DE10132454A1

DE10132454A1 - Sensoreinheit zum automatischen Schalten von Beleuchtungseinrichtungen sowie Koppelmedium für eine Sensoreinheit

Info

Publication number: DE10132454A1
Application number: DE10132454A
Authority: DE
Inventors: Patrick Schmitt; Bruno Hodapp; Hans Meier; Henry Blitzke
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-07-04
Filing date: 2001-07-04
Publication date: 2003-01-16
Also published as: US20040042223A1; KR100840882B1; BR0205694A; WO2003004309A3; KR20030048023A; JP2004532766A; EP1406789A2; WO2003004309A2; US7149026B2

Abstract

Es wird eine Sensoreinheit (10) zum automatischen Schalten von Beleuchtungseinrichtungen (14) von Kraftfahrzeugen vorgeschlagen, welche mindestens einen lichtempfindlichen Sensor (16) umfaßt, dem ein Filterelement (26) vorgelagert ist, wobei das Filterelement (26) Infrarotlicht ausfiltert. DOLLAR A Weiters wird ein Koppelmedium (22) zur Verbesserung der Ansprechpunkte der Sensoreinheit (10) vorgestellt sowie die Verwendung eines Koppelmediums (22) und eines Filters zur Verbesserung der Ansprechpunkte der Sensoreinheit (10).

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Sensoreinheit zum automatischen Schalten von Beleuchtungseinrichtungen, ein Koppelmedium zur Kopplung einer solchen Sensoreinheit an eine Scheibe sowie die Verwendung eines Koppelmediums und eines Filters nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.

Es sind schon zahlreiche derartige Sensoreinheiten - beispielsweise in der DE 199 33 642 A1 - bekannt, bei denen die Beleuchtungseinrichtungen eines Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von Signalen von lichtempfindlichen Sensoren angesteuert werden. Diese weisen die Lichtverhältnisse außerhalb des Fahrzeugs erfassende Sensoren auf, welche mit einer Auswertevorrichtung verbunden sind, in der aus den Signalen der Sensoren ermittelt wird, ob bei den aktuell vorliegenden Beleuchtungsverhältnissen eine Änderung des Schaltzustandes der Beleuchtungseinrichtungen erforderlich ist. Entsprechend dieser Auswertung werden die Beleuchtungseinrichtungen dann ein- beziehungsweise ausgeschaltet.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Sensoreinheit mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass die Schalteigenschaften, insbesondere die einzelnen Ein- und Ausschaltpunkte der Sensoreinheit durch die Vorlagerung eines Infrarotlicht ausfilternden Filterelementes wesentlich verbessert werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Filterelement Licht mit Wellenlängen größer als 750 nm ausfiltert, da diese über der Wahrnehmungsschwelle des menschlichen Auges liegen.

Weiterhin ist es vorteilhaft, das Filterelement mit Klebeeigenschaften zu versehen, da das Filterelement auf diese Weise direkt auf die Innen- oder Außenseite der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs aufgeklebt werden kann.

Besonders vorteilhaft ist weiterhin, das Filterelement mit Linseneigenschaften auszustatten, da so die Filtereigenschaft mit der im Regelfall ohnedies benötigten Linseneigenschaft kombiniert wird.

Weiterhin ist als vorteilhaft anzusehen, wenn mehrere Sensoren vorgesehen sind, die Licht aus verschiedenen Richtungen erfassen. In diesem Fall können auch für die verschiedenen Richtungen unterschiedliche Ausfilterungsschwellen der Filterelemente vorgesehen sein.

Besonders vorteilhaft ist weiterhin, wenn dem Sensor ein Lichtleitkörper vorgelagert ist, der mittels eines Koppelmediums auf einer Scheibe befestigbar ist und die Scheibe oder das Koppelelement Infrarotlicht, insbesondere mit Wellenlängen größer als 750 nm ausfiltert. Somit können übliche Sensoreinheiten auch nachträglich mit einer Infrarot-Filterschicht versehen werden.

Das erfindungsgemäße Koppelmedium mit den Merkmalen des Anspruchs 8 hat den Vorteil, dass ein Infrarotfilter für die Sensoreinheit sehr einfach vor dem Sender plaziert werden kann und beispielsweise auch das Ansprechverhalten einer bestehenden Sensoreinheit durch einfaches Wechseln des Koppelmediums verbessert werden kann.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Koppelmedium aus einer Platte oder Folie besteht, die mit einem Klebstoff versehen ist, da das Koppelmedium die Sensoreinrichtung so selbstklebend auf der Scheibe zu halten vermag.

