DE10151796A1

DE10151796A1 - Verfahren zum Ein- und Ausschalten der Leuchten bzw. Scheinwerfer eines Kraftfahrzeuges und System zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE10151796A1
Application number: DE2001151796
Authority: DE
Inventors: Harald Berninger; Markus Pollert; Peter G Diehl; Peter Schneiker; Hans-Peter Pflug
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2001-10-19
Filing date: 2001-10-19
Publication date: 2003-06-12

Abstract

Scheinwerfer (11) und Leuchten (12) eines Fahrzeuges (1) werden in der Regel vom Fahrer manuell geschaltet. Automatisierung der Systeme mittels eines Helligkeitssensors, der die Umgebungshelligkeit erfasst, haben bisher zu keinen befriedigenden Ergebnissen geführt. Es wird daher vorgeschlagen, die Sonnenauf- bzw. -untergangszeit für einen aktuellen geografischen Ort zu bestimmen und mit der aktuellen Zeit zu vergleichen. In einer gewissen Vorlaufzeit vor Sonnenuntergang wird das Licht eingeschaltet und nach einer gewissen Nachlaufzeit nach Sonnenaufgang das Licht ausgeschaltet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ein- und Ausschalten der Leuchten bzw. Scheinwerfer eines Kraftfahrzeuges.

Fahrzeuge sind mit diversen Leuchten und Scheinwerfern versehen, die in verschiedene Betriebsarten eingestellt werden können. So ist für Scheinwerfer das Abblendlicht und das Fernlicht bekannt. Überlegungen gehen dahin, weitere Betriebsarten vorzusehen, so dass das Scheinwerferlicht noch besser der jeweiligen Fahr- und Umgebungssituation angepasst werden kann. So wurde schon vorgeschlagen, die Scheinwerfer ausrichtbar am Fahrzeug zu montieren, so dass ihre Ausrichtung dem Straßenverlauf folgen kann: Die Scheinwerfer strahlen z. B. in die vor dem Fahrzeug liegende Kurve hinein.

Bisher werden die Scheinwerfer bzw. Leuchten vom Fahrer entsprechend der sich ihm bietenden Fahr- und Umgebungssituation manuell geschaltet. Es wurde allerdings auch schon vorgeschlagen, den Fahrer zu entlasten und Sensoren vorzusehen, die die Umgebungssituation erfassen und daraufhin selbstständig Schaltvorgänge vornehmen. In einer einfachen Version ist ein Helligkeitssensor vorgesehen, mit dem die Umgebungshelligkeit festgestellt wird. Wenn es sich zeigt, dass die Helligkeit unter einen bestimmten Wert fällt, wird das Abblendlicht der Scheinwerfer eingeschaltet. Eine solche Vorrichtung ist z. B. in der DE 36 24 616 A1 beschrieben. Der Nachteil bei einer solchen Vorrichtung besteht darin, dass die Sensoren durch Fremdlicht gestört werden können. So kann z. B. eine starke Lichtquelle am Straßenrand dem Sensor suggerieren, dass noch Tageslicht herrscht und dass ein Einschalten der Fahrzeugleuchten bzw. Scheinwerfer nicht notwendig ist.

Die Erfindung beruht somit auf dem Problem, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem ein zuverlässigeres automatisches Ein- und Ausschalten der Fahrzeugleuchten bzw. -scheinwerfer erreicht wird.

Zur Lösung des Problems wird ein Verfahren zum Ein- und Ausschalten der Leuchten bzw. Scheinwerfer eines Kraftfahrzeuges mit den folgenden Schritten vorgeschlagen: Ermittlung der aktuellen Ortskoordinaten des Fahrzeuges, bestehend aus einem Längen- und einem Breitengrad; Ermittlung der aktuellen Zeit, bestehend aus dem kalendarischen Datum und der Uhrzeit; Bereitstellung eines Kennfeldes, das Ort, Zeit und Sonnenstand in Bezug setzt; Ermittlung eines den Sonnenauf- bzw. -untergang beschreibenden Kennwertes; Vergleich des Kennwertes mit einem aktuellen Wert, der aus der aktuellen Zeit, dem aktuellen Horizont oder dem aktuellen Sonnenstand gebildet ist; Schalten der Leuchten bzw. der Scheinwerfer, wenn der aktuelle Wert vom Kennwert um ein vorbestimmtes Maß abweicht.

