DE102015016409A1

DE102015016409A1 - Method and device for checking the day / night detection

Info

Publication number: DE102015016409A1
Application number: DE102015016409.0A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dengler; Georg Bauer; Rukiye Akayin
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2015-12-18
Filing date: 2015-12-18
Publication date: 2017-06-22

Abstract

Zum Prüfen einer Tag-/Nachterkennung durch einen optischen Sensor (13) eines Fahrzeugs wird – eine Ulbricht-Kugel (1) mit mehreren Anschlüssen (2–6) bereitgestellt, von denen wenigstens einer (2) offen ist und wenigstens ein anderer (3, 4, 6) mit wenigstens einer Weißlicht-LED (10) und einer Glühfadenlampe (11) bestückt ist, – die Ulbricht-Kugel (1) an einem Fahrzeug so platziert, das dessen optischer Sensor (13) am offenen Anschluss (2) zu liegen kommt, – die Helligkeit in der Ulbricht-Kugel (1) variiert, um eine Tag-Nacht-Umschaltschwelle des optischen Sensors (13) zu erfassenFor testing day / night detection by an optical sensor (13) of a vehicle, an integrating sphere (1) having a plurality of terminals (2-6) is provided, of which at least one (2) is open and at least one other (3 , 4, 6) is equipped with at least one white light LED (10) and an incandescent filament lamp (11), - the integrating sphere (1) is placed on a vehicle such that its optical sensor (13) at the open connection (2) the brightness in the Ulbricht sphere (1) varies to detect a day-night switching threshold of the optical sensor (13)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen einer Tag-/Nachterkennungsautomatik, die in einem Kraftfahrzeug insbesondere zur selbsttätigen Anpassung der Scheinwerfer an die Umgebungshelligkeit dient.The present invention relates to a method and apparatus for testing a day / night automatic detection, which is used in a motor vehicle in particular for the automatic adaptation of the headlamps to the ambient brightness.

Für die Typgenehmigung eines Kraftfahrzeugs muss gezeigt werden, dass die Umschaltung der Scheinwerfer zwischen Tag- und Nachtbetrieb innerhalb eines vorgegebenen Intervalls der Beleuchtungsstärke, gemessen an der Außenseite der Fahrzeugkarosserie, stattfindet. Zwar lassen sich die hierfür erforderlichen Messungen ohne weiteres anhand von natürlichem Tageslicht durchführen, doch sind aufwändige bauliche Vorkehrungen erforderlich, um bei Messungen im Labor den Lichtstrom des natürlichen Tageslichts in der benötigten Weise zu dosieren. Messungen im Freien sind arbeitsaufwändiger und, da abgewartet werden muss, bis sich eine geeignete Beleuchtungsstärke von allein einstellt, zeitintensiv.For the type-approval of a motor vehicle, it must be shown that the switching of the headlamps between daytime and nighttime operation takes place within a predetermined interval of illuminance measured on the outside of the vehicle bodywork. Although the measurements required for this can easily be made using natural daylight, elaborate structural measures are required to dose the luminous flux of natural daylight in the required manner during measurements in the laboratory. Measurements outdoors are more labor intensive and, since it must wait until a suitable illuminance sets by itself, time-consuming.

Messungen mit künstlichen Lichtquellen lassen nicht ohne weiteres einen Rückschluss auf die Umschaltschwelle der Tag-/Nachterkennung unter natürlicher Beleuchtung im Freien zu, weil das diffus aus verschiedensten Richtungen auf den optischen Sensor einer Tag-/Nachterkennung einfallende natürliche Tageslicht durch eine einzelne, aus der Perspektive des optischen Sensors im allgemeinen nur einen kleinen Raumwinkel ausfüllende künstliche Lichtquelle nicht nachgebildet werden kann.Measurements with artificial light sources can not be easily deduced from the day / night detection switching threshold under natural outdoor lighting, because the natural daylight incident diffusely from various directions on the optical sensor of day / night detection by a single, from the perspective the optical sensor generally only a small solid angle filling artificial light source can not be reproduced.

Ein bekanntes Mittel, um ein zu untersuchendes Objekt diffus mit aus verschiedensten Richtungen einfallendem Licht zu beleuchten, ist die so genannte Ulbricht-Kugel. Die Ulbricht-Kugel ist eine Hohlkugel mit mehreren Anschlüssen, von denen einer vorgesehen ist, um darin ein zu untersuchendes Objekt zu platzieren und wenigstens ein weiterer eine künstliche Lichtquelle aufnimmt. Die Wände der Ulbricht-Kugel sind mit einer diffus reflektierenden, brillant weißen Beschichtung versehen, an der das Licht der Lichtquelle mehrmals reflektiert werden kann, bevor es das Objekt erreicht.A well-known means for illuminating an object to be examined diffusely with light incident from various directions is the so-called Ulbricht sphere. The integrating sphere is a multi-ported hollow sphere, one of which is provided to place therein an object to be examined and at least one other receives an artificial light source. The walls of the Ulbricht sphere are provided with a diffusely reflecting, brilliant white coating, where the light from the light source can be reflected several times before it reaches the object.