Weiterhin ist dabei vorteilhaft, wenn das Koppelelement insgesamt eine Wölbung aufweist, da Gasblasen oder Luftblasen im Kopplungsbereich störende Streuungen verursachen und auf diese Weise leicht vermieden werden können. Natürlich kann auch die Sensoreinheit auf ihrer Montageseite leicht gewölbt sein, was den gleichen Effekt verursacht.

Die Verwendung eines optisch transparenten Koppelmediums mit den Merkmalen des Anspruchs 11 hat den Vorteil, dass das Ansprechverhalten der Sensoreinheit zur automatischen Steuerung von Beleuchtungseinrichtungen wesentlich verbessert wird.

Die Verwendung eines Filters zur Filterung von Strahlung mit den Merkmalen des Anspruchs 12 hat den ebenfalls den Vorteil, daß das Ansprechverhalten der Sensoreinheit zur automatischen Steuerung von Beleuchtungseinrichtungen mittels einer einfachen und kostengünstigen Maßnahme wesentlich verbessert wird.

Weiters ist es vorteilhaft, wenn die Sensoreinheit eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Beleuchtungseinrichtungen aufweist die die Ein- und Ausschaltpunkte der Beleuchtungseinrichtungen unter Berücksichtigung von separat gemessenen IR-Signalen verändert. Da IR-Signale häufig bereits von der Klimaregelung oder einem Regensensor zur Verfügung stehen, können die Schalteigenschaften der Sensoreinheit so ohne Mehrkosten verbessert werden.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden den Signalen der Licht-Sensoren und den IR-Signalen jeweils Werte zugeordnet und die Werte der Signale mit den Werten der IR-Signale beaufschlagt. Hierbei wird vorteilhafterweise ein Faktor berücksichtigt, so daß sich eine elektronische Filterwirkung ergibt.

Ebenso vorteilhaft ist es, wenn die Schaltschwellen der Steuereinrichtung unter Berücksichtigung der IR-Signale erhöht oder erniedrigt werden.

