DE10103702A1 - Electronics for dual control, evaluation of light sources, preferably LEDs, for vehicle signaling produces light and detects brightness via single light source on same signal path - Google Patents

Electronics for dual control, evaluation of light sources, preferably LEDs, for vehicle signaling produces light and detects brightness via single light source on same signal path

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Abstract

The electronic arrangement (1) is connected via at least one cable (3) to at least one light source (2) and both produces light (9) and detects brightness via one and the same light source, preferably LEDs, on the same signal path (6,7; 8,6). Identical components can be used as an alternative to using one and the same light source.

Description

Es ist bekannt und entspricht dem Stand der Technik,
dass in Fahrzeugen zusätzliche aber in ihrer Integration und Verwendung isolierte Sensoren und Steuergeräte im Einsatz sind, um damit den rückseitigen Fremdlichteinfall zu messen und Fahrzeugspiegel abzudunkeln zwecks Vermeidung einer gefährlichen Blendung. Dabei wird gemäß dem Stand der Technik durch den Fahrgastraum hindurch gemessen, was je nach Belegung des Fahrzeuges die Funktion der heutigen Systeme nachhaltig beeinträchtigt;
dass manuelle Stellhebel und Schalter benötigt werden, um bspw. das gesetzlich vorgeschriebene Parklicht oder eine Nebelschlussleuchte zu schalten. Immer wiederkehrend ist dabei zu beobachten, dass in unzulässiger Weise entweder die Parklichter bei abgestellten Fahrzeugen nicht eingeschaltet werden oder dass vergessen wird, bei besserer Sichtweite und bei höherer Geschwindigkeit die Nebelschlussleuchte abzuschalten, was in beiden Fällen zu einer Gefährdung anderer Verkehrsteilnehmer führt.It is known and corresponds to the state of the art,
that additional sensors and control units are used in vehicles, but their integration and use are isolated, in order to measure the incidence of external light from the rear and darken the vehicle mirror to avoid dangerous glare. According to the state of the art, measurements are made through the passenger compartment, which, depending on the occupancy of the vehicle, has a lasting effect on the function of today's systems;
that manual control levers and switches are required, for example, to switch the legally required parking lights or a rear fog lamp. It is recurrently observed that either the parking lights are not switched on improperly when the vehicle is parked, or that people forget to switch off the rear fog lamp when visibility is better and at higher speeds, which in both cases endangers other road users.

Ferner ist bekannt,
dass über das breite Spektrum der Umgebungshelligkeit eines Tages (24 h, Tag und Nacht) sowohl bei Fahrzeugen als auch bei Signalanlagen (Ampeln und Verkehrszeichen) deren Lichtquellen mit ein und derselben Helligkeitsstufe betrieben werden. Es entspricht ebenfalls der täglichen Erfahrung und ist durch zahlreiche Rechtsstreitigkeiten belegt, dass insbesondere am Tage oder bei schlechter Witterung diese Signale übersehen oder nicht bzw. unzureichend wahrgenommen werden können. Die Folge davon sind Unfälle und Gefährdung von Personen und Sachen;
dass sowohl an Fahrzeugen aller Art als auch an Gebäuden und zahlreichen anderen Stellen passiv wirkende Reflektoren (Reflexreflektoren, auch bekannt als sog. "Katzenaugen") z. T. vorgeschrieben und angebracht sind, aber dass diese schon bei geringer äußerer Verschmutzung in ihrer optischen Wirkung deutlich herabgesetzt bis funktionsuntüchtig sind.It is also known
that over the broad spectrum of the ambient brightness of a day (24 h, day and night), both in vehicles and in signal systems (traffic lights and traffic signs) their light sources are operated with the same brightness level. It also corresponds to daily experience and is proven by numerous legal disputes that these signals can be overlooked or not or insufficiently perceived, especially during the day or in bad weather. The consequence of this is accidents and endangering people and things;
that both on vehicles of all kinds as well as on buildings and numerous other places reflective reflectors (reflex reflectors, also known as "cat eyes") z. T. are prescribed and appropriate, but that these are significantly reduced in their optical effect even with little external pollution to inoperable.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigenThe invention is illustrated by an embodiment shown in the drawings explained. Show it

Fig. 1 in schematischer Darstellung und in einem Blockdiagramm die erfindungsgemäße Schaltungseinrichtung, Fig. 1 shows a schematic representation and a block diagram of the circuit device according to the invention,

Fig. 2 in schematischer Darstellung und in einer weiteren Detaillierungsstufe einen Teil der Regelschaltung zum Betrieb der Leuchtmittel als Lichtquelle und als Sensor, Fig. 2 shows a schematic representation and in a further level of detail a part of the control circuit for the operation of lamps as a light source and a sensor,

Fig. 3 in schematischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel. Fig. 3 shows a schematic representation of another embodiment.

