DE2204102A1 - Einrichtung zur verhinderung einer blendung der fahrer von sich begegnenden fahrzeugen - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Verhinderung einer Blendung der Fahrer von sich begegnenden Fahrzeugen Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verhinderung einer Blendung der Fahrer von sich auf demselben Verkehrsweg begegnenden Fahrzeugen, die Scheinwerfer zur Beleuchtung des vor ihnen liegenden Teiles des Verkehrsweges haben, bei welcher den Scheinwerfern jeweils eine Lichtveränderungsvorrichtung und den Fahrern jeweils eine entsprechende Lichtauswahlvorrichtung, die im wesentlichen nur Licht von den Scheinwerfern des eigenen, nicht jedoch Licht von den Scheinwerfern des entgegenkommenden Fahrzeuges durchlässt, zugeordnet sind.
• Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art sind den Scheinwerfern des Fahrzeuges Polarisationsfilter zugeordnet, deren Polarisationsrichtung einen Winkel von 45° mit der Vertikalen bildet. Die Fahrer tragen Polarisationsbrillena deren Polarisationsrichtung parallel zu der der Scheinwerfer des eigenen Fahrzeuges verläuft. Die Polarisationsrichtung des Lichtes entgegenkommender Fahrzeuge steht dann senkrecht auf der Polarisationsrichtung der Polarisationsbrille, so daß dieses Licht nicht durchgelassen und eine Blendung dementsprechend verhindert werden sollte. In der Praxis hat sich dieses bekannte System jedoch nicht durchsetzen können. Ein Grund hierfür liegt vermutlich darin, daß die Polarisation des Lichtes durch die Streuscheiben der Scheinwerfer und die Inhomogenitäten in der Windschutzscheibe stark verändert wird und daß auch eine exakte 9O0-Stellung der Polarisatoren praktisch nicht erreicht werden kann, so daß die Dämpfung des Lichtes der entgegenkommenden Fahrzeuge für den angestrebten Zweck, nämlich die Blendung völlig auszuschalten, nicht ausreicht.
• Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, die Blendung der Fahrer von sich mit vollem und starkem Scheinwerferlicht begegnenden Fahrzeugen völlig aus zu schalten.
• Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe mit einer Einrichtung der eingangs genannten Art erreicht, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die den Scheinwerfern zugeordnete Lichtveränderungsvorrichtung einen Impulsmodulator enthält, der die Intensität des Scheinwerferlichtes mit einer vorgegebenen Frequenz und Phase moduliert; daß die Lichtauswahlvorrichtung ein gleichphasig mit dem Scheinwerferlicht des Fahrzeuges gesteuertes Lichtventil enthält; und daß eine Synchronisiervorrichtung vorgesehen ist, die die Intensität des Scheinwerfer lichtes und die öffnungsperioden des Lichtventiles der sich begegnenden Fahrzeuge gegenphasig steuert.
• Bei dieser Einrichtung ist die Dämpfung des Scheinwerferlichtes des entgegenkommenden Fahrzeuges praktisch unendlich gross, so daß alle Fahrzeuge dauernd mit aufgeblendeten lichtstarken Scheinwerfern fahren können.
• Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
• Der Erfindungsgedanke wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert, es zeigen: Figur 1 ein Diagramm zur Erläuterung des Prinzips nach dem die Einrichtung gemäss der Erfindung arbeitet; Figur 2 ein für ein Kraftfahrzeug geeignetes Bordgerät einer Einrichtung gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; Figur 3 eine schematische Darstellung eines in einem Kraftfahrzeug angeordneten Lichtventils einer Einrichtung clsrnäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und Figur 4 eine Draufsicht auf das in Figur 3 von der Seite gezeigte Lichtventil.