Versucht man, mit der herkömmlichen Ulbricht-Kugel die Umschaltschwelle einer Tag-/Nachterkennungsautomatik zu messen, dann muss man feststellen, dass die gemessenen Umschaltschwellen zum Teil erheblich von derjenigen abweichen, bei der tatsächlich unter natürlichem Tageslicht die Umschaltung stattfindet.If one attempts to measure the switching threshold of a day / night automatic detection system with the conventional integrating sphere, then one must notice that the measured switching thresholds in some cases differ considerably from those in which the switchover actually takes place under natural daylight.

Eine Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prüfen der Tag-/Nachterkennung durch einen optischen Sensor eines Fahrzeugs zu schaffen, die aussagekräftigere Messungen ermöglichen.An object of the invention is to provide a method and apparatus for checking the day / night detection by an optical sensor of a vehicle, which enables more meaningful measurements.

Diese Aufgabe wird einer Ausgestaltung der Erfindung zufolge gelöst durch ein Verfahren zum Prüfen der Tag-/Nachterkennung durch einen optischen Sensor eines Fahrzeugs mit den Schritten:

– Bereitstellen einer Ulbricht-Kugel mit mehreren Anschlüssen, von denen wenigstens einer offen ist und wenigstens ein anderer mit wenigstens einer Weißlicht-LED, einer Glühfadenlampe und einem Photodetektor bestückt ist,
– Platzieren der Ulbrichtkugel an einem Fahrzeug so das dessen optischer Sensor am offenen Anschluss zu liegen kommt,
– Variieren der Helligkeit in der Ulbricht-Kugel, um eine Tag-Nacht-Umschaltschwelle des optischen Sensors zu erfassen.

This object is achieved according to an embodiment of the invention by a method for checking the day / night detection by an optical sensor of a vehicle with the steps:

Providing an integrating sphere with a plurality of terminals, at least one of which is open and at least one other is equipped with at least one white light LED, an incandescent lamp and a photodetector,
Placing the integrating sphere on a vehicle so that its optical sensor comes to lie on the open connection,
Varying the brightness in the integrating sphere to detect a day-night switching threshold of the optical sensor.

Indem sich in der Ulbricht-Kugel Licht der Weißlicht-LED, in dem der von den meisten Halbleiter-Photosensoren effizient erfasste rote Spektralbereich unterrepräsentiert ist, mit dem einen stärkeren Rotanteil aufweisenden Licht der Glühfadenlampe mischt, wird am optischen Sensor ein Licht erhalten, dessen spektrale Zusammensetzung dem des Tageslichts ähnlicher ist als das Licht der LED und der Glühfadenlampe allein. Durch passende Einstellung des Verhältnisses der Leistungen von LED und Glühfadenlampe kann erreicht werden, dass innerhalb des oben erwähnten vorgeschriebenen Umschaltintervalls die Helligkeitsmesswerte, bei denen unter dem Licht der Ulbricht-Kugel die Umschaltung stattfindet, im Rahmen der Messgenauigkeit mit den bei natürlichem Tageslicht erhaltenen übereinstimmt.In the Ulbricht sphere, light of the white light LED in which the red spectral region efficiently detected by most semiconductor photosensors mixes with the light of the filament lamp having a stronger red content, thereby obtaining a spectral light of the optical sensor Composition of daylight is more similar than the light of the LED and the filament lamp alone. By appropriately adjusting the ratio of the performances of the LED and the filament lamp, within the prescribed switching interval as mentioned above, the brightness readings under the light of the integrating sphere can be coincided within the measurement accuracy with those obtained in natural daylight.

Für eine aussagekräftige Messung sollte die Ulbricht-Kugel an der Außenseite einer Fensterscheibe des Fahrzeugs platziert werden, während der optische Sensor sich an einer Innenseite der Fensterscheibe befindet.For a meaningful measurement, the Ulbricht sphere should be placed on the outside of a window of the vehicle, while the optical sensor is located on an inside of the window.

Wenn der optische Sensor nicht unmittelbar an der Oberfläche der Fensterscheibe angeordnet ist, sondern z. B. in einem Armaturenbrett unterhalb der Fensterscheibe eingebaut ist, kann es nötig sein, einen Lichtleiter zwischen der Fensterscheibe und dem optischen Sensor einzufügen.If the optical sensor is not located directly on the surface of the window, but z. B. is installed in a dashboard below the window, it may be necessary to insert a light guide between the window and the optical sensor.

Diese Aufgabe wird einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zufolge gelöst durch eine Vorrichtung mit einer Ulbricht-Kugel, bei der wenigstens ein Anschluss mit wenigstens einer Weißlicht-LED und einer Glühfadenlampe bestückt ist, und ein Anschluss offen ist, um daran den optischen Sensor der zu überprüfenden Tag-/Nachterkennung zu platzieren.This object is achieved according to a further embodiment of the invention by a device with an Ulbricht sphere, in which at least one terminal is equipped with at least one white light LED and a filament lamp, and a port is open to it the optical sensor to be checked Place day / night detection.