Der Erfindung liegen folgende Aufgabenstellungen zugrunde:
den rückseitigen Fremdlichteinfall bei Fahrzeugen zu erfassen in der selben Richtung, in der die Signallichter eines Fahrzeuges Licht abgeben, um damit bspw. die Helligkeit dieser Signallichtquellen entsprechend der Umgebungsbedingungen in exakt der gleichen Richtung, in der die Signalausstrahlung geschieht, in ihrer Intensität oder Fläche zu verändern und damit für den nachfolgenden Verkehr eine optimale Signalwirkung sicherzustellen,
die Bereitstellung eines rückwärtsgerichteten Helligkeitssensors bzw. eines Signals um damit ggü. dem Stand der Technik weitere z. T. automatisierte Schalt- bzw. Beleuchtungsfunktionen auszulösen. Bspw. kann so bei der Abdunkelung von Fahrzeugspiegeln eine Entkoppelung stattfinden, indem mit einer bestehenden Signalleuchte, vorzugsweise einer hochgesetzten Bremsleuchte außerhalb des Fahrgastraums gemessen wird. Damit lässt sich zusätzlich das derzeit dafür noch erforderliche Steuergerät vollständig bzw. teilweise ersetzen, was einerseits eine deutliche Herabsetzung der Herstellkosten bedeutet und andererseits unnötigen Ressourcenverbrauch minimiert,
die Bereitstellung neuer Sicherheitsfunktionen in Form von aktiven Elementen, die selbständig und automatisch Licht abgeben (aktive Reflexreflektoren), wenn Fremdlicht auftrifft oder Dunkelheit eintritt (selbsttätige automatische Parklichtschaltung). Dies bedeutet einen zusätzlichen Sicherheitsgewinn ggü. passiven Reflexreflektoren (Katzenaugen), die bereits bei geringer Verschmutzung in ihrer bestimmungsgemäßen Funktion deutlich beeinträchtigt sind. Diese können mithilfe der vorliegenden Erfindung sinnvoll ergänzt werden. Anwendungen hierfür finden sich in Fahrzeugen aller Art sowie bei Signaleinrichtungen (Ampelanlagen und Verkehrszeichenbeleuchtung), an Begrenzungseinrichtungen für Gebäude, Parkierungsflächen, Kleidung, Taschen, Schutzhelme, Abschrankungen, Schutzeinrichtungen aller Art, u. v. a. m.The invention is based on the following tasks:
To detect the incidence of extraneous light on the back of vehicles in the same direction in which the signal lights of a vehicle emit light in order to increase the intensity or area of the brightness of these signal light sources in accordance with the ambient conditions in exactly the same direction in which the signal is emitted change and thus ensure an optimal signal effect for the following traffic,
the provision of a backward-looking brightness sensor or a signal to the prior art further z. T. trigger automated switching or lighting functions. For example. Thus, when the vehicle mirrors are darkened, a decoupling can take place by measuring outside the passenger compartment with an existing signal light, preferably a raised brake light. This means that the control unit currently required for this can also be completely or partially replaced, which on the one hand means a significant reduction in manufacturing costs and on the other hand minimizes unnecessary resource consumption,
the provision of new safety functions in the form of active elements that emit light automatically and automatically (active reflex reflectors) when ambient light strikes or when it gets dark (automatic automatic parking light switch). This means an additional security gain compared to passive reflex reflectors (cat's eyes), which are significantly impaired in their intended function even with low contamination. These can be usefully supplemented using the present invention. Applications for this can be found in vehicles of all types as well as in signaling devices (traffic lights and traffic sign lighting), on boundary devices for buildings, parking areas, clothing, bags, protective helmets, barriers, protective devices of all types, and much more

