stationären Zustand in der Speichervorrichtung (74) vorhanden ist, durch Verwendung eines gespeicherten Wertes der vorhergesagten Lampenspannung bei der Nennleistung im stationären Zustand, wenn die Differenz zwischen dem gespeicherten Wert der Lampenspannung bei Nennleistung im stationären Zustand und dem gespeicherten Wert der vorhergesagten Lampenspannung bei der Nennleistung im stationären Zustand in der Speichervorrichtung (75) gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, anderenfalls, wenn die Differenz geringer als der vorbestimmte Wert ist, durch Verwendung des Wertes der Lampenspannung bei der Nennleistung im stationären Zustand, oder durch Verwendung des gespeicherten Wertes der vorhergesagten Lampenspannung bei der Nennleistung im stationären Zustand, wenn nur der gespeicherte Wert der vorhergesagten Lampenspannung bei der Nennleistung im stationären Zustand in der Speichervorrichtung (75) vorhanden ist, oder durch Verwendung der vorher gespeicherten minimalen Nennspannung einer Entladungslampe (12), wenn beide gespeicherten Werte nicht vorhanden sind.