Um die Regelung der Lichtstärke der Weißlicht-LED und der Glühfadenlampe im geschlossenen Regelkreis zu ermöglichen, kann ein optischer Sensor der Vorrichtung an einem Anschluss der Ulbricht-Kugel vorgesehen sein.To the regulation of the light intensity of the white light LED and the filament lamp in the closed To enable control loop, an optical sensor of the device may be provided at a terminal of the integrating sphere.

Zwischen dem freien Anschluss und der Weißlicht-LED und/oder der Glühfadenlampe sollte jeweils ein direktes Licht blockierender Schirm angebracht sein, der direktes Licht blockiert.Between the free connection and the white light LED and / or the filament lamp should each be attached a direct light blocking screen that blocks direct light.

Um eine schnelle und einfache Befestigung der Ulbricht-Kugel an einer Autofensterscheibe zu ermöglichen, kann der freie Anschluss von einer Klebfläche umgeben sein.In order to enable a quick and easy attachment of the integrating sphere to a car window pane, the free connection can be surrounded by an adhesive surface.

Wenn die Ulbricht-Kugel mit Unterdruck beaufschlagbar ist, kann der freie Anschluss von einer Dichtung umgeben sein, um ein Anheften der Ulbricht-Kugel an eine Glasscheibe zu ermöglichen.If the integrating sphere can be subjected to negative pressure, the free connection can be surrounded by a seal in order to allow the Ulbricht sphere to be attached to a glass pane.

Da insbesondere die Lichtfarbe einer Glühfadenlampe stark mit deren Leistung variiert, können systematische Messfahler auftreten, wenn die verschiedenen Lichtquellen stets mit dem gleichen Verhältnis ihrer Leistungen betrieben werden. Deshalb sollte eine Versorgungseinheit der Vorrichtung in der Lage sein, die Weißlicht-LED und die Glühfadenlampe in einem veränderbaren Verhältnis mit elektrischer Leistung zu versorgen.In particular, since the light color of a filament lamp varies greatly with their performance, systematic Meßfahler can occur when the different light sources are always operated with the same ratio of their services. Therefore, a supply unit of the device should be able to supply the white light LED and the filament lamp with electrical power in a variable ratio.

Dieses Verhältnis kann durch eine in der Versorgungseinheit hinterlegte Kennkurve definiert sein, die z. B. ein Soll-Verhältnis der elektrischen Leistungen von Weißlicht-LED und Glühfadenlampe in Abhängigkeit von der Beleuchtungsstärke in der Ulbricht-Kugel vorgibt, oder es können zwei Kennkurven vorgesehen sein, die jeweils zu einer Soll-Beleuchtungsstärke die dafür benötigten elektrischen Leistungen (oder, in äquivalenter Weise, der benötigten Versorgungsspannungen) spezifizieren.This ratio can be defined by a stored in the supply unit characteristic curve, the z. B. a target ratio of the electrical power of white light LED and filament lamp as a function of the illuminance in the Ulbricht sphere pretending, or it can be provided two characteristic curves, each for a target illuminance the required electrical power (or in an equivalent way, the required supply voltages).

Während das Spektrum der LED nur wenig von der eingespeisten elektrischen Versorgungsleistung abhängt, ändert sich das Spektrum der Glühfadenlampe stark in Abhängigkeit von der Versorgungsleistung. Je höher diese ist, umso heißer ist der Glühfaden und umso stärker ist folglich der Blauanteil im Spektrum der Glühfadenlampe. Wenn bei unterschiedlichen Beleuchtungsstärken immer ein vorgegebener Rotanteil im Licht der Ulbricht-Kugel enthalten sein soll, muss daher der Anteil der Glühfadenlampe an diesem Licht umso höher sein, je höher die Beleuchtungsstärke ist. Deshalb sollte das Verhältnis von Versorgungsleistung der Glühfadenlampe zu Versorgungsleistung der Weißlicht-LED bei hoher Gesamtleistung höher als bei niedriger Gesamtleistung sein.While the range of the LED depends only slightly on the supplied electrical supply, the spectrum of the filament lamp changes greatly depending on the power supply. The higher this is, the hotter is the filament and the stronger is the blue component in the spectrum of the filament lamp. If at different illuminances always a predetermined proportion of red in the light of the Ulbricht sphere should be included, therefore, the proportion of the filament lamp in this light must be higher, the higher the illuminance is. Therefore, the ratio of supply power of the filament lamp to supply power of the white light LED should be higher at high total output than at lower total output.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigenFurther features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying figures. Show it

1 einen schematischen Schnitt durch die an einer Fahrzeugfensterscheibe montierte Vorrichtung; 1 a schematic section through the mounted on a vehicle window pane device;

2 einen zu 1 analogen Schnitt gemäß einer Abwandlung der Erfindung; 2 one too 1 analog section according to a modification of the invention;

3 ein Spektren des Lichts einer Weißlicht-LED und der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und 3 a spectra of the light of a white light LED and the device according to the invention; and

4 die Aufteilung der elektrischen Leistung auf Weißlicht-LED und Glühfadenlampe gemäß der Erfindung. 4 the distribution of electrical power to white light LED and filament lamp according to the invention.

