DE4136427A1 - Elektronisch gesteuerte fahrzeugbeleuchtung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Elektronisch gesteuerte Fahrzeugbeleuchtungsanlage, insbesondere für Kraftfahr­ zeuge.

Bei allen herkömmlichen zwei-, drei-, vier- und mehrräderigen Kraftfahrzeugen erfolgt die Bedienung der Beleuchtungsanlage ausschließlich manuell durch den Fahrzeug­ lenker. Das heißt der Fahrzeuglenker bestimmt den Zeitpunkt für das Ein- und Aus­ schalten der gesamten Beleuchtungsanlage, einschließlich der Nebelbeleuchtung, und trifft die Wahl zwischen Stand-, Abblend- und Fernlicht nach seiner individuellen Einschatzung der Licht-, Sicht- und Verkehrsverhältnisse.

Durch diese Verfahrensweise sind die Unfallrisiken, durch nicht optimalen Einsatz der Beleuchtungsanlage, beträchtlich. Auch läuft man Gefahr beim Abstellen des Fahr­ zeugs, mit aus Vergeßlichkeit nicht abgeschalteter Beleuchtungsanlage, das Fahrzeug wegen der entladenen Batterie nicht mehr starten zu können. Um diesem nicht selten auftretenden Dilemma entgegenzuwirken, werden von der Autoindustrie einige Fahrzeugtypen mit einem Warnsummer oder ähnlichen Sicherheitsvorkeh­ rungen ausgestattet. Auf diese Problematik sei hier nur am Rand hingewiesen.

Die weit größere Gefahr liegt in der Beeinträchtigung der Verkehrssicherheit durch fehlerhafte Bedienung der Fahrzeugbeleuchtungsanlage. Diese wird aus Vergeß­ lichkeit gar nicht, oder auf Grund falscher Einschätzung der gegebenen Verhältnisse zu spät eingeschaltet. Deshalb werden andere Verkehrsteilnehmer vom Fahrzeug­ lenker nicht oder zu spät erkannt. Das gleiche gilt im umgekehrten Sinne. Das unbe­ leuchtete Fahrzeug ist für andere Verkehrsteilnehmer nicht oder zu spät erkennbar. Dies birgt bei der Benutzung von Tunnels, unterirdischen Straßenführungen, Tiefga­ ragen, vor allem aber bei Dämmerungseinbruch ein erhebliches Unfallrisiko in sich. Aus diesem Grunde ist in einigen Ländern mit diffusen Lichtverhältnissen, auf Grund ihrer geographischen Lage, eine permanente Anschaltung der Fahrzeugbeleuchtung gesetzlich vorgeschrieben.

Eine weitere große Gefahr liegt in der manuellen Bedienung von Abblend- und Fern­ licht durch den Fahrzeuglenker. Der häufig erforderliche Wechsel zwischen Abblend- und Fernlicht bei Überlandfahrten nimmt einen großen Teil der Aufmerksamkeit des Fahrzeuglenkers in Anspruch. Auch die Gefahr von Bedienungsfehlern ist gegeben.

Vorausfahrende und/oder entgegenkommende Fahrzeuge werden durch nicht recht­ zeitiges Umschalten von Fernlicht auf Abblendlicht in solchem Ausmaß geblendet, daß den Lenkern genannter Fahrzeuge die Kontrolle über ihr Fahrzeug verloren gehen kann.

Alle diese aufgezeigten Mängel sollen durch die nachfolgend beanspruchte Erfindung beseitigt werden. Dieser Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einer Beleuchtungsanlage auszustatten, der eine Elektronik zugeordnet ist, die das Ein- und Ausschalten, sowie die Regu­ lierung der Leuchtkraft der Scheinwerfer stufenlos in einem erforderlichen Licht­ spektrum, vergleichbar der Bandbreite von Standlicht und Fernlicht, bei einschalten der Zündung selbsttätig, den Licht-, Sicht-und Verkehrserfordernissen entsprechend, vornimmt. Damit soll der Fahrzeuglenker entlastet, Bedienungsfehler, bzw. mensch­ liches Versagen, vermieden und bestmöglicher Einsatz der Beleuchtungsanlage erreicht werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die beanspruchte Erfindung eine Fahrzeugbeleuch­ tungsanlage vor, die folgende zusätzliche Merkmale aufweist.

Zur Messung der Lichtverhältnisse wird eine Anordnung von fotoelektronischen Bau­ teilen an geeigneter Stelle installiert. Als geeignete Stelle schlägt der Erfinder den Kühlergrill und/oder die linke Stoßstangen-Krümmung vor. Die Unterbringung in der linken Stoßstangenkrümmung wird vorgeschlagen, um die auftreffende Lichtquelle von entgegenkommenden, beleuchteten Zweirädern zu registrieren, welche im Ver­ gleich zu mehrräderigen Fahrzeugen über nur einen Scheinwerfer verfügen, und deshalb einen geringeren Streuwinkel der Scheinwerferanlage aufweisen.

