NL1009539C1 - Servo-bediend verlichtingsysteem voor auto's. - Google Patents

Description

-1-

Servo-bediend verlichtingsysieem voor auto's

De uitvinding betreft een multi-functioneel, microprocessor-gestuurd, verlichtingsysteem voor auto's met als kenmerk dat bedoelde inrichting per voertuig-zijde gebruik maakt van één halogcen-lamp van hoog vermogen welke meerdere verlichting en signalerings-functies kan vervullen en hiertoe is voorzien van een servo-systeem om de 5 lichtopbrengst van bedoelde lamp en/of de bijbehorende reflector naar keuze enkelvoudig, gepaard of sequentiëel over meerdere, onderling gescheiden en bij voorkeur inwendig verspiegelde, segmenten van een gemeenschappelijke kap dan wel, bij een ongedeelde kap, over onderscheiden fresnel-elementen van het lampglas te verdelen.

Een verder kenmerk betreft het feit dat de lichtopbrengst van bedoelde inrichting 10 variabel is in intensiteit zowel als eventuele puls-breedte en puls-snelheid , afhankelijk van de signaleringsfunctie en heersende condities zoals omgevingslicht, achteropkomend verkeer en mist waarbij bedoelde condities o.a. worden vastgesteld middels een stelsel van sensoren, waaronder lichtsensoren.

15 Bij auto's zijn meerdere typen achterlicht in gebruik gekomen om de veiligheid onder verschillende verkecrscondities te waarborgen. Naast de standaard achterlichten, remlichten en richtingaanwijzers maken extra remlichten, mistlampen, achteruitrijlampen en het gelijktijdig gebruik van richtingaanwijzers als alarmlicht, deel uit van een complex geheel van signaleringsfuncties. Het moge duidelijk zijn dat dit geheel vrij kostbaar is met name 20 door de hoeveelheid schakelaars, bedrading, relais, armaturen, montagekosten etc.

I let hier voorgesteldc multifunctioneel achterlicht is bedoeld om, alternatief of gelijktijdig, te worden ingezet als achterlicht, mistlamp, remlicht, mist-remlicht, achteruitrijlamp en eventueel richtingaanwijzer en maakt voor de verschillende functies per voertuig-zijde gebruik van één halogcen-lamp van tenminste 20 watt w'elke in de functie van 25 conventioneel achterlicht sterk is gedimd. Het moge duidelijk zijn dat hierbij de kleurwaarde sterk naar rood zweemt en het rendement lager is dan in vol bedrijf. De hoge roodwaarde is hier echter op zijn plaats terwijl tegenover het lage rendement een veel langere levensduur kan worden verwacht, waarmee dus ook de veiligheid is gediend.

De inrichting gebruikt per voertuigzijde een chopper en een lineair dan wel roterend 30 servo-systeem om de lichtopbrengst van bedoelde lamp en/of de bijbehorende reflector over meerdere inwendig verspiegelde segmenten van een gemeenschappelijke kap te verdelen 1 0 0 95 3 9 -2-

Aldus kan het licht uit de onderscheiden segmenten met een verschillende intensiteit, kleur en/of uitstralingsrichting en/of uitstralingskarakteristiek uittreden. Het geheel wordt bestuurd door een micro-processor.

Genoemde micro-processor verzorgd tevens de voeding van afzonderlijke lampen 5 zoals b.v. voor nummerplaatverlichting waartoe afzonderlijke relais of Mosfets kunnen worden aangestuurd. Een groot voordeel is nu, dat de inrichting kan gevoed worden door één enkele voedingskabel vanaf de batterij waarbij eventueel (al dan niet digitale) stuursignalen op de gelijkstroom kunnen worden gesuperponeerd, dan wel via een aparte signaalkabel worden verstuurd. In beide gevallen gebeurt deze communicatie bij voorkeur in full-duplex 10 mode, teneinde terugmelding hetzij van sensor-informatie hetzij van lamp c.q. inrichtingscondities mogelijk te maken.

