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Selbsttätiges Steuergerät für die Außenbeleuchtungsanlage von Fahrzeugen
Die erfindung bezieht sich auf ein selbsttätiges Steuergerät für die Außenbeleuchtungsanlage
von Fahrzeugen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, das in Abhängigkeit von dem Außen-Helligkeitswert
ein automatisches An- und Abschalten der Fahrzeug-Außenbeleuchtung bewirkt, das
mit einem am Fahrzeug angebrachten Lichtfühler verbunden ist.
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Bekanntlich ist die Fahrzeug-AuBenbeleuchtung bei Dunkelheit, Nebel
oder Regen der wesentlichste Faktor, um das Fahrzeug.für andere Verkehrsteilnehmer
sichtbar zu machen.
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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 starkem Regen auf relativ gut beleuchteten
Stadtstraßen etc., das Anschalten der Außenbeleuchtung häufig vergessen, was zu
Unfällen führen kann. Es ist daher schon häufig versucht worden, selbsttätige Steuergeräte
dafür zu schaffen.
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Keines dieser Geräte hat es jedoch bisher zu einem wesentlichen praktischen
Einsatz gebracht, da die Wirkungsweise zu unvollkommen oder zu unzuverlässig war.
Es ist nämlich nur zu unvollkommen berücksichtigt worden, daß die Einschaltung des
Außenlichtes nicht nur vom Helligkeitswert abhängt, sondern auch von zahlreichen
anderen UmwStfiktoren, die der Fahrer automatisch berücksichtigt, eine selbsttätige
Anlage jedoch nur sehr schwer berücksichtigen kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein selbsttätiges Steuergerät
der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem die Anpassung an die umweltbedingten
Einflüsse in noch stärkerer Weise vorhanden sind, so daß das Steuergerät die Aufgabe
eines vorausschauenden und umsichtigen Fahrers in bezug auf die Lichteinschaltung
übernehmen kann.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Steuergerät
eine Schaltwert-Verschiebungseinrichtung enthält, die bei Einschaltung des Scheibenwischers
des Fahrzeugs eine Erhöhung des oder der Helligkeitswerte bewirkt, bei denen eine
Aus- bzw. Einschaltung der Außenbeleuchtungsanlage erfolgt.
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Dadurch wird in vorteilhafter Weise dafür gesorgt, daß bei Regen oder
starkem Nebel, bei denen der Einsatz des Scheibenwischers notwendig ist, das Licht
früher eingeschaltet wird. Damit ist einerseits den entsprechenden Vorschriften
Genüge getan und andererseits wird gerade bei diesen Fahrverhältnissen
eine
Sicherheit gegen dan Vergessen der Einschaltung des Außenlichtes geschaffen, da
viele Fahrer in außerordentlich gefährlicher Weise das Außenlicht erst einschalten,
wenn sie selbst schlecht sehen können, ohne zu berücksichtigen, daß sie selbst auch
gesehen werden müssen. Die Einschaltung des Scheibenwischers nimmt jedoch jeder
Fahrer vor, wenn die entsprechenden Verhältnisse vorliegen. Dabei wird dann dafür
gesorgt, daß die Einschaltung des Lichtes dann schon bei Helligkeitswerten erfolgt,
die ohne Regen oder Nebel eine Einschaltung noch nicht erforderlich machen würden.
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Bei einer einfachen Ausführungsform der Erfindung kann das Steuergerät
vorteilhaft an den zum Scheibenwischermotor führenden Stromkreis angeschlossen sein.
Insbesondere ist es vorteilhaft möglich, daß eine zum Steuergerät führende Leitung
über den Scheibenwischermotor an einem Pol des Fahrzeugstromnetzes angeschlossen
ist und beim Einschalten des Scheibenwischers die andere Polarität erhält. Dabei
kann die Schaltwert-Verschiebungseinrichtung vorzugsweise eine Diode enthalten.
