DE2421063B2 - Automatische Steuervorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Beleuchtungsanlage - Google Patents
Automatische Steuervorrichtung für eine Kraftfahrzeug-BeleuchtungsanlageInfo
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Description
30
Die Erfindung betrifft eine automatische Steuervorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Beleuchtungsanlage mit
einer ein photoleitendes Element enthaltenden Detektoreinrichtung zur Erfassung von Licht und mit einer
elektrischen Schaltvorrichtung zur automatischen An- und Ausschaltung der Lampen in Abhängigkeit von der
von der Detektoreinrichtung erfaßten Lichtmenge.
Es sind verschiedene automatische Vorrichtungen bekanntgeworden, die die Belastung des Fahrers
verringern und damit die Verkehrssicherheit erhöhten. Die herkömmlichen Lampen, wie die der Scheinwerfer,
Rücklichter und der Nummernschildbeleuchtung, werden üblicherweise vom Fahrer von Hand ein- und
ausgeschaltet. Obgleich es für den Fahrer nicht besonders mühsam ist, die Beleuchtung lediglich abends,
wenn es dunkel wird, einzuschalten, werden doch seit einiger Zeit immer mehr Tunnel gebaut, bei denen der
Fahrer die Beleuchtung ebenfalls ein- und ausschalten muß. Diese Notwendigkeit erfordert zusätzliche Aufmerksamkeit
vom Fahrer und kann zu Unfällen führen, so
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Vorrichtungen bekannt, die die Wagenbeleuchtung
entsprechend der Umgebungshelligkeit einschalten, indem sie einen Detektor für sichtbares Licht oder Licht
nahe dem IR-Bereich verwenden; diese Vorrichtungen lassen sich für die Nachtdauerbeleuchtung verwenden.
Derartige herkömmliche automatische Beleuchtungsschalter sind jedoch kaum in der Lage, Sonnenlicht von
Kunstlicht zu unterscheiden und sind daher für die automatische Beleuchtungsschaltung von Kraftfahrzeugen
nicht geeignet. Wird nämlich eine solche Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug eingesetzt, wird sie
beispielsweise bei Nacht durch den Lichtkegel entgegenkommender oder folgender Fahrzeuge oder bei
Tunnelfahrten durch die Tunnelbeleuchtung betätigt.
Eine automatische Steuervorrichtung der eingangs genannten Art wird in der DE-OS 16 55 235 beschrieben.
Diese bekannte, helligkeitsabhängige Schaltautomatik für Kraftfahrzeug-Beleuchtungsanlagen besitzt
ein für sichtbares Licht empfindliches photoelektrisches Element sowie eine Schaltung a\r Betätigung der
Beleuchtungsanlage des Kraftwagens.
Ferner ist eine photoleitende Zinnoxidzelle zur Erfassung von UV-Licht bekanntgeworden (US-PS
36 59 157), jedoch ergibt sich aus dem Stand der Technik kein Hinweis auf die Anwendung der Zinndioxidzelle in
Beleuchtungsanlagen von Kraftwagen, denn die bekanntgewordenen Steuervorrichtungen arbeiten nur im
sichtbaren Spektralbereich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die automatische Steuervorrichtung für Beleuchtungsanlagen
von Kraftfahrzeugen der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß sie mit Sicherheit nur im
gewünschten Zeitpunkt und ohne Beeinflussung durch Kunstlicht die Beleuchtungsanlage ein- und ausschaltet.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das photoleitende Element in an sich bekannter
Weise aus Zinn (lV)-Oxid besteht, um selektiv UV-Licht im Wellenlängenbereich von nur 320 bis 360 nm zu
erfassen.
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sind in den Unteransprüchen herausgestellt. Anhand der
Zeichnungen wird die Erfindung nunmehr ausführlich beschrieben.
F i g. 1 ist ein Blockdiagramm einer automatischen Steuervorrichtung für Kfz-Beleuchtungsanlagen nach
der Erfindung;
F i g. 2 zeigt das Spektrum verschiedener Lichtarten sowie die Kennlinie des in Fig. 1 verwendeten
Detektors, um die Wirkung der Vorrichtung nach der Erfindung zu erläutern;
F i g. 3 zeigt eine Seitenansicht eines Fahrzeugvorderteils mit eingebauter Vorrichtung nach der Erfindung;
und
Fig.4 zeigt eine Seitenansicht eines Fahrzeughecks
mit eingebauter Vorrichtung nach der Erfindung.