• Da das Hauptanwendungsgebiet der Erfindung die Verhinderung einer Blendung der Fahrer von auf Straßen verkehrenden Kraftfahrzeugen sein dürfte, wird die Erfindung im folgenden anhand dieses Anwendungsbeispieles erläutert. Die Erfindung lässt sich selbstverständlich auch auf andere Verkehrssysteme, insbesondere trassen- oder schienengebundene Systeme anwenden, obwohl hier die Verhinderung der Blendung nicht so wichtig ist, wie im Straßenverkehr.
• Bei einer Einrichtung gemäss der Erfindung strahlen die Scheinwerfer der Fahrzeuge der beiden Fahrtrichtungen einer Straße gegenphasig intermittierend und das Gesichtsfeld der Fahrer (und gegebenenfalls Beifahrer) wird durch ein Lichtventil jeweils während der Perioden abgedeckt, in der die Scheinwerfer der Fahrzeuge der Gegenrichtung strahlen.
• Die Folgefrequenz der von den Scheinwerfern ausgestrahlten Lichtimpulse soll vorzugsweise oberhalb der Flimmerfrequenz liegen. Eine bevorzugte Frequenz ist die Netzfrequenz (also 50 oder 60 Hz), da dann die Straßenbeleuchtung mit einbezogen werden kann, insbesondere wenn diese durch Gasentladungslampen erfolgt. Die Straßenbeleuchtung kann dann ebenfalls derart intermittierend betrieben werden, daß die Fahrer jeweils im wesentlichen nur das für ihre Fahrtrichtung bestimmte Licht wahrnehmen. Hierzu genügt es, in die Speiseleitung der Straßenbeleuchtungslampen einen entsprechend gepolten Gleichrichter einzuschalten.
• Gemäss einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Einschaltdauer der Scheinwerfer kürzer als eine Halbperiode und/oder die Abdeckzeit des Gesichtsfeldes (Schließdauer des Lichtventils) etwas länger als eine Halbperiode, damit auch bei geringen Phasenfehlern noch eine vollständige Unterdrückung des Gegenlichtes erreicht wird. In Figur 1 sind die Verhältnisse für den Fall dargestellt, daß die Einschaltdauer des Lichtes iItl wesentlichen gleich einer halben Periode der Arbeitsfrequenz der Einrichtung (siehe die obere Kurve in Figur 1) während die Schließdauer des Verschlusses etwas länger ist als eine Halbperiode und daher bei genauer Gegenphasigkeit etwas früher als die entsprechende Einschaltperiode des Lichtes beginnt und etwas später als diese endet.
• Die Synchronisation der Scheinwerfer und Lichtventile kann auf verschiedene Weise erfolgen, z.B. optisch durch die Straßenbeleuchtung. In diesem Falle wird dann vorzugsweise noch ein Oszillator ausreichender Frequenzstabilität vorgesehen, der die Synchronisation zwischen den verschiedenen Lichtquellen im wesentlichen aufrechterhält. Diese Möglichkeit ist selbstverständlich auf beleuchtete Verkehrswege beschränkt.
• Eine andere Möglichkeit besteht darin, die eine Fahrtrichtung zur taktgebenden zu erklären, die Lichtfrequenz bei dieser Fahrtrichtung also frei laufen zu lassen und die Arbeitsfrequenz der Scheinwerfer und Lichtventile des Gegenverkehrs über einen Lichtdetektor durch das Licht der entgegenkommenden Fahrzeuge zu synchronisieren.
• Bei Verkehrssystemen, die mit einer induktiven Fahrzeugleitung und -beeinflussung arbeiten, kerXn die Synchronisierung über das induktive Fahrzeugleitsystem erfolgen.
• Vorzugsweise erfolgt die Synchronisierung jedoch über Funk.
• Da nur eine ausserordentlich kleine Bandbreite erforderlich ist, können hochempfindliche Empfänger verwendet werden, so daß ein zentraler Sender einen grossen-Bereich , möglicherweise sogar ganz Europa versorgen kann. dadurch werden dann häufige Frequenzwechsel beim Übergang zwischen verschiedenen Sendebereichen vermieden.
• Es ist auch möglich, einen vorhandenen Mittel- oder Langwellensender zu verwenden, der z.B. an einen zusätzlichen Hilfsträger mit der Synchronisationsfrequenz ausstrahlt. Zur Synchronisation kann selbstverständlich auch ein eigener Sender vorgesehen werden.
