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Die
Erfindung betrifft ein Fahrzeugleuchtensteuerungssystem, insbesondere
ein Fahrzeugleuchtensteuerungssystem zum automatischen Ein- und
Ausschalten einer Fahrzeugleuchte, und ein entsprechendes Verfahren.
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Es
sind Fahrzeuge mit einer automatischen auf Lichtsensoren basierenden
Fahrlichtsteuerung bekannt, welche in Abhängigkeit von den momentanen
Lichtverhältnissen
eine Fahrzeugleuchte, insbesondere eine Frontleuchte, einen Frontscheinwerfer oder
eine Rückleuchte
automatisch ein und ausschaltet. Wird durch die Lichtsensoren viel
Licht erfasst, geht man von ausreichender Helligkeit aus, und das
Fahrlicht wird automatisch ausgeschaltet. Wird durch die Lichtsensoren
wenig Licht erfasst, geht man von zu geringer Helligkeit aus, und
das Fahrlicht wird automatisch eingeschaltet.
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Zur
Erfassung der momentanen Lichtverhältnisse werden allerdings in
der Regel Sensoren eingesetzt, welche zumindest auch für Infrarotstrahlung, die
für den
Menschen nicht sichtbar ist, empfindlich sind.
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Es
wurde beispielsweise erkannt, dass – bei gleicher durch den Menschen
wahrgenommener Helligkeit – bei
wolkenbedecktem Himmel durch die Lichtsensoren mehr Infrarotstrahlung
erfasst wird, als bei klarem Himmel. Dies liegt an der Reflexion
des Infrarotlichts durch die Wolken zurück auf die Erde. Dieses Phänomen führt aber
in manchen Situationen dazu, dass ein durch derartige Lichtsensoren
gesteuertes Fahrlicht zumindest in bestimmten Grenzsituationen bei
schlechtem Wetter entgegen dem Fahrerwunsch automatisch ausgeschaltet
und bei gutem Wetter entgegen dem Fahrerwunsch automatisch eingeschaltet.
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Dieses – auch aus
anderen Gründen,
wie beispielsweise Richtungsvariabilität des einfallenden Sonnenlichts
relativ zur Fahrzeuglängsachse
und zur Erfassungsrichtung eines Sensors – zum Fahrerwunsch und zum
menschlichen Verhalten konträre Verhalten
einer automatischen Fahrlichtsteuerung führt zu Kundenunzufriedenheit
und Beanstandungen.
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Der
Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, ein Fahrzeugleuchtensteuerungssystem
anzugeben, das eine dem Fahrerwunsch entsprechende automatische
Steuerung von Fahrzeugleuchten ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu
entnehmen. Im Rahmen der Erfindung liegen dabei auch Weiterbildungen
des Verfahrensanspruchs, die den abhängigen Systemansprüchen entsprechen.
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Die
Erfindung basiert dabei zunächst
auf dem Gedanken zwischen sonnigem (erster Wetterzustand) und nicht
sonnigem Wetter (zweiter Wetterzustand) zu unterscheiden, und für die verschiedenen Wetterzustände verschiedene
Schaltschwellen (Schwellwerte) vorzusehen.
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Als
Reaktion auf einen Vergleich zwischen einem aktuell erfassten Sensorsignal
(beispielsweise Umgebungslicht-Sensorsignal) oder einem davon abgeleiteten
Wert mit einer – dem
aktuellen Wetterzustand entsprechenden – Schaltschwelle (Schwellwert)
wird dann automatisch zumindest eine Fahrzeugleuchte, insbesondere
die Fahrzeugscheinwerfer, angesprochen, insbesondere eingeschaltet,
ausgeschaltet, aktiviert, deaktiviert, verstärkt, geschwächt oder umgeschaltet, beispielsweise
ein Abblendlicht automatisch aktiviert oder deaktiviert oder eine
Tagfahrlicht automatisch deaktiviert oder aktiviert.