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Bei einer vorteilhaften und sehr betriebssicheren Ausführungsform
kann die Schaltwert-Verschiebungseinrichtung an eine Spannungsteilerschaltung zur
Verschiebung des Spannungsteilerverhältnisses bei Einschaltung des Scheibenwischers
angeschlossen sein. Es ist ferner von Vorteil, wenn die Schaltwert-Verschiebungseinrichtung
derart ausgebildet ist, daß die Betätigung einer Impulsschaltung für kurzes An-
und Ausschalten des Scheibenwischers keine Schaltwert-Verschiebung herbeiführt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann das Steuergerät
eine
vom Schaltzustand abhängige Schwellwert-Einrichtung enthalten, die eine Ausschaltung
erst bei einem höheren Helligkeitswert als dem bewirkt, bei dem eine Einschaltung
erfolgt, und die Schaltwert-Verschiebungseinrichtung kann zur Verschiebung des Schwellenbereiches
in Richtung auf größere Helligkeit hin ausgebildet sein. Dabei wird also die vorteilhafte
Wirkung der Schwellwert-Einrichtung, die dafür sorgt, daß bei nur geringfügigen
Helligkeitsänderungen keine dauernde An- bzw. Abschaltung erfolgt, beibehalten,
und der Schwellenbereich wird lediglich entsprechend verschoben.
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Das Steuergerät ist vorzugsweise zur Schaltung des Abblendlichtes,
des Standlichtes und der Rücklichter ausgebildet.
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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.
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Es ist ferner vorteilhaft möglich, daß das Steuergerät mit dem Stromkreis
des Fernlicht 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.
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Das Steuergerät kann ferner vorteilhaft eine Einschalt-Verzögerungseinrichtung
enthalten, die das Einschalten des Außenlichtes bei Inbetriebnahme des Fahrzeuges
bzw. des Steuergerätes für eine des 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
Eraftfahrzeug 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.
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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 o. dgl. geschützt.
Wenn ein solcher auftritt, brennt dann lediglich das Fernlicht.
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Das Steuergerät enthält nach einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung
wenigstens ein elektronisches Transistor-Schaltglied und ein von diesem gestellertes
Schaltrelais für das Außenlicht. Diese Schaltung, in der vorteilhaft zwei in ihrer
Wirkung hintereinander geschaltete Transistoren verwendet werden, kann mit einem
Minimum an Schaltungsaufwand und Baugröße sowie Leistungsbedarf ein Maximum an Schaltfunktionen
ausführen. Das Transistor-Schaltglied kann vorteilhaft ein an sich bekannter Schmitt-Trigger
sein Der Fotowiderstand liegt vorteilhaft in einem Zweig einer Spannungsteilerschaltung,
an die der Eingang des Schmitt-Triggers angeschlossen ist. Durch den kotowiderstand
wird
diese Spannungsteilerschaltung verstimmt und dadurch eine die
Schaltung des Eingags-Transistors herbeiführende Spannungsänderung an seiner Basis
erzielt.
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Bei einer solchen Schaltung kann vorteilhaft die vom Schaltzustand
abhängige Schaltwert-Verzögerungseinrichtung einen Widerstand besitzen, über den
durch das Schaltrelais die Spannungsteilerschaltung beeinflußt wird. Dieser Widerstand
kann beispielsweise in einem Zweig der Spannungsteilerschaltung parallel zuge schaltet
werden, so daß die erwünschte Arbeitspunkt-Verschiebung erfolgt. Nach einem weiteren
vorteilhaften Merkmal kann die Schalt-Verzögerungseinrichtung einen mit einem Widerstand
in Reihe geschalteten Kondensator enthalten, dessen Ent- bzw. Aufladezeit die zeitliche
Verzögerung der Aus- bzw. Einschaltung bewirkt.
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Die Einrichtung nach der Erfindung leistet einen wesentlichen Beitrag
zur Sicherheit des Straßenverkehrs. Unfälle, die aus dem Ubersehen eines anderen
Verkehrsteilnehmers wegen dessen mangelnder Beleuchtung bei Regen oder Nebel bzw.
Schneefall 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.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der Beschreibung
im Zusammenhang mit den Zeichnungen hervor.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt
und wird im folgenden näher erläutert.
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Es zeigen Fig. 1 ein schematisches Schaltbild einer Ausführungaform
der Sirlrichtung risch der Erfindung und eines Teils einer Lichtanlage eines Kraftfahrzeuges,
Fig.
2 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Funktionsweise der Einrichtung, Fig. 3
einen Längs schnitt durch einen Lichtfühler und sein Gehäuse in vergrößertem Maßstab,
Fig. 4 eine Ansicht des Lichtfühlers nach Fig. 3, Fig. 5 eine schematische Ansicht
eines Eraftfahrzeuges mit zwei Anbringungsmöglichkeiten für den Licht fühler und
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Fahrer ablaufes zur Erläuterung der Funktionsweise.
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Im folgenden wird die Einrichtung bei ihrer wichtigsten Verwendung
an einem Kraftfahrzeug beschrieben, obwohl sie auch für andere Lichter führende
Fahrzeuge, wie beispielsweise Schienenfahrzeuge etc., brauchbar ist.