• Bei einer Synchronisierung über Funk ist die Trägerfrequenz vorzugsweise ein vorgegebenes Vielfaches der Netzfrequenz.
• Im Empfänger kann dann die Synchronisationsfrequenz durch Frequenzteilung aus der Trägerfrequenz gewonnen werden. Die Phasenlage kann durch gelegentliche Synchronisierimpulse bestimmt werden oder durch eine zusätzliche 50-Hertz-Modulation der Trägerfrequenz. Die Modulationsfrequenz kann dann durch Synchrondemodulation mit der durch Frequenzteilung gewonnenen 50-Hertz-Spannung gewonnen werden und das demodulierte Ausgangssignal kann dann zur Phasensynchronisation der durch Frequenzteilung gewonnenen 50-Hertz-Spannung mit der 50-Hertz-Modulationsspannung dienen. Dieses Verfahren ist auc dann vorteilhaft, wenn ein eigener Sender verwendet wird, da man dann den Empfänger seine sehr kleine Bandbreite auslegen kann und einen sehr grossen Störabstand erreicht.
• Bei der zuletzt erwähnten Art der Synchronisation empfangen alle Fahrzeuge die gleiche Frequenz und Phase. Durch Markierungen an Straßenbegrenzungspfählen, Straßenschildern u.dgl.
• kann jeder Fahrtrichtung eine der beiden Halbwellen der Synchronisationsfrequenz für die Lichtausstrahlung zugeteilt werden. Im Fahrzeug ist hierfür ein Schalter mit einer entsprechenden Markierung vorgesehen. Ein Wechsel der Synchronisierung ist im allgemeinen nur selten erforderlich, wenn alle Straßen mit einer Süd-Komponente die eine der beiden Phasen und alle Straßen mit einer Nord-Komponente die andere der beiden Phasen zugeordnet erhalten.
• Gegebenenfalls muss beim Übergang in einen anderen Senderbereich eine neue E-mpfangsfrequenz uni! ein anderes Untersetzungsverhältnis eingestellt werden. Solche Übergänge erfolgen vorzugsweise an den Staatsgrenzen, wenn dieses erforderlich ist.
• Figur 2 zeigt ein Beispiel eines Bordgerätes, wie es bei einer Einrichtung gemäss der Erfindung Verwendung finden kann.
• Dabei ist vorausgesetzt, daß die Synchronisation durch einen zentralen Sender erfolgt, dessen Trägerschwingung mit einer Frequenz von 50 Hz moduliert ist.
• S Die vom zentralen SenderAausgestrahlte, 50-Hertz-rni'dulierte Trägerschwingung wird von einer omnidirektionalen Antenne 1 empfangen und in einem auf die Träger frequenz abgestimmten oder abstimmbaren Verstärker 2 verstärkt. Die verstärkte Schwingung wird durch einen Demodulator 3 demoduliert, von dessen Ausgang die einen mehr oder weniger starken Störanteil aufweisende 50-Hertz-Spannung im einen Eingang einer Phasen vergleichsschaltung 4 zugeführt ist.
• Das Bordgerät enthält ferner einen quarzstabilisierten Oszillator 5, dessen Schwingungsfrequenz ein Vielfaches von 50 Hz ist. Aus der Oszillatorfrequenz wird durch Frequenzteilung in einer Frequenzteilerschaltung 6 eine Schwingung von 50 Hz erzeugt, die an zwei Ausgängen des Frequenzteilers in zwei gegenphasigen Versionen zur Verfügung steht. Der eine Ausgang des Frequenzteilers ist mit dem anderen Eingang der Phasenvergleichsschaltung 4 verbunden, die also die Phasen der drahtlos übertragenen 50-Hertz-Schwingung vom Demodula; v 3 und der Ausgangsspannung des Frequenzteilers 6 vergleicht.
• Die Phasenvergleichsschaltung 4 liefert als Ausgangs signal eine Fehlerspannung, die dem Oszillator 5 zugeführt ist und in bekannter Weise zur Phasenregelung des Oszillators dient.