Der Anteil des ultravioletten und speziell des noch ultravioletten Lichts vergleichsweise langer Wellenlänge,
d. h. 320 bis 360 nm, im Sonnenlicht nahe der Oberfläche der Erde ändert sich erheblich mit der Höhe
der Sonne (Tageszeit), dem Wetter, schattenwerfenden Elementen in der Umgebung, usw. Die Zu- und
Abnahme dieses Anteils entspricht fast der Zu- und Abnahme des Anteils des sichtbaren Lichts im
Sonnenlicht. Indem man also den Anteil des langwelligeren ultravioletten Lichts innerhalb eines Wellenlängenbereiches
von 320 bis 360 nm erfaßt, läßt sich auch die Helligkeit des sichtbaren Lichtanteils bestimmen.
Es liegen in der Zwischenzeit vielfältige Kunstlichtquellen vor und werden in der Praxis angewandt. Im
allgemeinen ist jedoch der von diesen Kunstlichtquellen abgestrahlte UV-Lichtanteil gegenüber dem des Sonnenlichts
erheblich geringer. Insbesondere ist der Anteil innerhalb eines Wellenlängenbereiches von 360 nm und
weniger sehr klein. Es ist also möglich, Sonnen- und Kunstlicht zu unterscheiden, indem man einen Detektor
verwendet, der nicht auf sichtbares Licht, aber scharf auf UV-Licht und insbesondere auf UV-Licht einer
Wellenlänge von 320 bis 360 nm anspricht.
Die vorliegende Erfindung basiert auf den oben ausgeführten Betrachtungen, sie stellt eine automatische
Steuervorrichtung für Kfz-Beleuchtungsanlagen dar, die die Wagenbeleuchtung ohne Störung durch die
Straßenbeleuchtung, die Lichtkegel entgegenkommender Fahrzeuge usw. mit Sicherheit einschaltet, wenn die
Sonnenlichtstärke unter einen vorbestimmten Wert
abfällt, wobei ein Detektor eingesetzt wird, der selektiv UV-Licht insbesondere im Wellenbereich von 320 bis
360 nm erfaßt. Im folgenden soll eine Ausführungsform
der Erfindung im einzelnen beschrieben werden.
Die F i g. 1 ist ein Blockschaltbild einer automatischen Steuervorrichtung für Kfz-Beleuchtur.gsanlagen nach
der vorliegenden Erfindung, in dem das Bezugszeichen 1 eine Detektoreinrichtung bezeichnet, die weder auf
sichtbares noch auf infrarotes Licht anspricht, sondern nur UV-Licht erfaßt. Diese Einrichtung 1 arbeitet auf
eine SignaLvfassungsschaltung 2, diese wiederum auf eine Schaltvorrichtung 3, an deren Ausgang die Lampe 4
liegt. Erfaßt die Einrichtung i UV-Licht oberhalb einer vorbestimmten Stärke, erzeugt die Erfassungsschaltung
2 eine hohes Ausgangssignal, welches die Schaltvorrichtung geöffnet hält. Die Lampe 4 bleibt also ausgeschaltet.
Fällt die erfaßte UV-Lichtstärke unter den vorbestimmten Wert ab, sinkt auch das Ausgangssignal der
Signalerfassungsschaltung 2 ab, wodurch die Schaltvorrichtung schließt und die Lampe 4 erregt. Dieser
Zustand bleibt erhalten, bis der Detektor wiederum UV-Licht mit über dem Schwellwert liegender Stärke
erfaßt.
Die Einrichtung 1 darf selektiv nur UV-Licht, insbesondere einer Wellenlänge von 320 bis 360 nm
erfassen, nicht aber auf sichtbares und IR-Licht ansprechen. Es ist wünschenswert, bspw. eine UV-Lichtzelle
nach der US-Patentschrift 38 05 124 zu verwenden. Diese Zelle weist einen Zinnoxid-Grundkörper auf, der
mit Akzeptoratomen gedopt ist und auf einer Seite zwei Elektroden aufweist. Eine solche photoleitende Vorrichtung
aus Zinnoxid hat für ein schmales UV-Lichtband, dessen Mitte bei einer Wellenlänge von 340 bis 345 nm
liegt, eine hohe und für sichtbares Licht keine Empfindlichkeit. Sie läßt sich folglich mit Vorteil
unmittelbar und ohne Mittel zur Lichtfilterung für die vorliegende Erfindung einsetzen. Diese Zelle hat
weiterhin den Vorteil, als Festkörperelement eine hohe Stabilität gegenüber Schwingungen und damit eine
hohe Lebensdauer aufzuweisen. Weiterhin läßt sich aus der herkömmlichen Bordbatterie ohne spezielle Stromversorgungsteile
speisen.
