DE102008044676A1 - Neigungskompensiertes Licht, insbesondere für ein Motorrad, und Motorrad mit einem neigungskompensierten Licht - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem eines Motorrades (1), umfassend einen Scheinwerfer (5), insbesondere einen zentralen in Längsachse des Fahrzeugs anzuordnenden Scheinwerfer (5), der zumindest eines der Lichttypen Abblendlicht und Fernlicht aufweist, ein Steuergerät, eine mehrparametrige Zustandserfassung des Motorrades (1) und eine Leitung, die mit dem Scheinwerfer (5), vorzugsweise dem Abblendlicht des Scheinwerfers (5), verbunden ist. Erfindungsgemäß dient als Beleuchtungsmittel des Scheinwerfers (5) eine segmentierbare LED-Matrix, die durch das Steuergerät je nach Berechnungsergebnis aus den Parametern der Zustandserfassung so angesteuert wird, z.B. durch das Ein- und das Ausschalten einzelner Segmente der LED-Matrix, dass ein gerichteter Lichtstrahl auf einen prognostizierten Fahrweg trennscharf geleitet wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Motorrad und ein Beleuchtungssystem mit einem Scheinwerfer, das in einem Motorrad verbaut werden kann.
  • Stand der Technik
  • Aus dem Personenkraftfahrzeugbereich ist es schon seit langem bekannt, so genannte Kurvenlichter als Abblendlichter, Fern lichter oder auch bei der Richtungsänderung einzusetzen. Der oder die Scheinwerfer werden deswegen als Kurvenlichter bezeichnet, weil in Abhängigkeit von dem Lenkeinschlag des Lenkrades, einer Blinkerbetätigung oder sonstiger leicht zu erkennender Richtungsänderungsparameter die Beleuchtungsrichtung nachgeführt oder verändert wird. Die Motivation geht teilweise auf Sicherheitserwägungen zurück, nämlich z. B. auf die Motivation die Blendung des Gegenverkehrs durch Gegenlicht bei Kurvenfahrten soweit wie möglich zu reduzieren, und teilweise geht sie auf die Steigerung von Fahrkomfort zurück, nämlich ein „mitdenkender” Personenkraftwagen steigert die Fahrfreude.
  • Die Einwirkung bzw. die Steuerung auf Abblendlichter und Glühbirnen kann vielfältig gestaltet werden. Aus der JP 2008 001 305 (Anmelderin: Koito MFG Co. Ltd.; Anmeldetag: 26.06.2006) ist bekannt, ein Abblendlicht für ein Motorrad mit mehreren Leuchtmitteln in unterschiedlichen Winkelorientierungen innerhalb eines Gehäuses aufzubauen, die in Abhängigkeit von einem Kurvenfahrsignal jeweils an- bzw. abgeschaltet werden können. In ähnlicher Weise wird in der US 6 709 141 B1 (Anmelder: Sebastian Sisti; Anmeldetag: 24.01.2003) allgemein für alle möglichen Arten von Kraftfahrzeugen vorgeschlagen, in einem Winkelbereich von 45° bis zu 60° horizontal querverlaufend den Ausstrahlwinkel bei einer Kurvenfahrt zu variieren, so dass nur bis zu der Begrenzungsmarkierung der jeweiligen Fahrbahn eine gute Ausleuchtung, ohne den Gegenverkehr zu blenden, sichergestellt ist. Zur Steigerung der Ausleuchtungsqualität schlägt die US 2008/151567 A1 (Anmelderin: Valeo Vision; Prioritätstag 20.12.2006) vor, die einzelnen Beleuchtungskörper mit einem linsenartigen Modul in dem Abblendlichtgehäuse auszustatten, das sowohl vertikal als auch horizontal eine gewisse Biegung zur besseren Lichtführung aufweist. Eine Art der Ansteuerung auf Basis von Glühlampen, die nebeneinander innerhalb eines Abblendlichts aufgereiht sein können, unterbreitet die DE 10 2004 048 224 A1 (Anmelderin: Visteon Global Technologies Inc.; Prioritätstag: 25.09.2003). Das Prinzip, unterschiedliche Hilfslampen anzuschalten, wenn das Lenkrad eingeschlagen wird, kann auch der JP 2004 148 932 (Anmelder: Sugiura Tsukasa; Prioritätstag: 29.10.2002) entnommen werden. Eine Überlegung bezüglich einer geeigneten Integration wird in der DE 198 13 032 A1 (Anmelderin: Robert Bosch GmbH; Anmeldetag: 25.03.1998) dahingehend angestellt, dass eine Scheinwerfereinheit mit Scheinwerferuntereinheiten zu schaffen ist, die auf Grund ihres Einbauorts und ihrer Einbauart im Fahrzeug ein einseitig gestreutes Licht abstrahlen sollen.
