DE2245568B1 - Selbsttaetiges steuergeraet fuer die aussenbeleuchtungsanlage von fahrzeugen - Google Patents

Selbsttaetiges steuergeraet fuer die aussenbeleuchtungsanlage von fahrzeugen

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein selbsttätiges Steuergerät für die Außenbeleuchtungsanlage von Fahrzeugen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, das mit einem am Fahrzeug angebrachten Lichtfühler verbunden ist und Schaltvorgänge bei kurzzeitigen HeI-ligkeitsänderungen verhindert.
Bekanntlich ist die Fahrzeug-Außenbeleuchtung bei Dunkelheit, Nebel oder Regen der wesentlichste Faktor, um das Fahrzeug für andere Verkehrsteilnehmer sichtbar zu mchen. Diese Funktion der Fahrzeug-Außenbeleuchtung ist in den meisten Verkehrssituationen noch wesentlicher als die Beleuchtung der vor dem Fahrer liegenden Fahrbahn. Leider wird gerade bei Situationen, bei denen es auf die Beleuchtung der Fahrbahn weniger ankommt, beispielsweise bei
as starkem Regen auf relativ gut beleuchteten Stadtstraßen usw., das Anschalten der Außenbeleuchtung häufig vergessen, was zu Unfällen führen kann. Es ist daher schon häufig versucht worden, selbsttätige Steuergeräte zur automatischen Einschaltung der Kraftfahrzeug-Außenbeleuchtung zu schaffen. Keines dieser Geräte hat es jedoch bisher zu einem wirksamen Einsatz in der Praxis gebracht, da die Wirkungsweise zu unvollkommen oder zu unzuverlässig war. Es ergibt sich dabei das Problem, daß bei zeitlich kurzen Helligkeitsunterschieden, wie sie beispielsweise bei der Durchfahrt des Fahrzeuges durch Torbögen, durch einzelne dichte Baumschatten oder auch bei der Vorbeifahrt an Beleuchtungskörpern usw. vorkommen, eine Ein- oder Ausschaltung der Fahrzeugbeleuchtung bewirkt wird. Ein solches Flackern des Lichtes würde jedoch außerordentlich störend und auch gefährlich im Verkehr sein, da es die Konzentration anderer Autofahrer stören würde oder ihm fälschlicherweise eine Signalfunktion beigemessen wird.
In dem deutschen Gebrauchsmuster 1949 075 ist bereits ein Beleuchtungsautomat für Kraftfahrzeuge beschrieben, in dem durch einen zu einem Fotowiderstand parallelgeschalteten Elektrolytkondensator dafür gesorgt ist, daß Schaltvorgänge bei kurzzeitigen Helligkeitsänderungen nicht eintreten sollen. Hier tritt jedoch der Nachteil auf, daß im wesentlichen nur eine Einschaltverzögerung geschaffen wird. Dies ist jedoch für die Praxis nicht ausreichend.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine selbsttätiges Steuergerät der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das von kurzzeitigen Änderungen der Außenhelligkeit nicht beeinflußt wird und eine gute Anpassung an die Gegebenheiten des Verkehrs ermöglicht, d.h. die Handlungsweise eines aufmerksamen und überlegenden Fahrers automatisch nachvollzieht.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß je eine gesonderte Ausschalt-Verzögerungseinrichtung, die beim Überschreiten des Ausschalt-Helligkeitswertes eine größere zeitliche Verzögerung der Ausschaltung bewirkt, und eine Einschalt-Verzögerungseinrichtung vorgesehen sind, die bei Unterschreiten des Einschalt-Helligkeitswertes
eine kleinere zeitliche Verzögerung der Einschaltung bewirkt.
Dadurch wird sichergestellt, daß beim Einfahren in einen Dunkelheitsbereich eine baldige Einschaltung des Lichtes erfolgt, jedoch das Licht beim Ausfahren aus diesem Bereich noch etwas langer eingeschaltet bleibt, für den Fall, daß noch einmal ein Dunkelheitsbereich nachfolgt. Es wird dadurch einer größeren Sicherheit Geniige getan in der Erkenntnis, daß eine etwas längere Einschaltung des Lichtes wesentlich ungefährlicher ist als ein zu spätes Einschalten.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können die Ausschalt- und Einschalt-Verzögerungseinrichtungen je wenigstens einen Elektrolytkondensator enthalten.
Es ist ferner vorteilhaft, wenn nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Dauer der Einschalt- und/oder der Ausschaltverzögerung durch die Schalt-Verzögerungseinrichtungen von dem während der Verzögerung vorliegenden Helligkeitswert abhängig ist. So wird beispielsweise beim Einfahren in einen sehr dunklen Tunnel oder beim Ausfahren aus einem Tunnel in den hellen Sonnenschein die Verzögerung sehr kurz sein, während die Schaltverzögerung lang ist, wenn das Fahrzeug einen nur etwas unterhalb des Einschalt-Helligkeitswertes liegenden Bereich, beispielsweise einen Waldschatten, passiert oder in einen etwas helleren Bereich einfährt, als es dem Ausschalt-Helligkeitswert entspricht. Erfahrungsgemäß ist in dem letzteren Falle nämlich eher damit zu rechnen, daß bald wieder ein die Umschaltung herbeiführender Helligkeitswert vorliegen würde.
Es ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß der Lichtfühler ein Fotowiderstand ist und in einem Zweig einer Spannungsteilerschaltung liegt, an die der Eingang eines Schmitt-Triggers angeschlossen ist, und daß ein Elektrolytkondensator in an sich bekannter Weise parallel zu dem Fotowiderstand und der andere Elektrolytkondensator in Parallelschaltung zum anderen Zweig der Spannungsteilerschaltung liegt. Dadurch wird eine einfache und zuverlässige Schaltung geschaffen, die den Gegebenheiten Rechnung trägt.
