DE19927434A1 - Lichtsensor zur Ermittlung der Umgebungshelligkeit - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum automatischen Ein- und/oder Ausschalten der Beleuchtung eines Fahrzeugs mit einem Lichtsensor zur Ermittlung der Umgebungshelligkeit vorgeschlagen, bei der ein nicht dargestellter Lichtsensor die Helligkeit einer von Umgebungslicht angestrahlten Reflexionsfläche ermittelt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Lichtsensor zur Ermittlung der Helligkeit in der Umgebung eines Fahrzeugs, eine Vorrichtung zum automatischen Ein- oder Ausschalten der Fahrzeugbeleuchtung und ein Fahrzeug mit einer derartigen Vorrichtung.

Lichtsensoren und Vorrichtungen zum automatischen Ein- oder Ausschalten der Fahrzeugbeleuchtung sind in verschiedensten Ausführungen bekannt. Solche Vorrichtungen dienen der Erhöhung des Bedienkomforts von Fahrzeugen durch Entlastung des Fahrers und erhöhen die Sicherheit im Straßenverkehr. In der Regel weisen diese Vorrichtungen mindestens einen Lichtsensor zur Ermittlung der Umgebungshelligkeit auf. Daneben sind häufig noch weitere Lichtsensoren vorhanden, welche die Helligkeit in Fahrtrichtung ermitteln, um immer dann, wenn sich das Fahrzeug auf einen dunklen Bereich, wie z. B. einen Tunnel zubewegt, die Fahrzeugbeleuchtung einzuschalten. Zumindest die Lichtsensoren, welche die Helligkeit in Fahrtrichtung ermitteln, weisen manchmal eine Sammeloptik auf, welche das aus bestimmten Richtungen einfallende Licht sammelt und auf den Lichtsensor richtet.

Nachteilig an den bekannten Vorrichtungen ist, dass es bisweilen zu unerwünschten Ausschaltvorgängen kommt, wenn der Lichtsensor, welcher die Umgebungshelligkeit ermittelt, von lokalen Lichtquellen, wie z. B. dem Abblend- oder Fernlicht eines anderen Fahrzeugs oder der Straßenbeleuchtung angestrahlt wird und infolgedessen die Fahrzeugbeleuchtung ausgeschaltet wird. Das durch eine solche lokale Lichtquelle ausgelöste Ausschalten der Fahrzeugbeleuchtung stellt ein erhebliches Sicherheitsrisiko sowohl für den Fahrer des Fahrzeugs als auch für die übrigen Verkehrsteilnehmer dar. Außerdem verkürzt jeder Schaltvorgang die Lebensdauer von Gasentladungslampen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lichtsensor und eine Vorrichtung zum automatischen Ein- und Ausschalten der Fahrzeugbeleuchtung bereitzustellen, sowie die Arbeitsweise dieser Vorrichtung zu verbessern und damit die Gefahr von unerwünschten Aus- oder Einschaltvorgängen zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Lichtsensor zur Ermittlung der Umgebungshelligkeit gelöst, der die Helligkeit des von einer Reflexionsfläche reflektierten Lichts ermittelt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, dass die von den Lichtquellen ausgehende Strahlung nicht direkt auf den Lichtsensor einwirkt, so dass vor allem die von lokalen Lichtquellen ausgehende Strahlung nur einen geringen Einfluß auf die vom Lichtsensor ermittelte Helligkeit hat und dass demzufolge die vom Lichtsensor ermittelte Helligkeit eine bessere Übereinstimmung mit der Helligkeit in der Umgebung des Fahrzeugs aufweist. Dies ist insbesondere während der Dämmerung und an bewölkten Tagen, wenn der Anteil diffuser Strahlung am Umgebungslicht hoch ist, von Vorteil. Zu diesen Zeiten ist die Gefahr, dass die von einer lokalen Lichtquelle ausgesandte Lichtstrahlung den von einem Lichtsensor nach dem Stand der Technik ermittelten Helligkeitswert in unerwünschter Weise beeinflußt, besonders groß.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Reflexionsfläche konkav gekrümmt, so dass seitlich einfallendes Licht nicht direkt auf die Reflexionsfläche trifft und der Anteil der auf die Reflexionsfläche auftreffenden diffusen Strahlung zunimmt.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass zwischen Lichtsensor und Reflexionsfläche eine Sammeloptik angeordnet ist, die die Reflexionsfläche auf den Lichtsensor abbildet. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass auf einfache und kostengünstige Weise erreicht wird, dass die von der Reflexionsfläche reflektierte Strahlung als Maß für die Umgebungshelligkeit herangezogen wird.