Bedoelde microprocessor gebruikt, naast de servo-sturing, pulsbreedte-modulatie om het licht via de chopper aan de onderscheiden functies aan te passen en wordt op zijn beurt bij voorkeur aangestuurd door een centrale microprocessor welke de aansturing van alle 15 onderscheiden units verzorgt waaronder de nog te beschrijven koplamp-units volgens deze uitvinding. Bedoelde centrale microprocessor wordt, naast de dashboard commando's, voor diverse alarm-situaties door verschillende sensoren aangestuurd zoals airbagsensoren (aanrijding), g-sensor (extreem snelle vertraging), bewegingssensor (inbraakalarm) en een watersensor. De meldingen van bedoelde sensoren worden omgezet in visuele alarmsignalen. 20 De watersensor, welke bij voorkeur onder de motorkap is gesitueerd, genereert een visueel alarm indien het voertuig in het water geraakt. Aangezien in de praktijk blijkt, dat de elektrische voorziening onder water nog lange tijd functioneert, is het aldus mogelijk d.m.v. sterke lichtpulsen de kans om door langskomend verkeer snel te worden opgemerkt sterk te vergroten. Bij voorkeur wordt in deze situatie ook het groot licht pulserend aangeschakeld 25 om de attentie-waarde te vergroten cn gelijktijdig de batterij zo economisch mogelijk te benutten.

De inrichting heeft twee nieuwe voorzieningen voor gebruik in mist t.w. een zelf stellende mistlamp en een pulserend mist-remlicht. Ondanks een complex van achterlichten blijkt dat bij mist de onderlinge zichtbaarheid vaak problematisch is, waardoor m.n.

30 kop-staart-botsingen door onverwacht remmen geregeld voorkomen. 1 lier wreekt zich het bijna onmogelijke compromis tussen optimale zichtbaarheid en het vermijden van verblinding, waarbij komt, dat er voor remlichten geen aparte mistvoorziening bestaat 1 0 09539 -3-

Vooral bij mist is in files vaak een probleem, dat een voorliggende (vracht)aulo het zicht beneemt op diens voorligger(s). Bij plotseling remmen verder naar voren blijkt dan, dat men nauwelijks kan anticiperen doordat men voor informatie afhankelijk is van de onmiddellijke voorligger, wat de reactie-snelheid fataal kan vertragen. Het hier voorgestelde 5 achterlicht beoogt een oplossing te bieden voor m.n. dit laatste probleem, door bij mist een aan de omstandigheden aangepaste lichtsterkte te bieden en bij remmen-in-mist zeer sterke lichtpulsen af te geven welke voor achteropkomend verkeer duidelijk zichtbaar blijven, maar een directe achterligger niet verblinden. Hiertoe wordt het grootste deel van het licht niet direct naar achteren, maar bij voorkeur omlaag en zijwaarts en/of recht omhoog uitgestraald, 10 zodat de inrichting bij mist gebruik maakt van de reflecterende eigenschappen van de mist en/of het wegdek om hierop, al dan niet intermitterend, een "vlam" te projecteren. Aldus kan er bij mist in files beter worden geanticipeerd doordat eventuele rcm-signalen van meerdere voorliggers onmiddellijk zichtbaar zijn i.p.v. per voertuig moeten worden "doorgegeven" met alle vertraging van dien.

15 Het verblinden van achterliggers door (vergeten) mistlampen is een veel voorkomende bron van irritatie. Bij mist wordt daarom zowel in impuls- als in continue-bedrijf het ' afgestraalde vermogen aangepast aan omgevingsfactoren zoals de hoeveelheid daglicht en de aanwezigheid van achterliggers. Indien de mistlampfunctie is ingeschakeld, wordt hiertoe door een niel-achtervvaarts-gerichlc sensor, (de laagste waarde van) het omgevingslicht 20 vergeleken met (de hoogste waarde van) het invallend licht van een achterwaarts gerichte sensor, teneinde te kunnen vaststellen of een (verlichte) achterligger nadert en de verlichting te dimmen.

Hen bijzonder kenmerk van deze sensor-inrichting betreft het vermogen vast te stellen of van achter ingestraald licht daadwerkelijk afkomstig is van autolampen. Hiertoe wordt bij 25 de achterwaarts gerichte sensor gekeken naar de eventuele aanwezigheid van een "optische rimpel", gewoon lijk rond 100 hertz, welke kenmerkend is voor wisselstroom gevoede straatverlichting, neonreclame etc. Wordt een dcrgclijk rimpel gedetecteerd, dan wordt het achterwaarts ingestraald licht als niet van een voertuig afkomstig beschouwd en wordt geen dim-functic geactiveerd.

30 Korte impulsen van maximale intensiteit worden nu afgegeven onder de volgende condities: I) Remmen’ rijdend in mist 2) Panick-alarm lampen geactiveerd (manueel of geactiveerd door airbagsensor c q g-sensor c.q. water-sensor. 3) Inbraakalarm (bewegingssensor) 1 0 09539 -4-

Fig. 1 toont de inrichting met een drie-segmentkap. Bij deze drie-segmentkap (101) vormt nu bij voorkeur het middelste segment (rood) (102) het conventionele achterlicht met een dubbelfunctie als mistlamp. Aan de voertuig-binnenzijde is de achteruitrijlamp (wit) (103) gesitueerd, aan de buitenzijde (rood) (104) het rem-licht.