Beide Anordnungen befinden sich hinter Glas um eine Verschmutzung zu vermeiden. Aus diesem Grunde ist es zweckmäßig eine Wisch-Waschanlage anzubringen. Diese sollte beim Einschalten der Zündung automatisch für einen Reinigungsvorgang in Bewegung gesetzt werden. Außerdem sollte sie mit dem Scheibenwischerregler gekoppelt sein, um die Anordnung bei Regen, Nebel oder Schnee vor Nässe und Ver­ schmutzung freizuhalten.

Die photoelektronischen Bauteile sind Fototransistoren, Fotoioden oder Fotowider­ stände, welche so zu wählen sind, daß deren Lichtempfindlichkeit auf das gesamte Lichtspektrum zwischen Hell, Dämmerung und Dunkel lückenlos reagieren. Diese sind entsprechend ihrer Empfindlichkeit (wie Widerstandswert, Schaltzeitpunkt, Strom- und Spannungswerte) einem Mikrochip, bzw. Mikroprozessor, so zuzuordnen, daß dieser die verschiedenen Eingangswerte verarbeitet, und am Ausgang die verar­ beiteten Signale über einen Regelkreis an die Fahrzeuglichtanlage weitergibt, und damit das Ein- und Ausschalten, sowie die Leuchtkraftregulierung (Leuchtkraft­ dimmung) der Scheinwerfer vornimmt. Um eine optimale Schaltschnelligkeit im Mikro­ prozessor zu erreichen ist der Verwendung von Fototransistoren der Vorzug zu geben. Zur Messung der Lichtverhältnisse ist auch die Verwendung eines im Handel erhält­ lichen sogenannten Luxtastkopfes möglich. Dieser deckt einen Lichtbereich von 0-5000 Lux ab, was für beabsichtigten Verwendungszweck, von Erfinderseite als ausrei­ chend erscheint. Dieser Luxtastkopf zeigt die Lichtverhältnisse durch unterschiedlich ausgegebene Widerstandswerte an, welche im Mikroprozessor vorgegebene Werte ansprechen und über einen Regelkreis die Beleuchtungsanlage entsprechend den Erfordernissen aktivieren.

Durch die entsprechende Auswahl der Fototransistoren, Fotowiderständen, Fotoioden aber auch durch die Verwendung eines Luxtastkopfes, wird auch erreicht, die sich ändernden Lichtverhältnisse anhand der unterschiedlich ausgegebenen Werte der genannten Bauteile im Mikroprozessor so zu verarbeiten, daß die Beleuchtung des Fahrzeuges ständig überwacht und den äußerer Lichtverhältnissen ständig angepaßt wird.

Damit wird ein Blenden entgegenkommender Fahrzeuge ausgeschlossen, weil das Auftreffen einer Fremdlichtquelle über die Fotobauteile im Mikroprozessor registriert wird, und dieser durch Veränderung des Ausgangswertes einen Regelkreis anspricht, der eine Herabsetzung der Lichtstärke der Beleuchtungsanlage bewirkt.

Um vorausfahrende Fahrzeuge nicht über Gebühr zu blenden, ist es erforderlich an geeigneter Stelle (Kühlergrill, Frontstoßstange) am Fahrzeug einen Sensor, vorzugs­ weise IR-Reflexsensor, zu installieren, welcher den Abstand zu einem vorausfah­ renden Fahrzeug mißt. Diesem Sensor ist eine Schaltung zugeordnet, die bei Abstandsverminderung, im Mikroprozessor vorgegebene Werte anspricht, welche über einen Regelkreis die Leuchtstärke der Scheinwerfer, mittels der ausgegebenen Werte verringert. Diese Schaltung hat aus obengenannten Grund im Mikroprozessor absolute Priorität.

Es versteht sich von selbst die genannten Maßnahmen nur auf die Frontscheinwerfer zu beziehen, die Rückleuchten sind nach herkömmlicher Art geschaltet, lediglich beim Ein- und Ausschalten werden diese vom Mikroprozessor gesteuert.

Um eine elektronische Regulierung der Nebelbeleuchtungsanlage zu ermöglichen, wird folgende Verfahrensweise vorgeschlagen. Zunächst ist es erforderlich in einer Versuchsreihe in einem Labor folgende Werte zu ermitteln.

Unter Verwendung eines Temperaturfühlers und eines Feuchtigkeitsfühlers wird der Wert ermittelt, ab welchem die Voraussetzungen von Nebelbildung gegeben sind. Die Nebeldichte wird durch die Reflexion der von den Scheinwerfern ausgesandten Licht­ strahlen, mittels der vorgeschlagenen Fotoelektronischen Bauteile gemessen. Die so ermittelten Werte sind in einem Mikroprozessor zueinander in Abhängigkeit zu bringen. Aus diesem Grunde ist es notwendig das Fahrzeug mit einem Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsfühler auszurüsten, die über ein eigenes fotoelektronisches Bauteil, zur Messung der reflektierten Lichtstärke, einem separaten Mikroprozessor mit Werten versorgen, die zur Bestimmung von Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Lichtreflexion dienen, und bei erreichen des in der Versuchsreihe ermittelten Wertes, diesen veranlassen über einen Regelkreis die Nebelbeleuchtung zu- oder abzuschalten. Dadurch soll die Unfallgefahr beim Durchfahren von plötzlich auftretenden Nebel­ banken vermindert werden.

