-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Realisierung einer
Kurvenlichtfunktion eines Fahrzeugscheinwerfers. Der Scheinwerfer
weist ein um eine vertikale Schwenkachse schwenkbares Lichtmodul
zur Erzeugung eines Lichtkegels auf. Durch Verschwenken des Lichtmoduls
wird die Richtung des den Scheinwerfer verlassenden Lichtkegels an
einen Verlauf einer Fahrbahn, auf der sich das Fahrzeug bewegt,
angepasst. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine
Beleuchtungseinrichtung mit einer Kurvenlichtfunktion zur Realisierung
des Verfahrens.
-
Aus
dem Stand der Technik sind Beleuchtungseinrichtung mit Scheinwerfern
zur Realisierung einer Kurvenlichtfunktion grundsätzlich
bekannt. Beispielsweise wird in der
DE 10 2004 019 086 A1 eine automatische
Einstellvorrichtung zur Richtungsverstellung der optischen Achse
von Fahrzeugfrontscheinwerfern beschrieben. In dieser Druckschrift werden
in Abhängigkeit von äußeren Einflüssen
die Frontscheinwerfer geschwenkt, so dass die Lichtkegel, welche
die Scheinwerfer verlassen, an den Verlauf der Fahrbahn, auf der
sich ein Fahrzeug bewegt, angepasst werden, insbesondere dem Fahrbahnverlauf
folgen. In einem Festspeicher sind für die Scheinwerfer
charakterisierende Parameter für den Schwenkvorgang fest
vorgegeben. Zusätzlich werden dynamische Signale, wie zum
Beispiel die Geschwindigkeit des Fahrzeuges, Drehzahl des linken und
rechten Fahrzeugrades und der Lenkwinkel erfasst. Die Berechnung
des Schwenkwinkels der Scheinwerfer erfolgt durch einen in einer
Software realisierten Algorithmus, der aus den dynamischen Eingangssignalen
und den vordefinierten Parametern das statische und dynamische Verhalten
des Scheinwerfers ermittelt.
-
Die
Parameter, die das statische und dynamisch Verhalten der Scheinwerfer
definieren, werden im Stand der Technik anhand theoretischer Betrachtungen
und Applikationsfahrten ermittelt und anschließend unveränderbar
in einem Speicher eines Steuergeräts hinterlegt. Durch
die Parameter wird zum Beispiel der Zusammenhang von Schwenkwinkel
zu Lenkwinkel, aber auch andere Eigenschaften der Schwenkbewegung,
wie bspw. die Verschwenkgeschwindigkeit definiert. Die Parameter
definieren also primär das für den Fahrer sichtbare
Verhalten des dynamischen Kurvenlichts, also die subjektiven Eigenschaften
des Kurvenlichts.
-
Ein
fest vorgegebener Parametersatz für die Kurvenlichtfunktion
hat jedoch den Nachteil, dass die subjektiven Eigenschaften des
Kurvenlichts für alle Fahrzeuge des gleichen Fahrzeugtyps
gleich sind und die Fahrweise des Fahrers unberücksichtigt bleibt.
Die Parameterwerte werden von dem jeweiligen Fahrzeughersteller für
jeden Fahrzeugtyp je nach angestrebter Marktpositionierung und/oder
gewünschter Zielgruppe des Fahrzeugs vorgegeben. Bei der
Kurvenlichtfunktion handelt es sich jedoch um eine Funktionalität,
die von verschiedenen Fahrern des gleichen Fahrzeugtyps subjektiv
ganz unterschiedlich beurteilt wird. Je nach Fahrermentalität
ist unabhängig vom jeweiligen Fahrzeugtyp entweder eine
ruhige, komfortbetonte oder eine hoch dynamische Eigenschaft der
Kurvenlichtfunktion gewünscht. Der feste Parametersatz
stellt daher nur einen Kompromiss dar, der zu den verschiedenen
Fahrern und ihren individuellen Vorlieben mal mehr, meistens jedoch
eher weniger passt.
-
Ein
ruhiges Schwenken des Kurvenlichts harmoniert gut mit einer ruhigen,
komfortbetonten, passiven Fahrweise, ein hoch dynamisches (schnelles)
Schwenken harmoniert dagegen besser mit einer sportlichen, aktiven
Fahrweise. Von Fahrern, die eine ruhigere Fahrweise bevorzugen,
wird im Allgemeinen ein hoch dynamisches Verschwenken des Lichtkegels
als zu nervös empfunden, während ein ruhiges Verschwenken
von in ihrer Fahrweise eher sportlich ausgerichteten Fahrern als
zu träge und als nicht dem Fahrzeug folgend empfunden wird.
