DE2421063A1

DE2421063A1 - Automatische steuerung fuer kfz-beleuchtungsanlagen

Info

Publication number: DE2421063A1
Application number: DE2421063A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Nagasawa; Takashi Wakabayashi; Hiroyuki Watanabe
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1973-10-19
Filing date: 1974-04-29
Publication date: 1975-04-30
Also published as: FR2248169B1; DE2421063C3; JPS5610211B2; DE2421063B2; FR2248169A1; US3925244A; CA1027998A; GB1457659A; IT1004291B; JPS5069733A

Description

PATENTANWÄLTE

Dr - Ing. HANS RUSCHKE Dip!.-Ing. OLAF RUSCHKE DlpUng. HANS E. RUSCHKE

1- BERLIN 33
ß

Matsushita Electric Industrial Comp., Ltd., 1oo6 Hadoma, Osaka, Japan

AutomatischE Steuerung für Kfz-Beleuchtungsanlagen

Zusammenfassung der Dffsnbarunq

Automatische Steuerung für Hfz-BelEUchtungsanlagen unter Verwendung eines UV-Licht-Detektors mit einsr photoleitenden ZinnDXidzelle, einer Signalerfassungsschaltung, eines Beleuchtungsschaltstromkreises sowie van Lampen. Wenn der sichtbare Anteil des Sonnenlichts abnimmt, nimmt auch dessen UV-Anteil ab; dissE AbnahmB idird von der Erfassungsschaltung erfaßt, die über den BelEuchtungsschaltstromkreis die Lampen automatisch einschaltet, ohne von Kunstlicht, das im wesentlichen keinen UV-Anteil enthält, gestört zu werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine automatische Steuerung für Kfz-Beleuchtungsanlagen und insbesondere eine automatische Steuerung für Kfz-Beleuchtungsanlagen zur automatischen Aus- und Einschaltung der Hfz-Beleuchtung entsprechend der Umgebungshelligkeit.

Es sind verschiedens Automatiken vorhandEn, die die Belastung des Fahrers verringern und damit die VerkBhrssicherheit Erhöhen. Die herkömmlichen Lampen wie die der Scheinwerfer, Rücklichter und der IMummernschildbelEUchtung werden üblicherweise vom Fahrer von Hand ein- und ausgeschaltet. Obgleich es für den Fahrer nicht besondsrs mühsam ist, die Beleuchtung lediglich abends, wenn es dunkel wird, einzuschalten, werden doch seit einiger Zeit

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immer mehr Tunnel gebaut, bei denen der Fahrer die Beleuchtung ebenfalls ein- und ausschalten muB. Diese Notwendigkeit erfordert zusätzliche Aufmerksamkeit vom Fahrer und kann zu Unfällen führen.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Vorrichtungen bekannt, die die LJagenbeleuchtung entsprechend der LJmgebungshelligkeit einschalten, indem sie einen Detektor für sichtbares Licht oder Licht nahe dem IR-Bereich verwenden; diese Vorrichtungen lassen sich für die [Machtdauerbeleuchtung verwenden.

Derartige herkömmliche automatische Beleuchtungsschalter sind jedoch kaum in der Lage, Sonnenlicht von Kunstlicht zu unterscheiden und sind daher für die automatische Beleuchtungsschaltung von Kraftfahrzeugen nicht geeignet. liJird nämlich eine solche Uorrichtung in einem Kraftfahrzeug eingesetzt, wird sie bspu. bei Wacht durch den Lichtkegel entgegenkommender oder folgender Fahrzeuge oder bei Tunnelfahrten durch die Tunnelbeleuchtung betätigt.

Folglich ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine neuartige und verbesserte automatische Steuerung für Kfz-Beleuchtungsanlagen anzugeben, die mit Sicherheit nur im gewünschten Zeitpunkt arbeitet.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine neuartige und automatische Steuerung für die Kfz-Beleuchtung anzugeben, die diese automatisch nach der Umgenungshelligkeit ohne Beeinflussung durch Kunstlicht ein- und ausschaltet.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine neuartige automatische Steuerung für Kfz-Beleuchtungsanlagen anzugeben, bei der ein UV-Lichtdetektor in Form einer photaleitenden Zinnaxidzelle eingesetzt wird.