1 zeigt einen schematischen Schnitt durch eine Ulbricht-Kugel 1 mit Anschlüssen 2, 3, 4, 5, 6. Der offene Anschluss 6 ist von einem ringförmigen Flansch 7 umgeben, der mittels einer Lage doppelseitigen Klebebands 8 an die Windschutzscheibe 9 eines zu untersuchenden Fahrzeugs angeheftet ist. In den Anschlüssen 3, 6 ist jeweils eine Weißlicht-LED 10 montiert, im Anschluss 4 eine Glühfadenlampe 11, hier eine Halogenlampe. Schirme 12 blockieren jeweils den direkten Weg des Lichts von den LEDs 10 und der Glühfadenlampe 11 zum Anschluss 2 und dem dahinter, an der Innenseite der Windschutzscheibe 9, angebrachten optischen Sensor 13 einer Tag-/Nachterkennung des Fahrzeugs, so dass das Licht der Lichtquellen 10, 11 den optischen Sensor 13 erst nach mehrfacher Reflexion an den brillant weiß beschichteten Oberflächen der Ulbricht-Kugel 1 und der Schirme 12 erreicht. So durchmischt sich das Licht der verschiedenen Lichtquellen im Innern der Kugel, so dass trotz unterschiedlicher Lichtfarben der Weißlicht-LEDs 10 und der Glühfadenlampe 11 das Licht, das den optischen Sensor 13 erreicht, unabhängig von der Richtung, aus der es auf den Sensor 13 trifft, die gleiche spektrale Zusammensetzung hat. 1 shows a schematic section through an integrating sphere 1 with connections 2 . 3 . 4 . 5 . 6 , The open connection 6 is of an annular flange 7 surrounded by a layer of double-sided adhesive tape 8th to the windshield 9 attached to a vehicle to be examined is attached. In the connections 3 . 6 is each a white light LED 10 mounted, afterwards 4 a filament lamp 11 , here a halogen lamp. umbrellas 12 each block the direct path of light from the LEDs 10 and the filament lamp 11 to the connection 2 and the one behind, on the inside of the windshield 9 , attached optical sensor 13 a day / night detection of the vehicle, so that the light of the light sources 10 . 11 the optical sensor 13 only after repeated reflection on the brilliant white coated surfaces of the Ulbricht sphere 1 and the umbrellas 12 reached. Thus, the light of the various light sources in the interior of the sphere mixed, so that despite different light colors of the white light LEDs 10 and the filament lamp 11 the light that is the optical sensor 13 regardless of the direction from which it reaches the sensor 13 has the same spectral composition.

Der optische Sensor 13 des Fahrzeugs ist typischerweise ein kostengünstiger Halbleiterdetektor. Die Quanteneffizienz von Halbleiterdetektoren ist im Allgemeinen am Höchsten für Photonenenergien, die ungefähr der Bandlücke des Halbleitermaterials entsprechen. Bei Detektoren auf Si-Basis beträgt die Bandlücke ca. 1 eV, was einem Maximum der Quanteneffizienz im nahen IR-Bereich entspricht. Durch Verwendung geeigneter Filter kann ein solcher Halbleiterdetektor zwar für das fürs menschliche Auge nicht wahrnehmbare Infrarot unempfindlich gemacht werden; dennoch ist die Quanteneffizienz eines solchen Detektors im langwelligen Bereich des sichtbaren Spektrums höher als im kurzwelligen. Das Spektrum einer typischen Weißlicht-LED, in 3 durch eine Kurve L wiedergegeben, ist jedoch ausgerechnet am langwelligen Rand des sichtbaren Spektrums, bei Wellenlängen über 650 nm, deutlich leistungsschwächer als natürliches Tageslicht in der Dämmerung, in 3 exemplarisch dargestellt durch eine Kurve T, die das Spektrum eines Sonnenuntergangs bei einer Helligkeit von 2,6 klx zeigt. Aus diesem Grund muss das Licht der Weißlicht-LED, um ein genauso großes Messsignal des optischen Sensors 12 wie das natürliche Tageslicht hervorzurufen, eine wesentlich größere Helligkeit aufweisen. Würde man also die Umschaltschwelle der Tag-/Nachterkennung so einstellen, dass eine Umschaltung zwischen Tag- und Nachtbetrieb der Fahrzeugscheinwerfer bei 2,6 klx LED-Licht erfolgt, dann würde die Umschaltung unter natürlichem Tageslicht bei einer deutlich niedrigeren Helligkeit erfolgen.The optical sensor 13 The vehicle is typically a low cost semiconductor detector. The quantum efficiency of semiconductor detectors is generally highest for photon energies approximately equal to the bandgap of the semiconductor material. For Si-based detectors, the band gap is about 1 eV, which corresponds to a maximum of quantum efficiency in the near IR region. By using suitable filters, such a semiconductor detector can indeed be made insensitive to the infrared, imperceptible to the human eye; however, the quantum efficiency of such a detector is higher in the long-wave range of the visible spectrum than in the short-wave range. The spectrum of a typical white light LED, in 3 is represented by a curve L, however at the longwave edge of the visible spectrum, at wavelengths above 650 nm, significantly less powerful than natural daylight at dusk, in 3 exemplified by a curve T, which shows the spectrum of a sunset at a brightness of 2.6 klx. For this reason, the light of the white light LED needs to be just as large a measuring signal of the optical sensor 12 how to produce the natural daylight, have a much greater brightness. So if you set the switching threshold of the day / night detection so that switching between daytime and nighttime operation of the vehicle headlights with 2.6 klx LED light, then the switching would be done under natural daylight at a much lower brightness.

