JP2008529245A - 高圧放電ランプの作動方法および高圧放電ランプ用の作動機器並びに照明装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、周期的に極性が変化する電圧で高圧放電ランプを作動させる方法に関する。ここでランプ作動中に、高圧放電ランプでの点滅状態または明滅状態の出現が監視され、付加的に揺れまたは振動の出現も監視され、有利には高圧放電ランプの静止状態でのパラメータ（例えばランプ高電圧）の超過も監視される。

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載された高圧放電ランプの作動方法およびこの方法を実施する装置を伴う作動機器並びに、高圧放電ランプおよび作動機器を有する照明装置に関する。

I．従来技術
このような方法およびこのような方法を実施する作動機器は例えば特許文献ＵＳ５９７３４５７号に開示されている。この文献は高圧放電ランプ用の作動機器、高圧放電ランプの点滅状態を検出する装置を記載している。すなわち高圧放電ランプの放電アークの点滅が検出され、点滅状態が繰り返し出現する場合には、次のようなときに高圧放電ランプがスイッチオフされる。すなわち、消灯時間が所定の第１の持続時間よりも長く保たれ、点灯時間が所定の第２の持続時間よりも短いまたはこれと同じであるときである。

このような方法および作動機器の欠点は、このような方法では放電アークを時には消してしまう、放電アークの強い点滅しか検出されないということである。このような方法およびこのような作動機器によっては、強い点滅の前段階、例えば、まだ放電アークを消してしまうということがなく、高圧放電ランプの放電維持電圧（Brennspannung）またはランプ駆動電流（Lampenstroms）の比較的僅かな変動をあらわすだけである、放電アークの明滅（ちらつき）を検出することはできない。上述の特許文献に記載された方法および作動機器のさらなる欠点は、この方法および作動機器では、ランプが寿命終端に達したことによる放電アークの点滅と、高圧放電ランプの揺れまたは振動による放電アークの変動とを区別することができないということである。従って、上述の従来技術に記載された作動機器によってはこの種の変動は誤って、ランプ内の欠陥として検出されてしまう。

II．発明の説明
本発明の課題は、高圧放電ランプの放電アークの変動の異なる原因を区別する、高圧放電ランプの改善された作動方法を提供することである。

上述の課題は、請求項１の特徴部分に記載された構成によって解決される。発明の特に有利な構成は、従属請求項に記載されている。

周期的に極性の変わる電圧で高圧放電ランプを作動させる本発明の方法は、高圧放電ランプでの点滅状態または明滅状態の出現を監視すること、および付加的に高圧放電ランプでの揺れまたは振動の出現を監視することを含む。これによって次のことが保証される。すなわち、高圧放電ランプの揺れまたは振動による高圧放電ランプの放電アークの変動が、高圧放電ランプの点滅状態または明滅状態と取り違えられ、ランプの故障として評価されることがないことが保証される。殊に自動車内で、例えば車両投光器内で光源として使用される高圧放電ランプの場合には、これによって次のことが保証される。すなわち、例えば悪い道路状態が原因で生じる揺れまたは振動による放電アークの変動が、その作動機器によって高圧放電ランプの寿命終了スイッチオフをトリガさせることがないことが保証される。

有利には、揺れまたは振動の監視は、高圧放電ランプの点滅−明滅状態が生じている間のみ行われ、この方法はできるだけ効率的に構成される。なぜなら、点滅状態または明滅状態が生じているときのみ、放電アークの変動が高圧放電ランプの揺れまたは振動によって生起されているのか否かが判断されればよいからである。揺れまたは振動が消えた後には、同じように終わる。

点滅状態または明滅状態の出現、並びに高圧放電ランプの揺れまたは振動の出現を監視するために、有利には電気的なランプ動作パラメータまたは、ランプ動作パラメータに相関する電気的な量ないしはランプ動作パラメータから導出される電気的な量が監視される。このようなランプ動作パラメータは有利には高圧放電ランプの放電維持電圧かまたはランプ駆動電流である。なぜなら、作動機器のこの２つのランプ動作パラメータはランプ作動の間、高圧放電ランプの出力制御のためにいずれにせよ測定および評価され、２つのランプ動作パラメータ内に、例えば点滅状態または明滅状態による、または揺れまたは振動による高圧放電ランプの放電アークの変動が反映されるからである。放電維持電圧は、高圧放電ランプの動作電圧である、またはその点弧フェーズおよび準備フェーズの終了後に準静止作動時に高圧放電ランプに印加される電圧である。