Diese Ziele werden erreicht durch eine automatische Steuerung für Kfz-Beleuchtungsanlagen nach der vorliegenden Erfindung, die Mittel enthält, um UV-Licht selektiv zu erfassen und aus einer photoleitenden Zinnoxidzelle besteht, sowie eine an diese Mittel angeschlossene Signalerfassungsschaltung, die ein Ausgangssignal abgibt, wenn die UV-Licht erfassenden Mittel UV-Licht

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oberhalb einer bestimmten Schwellstärke aufnehmen, eine an die Signalerfassungsschaltung angeschlossene Schaltvorrichtung, die durch das Ausgangssignal aus der Signalerfassungsschaltung betätigt wird, und eine Beleuchtungseinrichtung, die an die Schaltvorrichtung angeschlossen ist, wodurch diese Beleuchtungseinrichtung entsprechend der von der Erfassungsvorrichtung aufgenommenen UV-Lichtstärke automatisch an- und ausgeschaltet wird.

Fig. 1 ist ein BlDckdiagramm einer automatischen Steuerung für Kfz-Beleuchtungsanlagen nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 zeigt das Spektrum verschiedener Lichtarten sowie die Hennlinie des in Fig. 1 verwendeten Detektors, um die Wirkung der Vorrichtung nach der vorliegendem Erfindung zu erläutern;

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht eines Fahrzeugvorderteils mit eingebauter Vorrichtung nach der Erfindung; und

Fig. if zeigt eine Seitenansicht eines Fahrzeughecks mit eingebauter Vorrichtung nach der Erfindung.

Der Anteil des ultravioletten und speziell des fast ultravioletten Lichts vergleichsweise langer Wellenlänge, d.h. 32oo bis 36oa ß, im Sonnenlicht nahe der Oberfläche der Erde ändert sich erheblich mit der Höhe der Sonne (Tageszeit), dem Wetter, schattenwerfenden Elementen in der Umgebung, usw. Die Zu- und Abnahme dieses Anteils entspricht fast der Zu- und Abnahme des Anteils des sichtbaren Lichts im Sonnenlicht. Indem man also den Anteil des fast ultravioletten Lichts innerhalb eines Wellenlängenbereiches von 32oo bis 36oo S erfaßt, läßt sich auch die Helligkeit des sichtbaren Lichtanteils bestimmen.

Es liegen in der Zwischenzeit vielfältige Hunstlichtquellen vor und werden in der Praxis angewandt. Im allgemeinen ist jedoch der von diesen Hunstlichtquellen abgestrahlte UV-Lichtanteil gegenüber dem des Sonnenlichts erheblich geringer. Insbesondere ist der Anteil innerhalb eines Wellenlangenbereiches von 36oo ° und weniger sehr klein. Es ist also möglich, Sonnen- und Kunstlicht zu unterscheiden, indem man einen Detektor verwendet, der nicht auf sichtbares Licht, aber scharf auf UV-Licht und insbesondere auf UV-Licht einer Wellenlänge von 32oo bis 36oo S anspricht.

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Die vorliegende Erfindung basiert auf den oben ausgeführten Betrachtungen, sie stellt eine automatische Steuerung für Kfz-Beleuchtungsanlagen dar, die die lüagenbelsuchtung ohne Störung durch die Straßenbeleuchtung, die Lichtkegel entgegenkommender Fahrzeuge usuj. mit Sicherheit einschaltet, wenn die Sannenlichtstärke unter einen vorbestimmten liiert abfällt, uobei ein Detektor eingesetzt tdird, der selektiv UV-Licht insbesondere im Wellenbereich von 32oo bis 3ßoo A erfaßt. Im folgenden soll eine Ausführungsform der Erfindung im einzelnen beschrieben werden.

Die Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer automatischen Steuerung für Hf z-Beleuchtungsanlagen nach der vorliegenden Erfindung, in dem das Bezugszeichen 1 eine Einrichtung bezeichnet, die weder auf sichtbares noch auf infrarotes Licht anspricht, sondern nur UV-Licht erfaßt. Diese Einrichtung 1 arbeitet auf eine Signalserfassungsschaltung 2, diese uiiederum auf eine Schaltvorrichtung 3, an deren Ausgang die Lampe k liegt-. Erfaßt die Einrichtung 1 UV-Licht pberhalb einer vorbestimmten Stärke, erzeugt die Erfassungsschaltung 2 eine hohes Ausgangssignal, welches die Schaltvorrichtung geöffnet hält. Die Lampe k bleibt also ausgeschaltet.

Fällt die erfaßte UV-Lichtstärke unter den vorbestimmten Wert ab, sinkt auch das Ausgangssignal der Signalerfassungsschaltung 2 ab, wodurch die Schaltvorrichtung schließt und die Lampe k erregt. Dieser Zustand bleibt erhalten, bis der Detektor wiederum UV-Licht mit über dem Schwellwert liegender Stärke erfaßt.