Das Licht der Glühfadenlampe 11 hat einen hohen Rot- und Infrarotanteil, so dass durch gemeinsamen Betrieb von Weißlicht-LEDs 10 und Glühfadenlampe 11 der fehlende Rotanteil im Spektrum der Weißlicht-LEDs 10 ausgeglichen werden kann. Da der in einer Halogenlampe verwendete Kolben aus Quarzglas für Infrarot gut durchlässig ist, resultiert innerhalb der Ulbricht-Kugel 1 ein Spektrum entsprechend der Kurve S aus 3, mit einem extrem starken Infrarotanteil. Das Glas der Windschutzscheibe 9 hingegen ist für Infrarot absorbierend, so dass am optischen Sensor 13 Licht mit dem Spektrum der Kurve S' resultiert. Obwohl sich auch dieses Spektrum deutlich von der Kurve T unterscheidet, ist es möglich, die Betriebsspannungen der Weißlicht-LEDs 10 einerseits und der Glühfadenlampe 11 andererseits so aufeinander abzustimmen, dass der Sensor 13 bei 2,6 klx Tageslicht auf der Windschutzscheibe und bei 2,6 klx gemischtem Licht von Weißlicht-LEDs 10 und Glühfadenlampe 11 exakt dasselbe Messsignal liefert. Wenn demnach die Tag-Nachtumschaltung unter 2,6 klx dieses gemischten Lichts aus der Ulbricht-Kugel 1 beobachtet wird, dann wird die Umschaltung auch unter Tageslicht bei 2,6 klx stattfinden.The light of the filament lamp 11 has a high red and infrared content, allowing common operation of white light LEDs 10 and filament lamp 11 the lack of red in the spectrum of white light LEDs 10 can be compensated. Since the quartz glass flask used in a halogen lamp is well transmissive to infrared, results within the Ulbricht sphere 1 a spectrum corresponding to the curve S from 3 , with an extremely strong infrared component. The glass of the windshield 9 however, is absorbent for infrared, so that at the optical sensor 13 Light with the spectrum of the curve S 'results. Although this spectrum differs significantly from the curve T, it is possible the operating voltages of the white light LEDs 10 on the one hand and the filament lamp 11 on the other hand so that the sensor 13 2.6 klx daylight on the windscreen and 2.6 klx mixed light from white light LEDs 10 and filament lamp 11 delivers exactly the same measurement signal. Thus, if the day-night shift is below 2.6 klx of this mixed light from the Ulbricht sphere 1 is observed, then the switch will take place under daylight at 2.6 klx.

Verändert man, um bei einer anderen Beleuchtungsstärke zu messen, die Leistungen von Weißlicht-LEDs 10 und Glühfadenlampe 11 im gleichen Verhältnis, dann bleibt die Lichtfarbe der Weißlicht-LEDs 10 im wesentlichen gleich, wohingegen die Lichtfarbe der Glühfadenlampe 11 sich bei Leistungserhöhung in Richtung Blau, bei Leistungsverminderung in Richtung Rot verschiebt. Dies ist im Rahmen der Erfindung nicht weiter störend und kann unkorrigiert bleiben, wenn das Intervall der Beleuchtungsstärke, in dem die Umschaltung stattfinden muss, so eng ist, dass innerhalb des Intervalls keine relevanten Farbveränderungen auftreten.Changing the power of white light LEDs to measure at a different illuminance 10 and filament lamp 11 in the same ratio, then the light color of the white light LEDs remains 10 substantially the same, whereas the light color of the filament lamp 11 If the power increases, it shifts towards the blue, and the power decreases towards the red. This is not further disturbing in the context of the invention and can remain uncorrected if the interval of the illuminance in which the switchover must take place is so narrow that no relevant color changes occur within the interval.