Zeichnungen

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Sensoreinheit in einer schematischen Darstellung,
Fig. 2 ein Strahlungsspektrum elektromagnetischer Strahlung,
Fig. 3 einen beispielhaften Signalverlauf der Sensoren.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Sensoreinheit 10 in einer schematischen Darstellung.
Die Sensoreinheit 10 besteht im Wesentlichen aus einer Steuereinrichtung 12, die die Beleuchtungseinrichtungen 14 zu steuern vermag, sowie Sensoren 16, die mit der Steuereinrichtung 12 verbunden sind und Signale (S) an diese abgeben. Als Sensoren können beispielsweise Standard Empfänger BPW 24S der Firma Infineon verwendet werden.
Weiters ist den Sensoren 16 ein Lichtleitkörper 18 vorgelagert, der abbildende Strukturen 19 aufweist, die beispielsweise als Linsen oder Hologramme ausgebildet sind. Die Sensoren 16 sind etwa auf der optischen Achse der Strukturen 19 positioniert und von einer gemeinsamen Leiterplatte 20 getragen, auf der auch die Steuereinrichtung 12 angeordnet ist. Natürlich ist zur Detektion des Globalen Umgebungslichtes keine Struktur 19 notwendig, es kann jedoch beispielsweise eine Linse mit einer extrem langen Brennweite f, bis hin zu einer unendlichen Brennweite verwendet werden.
Mittels eines Koppelmediums 22 ist die Sensoreinheit 10 auf einer Scheibe 24, beispielsweise der Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs befestigt. Das Koppelmedium 22 befindet sich dabei zwischen dem Lichtleitkörper 18 und der Scheibe 24. Normalerweise verschließt der Lichtleitkörper 18 das hier der Einfachheit halber nicht dargestellte Gehäuse der Sensoreinheit 10.
In der Scheibe 24 ist eine IR-Folie 26 angeordnet, die infrarote Strahlung, mit eine Wellenlänge größer als 700 nm reflektiert. Auf diese Weise wird sehr wenig, idealerweise keine einfallende infrarote Strahlung in Richtung der Sensoren 16 weitergeleitet.
Natürlich kann eine IR-Folie auch im Koppelmedium 22 oder an dessen Oberflächen angeordnet werden. Insbesondere ist es auch möglich, das Koppelmedium 22 aus einem Material auszubilden, welches für Infrarotstrahlung relativ undurchlässig ist.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Lichtleitkörper 18 aus einem für infrarotes Licht undurchlässigen Material zu fertigen oder zumindest die Bereiche des Lichtleitkörpers 18, die die einfallende Strahlung auf die Sensoren 16 fokussieren, infrarotundurchlässig zu gestalten. Hierzu können beispielsweise beim Spritzgußverfahren entsprechende Filtermoleküle zugesetzt werden oder ein mehrkomponentiges Spritzgußverfahren praktiziert werden.
Eine sehr einfache weitere Ausführungsmöglichkeit besteht darin, auf die Sensoren 16 direkt Infrarotfilter aufzubringen oder unmittelbar vor diesen anzubringen.
Insbesondere können auch infrarotunempfindliche Sensoren 16 verwendet werden.
Denkbar ist es auch, auf den Lichtleitkörper 18 eine infrarotundurchlässige Schicht aufzubringen.
In einer Variation der Erfindung kann auch eine infrarotundurchlässige Folie auf die Scheibe 24 im Bereich der Sensoreinheit 10 aufgeklebt oder auf eine andere Weise, beispielsweise durch Adhäsion, befestigt werden.
Selbstverständlich sind die in den vorherigen Abschnitten erläuterten Möglichkeiten beliebig miteinander kombinierbar.
Durch eine geeignete Wahl der Materialien, deren Anordnungen und Transmissionsspektren kann die IR-Schwelle genau eingestellt werden.
Weiterhin kann die Sensoreinheit 10 in einen Regensensor integriert werden. Typischerweise sind im Bereich des Regensensors infrarothemmende Schichten (Sun-Protect- Schichten) in der Scheibe 24 ausgespart, da zahlreiche Regensensoren zur Detektion von Niederschlag Infrarotlicht verwenden. Im Bereich der Sensoreinheit 10 kann dann die infrarothemmende Schicht wieder fensterartig eingebracht sein oder - je nach Geometrie des Regensensors - der Regensensor mit der Sensoreinheit im Bereich der Berandung der infrarothemmenden Schicht angeordnet sein.
In einer weiteren Variante kann das Koppelmedium 22 im Bereich der Sensoreinheit infrarothemmend ausgeführt werden und in den Bereichen des Regensensors für infrarotes Licht durchlässig sein. Hierzu kann das Koppelmedium 22 beispielsweise aus einem Zwei- oder Mehrkomponentigen Spritzgußverfahren hergestellt sein.
In Fig. 2 ist ein Strahlungsdiagramm elektromagnetischer Strahlung gezeigt. Die sichtbare Strahlung, also die Lichtstrahlung, reicht etwa von 400 nm bis 750 nm Wellenlänge. Die Infrarotstrahlung beginnt bei etwa 750 nm und reicht bis 0,1 mm Wellenlänge. Sonnenlicht weist neben sichtbarer Strahlung auch zahlreiche andere Komponenten auf, wie beispielsweise einen großen Anteil an Infrarotstrahlung.
In einer Variation der Erfindung können die Effekte der Infrarotstrahlung auch auf elektronischem Wege kompensiert werden. Dazu werden der Steuereinrichtung 12 IR-Signale IRS zugeführt. In dieser werden den IR-Signalen IRS und den Signalen 5 der Sensoren 16 jeweils Werte zugeordnet. Aus den Werten der IR-Signale IRS und einem Faktor F wird durch Multiplikation ein Offset errechnet, der zu den den Signalen S zugeordneten Werten addiert wird.
Ein so entstehender Signalverlauf ist in Fig. 3 dargestellt. Hier ist das Signal 5 und das korrigierte Signal über der Zeit beispielhaft dargestellt. Bei diesem ist das IR-Signal IRS im gezeigten Zeitabschnitt konstant; über einen längeren Zeitraum hinweg verändert es sich natürlich.
Selbstredend sind auch andere Algorithmen zur Berücksichtigung der IR-Signale möglich. Beispielsweise können Schaltschwellen oder andere, für die Ein- und/oder Ausschaltpunkte der Steuereinrichtung 12 charakteristische Parameter unter Berücksichtigung der IR-Signale verändert werden.
Die IR-Signale IRS können mittels eines speziellen Empfängers, beispielsweise eines BPW 34 - Fotodiode mit Tageslichtsperrfilter der Firma Infineon, generiert werden. Dieser Empfänger gibt IR-Signale IRS ab, die ein Maß für die auf ihn treffende Infrarotstrahlung sind. Häufig ist jedoch in Regensensoren eine solche oder ähnliche Fotodiode bereits integriert, so daß geeignete IR-Signale IRS bereits zur Verfügung stehen.
Prinzipiell ist es auch möglich, die Umgebungshelligkeit in verschiedenen Spektralbereichen, beispielsweise Infrarot, Rot, Grün, Blau, Ultraviolett und in verschiedenen Raumrichtungen getrennt zu messen. Die verschiedenen Meßwerte können dann getrennt gewichtet werden und so der menschlichen Wahrnehmungsschwelle besser angepasst werden. Dadurch können die Ein- und Ausschaltpunkte der Beleuchtungseinrichtungen optimal auf den Fahrzeuglenker abgestimmt werden. Die Gewichtungsfaktoren können auch vom Fahrzeuglenker selbst nachjustiert werden, um die Empfindlichkeit der Sensoreinheit auf die individuellen Bedürfnisse einstellen zu können. Eine solche Einstellung kann beispielsweise über eine Zentrale Elektronik und damit beispielsweise durch ein Touch-Screen einer Fahrerschnittstelle erfolgen, die beispielsweise auch eine Klimasteuerung, ein Navigationsystem und weitere dem Fachmann in diesem Zusammenhang bekannte Komponenten aufweist.