Das Steuergerät ist vorzugsweise zur Schaltung des Abblendlichtes, des Standlichtes und der Rücklichter ausgebildet. Auf jeden Fall wird vermieden, daß das Fernlicht durch die Einrichtung automatisch eingeschaltet wird, da dies nicht nur den Vorschriften widerspricht, sondern auch zur Gefährdung anderer Verkehrsteilnehmer führen kann.
Es ist ferner vorteilhaft möglich, daß das Steuergerät mit dem Stromkreis des Fernlichtes derart verbunden ist, daß das Steuergerät während der Einschaltdauer des Fernlichtes das Abblendlicht ausschaltet. Dadurch wird einerseits der Vorschrift insofern Genüge getan, als nie Fernlicht und Abblendlicht zusammen brennen können, und andererseits wird dafür gesorgt, daß das Steuergerät stets nur das Abblendlicht und nicht das Fernlicht einschaltet.
Das Steuergerät kann ferner vorteilhaft eine Einschalt-Verzögerungseinrichtung enthalten, die das Einschalten des Außenlichtes bei Inbetriebnahme des Fahrzeuges bzw. des Steuergerätes für eine das Starten des Motors des Fahrzeuges normalerweise ausreichende Zeitspanne verhindert. Durch diese Maßnahme wird vermieden, daß die Außenbeleuchtung sofort nach der Einschaltung der Zündung bei einem Kraftfahrzeug eingeschaltet wird und somit die Fahrzeugbatterie während des Startens des Motors zusätzlich belastet. Diese besondere Einrichtung, die vorteilhaft durch einen Thermo-Schalter gebildet sein kann, kann jedoch entfallen, wenn nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal das Steuergerät an den Ausgangsanschluß der Fahrzeug-Lichtmaschine angeschlossen ist. Damit ist dann sichergestellt, daß das Steuergerät erst wirksam wird, wenn die Fahrzeug-Lichtmaschine läuft, d.h. die Lichtmaschine Spannung abgibt.
Vorteilhaft kann der das Steuergerät speisende Stromkreis über wenigstens einen das Fernlicht betreibenden Glühfaden führen. Dadurch ist es besonders einfach möglich, die Abschaltung des Steuergerätes bei Einschaltung des Fernlichtes vorzunehmen, und andererseits ist das Steuergerät zusätzlich gegen Kurzschluß od. dgl. geschützt. Wenn ein solcher auftritt, brennt dann lediglich das Fernlicht.
Die Einrichtung nach der Erfindung leistet einen wesentlichen Beitrag zur Sicherheit des Straßenverkehrs. Unfälle, die aus dem Übersehen eines anderen Verkehrsteilnehmers gerade beim Übergang zwischen Hell und Dunkel wegen dessen mangelnder Beleuch-
s5 tung resultieren, können damit weitgehend ausgeschaltet werden. Ferner trägt die Einrichtung auch zur Bequemlichkeit des Fahrens bei, und der Fahrer kann sich auf die eigentlichen Fahraufgaben besser konzentrieren. Die Einrichtung ist besonders vorteilhaft beim Einfahren in Parkhäuser, Tiefgaragen, beim Durchfahren von Straßenunterführungen, Tunnels usw.
Weitere Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen hervor. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein schematisches Schaltbild einer Ausführungsform der Einrichtung nach der Erfindung und eines Teils einer Lichtanlage eines Kraftfahrzeuges, Fig. 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Funktionsweise der Einrichtung,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Lichtfühler und sein Gehäuse in vergrößertem Maßstab,
Fig. 4 eine Ansicht des Lichtfühlers nach Fig. 3, Fig. 5 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeuges mit zwei Anbringungsmöglichkeiten für den Lichtfühler und
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Fahrablaufes zur Erläuterung der Funktionsweise.
Im folgenden wird die Einrichtung bei ihrer wichtigsten Verwendung an einem Kraftfahrzeug beschrieben, obwohl sie auch für andere Lichter führende Fahrzeuge, wie beispielsweise Schienenfahrzeuge usw., brauchbar ist.
In Fig. 1 ist die Schaltung eines Steuergerätes 11 dargestellt, das an die Lichtanlage eines Kraftfahrzeuges 12 (Fig. 5) angeschlossen ist. Das Steuergerät besitzt ein Schaltrelais 13, dessen Schaltarm 14 bei Anziehen des Relais den Pluspol der Fahrzeugbatterie 15 mit Kontakten 16, 17 verbindet. Der Kontakt 16 schaltet das Abblendlicht 19 und eine Kontrollampe 22 und der Kontakt 17 Standlicht und Rücklicht 20 unabhängig von dem normalen Lichtschalter 21 des Kraftfahrzeuges ein. Die Magnetwicklung 23 des Relais 13 ist an den Kollektor eines Transistors 24 angeschlossen. Das Steuergerät ist mit der den Minuspol führenden Masse des Kraftfahrzeuges von einem Anschluß 25 aus über den Glühfaden der Fernlicht-
Glühlampe 26 angeschlossen. Ein Anschluß 27 des Steuergerätes 11 steht in später noch zu erläuternder Weise mit dem Pluspol der Batterie 15 in Verbindung. Ein Anschluß 28 des Steuergerätes 11 steht mit der positiven Anschlußklemme 29 des Scheibenwischermotors 31 in Verbindung, dessen negative Anschlußklemme 30 an Masse gelegt sein kann. Die positive Anschlußklemme 29 des Scheibenwischermotors 31 kann in üblicher Weise über den normalen Scheibenwischerschalter 32 des Kraftfahrzeuges an den Pluspol der Batterie 15 gelegt werden.