Der besondere Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass letztlich die Helligkeit nicht durch eine direkte Messung erfasst wird, sondern aufgrund geografischer Daten und Zeitangaben ermittelt wird, so dass unabhängig von Störlichtern sichergestellt ist, dass das Fahrzeug eine den herrschenden Lichtbedingungen angemessene Beleuchtung aufweist.

Dieses Verfahren ist auch relativ einfach zu installieren, da immer mehr Fahrzeuge mit Navigationssystemen ausgerüstet werden, die mit einem Gerät zur Bestimmung der aktuellen geografischen Ortskoordinaten ausgestattet sind. Dieses System hat Funkkontakt zu mehreren geostationären Satelliten, wobei die geografischen Ortskoordinaten bis auf wenige Meter genau bestimmt werden können. Ein solches System ist unter dem Akronym GPS (Global Position System) bekannt.

Des Weiteren verfügen Fahrzeuge über Uhren, die ein Zeitsignal zur Verfügung stellen. Ein Zeitsignal wird auch mit dem Radiosignal übertragen und ist unter der Bezeichnung RDS-Zeit-Signal bekannt. Die Zeit kann jedoch auch aus dem GPS-Signal abgeleitet werden, was eine Uhr in dem beschriebenen Verfahren entbehrlich macht.

Des Weiteren lässt sich für jeden Ort der Erde für jeden Zeitpunkt der Sonnenstand ermitteln. Hierbei handelt es sich um bekannte astronomische Zusammenhänge, die schon vielfach beschrieben worden sind. Diese Daten können in einem Kennfeld zur Verfügung gestellt werden. Mit dem Begriff Kennfeld soll einerseits eine Datenmatrix, andererseits aber auch ein Formelsystem verstanden werden, mit dem es möglich ist, die entsprechenden Sonnenstände zu berechnen.

Man kann nun mit den genannten Mitteln die aktuellen Ortskoordinaten und die aktuelle Zeit sowie für einen gegebenen Ort bzw. eine gegebene Zeit den Sonnenstand berechnen und daraus einen Kennwert ableiten. Bei dem Kennwert kann es sich z. B. um die Sonnenaufgangs- bzw. Sonnenuntergangszeit handeln, die für den aktuellen geografischen Ort maßgebend ist. Bei dem Kennwert kann es sich aber auch um den aktuellen Sonnenstand handeln, also die Höhe der Sonne über dem Horizont. Des Weiteren ließe sich der Längen- bzw. Breitengrad ermitteln, an dem die Sonne für die aktuelle Zeit unter- bzw. aufgeht. Je nachdem welchen Kennwert man zugrunde legt, wird dieser der aktuellen Zeit, dem aktuellen Horizont oder mit dem aktuellen Ort verglichen. Sobald ein bestimmtes Differenzmaß vorliegt, werden die Scheinwerfer bzw. Leuchten des Fahrzeuges ein- bzw. ausgeschaltet.

Wenn auch - wie skizziert - es mehrere Möglichkeiten gibt, einen Kennwert zu bilden, so wird es doch am einfachsten sein, für einen gegebenen geografischen Ort die Sonnenuntergangs- bzw. -aufgangszeit zu berechnen und mit der aktuellen Zeit zu vergleichen. Sobald eine bestimmte Vorlauf- oder Nachlaufzeit, die für diesen Fall das Differenzmaß bildet, unter- bzw. überschritten wird, werden die Leuchten bzw. Scheinwerfer ein- bzw. ausgeschaltet.

