DE2613594A1

DE2613594A1 - Verfahren und vorrichtung zur photoelektrischen bestimmung der begrenzung des von einem kraftfahrzeug-scheinwerfer ausgestrahlten lichtbuendels

Info

Publication number: DE2613594A1
Application number: DE19762613594
Authority: DE
Inventors: Olivier Puyplat
Original assignee: Cibie Projecteurs SA
Current assignee: Cibie Projecteurs SA
Priority date: 1975-04-01
Filing date: 1976-03-30
Publication date: 1976-10-07
Also published as: JPS5731092B2; IT1058932B; SE7602155L; SE403403B; FR2306443A1; ES446521A1; GB1538616A; DE2613594B2; FR2306443B1; US4092071A; DE2613594C3; JPS51118234A

Description

zur photoelektrischen Bestimmung der Begrenzung des von einem Kraftfahrzeug-Scheinwerfer ausgestrahlten Lichtbündels

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Kraftfahrzeug-Beleuchtungssysteme und bezieht sich auf die Bestimmung der Begrenzung des von einem Kraftfahrzeug-Scheinwerfer, insbesondere von einem Abblendlicht scheinwerfer oder einem Nebelscheinwerfer, ausgestrahlten Lichtbündeis.

Auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugbeleuchtung ist es bekannt, die Scheinwerfer mit Vorrichtungen auszustatten, die das ausgestrahlte Lichtbündel in der Weise zu begrenzen vermögen, daß es keine Lichtstrahlen enthält, die den Fahrer eines entgegenkommenden Fahrzeuges blenden könnten.

Die verschiedenen Werte für die χ^ν jrschiedenen Punkten des die optische Achse des Scheinweri .s umgebenden Raumes zulässigen Beleuchtungsstärken sind in genauen Normen festgelegt. Zu diesem Zweck wird die vom Scheinwerfer gelieferte Beleuchtungsstärke an einem Schirm ermittelt, der im allgemeinen quer zur optischen Achse des Scheinwerfers und in

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Lit ist.

einem bestimmten Abstand von demselben auf ge stell Jeder Punkt des Bildes auf dem Schirm läßt sich dort durch den auf den Scheinwerfer bezogenen Winkelabstand festlegen, um den er in der Höhe und in der Breite von dem auf der optischen Achse des Scheinwerfers gelegenen zentralen Punkt abweicht.

Im allgemeinen ist das Lichtbündel des Scheinwerfers in der Weise begrenzt oder "abgeschnitten", daß sich am Schirm eine sehr deutliche Trennung zwischen einer beleuchteten hellen Zone und einer nichtbeleuchteten dunklen Zone ergibt. Diese Trennung bildet eine Vergegenständlichung der Begrenzung. Diese zeigt sich, gemäß den 1957 beschlossenen europäischen Normen, als eine gebrochene Linie, die sich aus einem waagerechten Abschnitt links von der Mittelachse des Scheinwerfers und aus einem unter 15 ansteigenden Abschnitt rechts von dieser Mittelachse zusammensetzt. Andere Begrenzungsformen sind möglich und werden benutzt, beispielsweise die vor 1957 angewandte geradlinige Begrenzung oder die in der FE-PS 73 46304 beschriebene "versetzte" Begrenzung.

Die Bestimmung der Lage der Begrenzung an einem Kraftfahrzeug-Scheinwerfer ist das grundsätzliche Problem beim Einstellen der Scheinwerfer entwßäer beim werksseitigen Einbau in das Fahrzeug oder während der Benutzung.

Für die Überprüfung und/oder Einstellung sind zahlreiche Vorrichtungen vorgeschlagen und benutzt worden, die praktisch alle einen Schirm zum Auffangen des zu überprüfenden Lichtbündels und Einrichtungen zum Verstellen des Schirms und des Scheinwerfers relativ zueinander aufweisen. Hierzu sei beispielsweise auf die FR-PS 825.653 und 1.087.394 verwiesen.