An das Steuergerät 11 ist ferner ein Lichtfühler 33 angeschlossen, der im dargestellten Beispiel ein Fotowiderstand ist und in später noch zu erläuternder Weise am Kraftfahrzeug 12 so angeordnet ist, daß er in Abhängigkeit von der das Fahrzeug umgebenden Helligkeit möglichst ohne Blendung beaufschlagt wird.
Die Schaltung des elektronischen Steuergerätes 11 ist wie folgt aufgebaut:
Der Lichtfühler 33 liegt in einem Zweig einer Spannungsteilerschaltung, und zwar in dem negativen, mit der Anschlußklemme 25 verbundenen Zweig 34. Der Zweig 34 der Spannungsteilerschaltung enthält außer dem Fotowiderstand 33 zwei mit ihm in Reihe geschaltete Widerstände 35,36 und ist an die Basis eines den Eingang eines Smith-Triggers bildenden Transistors 37 angelegt. Der andere Zweig 38 der Spannungsteilerschaltung ist über einen Widerstand 39 und einen Schalter 40 zur An- bzw. Abschaltung des Steuergerätes 11 an den Anschluß 27, d. h. an den Pluspol der Batterie, gelegt.
Der Kollektor des Transistors 37 steht mit der Basis des das Ausgangs-Schaltglied des Smith-Triggers bildenden Transistors 24 in Verbindung. Diese ist über einen Widerstand 41 und den Widerstand 35 mit dem negativen Anschluß 25 verbunden. Die Emitter beider Transistoren 24 und 37 sind über einen Widerstand 42 und den Schalter 40 an den positiven Anschluß 27 gelegt. Die Transistoren 24 und 37 des Smith-Triggers sind PNP-Transistoren. Ein Widerstand 43, der den positiven Anschluß 27 mit dem Kollektor des Transistors 24 verbindet, dient als Schutzwiderstand für den Transistor vor Induktionsüberspannungen, die beim Abschalten des Kammrelais entstehen könnten.
Der zum Scheibenwischer führende Anschluß 28 steht über eine Schaltwert-Verschiebungseinrichtung 44 mit der Spannungsteilerschaltung in Verbindung. Die Einrichtung 44 enthält einen Widerstand 45, der zwischen dem Anschluß 28 und einem zwischen Fotowiderstand 33 und Widerstand 36 liegenden Punkt des Spannungsteilerzweiges 34 eingeschaltet ist. Ein Kondensator 46 ist zwischen diesem Punkt und der Basis 48 des Transistors 37, also parallel zum Widerstand 36, angeschlossen. Ferner liegt im Zweig 28 eine Diode 90, die das Minus-Potential, das über die Wicklung des Scheibenwischermotors 31 zu dem Steuergerät kommen würde, sperrt.
Es ist ferner eine Schalt-Verzögerungseinrichtung 49 vorgesehen, die in Reihe geschaltet einen Widerstand 50 und einen Elektrolyt-Kondensator 51 besitzt. Diese sind parallel zum Widerstand 39 zwischen die Basis 48 des Transistors 37 und den Anschluß 27 geschaltet.
Zur Schalt-Verzögerungseinrichtung gehört weiterhin ein Elektrolyt-Kondensator 91, der parallel zum Lichtfühler geschaltet ist.
Ferner besitzt das Steuergerät 11 eine Schaltwert-Verzögerungseinrichtung 52, die einen Widerstand 53 enthält, der zwischen die Basis 48 des Transistors 37 und die Klemme für das Abblendlicht bzw. den Kontakt 16 eingeschaltet ist.
Das Steuergerät besitzt ferner eine Einschalt-Verzögerungseinrichtung 54, die aus einem Thermo-Verzögerungsschalter mit einem Heizwiderstand 55 und einem Schaltkontakt 56 besteht, der die Basis des Transistors 24 bzw. den Kollektor des Transistors 48
ίο in unbeheiztem Zustand an den positiven Zweig 38 legt.
Außerhalb des Steuergerätes ist in Fig. 1 ferner ein Umschalter 57 gezeigt, der eine in Fig. 1 gezeigte Parklichtstellung und eine Fahrtstellung besitzt. In der dargestellten Parklichtstellung sind die zu den Kontakten 16 und 17 am Relais 13 führenden Leitungen vom Abblendlicht 19 bzw. Rücklicht 20 (das Standlicht ist der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt) getrennt, und dafür ist einer der Kontakte, und zwar der Kontakt 17, an einen Parklichtschalter 58 angelegt, der normalerweise im Wagen vorhanden ist. Durch diesen Parklichtschalter kann das Parklicht wahlweise auf der einen oder anderen Fahrzeugseite eingeschaltet werden. Der Umschalter 57 hat ferner einen Kontaktarm 60, der in der Parklichtstellung den Pluspol der Batterie 15 unmittelbar an den Anschluß 27 anlegt, während in der anderen, während der Fahrt oder beim Stand ohne Betätigung des Parklichtes eingenommenen Stellung der Pluspol über dem Zündkontakt 61 an den Anschluß 27 gelegt ist.
Fig. 2 ist ein Diagramm, an Hand dessen nachstehend die Funktion der Einrichtung erläutert wird. Es ist dort bei von links nach rechts abnehmender Helligkeit ein normaler Helligkeits-Schwellenbereich durch ein schraffiertes Feld angedeutet. Seine zur niedrigen Helligkeit, d.h. zur »Nacht« weisende Begrenzung bildet den Einschaltpunkt 66 und die zur höheren Helligkeit hin liegende Begrenzung den Ausschaltpunkt 67. Ferner ist mit strichlierten Linien und strichlierter Schraffur ein verschobener Helligkeits-Schwellenbereich 68 angedeutet, dessen entsprechende Punkte 69, 70 die verschobenen Ein- und Ausschaltpunkte bedeuten.