Claims

1. Sensoreinheit (10) zum automatischen Schalten von Beleuchtungseinrichtungen (14), insbesondere von Kraftfahrzeugen, welche mindestens einen lichtempfindlichen Sensor (16) umfaßt, der die Helligkeit in der Umgebung der Sensoreinheit (10) detektiert, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Kompensation von Infrarotlicht-Einflüssen vorgesehen sind.

2. Sensoreinheit (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sensor (16) ein Filterelement (26) vorgelagert ist, welches Infrarotlicht ausfiltert.

3. Sensoreinheit (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (26) Licht mit Wellenlängen größer 750 Nanometern ausfiltert.

4. Sensoreinheit (10) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (26) Klebeeigenschaften aufweist.

5. Sensoreinheit (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (26) Linseneigenschaften aufweist.

6. Sensoreinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sensoren (16) vorgesehen sind, die Licht aus verschiedenen Richtungen erfassen.

7. Sensoreinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sensor (16) ein Lichtleitkörper (18) vorgelagert ist, der mittels eines Koppelmediums (22) auf einer Scheibe (24) befestigbar ist und die Scheibe (24) oder das Koppelmedium (22) Infrarotlicht, insbesondere mit Wellenlängen größer als 750 Nanometern ausfiltern.

8. Koppelmedium (22) zur transparenten Verbindung einer Sensoreinheit (10), insbesondere einer Sensoreinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, an eine Scheibe (24), insbesondere an die Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelmedium (22) für infrarotes Licht im wesentlichen undurchlässig ist.

9. Koppelmedium (22) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelmedium (22) aus einer Platte oder Folie besteht, die mit einem Klebstoff versehen ist.

10. Koppelmedium (22) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelmedium (22) eine Wölbung zur Vermeidung von Gasblasen aufweist.

11. Verwendung eines optisch transparenten Koppelmediums (22), insbesondere eines Koppelmediums nach Anspruch 7 bis 9, zur Ankopplung einer Sensoreinheit (10) an eine Scheibe (24), insbesondere an die Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelmedium (22) für infrarotes Licht im wesentlichen undurchlässig ist.

12. Verwendung eines Filters (26) zur Filterung von Strahlung die auf eine Sensoreinheit (10) eines Kraftfahrzeugs zur automatischen Steuerung von dessen Beleuchtungseinrichtungen (14) tritt, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter (26) für sichtbares Licht im wesentlichen durchlässig und für infrarotes Licht im wesentlichen undurchlässig ist.

13. Sensoreinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung (12) zur Steuerung der Beleuchtungseinrichtungen (14) vorgesehen ist, der IR-Signale (IRS) zuführbar sind, die ein Maß für das von den Sensoren (16) gemessene Infrarotlicht sind und die, die die Signale (5) von den Sensoren (16) unter Berücksichtigung der IR-Signale (IRS) auswertet.

14. Sensoreinheit (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß den Signalen (S) und den IR-Signalen (IRS) jeweils Werte zugeordnet sind und den Werten der Signale (S) die Werte der IR-Signale (IRS), insbesondere unter Berücksichtigung eines Faktors (F) beaufschlagt sind.

15. Sensoreinheit (10) nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (12) mindestens eine Schaltschwelle aufweist, die unter Berücksichtigung der IR-Signale (IRS) veränderbar sind.