  • Alternativ ist es auch schon seit längerem, insbesondere für Kraftfahrzeugabblendlicht mit Glühlampen, die Glühwendeln haben, bekannt, schwenkbare Blenden, Reflektoren und Trennwände einer Ausleuchtungssteuerung nachzuführen, so dass Lichtstrahlen nur in einem bestimmten Winkel oder in einem gewissen Bereich aus dem Abblendlichtgehäuse, insbesondere dem Glas des Abblendlichtgehäuses, austreten. Beispielhaft sei die US 7 267 465 62 (Patentinhaberin: Koito Manufacturing Co.; Prioritätstag: 24.01.2005) benannt, die empfiehlt, eine aktuatorisch angetriebene Blende vor der Glühlampe schwenkbeweglich anzuordnen. Ein ähnlicher Verstellmechanismus wird auch in der DE 102 10 874 A1 (Anmelderin: Automotive Lighting Reutlingen GmbH; Anmeldetag: 12.03.2002) beschrieben, der eine Schwenkbewegung zulässt. Eine motorangetriebene Reflektorverstellung zur Einstellung des horizontalen Winkelabstrahlbereichs wird ausführlich in der US 2003/067 763 A1 (Anmelderin: Koito Manunfacturing Co., Ltd.; Prioritätstag: 04.10.2001) beschrieben. In einem Beleuchtungssystem mit wenigstens zwei Scheinwerfern kann gem. der DE 198 02 023 A1 (Anmelderin: Valeo Vision; Prioritätstag: 21.02.1997) einer der Scheinwerfer um eine senkrechte Achse drehbar gelagert werden, damit dieser eine Scheinwerfer bei einer Kurvenbewegung des Fahrzeugs der Bewegung nachgeführt werden kann.
  • In der US 2003/067 763 A1 wird weiterhin vorgeschlagen, die Ausleuchtung antizipativ zu gestalten, sodass vor dem eigentlichen Einlenkvorgang in eine Kurve die Lampen schon in die zukünftige Bewegungsrichtung weisen sollen. In der JP 2003 341 423 (Anmelderin: Ichiko Industries Ltd.; Prioritätstag: 29.05.2002) wird zur Erfassung der Kurvenbewegung eines Fahrzeuges ein geeigneter Beschleunigungssensor empfohlen. Interessanterweise schlägt die DE 101 44 846 A1 (Anmelderin: Volkswagen AG; Anmeldetag: 12.09.2001) vor, als Sensoreingang für die Kurvenlichtsteuerung einen Detektor für die Nässe zu nutzen. Ein anderer Ansatz für die Berechnung der Kurvenlichtführung wird in der JP 2002 114 089 (Anmelderin: Equos Res Co Ltd; Prioritätstag: 10.08.2000) dahingehend dargelegt, dass eine Standardkurve in unterschiedliche Abschnitte zu unterteilen sei, in denen jeweils eine eigene Lichtverteilung zu herrschen habe. Ein weiteres Steuerungsverfahren für eine horizontale Schwenkbewegung eines Abblendlichts lässt sich der JP 11 078 675 (Anmelderin: Honda Motor Co.; Anmeldetag: 12.09.1997) entnehmen. In der JP 2006 111 241 (Anmelder: Shimoyama Shigeto; Anmeldetag: 14.10.2004) wird ein Kurvensensor für ein Motorrad beschrieben, der über die Herstellung eines elektrischen Kontakts durch eine Abrollbewegung eines Lagenachweises die Kurvenlage ermitteln möchte. Hiervon abweichend greift die DE 10 2007 019 309 A1 (Anmelderin: Denso Corp.; Anmeldetag: 24.04.2006) auf GPS-Daten und ein Kartenmaterial zurück, um an Hand eines Datenabgleichs die Kurvenfahrt des Fahrzeuges zu ermitteln. Die Anmeldung spricht schon selbst von den Schwierigkeiten des eingeschlagenen Lösungswegs, indem auf die Ungenauigkeit der Positionsbestimmung abgestellt wird. Gleichartig spricht die EP 1 705 061 A2 davon, dass die Messdaten zur Kurvenfahrtermittlung nicht ungefiltert verarbeitet werden können. Die EP 0 869 031 B1 (Anmelderin: Robert Bosch GmbH; Prioritätstag: 04.04.1997) sucht nicht die Orientierung in externen Referenzsystemen, wie zum Beispiel in GPS-Daten und Kartendaten, sondern sie zeigt die Möglichkeit auf, auf Sensorik für Nickwinkel, Gierwinkel und auf eine optische Auswertung mittels Videoanalyse zurückzugreifen.
