DE2421063C3

DE2421063C3 - Automatische Steuervorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Beleuchtungsanlage

Info

Publication number: DE2421063C3
Application number: DE2421063A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Nagasawa; Takashi Ibaraki Wakabayashi; Hiroyuki Watanabe
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1973-10-19
Filing date: 1974-04-29
Publication date: 1979-06-28
Also published as: DE2421063B2; US3925244A; JPS5069733A; DE2421063A1; FR2248169A1; IT1004291B; FR2248169B1; JPS5610211B2; CA1027998A; GB1457659A

Description

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Die Erfindung betrifft eine automatische Steuervorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Beleuchtungsanlage mit einer ein photoleitendes Ele-nent e .!haltenden Detektoreinrichtung zur Erfassung /on Licht und mit einer elektrischen Schaltvorrichtung zur a- '.omatischen 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, -to 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.

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 «,ich 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 Kraftfahrzeu- fin geil 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 Tünnelbeleuchtüng betätigt.

Eine automatische Steuervorrichtung der eingangs genannten Art wird in der DE-OS 16 55 235 beschrieben. Diese bekannte, helligkeitsabhängige Schaltaülomatik für Kraftfahrzeug-Beleuchtungsanlagen besitzt ein für sichtbares Licht empfindliches photoelektrisches Element sowie eine Schaltung zur 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 Zinndiosidzelle in Beleuchtungsanlagen von Kraftwagen, denn dL bekanntgewordenen Steuervorrichtungen arbeiten nur im sichtbaren Spektralbereich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die automatische Steuervorrichtung für Beleuchtungsanlagen von Kraftfahrzeugen Jer 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 »elöst, daß das photoleitende Element in an sich bekannter Weise aus Zinn (IV)-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 Bloci-diagramm 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 rier Vorrichtung nach der Erfindung zu erläutern;

F i g. 3 zeigt eine Seitenansicht eines Fahrzeugvorderteils mit eingebauter Vorrichtung nach der Erfindung; und

F i g. 4 zeigt eine Seitenansicht eines Fahrzeughecks mit eingebauter Vorrichtung nach der Erfindung.

Der Anteil des ultravioletten und ^coeziell 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-Beleuchtungsanlagcndar.dic die Wagenbeleuchtung ohne Störung durch die Straßenbeleuchtung, die Lichtkegel entgegenkommender Fahrzeuge usw. mit Sicherheit einschaltet, wenn die Sonncnlichlslärke 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 AusfOhrungsform der Erfindung im einzelnen beschrieben werden.

Die F i g. 1 ist ein Blockschaltbild einer automatischen Steuervorrichtung für Kfz-Beleuchtungsanlagen 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 t arbeitet auf eine Signalerfassungsschaltung 2, diese wiederum auf eine Schaltvorrichtung 3, an deren Ausgang die Lampe 4 liegt Erfaßt die Einrichtung 1 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 [R-Licht ansprechen. Es ist wünschenswert, bspw. eine UV-Lichtzelle nach der US-Patentschrift 38 05 124 zu verwenden. Diese Zeile 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 Schaltungsanordnunger entsprechend den Eigenschaften der eingese'zten photoleiterHen Zinnoxidzelle anwenden — bspw. ein Schmitt-Trigger. Evtl. muß man einen Verstärker hinzufügen. Als Schaltvorrichtung 3 sind verschiedene Einrichtungen geeignet — bspw. elektromagnetische Relah 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 U i g. 2 zeigt die spektrale Kennlinie der photoleitenden Zinnoxidzelle, wie sie nach dei Erfindung einp^setzt wird. Wie ersichtlich, hat die Kennlinie eine schmale und ausgeprägte Spitze. Die Kurven S. Γ und D der Fig. 2 zeigen das relative Spektrum von Sonnenlicht, Glühlampenlicht bzw. Tagesleuchtstofflampenlieht. Diese Kurven sind auf eine Wellenlänge von 55 nm bezogen, bei der die Lichtempfindlichkeit des menschlichen Auges am höchsten ist. Wie aus der Fig,2 ersichtlich, enthält das Sonnenlicht nach der Kurve Seinen 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 Kunstlichtqueiien 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

ίο Kunstlichtlampen — wie z. B. Leuchtstofflampen (Kurve D) und Quecksilberdampf-Hochdrucklampen (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- \i.A Zunahme nicht immer der des sichtbaren Anteils im Sonnenlicht entspricht.

Die F i g. 3 und 4 zeigen Orte, an denen die Detektoreinrichtung der vorliegenden Erfindung wünschensw .-.-terweise angebracht werden sollt. Die Fig.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 Fig. 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 d=s Scheinwerfers 34 indirekt aufnimmt, findet keine Fehlbetätigung der Schaiivorrichtung statt, denn das Licht des Scheinwerfers 34 enthält im wesentlichen keinerlei UV-Licht, wie oben bescnrieben. 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.

Da die Kunstlichtbeleuchtung im Tunnel im wesentlichen kein UV-Lich' enthält, findet auch hier eine Fehlbetätigung nicht statt.

In der Anordnung r.ach Fig. 3 sind die nicht da-ge^eiiten 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

so Fig. 4 isi 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-

f/i helligkeit am Fahrzei'gheck 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 Straöenoberfläche 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 Aüsgangswerl des Detektors, bei dem die nachfolgende Schaltvorrichtung die Lampen automatisch aus- bzw. einschaltet, läßt sich auf herkömmliche Weise einstellen;

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Automatische Steuervorrichtung für ein« 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 (34ji des Fahrzeuges angeordnet ist, um die UV-Lichtstärke an einem Ort zu erfassen, der im wesentlichen dem Ort entspricht, der vom Scheinwerfer ausge leuchtet 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.