実験によって次のことが示されている。すなわち、周期的に変化する極性を有する電圧ないし電流によって作動される高圧放電ランプでは、異なる原因によって生じる、高圧放電ランプの放電アークの変動が、上述のランプ動作パラメータでの種々異なる変化によってあらわされるということが示されている。従って、ランプ動作パラメータ、例えば高圧放電ランプの放電維持電圧またはランプ駆動電流を監視することによって、放電アークの変動に対する異なる原因を区別することができる。図１、３および４は、放電アークの異なる変動の種類に対する概略的な３つの異なる放電維持電圧経過特性を示している。平穏な放電アークを有する妨害のないランプ作動時には、時間的な放電維持電圧経過は実質的に矩形である。図１（フリッカーランプ電圧モード１）において、放電維持電圧のいくつかの半波の第１の半分部分に見られる電圧ピークは、放電アークの明滅によって生起されたものである。図２には、過度に高い（ueberhoehter）放電維持電圧を伴う高圧放電ランプに対する放電維持電圧経過特性が示されている。図３（フリッカーランプ電圧モード２）は、高圧放電ランプの別の明滅状態に対する放電維持電圧経過特性を示している。明滅はここでは、２つの半波において放電維持電圧の高さに影響を与えている。殊に放電維持電圧は、半波の第２の半分部分においても、高い値を有している。図４では高圧放電ランプの放電維持電圧は変調された経過特性を有している。この経過特性は、ランプの揺れまたは振動が原因で生じたものである。図５では上方の曲線において、上述した２つの明滅状態に対する放電維持電圧の時間的経過特性が示されており、下方の曲線において、放電アークによって放射される光束の属する時間的経過特性が示されている。

従って有利には、本発明の方法と相応に、ランプ動作を監視するために、第１の時間期間の間のランプ動作パラメータの少なくとも１つの測定値と、第２の時間期間の間のランプ動作パラメータの少なくとも１つの測定値が求められる。ここで第１の時間期間は、周期的な電圧の半波の時間間隔の第１の半分部分内に配置され、第２の測定値は第２の半分部分内に配置される。１つの半波の第１の時間期間と第２の時間期間からの測定値を求め、評価することによって、並びに、周期的な電圧の異なる半波の第２の時間期間からの測定値を評価することによって変動の原因を区別することができる。

点滅状態または明滅状態を検出するために、有利には、第１の時間期間の間の少なくとも１つの測定値と、第２の時間期間からの少なくとも１つ測定値から第１の比較量が形成される。この第１の比較量は、第１の比較量に対する所定の第１の基準値と比較される。これによって、図１に示された高圧放電ランプの明滅状態が検出される。さらに有利には、第２の時間期間からの少なくとも１つの測定値から第２の比較量が形成される。この第２の比較量は、第２の比較量に対する所定の第２の基準値と比較される。これによって図３に示された高圧放電ランプの明滅状態が検出される。図４に示された、揺れまたは振動がランプへ与える影響を検出するために、有利には、複数の半波にわたって第２の時間期間の間に求められた測定値から極大値と極小値が突き止められ、ここから第３の比較量が形成される。この比較量は、第３の比較量に対する所定の第３の基準値と比較される。これによって、揺れまたは振動がランプ動作パラメータへ与える影響が検出される。殊に、図４に示されたランプ放電維持電圧の変調が検出される。ランプ動作パラメータに対する最大許容値を超えたことを検出するために、周期的な電圧の半波の第２の時間期間からの測定値が有利には付加的に、所定の第４の基準値と比較される。

所定の基準値は有利には次のように設定されている。すなわち、第２の基準値が、第３の基準値と第４の基準値との合計よりも大きくなるように設定される。これによって次のことが保証される。すなわち、高いランプ放電維持電圧と、第４ないし第３の基準値の下方での揺れまたは振動の出現との組み合わせが、誤って明滅状態の存在として評価されないことが保証される。所定の基準値ないし閾値を定めるために、高圧放電ランプでは、障害の無いランプ動作中に、上述したように測定値が求められ、ここから上述したように第１から第４の比較量が形成される。各比較量から、所定の許容誤差を加えることによって、相応の設定された基準値ないし閾値が形成される。各第１および第２の時間期間の間に、測定値を１つだけ求めるのが、特に効果的であると判明している。上述した動作状態を識別するのには、時間期間毎の測定値で充分であることがわかっている。さらにこれによって、コストのかかる、評価ユニットに負荷を与える平均値形成アルゴリズムが省かれる。有利には、周期的な電圧の相応する半波では、極性変化直後の第１の時間期間からの測定値と、極性変化直前の第２の時間期間からの測定値が求められる。