Außerdem kann die Erfindung so ausgestaltet werden, dass der Lichtsensor und/oder die Reflexionsfläche durch ein optisches Labyrinth von der Umgebung getrennt sind, so dass der Einfall direkter Lichtstrahlung auf den Lichtsensor ausgeschlossen ist.

In einer diesbezüglichen Ausgestaltung der Erfindung wird das Labyrinth durch ein den Lichtsensor umgebendes, mindestens zwischen Lichtsensor und Reflexionsfläche lichtdurchlässiges Gehäuse gebildet, so dass ausschließlich von der Reflexionsfläche reflektiertes Licht direkt auf den Lichtsensor treffen kann.

Ein weitere Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die Reflexionsfläche einen Reflexionskoeffizienten größer 0,2 und kleiner 0,8 aufweist, so dass die von der Reflexionsfläche reflektierte Lichtstrahlung einerseits mit ausreichend hoher Strahlungsleistung auf den Lichtsensor trifft und andererseits der Einfluß lokaler Lichtquellen weiter reduziert wird.

Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum automatischen Ein- und/oder Ausschalten der Beleuchtung eines Fahrzeugs mit mindestens einem erfindungsgemäßen Lichtsensor zur Ermittlung der Umgebungshelligkeit und einem Steuergerät zum Ein- oder Ausschalten der Fahrzeugbeleuchtung gelöst.

Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Lichtsensors wird die Zuverlässigkeit der von der Vorrichtung gesteuerten Schaltvorgänge der Fahrzeugbeleuchtung gesteigert, was vor allem im Hinblick auf die Sicherheit von Fahrer und den übrigen Verkehrsteilnehmern von großer Bedeutung ist.

Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem mit einem Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum automatischen Ein- und Ausschalten der Fahrzeugbeleuchtung gelöst, bei dem der Fahrzeughimmel als Reflexionsfläche ausgestaltet ist, so dass kein zusätzlicher Aufwand für die Reflexionsfläche entsteht. Außerdem ist der Fahrzeughimmel durch Lage und Krümmung besonders als Reflexionsfläche geeignet.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 Die in einem Fahrzeug eingebaute Vorrichtung; und

Fig. 2 eine Vorrichtung mit einem optischen Labyrinth.

In Fig. 1 ist ein Fahrzeug 1 im Schnitt dargestellt. Für die Erläuterung der Erfindung ist vor allem der Innenraum 2 des Fahrzeugs 1 von Interesse. Der Innenraum 2 wird nach oben vom Dachaufbau 3 des Fahrzeugs begrenzt. Der Dachaufbau 3 besteht neben den nicht dargestellten Dachsäulen im wesentlichen aus Scheiben 4 und einem Fahrzeughimmel 5.

In schematisierter Weise ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem in Fig. 2 dargestellten Lichtsensor 13 erkennbar. In Fig. 1 sind lediglich eine Sammeloptik 7 und deren Strahlengang angedeutet. Der Strahlengang ist durch Mantellinien 8 und 9 eines Kegels, innerhalb dessen Lichtstrahlen von der Sammeloptik 7 auf den Lichtsensor 13 gelenkt werden, dargestellt. Dies gilt für Standard- Sammellinsen. Es ist auch möglich den gesamten Fahrzeughimmel auf einer lichtempfindlichen Fläche abzubilden, indem speziell geformte Linsen verwendet werden. Mit der Sammeloptik 7 wird ungewünschtes, da das Messergebnis störendes Streulicht oder Falschlicht ausgeblendet. Es liegt auf der Hand, dass die Sammeloptik 7 nicht zwingend erforderlich ist. Sie kann entfallen, wenn sichergestellt ist, dass kein störendes Licht auf den Lichtsensor 13 fällt.

Der Fahrzeughimmel 5 wirkt im dargestellten Ausführungsbei­ spiel als Reflexionsfläche 14, die auf sie fallendes Licht in Richtung des Lichtsensors 13 reflektiert. Eine Sammeloptik kann auch dann entfallen, wenn der Lichtsensor 13 beispiels­ weise nur in einer Richtung oder innerhalb eines bestimmten Helligkeitspegels die Helligkeit des einfallenden Lichts ermittelt, oder ein optisches Labyrinth 12 verwendet wird.