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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 Helais den Pluspol
der Fahrzeugbatterie 15 mit Kontakten 16, 17 verbindet. ber 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 Nagnetwicklung
23 des Relais 13 ist an den Kollektor eines Transistors 24 angeschlossen. Das Steuergerät
ist mit der den Minuspol führenden klasse des Kraftfahrzeuges von einem Anschluß
25 aus über den Glühfaden der Fernlicht-Glühlampe 26 angeschlossen.
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Ein Anschluß 27 des Steuergerätes 11 stcht in später noch zu erläuternder
Weise mit @em Pluspol @er Batterie 15 in Verbindung. Ein Anschluß 28 des Steuerger@tes
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.
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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.
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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.
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Der Kollektor des Transistors 37 steht mit der Basis des das Ausgangs-Schaltglied
des Smith-Triggers bildenden Transistors 24 in Verbinaung. 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 PRP-Transistoren. Ein Widerstand 43, der de@ Positiven
Anschluß
27 mit dem Kollektor des Transistors 24 verbindet, dient als Schutzwiderstand für
den Transistor vor In(luktionsüberspannungen, die beim Abschalten des Kammrelais
entstehen könnten.
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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 diesen Punkt und der Basis 48 des Transistors 37,
also parallel zum Widerstand 36, angeschlossen.
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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.
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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.
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Zur Schalt-Verzögerungseinrichtung gehört weiterhin ein Elektrolyt-Kondensator
91, der parallel zum Lichtfühler geschaltet ist.
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Ferner besitzt das Steuergerät 11 eine Schwellwert-Einrichtung 52,
die außer dem bereits erwähnten Widerstand 42 einen Widerstand 53 enthält, der zwischen
die Basis 48 des Transistors 37 und die Klemme für das Abblendlicht bzw. den Kontakt
16 eingeschaltet ist.
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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 in unbeheiztem Zustand a den posItiven Zweig 38 legt.
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Außerhalb des Steuergerätes ist in Fig. 1 ferner ein @mschalter 57
gezeigt, de@ eine in Fig. - 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 bbersichtlichkeit halber nicht dargestellt) getrennt, und
dafür ist einer der Kontakte, und zwar der Kontakt 17, an einen Park lichtschalter
58 angelegt, der normalerweise im Wagen vorhanden ist. Durch diesen Parklichtschalter
kann das Parklicht wahlweise auf der einen oder anderen bahrzeugseite 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.
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Fig. 2 ist ein Diagramm, anhand dessen nachstehend die Funktion der
Einrichtung erläutert wird. Es ist dort bei von links nach rechts abnehmender Helligkeit
ein normaler Helligkeits-Schwellenbercich durch ein schraffiertes Feld angedeutet.
Seine zur niedrigen Helligkeit, u. 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.
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In Fig. 3 ist ein Lichtfühler 71 in Form eines Fotowiderstandes mit
seinem Gehause 72 dargestellt. Dies kann ein einfaches Kunststoffgehause sein, das
mittels Schrauben an der gewünsch@en Stelle @e@ @ahrzeugkarosser@e angebracht werden
kann. Der Lichtfühler 7 ist in einer Kammer 73
angeordnet, die
über eine Lichtzutrittsöffnung 74 von unten her Licht erhalt. In dieser Kammer ist
ein Regen chieber 75 angeordnet, der über eine Einstellschraube 76 erart verschoben
werden kann, daß er die Lichtzutritts-@ffnung 74 mehr oder weniger verschließt.
Aus Fig. 4, die das Gehause in etwa natiirlicher Große zeigt, ist zu erkennen, daß
die Stellung des Schiebers 7 durch ein Fenster 77 von außen zu beobachten ist, so
daß auf einer dort angebrachten Skala die Einstellung abgelesen werden kann.
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Ein nach unten weisender Rand 78 schützt die Offnung 74 vor seitlichem
Blendllcht.
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Fig. 5 zeigt ein Kraftfahrzeug ?2, In dessen Innenraum 81 ein Lichtfühler
71' angeordnet ist, und zwar im Bereich des vorderen Fußraumes, an dessen oberer
Begrenzung mit der Lichtzutrittsöffnung nach untcn 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. Wesentl
ch ist jedenfalls, daß an diesen Stellen die Licht sonde nicht nur gegen Verschmutzung
und Blendlicht, sondern auch gegen mutwillige oder versehentliche Verstellung bestens
geschützt ist.