高圧放電ランプに対する本発明の作動機器には、高圧放電ランプに極性が変化する電圧を印加する電圧供給回路と、上述した方法を実施する装置とが設けられている。上述した装置は有利には、ランプ動作パラメータを反復測定するための測定装置並びに、該測定装置によって求められた測定値を評価するために用いられる評価ユニットを有している。ここでこのランプ動作パラメータは高圧放電ランプの点滅状態または明滅状態によって、および揺れまたは振動によって影響される。評価ユニットは、有利にはプログラム制御されて作動するマイクロコントローラまたは論理回路またはこれらの組み合わせを含み、これによって測定データのデジタルまたはアナログまたはアナログデジタル評価が可能になる。

本発明による作動機器および作動機器に接続された高圧放電ランプは、照明システム、有利には車両投光器の構成部分である。高圧放電ランプは車両投光器の光源として用いられる。本発明の方法によって、揺れまたは振動が原因の高圧放電ランプの放電アークの変動を、高圧放電ランプの点滅状態または明滅状態が原因の高圧放電ランプの放電アークの変動と区別することができる。

III．有利な実施例の説明
以下で本発明を、有利な実施例に基づいてより詳細に説明する。

図１は、第１の明滅状態の間の高圧放電ランプの放電維持電圧の時間的経過特性の概略図を示しており、
図２は、高い電圧を示す、高圧放電ランプの放電維持電圧の時間的経過特性の概略図を示しており、
図３は、第２の明滅状態の間の高圧放電ランプの放電維持電圧の時間的経過特性の概略図を示しており、
図４は、揺れまたは振動にさらされている、高圧放電ランプの放電維持電圧の時間的経過特性の概略図を示しており
図５は、ランプ放電維持電圧の時間的経過特性（フリッカーモード１および２）と高圧放電ランプの光束との対比を示しており、
図６は、本発明の方法を実施する高圧放電ランプ用作動機器の第１の実施例に相応するブロック回路図を示しており、
図７は、本発明の方法に対する測定時点の割り当てを有する、複数の周期にわたったランプ放電維持電圧の時間的な経過特性を示しており、
図８は、本発明による方法の有利な実施例に相応する評価アルゴリズムのフローチャートを示しており、
図９は、本発明の方法を実施する高圧放電ランプ用作動機器の第２の実施例に相応するブロック回路図を示しており、
図１０はランプ放電維持電圧の半波の分割と時間的な放電維持電圧経過特性の評価の概略図を示している。

図６には、第１の実施例に相応する、高圧放電ランプ用作動機器のブロック回路図が示されている。これに基づいて、本発明の、高圧放電ランプに対する作動方法を以下で説明する。高圧放電ランプは、自動車投光器内の光源として使用される、消費電力が約３５ワットであるメタルハライド高圧ガス放電ランプである。

作動機器は、自動車の搭載電源網電圧から給電される。作動機器は実質的にフルブリッジインバータを含んでおり、そのブリッジ領域内に高圧放電ランプが接続されている。さらに作動機器はフルブリッジインバータ用の直流電圧供給回路と、高圧放電ランプ内の気体放電を点火する点火装置（点火部）並びに、フルブリッジインバータおよびその直流電圧供給回路を制御するマイクロコントローラを有している。このような作動機器の回路装置内の詳細は例えば、文献「Betriebsgeraete und Schaltungen fuer elektrische Lampen（C.H.SturmおよびE.Klein著，Siemens Aktiengesellschaft，第６版，１９９２年、第２１７頁〜第２１８頁）」に開示されている。

高圧放電ランプはフルブリッジインバータによって、約３６０Ｈｚの周波数を有する、実質的に矩形の交流電圧で作動する。マイクロコントローラおよび測定装置によって、高圧放電ランプのランプ駆動電流および放電維持電圧がランプの出力制御のために測定され、評価される。付加的に、マイクロコントローラおよびＲＣ回路として構成された測定装置によって、実質的に矩形のランプ放電維持電圧の半波毎に、ランプ放電維持電圧の２つの測定値が求められ、評価される。これによって、高圧放電ランプでの点滅状態または明滅状態の出現が検出される。図６では、マイクロコントローラ（μコントローラ）の相応する入力側が、ＲＣ回路のコンデンサＣに対して並列に接続されている。ＲＣ回路ないしローパスフィルターの時定数は、ランプ放電維持電圧の半周期持続時間に比べると非常に小さい。