• Die beiden Ausgänge der Frequenzteilerschaltung 6 sind mit zwei Eingängen eines Phasenwahlschalters 7 verbunden, mit dem der Fahrer die Phasenlage des Lichtes seiner Scheinwerfer und der dffnungsperioden des Lichtventiles in seinem Kraftfahrzeug steuern kann. Die Spannung der gewählten Phase wird hierzu vom Phasenwahlschalter 7 einem Verstärker 8 zugeführt, der eine nur schematisch dargestellte impulsbetriebene Scheinwerferanlage 9 und das oder die Lichtventile des Kraftfahrzeugssteuert, die z.B. , wie es in Figur 3 und 4 dargestellt ist, durch einen Motor 10 angetriebene rotierende Blendenräder 11 enthalten können.
• Der Oszillator 5 arbeitet vorzugsweise auf einer Frequenz in der Grössenordnung mn 100 kHz und hat eine ausreichende Frequenzstabilität, um die Synchronisation auch dann aufrechtzuerhalten, wenn der Empfang zeitweilig ausfällt, wie es z.B.
• beim Durchfahren einer Unterführung u.dgl. der Fall sein kann.
• Das in Figur 3 und 4 dargestellte Lichtventil mit den zwei gegenläufig rotierenden Blendenscheiben 11, die vorzugsweise jeweils über einen eigenen kleinen Synchronmotor angetrieben werden, ist nach Art einer Sonnenblende ausgebildet und kann nach Bedarf hochgeklappt oder in das Gesichtsfeld eingeschwenkt werden, wie es in Figur 3 dargestellt ist. Die Blendenscheiben haben schraffiert dargestellte undurchsichtige oder stark lichtdämpfende Sektoren, die einen Winkelbereich von 180° oder vorzugsweise etwas mehr als 180 einnehmen, während der Rest der Scheiben klar durchsichtig ist. Die Blendenscheiben 11 und die zugehörigen Motoren 10 sind an einer Trägerplatte 12 befestigt, die undurchsichtig oder stark lichtdämpfend ausgebildet sein kann.
• Wenn der Fahrer seine Kopfhaltung so einrichtet, daß sich seine Augen ziemlich nahe am unteren Rand der Blendenscheiben 11 befinden, kann er durch eine geringfügige Änderung der Koppdaltung mit oder ohne Sichtunterbrechung sehen. Dies gibt einerseits optimale Sicht in den Zeiten ohne Gegenverkehr und man kann auch bei eventuellen Störungen nicht die Sicht verlieren.
• Das Sichtventil gemäss Figur 4 kann auch nach Art einer am Kopf zu tragenden Brille ausgebildet sein. Ein solches brillenartiges Lichtventil könnte auch von Fußgängern benutzt werden.
• Statt des mit umlaufenden Blendenscheiben arbeitenden Lichtventils können selbstverständlich auch andere Arten von Lichtventilen verwendet werden, z.B. Fldssigkeitkristall-Lichtventile, wie sie z.B. in der Zeitschrift "Scientific American" ,April 1970, Seiten 100 bis 106 oder der DT-OS 1 811 529 beschrieben sind.
• Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung ist auch der Rückspiegel in die Einrichtung einbezogen und enthält ein Lichtventil, das die Blendung durch Scheinwerfer eines nachfolgenden Fahrzeuges ausschaltet. Dieses Lichtventil kann rotierende Blendenscheiben, eine Flüssigkristallschicht oder dgl. enthalten und wird gegenphasig zu dem Lichtventil gesteuert, durch das der Fahrer auf den vor ihm liegenden Fahrbahnteil blickt.
• Ein etwaiger Rückfahrscheinwerfer kann gegenphasig zu den Frontscheinwerfern betrieben werden.
• Die intermittierend strahlenden Scheinwerfer können Quecksilberdampf- oder Xenon-Hochdrucklampen enthalten. Die Kosten sind nur unwesentlich höher als bei Verwendung gewöhnlicher Glühlampen, insbesondere dann, wenn das Fernlicht durch einen einzigen Scheinwerfer erzeugt wird. Verfahren und Einrichtungen zum intermittierenden Betrieb von Gasentladungslampen sind bekannt, insbesondere aus der Stroboskop-Technik, so daß sich hier eine nähere Erläuterung erübrigt.
• Bei allen passiven Verkehrsteilnehmern,z.B. Fußgängern, die selbst keine Blendung verursachen können, wird das die Blendung verhindernde Lichtventil am einfachsten unmittelbar durch einen Lichtdetektor gesteuert. Anstelle einer rotierenden Blendenscheibe können selbstverständlich auch andersartige Blendenelemente treten, z.B. verschiebbare Jalousien, Lamellen u. dgl.