In Fi g. 3 ist ein Lichtfühler 71 in Form eines Foto-Widerstandes mit seinem Gehäuse 72 dargestellt. Dies kann ein einfaches Kunststoffgehäuse sein, das mittels Schrauben an der gewünschten Stelle der Fahrzeugkarosserie angebracht werden kann. Der Lichtfühler 71 ist in einer Kammer 73 angeordnet, die über eine Lichtzutrittsöffnung 74 von unten her Licht erhält. In dieser Kammer ist ein Regelschieber 75 angeordnet, der über eine Einstellschraube 76 derart verschoben werden kann, daß er die Lichtzutrittsöffnung 74 mehr oder weniger verschließt. Aus F i g. 4, die das Gehäuse in etwa natürlicher Größe zeigt, ist zu erkennen, daß die Stellung des Schiebers 75 durch ein Fenster 77 von außen zu beobachten ist, so daß auf einer dort angebrachten Skala die Einstellung abgelesen werden kann. Ein nach unten weisender Rand 78 schützt die Öffnung 74 vor seitlichem Blendlicht.
Fig. 5 zeigt ein Kraftfahrzeug 12, in dessen Innenraum 81 ein Lichtfühler 71' angeordnet ist, und zwar im Bereich des vorderen Fußraumes, an dessen oberer Begrenzung mit der Lichtzutrittsöffnung nach unten weisend. Dort ist der Lichtfühler gegen Verschmutzung und Blendlicht am besten geschützt. Eine andere Anbringungsmöglichkeit ist durch den Lichtfühler 71" dargestellt, der hinter dem Kühlergrill 82 mit seiner
Lichtzutrittsöffnung nach unten weisend dargestellt ist. Es ist angedeutet, daß durch eine besonders lange Ausbildung des Randes 78 oder eine andere schachtartige Abdeckung die Verschmutzungsgefahr so gering wie möglich gehalten wird. Wesentlich ist jedenfalls, daß an diesen Stellen die Lichtsonde nicht nur gegen Verschmutzung und Blendlicht, sondern auch gegen mutwillige oder versehentliche Verstellung bestens geschützt ist.
Es ist jedoch auch vorteilhaft möglich, mehrere Lichtfühler am Kraftfahrzeug anzubringen, beispielsweise beide Lichtfühler 7Γ und 71". Dabei sollte darauf geachtet werden, daß die beiden Lichtfühler derart angebracht sind, daß eventuelle Beeinflussungen ihrer Anzeige im Verhältnis zu dem wahren Helligkeitswert sich gegenseitig aufheben.
Im folgenden wird die Funktion der Einrichtung nach der Erfindung beschrieben:
Wie bereits erwähnt, liegt der als Fotowiderstand ausgebildete Lichtfühler 33 in einem Zweig einer Spannungsteilerschaltung. Derartige Fotowiderstände können ihren Widerstand in Abhängigkeit von der Helligkeit in sehr großem Umfange ändern. So kann beispielsweise der Widerstand des Lichtfühlers 33 bei Sonneneinstrahlung 50 Ohm, bei völliger Dunkelheit jedoch 10 ΜΩ betragen. Im in Fig. 1 dargestellten ausgeschalteten Zustand ist das Gerät stromlos, da einerseits das Schaltrelais 13 geöffnet ist und andererseits das Steuergerät mittels des Schalters 40 ausgeschaltet ist. Die Einschaltverzögerungseinrichtung ist wirksam, d. h. der Schaltkontakt 55 ist geschlossen. Wenn jetzt das Steuergerät 11 durch Einschalten des Schalters 40 eingeschaltet wird, so bleibt das Steuergerät noch außer Betrieb, da der Schaltkontakt 56 geschlossen ist. Erst wenn der über den Widerstand 55 fließende Strom, beispielsweise nach etwa 30 Sekunden, den beispielsweise als Bimetall ausgebildeten Schaltkontakt 56 öffnet, kann das Steuergerät wirksam werden. In dem dargestellten Falle, wo die Einschaltung durch den Schalter 40 erfolgt, da der Umschalter 57 auf Parklichtstellung ist, wäre diese Verzögerung an sich nicht notwendig, wohl aber, wenn das Steuergerät 11 bei (normalerweise stets) geschlossenem Schalter 40 durch Schließen des Zündkontaktes 61 zusammen mit dem Starten des Motors in Betrieb genommen wird.
Es sei angenommen, das Kraftfahrzeug 12 befinde sich in ausreichenden Lichtverhältnissen, d. h. im Helligkeitsbereich 85 im Diagramm nach Fig. 2. Dabei hat der Lichtfühler 33 einen relativ geringen Widerstand, so daß die Spannung an der Basis 48 des Transistors negativ ist, oder besser in dem Bereich liegt, in dem der Transistor 37 durchgeschaltet ist. Es fließt dann von dem über den Widerstand 42 an Plus liegenden Emitter des Transistors 37 diese Spannung zur Basis des Transistors 24, der somit den Stromdurchgang von seinem Emitter zur Wicklung 23 des Schaltrelais 13 sperrt. Die Kontakte des Relais sind also weiterhin offen, und das Licht bleibt abgeschaltet. Die Spannungsteilerschaltung ist derart bemessen, daß dieser Schaltzustand bis zum Einschaltpunkt 66 erhalten bleibt. Bei Unterschreitung der an diesem Punkt vorliegenden Helligkeit, d.h. in dem Dunkelheitsbereich 86 in F i g. 2, hat der Widerstand des Lichtfühlers 33 und damit des Zweiges 34 der Spannungsteilerschaltung so weit zugenommen, daß die Spannung an der Basis 48 des Transistors 37 so weit ins Positive verschoben wurde, daß der Transistor 37 abschaltet.