図７には、複数の周期にわたるランプ放電維持電圧の時間的特性経過が概略的に示されている。ランプ放電維持電圧の各半波の間に、半波の第１の半分部分内に位置する第１の測定値Ｕｘ_１と、半波の第２の半分部分内に位置する第２の測定値Ｕｘ_２が測定される。各半波からの第１の測定値Ｕｘ_１はランプ放電維持電圧の極性変化直後に求められ、第２の測定値Ｕｘ_２はランプ放電維持電圧の次の極性変化の直前に求められる。測定値Ｕｘ_１は、電圧ピークに基づいて、ランプ放電維持電圧の各極性変化直後に、同じ半波の測定値Ｕｘ_２よりも高い値を有している。測定値Ｕｘ_２は、実質的に矩形半波の平坦部のレベルに相応する。これらの測定値Ｕｘ_１およびＵｘ_２、すなわちその絶対値は、図８に示されたアルゴリズムに従ってマイクロコントローラによって評価され、高圧放電ランプの明滅状態並びに、揺れまたは振動がランプ動作に与える影響が監視される。

図１に概略的に示された明滅状態に相応する明滅状態を検出するために、ランプ放電維持電圧の各半波に対して、差Ｕｘ_１−Ｕｘ_２が、この差に対する所定の基準値または閾値Ｄｎ_Ｆと比較される。この差がこの閾値を上回ると、これは明滅が存在するとして評価され、カウンタＦＺ_１が特定の値だけ、例えば１だけカウントアップされる。

揺れまたは振動によって生じるランプ放電維持電圧の変調（図４）の存在を検出するために、ランプ放電維持電圧の複数の半波の持続時間にわたって、第２の測定値Ｕｘ_２の極大値Ｕｘ_２_maxおよび極小値Ｕｘ_２_minが求められる。実施形態ａ）では、このアルゴリズムは上述した極大値および極小値を、明滅状態の存在に関する先行の検査結果に無関係に求める。しかし有利な実施形態ｂ）では、上述した極値Ｕｘ_２_maxおよびＵｘ_２_minは、事前に明滅状態の存在が既に確認され、カウンタＦＺ_１がインクリメントされた場合後にのみ求められる。

次にランプ放電維持電圧の各半波の第２の測定値Ｕｘ_２は所定の基準値Ｕｎ_２_Ｌａ_maxと比較され、これによってランプ放電維持電圧に対する最大許容値の超過が監視される。上述した基準値または閾値Ｕｎ_２_Ｌａ_maxの各超過によって、カウンタＬｕｅＺ_１がインクメントされる。例えばこの場合にはカウンタＬｕｅＺ_１が１つだけカウントアップされる。

その後、ランプ放電維持電圧の各半波の第２の測定値Ｕｘ_２は付加的に、所定の基準値Ｕｎ_２_Flicker２と比較され、図３に示された明滅状態の存在が検出される。この基準値は、基準値Ｕｎ_２_Ｌａ_maxよりも大きい。基準値または閾値Ｕｎ_２_Flicker２を超えた場合には、既に図１に示された明滅状態（フリッカーランプ電圧モード１）を検出するのに使用されたのと同じカウンタＦＺ_１がインクリメントされる。図３に示された明滅状態（フリッカーランプ電圧モード２）は、図１に示された明滅状態よりも格段に強いランプ動作妨害であるので、この場合にはカウンタＦＺ_１は第１の明滅状態の場合よりもより大きくインクリメントされ、例えば値２だけカウントアップされる。すなわち、図１および図３に示された明滅状態は、１対２の比で重み付けされる。

次に、Timer１によって定められた持続時間ｔ_Timer１が経過したか否かが検査される。ここでこの持続時間は０．５秒であり、ランプ放電維持電圧の３６０個の半波にわたって延在している。これに相応して、上述したプロシージャが次の半波のために繰り返されるか、または振動検出が行われる。

振動検出のために、測定値Ｕｘ_２から所定の持続時間ｔ_Timer１の間に求められた極値Ｕｘ_２_max、Ｕｘ_２_minから、差Ｕｘ_２_max−Ｕｘ_２_minが形成され、この差に対する所定の基準値ないし閾値Ｄｎ_Ｖと比較される。この差が所定の閾値Ｄｎ_Ｖを上回ると、これは揺れまたは振動によるランプ放電維持電圧の影響として評価され、カウンタＦＺ_１，ＬｕｅＺ_１およびTimer１が消されるないしはリセットされる。同じように極値Ｕｘ_２_maxおよびＵｘ_２_minも消去され、Timer２によって定められた持続時間ｔ_Timer２が既に経過したか否かが検査される。持続時間ｔ_Timer２まだ経過していない場合には、アルゴリズムの最初に戻り、ランプ放電維持電圧の次の半波に対してこのプロシージャが繰り返される。すなわち、揺れまたは振動によって影響されたランプ放電維持電圧の半波は、明滅状態または過度のランプ放電維持電圧の評価のためには使用されない。別のケースを以下で説明する。