Claims (12)

Patentansprüche

1.) Einrichtung zur Verhinderung einer Blendung der Fahrer sich auf demselben Verkehrsweg begegnenden Fahrzeugen, die Scheinwerfer zur Beleuchtung des vor ihnen liegenden Teiles des Verkehrsweges haben, bei welcher den Scheinwerfern jeweils eine Lichtveränderungsvorrichtung und den Fahrern jeweils eine entsprechende Lichtauswahlvorrichtung, die im wesentlichen nur Licht von den Scheinwerfern der Fahrzeuge der eigenen Fahrtrichtung, nicht jedoch von den Scheinwerfern der Fahrzeuge der entgegenkommenden Fahrtrichtung durchläßt, zugeordnet sind, da d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Lichtveränderungsvorrichtung die Intensität des Scheinwerferlichtes mit einer vorgegebenen Frequenz und Phase moduliert; daß die Lichtauswahlvorrichtung ein gleichphasig mit dem Scheinwerferlicht des Fahrzeuges gesteuertes Lichtventil (10,11,12) enthält und daß eine Synchronisiervorrichtung vorgesehen ist, die die Intensität des Scheinwerferlichtes und die öffnungsperioden der Lichtventile der sich begegnenden Fahrzeuge gegenphasig steuert.

2.) Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Lichtveränderungsvorrichtung ein periodisches Ein- und Ausschalten der Scheinwerfer bewirkt.

3.) Einrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Synchronisiervorrichtung so ausgebildet ist, daß die Einschaltdauer pro Periode der Scheinwerferlichtmodulation kürzer ist als die öffnungsdauer pro Arbeitszyklus des Lichtventils.

4.) Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Scheinwerfer im Impulsbetreib arbeitende elektrische Entladungslampen enthalten.

5.) Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Lichtventil mindestens eine rotierende Blendenscheibe mit einem klar durchsichtigen und einem lichtdämpfenden Sektor enthält und mit einem mit der Scheinwerferlichtmodulation synchronisierten Antriebsmotor (10) verbunden ist.

6.) Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Lichtventil ein FlüssigkriB1-Lichtventil ist.

7.) Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Rückspiegel mit einem Lichtventil versehen ist, dessen Sdhließperioden mit den Einschaltperioden des Scheinwerferlichtes zusammenfallen.

8.) Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Synchronisiervorrichtung einen Hochfrequenzsender (S in Figur 2) zur Ausstrahlung eines Synchronisierungssignales und für jedes Fahrzeug ein Hochfrequenzempfangs- und Steuergerät (E) enthält, welches ein Synchronisationssignal für die Scheinwerfer und das Lichtsignal liefert.

9.) Einrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Empfangs- und Steuergerät einen Empfangsteil (1,2,3) zur Gewinnung des Synchronisationssignals , eine Schaltungsanordnung (5,6) zur Erzeugung eines örtlichen Signals der Frequenz des Synchronisationssignals, und eine Regelschaltung (4) zur Regelung der Frequenz und Phase des örtlich erzeugten Signales enthält.

10.) Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Empfangs- und Steuergerät (E) einen Wahlschalter (7) enthält, der zwei gegenphasige Versionen des das Scheinwerferlicht und das Lichtventil synchronisierenden Signals einzustellen gestattet.

11.) Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r ch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Synchronisiervorrichtung einen auf das Licht entgegenkommender Fahrzeuge ansprechenden Lichtdetektor enthält, der die Arbeitsfrequenz und -Phase des Scheinwerfer lichtes und des Lichtventiles des betreffenden Fahrzeuges in Abhängigkeit von der Frequenz und Phase des vom Lichtdetektor empfangenen Lichtes steuert.

12.) Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die ortsfeste Fahrbahnbeleuchtung mit einer Frequenz und Phase, die der Frequenz und Phase des Scheinwerfer lichtes der die betreffende Fahrbahn benutzenden Fahrzeuge synchronisiert ist.

L e e r s e i t e