Diese Vor- bzw. Nachlaufzeiten können als feste Größe in dem Verfahren implementiert sein. Es kann aber auch vorgesehen werden, dieses vom aktuellen Breitengrad abhängig zu machen. Wie nämlich allgemein bekannt ist, erfolgt der Sonnenauf- bzw. -untergang auf Breitengraden nahe dem Äquator sehr viel schneller als in Breitengraden, die näher am Nord- bzw. Südpol liegen. Insofern müsste im letzteren Fall die Vor- bzw. Nachlaufzeit länger sein als im erstgenannten Fall.

Die Geschwindigkeit des Sonnenauf- und -unterganges ändert sich mit der Jahreszeit, so dass das Differenzmaß auch mit dem kalendarischen Datum variieren kann.

Ohne Zweifel hängt die Umgebungshelligkeit nicht nur vom Sonnenstand ab, sondern im besonderen Maße auch von den Witterungsverhältnissen, die in diesem Berechnungsmodell dadurch berücksichtigt werden sollen, dass das Differenzmaß auch von den aktuellen Witterungsbedingungen abhängig gemacht werden soll. Um die Witterungsbedingungen in angemessener Weise berücksichtigen zu können, wird wiederum ein Helligkeitssensor benötigt, der die aktuellen Lichtverhältnisse erfasst. Diese Lichtverhältnisse werden verglichen mit den Lichtverhältnissen, die für die aktuelle Zeit und den aktuellen Ort bei klarem Himmel herrschen würden. Aus dem Unterschied lässt sich ein aktuelles Differenzmaß ableiten.

Sollte es also wesentlich dunkler sein als dies der Sonnenstand erwarten lässt, wird die Vor- bzw. Nachlaufzeit verlängert.

Darüber hinaus kann das Ein- und Ausschalten der Scheinwerfer bzw. Leuchten auch weiterhin unmittelbar durch die von dem Helligkeitssensor gelieferten Werte gesteuert werden. Bei der hier vorgeschlagenen indirekten Methode besteht der Vorteil darin, dass der Einfluss von Störquellen ausgeschlossen wird. Die Anpassung des Differenzmaßes kann nämlich aufgrund einer länger andauernden Beobachtung der Umgebungshelligkeit erfolgen, so dass kurzzeitig wirkende Helligkeitsschwankungen nicht mit einfließen.

Die Berücksichtigung der aktuellen Ortskoordinaten ermöglicht es auch, jeweils den Sonnenstand über dem aktuellen Horizont zu bestimmen. Dazu müssen Daten über das Bodenprofil vorhanden sein, also Daten über Berge, Täler usw. Diese können z. B. von dem Navigationssystem im Fahrzeug aber auch über eine Funkverbindung von externen Datenbanken zur Verfügung gestellt werden.

Ein weiteres Problem stellt die Durchfahrt in überdachte Bereiche dar. Unter überdachten Bereichen sollen Bereiche verstanden werden, die keiner direkten Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind. Dabei kann es sich um Parkhäuser, Tunnel, dicht bewachsene Alleen usw. handeln. Bei einer Einfahrt in solche Bereiche ist es notwendig, dass die Scheinwerfer bzw. Leuchten des Fahrzeuges sofort eingeschaltet werden. Zum Teil bestehen auch aus Verkehrssicherheitsgründen gesetzliche Vorschriften, in diesen Bereichen mit Licht zu fahren. Zwar könnte hier die direkte Steuerung durch einen Helligkeitssensor hilfreich sein. Es besteht aber das Problem, dass viele überdachte Bereiche - z. B. Parkhäuser - selbst beleuchtet sind, so dass die Einfahrt in ein Parkhaus auf diese Weise nicht immer sicher detektiert wird.