Er sperrt dann den Durchgang von seinem Emitter zu seinem Kollektor, so daß die Basis des Transistors 24 über die Widerstände 41 und 35 sowie über den Glühfaden der Fernlichtlampe 26 am Minuspol der Batterie liegt. Das durch den Transistor 24 gebildete Schaltglied schaltet also durch, und es fließt über den Widerstand 42, den Emitter 24 des Transistors, seinen Kollektor, die Magnetwicklung des Schaltrelais 13 und die Fernlichtlampe 26 ein Strom, der das Relais
ίο 13 zum Anziehen bringt und den Kontaktarm 14 mit den Kontakten 16,17 in Verbindung bringt. Dadurch wird in der Stellung des Umschalters 57 nach Fig. 1 das Parklicht eingeschaltet. Es ist jedoch zu erkennen, daß beim Fahren, wenn der Umschalter 57 sich in seiner anderen Stellung befindet, das Abblendlicht und das Rücklicht sowie das der Einfachheit halber nicht dargestellte Standlicht brennen. Außerdem brennt die Kontrollampe 22.
Wenn jetzt die Helligkeit wieder etwas zunimmt,
ao d.h. das Kraftfahrzeug in den Helligkeits-Schwellenbereich 65 hineingerät, so wird die Schaltwert-Verschiebungseinrichtung 52 wirksam, um zu verhindern, daß das Außenlicht 19, 20 bzw. 59 sofort wieder abschaltet. Es wäre sehr lästig, wenn das Licht ständig an- und ausschalten würde, wenn beispielsweise beim Fahren des Fahrzeuges durch Bodeneinschnitte od. dgl. die Helligkeit ständig um den Schaltpunkt 66 schwanken würde. Da das Relais 13 geschlossen ist, ist der Pluspol der Batterie 15 über den Widerstand 53 an die Basis des Transistors 37 gelegt. Dadurch wird das Spannungsteilerverhältnis verschoben, und die an der Basis 48 vorliegenden Spannungsverhältnisse tendieren mehr ins Positive, d. h. der Transistor 37 bleibt gesperrt. Die Schaltwert-Verzögerungseinrichtung 52 ist so bemessen, daß am Ausschaltpunkt 67, d. h. am helleren Ende des Helligkeits-Schwellenbereiches 65 an der Basis 48 des Transistors 37, der gleiche Spannungswert vorliegt, wie er ohne die Zuschaltung der Schaltwert-Verzögerungseinrichtung am Einschaltpunkt 66 vorgelegen hatte. Der Transistor 37 schaltet also durch, wodurch der Transistor 24 sperrt und das Schaltrelais 13 abfällt.
Die Schaltwert-Verschiebungseinrichtung 52 kann jedoch auch einfacher aufgebaut sein. Der über das
Relais zugeschaltete Widerstand 53 kann entfallen. Durch eine hochohmige Bemessung der Widerstände in der Spannungsteilerschaltung wird beim Durchschalten des Transistors 24 durch den über dessen Basis und die Widerstände 41 und 35 fließenden Strom das Spannungsteiler-Verhältnis am Punkt 48 in Positive verschoben. Es wird also über den Widerstand 41 und Basis bzw. Emitter des Transistors 24 sowie Widerstand 42 ein Parallelzweig geschaffen, der ein »Zusammenbrechen« der Spannung hinter dem Widerstand 35 bewirkt.
Durch die Schaltverzögerungseinrichtung 49 wird verhindert, daß die Außenbeleuchtung durch das Steuergerät 11 ein- oder ausgeschaltet wird, wenn nur eine sehr kurze Zone großer Dunkelheit bzw. großer Helligkeit durchfahren wird. So soll beispielsweise beim Durchfahren eines Torbogens oder eines sehr kräftigen Baumschattens das Licht noch nicht einschalten, auch wenn die Helligkeit an sich zu einer Einschaltung führen würde. Andererseits soll das Licht nicht ausschalten, wenn beispielsweise zwischen zwei Tunnels ein freies Zwischenstück durchfahren wird. Auch soll im Dämmerungsbereich das Auftreten zwar intensiver, aber kurzer Schatten oder Lichtstrei-
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fen noch nicht zu einem Schalten führen. Der Kondensator 51 mit vorgeschaltetem Widerstand 50, der zur Schaltverzögerungseinrichtung 49 gehört, ist derart aufgeladen, daß seine Entladung jeweils zu einer Verlängerung des bestehenden Zustandes an der Basis 48 des Transistors 37 führt. Es kann damit eine Verzögerung von 5 bis 10 Sekunden erzielt werden. Da die Ladung bzw. Entladung des Kondensators 51 über den Lichtfühler 33 erfolgt, ist die Schaltverzögerung abhängig von dem Helligkeitswert, der während der Ladung bzw. Entladung des Kondensators herrscht, da dann der Fotowiderstand eine schnelle oder weniger schnelle Entladung zuläßt. Bei größerer Helligkeit ist die Verzögerung geringer als bei geringer Helligkeit. Bei der Ausfahrt aus einem Tunnel in helles Sonnenlicht schaltet also das Außenlicht relativ schnell ab, während eine etwas hellere Lücke zwischen zwei Waldstücken bei Dämmerung zu einer längeren Verzögerung führt. Es sei erwähnt, daß der Kondensator 51 zwar bei seiner Wieder-Aufladung auch eine gewisse Einschaltverzögerung mit sich bringt, aber in erster Linie dient er zur Ausschaltverzögerung.