上述した差Ｕｘ_２_max−Ｕｘ_２_minが所定の基準値Ｄｎ_Ｖを超えない場合、すなわち、揺れまたは振動によるランプ放電維持電圧の影響が検出されなかった場合には、明滅状態に対するカウンタＦＺ_１の目下の値が、カウンタＦＺ_１のカウンタ状態に対する所定の許容最大値ＦＺｎ_１と比較される。この許容最大値を超えている場合には、持続時間ｔ_Timer２の間の明滅イベントをカウントするカウンタＦＺ_２がインクリメントされる。さらに、高められたランプ放電維持電圧に対するカウンタＬｕｅＺ_１の目下の状態が、カウンタＬｕｅＺ_１のカウンタ状態に対する所定の許容最大値ＬｕｅＺｎ_１と比較され、この許容最大を超えている場合には、持続時間ｔ_Timer２の間の過度のランプ放電維持電圧のイベントをカウントするカウンタＬｕｅＺ_２がインクリメントされる。続いて、カウンタＦＺ_１、ＬｕｅＺ_１およびTimer１が消去されるか、ないしはリセットされる。同じように極値Ｕｘ_２_maxおよびＵｘ_２_minも消去され、Timer２によって定められた持続時間ｔ_Timer２が既に経過したか否かが検査される。持続時間ｔ_Timer２がまだ経過していない場合、アルゴリズムの最初に戻り、ランプ放電維持電圧の次の半波に対してプロシージャが繰り返される。

ここでは１８０秒である、Timer２によって定められた持続時間ｔ_Timer２が経過した後、カウンタＦＺ_２の目下の値が、カウンタＦＺ_２のカウンタ状態に対する所定の許容最大値ＦＺｎ_２と比較される。この最大値を超えている場合には、明滅状態の存在に対するステータスビットがセットされ、例えばディスプレイ内での相応の表示がトリガされるか、または作動機器ないし高圧放電ランプがスイッチオフされる。

さらに、カウンタＬｕｅＺ_２の目下の値が、カウンタＬｕｅＺ_２のカウンタ状態に対する所定の許容最大値ＬｕｅＺ_２と比較される。この最大値を超えている場合には、高いランプ放電維持電圧の存在に対するステータスビットがセットされ、例えばディスプレイ内での相応の表示がトリガされるか、または作動機器ないし高圧放電ランプがスイッチオフされる。

作動機器のスイッチオフが行われない場合には、続いてTimer２がリセットされ、カウンタＦＺ_２およびＬｕｅＺ_２が消去され、アルゴリズムの最初に戻り、ランプ放電維持電圧の次の半波に対して新たに実施される。

所定の基準値Ｕｎ_２_Ｌａ_max、Ｕｎ_２_Flicker２、Ｄｎ_ＦおよびＤｎ_Ｖは、作動機器ないしマイクロコントローラの記憶素子内に永久的に記憶され、同じタイプの作動機器に対しては同じ値を有している。上述した、所定の基準値を定めるために、基準作動機器での基準ランプが定められた作動条件下で作動され、図１から図４に示された作動状況並びに障害のないランプ作動に対して、ランプ放電維持電圧の時間特性が測定される。障害のないランプ作動中のランプ放電維持電圧と、図１から図４に示された各状況の間のランプ放電維持電圧を比較することによって、上述した、所定の基準値が定められる。この基準値を超えた場合には、障害のないランプ作動から逸脱したことになる。例えば、第１の所定の基準値ないし閾値を定めるために、基準作動機器での基準ランプの障害のない作動中に、上述したように測定値Ｕｘ_１、Ｕｘ_２が求められ、その差が形成される。上述した測定値Ｕｘ_１、Ｕｘ_２の差Ｕｘ_１−Ｕｘ_２に、与えることが可能な許容誤差を加算することによって第１の上述した基準値ないし閾値が定められる。これと同じように他の所与の基準値ないし閾値が定められる。

上述したように、所定の基準値Ｕｎ_２_Flicker２は、所定の基準値Ｕｎ_２_Ｌａ_maxとＤｎ_Ｖとの合計よりも大きい。これによって高いランプ放電維持電圧が明滅状態と取り違えられることが回避される。