Die Erfindung wurde bereits in mehreren Ausführungen in Form von Funktionsmustern aufgebaut und getestet. Entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird über einen Schaltkreis (19) und einen Regelalgorithmus (5) ein Steuerschalter (25) nach einem festgelegten Muster über die Leitung (14) betätigt. Das Ausgangssignal (22) des Steuerschalters (25) wird über einen Messkreis (23) an die Lichtquelle (2) durchgereicht. Im eingeschalteten Zustand des Steuerschalters (25) wird dadurch die Lichtquelle (2) zum Leuchten veranlasst, was über die Optik (6), die auch integraler Bestandteil der Lichtquelle (2) sein kann, auf dem Strahlengang (7) als Helligkeit (9) wahrgenommen wird. Im ausgeschalteten Zustand des Steuerschalters (25) wird die vorhandene Helligkeit (9) über den Strahlengang (8), der in entgegengesetzten optischen Richtung des Strahlengangs (7) liegt und sowohl durch die Optik (6) als auch in der Anordnung durch die Lichtquelle (2) festgelegt ist, über den Messkreis (23) gemessen und über die Leitung (10) an den Schaltkreis (19) zurückgemeldet. Durch einen Algorithmus (5) - realisiert in Hardware oder Software - werden durch Auswertung der rückgemeldeten Informationen aus dem Messkreis (23) sowie in einer weiteren Ausführung durch optionale Verarbeitung der Zustandsinformation (11) entweder das Helligkeitssignal (12) extern bereit gestellt oder aber der Schaltzustand des Steuerschalters (25) nach einem festgelegten Algorithmus (5) über die Leitung (14) verändert. The invention has already been constructed and tested in several versions in the form of functional samples. According to the exemplary embodiment according to FIG. 1, a control switch ( 25 ) is actuated according to a defined pattern via the line ( 14 ) via a circuit ( 19 ) and a control algorithm ( 5 ). The output signal ( 22 ) of the control switch ( 25 ) is passed on to the light source ( 2 ) via a measuring circuit ( 23 ). In the switched-on state of the control switch ( 25 ), the light source ( 2 ) is caused to light up, which via the optics ( 6 ), which can also be an integral part of the light source ( 2 ), on the beam path ( 7 ) as brightness ( 9 ) is perceived. When the control switch ( 25 ) is switched off, the existing brightness ( 9 ) is transmitted via the beam path ( 8 ), which lies in the opposite optical direction of the beam path ( 7 ) and both through the optics ( 6 ) and in the arrangement through the light source ( 2 ) is determined, measured via the measuring circuit ( 23 ) and reported back to the circuit ( 19 ) via the line ( 10 ). An algorithm ( 5 ) - implemented in hardware or software - either evaluates the reported information from the measuring circuit ( 23 ) and, in a further embodiment, optionally processes the status information ( 11 ), either provides the brightness signal ( 12 ) externally or else The switching state of the control switch ( 25 ) is changed according to a defined algorithm ( 5 ) via the line ( 14 ).

Dies hat zur Folge, dass das Leuchtmittel (2) Signalzustandsänderungen und/oder Signalstärkeänderungen erfährt (bspw. Frequenzen und/oder Pegel). Diese Änderungen werden dann auf dem beschriebenen Wege über das optische System (6) auf dem Strahlweg (7) übertragen und als Helligkeit bzw. Zustand (9) wahrgenommen. Die Art und Weise der Signalanzeige, die über den Schaltkreis (19) und den Algorithmus (5) festgelegt ist hat keinen Einfluss auf die Messung über den Messkreis (23).The consequence of this is that the illuminant ( 2 ) experiences changes in signal state and / or changes in signal strength (for example frequencies and / or levels). These changes are then transmitted in the described way via the optical system ( 6 ) on the beam path ( 7 ) and perceived as brightness or state ( 9 ). The type of signal display, which is defined by the circuit ( 19 ) and the algorithm ( 5 ), has no influence on the measurement by the measuring circuit ( 23 ).