Die Einschaltverzögerung bewirkt der Elektrolyt-Kondensator 91. Bei plötzlichem Einfahren in eine Dunkelzone steigt der Widerstand des Lichtfühlers 33 sehr stark an, so daß das Spannungsgefälle am Kondensator 91 vergrößert wird und dieser sich auflädt. Während der Ladezeit, die von der naturgegebenen Trägheit des Elektrolyt-Kondensators und den Widerständen im Stromkreis sowie seiner Kapazität abhängt, wird der bestehende Zustand an der Basis 48 aufrechterhalten und eine Einschaltung des Lichts unterbleibt, obwohl die Helligkeit unter den Einschaltpunkt abgesunken ist. Bei Eintreten plötzlicher Helligkeit wird die Ladung des Kondensators 91 jedoch über den nunmehr niederohmigen Lichtfühler 33 entladen. Es ist zu erkennen, daß auch bei der Einschaltverzögerung der Helligkeitswert während der Verzögerungszeit die Dauer beeinflußt.
Die Schaltwert-Verschiebungseinrichtung 44 arbeitet wie folgt: Bei abgeschaltetem Scheibenwischer sperrt die Diode 90 die Verbindung zum Scheibenwischermotor 31. Wird jetzt jedoch der Scheibenwischerschalter 32 geschlossen, so wird an die Anschlußklemme 29 des Scheibenwischers der Pluspol der Batterie angelegt, so daß auch der ganze zur Schaltwert-Verschiebungseinrichtung 44 gehörende Zweig Plus-Polarität bekommt und, da die Diode 90 in dieser Richtung offen ist, die Spannungsteilerschaltung, für die Basis 48 des Transistors 37 betrachtet, zur positiven Polarität hin verschoben wird. Das ist jedoch gleichwirkend mit einer Erhöhung des Widerstandes des Lichtfühlers 33, so daß für die Schaltung eine geringere Helligkeit vorgetäuscht wird. Die Ein- und Ausschaltpunkte verschieben sich also auf die in Fig. 2 gezeigten Werte 69 und 70, und der Schwellenbereich 68 liegt jetzt zwischen diesen beiden Punkten.
Da aber der Kondensator 46 vor der Betätigung des Scheibenwischers über den Lichtfühler 33 usw. an Masse lag, so wird bei der Betätigung des Scheibenwischers durch den Schalter 32 der Elektrolyt-Kondensator 46 an die positive Polarität der Batterie 15 gelegt und deshalb umgepolt. Dadurch entsteht ein kurzer Stromstoß auf die Basis des Transistors 37, die dadurch für kurze Zeit überhöhte Spannung bekommt und den Transistor 37 abschaltet, was wiederum zur Folge hat, daß der Endtransistor 24 des Smith-Triggers durchschaltet und somit das Relais 13 zum Anziehen bringt und damit das Licht einschaltet. Durch Bemessung des Widerstands 45 kann diese Einschalt-Vorverschiebung unterschiedlich groß bemessen werden. Normalerweise wird man sie so legen, daß sie nur dann wirksam wird, wenn sich die Helligkeit in dem verschobenen Schwellenbereich 68 befindet. In Fig. 2 ist diese Vorverschiebung des Einschaltpunktes durch einen Pfeil angedeutet, und die
ίο größte Helligkeit, bei der eine sofortige Einschaltung bei Betätigung des Scheibenwischers eintritt, ist mit 95 bezeichnet.
Es ist bereits dargelegt worden, daß es vorteilhaft ist, den Anschluß 25 über den oder die Glühfäden des Fernlichts 26 an Masse zu legen. Dadurch wird jedoch noch ein weiterer wesentlicher Vorteil erreicht. Wenn durch Schließen des Fernlichtschalters 96 bei eingeschaltetem Steuergerät 11, d.h. brennendem Abblendlicht 19, nunmehr das Fernlicht eingeschaltet
ao wird, so wird an den Anschluß 25 anstatt bisher negative positive Polarität gelegt. Dadurch fließt in dem gesamten Steuergerät kein Strom mehr, und insbesondere bleiben auch beide Transistoren gesperrt. Das bedeutet, daß das Relais 13 abfällt, so daß, wie es erwünscht und vorgeschrieben ist, das Abblendlicht nicht gleichzeitig mit dem Fernlicht brennt. Selbstverständlich bleiben das Rücklicht und auch das Standlicht brennen. Dieses wird zusammen mit dem Fernlicht eingeschaltet. Das Ausschalten des Fernlichts stellt den ursprünglichen Zustand wieder her.
An Hand von F i g. 6 wird in Form eines praktischen Beispiels die Funktionsweise des Anmeldungsgegenstandes erläutert. In Fig. 6 sind im oberen Abschnitt an Hand von Symbolen verschiedene Vorkommnisse oder Gegebenheiten aufgeführt, die Einfluß auf die Einrichtung nehmen. In dem Diagramm ist in senkrechter Richtung die Helligkeit aufgetragen, und von links nach rechts ist ein Zeitmaßstab aufgetragen, wobei die Kurve einerseits die unterschiedlichen Helligkeiten anzeigt und andererseits den Schaltzustand. Dabei bedeutet ein einfacher Strich ausgeschaltetes Abblendlicht, während ein doppelter Strich eingeschaltetes Abblendlicht bedeutet. In waagerechter Richtung sind außerdem die aus Fig. 2 erkennbaren Schaltgrenzen 66,67,69,70,95 angedeutet sowie die zwischen ihnen vorliegenden Schwellenbereiche 65 und 68.