Für den Störfall oder andere unvorhergesehene Erfordernisse, wäre es zweckmäßig die Schaltung durch einen gesonderten Umschalter am Armaturenbrett oder in Lenk­ radnähe, und in einer optischen Anzeige, auszurüsten, der zwar immer in Funktions­ stellung bleibt, jedoch bei Defekten, z. B. im Mikroprozessor oder anderen elektroni­ schen Bauteilen des Systems, ein Umschalten auf das aus diesem Grunde noch vor­ handene, herkömmliche Systeme ermöglicht. Diese Umschaltmöglichkeit erlaubt im Bedarfsfall ein betätigen der Lichthupe, oder das umschalten von Fernlicht auf Abblendlicht beim Kontakt mit Verkehrsteilnehmern, die über keine oder zur Regi­ strierung nicht ausreichende Lichtquelle verfügen, z. B. Fußgänger oder Radfahrer.

Claims (8)

1. Elektronisch gesteuerte Fahrzeugbeleuchtungsanlage, insbesondere für Kraft­ fahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsanlage mit einer Elektronik ausgerüstet ist, welche das Ein- und Ausschalten, der Fahrzeugbe­ leuchtung, sowie die Leuchtkraftregulierung (Leuchtkraftdimmung) der Schein­ werfer, den Licht-, Sicht-, und Verkehrsverhältnissen entsprechend selbsttätig vornimmt.

2. Elektronisch gesteuerte Fahrzeugbeleuchtungsanlage, insbesondere für Kraft­ fahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Lichtverhältnisse über eine Anordnung von Fotoelektronischen Bauteilen, bestehend aus Fototransistoren, Fotoioden, Fotowiderständen oder eines Lux­ tastkopfes, erfolgt.

3. Elektronisch gesteuerte Fahrzeugbeleuchtungsanlage, insbesondere für Kraft­ fahrzeuge nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nach Anspruch 2 gemessenen Werte einem Mikrochip bzw. einem Mikroprozessor so zu geordnet werden, daß dieser die verschiedenen Eingangswerte verarbeitet und am Ausgang die verarbeiteten Signale über einen Regelkreis an die Fahr­ zeugbeleuchtungsanlage weiter gibt.

4. Elektronisch gesteuerte Fahrzeugbeleuchtungsanlage, insbesondere für Kraft­ fahrzeuge nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die sich ändernden Lichtverhältnisse anhand der unterschiedlich ausgegebenen Werte der in Anspruch 2 genannten Bauteile im Mikroprozessor so verarbeitet werden, daß die Beleuchtung des Fahrzeuges ständig überwacht und den äußeren Lichtverhältnissen ständig angepaßt wird.

5. Elektronisch gesteuerte Fahrzeugbeleuchtungsanlage, insbesondere für Kraft­ fahrzeuge nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß beim Auf­ treffen einer entgegenkommenden Fremdlichtquelle auf die Fotobauteile nach Anspruch 2 der Mikroprozessor durch die Veränderung seiner Ausgangswerte über einen Regelkreis die Herabsetzung der Leuchtstärke der Scheinwerfer bewirkt, und so ein blenden des Gegenverkehrs verhindert.

6. Elektronisch gesteuerte Fahrzeugbeleuchtungsanlage, insbesondere für Kraft­ fahrzeuge nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektronik ein Sensor, insbesondere IR-Reflexsensor, zugeordnet ist, welcher den Abstand zu vorausfahrenden Fahrzeugen mißt, und im Mikroprozessor bei unterschreiten vorgegebener Werte eine Herabsetzung der Leuchtkraft der Schweinwerfer durch veränderte Ausgangswerte an einem Regelkreis bewirkt.

7. Elektronisch gesteuerte Fahrzeugbeleuchtungsanlage, insbesondere für Kraft­ fahrzeuge nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß über einen Tem­ peraturfühler, Luftfeuchtigkeitsfühler und ein fotoelektronisches Bauteil nach Anspruch 2, die Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Reflexion, der von den Schein­ werfern ausgesandten Lichtstrahlen von einem eigenen selbsttätig arbeitenden Mikroprozessor in Abhängigkeit zueinander gebracht wird und bei erreichen eines nebelspezifischen Wertes, der vorher in einer Versuchsreihe zu ermitteln ist, diesen veranlaßt über einen Regelkreis die Nebelbeleuchtung zu- oder abzu­ schalten.

8. Elektronisch gesteuerte Fahrzeugbeleuchtungsanlage, insbesondere für Kraft­ fahrzeuge nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Störfall oder andere Erfordernisse eine Schaltanordnung vorgesehen ist, welche der Arbeitsweise der herkömmlichen Fahrzeugbeleuchtungsanlagen entspricht, und durch einen gesonderten Umschalter in Betrieb genommen werden kann.