5 De inrichting maakt hier gebruik van een, middels een servo-motor draaibare, lamp (105). Bedoelde lamp is voor een deel omsloten door een koelende reflector (106) waarbij bedoelde reflector inwendig is verspiegeld en aan de buitenzijde gezwart. De reflector heeft uitwendige koelribben en een verende pasvorm waardoor de lamp wordt vastgeklemd. Aangezien de onderscheiden segmenten van de kap (101) nauw aansluiten met de lamp is 10 het nu van de stand van de lamp afhankelijk welk segment wordt verlicht. Aangezien de lamp ook twee aanliggende segmenten (deels) kan verlichten c.q. meerdere segmenten in sequentie kan verlichten, al dan niet met aangepaste lichtsterkte, kan een groot aantal signalerings-functies gelijktijdig worden waargenomen waarbij zelfs bepaalde mogelijke sequenties nieuwe betekenis kunnen krijgen. Zo zou een sequentie over alle segmenten aan 15 één voertuigzijde een richtingwijzer-functie kunnen krijgen.

Bij voorkeur wordt bij remmen gebruik gemaakt van gepulseerd remlicht waarbij de pulsen, ook weer bij voorkeur, zijn gerelateerd aan, van de G-sensor afkomstige, informatie omtrent de mate van vertraging van het voertuig.

Fen probleem bij hoogvermogen halogeenlampen is hun relatieve reactie-traagheid 20 door hun dikke gloeidraad. Dit maakt het moeilijk de lamp voor snelle impulsen te gebruiken. Aangezien de lamp bovendien relatief lang na-gloeit zijn deze pulsen slecht gedefinieerd. Fen oplossing kan worden gevonden door middels de servo de lamp binnen een "dood" segment te draaien in de voor- en na-flanken van de puls. Een andere oplossing betreft flankerend segment gebruik, b.v. (mist-)achterlicht en (mist-)remlicht. Door het licht 25 alternatief meer of minder over twee lamp-sectoren te verdelen in een ritme en aansturingsregiem wat met deze reactie-traagheid rekening houdt, kan voor één segment een constante cn voor één segment een scherp gedefinieerde pulserende lichtopbrengst worden gerealiseerd. De pulsduur cn de pulsinterval worden nu gekozen in afhankelijkheid van de servo-snelheid en de per segment gewenste lichtopbrengst. Het constant te verlichten 30 segment "ziet" nu de lamp constant maar met een openingshoek welke omgekeerd evenredig is met de lichtopbrengst, terwijl het te pulseren segment de lamp alleen periodiek "ziet" gedurende de piek van de puls..

1009539 -5-

Het moge duidelijk zijn dat bij maximaal vermogen een halogeen lamp een aanzienlijk warmte ontwikkeling heeft welke, gezien de mechanische opbouw van het systeem, bij inzet over langere termijn tot problemen zou kunnen leiden. Daarom is de lichtopbrengst van bedoelde lamp, naast de in voorgaande alinea's genoemde parameters, tevens onderhevig aan 5 een temperatuur-parameter, hetzij via directe sensor-informatie, hetzij via het softwarematig integreren van elektrisch vermogen en tijd.

Fig. 2 en 3 tonen twee alternatieve uitvoeringen van de servo-inrichting waarbij in Fig 2 alleen de reflector wordt verdraaid terwijl de lamp stationair is, terwijl in Fig.3 de lamp en de reflector lineair worden verplaatst middels b.v. een tandriem. In principe zijn er verder bij 10 roterende systemen volgens fig. 1 en 2 uitbreiding van het aantal segmenten mogelijk door een 360 graden draaibaar systeem. Hoewel hierbij “om de hoek geschenen wordt” is dit in de praktijk vaak geen bezwaar. Het licht kan het inwendig verspiegelde segment slechts verlaten via het lampglas waarvan het profiel c.q. de fresnel-confïguratie grotendeels de bepalende factor is voor de wijze van uitstralen..

15 Uiteraard is de hier geschetste inrichting met enige aanpassing ook geschikt voor andere doeleinden m.n. voor gebruik bij verkeerslichten en voor de koplampen van auto’s, l.p.v. de signaleringsfuncties komt nu het zwaartepunt te liggen op de diverse verlichtingseisen zoals het omschakelen van groot- naar dim-licht, mistverlichting, stuurvolgcnd verlichten etc. Deze laatste functie wordt bij een drie-segment kap volgens fig. 20 1,2 of 3 bij voorkeur door het buitenste segment waargenomen, de twee binnenste segmenten zijn dan resp. groot- en dim-licht. Hier volgt dus noodzakelijkerwijs slechts één lamp het stuur.