Ebenfalls dargestellt sind das von der im Zenit stehenden Sonne einfallende Sonnenlicht 10 und das von einem anderen Fahrzeug kommende Licht 11. Es wird durch diese Darstellung deutlich, dass das in den Fahrzeuginnenraum 2 gelangende Licht 10, 11 nicht direkt auf den Lichtsensor 13 gelangen kann, sondern nur als von dem als Reflexionsfläche ausgebildeten Fahrzeughimmel 5 reflektierte Strahlung. Dadurch verringert sich der Einfluß lokaler Lichtquellen 11 auf die vom Licht­ sensor 13 ermittelte Helligkeit, da die vom Fahrzeughimmel 5 reflektierte Strahlung zum weitaus größten Teil auf das Sonnenlicht 10 zurückgeht. Alle lokalen Lichtquellen 11, die möglicherweise einen ungewünschten Schaltvorgang auslösen könnten, strahlen mehr oder weniger punktförmig Licht ab, während das direkte Sonnenlicht 10 und das nicht dargestellte indirekte Tageslicht die gesamte Umgebung des Fahrzeugs 1 erhellen und somit aus verschiedensten Richtungen auf den Fahrzeughimmel 5 strahlen.

In Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 6 mit einem Labyrinth 12 im Schnitt schematisch dargestellt. Neben dem Lichtsensor 13 und der Reflexionsfläche 14 sind auch die den Lichtsensor 13 umgebenden Wände 15 eines Labyrinths 12 dargestellt. Die Wände 15 können lichtundurchlässig sein, so dass Licht nur durch die Lücken 16, 17 in den von Wänden 15, der Vorrichtung 6 und der Reflexionsfläche 14 gebildeten Raum 19 eintreten kann. Dadurch ist bei geeigneter Geometrie der Wände 15 des Labyrinths 12 sichergestellt, dass der Lichtsensor 13 nicht von direkter Lichtstrahlung getroffen wird. Die strichpunktierten Linien 20, 21 stellen die Grenzen des durch die Wände 15 festgelegten Bereichs, innerhalb dessen der Lichtsensor 13 die Helligkeit ermittelt, dar. Im gezeigten Beispiel kann demnach keine direkte Lichtstrahlung auf den Lichtsensor 13 treffen.

Selbstverständlich handelt es sich bei dieser Ausführungsform des Labyrinths 12 nur um ein Beispiel, da nahezu beliebig viele Geometrien denkbar sind, die dieselbe Wirkung haben. Es ist auch denkbar, die Wände 15 des Labyrinths 12 durchschei­ nend, beispielsweise aus Milchglas oder dergleichen, auszuführen. In diesem Fall tritt durch die Wände nur diffuses Licht in den Raum 19 ein.

Alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims (8)

1. Lichtsensor (13) zur Ermittlung der Umgebungshelligkeit, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reflexionsfläche (14) vorhanden ist und, dass der Lichtsensor (13) die Hellig­ keit des von der Reflexionsfläche (14) reflektierten Lichts ermittelt.

2. Lichtsensor (13) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsfläche (14) konkav gekrümmt ist.

3. Lichtsensor (13) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Lichtsensor (13) und Reflexionsfläche (14) eine Sammeloptik (7) angeordnet ist, die die Reflexionsfläche (14) auf den Lichtsensor (13) abbildet.

4. Lichtsensor (13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtsensor (13) durch ein optisches Labyrinth (12) von der Umgebung getrennt ist.

5. Lichtsensor (13) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Labyrinth (12) durch ein den Lichtsensor (13) umgebendes, mindestens zwischen Lichtsensor (13) und Reflexionsfläche (14) lichtdurchlässiges Gehäuse besteht.

6. Lichtsensor (13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsfläche (14) einen Reflexionskoeffizienten größer 0,2 und kleiner 0,8 aufweist.

7. Vorrichtung zum automatischen Ein- und/oder Ausschalten der Beleuchtung eines Fahrzeugs (1) mit einem Lichtsensor (13) zur Ermittlung der Umgebungshelligkeit und einem Steuergerät zum Ein- oder Ausschalten der Fahrzeugbeleuchtung, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Lichtsensor (13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorhanden ist.

8. Fahrzeug (1) mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Reflexionsfläche (14) der Fahrzeughimmel (5) Verwendung findet.