カウンタのカウンタ状態に対する所定の許容最大値ＦＺｎ_１、ＬｕｅＺｎ_１、ＦＺｎ_２およびＬｕｅＺｎ_２は同じように、作動機器ないしマイクロコントローラの記憶素子内に永久的に記憶されており、同じタイプの各作動機器に対しては同じであるか、または択一的にマイクロコントローラ内に組み込まれたソフトウェアによって定められる。例えば、時間期間ｔ_Timer１からのランプ放電維持電圧の半波の７０％で、差Ｕｘ_１−Ｕｘ_２がＤｎ_Ｆよりも大きい場合、または時間期間ｔ_Timer１からのランプ放電維持電圧の半波の３５％で（１対２の重み付けの場合に、比１対２［３５％／７０％］、測定値Ｕｘ_２がＵｎ_２_Flicker２よりも大きい場合に、許容最大値ＦＺｎ_１に達する。時間期間ｔ_Timer１からのランプ放電維持電圧の半波の９７％で測定値Ｕｘ_２が基準値Ｕｎ_２_Ｌａ_maxよりも大きい場合に、過度に高いランプ放電維持電圧に対するカウンタＬｕｅＺ_１に対する許容最大値ＬｕｅＺｎ_１に達する。同じように、カウンタＦＺ_２およびＬｕｅＺ_２に対する別の許容最大値ＦＺｎ_２およびＬｕｅＺｎ_２も定められる。

本発明による方法の有利な実施形態では、測定値Ｕｘ_１、Ｕｘ_２および極値ＵＸ_２maxおよびＵＸ_２minとの差が評価される。この方法はランプ作動の障害の識別が、ランプ放電維持電圧のレベルに依存しないという利点を有している。しかし択一的に上述した測定値ないし極値の商が、所定の基準値との比較のために評価されてもよい。

図９には、本発明の第２の実施例に相応する作動機器のブロック回路図が示されている。単純なデジタル評価ユニットを有している、図６に示された第１の実施例とは異なり、第２の実施例に記載された作動機器は混合のアナログデジタル評価ユニットを有している。図９のブロック回路図に示された作動機器は同じように、フルブリッジインバータを有している。これはブリッジ回路内に接続された高圧放電ランプと、ランプのための点火装置（点火部）並びに、フルブリッジインバータ用の直流電圧供給回路を有している。さらに作動機器はマイクロコントローラ（μコントローラ）をフルブリッジインバータおよびその直流電圧供給回路を制御するために有している。第２の実施例に示された作動機器は、複数の演算増幅器およびサンプル＆ホールド回路から成るアナログ評価ユニットにおいてのみ、第１の実施例に示された作動機器と異なる。この評価ユニットはマイクロコントローラの前に接続されている。

高圧放電ランプは、フルブリッジインバータによって、約３６０Ｈｚの周波数を有する、実質的に矩形の交流電圧で作動される。マイクロコントローラおよび測定装置によって、高圧放電ランプのランプ駆動電流および放電維持電圧がランプの出力制御のために測定され、評価される。付加的に、マイクロコントローラおよび、図９に概略的に示されている評価ユニットによって、実質的に上述したアルゴリズム（図８）が実施される。ここでこの評価ユニットは、マイクロコントローラの接続端子と、フルブリッジインバータとその直流電圧供給回路の間の中間タップとの間に接続されている。

しかし、参照符号Ｕｘ_１、Ｕｘ_２はここでは、ランプ放電維持電圧の各半波の第１ないし第２の半分部分からの２つの測定値をあらわすのではなく、アナログ評価ユニットによってランプ放電維持電圧の各半波に対する第１の時間期間ｔ１ないし第２の時間期間ｔ２の間の測定値から形成されたランプ放電維持電圧の平均値をあらわす。ここでこの第１の時間期間ｔ１はランプ放電維持電圧の各半波のもとで、この半波の第１の半分部分の一部にわたって、または半波の第１の半分部分全体にわたって延在しており、第２の時間期間ｔ２はランプ放電維持電圧の半波のもとで、半波の第２の半分部分の一部にわたって、またはランプ放電維持電圧の半波部分の第２の半分部分全体にわたって（例えばｔ１からＴ／２まで）延在している。図１０には概略的に高圧放電ランプの放電維持電圧（Ｕ_Lampe）の時間経過特性と、放電維持電圧の時間間隔ｔ１、ｔ２と周期持続時間Ｔによる２つの半分部分への放電維持電圧の半波の分割が示されている。図１０の中央部分にある、グレーが混ざった矩形Ｕｘ_１、Ｕｘ_２は次のことを示している。すなわち、時間間隔ｔ１、ｔ２の間にランプ放電維持電圧の測定値が求められ、ここから、時間間隔ｔ１、ｔ２にわたったこれらの測定値の加算または積分によって、各時間間隔ｔ１ないしｔ２に対してそれぞれ１つの、この時間間隔を代表するランプ放電維持電圧の平均値Ｕｘ_１ないしＵｘ_２が形成され、さらなる評価に使用されるということを示している。ここでも、平均値Ｕｘ_１、Ｕｘ_２の絶対値が評価に使用される。図１０の下方部分は、測定値Ｕｘ_１、Ｕｘ_２の差を、垂直軸に対して拡大された尺度で、所定の第１の基準値ないし閾値Ｄｎ_Ｆに相応して示している。これは図１０においてトリガ閾値と称される。