Ein mit eingeschaltetem Steuergerät in der Nacht fahrendes Fahrzeug, bei dem das Steuergerät das Abblendlicht eingeschaltet hat, kommt beim Punkt A in den Dämmerungsbereich, d.h. in den Schwellenbereich 65. Wegen der Schaltwert-Verzögerung bzw. Hysterese durch die Schaltwert-Verzögerungseinrichtung wird jedoch verhindert, daß das Licht abschaltet. Auch Helligkeitsschwankungen in diesem Bereich, die beispielsweise durch Baumschatten usw. hervorgerufen sein können, führen nicht zu einem Schalten. Am Punkt B fährt das Fahrzeug an einem Bergeinschnitt vorbei, durch den schon etwas Helligkeit der aufgehenden Sonne auf die Straße kommt. Es ergibt sich daraus eine kurzzeitige Überschreitung des Einschaltpunktes 66, der den Helligkeits-Schwel-Ienbereich65 nach oben begrenzt. Da jedoch die Helligkeitserhöhung relativ gering ist, ist die von der Schaltverzögerungseinrichtung 49 bewirkte Zeitverzögerung AtA1 größer als die Dauer der Überschreitung, so daß keine Ausschaltung des Lichtes erfolgt. Erst wenn das Fahrzeug am Punkt C für längere Zeit
aus dem Helligkeitsschwellenbereich 65 herauskommt, erfolgt an dem mit einem schwarzen Punkt gekennzeichneten Zeitpunkt eine Ausschaltung des Abblendlichtes.
Im weiteren Verlauf der Darstellung fährt ein am hellen Tage fahrendes Fahrzeug am Punkt D in eine kurzzeitige Dunkelheitszone hinein, die jedoch nicht sehr intensiv ist. Sie ist durch einen Torbogen symbolisiert. Dabei sinkt die Helligkeit unter den Einschaltpunkt 66 ab, so daß an sich eine Einschaltung des Abblendlichtes erfolgen würde. Dies verhindert jedoch wiederum die Schal !verzögerungseinrichtung 49, die wegen der relativ geringen Unterschreitung des Einschaltpunktes 66 eine relativ große Einschaltverzögerung AtEl schafft. Da die Zeit zum Durchfahren des Torbogens geringer ist als diese Zeitverzögerung, erfolgt keine Einschaltung. Im weiteren Verlauf der Kurve fährt ein Fahrzeug aus dem hellen Tageslicht beim Punkt E in einen relativ langen Tunnel ein, in dem Dunkelheit herrscht. Da während der nun einsetzenden Verzögerungszeit ein sehr geringer Helligkeitswert vorliegt, ist auch die Einschaltverzögerung AtE2 sehr gering, so daß kurz nach dem Einfahren in den Tunnel das Abblendlicht eingeschaltet wird, was in der Zeichnung durch einen Kreis symbolisiert ist. An einem Punkt F schaltet der Fahrer im Tunnel das Fernlicht ein. Dadurch wird das Abblendlicht ausgeschaltet und erst wieder eingeschaltet (am Punkt G), wenn der Fahrer das Fernlicht wieder ausschaltet. Am Punkt H fährt das Fahrzeug aus dem Tunnel hinaus ins helle Tageslicht. Durch die sehr große Helligkeitsdifferenz bemißt die Schaltverzögerungseinrichtung 49 die Einschaltverzögerung AtA1 sehr klein, so daß das Abblendlicht kurz nach der Ausfahrt aus dem Tunnel abgeschaltet wird. Es sei jedoch bemerkt, daß die vergleichbaren Einschaltverzögerungen geringer gehalten werden sollten als die entsprechenden Ausschaltverzögerungen, damit bei der Einfahrt in einen dunklen Bereich schon nach kürzester Zeit das Licht angeht. Das ist durch entsprechende Bemessung der Kondensatoren 51 bzw. 91 in Fig. 1 durchaus möglich.
Ein im weiteren Verlauf der Darstellung nach F i g. 6 am Tage mit ausgeschaltetem Licht fahrendes Fahrzeug kommt in schlechtes Wetter, in dessen Verlauf die Helligkeit zwar stark zurückgeht, jedoch noch nicht den normalen Helligkeits-Schwellenbereich 65 und schon gar nicht den Einschaltpunkt 66 erreicht. Die Helligkeit liegt vielmehr in dem verschobenen Schwellenbereich 68, genauer gesagt, zwischen den Einschaltpunkten 66 und 95. Am Punkt / beginnt es zu regnen, und der Fahrer schaltet den Scheibenwischer ein. Dadurch wird die Schaltwert-Verschiebungseinrichtung 44 zur Verschiebung der Schaltpunkte von 66 auf 69 und von 67 auf 70 wirksam, und außerdem bewirkt der Kondensator 46 in der oben beschriebenen Weise eine Aufwärtsverschiebung des Schaltpunktes bis zum Punkt 95. Das Licht wird daher eingeschaltet und bleibt so lange eingeschaltet, wie sich das Fahrzeug in dem verschobenen Schwellenbereich 68 befindet. Am Punkt K ist zwar der Scheibenwischer immer noch eingeschaltet, aber die Helligkeit ist doch schon wieder so groß geworden, daß gute Sicht vorhanden ist und das Fahrzeug aus dem verschobenen Helligkeitsbereich 68 herausfährt. Dadurch schaltet das Licht ab. Bei immer noch laufendem Scheibenwischer fährt nun das Fahrzeug wieder in den verschobenen Schwellenbereich 68 ein. Da
ίο der Scheibenwischer noch läuft, erfolgt keine sofortige Einschaltung, sondern erst, wenn die Helligkeit unter den verschobenen Einschaltpunkt 69 gesunken ist (Punkt L). Es sei jedoch bemerkt, daß der Fahrer hier durch kurzes An- und Ausschalten des Scheibenwischers die Automatik entsprechend beeinflussen kann. Ferner sei bemerkt, daß der Anschluß an den Scheibenwischer normalerweise so erfolgt, daß eine eventuell vorgesehene Impulsschaltung nicht jedesmal eine Verschiebung des Schwellenbereiches auf-
ao wärts und abwärts bewirkt.