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Dadurch
wird erreicht, dass eine Fahrzeugleuchte automatisch in der Regel
entsprechend den Wünschen
eines Fahrers aktiviert oder deaktiviert wird.
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Dies
und die weiter unten stehenden Wirkungen konnten durch aufwändige Simulationsfahrten nachgewiesen
werden.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung basiert auf dem Gedanken, bei sonnigem
Wetter (erster Wetterzustand) zudem sonnenrichtungsabhängige Schaltschwellen
(Schwellwerte) vorzusehen, insbesondere verschiedene Schaltschwellen
(Schwellwerte) für verschiedene
Sonneneinfallsrichtungen relativ zur Fahrzeuglängsachse vorzusehen.
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Als
Reaktion auf einen Vergleich zwischen einem aktuell erfassten Sensorsignal
oder einem davon abgeleiteten Wert mit einer – dem aktuellen Wetterzustand
und der aktuellen Sonneneinfallsrichtung relativ zur aktuellen Fahrzeuglängsachse
entsprechenden – Schaltschwelle
(Schwellwerte) wird dann automatisch eine Fahrzeugleuchte, insbesondere
ein Fahrzeugscheinwerfer, angesprochen.
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Vorzugsweise
sieht ein Fahrzeugleuchtensteuerungssystem eine Umgebungslicht-Sensoreinrichtung
zur Erfassung von Strahlung aus einer ersten Erfassungsrichtung
und zumindest eine Solar-Sensoreinrichtung zur Erfassung von Strahlung aus
einer entsprechenden Erfassungsrichtung vor. Als Reaktion auf aus
der entsprechenden Erfassungsrichtung einfallende Strahlung erzeugen
die Sensoreinrichtungen jeweils ein entsprechendes Sensorsignal
(Umgebungslicht-Sensorsignal, Solar-Sensorsignal).
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Eine
Steuereinrichtung ist vorzugsweise derart eingerichtet ist, dass
basierend auf dem zumindest einen Solar-Sensorsignal zwischen einem
ersten Wetter-Zustand (sonniges Wetter, bzw. nicht bedecktes oder
leicht bedecktes Wetter) und einem zweiten Wetter-Zustand (nicht
sonniges Wetter, bzw. bedecktes oder stark bedecktes Wetter) unterschieden
wird.
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Im
ersten Wetter-Zustand wird vorzugsweise abhängig von der Sonneneinfallsrichtung
relativ zur Fahrzeuglängsrichtung
aus einer Vielzahl verschiedener Schwellwerte ein Schwellwert gewählt, und eine
Fahrzeugleuchte in Abhängigkeit
von dem Umgebungslicht-Sensorsignal relativ zu dem gewählten Schwellwert
automatisch angesprochen wird.
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Vorteilhafterweise
wird im zweiten Wetter-Zustand unabhängig von der Sonneneinfallsrichtung
relativ zur Fahrzeuglängsrichtung
ein entsprechender Schwellwert gewählt, und eine Fahrzeugleuchte
in Abhängigkeit
von dem Umgebungslicht-Sensorsignal relativ zu dem gewählten Schwellwert
automatisch angesprochen.
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Im
Rahmen der Erfindung liegt es dabei auch, dass beispielsweise für den ersten
Wetterzustand zwei Unterzustände
(nicht bedecktes oder leicht bedecktes Wetter) definiert sind, denen
jeweils entsprechend beispielsweise vier Sonneneinfallsrichtungen
relativ zur Fahrzeuglängsrichtung
(Sonne scheint von vorne, hinten, links oder rechts auf das Auto)
vier verschiedene Schwellwerte zugeordnet sind.