Bei den einfachsten Vorrichtungen ist der Schirm mit einer materiellen Darstellung der Begrenzung versehen, und das zur Bestimmung angewandte Prinzip besteht darin, die auf dem

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Schirm erscheinende Hell-Dunkel-Grenze mit einer solchen Darstellung zur Deckung zu bringen. Es kann entweder der Schirm gegenüber einer Bezugsstellung verstellt werden, um die Lage der Begrenzung des Scheinwerfers zu ermitteln, oder es kann, wie dies insbesondere bei den in Frankreich unter dem eingetragenen Warenzeichen REG-LOSCOPE im Handel erhältlichen Vorrichtungen geschieht, die Einstellung des Scheinwerfers so verändert werden, daß die projizierte Begrenzung mit der dargestellten Begrenzung zusammenfällt.

Bei einigen aufwendigeren Vorrichtungen ist die Verwendung von fotoelektrischen Abtastvorrichtungen vorgeschlagen worden, um die Lichtstärken an verschiedenen Stellen des Schirms in verarbeitbare elektrische Signale umzuwandeln. Wenn man einen mit einem "abgeschnittenen" Lichtbündel angestrahlten Schirm in vertikaler Richtung von unten nach oben abtastet, ändert sich tatsächlich die Lichtstärke sehr rasch von einem sehr hohen Wert nach einem sehr niedrigen Wert, sobald die Begrenzung überschritten wird. Ermittelt man auf diese Weise mit einer oder mehreren Abtastvorrichtungen die höhenabhängige Veränderung der Lichtstärke, kann man theoretisch die Begrenzung ohne Schwierigkeit auf jedem vertikalen Segment des Schirms örtlich fixieren.

In der Praxis jedoch muß aus einleuchtenden wirtschaftlichen Notwendigkeiten heraus die Anzahl der Abtastvorrichtungen und die elektronische Einrichtung, die zum Verarbeiten der erhaltenen elektrischen Signale notwendig sind, auf ein Mindestmaß beschränkt werden. Auch muß zum Bestimmen der Begrenzung ein Verfahren angewandt werden, das deren wirklicher Lage so exakt wie möglich entspricht.

Die bisher bekannten Vorrichtungen sind alle verhältnismäßig kompliziert und teuer, da sie im allgemeinen den Punkt suchen, welcher dem Nülwerden der zweiten oder der dritten Ableitung der Lichtstärke entspricht, die als eine Punktion der Höhe eines Punktes auf einer Vertikalen des Schirmes betrachtet

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wird: man kann tatsächlich, beispielsweise annehmen, daß das Nuülwerden der zweiten Ableitung, das mathematisch einem Wendepunkt auf der Intensität-Höhe-Kurve entspricht, der Begrenzung entsprechen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung- der Begrenzung des von einem Kraftfahrzeug-Scheinwerfer ausgestrahlten Lichtbündels unter Verwendung von fotoelektrischen Abtastvorrichtungen zu schaffen, die viel einfacher und zugleich viel wirksamer als herkömmliche Verfahren und Vorrichtungen sind.

Bei der lösung dieser Aufgabe wird von der experimentellen Analyse einer großen Zahl von Begrenzungen ausgegangen, die mit verschiedenen Scheinwerfer-Typen erzielt wurden. Diese Analyse hat gezeigt, daß die Lage der Begrenzung in sehr einfacher Weise als die Richtung - oder die Lage am Schirm -, C, definiert werden kann, so daß die entsprechende Lichtstärke Ic durch die folgende Beziehung ausgedrückt werden kann:

Ic = a 11 + b (1),

worin 11 die Intensität unterhalb von C in einer Richtung, die mit der Begrenzungsrichtung C einen vorbestimmten kleinen Winkeloc bildet, und a und b vorbestimmte Parameter sind.

Bei Scheinwerfern, die mit Lampen einer Leistung zwischen 40 und 60 W bestückt sind, und bei einem Winkel oC von 1°, ist bei in Candela berechneten Intensitäten der Koeffizient a im wesentlichen gleich 0,15 und der Koeffizient b gleich 500.