Worden de buitenste segmenten aan beide zijden (voor een deel) gelijktijdig aangestraald, dan ontstaat een breed uilstralings-palroon wat vooral bij zeer dichte mist op 25 bochtige wegen geschikt is. Bij voorkeur wordt hierbij software-matig een snelheidsafhankelijke binnenwaartse verschuiving naar het dimlicht-scgment geïmplementeerd zodat de breedte van uitstraling vermindert naarmate de snelheid hoger wordt

Fig. 4 en 5 tonen een oplossing voor het afstellingsprobleem wat vaak ontstaat bij een 30 sterk wisselende belading van het voertuig. Hen bijzonder kenmerk van deze configuraties betreft het feit dat de hoogte afstelling van het licht hier desgewenst permanent variabel is en middels een elektronisch instelbare off-set kan worden aangepast aan de belading. Hiertoe wordt middels een mclino-meler de hellingshoek van het voertuig opgcslagen in een met- 1 0 0 9539 -6- vluchtig geheugen zodra het voertuig tot stilstand komt. Bij wegrijden wordt vervolgens door de microprocessor onmiddellijk een eventueel ontstane hoekvariatie t.o.v. de opgeslagen waarde vertaald in een, gedurende de rit geldige, permanente offset. Door het gebruik van deze twee momenten als ijk-moment wordt voorkomen dat bij stilstand 5 interacties tussen de hellingshoek van de weg en tussentijds wisselende belading tot onjuiste meetresultaten zouden leiden. Tijdens de rit kan bedoelde inclino-meter desgewenst een permanent variabel correctie-signaal genereren voor het uit-dempen van oneffenheden van de weg. Deze laatste optie is met name geschikt voor terreinvoertuigen.

Het lamphuis is hier niet gesegmenteerd en de richting van uitstraling wordt hier bijna 10 uitsluitend bepaald door de positie van de lamp-plus-reflector t.o.v. het lampglas. Fig. 4 toont het lampglas van een uitvoering van de lamp waarbij het licht middels een fresnel-configuratie het grootste (boven-) gedeelte voorwaarts en het onderste deel (404) buitenwaarts is gericht. De progressief verlopende fresnel-ribben boven (401) en beneden (403) het neutrale midden-deel (402), buigen het licht steeds sterker verticaal af, hetzij naar 15 boven hetzij naar beneden zodat een relatief kleine verticale verplaatsing c.q. verdraaiing van de lamp resulteert in een sterke hoekverstelling. De reflector is hiertoe relatief breed en plat. Fig. 5 toont een zijaanzicht van bedoelde koplamp.

10P9539

Claims (1)