Als Signalfassungsschaltung 2 lassen sich verschiedene Schaltungsanordnungen entsprechend den Eigenschaften
der eingesetzten photoleitenden Zinnoxidzelle anwenden — bspw. ein Schmitt-Trigger. Evtl. muß man
einen Verstärker hinzufügen. Als Schaltvorrichtung 3 sind verschiedene Einrichtungen geeignet — bspw.
elektromagnetische Relais, Halbleiter wie Thyristoren und Triacs usw. Die Lampe 4 kann eine Scheinwerfer-,
Rücklicht- oder Nummernschildbeleuchtungslampe usw. sein, die bei Nacht- oder Tunnelfahrt angeschaltet
werden muß.
Die Kurve A der F i g. 2 zeigt die spektrale Kennlinie der photoleitenden Zinnoxidzelle, wie sie nach der
Erfindung eingesetzt wird. Wie ersichtlich, hat die Kennlinie eine schmale und ausgeprägte Spitze. Die
Kurven B, C und D der F i g. 2 zeigen das' relative
Spektrum von Sonnenlicht, Glühlampenlicht bzw. Tagesleuchtstofflampenlicht. Diese Kurven sind auf eine
Wellenlänge von 55 nm bezogen, bei der die Lichtempfindlichkeit des menschlichen Auges am höchsten ist.
Wie aus der F i g. 2 ersichtlich, enthält das Sonnenlicht nach der Kurve /feinen erheblichen Anteil langwelligen
ultravioletten Lichts. Der Anteil derartigen Lichts und insbesondere von Wellenlängen von weniger als 360 nm
ist bei Kunstlichtquellen jedoch sehr gering. Dementsprechend arbeitet die Vorrichtung nach der vorliegenden
Erfindung mit Sicherheit nach Maßgabe des Sonnenlichts und wird durch Kunstlichtquellen nicht
gestört, da sie nur auf UV-Licht anspricht. Wie außerdem durch die Kurve C in F i g. 2 gezeigt, strahlt
eine Glühlampe im wesentlichen kein UV-Licht ab, so daß die Vorrichtung nach der Erfindung durch die
Lichtkegel entgegenkommender Fahrzeuge nicht fehlbetätigt werden kann. Obgleich einige Arten von
to Kunstlichtlampen — wie z. B. Leuchtstofflampen (Kurve D) und Quecksilberdampf-Hochdrucklarr.pen
(nicht gezeigt) — einen geringfügigen UV-Anteil aufweisen, der bei großer Nähe aufgefangen und erfaßt
werden würde, läßt sich die Wahrscheinlichkeit einer Fehlbetätigung durch derartiges Kunstlicht praktisch
ausschalten, wenn man die Detektoreinrichtung auf geeignete Weise anordnet, wie es im folgenden unter
Bezug auf die F i g. 3 und 4 beschrieben werden soll. Es ist nicht sinnvoll, Wellenlängen von weniger als 320 nm
für die automatische Steuerung von Kfz-Beleuchtungsanlagen auszunutzen, da deren Ab- und Zunahme nicht
immer der des sichtbaren Anteils im Sonnenlicht entspricht.