Selbstverständlich kann ein Leistungsverhältnis von Weißlicht-LEDs 10 und Glühfadenlampe 11, bei dem die Messsignale unter natürlichem Tageslicht und unter gemischtem Kunstlicht gleich sind, auch für beliebige andere Werte der Beleuchtungsstärke als die oben beispielhaft genannten 2,6 klx ermittelt werden. 4 zeigt in Form von zwei Kurven Paare von Betriebsspannungen von Weißlicht-LEDs 10 und Glühfadenlampe 11, für die die Anforderung erfüllt ist, dass gleiche Beleuchtungsstärken ihres Lichts und des natürlichen Tageslichts jeweils gleiche Messsignale des Sensors 12 hervorrufen. Bei Beleuchtungsstärken unter 3 klx ändert sich das Verhältnis zwischen den Betriebsspannungen der Glühfadenlampe 11 und der Weißlicht-LEDs 10 mit zunehmender Beleuchtungsstärke kaum, da die weit unter ihrer Nennspannung betriebene Glühfadenlampe 11 ganz überwiegend Infrarot und ein wenig sichtbares Licht am roten Ende des Spektrums liefert. Erst wenn die Betriebsspannung der Glühfadenlampe 11 über ca. 6,5 V liegt, trägt sie auch in anderen Bereichen des sichtbaren Spektrums maßgeblich zur Lichtausbeute bei, was dazu führt, dass die Leistung der LEDs reduziert werden muss. Bei einer Beleuchtungsstärke von 3,5 klx erreicht die Betriebsspannung der Glühfadenlampe 11 die Nennspannung von 12 V. Da sie oberhalb dieser Nennspannung nicht mehr betrieben werden kann, endet für den untersuchten Messaufbau hier das Beleuchtungsstärkenintervall, in dem gleiche Messsignale bei gleichen Beleuchtungsstärken für Kunstlicht und für Tageslicht realisierbar sind.Of course, a power ratio of white light LEDs 10 and filament lamp 11 , in which the measuring signals are the same under natural daylight and under mixed artificial light, are also determined for any other values of illuminance than the 2.6 klx exemplified above. 4 shows in the form of two curves pairs of operating voltages of white light LEDs 10 and filament lamp 11 for which the requirement is satisfied that equal illuminances of their light and of natural daylight each have the same measuring signals of the sensor 12 cause. For illuminance levels below 3 klx, the ratio between the operating voltages of the filament lamp changes 11 and the white light LEDs 10 with increasing illuminance scarcely because the far below their rated voltage operated filament lamp 11 predominantly infrared and a little visible light at the red end of the spectrum provides. Only when the operating voltage of the filament lamp 11 is above 6.5V, it also contributes significantly to light output in other areas of the visible spectrum, resulting in the need to reduce the power of the LEDs. At a luminance of 3.5 klx reaches the operating voltage of the filament lamp 11 the rated voltage of 12 V. Since they can no longer be operated above this nominal voltage, the illuminance intensity interval ends here for the investigated test setup, in which the same measuring signals can be realized with the same illuminance levels for artificial light and for daylight.

Die Kennkurven der 4 werden für eine gegebene Ausstattung der Ulbricht-Kugel 1 mit Weißlicht-LEDs 10 und Glühfadenlampe 11 experimentell ermittelt und in einer Steuereinheit 14 hinterlegt. Die Steuereinheit 14 hat einen Eingang, an dem eine gewünschte Beleuchtungsstärke eingebbar ist. Anhand der gespeicherten Kennkurven ermittelt die Steuereinheit für jede Lichtquelle die passende Betriebsspannung und gibt diese einem Netzteil 15 bzw. 16 als Soll-Ausgangsspannung vor. Indem somit die Weißlicht-LEDs 10 und die Glühfadenlampe 11 mit den Betriebsspannungen gemäß 4 betrieben werden, kann sichergestellt werden, das das Ausgangssignal des Sensors 13 dasselbe ist wie unter natürlichem Tageslicht mit der gleichen Beleuchtungsstärke. Die Beleuchtungsstärke kann somit über ein weites Intervall hinweg variiert werden, und es kann davon ausgegangen werden, dass diejenige Beleuchtungsstärke der Ulbricht-Kugel 1, bei der die Tag-Nachterkennung umschaltet, dieselbe ist, bei der sie es auch unter natürlichem Tageslicht tun würde.The characteristic curves of the 4 be for a given outfit of Ulbricht ball 1 with white light LEDs 10 and filament lamp 11 determined experimentally and in a control unit 14 deposited. The control unit 14 has an entrance to which a desired illuminance can be entered. Based on the stored characteristic curves, the control unit determines the appropriate operating voltage for each light source and supplies this to a power supply unit 15 respectively. 16 as desired output voltage. By thus the white light LEDs 10 and the filament lamp 11 with the operating voltages according to 4 can be ensured that the output signal of the sensor 13 the same as under natural daylight with the same illuminance. The illuminance can thus be varied over a wide interval, and it can be assumed that the illuminance of the Ulbricht sphere 1 where daytime night detection switches, is the same as she would do it under natural daylight.