Die Einrichtung 1 darf selektiv nur UV-Licht, insbesondere einer Wellenlänge von 32oo bis 36oo S erfassen, nicht aber auf sichtbares und IR-Licht ansprechen, Es ist wünschenswert, bspw. eine UV-Lichtzelle nach der US-Patentschrift 3.8o5.124 zu verwenden. Diese Zelle weist einen Zinnoxid-Grundkörper auf, der mit Akzeptoratomen gedopt ist und auf einer Seite zwei Elektroden aufweist. Eine solche photoleitende Vorrichtung aus Zinnoxid hat für ein schmales UV-Lichtband, dessen Mitte bei einer Wellenlänge von 3*too bis 345o 8"liegt, eine hohe und für sichtbares Licht keine Empfindlichkeit. Sie läßt sich folglich mit Vorteil unmittelbar und ohne Mittel zur Lichtfilterung für die vorliegende Erfindung einsetzen. Diese Zelle hat weiterhin den Vorteil, als Festkörperelement eine hohe Stabilität gegenüber Schwingungen und damit eitle hohe Lebensdauer aufzuweisen. Weiterhin läßt sie sich aus der herkömm-

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lichen Etordbatterie ohne spezielle Stromversorgungsteile speisen.

Als Signalerfassungsschaltung 2 lassen sich verschiedene Schaltungsanordnungen entsprechend den Eigenschaften der eingesetzten photoleitenden Zinnoxidzelle anwenden - bspw. ein Schmitt-Trigger. Evtl. muß man einen Verstärker hinzufügen. Als Schaltvorrichtung 3 sind verschiedene Einrichtungen geeignet - bsptü. elektromagnetische Relais, Halbleiter wie Thyristoren und Triacs usu. Die Lampe k kann eine Scheinwerfer-, Rücklicht- oder IMummernschildbeleuchtungslampe usw. sein, die bei !Macht- oder Tunnelfahrt angeschaltet werden muß.

Die Kurve A der Fig. 2 zeigt die spektrale Kennlinie der phütoleitenden Zinnoxidzelle, wie sie nach der Erfindung eingesetzt wird. Wie ersichtlich, hat die Kennlinie eine schmale und ausgeprägte Spitze. Die Kurven B, C und D der Fig. 2 zeigen das relative Spektrum von Sonnenlicht, Glühlampenlicht bzw. TagBsleuchtstofflampenlicht. Diese Kurven sind auf eine Wellenlänge von 55oo Ä normalisiert, bei der die Lichtempfindlichkeit des menschlichen Auges am höchsten ist. Wie aus der Fig. 2 ersichtlich, enthält das Sonnenlicht nach der Kurve B einen erheblichen Anteil fast ultravioletten Lichts. Der Anteil derartigen Lichts und !insbesondere von Wellenlängen von weniger als 36oo H ist bei Kunstlichtquellen jedoch sehr gering. Demtentsprechend arbeitet die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung mit Sicherheit nach Maßgabe des Sonnenlichts und wird durch Kunstlichtquellen nicht gestört, da sie nur auf UV-Licht anspricht. Wie außerdem durch die Kurve C in Fig. 2 gezeigt, strahlt eine Glühlampe im wesentlichen kein UV-Licht ab, so daß die Vorrichtung nach der Erfindung durch die Lichtkegel entgegenkommender Fahrzeuge nicht fehlbetätigt werden kann. Obgleich einige Arten von Kunstlichtlampen - wie z.B. Leuchtstofflampen (Kurve D) und Quecksilberdampf-Hochdrucklampen (nicht gezeigt) - einen geringfügigen UV-Anteil aufweisen, der bei großer IMähe aufgefangen und erfaßt werden würde, läßt sich die Wahrscheinlichkeit einer Fehlbetätigung durch derartiges Kunstlicht praktisch ausschalten, wenn man die Erfassungsvorrichtung auf geeignete Weise anordnet, wie es im folgenden unter Bezug auf die Fig. 3 und k beschrieben werden soll. Es ist nicht sinnvoll, Wellenlängen von weniger als 32oo 8 für die automatische Steuerung von Kfz-Beleuchtungsanlagen auszunutzen, da deren Ab- und Zunahme nicht immer der des sichtbaren Anteils im Sonnenlicht entspricht.

