DE3737395A1 - Opto-sensorische bedienung der kfz-beleuchtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Automatik, die in der Lage ist, das Abblendlicht eines KFZs selbsttätig ein- bzw. auszuschalten.

Die Automatik soll einerseits den Fahrkomfort er­ heblich steigern, zum anderen einen wichtigen Bei­ trag zur Verkehrssicherheit liefern.

Der bisherige Stand der Technik ist die manuelle Bedienung des KFZ-Lichts durch Schalter oder Hebel.

Oftmals jedoch wird, gerade in Grenzsituationen (Dämmerung, häufige Tunnelein- und -ausfahrten), das Licht einfach vergessen. Die Gefahr für den flie­ ßenden Verkehr ist unverkennbar.

Eine Automatik kann auch dadurch mehr Sicherheit bringen, daß noch weniger Aufmerksamkeit als bisher für die Bedienung des KFZ aufgewendet werden muß. Der Fahrzeugführer kann sich mehr auf das Führen des Fahrzeugs und auf den Verkehr konzentrieren.

Der Erfindung liegt nun der Gedanke zugrunde, die Aufgabe des Ein-/Ausschaltens einer Automatik zu übertragen.

Die Lösung des geschilderten Problems ist eine Automatik, die das Abblendlicht je nach den äußeren Gegebenheiten ein- bzw. ausschaltet. Die Elektronik muß jedoch notwendiger­ weise unterscheiden können, ob es sich um Sonnen- (Tages-) licht handelt, oder ob das die Straße ausleuchtende Licht künstlicher Herkunft (Straßenbeleuchtung) ist. Auch darf es nicht durch kurzzeitige Beleuchtungsunterschiede zu einem hektischen ein- und ausschalten des Lichtes kommen.

Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Bild 1 zeigt das Blockschaltbild der Erfindung.

Auf die Fotodiode fällt durch die Windschutzscheibe des Fahrzeugs von außen Licht ein. Vor die Fotodiode ist ein Filter plaziert, der nur Licht der Wellenlänge 470 nm (±10 nm) durchläßt. Die Wellenlänge 470 nm ist in allen üblichen, künstlichen Lichtquellen (Glüh­ lampen, Quecksilberhochdrucklampen, Natriumdampflampen) nur zu höchstens 40% relativer Stromdichte vorhanden. Im Tageslicht hingegen liegt der Anteil bei über 95%. Der nachgeschaltete Schwellwertschalter (Trigger) sorgt für die Empfindlichkeitseinstellung der Elektronik. Bei einem gewissen Strom, den die Fotodiode durch die Be­ strahlung freigibt, schaltet er durch, und gibt so der ihm folgenden Verzögerungsschaltung ein eindeutiges 1-Signal. Die Einschaltverzögerung verzögert bis zum Ansteuern des Relais um ca. 10 sec. (Bestimmbar durch die RC-Glieder in Bild 2.) Das Relais schließlich schaltet das Fahrzeuglicht in der durch die STVO gere­ gelten Art und Weise (Standlichter und Abblendlichter vorn, Rückleuchten hinten) ein.

Wird die Fotodiode nun wieder durch Tageslicht beschie­ nen, (Ausfahrt aus dem Tunnel), so wird mit einer Ver­ zögerung von ca. 30 sec. der Relaishaltestrom unterbro­ chen, das Licht damit ausgeschaltet.

Die Option der manuellen Betätigung des Lichts soll je­ doch aus Sicherheitsgründen (Ausfall der Elektronik) er­ halten bleiben.