Die Tatsache, dass das Fahrzeug in einen überdachten Bereich eingefahren ist, lässt sich unabhängig von Helligkeitssensoren durch eine Überwachung der Funkkontakte des GPS-Fahrzeugempfängers mit den geostationären Satelliten feststellen. Ein solcher Funkkontakt besteht nämlich nur dann, wenn eine nicht unterbrochene Sichtlinie zwischen der Bodenstation und dem Satelliten vorliegt. Ist diese abgeschattet, z. B. durch Dächer oder Baumkronen, so kann dies als Hinweis gewertet werden, dass das Fahrzeug in einen überdachten Bereich eingefahren ist, woraufhin die Fahrzeugscheinwerfer bzw. -leuchten sofort eingeschaltet werden.

Mit größer werdender Genauigkeit der Ortbestimmung durch GPS und eine verbesserte Datenbasis hinsichtlich der Lage von überdachten Objekten kann auch daran gedacht werden, aufgrund einer direkt vorliegenden Information über das Vorhandensein eines überdachten Bereiches einer bestimmten geografischen Position die Fahrzeugleuchten bzw. -scheinwerfer einzuschalten. Die beiden genannten Verfahren, mit denen die Einfahrt in einen überdachten Bereich feststellbar ist, lassen sich prinzipiell auch unabhängig von der Bestimmung der Helligkeit aus Zeit und Ortskoordinaten durchführen.

Das beschriebene Verfahren kann mit einem System durchgeführt werden, bei dem eine Einrichtung zur Bestimmung der Ortskoordinaten, eine Einrichtung zur Bestimmung der aktuellen Zeit, einen Speicher zur Bereitstellung eines Kennfeldes, das Ort, Zeit und Sonnenstand in Bezug setzt, und ein Schalter in der Verbindung zwischen den Scheinwerfern bzw. den Leuchten des Fahrzeuges und einer elektrischen Energiequelle vorgesehen sind, wobei mittels einer elektronischen Auswerteeinheit ein den Sonnenaufgang bzw. -untergang beschreibender Kennwert bestimmt wird und dieser Kennwert mit dem aktuellen Ort, der aktuellen Zeit oder dem aktuellen Horizont in Vergleich gesetzt wird, und der Schalter betätigt wird, sobald die Auswerteeinheit feststellt, dass die aktuellen Werte vom Kennwert um ein vorbestimmtes Maß abweichen.

Ein solches System ist zur Erläuterung der Erfindung in der folgenden Figur dargestellt.
In einem Fahrzeug 1 befindet sich ein Gerät zur Bestimmung der Ortskoordinaten (GPS) 2, der Zeit (eine Uhr) 3, ein Speicher 4, in dem ein Kennfeld, das Ort, Zeit und Sonnenstand in Bezug setzt, als Datenmatrix oder als Formel abgelegt ist, und ein Helligkeitssensor 5 sowie eine Auswerteeinheit 6, in der die von den verschiedenen Geräten 2, 3, 4, 5 zur Verfügung gestellten Daten gemäß dem beschriebenen Verfahren ausgewertet werden. Die Auswerteeinheit 6 ist mit einem oder mehreren Schaltern 10 verbunden, der in einer elektrischen Verbindung der Scheinwerfer 11 bzw. Leuchten 12 des Fahrzeuges und einer Batterie 13 angeordnet ist.
In der Auswerteeinheit 6 ist ein Programm in geeigneter Form abgelegt, das das oben beschriebene Verfahren abbildet. Wenn aufgrund der genannten Verfahren festgestellt wird, dass die Scheinwerfer 11 bzw. Leuchten 12 des Fahrzeuges 1 ein- bzw. ausgeschaltet werden müssen, wird ein entsprechendes Signal an die Schalter 10 gegeben. Bezugszeichenliste 1 Fahrzeug
2 GPS
3 Uhr
4 Speicher
5 Helligkeitssensor
6 Auswerteeinheit
10 Schalter
11 Scheinwerfer
12 Leuchten
13 Batterie