Das Verfahren zur Bestimmung der Begrenzung des von einem Kraftfahrzeug-Scheinwerfer ausgestrahlten Lichtbündels besteht erfindungsgemäß darin, im Lichtbündel, dessen Begrenzung festgestellt werden soll, wenigstens ein Paar Lichtstärke-Abtastvorrichtungen mit einem vertikalen Zwischenabstand, der einem auf den Scheinwerfer bezogenen Winkelbetrag cc entspricht, anzuordnen, und die beiden Abtastvorrich tungen und das Lichtbündel in vertikaler Richtung relativ

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zueinander so lange zu verstellen, bis die oben angegebene Beziehungsgleichung (1) bei einer von der oberen Abtastvorrichtung festgestellten Intensität Ic und einer von der unteren Abtastvorrichtung festgestellten Intensität 11 erfüllt wird. Dieser Punkt entspricht der Deckungsstellung zwischen der oberen Abtastvorrichtung und der gesuchten Begrenzung in der betrachteten-vertikalen Ebene.

Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens weist erfindungsgemäß zwei fotoelektrische Abtastvorrichtungen auf, von denen jede im übrigen von einer einzigen oder von einer Vielzahl von fotoelektrischen Zellen gebildet sein kann. Es sind Vorrichtungen vorhanden, die zum Verfolgen der Veränderung von Ic - a 11 und zum Bestimmen des Augenblicks, in dem dieser Ausdruck gleich b wird, die elektrischen Signale der fotoelektrischen Abtastvorrichtungen miteinander vergleichen. Vorzugsweise werden zwei fotoelektrische Abtastvorrichtungen verwendet, deren Empfindlichkeitsverhältnis gleich a ist. Es ist bekannt, daß die, beispielsweise, in V/lx ausgedrückte Empfindlichkeit einer foto-•elektrischen Abtastvorrichtung ein Verhältnis zwischen der am Ausgang der Abtastvorrichtung erscheinenden elektrischen Größe und der an ihrem Eingang vorliegenden Licht-Größe darstellt. Mit zwei Abtastvorrichtungen, deren Empfindlichkeiten im Verhältnis a stehen, kann man die elektrischen Signale der Abtastvorrichtungen direkt miteinander vergleichen und ihre Differenz verfolgen, um die Veränderung dieser Differenz in bezug auf einen Parameter B, der dem Parameter b in der Beziehungsgleichung (1) entspricht, zu bestimmen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine Meßanordnung zur Durchführung der Erfindung,

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Pig. 2 eine Ansicht von vorn des Schirms aus Fig. 1 und

Pig. 3 eine Pig. 2 ähnliche Ansicht einer anderen Ausf ührungsfοrm.

In Pig. 1 ist in einer vertikalen Ebene V die Projektion eines von einem Scheinwerfer P ausgestrahlten "abgeschnittenen" Lichtbündels P auf einen Schirm E dargestellt. Der Schirm E weist erfindungsgemäß in der Vertikalen der Ebene V zwei fotoelektrische Abtastvorrichtungen Dc und D1 auf, die Lichtstärken Ic und 11 empfangen. Die elektrischen Ausgangssignale der Abtastvorrichtungen Dc und D1 werden in zugehörigen Verstärkern Gc und G-1, deren Verstärkungen zueinander im Verhältnis a stehen, in zweckdienlicher Weise verstärkt, so daß sich das elektrische Ausgangssignal von Gc nach Ic und das Ausgangssignal von G1 wie a 11 verändert. Das Empfindlichkeitsverhältnis der Abtastvarichtungen DcGc und D1G1 ist gleich a.

Die beiden Ausgangssignale von Gc und G1 werden in einer Vergleichsschaltung 100 miteinander verglichen, die das Ergebnis der Subtraktion Ic - a 11 in bezug auf den Wert b anzeigt. Es wird eine Abtastrelatiwerstellung des Lichtbündels P gegenüber dem Schirm E vorgenommen, entweder durch Verstellen des Schirms E, oder, vorzugsweise, durch Verstellen des Lichtbündels P durch Verändern der Einstellung des Scheinwerfers P.

Durch Relatiwerstellung des Lichtbündels P und des Schirms E wird die Begrenzung C gesucht, indem man der Anzeige der Vergleichsschaltung 100 folgt. Die Begrenzung C wird sich in Deckung mit der Abtastvorrichtung Dc befinden, sobald die Vergleichsschaltung 100 einen dem Parameter b der Gleichung (1) entsprechenden Wert anzeigt.