Bild 2 zeigt eine mögliche Schaltungsausführung der Regel- und Steuerungselektronik. Der Aufbau der Schaltung und deren Bauteile seien erläutert:

D 1 = Fotoelement z. B. BPW 21
IC 1 = TCA 105 (Schwellenwertschalter) (Schmitt-Trigger)
IC 2 = FZK 101 (Monostabiler Multivibrator)
IC 3 = IC 2
IC 4 = FZH 101 (4 Stück NAND-Gatter)
R 1 = 10 kOhm
R 2 = 30 kOhm
C 1 = 500 µF
C 2 = 1000 µF

Das durch den Filter aus Spezialglas der Firma Schott, Mainz, (Filterwellenlänge 470 nm ± 10 nm) fallende Licht löst in dem Fotoelement (D 1) eine Spannung aus, die bei ca. 5000 1 × 400 mV beträgt. (Es kann sein, daß zum Erreichen dieses Schwell­ wertes ein einstufiger Transistorverstärker zwischen D 1 und IC 1 geschaltet werden muß, da das Filter einen nicht errechenbaren Einfluß auf die Lichtintensität nimmt. Dieser Einfluß konnte jedoch aus finanziellen Gründen nicht experimentell bestimmt werden.)

Bei diesem Wert schaltet der Trigger (IC 1) durch und löst den Einschaltverzögerungsprozeß im IC 2 aus. Es handelt sich um einen monostabilen Multivibra­ tor. Das Relais zieht an und schaltet so die KFZ-Be­ leuchtung ein. Überschreitet der auf das Fotoelement fallende Lichtstrom den Level, so sperrt der Trigger, die Ausschaltverzögerung (IC 2) hält noch ca. 28 Sec. ein 1-Signal am Ausgang. Nach dieser Zeit erhält das Relais keinen Haltestrom mehr, die KFZ-Beleuchtung ver­ lischt.

Aus Übersichtlichkeitsgründen wurden in der konkreten Schaltung 4 integrierte Schaltkreise verwendet.

Späterhin kann man jedoch hier mit einem IC auskommen, der vermutlich sogar bei entsprechender Stückzahl in der Automobil-Fertigung extra entwickelt wird.

Einen bereits selbst triggernden IC mit zwei monostabi­ len Multivibratoren stellt z. B. der Baustein SN74LS221 dar.

Aber auch eine Schaltung mit diskreten Bauelementen wäre denkbar.

Bild 3 zeigt schließlich die optimale Plazierung (1). Das fer­ tige Detektorelement, bestehend aus Fotodiode und Fil­ ter, (siehe Bild 4) wird in der Mitte am Unterrand der Frontscheibe von innen an die Scheibe geklebt. Die Kabel führen dann zu der hinter dem Armaturenbrett gelegenen Steuereinheit.

Der Detektor muß im Innenraum plaziert werden, um ein Verdunkeln durch Schmutz zu verhindern. Auch muß bei der Wahl der Plazierung darauf geachtet werden, daß der Detektor nicht durch Unachtsamkeit z. B. durch eine abge­ legte Zeitung verdeckt und damit das Licht eingeschaltet wird.

Bild 4 zeigt das zusammengebaute Detektorelement. In einem Kunststoffgehäuse (1) befindet sich das Fotoelement (2). Die Kabel werden nach unten herausgeführt. Mit Hilfe des Kleberandes kann ein schnelles und sauberes Plazieren an die Windschutzscheibe erfolgen. Das Filterglas (3) liegt also in einer künstlichen Vertiefung.

Claims (3)

1. Opto-Sensorische Betätigung der KFZ-Beleuchtung, dadurch gekennzeichnet, daß das Einschalten der KFZ-Beleuchtung (Abblendlicht) automatisch, ge­ steuert durch das Außenlicht, geschieht.

2. Opto-Sensorische Betätigung der KFZ-Beleuchtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der äußeren Lichtverhältnisse durch einen optoelektronischen De­ tektor geschieht, der insbesondere nicht das ge­ samte Farbspektrum abtastet, sondern durch ein vor­ geschaltetes Filterglas nur eine spezielle Wellenlänge auf ihr Vorhandensein prüft, um Kunst­ licht (Straßenbeleuchtung) von Tageslicht unter­ scheiden zu können.

3. Opto-Sensorische Betätigung der KFZ-Beleuchtung, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Ein- als auch die Ausschaltung durch eine geeignete elek­ tronische Schaltung verzögert wird.