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Die
Schwellwerte für "Sonne scheint von links
aufs Auto" bzw. "Sonne scheint von
rechts aufs Auto" können identisch
sein; daher können
jedem Unterzustand beispielsweise auch nur drei verschiedene Schwellwerte
zugeordnet sein. Alternativ oder ergänzend können beispielsweise für den zweiten Wetterzustand
zwei Unterzustände
(stark bedecktes oder bedecktes Wetter) definiert sein, denen verschiedene
Schwellwerte zugeordnet sind. Da in diesem Fall die Sonneneinfallsrichtung
allenfalls eine unwesentliche Rolle spielt, müssen für verschiedene Sonneneinfallsrichtung
keine verschiedenen Schwellwerte definiert sein.
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Vorzugsweise
umfasst das Fahrzeugleuchtensteuerungssystem eine Vielzahl von Solar-Sensoreinrichtungen,
welche in verschiedene Erfassungsrichtun gen gerichtet sind, zur
Erzeugung einer Vielzahl von Solar-Sensorsignalen als Reaktion auf
aus den entsprechenden Erfassungsrichtungen einfallende Strahlung.
Durch eine entsprechende Auswertung der Vielzahl von Solar-Sensorsignalen wird
vorzugsweise die Sonneneinfallsrichtung relativ zur Fahrzeuglängsrichtung
ermittelt. Das Ergebnis dieser Auswertung ist dann beispielsweise
eine Aussage darüber,
ob die Sonne von vorne, hinten, links oder rechts auf das Auto scheint.
Alternativ dazu kann das Ergebnis dieser Auswertung beispielsweise
eine Aussage darüber
sein, ob die Sonne eher von vorne oder eher hinten auf das Auto
scheint.
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Eine
bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht eine Ermittlung der
Sonneneinfallsrichtung relativ zur Fahrzeuglängsrichtung durch eine Auswertung
gespeicherter Sonnenstandsdaten und aktueller Navigationssystem-Signale
vor. Dazu kann basierend auf Uhrzeit, Datum und Ort (ermittelt durch
das Navigationssystem) die Sonneeinfallsrichtung ermittelt werden,
und basierend darauf unter Berücksichtigung
der aktuellen Fahrrichtung des Auto (ermittelt durch das Navigationssystem)
die Sonneeinfallsrichtung relativ zur Fahrzeuglängssachse ermittelt werden.
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Die
Umgebungslicht-Sensoreinrichtung ist vorzugsweise derart ausgeführt, dass
sie für
sichtbares Licht empfindlicher ist als eine oder die Solarsensoreinrichtungen.
Das Erfassungsmaximum liegt bei der Solarsensoreinrichtung beispielsweise
bei größerer Wellenlänge als
bei der Umgebungslicht-Sensoreinrichtung.
Die Solarsensoreinrichtungen sind vorzugsweise derart ausgeführt, dass
sie für
infrarote Strahlung empfindlicher sind als die Umgebungslicht-Sensoreinrichtung.
Das Erfassungsmaximum liegt bei der Solarsensoreinrichtung beispielsweise bei
größerer Wellenlänge als
bei der Umgebungslicht-Sensoreinrichtung.
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Bei
dem Umgebungslichtsensor und/oder bei einem oder den Solar-Sensoreinrichtungen
handelt es sich vorteilhafterweise um Sensoreinrichtun gen, die auch
für einen
anderen fahrzeugbezogenen Zweck, wie beispielsweise zur Regelung
der Klimaanlage, verwendet werden.
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Besonders
bevorzugt ist ein Fahrzeugleuchtensteuerungssystem bei dem von den
verschiedenen Solar-Sensorsignalen das maximale Solar-Sensorsignal (Solar-Sensorsignal,
das von verschiedenen Solar-Sensorsignalen
die größte Sonneneinstrahlung
oder Sonnenintensität
repräsentiert)
und das minimale Solar-Sensorsignal (Solar-Sensorsignal, das von
verschiedenen Solar-Sensorsignalen die kleinste Sonneneinstrahlung
oder Sonnenintensität
repräsentiert)
ausgewählt
wird, bei dem der Quotient aus maximalem Solar-Sensorsignal und
minimalem Solar-Sensorsignal gebildet wird, und bei dem dadurch
basierend auf dem zumindest einen Solar-Sensorsignal zwischen einem ersten und
einem zweiten Wetter-Zustand unterschieden wird, dass der Quotient
mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen wird. In Abhängigkeit
von dem Ergebnis des Vergleichs wird zwischen dem ersten und dem
zweiten Wetter-Zustand unterschieden.