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Die Fig* 3 und 4 zeigen Orte, an denen die Erfassungsvarrichtung der vorliegenden Erfindung wünschenswerterweise angebracht werden sollte. Die Fig. 3 zeigt in Seitenansicht einen Fahrzeugbug. Da die Scheinwerfer 34 gewöhnlich so angebracht sind, daß sie die Straßenoberflache 3o bis Iod m im voraus ausleuchten, ist es für eine automatische Steuerung der Scheinwerfer 34 erwünscht, den Detektor 31 so anzubringen, daß er Licht ebenfalls aus einer Strecke von 3d bis 1oo m vor dem Fahrzeug aufnimmt, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Nimmt die Helligkeit des Sonnenlichts auf der Straße vor dem Fahrzeug in der Abenddämmerung unter einen vorbestimmten Wert ab, wird der Scheinwerfer 34 automatisch eingeschaltet. Obgleich in diesem Fall der Detektor 31 auch Licht des Scheinwerfers 3k indirekt aufnimmt, findet keine Fehlbetätigung der Schalteinrichtung statt, denn das Licht des Scheinwerfers 3k enthält im wesentlichen keinerlei UV-Licht, wie oben beschrieben· Aus dem gleichen Grund ist eine Fahlbetätigung durch den Lichtschein entgegenkommender Fahrzeuge ebenfalls nicht möglich. Fährt das Fahrzeug an einen Ort, wo die Sonne nicht scheint, wie z.B. in einen Tunnel, wird auf während des Tages der Scheinwerfer 3k automatisch eingeschaltet und beim Verlassen des Tunnels automatisch wieder ausgeschaltet.

Da die Kunstlichtbeleuchtung im Tunnel im wesentlichen kein UV-Licht enthält, findet auch hier eine Fehlbetätigung nicht statt.

In der Anordnung nach Fig. 3 sind die Hecklampen wie z.B. der Rücklichter und der IVummernschildbeleuchtung an die Erfassungseinrichtung 31 angeschlossen. Da die Rücklichter eine Signalfunktion für den Fahrer des nachfolgenden Fahrzeuges haben, ist es erwünscht, sie entsprechend der Helligkeit am Fahrzeugheck zu betätigen. Die Fig. k ist eins Seitenansicht eines Fahrzeughecks und zeigt eine wünschenswerte Anordnung des Detektors kl für eine automatische Steuerung der Rückleuchte kk. Der Detektor 41 erfaßt das Sonnenlicht in der Umgebung der Rückleuchte 44. Sinkt die Sonnenlichthelligkeit am Fahrzeugheck unter einen vorbestimmten Wert ab, wird die Leuchte 44 automatisch eingeschaltet. Auch wie im zuvor beschriebenen Fall findet eine Fehlbetätigung auch dann nicht statt, wenn der Detektor Licht der Lampe 44 aufnimmt, da dieses im wesentlichen keinen UV-Anteil aufweist, auf den der Detektor 41 ansprechen würde. Weiterhin spricht der Detektor 41 auch nicht auf den Scheinwerferkegel des nachfolgenden Fahrzeuges an. Es ist auch mög-

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lieh, den Detektor 41 auf das Nummernschild oder auf die Straßenoberflache hinter dem Fahrzeug auszurichten.

An der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung lassen sich verschiedene Änderungen durchführen. Indem man bspu. mehr als zwei Ausgangssignale mit verschieden eingestellten Spannungswerten veruendet, wird es möglich, den Zeitpunkt des Einschaltens der Scheinuerfer, der Rückleuchten, der IMummern·- schildbeleuchtung usui. einzeln einzustellen. DEr Ausgangsuiert des Detektors, bei dem die nachfolgende Schaltung die Lampen automatisch aus- bzu). einschaltet, IMBt sich auf herkömmliche Weise einstellen.

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Claims

Patentansprüche

Automatische Steuerung für Kfz-Eteleuchtungsanlagen mit einer Erfassungseinrichtung und einer Schaltung, die ein elektrisches Signal liefert und eine Leuchte ein- oder ausschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsvorrichtung eine photoleitende Zinnoxidzelle zur selektiven Erfassung von UV-Licht ist, so daß die Leochte automatisch entsprechend dem von der Erfassungseinrichtung erfaßten UV-Lichtanteil an- oder ausgeschaltet wird.
2. Automatische Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitende Zinnoxidzelle selektiv Fast-UV-Licht einer Wellenlänge von 32oa bis 36oo S erfaßt.
3. Automatische Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsvorrichtung nahe einem Scheinwerfer des Fahrzeuges angeordnet ist, um die UV-Lichtstärke an einem Ort zu erfassen, der im wesentlichen dem Ort entspricht, der vom Scheinwerfer ausgeleuchtet wird.

h. Automatische Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsvorrichtung in der Nähe einer Heckleuchte des Fahrzeuges angeordnet ist, um die UV-Lichtstärke in der Nähe der Heckleuchte zu erfassen.

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