In dem entwickelten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist der Steuerschalter (25) mit einer Schalteinrichtung (16) und einem dazu in Reihe liegenden Widerstand (15) gekoppelt. Als Steuersignal für die Schalteinrichtung (16) wird das Signal (14) verwendet. Der Widerstand (15) dient dabei als Vorwiderstand für das Leuchtmittel (2). In einer weiteren Ausführungsform gemäß Fig. 3 kann anstelle der Schalteinrichtung (16) und dem Widerstand (15) eine Stromquelle (26) bspw. in der Ausführungsform einer einfachen Transistorschaltung verwendet werden. In diesem Fall wird durch eine entsprechende Ansteuerung im Schaltkreis (19, 5) der Steuerschalter (25) teildurchlässig geschaltet für den Betriebsfall "Lichterzeugung" und undurchlässig (bspw. hochohmig) für den Betriebsfall "Lichtmessung". In einer weiteren nicht näher dargestellten Ausführungsform kann auf den Steuerschalter (25) ganz verzichtet werden, indem das Ansteuersignal (14) direkt auf den Widerstand (15) zum Messkreis (23) geführt wird. In diesem Fall wird die Funktion der Schalteinrichtung (16) durch vom Schaltkreis (19, 5) übernommen. Der Messkreis (23) verfügt gemäß Fig. 2 über einen Komparator (17), der im Betriebsfall "Lichtmessung" der Helligkeit (9) den Signalpegel des Leuchtmittels (2) mit einer über eine vorgegebene Referenz (18) vergleicht. Der hochohmige Widerstand (24) sorgt in diesem Zustand für die Ableitung statische Ladungen am Komparator (17). In einer weiteren Ausführungsform gemäß Fig. 3 kann auf die Signalvorverarbeitung durch den Messkreis (25) ganz verzichtet werden, indem die Leitungen (3, 10, 22) direkt miteinander verbunden werden. Die Signalauswertung geschieht dann ausschließlich im Schaltkreis (19, 5).In the developed exemplary embodiment according to FIG. 2, the control switch ( 25 ) is coupled to a switching device ( 16 ) and a resistor ( 15 ) lying in series with it. The signal ( 14 ) is used as the control signal for the switching device ( 16 ). The resistor ( 15 ) serves as a series resistor for the lamp ( 2 ). In a further embodiment according to FIG. 3, a current source ( 26 ) can be used instead of the switching device ( 16 ) and the resistor ( 15 ), for example in the embodiment of a simple transistor circuit. In this case, the control switch ( 25 ) is switched partially permeable for the "light generation" operating mode and impermeable (for example, high-resistance) for the "light measurement" operating mode by a corresponding control in the circuit ( 19 , 5 ). In a further embodiment, which is not shown in detail, the control switch ( 25 ) can be dispensed with entirely, in that the control signal ( 14 ) is fed directly to the resistor ( 15 ) to the measuring circuit ( 23 ). In this case, the function of the switching device ( 16 ) is taken over by the circuit ( 19 , 5 ). The measuring circuit (23) has in Fig. 2 via a comparator (17) in the operating case "Light Measurement" the brightness (9) compares the signal level of the luminous means (2) having a predetermined means of a reference (18). In this state, the high-resistance resistor ( 24 ) ensures the discharge of static charges on the comparator ( 17 ). In a further embodiment according to FIG. 3, signal preprocessing by the measuring circuit ( 25 ) can be dispensed with entirely by connecting the lines ( 3 , 10 , 22 ) directly to one another. The signal evaluation then takes place exclusively in the circuit ( 19 , 5 ).

Claims (13)