-
Aufgabe
der Erfindung ist, ausgehend von dem Verfahren der eingangs genannten
Art, das Verhalten und die Eigenschaften der Kurvenlichtfunktion besser
an die individuellen Wünsche und Vorlieben des Fahrers,
insbesondere an seine aktuelle Fahrweise, anzupassen.
-
Zur
Lösung dieser Aufgabe wird ausgehend von dem Verfahren
der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass die Schwenkgeschwindigkeit
des Lichtkegels in Abhängigkeit von der Fahrweise eines Fahrers
des Fahrzeugs verändert wird.
-
Dadurch
wird ein ruhiges Schwenken bei ruhiger Fahrweise und ein hoch dynamisches
Schwenken bei sportlicher Fahrweise erzielt. Der Vorteil hierbei
ist, dass der Fahrer in allen Fahrzuständen individuell
ein auf seine Vorlieben abgestimmtes Schwenkverhalten des Lichtkegels
erhält und so immer die subjektiven Erwartungen des Fahrers
an eine optimale Ausleuchtung einer kurvigen Fahrbahn voll erfüllt
werden.
-
Das
für den Fahrer "erlebbare" Verhalten des Kurvenlichts wird
neben der Verstellgeschwindigkeit bei kleineren Geschwindigkeiten
auch durch den maximalen Verstellbereich und den Beginn der Verstellung
(u. U. abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit) beeinflusst.
Auch diese Parameter sollen erfindungsgemäß in
Abhängigkeit von der Fahrweise des Fahrers variiert werden.
-
Die
Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden
Erfindung zum Gegenstand. So wird beispielsweise vorgeschlagen, dass
anstelle des einen fest vorgegebenen Parametersatzes zwei oder mehrere
Parametersätze verwendet werden, zwischen denen fahrzustandsabhängig
umgeschaltet und so die Schwenkgeschwindigkeit des Lichtmoduls angepasst
werden kann. Dabei können also nicht nur die dynamischen
Signale, wie zum Beispiel die Fahrzeuggeschwindigkeit, des Lenkwinkels
oder der Gierrate des Fahrzeugs, die unmittelbar in den Kurvenlichtalgorithmus
einfließen, das Kurvenlichtverhalten beeinflussen, sondern
auch die in Abhängigkeit von dem Fahrzustand des Fahrzeugs
dynamisch ausgewählten Parametersätze.
-
Gemäß einer
anderen Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen,
dass ein einziger Basis-Parametersatz verwendet wird, wobei die
Parameterwerte des Parametersatzes in der Weise dynamisch modifiziert
werden, dass die Schwenkgeschwindigkeit des Lichtkegels fahrzustandsabhängig angepasst
werden kann.
-
Bevorzugten
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in
den nachfolgend beschriebenen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
-
1 eine
schematische Darstellung eines aus dem Stand der Technik bekannten
Verfahrens zur Realisierung einer Kurvenlichtfunktion;
-
2 eine
schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Realisierung einer Kurvenlichtfunktion gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform; und
-
3 eine
schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Realisierung einer Kurvenlichtfunktion gemäß einer
zweiten bevorzugten Ausführungsform.
-
Detaillierte Beschreibung
des Verfahrens
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Realisierung einer
Kurvenlichtfunktion eines Fahrzeugscheinwerfers. Ein aus dem Stand
der Technik bekannten Verfahren ist in 1 gezeigt. Das
Verfahren ist in einem Steuergerät für den Scheinwerfer
bzw. für die Kurvenlichtfunktionalität realisiert.
Das Steuergerät kann außer der Kurvenlichtfunktionalität
auch noch andere Funktionen, insbesondere im Bereich des Scheinwerfers,
beispielsweise Leuchtweitenregelung, Steuerung einer adaptiven Lichtverteilung
etc., übernehmen. In dem Steuergerät ist auf einem
Speichermedium ein Computerprogramm abgelegt, das zur Ausführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen ist,
wenn es auf einem Rechengerät, insbesondere einem Mikroprozessor,
abgearbeitet wird.