Die Fig.3 und 4 zeigen Orte, an denen die Detektoreinrichtung der vorliegenden Erfindung wünschenswerterweise
angebracht werden sollt. Die F i g. 3 zweigt in Seitenansicht einen Fahrzeugbug. Da die
Scheinwerfer 34 gewöhnlich so angebracht sind, daß sie die Straßenoberfläche 30 bis 100 m davor ausleuchten,
jo ist es für eine automatische Steuerung der Scheinwerfer
34 erwünscht, den Detektor 31 so anzubringen, daß er Licht ebenfalls aus einer Strecke von 30 bis 100 m vor
dem Fahrzeug aufnimmt, wie es in F i g. 3 gezeigt ist. Nimmt die Helligkeit des Sonnenlichts auf der Straße
vor dem Fahrzeug in der Abenddämmerung unter einen vorbestimmten Wert ab, wird der Scheinwerfer 34
automatisch eingeschaltet. Obgleich in diesem Fall der Detektor 31 auch Licht des Scheinwerfers 34 indirekt
aufnimmt, findet keine Fehlbetätigung der Schaltvorrichtung statt, denn das Licht des Scheinwerfers 34
enthält im wesentlichen keinerlei UV-Licht, wie oben beschrieben. Aus dem gleichen Grund ist eine
Fehlbetätigung durch den Lichtschein entgegenkommender Fahrzeuge ebenfalls nicht möglich. Fährt das
Fahrzeug an einen Ort, wo die Sonne nicht scheint, wie z. B. in einen Tunnel, wird auch während des Tages der
Scheinwerfer 34 automatisch eingeschaltet und beim Verlassen des Tunnels automatisch wieder ausgeschaltet.
so Da die Kunstlichtbeleuchtung im Tunnel im wesentlichen kein UV-Licht enthält, findet auch hier eine
Fehlbetätigung nicht statt.
In der Anordnung nach F i g. 3 sind die nicht dargestellten Hecklampen wie z. B. die Rücklichter und
die Nummernschildbeleuchtung an die Detektoreinrichtung 31 angeschlossen. Da die Rücklichter eine
Signalfunktion für den Fahrer des nachfolgenden Fahrzeuges haben, ist es erwünscht, sie entsprechend
der Helligkeit am Fahrzeugheck zu betätigen. Die
bo F i g. 4 ist eine Seitenansicht eines Fahrzeughecks und
zeigt eine wünschenswerte Anordnung des Detektors 41 für eine automatische Steuerung der Rückleuchte 44.
Der Detektor 41 erfaßt das Sonnenlicht in der Umgebung der Rückleuchte 44. Sinkt die Sonnenlicht-
b5 helligkeit am Fahrzeugheck unter einen vorbestimmten
Wert ab, wird die Leuchte 44 automatisch eingeschaltet. Auch wie im zuvor beschriebenen Fall findet eine
Fehlbetätigung auch dann nicht statt, wenn der
Detektor Licht der Lampe 44 aufnimmt, da dieses im wesentlichen keinen UV-Anteil aufweist, auf den der
Detektor 41 ansprechen würde. Weiterhin spricht der Detektor 41 auch nicht auf den Scheinwerferkegel des
nachfolgenden Fahrzeuges an. Es ist auch möglich, den Detektor 41 auf das Nummernschild oder auf die
Straßenoberfläche hinter dem Fahrzeug auszurichten.
An der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung lassen sich verschiedene Änderungen durchführen.
Indem man bspw. mehr als zwei Ausgangssignale mit verschieden eingestellten Spannungswerten verwendet,
wird es möglich, den Zeitpunkt des Einschaltens der Scheinwerfer, der Rückleuchten, der Nummernschildbeleuchtung
usw. einzeln einzustellen. Der Ausgangswert des Detektors, bei dem die nachfolgende Schaltvorrichtung
die Lampen automatisch aus- bzw. einschaltet, läßt sich auf herkömmliche Weise einstellen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Automatische Steuervorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Beleuchtungsanlage mit einer ein
photoleitendes Element enthaltenden Detektoreinrichtung zur Erfassung von Licht und mit einer
elektrischen Schaltvorrichtung zur automatischen An- und Ausschaltung der Lampen in Abhängigkeit
von der von der Detektoreinrichtung erfaßten Lichtmenge, dadurch gekennzeichnet,
daß das photoleitende Element (1) in an sich bekannter Weise aus Zinn (IV)-Oxid besteht, um
selektiv UV-Licht im Wellenlängenbereich von nur 320 bis 360 nm erfassen.
2. Automatische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreneinrichtung
(31) nahe einem Scheinwerfer (34) des Fahrzeuges angeordnet ist, um die UV-Lichtstärke
an einem Ort zu erfassen, der im wesentlichen dem Ort entspricht, der vom Scheinwerfer ausgeleuchtet
wird.
3. Automatische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung
(41) in der Nähe einer Heckleuchte (44) des Fahrzeuges angeordnet ist, um die UV-Lichtstärke
in der Nähe der Heckleuchte zu erfassen.
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