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Es ist jedoch auch vorteilhaft möglich, mehrere Lichtfühler am Kraftfahrzeug
anzubringen, beipielsweise beide Lichtfühler 71' und 71". Dabei sollte darauf geachtet
werden, daß die beiden Lichtfühler derart angebracht sind, daß eventuelle Beeinflussungen
ihrer Anzeige in Verhältnis zu dem wahren Helligkeitswert sich gegenseitig aufheben.
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Am folgenden wird die Funktion der Einrichtung nach d<'r Erfindung
beschrieben: Wie bereits erwähnt, liege der als Fotowiderstand ausgebildete Licht
fühler 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 M @ 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.
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Die Einschaltverzögerungseinrichtung ist wirksam, d. h. der Schaltkontakt
56 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 ca. 30 sekunden, den beispielsweise als Bimetall ausgebildeten Schaltkontakt
56 öffnet, kann das Steuergerät wirksam werden. In dem dargestcllten Fjlle, 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.
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Es sei angenommen, daß 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 durchge@chaltet 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 Stromaurchgang von seinem Emitter zur
Wicklung 23 des Schaltrelais 13 sperrt.
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Die Kontakte des Relais sind also weiterhin offen, und aas Licht bleibt
abgeschaltet. Die Sarnlungsteilerchaltung 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 Fig. 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 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.
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Wcnn jetzt die helligkeit wieder etwas zunimmt, d. h. das Kraftfahrzeug
in den Helligkeits-Schwellenbereich 65 hineingerät, so wird die Schwellwert-EinricE.turlg
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 o.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 Schwellwert-Einrichtung 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 Schwellwert-Einrichtung am Einschaltpunkt 66 vorgelegen hatte.
Der Transistor 37 schaltet also durch, wodurch der Transistor 24 sperrt und das
Schaltrelais 13 abfällt.
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Die Schwellwert-Einrichtung, 52 enthält jedoch eine Schaltung, die
noch einfacher und wirksamer aufgebaut ist. Der über das Relais zugeschaltete Widerstand
53 kann dann entfallen. Durch eine hochohmige Bemessung der Widerstände in der Spannungsteilerschaltung
wird bein Durchschalten des Transistors 24 durch den über dessen Emitter und den
Widerstand 42 und die Spule 23 des Relais 13 fließenden Stron ein Spannungsabfall
hervorgerufen, der zusammen mit der Spannungsteiler-Schaltung die Basisspannung
in Abhängigkeit vom Schaltzustand verschiebt.
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Es wird also durch entsprechende Bemessung der Widerstände 35 und
41 sowie des Widerstandes 42 eine Schalthysterese geschaffen.
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Durch die SchaltverzMeerungseinrichtung 49 wird verhindert, daß die
Außenbeleuchtung durch das Steuergerät 11 ein- oder auseeschaltet wird, wenn nur
eine sehr kurze 7one großer
Dunkelheit bzw. großer Helligkeit durchfahren
wird. So soll beispielsweise beim Lurchfahren 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 bämmerungsbereich das Auftreten zwar intensiver, aber kurzer Schatten
oder Lichtstreifen noch nicht zu einem Schalten führen.
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Der Kondensator 51 mit vorgeschaltetem Widerstand 50, der zur &haltverzögerungseinrichtung
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 &haltverzögerung
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.
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Die Einschaltverzögerung bewirkt der Elektrolyt-Kondensator 91. Bei
plötzlichem Einfahren in eine Dunkelzone steigt der Widerrtnnd de; Lichtfühlers
33 sehr stark on, so daß (las Spannungsgefälle am Kondensator 91 vergrößert wird
und dieser sich auflädt. Während der Ladezeit, aie 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 Lauer beeinflußt.
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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 Zweite 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 7t,
und der Schwellenbereich 68 liegt jetzt zwischen diesen beiden Punkten.
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Da aber der Kondensator 46 vor der Betätigung des Scheibenwischers
über den Lichtfühler 33 etc. 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. @adurch 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.
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In Fig. 2 ist diese Vorverschiebung des Einschaltpunktes durch einen
Pfeil angedeutet, und die größte Helligkeit, bei der eine sofortige Einschaltung
bei Betätigung des Scheibenwischers eintritt, ist mit 95 bezeichnet.
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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 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. Selbstverstänalich
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.
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Anhand von Fig. 6 wird in Form eines praktischen Beispiels die Funktionsweise
des Anmeldungsgegenstandes erläutert.