Hier ist es vielmehr vorteilhaft, die Automatik nicht unmittelbar an den Scheibenwischermotor zu legen, sondern lediglich von dem Scheibenwischerschalter beeinflussen zu lassen.
as Nachdem am Punkt L das Licht eingeschaltet war, wird es wieder heller, und der Helligkeitswert bewegt sich im Bereich 68. Wenn nun nach Aufhören des Regens und Abtrocknen der Straße der Fahrer den Scheibenwischer am Punkt M ausschaltet, so wird auch das Licht damit ausgeschaltet, da nunmehr der Schwellenbereich 65 gültig ist und der Ausschaltpunkt 67 überschritten ist.
Im weiteren Verlauf der Kurve fährt das Fahrzeug in die Abenddämmerung, wobei die Durchschnittshelligkeit im normalen Schwellenbereich 65 liegt. Daher bleibt das Licht ausgeschaltet, auch wenn das Fahrzeug zwischen den Punkten N und O beispielsweise durch eine Allee mit großen Bäumen fährt, deren Schatten ein kurzzeitiges Absinken des Helligkeitswertes unter den Schaltpunkt 66 bewirken. Die zeitliche Dauer dieser Dunkelzonen liegt unterhalb der Einschaltverzögerung AtE, wobei dieses im vorliegenden Falle relativ groß ist. Erst wenn das Fahrzeug am Punkt P die Helligkeit des Einschaltwertes 66 für etwas längere Zeit unterschreitet, erfolgt eine Einschaltung. Danach führt dann auch eine längerfristige Erhöhung der Helligkeit, die in dem Bereich 65 bleibt, nicht mehr zu einem Abschalten.
Von dem Ausführungsbeispiel sind zahlreiche Ab-Wandlungen möglich. So kann beispielsweise statt mehrerer Lichtfühler ein Lichtfühler verwendet werden, dem über an sich bekannte Lichtleitkabel Licht von verschiedenen Stellen zugeführt wird.
Es ist sehr vorteilhaft und zuverlässig, die Schaltwert-Verschiebungseinrichtung durch Einschaltung des Scheibenwischers zu betätigen. Es ist jedoch auch möglich, eine Feuchtigkeitssonde an das Steuergerät anzuschließen, die die Schaltwertverschiebung veranlaßt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Copy

Claims (11)

Patentansprüche:
1. Selbsttätiges Steuergerät für die Außenbeleuchtungsanlage von Fahrzeugen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, das mit einem am Fahrzeug angebrachten Lichtfühler verbunden ist und Schaltvorgänge bei kurzzeitigen Helligkeitsänderungen verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß je eine gesonderte Ausschalt-Verzögerungseinrichtung (51,49), die beim Überschreiten des Ausschalt-Helligkeitswertes (67,70) eine größere zeitliche Verzögerung der Ausschaltung bewirkt, und eine Einschalt-Verzögerungseinrichtung (91) vorgesehen sind, die bei Unterschreiten des Einschalt-Helligkeitswertes eine kleinere zeitr liehe Verzögerung der Einschaltung bewirken.
2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschalt- und Einschalt-Verzögerungseinrichtungen je wenigstens einen Elektrolytkondensator (51, 91) enthalten.
3. Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Einschalt- und/oder der Ausschaltverzögerung durch die Schalt-Verzögerungseinrichtung (49,91) von dem während der Verzögerung vorliegenden Helligkeitswert abhängig ist.
4. Steuergerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtfühler (33) ein Fotowiderstand ist und in einem Zweig (34) einer Spannungsteilerschaltung liegt, an die der Eingang (48) eines Schmitt-Triggers angeschlossen ist und daß ein Elektrolytkondensator (91) in an sich bekannter Weise parallel zu dem Fotowiderstand (33) und der andere Elektrolytkondensator (51) in Parallelschaltung im anderen Zweig (38) der Spannungsteilerschaltung liegt.
5. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (11) zur Schaltung des Abblendlichts (19), des Standlichts und der Rücklichter (20) ausgebildet ist.
6. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (11) mit dem Stromkreis des Fernlichts (26) derart verbunden ist, daß das Steuergerät (11) während der Einschaltdauer des Fernlichts (26) das Abblendlicht (19) ausschaltet.
7. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (11) eine Einschalt-Verzögerungseinrichtung (54) enthält, die das Einschalten des Außenlichts (19, 20) bei Inbetriebnahme des Fahrzeuges (12) für eine das Starten des Motors des Fahrzeuges (12) normalerweise ausreichende Zeitspanne verhindert.
8. Steuergerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschalt-Verzögerungseinrichtung (54) ein Thermo-Schalter ist.
9. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis
8, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (11) an den Ausgangsanschluß der Kraftfahrzeug-Lichtmaschine angeschlossen ist.
10. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis
9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umschalter (57) vorgesehen ist, der das Steuergerät (11) aus dem Außenlicht-Stromkreis ausschaltet und es in einen Stromkreis eines Parklichts (59) einschaltet.
11. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der das Steuergerät (11) speisende Stromkreis über einen Glühfaden des Fernlichts (26) führt.
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