Am Anschluss 5 ist in 1 ein Photodetektor 17 gezeigt, der die Beleuchtungsstärke innerhalb der Ulbricht-Kugel 1 erfasst und zu überprüfen erlaubt, dass die Beleuchtungsstärke tatsächlich den für die eingestellten Betriebsspannungen von Weißlicht-LEDs 10 und die Glühfadenlampe 11 gemäß den Kennkurven von 4 zu erwartenden Wert hat. Der Photodetektor 17 kann mit der Steuereinheit 14 verbunden sein, um einen geschlossenen Regelkreis für die Beleuchtungsstärke in der Ulbricht-Kugel 1 zu bilden und die vorgegebene Beleuchtungsstärke auch dann noch zu realisieren, wenn der Zusammenhang zwischen Betriebsspannung und Lichtausbeute – z. B. aufgrund von Alterung der Lichtquellen – nicht mehr exakt den Kennkurven entspricht. Wenn die Abweichung zwischen der bei einem gegebenen Paar von Betriebsspannungen tatsächlich erreichten und der anhand der Kennkurven erwarteten Beleuchtungsstärke einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt, kann vorgesehen werden, dass die Steuereinheit 14 einen Fehler ausgibt, um den Benutzer zu veranlassen, die Lichtquellen zu ersetzen.At the connection 5 is in 1 a photodetector 17 shown the illuminance inside the integrating sphere 1 Capturing and checking allows the illuminance to actually reflect the set operating voltages of white light LEDs 10 and the filament lamp 11 according to the characteristics of 4 has expected value. The photodetector 17 can with the control unit 14 be connected to a closed loop for illuminance in the integrating sphere 1 to form and the given illuminance even then to realize if the relationship between operating voltage and luminous efficiency -. B. due to aging of the light sources - no longer exactly corresponds to the characteristic curves. If the deviation between the light intensity actually achieved for a given pair of operating voltages and the luminance expected based on the characteristic curves exceeds a predetermined threshold value, it may be provided that the control unit 14 Issues an error to cause the user to replace the light sources.

Der in 2 gezeigte Aufbau unterscheidet sich von dem der 1 in zwei unabhängig voneinander realisierbaren Details. Ein Detail ist der optische Sensor 13, der hier nicht unmittelbar hinter der Windschutzscheibe 9 des Fahrzeugs angeordnet, sondern entfernt von der Windschutzscheibe 9 auf einem Armaturenbrett 18 ist. Um den Abstand zwischen der außen auf der Windschutzscheibe 9 platzierten Ulbricht-Kugel 1 und dem Sensor 13 zu überbrücken, wird ein innen verspiegeltes Rohr 19 zwischen die Windschutzscheibe 9 und das Armaturenbrett 18 in einer in 2 gestrichelt dargestellten Position so eingefügt, dass das am Anschluss 2 aus der Ulbricht-Kugel 1 austretende Licht im wesentlichen verlustfrei und unter Beibehaltung seiner breiten Winkelverteilung zum Sensor 13 weitergeleitet wird.The in 2 Structure shown differs from that of 1 in two independently realizable details. One detail is the optical sensor 13 who is not directly behind the windshield here 9 arranged away from the vehicle, but away from the windshield 9 on a dashboard 18 is. To the distance between the outside on the windshield 9 placed integrating sphere 1 and the sensor 13 to bridge, is an internally mirrored tube 19 between the windshield 9 and the dashboard 18 in an in 2 Dashed position shown inserted so that the connection 2 from the Ulbricht sphere 1 Exiting light essentially lossless and while maintaining its wide angular distribution to the sensor 13 is forwarded.

Das zweite Detail ist, dass der Flansch 7 anstatt mit Klebeband über einen flexiblen Dichtring 20 an der Windschutzscheibe 9 anliegt und das Innere der Ulbricht-Kugel 1 unter Unterdruck setzbar ist, um die Ulbricht-Kugel 1 an der Windschutzscheibe 9 zum Haften zu bringen. Quelle des Unterdrucks ist hier z. B. ein in entspanntem Zustand ausgestreckter elastischer Faltenbalg 21. Ein Überdruck, der in der Ulbricht-Kugel 1 entsteht, wenn diese gegen die Scheibe 9 gedrückt und dabei der Faltenbalg 21 gestaucht wird, kann zwischen Scheibe 9 und Dichtring 20 oder über ein eigens hierfür vorgesehenes Rückschlagventil entweichen. Wenn sich anschließend der Faltenbalg 21 wieder ausstreckt, entsteht ein Unterdruck in der Ulbricht-Kugel 1. Der hält die Ulbricht-Kugel 1 so lange an der Scheibe 9 fest, bis nach Abschluss der Messungen ein Druckausgleich, z. B. durch Öffnen eines Ventils oder erneutes Stauchen des Faltenbalgs 21, herbeigeführt wird.The second detail is that the flange 7 instead of using tape over a flexible sealing ring 20 on the windshield 9 and the inside of the Ulbricht sphere 1 under negative pressure is settable to the integrating sphere 1 on the windshield 9 to adhere. Source of the negative pressure is here z. B. extended in a relaxed state elastic bellows 21 , An overpressure in the Ulbricht sphere 1 arises when this against the disc 9 pressed while the bellows 21 can be compressed between disc 9 and sealing ring 20 or escape through a specially designed check valve. Then, when the bellows 21 extends again, creates a negative pressure in the Ulbricht sphere 1 , He holds the Ulbricht sphere 1 so long on the disc 9 until the measurements are completed, pressure equalization, e.g. B. by opening a valve or re-upsetting the bellows 21 , is brought about.