ランプ放電維持電圧の各半波の平均値Ｕｘ_１は、演算増幅器Ｄ_Ｆの第１の入力側に供給され、ランプ放電維持電圧の同じ半波の平均値Ｕｘ_２は演算増幅器Ｄ_Ｆの第２の、反転入力側に供給される。演算増幅器（差分形成器）Ｄ_Ｆの出力信号は、別の演算増幅器の第１の入力側に供給される。この別の演算増幅器の第２の入力側には、図１に示された明滅状態に対する所定の基準値Ｄｎ_ｆが印加される。この演算増幅器は閾値回路のように作動する。その出力側は、マイクロコントローラの入力側と接続されている。

ランプ放電維持電圧の異なる半波の平均値Ｕｘ_２から、サンプル＆ホールド回路によって、最大値および極大値が求められ、演算増幅器Ｄ_Ｖの各入力側に供給される。演算増幅器Ｄ_Ｖの出力側の差分信号は、第２の、閾値回路として作動する演算増幅器の第１の入力側に供給される。この演算増幅器の第２の入力側には、振動識別のための所定の基準値Ｄｎ_Ｖが印加される。この第２の、閾値回路として作動する演算増幅器の出力側は、マイクロコントローラの入力側と接続されている。

ランプ放電維持電圧の半波の第２の時間期間ｔ２からの第２の平均値Ｕｘ_２は、付加的に、それぞれ、閾値回路として構成された演算増幅器の第１の入力側に供給される。この演算増幅器の第２の入力側には、最大許容ランプ放電維持電圧に対する所定の基準値Ｕ_Ｌａ_maxないし図３に示された明滅状態の識別に対する所定の基準値Ｕｎ_２_Flicker２が供給される。上述した、閾値回路として構成された２つの演算増幅器の出力側はそれぞれマイクロコントローラの入力側と接続されている。

マイクロコントローラ内では、上述した、閾値回路として作動する演算増幅器の出力信号に依存して、明滅状態の出現または高いランプ放電維持電圧の出現に対するステータスビットがセットされ、場合によっては作動機器のスイッチオフがトリガされる。監視された時間期間の間に揺れまたは振動の出現が検出された場合には、この時間期間の間、図１から図３に示された明滅状態および図２に示された高いランプ放電維持電圧に関する、ランプ放電維持電圧の半波の評価が中断される。

所定の基準値Ｄｎ_Ｆ、Ｄｎ_Ｖ、Ｕｎ_２_Flicker２およびＵｎ_２_Ｌａ_maxないしＵ_Ｌａ_maxは、この２つの実施例に対して、異なる値を有している。

本発明は上述した実施例に限定されるものではない。例えば、ランプ放電維持電圧を監視するために、ランプ放電維持電圧の各半波が使用され、評価される必要はない。例えば周期の半波だけを監視のために評価しても充分である。さらに、ランプ放電維持電圧の代わりに、明滅状態およびランプの揺れまたは振動によって影響される別のランプ動作パラメータを使用することもでき、例えばランプ駆動電流を高圧放電ランプの監視に使用することができる。

第１の明滅状態の間の高圧放電ランプの放電維持電圧の時間的経過特性の概略図 高い電圧を示す、高圧放電ランプの放電維持電圧の時間的経過特性の概略図 第２の明滅状態の間の高圧放電ランプの放電維持電圧の時間的経過特性の概略図 揺れまたは振動にさらされている、高圧放電ランプの放電維持電圧の時間的経過特性の概略図 ランプ放電維持電圧の時間的経過特性（フリッカーモード１および２）と高圧放電ランプの光束との対比 本発明の方法を実施する高圧放電ランプ用作動機器の第１の実施例に相応するブロック回路図 本発明の方法に対する測定時点の割り当てを有する、複数の周期にわたったランプ放電維持電圧の時間的な経過特性 本発明による方法の有利な実施例に相応する評価アルゴリズムのフローチャート 本発明の方法を実施する高圧放電ランプ用作動機器の第２の実施例に相応するブロック回路図 ランプ放電維持電圧の半波の分割と時間的な放電維持電圧経過特性の評価の概略図

Claims (18)