-
Ein
Scheinwerfer mit Kurvenlichtfunktionalität weist üblicherweise
ein um eine im wesentlichen vertikale Schwenkachse verschwenkbares
Lichtmodul auf. Das Lichtmodul umfasst einen Reflektor und eine
darin angeordnete Lichtquelle, bspw. eine Glühlampe, eine
Gasentladungslampe oder mindestens eine Halbleiterlichtquelle. Das
Lichtmodul kann als ein Reflexions-Lichtmodul oder als ein Projektions-Lichtmodul
(sog. PES (Poly-Ellipsoid-System)-Modul) ausgebildet sein. Falls
das Lichtmodul als ein PES – Lichtmodul ausgebildet ist,
ist der Reflektor ellipsoidförmig oder der Ellipsoidform ähnlichen
Freiform ausgebildet und umfasst das Lichtmodul außerdem
noch eine im Strahlengang angeordnete Blende, insbesondere eine
zwischen mindestens zwei verschiedenen Stellungen bewegbare Blende
sowie eine Projektionslinse, welche eine Oberkante der Blende als
Helldunkelgrenze auf die Fahrbahn vor das Fahrzeug projiziert. Die
Blende ist beispielsweise zum Umschalten des Scheinwerfers zwischen
einer Abblendlichtverteilung und einer Fernlichtverteilung oder
aber zur Variation der Lichtverteilung im Rahmen einer variablen
Lichtverteilung (sog. AFS – Adaptive Frontlighting System)
zwischen den verschiedenen Stellungen bewegbar.
-
Alternativ
kann die Funktion des Kurvenlichts mit einem statischen Lichtmodul
realisiert werden, indem die Ablenkung des Lichtkegels mit einem schwenkbaren
Spiegel, einem drehbaren Prisma oder mit einem aktiven optischen
Bauelement bzw. einem optischen Modulator, wie bspw. einem DMD (Digital
Mirror Device – sog. Mikrospiegelanordnung) oder einem
LCD (Liquid Crystal Display – Flüssigkristallanzeige)
erzeugt wird.
-
In
dem Computerprogramm ist ein Kurvenlicht-Algorithmus 1 implementiert,
der in Abhängigkeit von verschiedenen Eingangsgrößen
einen Wert für den Schwenkwinkel des Lichtkegels ermittelt
und damit einen Aktor zum Verschwenken des Lichtkegels bzw. einen
optischen Modulator ansteuert. Ein Parametersatz 20 definiert
die grundsätzlichen, statischen und dynamischen Funktionen
der Kurvenlichtfunktion des Scheinwerfers. Die Parameterwerte des Parametersatzes 20 werden üblicherweise
von Fahrzeugherstellern je nach angestrebter Marktpositionierung
und/oder gewünschter Zielgruppe des Fahrzeugs vorgegeben
und in einem Speicher (z. B. in einem ROM) des Steuergeräts
unveränderlich abgespeichert.
-
Dynamische
Eingangsgrößen für den Algorithmus 1 sind
zum Beispiel die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die Drehzahl der
einzelnen Fahrzeugräder, der Lenkwinkel oder die Gierrate
des Fahrzeugs. Statische Eingangsgrößen sind die
Parameterwerte des Parametersatzes 20. Die dynamischen
Eingangsgrößen steuern die durch den Parametersatz 20 festgelegte
Aktionen des Kurvenlicht-Algorithmus 1 und damit den ermittelten
Schwenkwinkel des Lichtkegels. Wünschenswerte zeitabhängige
Komponenten des Schwenkens, wie zum Beispiel das Ändern
der Schwenkgeschwindigkeit bei ruhiger, komfortbetonter oder bei
hoch dynamischer Fahrweise des Fahrers werden nicht berücksichtigt.
Das bekannte Verfahren stellt immer einen Kompromiss dar, der zu
den unterschiedlichen Fahrzuständen mal mehr oder weniger
passt. Dies wird von Fahrern häufig subjektiv als Nachteil
und unter Umständen sogar störend empfunden.
-
Als
erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäß 2 wird
ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem mehrere verschiedene Parametersätze 21 vorgegeben
sind. Die einzelnen Parametersätze 21 unterscheiden
sich durch mindestens einen Parameterwert voneinander. Die verschiedenen
Parametersätze 21 sind ebenfalls in einem Speicher
des Steuergeräts abgelegt. Zur Realisierung des Verfahrens
ist eine Vorrichtung zur Fahrzustanderkennung 31 vorgesehen,
die in Abhängigkeit von Fahrzeug- und Fahrzustandsgrößen
den aktuellen Fahrsituation als Indiz für die Fahrweise
des Fahrers ermittelt. Als Fahrzeug- und Fahrzustandsgrößen werden
beispielsweise die Geschwindigkeit der Gaspedalbetätigung,
die Beschleunigung des Gaspedals, der Bremsdruck, die Bremshäufigkeit,
der Zeitraum zwischen Bremsbetätigung und Gaspedalbetätigung,
die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Fahrzeugbeschleunigung, die Anzahl
der Gangwechsel pro Zeiteinheit, die Gierrate, die Lenkwinkeländerungsgeschwindigkeit
und die mittlere Motordrehzahl herangezogen, um nur einige zu nennen.