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Im
Rahmen der Erfindung liegt auch ein Verfahren zum Steuern einer
Fahrzeugleuchte, bei dem verschiedenen Wetterzuständen verschiedene Schwellwerte
zugeordnet sind, bei dem für
einen ersten Wetterzustand zudem verschiedenen Sonneneinfallsrichtungen
relativ zur Fahrzeuglängsachse verschiedene
Schwellwerte zugeordnet sind, bei dem der aktuelle Wetterzustand
und die aktuelle Sonneneinfallsrichtungen relativ zur Fahrzeuglängsachse
ermittelt werden, und bei dem als Reaktion auf einen Vergleich zwischen
einem aktuell erfassten Sensorsignal oder einem davon abgeleiteten
Wert mit einem – dem
aktuellen Wetterzustand und der aktuellen Sonneneinfallsrichtung
relativ zur aktuellen Fahrzeuglängsachse
entsprechenden – Schwellwert automatisch
eine Fahrzeugleuchte angesprochen wird.
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Die
Sensorsignale können
vor einem Schwellwertvergleich auch noch geeignet korrigiert oder
durch einen Tiefpassfilter gefiltert bzw. gemittelt werden, um kurzfristige
Helligkeitsbeeinflussungen, beispielsweise durch ein Haus oder einen
Baum, unberücksichtigt
zu lassen. Selbstverständlich
liegt auch die ergänzende
Berücksichtigung
weiterer Sensorsignale im Rahmen der Erfindung. Eine Hysterese zwischen
Ein- und Ausschaltschwelle verbessert vorzugsweise das Schaltverhalten
der Lichtautomatik dahingehend, dass ein zu häufiges Ein- und Ausschalten
verhindert wird. Außerdem
werden vorteilhafterweise durch eine hohe Geschwindigkeit oder Niederschlag
die Schaltschwellen abgesenkt. Eine Ausführungsvariante kann vorsehen,
dass die Tiefpassfilterung oder die Mittelung der Sensorsignale dann über einen
längeren
Zeitraum erfolgt, wenn festgestellt wird, dass das Auto langsam
fährt,
oder, beispielsweise vor einer Ampel, still steht.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen unter Bezugnahme
auf die folgenden Figuren näher
erläutert:
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1 zeigt
eine vereinfachte Darstellung eines Fahrzeuges mit automatischem
Fahrzeugleuchtensteuerungssystem;
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2 zeigt
ein vereinfachtes Ablaufdiagramm.
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Das
in 1 dargestellte Kraftfahrzeug KFZ weist als Fahrzeugleuchte
exemplarisch zwei in Fahrtrichtung strahlende Frontscheinwerfer
FS auf.
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Zur
automatischen Steuerung dieser Frontscheinwerfers FS, beispielsweise
zur automatischen Ein- oder Ausschaltung eines Abblendlichtes oder
eines Tagfahrlichtes oder zur automatischen Umschaltung zwischen
Abblendlicht und Tagfahrlicht, ist eine Steuereinrichtung STE vorgesehen.
Die Steuereinrichtung STE empfängt
Sensorsignale oder darauf basierende oder davon abgeleitete Signale
oder Daten von einem Umgebungslichtsensor ULSE und von vier verschiedenen
Solarsensoren SL.
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Besonders
bevorzugt ist ein Sensorsignal oder ein davon abgeleiteter Wert
ein Maß für die Helligkeit
oder die Intensität
der durch den Sensor oder die Sensoreinrichtung erfassten Strahlung.