Es versteht sich, dass die obige detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen zwar bestimmte exemplarische Ausgestaltungen der Erfindung darstellen, dass sie aber nur zur Veranschaulichung gedacht sind und nicht als den Umfang der Erfindung einschränkend ausgelegt werden sollen. Diverse Abwandlungen der beschriebenen Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Rahmen der nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalenzbereich zu verlassen. Insbesondere gehen aus dieser Beschreibung und den Figuren auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt.It should be understood that the foregoing detailed description and drawings, while indicating certain exemplary embodiments of the invention, are intended for purposes of illustration only and are not to be construed as limiting the scope of the invention. Various modifications of the described embodiments are possible without departing from the scope of the following claims and their equivalence range. In particular, this description and the figures also show features of the embodiments which are not mentioned in the claims. Such features may also occur in combinations other than those specifically disclosed herein. Therefore, the fact that several such features are mentioned in the same sentence or in a different type of textual context does not justify the conclusion that they can occur only in the specific combination disclosed; instead, it is generally to be assumed that it is also possible to omit or modify individual ones of several such features, provided this does not call into question the functionality of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Ulbricht-KugelIntegrating sphere
22: Anschlussconnection
33: Anschlussconnection
44: Anschlussconnection
55: Anschlussconnection
66: Anschlussconnection
77: Flanschflange
88th: Klebebandduct tape
99: WindschutzscheibeWindshield
1010: Weißlicht-LEDWhite LED
1111: Glühfadenlampeincandescent
1212: Schirmumbrella
1313: optischer Sensoroptical sensor
1414: Steuereinheitcontrol unit
1515: Netzteilpower adapter
1616: Netzteilpower adapter
1717: Photodetektorphotodetector
1818: Armaturenbrettdashboard
1919: Rohrpipe
2020: Dichtringseal
2121: Faltenbalgbellow

Claims

Method for checking day / night detection by an optical sensor ( 12 ) of a vehicle comprising the steps of: - providing an integrating sphere ( 1 ) with several connections ( 2 - 6 ), of which at least one ( 2 ) is open and at least one other ( 3 . 4 . 6 ) with at least one white light LED ( 10 ) and a filament lamp ( 11 ), - placing the integrating sphere ( 1 ) on a vehicle so that its optical sensor ( 13 ) at the open connection ( 2 ), - varying the brightness in the Ulbricht sphere ( 1 ) to a day-night switching threshold of the optical sensor ( 13 ) capture.

Method according to Claim 1, in which the integrating sphere ( 1 ) on the outside of a window pane ( 9 ) of the vehicle is placed while the optical sensor ( 13 ) on an inner side of the window pane ( 9 ) is located.

Method according to Claim 2, in which a light guide ( 19 ) between the windowpane ( 9 ) and the optical sensor ( 13 ) is inserted.

Apparatus for carrying out the method according to claim 1, 2 or 3, having an integrating sphere ( 1 ), which has at least one connection ( 3 . 4 . 5 ) provided with at least one white light LED ( 10 ) and a filament lamp ( 11 ) and an open connection ( 2 ).

Apparatus according to claim 4, comprising an optical photodetector ( 17 ) connected to a connection ( 5 ) of the Ulbricht sphere ( 1 ) is arranged

Device according to claim 5, wherein between the free connection ( 2 ) and the white light LED ( 10 ) and / or the filament lamp ( 11 ) a direct light blocking screen ( 12 ) is attached.

Device according to Claim 5 or 6, in which the free connection ( 2 ) of an adhesive surface ( 8th ) is surrounded.

Apparatus according to claim 5 or 6, wherein the free connection of a seal ( 20 ) and the Ulbricht sphere ( 1 ) can be acted upon by negative pressure.

Device according to one of claims 4 to 8, with a supply unit ( 14 - 16 ), through which the white light LED ( 10 ) and the filament lamp ( 11 ) are supplied in a variable ratio with electrical power.

Apparatus according to claim 9, wherein the ratio of supply power of the filament lamp ( 11 ) to supply power of the white light LED ( 10 ) as a characteristic curve in the supply unit ( 14 - 16 ) is deposited.

Apparatus according to claim 9 or 10, wherein the ratio of supply power of the filament lamp ( 11 ) to supply power of the white light LED ( 10 ) is higher at high total output than at lower total output.