Andere messbare oder herleitbare Fahrzeug- und Fahrzustandsgrößen,
aus denen sich der Fahrstil des Fahrers ableiten lässt,
sind ebenso anwendbar.
-
Anhand
des ermittelten aktuellen Fahrzustands bzw. Fahrstils des Fahrers
wird dann in einer Vorrichtung 32 zur Parametersatzanpassung
einer der abgespeicherten Parametersätze 21 ausgewählt und
die entsprechenden Parameterwerte des ausgewählten Parametersatzes 21 dem
Kurvenlicht-Algorithmus 1 zur Verfügung gestellt.
Auch hier steuert der Kurvenlicht-Algorithmus 1 die Schwenkbewegung
des Lichtkegels. Der Lenkwinkel, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die
Drehzahl der Fahrzeugräder und die Gierrate des Fahrzeugs
sind mögliche dynamische Eingangsgrößen
für den Algorithmus 1, wobei mindestens eine der
genannten Eingangsgrößen für die Ermittlung
eingesetzt wird. Es können jedoch auch andere messbare
oder herleitbare charakteristische Eingangsgrößen,
die das Verschwenken des Lichtkegels beeinflussen, herangezogen
werden. Zusammen mit den Parameterwerten des dynamisch fahrzustandsabhängig
ausgewählten Parametersatzes 21 kann das Verschwenken
des Lichtkegels an den Fahrstil des Fahrers angepasst werden. Insbesondere
kann die Verschwenkgeschwindigkeit des Lichtmoduls den Vorlieben
des Fahrers angepasst werden.
-
Ein
zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
ist in 3 dargestellt. Diese Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten dadurch, dass nicht mehrere Parametersätze 21,
sondern lediglich ein einziger Basis-Parametersatz 22 vorgegeben
wird. Dieser enthält zu Beginn des Verfahrens zunächst
bestimmte vorgegebene Standard-Parameterwerte. Im Unterschied zum
Stand der Technik können die Parameterwerte jedoch während des
Verfahrens fahrzustandsabhängig adaptiert oder neu berechnet
werden. Zur dynamischen Anpassung oder Berechnung der Parameterwerte
ist eine Vorrichtung 33 zur Parametersatz-Berechnung vorgesehen.
Diese adaptiert bzw. berechnet in Abhängigkeit von dem
Fahrstil des Fahrers mindestens einen der Parameterwerte des Basis-Parametersatzes 22. Auch
gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
ist eine Vorrichtung zur Fahrzustandserkennung und damit zum Erkennen
des Fahrstils des Fahrers vorgesehen, die jedoch in die Vorrichtung 33 zur
Parameter-Berechnung integriert ist. Selbstverständlich kann
sie auch gesondert ausgebildet sein.
-
Die
Vorrichtung 33 ermittelt aus den Fahrzeug- und Fahrzustandsgrößen
das charakterisierende Fahrverhalten des Fahrers und in Abhängigkeit
davon die geeigneten Parameterwerte für den Basis-Parametersatz 22.
Die Vorrichtung 33 modifiziert den Basis-Parametersatz 22 in
der Weise, dass mindestens ein Parameterwert adaptiert oder dass mindestens
ein neuer, nicht vordefinierter Parameterwert ermittelt und in den
Parametersatz 22 eingesetzt wird. Durch Anwendung dieses
dynamisch modifizierten Parametersatzes 22 ermittelt der
Kurvenlicht-Algorithmus 1 den entsprechenden Schwenkwinkel
des Lichtkegels sowie die entsprechenden Eigenschaften der Verschwenkbewegung,
wie beispielsweise die Verschwenkgeschwindigkeit, gemäß dem
ermittelten Fahrverhalten bzw. Fahrstil des Fahrers.