Je größer die
Helligkeit oder die Intensität,
desto größer sei
das Sensorsignal.
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Die
Umgebungslicht-Sensoreinrichtung ULSE und die Solarsensoreinrichtungen
SL sind jeweils in eine Erfassungsrichtung ER gerichtet. Das heißt, ein
Erfassungskegel der jeweiligen Sensoreinrichtung umgibt die entsprechenden
Erfassungsrichtung ER, welche zugleich die Haupterfassungsrichtung
der Sensoreinrichtung sein kann. Als Reaktion auf das aus der Erfassungsrichtung
ER und dem zugehörigen
Erfassungskegel einfallende Strahlung, die sichtbares Licht und
zumindest teilweise auch Infrarotlicht umfassen kann, wird ein Sensorsignal
ausgegeben und mittelbar, beispielsweise nach einer geeigneten Filterung,
Verstärkung
oder Codierung, oder unmittelbar an die Steuereinrichtung STE signalisiert.
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Die
Steuereinrichtung, welche eine oder mehrere Prozessoreinrichtungen
und eine Speichereinrichtung, beispielsweise zur Speicherung der Schwellwerte,
umfassen kann, ist programmtechnisch derart eingerichtet, dass die
Frontscheinwerfer FS in Abhängigkeit
von dem Umgebungslicht-Sensorsignal
und den Solar-Sensorsignalen automatisch angesteuert werden. Dieser
automatischen Ansteuerung zugrunde liegende Verfahrensschritte sind
im Folgenden anhand von 2 exemplarisch und vereinfacht
beschrieben.
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Es
wird zunächst
in einem ersten Schritt S1 die automatische Fahrlichtsteuerung eingeschaltet.
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In
einem zweiten Schritt S2 wird überprüft, ob das
Umgebungslichtsensorsignal ULS größer als eine vorgegebene Schwelle
TH0 ist. Falls nicht ("N"), wird im Schritt
S3 das Abblendlicht eingeschaltet, da es dunkel ist. Falls schon
("J") wird das Maximum MAX
und das Minimum MIN der eingehenden Solar-Sensorsignale SX gebildet
und daraus der Quotient S gebildet.
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Im
Schritt S8 wird untersucht, ob der Quotient S größer als ein vorgegebener Schwellwert
SCH0 ist. Falls nicht ("N"), gelten die Lichtverhältnisse
als richtungsunabhängig,
der Wetterzustand gilt als "stark
bedeckt" oder als "bedeckt", und es wird der Quotient
U aus Umgebungslichtsensorsignal ULS und dem Durchschnitt AV der
Solar-Sensorsignale SX gebildet.
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Im
Schritt S4 wird überprüft, ob der
Quotient U größer als
ein vorgegebener Schwellwert SCHI ist. Falls nicht ("N"), gilt der Wetterzustand als "bedeckt" und es wird in Schritt
S5 überprüft, ob das
Umgebungslichtsensorsignal ULS größer als eine diesem Wetterzustand
zugeordnete Schwelle TH1 ist. Falls nicht ("N"),
wird im Schritt S3 das Abblendlicht eingeschaltet oder bleibt eingeschaltet.
Falls schon ("J") wird im Schritt
S6 das Abblendlicht ausgeschaltet oder bleibt ausgeschaltet.
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Falls
im Schritt S4 der Quotient U größer als der
Schwellwert SCHI ist, gilt der Wetterzustand als "stark bedeckt" und es wird im Schritt
S7 untersucht, ob das Umgebungslichtsensorsignal ULS größer als eine
diesem Wetterzustand zugeordnete Schwelle TH2 ist. Falls nicht ("N"), wird im Schritt S3 das Abblendlicht
eingeschaltet oder bleibt eingeschaltet. Falls schon ("J") wird im Schritt S6 das Abblendlicht ausgeschaltet
oder bleibt ausgeschaltet.