1. 5 Inrichting volgens voorgaande conclusies met als kenmerk dat voor de voeding van de gehele voor- of achterzijde van bedoeld voertuig gebruik wordt gemaakt van écn centrale voedingskabel, terwijl de in de voorgaande conclusie bedoelde commando-signalcn hetzij 2.5 zijn gesuperponcerd op de gelijkstroom van bedoelde voeding, hetzij via een aparte signaalkabol worden verzorgd, in beide gevallen bij voorkeur in lull-duplex mode, teneinde terugmelding hetzij van sensor-informalie hetzij van lamp c.q inrichlingscondities mogelijk te maken. 6: Inrichting volgens voorgaande conclusies met als kenmerk dat de inrichting tevens 30 de voeding en commando’s verzorgd van afzonderlijke lampen zoals b.v. voor nummerplaatvcrlichting, welke niet direct tot de in voorgaande conclusies beschreven e n k e 1 -1 a m p- sy s t ee m be ho re n 1 009539 -8- 7: Werkwijze voor een inrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies met als kenmerk dat de lichtopbrengst van bedoelde lamp over twee aanliggende segmenten zodanig kan worden verdeeld dat één segment een constant en een tweede segment een pulserende karakter krijgt door, rekening houdend met de landkarakteristiek, de gewenste 5 intensiteit en de gewenste pulssnelheid, de aansturing van bedoelde chopper en bedoeld servo-systeem zodanig op elkaar af te stemmen dat de openingshoek naar het constant te verlichten segment in overeenstemming is met de doof- resp. aanloopkarakteristiek van bedoelde lamp en omgekeerd evenredig met de lichtopbrengst, terwijl het te pulseren segment de lamp alleen periodiek "ziet". 10 8: Regelwijze voor een inrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies met als kenmerk, dat de maximale lichtopbrengst van bedoelde lamp, naast de in voorgaande conclusies genoemde parameters, tevens onderhevig is aan een temperatuur-parameter, hetzij via directe sensor-informatie, hetzij via het softwarematig integreren van vermogen en tijd, om oververhitting en vroegtijdig uitvallen van de lamp te voorkomen. 15 9: Inrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies met als kenmerk dat bedoeld stelsel van sensoren een, bij voorkeur onder de motorkap gesitueerde, watersensor omvat welke voor zowel de koplampen als voor bedoelde achterlichten een pulserend alarm-signaal genereert in de situatie dat auto's in het water rijden. 10: Inrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies met als kenmerk dat 20 bedoeld stelsel van sensoren een G-sensor omvat welke bij negatieve G-krachten de pulssnelheid en/of intensiteit van bedoeld remlicht moduleert. 11: Mistlamp/remlicht-systeem volgens één of meer van de voorgaande conclusies met als kenmerk dat om verblinding van een eventuele achterligger te voorkomen, de lichtopbrengst van bedoelde lamp traploos kan worden verminderd. 25 12: Mistlamp/remlicht volgens één of meer van de voorgaande conclusies met als kenmerk dat bedoeld systeem tijdens remmen in mist een pulserend licht-signaal genereert waarbij, om verblinding van achteropkomend verkeer te voorkomen, bedoeld remlicht (het grootste deel van) het licht omlaag en zijwaarts en/of recht omhoog uitgestraald. 13: Sensor-systeem ten behoeve van een mistlamp/remlicht-systeem volgens 30 voorgaande conclusies met als kenmerk dat door een niet-achterwaarts gerichte sensor, de laagste waarde van het omgevingslicht wordt vergeleken met de hoogste waarde van het invallend licht van een achterwaarts gerichte sensor, teneinde te kunnen vaststellen of een 1009539 -9- (verlichte) achterligger nadert in welk geval bedoelde mistlamp, al dan niet proportioneel, wordt gedimd. 14: Sensor-systeem ten behoeve van een mistlamp/remlicht-systeem volgens voorgaande conclusies met als kenmerk dat bij bedoelde achterwaarts gerichte sensor wordt 5 gekeken naar de eventuele aanwezigheid van een "optische rimpel”, gewoonlijk rond 100 hertz, teneinde te kunnen vaststellen of bedoeld licht al dan niet als zijnde van een voertuig afkomstig moet worden beschouwd. 15: Koplamp volgens één of meer van de voorgaande conclusies met als kenmerk dat het licht kan worden verdeeld over tenminste drie verschillende segmenten welke ieder voor 10 zich een andere fresnel/reflector configuratie bezitten en aldus het licht hetzij verticaal onder een andere hoek uitstralen (groot- resp. dim-licht) hetzij horizontaal, waarbij het buitenste segment bij voorkeur een zijwaartse richting van uitstraling bezit 16: Koplamp met automatische hoogteafstelling volgens één of meer van de voorgaande conclusies met als kenmerk dat de kap van bedoelde koplamp anders als 15 hiervoor beschreven ongedeeld is en de lamp plus reflector verticaal middels een servomotor qua hoek kunnen worden versteld, dan wel verplaatst middels een servo-bediende tandriem, waardoor het licht naar keuze kan worden uitgestraald via een of tw'ee van tenminste drie verschillende, t.o.v. elkaar verticaal opgestelde segmenten van het lampglas waarvan de twee buitenste segementen een progressief verlopende fresnel configuratie 20 bezitten en aldus hel licht verticaal onder een progressief verlopende hoek uitstralen hetzij naar boven hetzij naar beneden, t.o.v. een neutraal middensegment. 17: Methode voor een automatische hoogteafstelling van koplampen volgens één of meer van de voorgaande conclusies met als kenmerk dat middels een inclino-meter de hellingshoek van het voertuig wordt opgcslagcn in een niet-vluchtig geheugen zodra het 25 voertuig lot stilstand komt, waarna op hel moment van wegrijden door de microprocessor een eventuele hoekvarialie t.o.v. bedoelde opgcslagcn waarde wordt vertaald in een correctic-signaal voor bedoelde koplampen. 18: Mistlamp volgens een of meer van de voorgaande conclusies met als kenmerk dat de afstralingsbreedte van bedoelde mistlamp afneemt naarmate de snelheid van hel voertuig 30 toeneemt, doordat het licht naar rato kan worden verdeeld over de twee segmenten van respectievelijk de breedstraler en het dimlicht-segmenl. 1009539