1. 周期的に極性が変化する電圧で高圧放電ランプを作動させる方法であって、
   ランプ作動中に、高圧放電ランプでの点滅状態または明滅状態の出現を監視する形式の方法であって、
   ランプ作動中に高圧放電ランプの揺れまたは振動の出現を監視する、
   ことを特徴とする、高圧放電ランプの作動方法。
2. 揺れまたは振動の監視を、点滅状態または明滅状態が生じている間のみ行う、請求項１記載の方法。
3. 電気的なランプ動作パラメータまたは該ランプ動作パラメータと相関している電気的な量を点滅状態または明滅状態を検出するために、および高圧放電ランプの揺れまたは振動を検出するために監視する、請求項１記載の方法。
4. 前記ランプ動作パラメータに対して、付加的に、最大許容値（Ｕｎ_２_Ｌａ_max；Ｕ_Ｌａ_max）の超過を監視する、請求項３記載の方法。
5. 前記電気的ランプ動作パラメータは、高圧放電ランプの放電維持電圧である、請求項３または４記載の方法。
6. 前記ランプ作動を監視するために、第１の時間期間（ｔ１）の間のランプ動作パラメータの少なくとも１つの測定値と、第２の時間期間（ｔ２）の間のランプ動作パラメータの少なくとも１つの測定値を求め、
   前記第１の時間期間（ｔ１）は周期的な電圧の半波の時間インターバルの第１の半分部分内に配置され、前記第２の時間期間（ｔ２）は第２の半分部分内に配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 点滅状態または明滅状態を検出するために、第１の時間期間（ｔ１）の間の少なくとも１つの測定値と、第２の時間期間（ｔ２）の間の少なくとも１つの測定値から第１の比較量を形成し、当該第１の比較量を、該第１の比較量用の所定の第１の基準値（Ｄｎ_Ｆ）と比較する、請求項６記載の方法。
8. 明滅状態を検出するために、第２の時間期間（ｔ２）の間の少なくとも１つの測定値から第２の比較量を形成し、当該第２の比較量を、該第２の比較量用の所定の第２の基準値（Ｕｎ_２_Flicker２）と比較する、請求項６または７記載の方法。
9. 揺れまたは振動を検出するために、複数の半波の第２の時間期間（ｔ２）の間に求められた測定値から極大値（Ｕｘ_２max）と極小値（Ｕｘ_２min）を突き止め、ここから第３の比較量を形成し、当該第３の比較量を、該第３の比較量用の所定の第３の基準値（Ｄｎ_Ｖ）と比較する、請求項６記載の方法。
10. ランプ動作パラメータに対する最大許容値の超過を検出するために、周期的な電圧の半波の第２の時間期間（ｔ２）からの測定値を所定の第４の基準値（Ｕｎ_２_Ｌａ_max；Ｕ_Ｌａ_max）と比較する、請求項６記載の方法。
11. 前記第２の基準値（Ｕｎ_２_Flicker２）は、前記第３の基準値（Ｄｎ_Ｖ）と第４の基準値（Ｕｎ_２_Ｌａ_max；Ｕ_Ｌａ_max）との合計よりも大きい、請求項８、９および１０記載の方法。
12. 各第１の時間期間（ｔ１）と第２の時間期間（ｔ２）の間にそれぞれ測定値を１つだけ求める、請求項６記載の方法。
13. 前記周期的な電圧の相応する半波で、前記第１の時間期間（ｔ１）からの測定値を極性変化直後に求め、前記第２の時間期間（ｔ２）からの測定値を極性変化直前に求める、請求項１２記載の方法。
14. 周期的に極性が変化する電圧を高圧放電ランプに印加する電圧供給回路を有する高圧放電ランプのための作動機器であって、
    前記作動機器は、請求項１から１３までのいずれか１項記載または複数項記載の方法を実施するための装置を有している、
    ことを特徴とする、高圧放電ランプのための作動機器。
15. 前記装置は、ランプ動作パラメータを反復測定するための測定装置および該測定装置によって求められた測定値を評価するための評価ユニットを有しており、前記ランプ動作パラメータは高圧放電ランプの明滅状態および揺れまたは振動によって影響される、請求項１４記載の作動機器。
16. 前記評価ユニットは、プログラム制御されて作動するマイクロコントローラまたはないしおよび論理回路を有している、請求項１５記載の作動機器。
17. 照明装置であって、
    高圧放電ランプと、請求項１４から１６までのいずれか１項に記載された高圧放電ランプ用作動機器を有する、
    ことを特徴とする照明装置。
18. 車両投光器として構成されている、請求項１７記載の照明装置。

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