-
Die
Auswahl eines von mehreren Parametersätzen 21 bzw.
die Adaption oder Neuberechung mindestens eines Parameterwertes
des Basis-Parametersatzes 22 kann in regelmäßigen
zeitlichen Abständen wiederholt werden, so dass das Verhalten des
Kurvenlichtfunktion stets dem aktuellen Fahrstil des Fahrers und
damit den geänderten Vorgaben des Fahrers angepasst werden
kann. Unter Umständen ändert sich der Fahrstil
des Fahrers aufgrund eines geänderten Verkehrsaufkommens
während der Fahrt zwangsläufig, so dass sich das
Verhalten der Kurvenlichtfunktion diesen geänderten Umständen
anpasst. Selbst einen üblicherweise sportlichen Fahrer
würde im Kolonnenverkehr oder bei hohem Verkehrsaufkommen
mit zwangsläufig reduzierter Fahrzeuggeschwindigkeit ein
zu hektisch verwschenkendes Kurvenlicht stören. Die Erfindung
kann sogar zur Erhöhung der Verkehrsicherheit beitragen,
indem ein an sich sportlicher Fahrer bei hohem Verkehrsaufkommen
durch hektisch verschwenkendes Kurvenlicht nicht zusätzlich
noch zu nicht angepasster Fahrweise verleitet wird, sondern ganz
im Gegenteil durch langsam und bedächtig verschwenkendes
Kurvenlicht eher beruhigt wird.
-
Statt
zu festgelegten Zeitpunkten kann die Auswahl eines von mehreren
Parametersätzen 21 bzw. die Adaption oder Neuberechung
mindestens eines Parameterwertes des Basis-Parametersatzes 22 auch
beim Auftreten bestimmter Ereignisse, bspw. bei einer Änderung
der Fahrweise des Fahrers, wiederholt werden. Das bedeutet also,
dass zwar die Fahrweise des Fahrers kontinuierlich bzw. zu regelmäßigen
diskreten Zeitpunkten durch die Vorrichtung 31 zur Fahrzustandserkennung
bzw. die Vorrichtung 33 zur Parametersatz-Berechnung beobachtet
und mit der bisherigen Fahrweise verglichen wird. Nur falls hier
Abweichungen festgestellt werden, wird die Auswahl eines von mehreren
Parametersätzen 21 bzw. die Adaption oder Neuberechung
mindestens eines Parameterwertes des Basis-Parametersatzes 22 veranlasst.
-
Als
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kann zum Beispiel eine
Gedächtnisfunktion in den Kurvenlicht-Algorithmus 1 und/oder
in die Vorrichtung 32 zur Parametersatzanpassung bzw. in
die Vorrichtung 33 zur Parametersatz-Berechnung und/oder in
die Fahrzustandserkennung 31 eingebaut werden, durch welche
die vor dem Ausschalten der Scheinwerfer zuletzt detektierte Fahrweise
bzw. der zuletzt eingestellte Parametersatz 21 oder die
zuletzt eingestellten Parameterwerte des Basis-Parametersatzes 22 abgespeichert
werden können. Diese abgespeicherten Werte können
dann bei erneuten Einschalten der Scheinwerfer als Standard-Werte
herangezogen werden. Eine weitere Auswahl eines Parametersatzes 22 bzw.
eine weitere Adaption der Parameterwerte des Basis-Parametersatzes 22 kann
dann ausgehend von diesen Standard-Werten erfolgen. Außerdem
ist es denkbar, das eine Verzögerungsfunktion in den Kurvenlicht-Algorithmus 1 integriert
wird, der eine Verzögerung der Umschaltung bei lediglich
vorübergehenden Fahrzustandsänderungen während der
Fahrt bewirkt, so dass ein störendes ständiges Hin-
und Herschalten zwischen verschiedenen Verschwenkeigenschaften vermieden
wird.
-
Gemäß einer
anderen Weiterbildung der Erfindung ist beispielsweise ein gleitender Übergang von
einem Parametersatz zu einem anderen bzw. von einem Parameterwert
zu einem anderen realisiert.
-
Durch
die vorliegende Erfindung ist es erstmals möglich, bei
einer ruhigen Fahrweise des Fahrers auch ein ruhiges Verschwenken
des Lichtkegels eines Scheinwerfers zu bewirken, und bei einer sportlichen
Fahrweise des Fahrers ein hoch dynamisches Verschwenken der Lichtkegel
zu realisieren. Durch dieses Verfahren erhält der Fahrer
zu jeder Fahrweise subjektiv das bestmögliche Verhalten
der verschwenkbaren Lichtkegel bei gleichzeitig optimaler Ausleuchtung
der Fahrbahn.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102004019086
A1 [0002]