Claims

1. Verfahren zum Ein- und Ausschalten der Leuchten bzw. Scheinwerfer eines Kraftfahrzeuges mit den folgenden Schritten:

- Ermittlung der aktuellen Ortskoordinaten des Fahrzeuges, bestehend aus einem Längen- und einem Breitengrad,

- Ermittlung der aktuellen Zeit, bestehend aus dem kalendarischen Datum und der Uhrzeit,

- Bereitstellung eines Kennfeldes, das Ort, Zeit und Sonnenstand in Bezug setzt,

- Ermittlung eines den Sonnenauf- bzw. -untergang beschreibenden Kennwertes,

- Vergleich des Kennwertes mit einem aktuellen Wert, der aus der aktuellen Zeit, dem aktuellen Horizont oder dem aktuellen Sonnenstand gebildet ist,

- Schalten der Leuchten bzw. der Scheinwerfer, wenn der aktuelle Wert vom Kennwert um ein vorbestimmtes Maß abweicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kennwert die für den aktuellen geografischen Ort und für den aktuellen Tag zutreffende Sonnenauf- bzw. Sonnenuntergangszeit ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das die Leuchten bzw. Scheinwerfer in einem bestimmten Zeitabstand zur Sonnenuntergangszeit eingeschaltet bzw. in einem bestimmten Zeitabstand nach dem Sonnenaufgang ausgeschaltet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das vorbestimmte Maß von der aktuellen Jahres- und/oder Uhrzeit und dem aktuellen Breitengrad abhängig ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das vorbestimmte Maß von Witterungsbedingungen abhängig ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeit aus einem GPS-Signal oder aus von einem Radio (RDS) empfangenen Signalen abgeleitet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kennwert für die Witterungsbedingungen aus einem Helligkeitssensor abgeleitet wird und dass das vorbestimmte Maß einen höheren Wert erhält, wenn die durch den Sensor ermittelte Außenhelligkeit kleiner ist als die nach Zeit und Ort zu erwartende Helligkeit bei einem unbedeckten Himmel.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bestimmung des Kennwertes das Bodenprofil berücksichtigt wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der geografischen Koordinaten ein satellitengestütztes System genutzt wird, bei dem eine mit dem Fahrzeug mitgeführte Bodenstation Funksignale von mehreren geostationären Satelliten aufnimmt, wobei das Ausbleiben der Signale von mindestens einem Satelliten derart gewertet wird, dass sich das Fahrzeug an einem überdachten Ort befindet und dass daraufhin die Leuchten und/oder die Scheinwerfer eingeschaltet werden.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Datensammlung zur Verfügung gestellt wird, in der die geografische Lage von überdachten Orten gespeichert ist, dass der ermittelte aktuelle geografische Ort des Fahrzeuges mit dieser Datensammlung verglichen wird und dass die Leuchten und/oder die Scheinwerfer eingeschaltet werden, wenn festgestellt wird, dass sich das Fahrzeug an einem überdachten Ort befindet.

11. System zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (2) zur Bestimmung der Ortskoordinaten, eine Einrichtung (3) zur Bestimmung der aktuellen Zeit, ein Speicher (4) zur Bereitstellung eines Kennfeldes, das Ort, Zeit und Sonnenstand in Bezug setzt, und ein Schalter (10) in der Verbindung zwischen den Scheinwerfern (11) bzw. den Leuchten (12) eines Fahrzeuges und einer elektrischen Energiequelle (13) vorgesehen sind, wobei mittels einer elektronischen Auswerteeinheit (6) ein den Sonnenaufgang bzw. -untergang beschreibender Kennwert bestimmt wird und dieser Kennwert mit dem aktuellen Ort, der aktuellen Zeit oder dem aktuellen Horizont in Vergleich gesetzt wird, und der Schalter (10) betätigt wird, sobald die Auswerteeinheit (6) feststellt, dass die aktuellen Werte vom Kennwert um ein vorbestimmtes Maß abweichen.