1. Elektronik zur dualen Ansteuerung und Auswertung von Lichtquellen, vorzugsweise Leuchtdioden (LED) als Aktuator und als Sensor in Signalanlagen oder in Signalleuchten von Fahrzeugen, vorzugsweise Kraftfahrzeugen oder Ampelanlagen, mit wenigstens einer Lichtquelle (2), die über wenigstens eine Leitung (3) an die Elektronik (1) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass mit wenigstens ein- und demselben Leuchtmittel (2), vorzugsweise Leuchtdioden (LED), auf gleichem Signalweg (6, 7) sowohl Licht (9) erzeugt wird als auch auf umgekehrten Signalweg (8, 6) Helligkeit (9) gemessen wird.1. Electronics for dual control and evaluation of light sources, preferably light-emitting diodes (LEDs) as actuators and as sensors in signal systems or in signal lights of vehicles, preferably motor vehicles or traffic light systems, with at least one light source ( 2 ) which is connected via at least one line ( 3 ) is connected to the electronics ( 1 ), characterized in that with at least one and the same light source ( 2 ), preferably light-emitting diodes (LED), both light ( 9 ) is generated on the same signal path ( 6 , 7 ) as well as on the reverse signal path ( 8 , 6 ) brightness ( 9 ) is measured. 2. Elektronik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle von ein- und demselben Leuchtmittel auch gleiche Bauelemente verwendet werden.2. Electronics according to claim 1, characterized in that instead of one and the same Illuminants also use the same components. 3. Elektronik nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als eine Lichtquelle (2) bspw. in Reihenschaltung oder Matrixschaltung oder kombinierte Schaltungen der Halbleiter-Lichtquellen von der Elektronik (1) verarbeitet werden.3. Electronics according to one of claims 1 and 2, characterized in that more than one light source ( 2 ), for example. In series or matrix connection or combined circuits of the semiconductor light sources are processed by the electronics ( 1 ). 4. Elektronik nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastverhältnis von Anzeigezustand (Lichtquelle) und Messzustand (Sensor) beliebig einstellbar (skalierbar) ist.4. Electronics according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Duty cycle of display status (light source) and measurement status (sensor) can be set as desired (scalable) is. 5. Elektronik nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass weitere externe Zustandsinformationen (11) verarbeitet werden.5. Electronics according to one of claims 1 to 4, characterized in that further external status information ( 11 ) are processed. 6. Elektronik nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das System als geschlossener Regelkreis autark arbeitet und selbsttätig die Lichtquelle (2) regelt oder Zustandsinformationen über die Leitungen (11, 12) verarbeitet oder bereitstellt.6. Electronics according to one of claims 1 to 5, characterized in that the system works autonomously as a closed control loop and automatically controls the light source ( 2 ) or processes or provides status information via the lines ( 11 , 12 ). 7. Elektronik nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine einstellbare Einschalt- und oder eine ggf. getrennt einstellbare Ausschaltverzögerung des Anzeigesignals möglich ist.7. Electronics according to one of claims 1 to 6, characterized in that an adjustable Switch-on delay and / or a separately adjustable switch-off delay of the display signal is possible. 8. Elektronik nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel (2) durch Auswertung des Messsignals (10) und durch Auswertung anderer Sensoren in ihrer Helligkeit und oder Anzahl beliebig verändert, ein- oder ausgeschaltet werden können.8. Electronics according to one of claims 1 to 7, characterized in that the lighting means ( 2 ) by evaluating the measurement signal ( 10 ) and by evaluating other sensors in their brightness and or number can be changed, switched on or off. 9. Elektronik nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerschalter (25) als geregelte Stromquelle (26) realisiert ist oder dass sowohl Schalt- als auch Stromregelfunktion integriert sind.9. Electronics according to one of claims 1 to 8, characterized in that the control switch ( 25 ) is realized as a regulated current source ( 26 ) or that both switching and current control function are integrated. 10. Elektronik nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalvorverarbeitung in Form des Messkreises (23) entfällt und in den Schaltkreis (19, 5) integriert ist.10. Electronics according to one of claims 1 to 9, characterized in that the signal preprocessing in the form of the measuring circuit ( 23 ) is omitted and is integrated in the circuit ( 19 , 5 ). 11. Elektronik nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die Temperatur der Lichtquellen (2), die an die Elektronik (1) angeschlossen sind, gemessen werden kann und dadurch das Leuchtmittel (2) durch Stromregelung vor Zerstörung geschützt werden kann. 11. Electronics according to one of claims 1 to 10, characterized in that in addition the temperature of the light sources ( 2 ), which are connected to the electronics ( 1 ), can be measured and thereby the lamp ( 2 ) can be protected from destruction by current control can. 12. Elektronik nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Leuchtmittels (2) auch durch Auswertung der dynamischen Betriebseigenschaften (Veränderung der Temperaturkennlinie/Vorwärtsspannung) erfolgen kann.12. Electronics according to claim 11, characterized in that the temperature of the lamp ( 2 ) can also be carried out by evaluating the dynamic operating properties (change in the temperature characteristic / forward voltage). 13. Elektronik nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl eine eigenen Spannungsversorgung (4) verwendet wird als auch eine Spannungsversorgung über ein externes Betriebssignal (11) möglich ist.13. Electronics according to one of claims 1 to 12, characterized in that both its own power supply ( 4 ) is used and a power supply via an external operating signal ( 11 ) is possible.
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