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In Fig. 6 sind im oberen Abschnitt anhand von @ymbolen verschiedene
Vorkommnisse oder Gegebenheiten au,gef ühr>, aie
Einfluß auf
die Einrichtun 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 ifelligkeiten anzeigt und andererseits den
Schaltzustan@. Dabei bedeutet ein einfacher Strich ausgeschaltetes Abblendlicht,
während ein doppelter Strich eingeschaltetes Abblendlicht bedeutet.
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In waagerechter Richtung sind außerdem die aus Fig 2 erkennbaren Schaltgrenzen
66, 67, 69, 0, 95 edcutet, sowie die zwischen ihnen vorliegenden Schwellenbereiche
65 und 68.
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Ein mit eingeschaltetem Steuergerät in der Nacht fahrendes Fahrzeug,
bei dem das Steuergerät das Abblendlicht eingeschaltet hat, kommt beim Funkt A in
den Dämmerungsbereich, d. h. in den Schwellenbereich 65. Wegen der Schaltwert-Verzögerung
bzw. Hysterese durch die Schwellwert-Einrichtung wird jedoch verhindert, daß das
Licht abschaltet. Auch Helligkeitsschwankungen in diesem Bereich, die beispielsweise
durch Baumschatten etc. 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 @berschreitung des Einschaltpunktes 66 , der den Helligkeits-Uchwellenbereich
65 nach oben begrenzt. Da jedoch die iielligkeitserhöhung relativ gering ist, ist
die von der Schaltverzögerungseinrichtung 49 bewirkte Zeitverzögerung A tA1 größer
als die Dauer der Uberschreitung, so aaß 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 Funkt gekennzeichneten Zeitpunkt
eine Ausschaltung des Abblendlich-
Im weiteren Verlauf der Darstellung
fährt ein am hellen 'l'age 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.
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Dies verhindert jedoch wiederum die Schaltverzögerungseinrichtung
49, die wegen der relativ geringen Unterschreitung des Einschaltpunktes 66 eine
relativ große Einschaltverzögerung \tE1 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.
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Da während der nun einsetzenden Verzögerungszeit ein sehr geringer
Helligkeitswert vorliegt, ist auch die Einschaltverzögerung #tE2 sehr gering, so
daß kurz nach aem 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 Funkt G), wenn der Fahrer das Fernlicht wieder
ausschaltet. Am Punkt H fährt das Fahrzeug aus dem Tunnel hinaus ins helle Tageslicht.
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Durch die sehr große Helligkeitsdifferenz bemißt die Schaltverzögerungseinrichtung
49 die Einschaltverzögerung AtA2 sehr klein, so daß das Abblendlicht kurz nach der
Ausfahrt aus dem Tunnel abgeschaltet wird. Es sei jedoch bemerkt, daß die vergleichbarenEinschaltverzögerungen
geringer gehalten werden sollten als die entsprechenden Ausschaltverzögerungen,
damit bei der Einfahrt in einen dunklen Bereich schon nach kürzester Zeit das Licht
angeht. @as ist durch entsprechende Bemessung der Kondensatoren 51 bzw. 91 in Fig.
1 durchaus möglich.
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Ein im weiteren Verlauf der Darstellung nach i"ig. 6 am lige mit ausgeschaltetem
Licht fahrendes F:hrzeul, 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 I 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 Punkte 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 der Scheibenwischer noch läuft, erfolgt
keine sofortige Einschaltung, sondern erst, wenn die Helligkeit unter den verschobenen
Einschaltpunkt 69 gesunken ist (Punkt L). E 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 jedes mal eine
Vcrschiebung des Schwellenbereiches aufwärts und abwärts bewirkt.
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Hier ist es vielmehr vorteilhaft, die Automatik nicht unmittelbar
an den Scheibenwischermotor zu legen, sondern lediglich von dem & heibenwiKcherschalter
beeinflussen zu lassen.
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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.
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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 Atz, wobei diese 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.
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Von dem Ausführungsbeispiel sind zahlreiche Abwandlungen möglich.
So kann beispielsweise statt mehrerer Licht fühler ein Lichtfühler verwendet werden,
dem über an sich bekannte Lichtleitkabel Licht von verschiedenen Stellen zugeführt
wird.
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Es ist sehr vorteilhaft und zuverlässig, die Schaltwert-Verschiebungseinrichtung
durch Einschaltung des Scheibenwischers zu betätigen. Es ist jedoch auch möglich,
eine Feuchtigkeitssonde an des Steuergerät anzuschließen, die die Schaltwertverschiebung
veranlaßt.