Wenngleich hinsichtlich der Abtastvorrichtungen Dc und D1 nur summarische Angaben gemacht wurden, leuchtet es ein, daß

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hierfür alle fotoelektrischen Abtastvorrichtungen, die ein elektrisches Ausgangssignal in Form von Spannung oder Strom liefern, verwendbar sind. Die den Gleichgewichtszustand zwischen Ic und a 11 anzeigende Vergleichsschaltung 100 kann, beispielsweise; ein Nadelgalvanometer sein, dessen Nullpunkt auf den b entsprechenden Wert verschoben ist. Für die Anzeige lassen sich mit Vorteil Signalleuchten verwenden, denen die Bedeutungen "höher" oder "tiefer" zugeordnet sind, um die Richtung anzugeben, in der der Scheinwerfer weiter verstellt werden muß, um die Begrenzung zu finden.

Selbstverständlich ist die in Fig. 1 und 2 dargestellte Ausbildungsform nur ein Ausführungsbeispiel. Viele andere Ausbildungsformen sind möglich. Insbesondere sind zur Bildung der Abtastvorrichtung Dc mehrere lichtempfindliche Geräte dc1, dc2, dc3, verwendbar, um ein mittleres Ausgangssignal zu erhalten, das mit dem Ausgangssignal einer Abtastvorrichtung, wie Z.B.D1, verglichen wird. Mit anderen Worten, jede Abtastvorrichtung kann eine oder mehrere Abtastzellen aufweisen, die in zweckdienlicher Weise so verteilt sind, daß sich ein in bestmöglicher Weise repräsentatives mittleres oder gewichtetes Signal ergibt.

Wie weiter oben schon angegeben, bilden die Vorrichtungen nach der Erfindung den Hauptbestandteil von Vorrichtungen zum Überprüfen und Einstellen von Scheinwerfern zur Benutzung entweder durch Automobilfabriken oder durch Tankstellen, Reparaturwerkstätten u.dgl.

Patentansprüche;

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Bestimmung der Begrenzung des von einem Kraftfahrzeug-Scheinwerfer ausgestrahlten lichfbündels durch Projizieren des Lichtbündels auf einen quer zur Achse des Scheinwerfers angeordneten Schirm, Verstellen des Lichtbündels und des Schirms relativ zueinander in vertikaler Richtung und Verfolgen der Veränderung der lichtstarke an ausgewählten Stellen des Schirms mit Abtastvorrichtungen,

dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Abtastvorrichtungen (Dc, D1) verwendet werden, welche die Lichtstärke (Ic,11) an zwei übereinander liegenden Stellen abtasten und, bezogen auf den Scheinwerfer (P), durch einen spitzen Winkel «* voneinander ge-.trennt angeordnet sind, und daß die Relativstellung des Schirms (E) und des Lichtbündels (F) gesucht wird, in der die an den Stellen (Dc, D1) festgestellten Lichtstärken (Ic, 11) untereinander die Beziehung

Ic = a 11 + b

haben, worin a und b vorbestimmte Parameter sind, wobei die Begrenzung (C) mit der oberen Abtastvorrichtung (Dc) in Deckung steht, sobald diese Beziehung erfüllt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die Lichtquelle des Scheinwerfers (P) eine Leistung von 40 bis 60 W hat und der Winkel«* mit 1° angenommen ist, bei in Candela gemessenen Lichtstärken der Koeffizient a mit 0,15 und der Koeffizient b mit 500 festgelegt werden.

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3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Schirm (E), dadurch gekennzeichnet , daß sie wenigstens zwei fotoelektrisohe Abtastvorrichtungen (Dc, D1) aufweist, die die Lichtstärke (Ic, 11) an zwei voneinander durch einen vertikalen Winkelabstand der Größe oC getrennten Stellen des Schirms

(E) abtasten und deren Empfindlichkeitsverhältnis gleich a ist, und eine Vorrichtung (Vergleichsschaltung 100) zum Verfolgen und Anzeigen des Gleichgewichtszustandes zwischen ihren elektrischen Ausgangssignalen als Punktion der Relativstellung des Schirms (E) und des lichtbündels (P).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens eine der Abtastvorrichtungen (Dc) mehrere fotoelektrische Zellen (dc1, dc2, dc3) aufweist.

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