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Falls
im Schritt S8 der Quotient S größer als der
Schwellwert SCH0 ist, gelten die Lichtverhältnisse als richtungsabhängig, und
der Wetterzustand gilt als "leicht
bedeckt" oder als "nicht bedeckt".
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Dann
wird im Schritt S9 untersucht, ob der Quotient S größer als
ein vorgegebener Schwellwert SCH2 ist. Falls nicht ("N"), gilt der Wetterzustand als "leicht bedeckt", und es wird in
Schritt S10 anhand der verschiedenen Solar- Sensorsignale überprüft, aus welcher Richtung SR
am meisten Sonnenstrahlung einfällt.
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Je
nach ermittelter Sonneinfallsrichtung relativ zur Fahrzeuglängsachse
sind verschiedene Schwellwerte (TH3L, TH3R, TH3V, TH3H) zum Vergleich
mit dem Umgebungslichtsensorsignal ULS vorgesehen. In dem entsprechenden
Schritt S11 wird überprüft, ob das
Umgebungslichtsensorsignal ULS größer als ein – dem aktuellen
Wetterzustand "leicht bedeckt" und der aktuellen
Sonneinfallsrichtung relativ zur Fahrzeuglängsachse – zugeordneter Schwellwert
TH3L, TH3R, TH3V, TH3H ist. Falls nicht ("N"), wird
im Schritt S3 das Abblendlicht eingeschaltet oder bleibt eingeschaltet.
Falls schon ("J") wird im Schritt
S6 das Abblendlicht ausgeschaltet oder bleibt ausgeschaltet.
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Falls
im Schritt S9 der Quotient S größer als der
Schwellwert SCH2 ist, gilt der Wetterzustand als "nicht bedeckt", und es wird in
Schritt S12 anhand der verschiedenen Solar-Sensorsignale überprüft, aus welcher
Richtung SR am meisten Sonnenstrahlung einfällt.
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Je
nach ermittelter Sonneinfallsrichtung relativ zur Fahrzeuglängsachse
sind verschiedene Schwellwerte (TH4L, TH4R, TH4V, TH4H) zum Vergleich
mit dem Umgebungslichtsensorsignal ULS vorgesehen. In dem entsprechenden
Schritt S13 wird überprüft, ob das
Umgebungslichtsensorsignal ULS größer als ein – dem aktuellen
Wetterzustand "nicht bedeckt" und der aktuellen
Sonneinfallsrichtung relativ zur Fahrzeuglängsachse – zugeordneter Schwellwert
TH4L, TH4R, TH4V, TH4H ist. Falls nicht ("N"), wird
im Schritt S3 das Abblendlicht eingeschaltet oder bleibt eingeschaltet.
Falls schon ("J") wird im Schritt
S6 das Abblendlicht ausgeschaltet oder bleibt ausgeschaltet.
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Die
tatsächliche
Festlegung der Schwellwerte hängt
dabei von den ausgewählten
Sensortypen und den ausgewählten
Positionen und Erfassungsrichtungen der Sensoren ab.
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Eine
Ausführungsvariante
der Erfindung sieht vor, dass für
den Fall eines kleinen Quotienten S aber eines sehr großen maximalen
Solar-Sensorsignales
MAX (SX) abweichend von dem erläuterten Ablauf
nicht richtungsunabhängige
Lichtverhältnisse, sondern
der nicht bedeckte Wetterzustand angenommen wird. Denn beispielsweise
könnten
in Äquatornähe bei nicht
bedecktem Himmel und steil stehender Sonne zwar alle Solarsensoren
annähernd
gleiche Signale erzeugen und somit zu einem kleinen Quotienten S
und somit zur Annahme (stark) bedeckten Wetters führen. Dennoch
sind in diesem Fall die Annahme und die Verwendung der Schwellwerte
des nicht bedeckten Wetterzustandes vorteilhaft.