  • Die zuvor genannten Darstellungen werden durch ihre Referenzen in Bezug auf die Sensorermittlung, Sensordatenverarbeitung und die Einflussnahmemöglichkeiten auf das Ausleuchtmuster vollumfänglich in die vorliegende Erfindungsbeschreibung aufgenommen, ohne dass sämtliche relevanten Abschnitte der Beschreibungen wortwörtlich zitiert sind, in der Absicht die Lesbarkeit der vorliegenden Erfindungsbeschreibung übersichtlicher zu gestalten.
  • Sämtliche aufgezeigten Darstellungen weisen aber Schwierigkeiten auf, wenn die beschriebenen Lehren auf Motorradbeleuchtungssysteme unmittelbar übertragen werden sollen. Zum einen sind die relativen Bewegungsänderungen eines Personenkraftfahrzeugs deutlich eingeschränkter. Zum anderen bietet ein vier- oder höherradiges Kraftfahrzeug deutlich mehr Bauraum, sodass auch sehr ausladende Lösungen entwickelt werden können.
  • Es ist erstrebenswert, eine Lösung zu entwickeln, die bei einem Motorrad, das insbesondere eine Straßenmaschine ist, die Sicherheit dadurch steigert, dass eine bessere als bisher bekannte Beleuchtung geschaffen werden kann.
  • Erfindungsbeschreibung
  • Die vorliegende Erfindung wird durch ein Beleuchtungssystem nach Hauptanspruch beschrieben. Vorteilhafte Ausgestaltungen lassen sich den abhängigen Ansprüchen entnehmen.
  • Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist, wenn von einem Motorrad gesprochen wird, ein einspuriges Fahrzeug gemeint, das motorgetrieben zur Richtungsänderung sowohl per Lenkeinschlag als auch per Lageveränderung des Fahrers, z. B. in Schräglage, geführt werden kann. Somit ändert sich der Zustand des Fahrzeugs in Bewegung permanent. Für die richtige Ausleuchtung ist die Ermittlung einer Bewegungsabbildung wichtig. Das Bewegungsabbild lässt sich aus einer Lageangabe und/oder einer Lageänderung des einspurigen Fahrzeugs ermitteln. Die Lage, die die Lage wiedergebenden Messdaten und die Bewegungsübergänge ändern sich, wenn das einspurige Fahrzeug fährt, immer wieder und zeitweise kontinuierlich. Erschwerend kommt hinzu, dass Störgrößen die eigentliche Lageermittlung bzw. Ermittlung des Bewegungsabbilds erschweren. Je nach Untergrund, auf dem das Motorrad fährt, und je nach Eigenschwingungen, z. B. durch den Motor, erfährt das Fahrzeug Erschütterungen und Vibrationen. Weiterhin erschwerend kommt das Fehlen der bzw. die in der Literatur bisher nicht vorhandene Erkenntnis hinzu, wie einzelne Zustände und Parameter des Motorrades zuverlässig bestimmt werden können. Zum Beispiel gibt es für einzelne Zustandsbestimmungen des Motorrades keinen brauchbaren Sensor. Gemäß der Erfindung sind Bewegungsabbilder durch ein Set von Sensordaten zu ermitteln. Mit bekannten Maßnahmen ist z. B. die Schräglage nur schwer zuverlässig zu ermitteln. Durch den Rückgriff auf eine ganze Anzahl von anderen Sensordaten, also einem Set von Sensordaten, lässt sich indirekt die Schräglage des Motorrads bestimmen. Die Erfindung vermag es, die unvernetzten Daten ordnungsgemäß über Sensoren zu erheben und durch Filterungen, Glättungen, Dämpfungen und Gewichtungen so aufzubereiten, dass sie als Eingangsgrößen für eine Steuerung dienen können. Die Erfindung versteht es, den Zustand des Motorrades zu erheben; hierbei werden in einem ersten Schritt die unterschiedlichen Messdaten korrigiert, kalibriert und geglättet.
  • Als zu steuerndes Gerät dient ein segmentartig aufgebauter Beleuchtungskörper, der mit wenigstens einer LED realisiert ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung hat der Beleuchtungskörper mehrere LEDs, die einzelnen oder in Gruppen zusammengefasst angesteuert werden können. Der Beleuchtungskörper arbeitet mit einzelnen Segmenten. Die Segmente können eine oder auch mehrere LEDs umfassen. Bei der Ansteuerung eines Segments gehen alle LEDs, die diesem Segment zugeordnet sind, entweder an oder aus. Hierbei sind die Segmente temperaturkompensiert bzw. den Temperatureinfluss ausgleichend durch besondere Schaltungs- und Layoutmaßnahmen realisiert.
  • Das Beleuchtungssystem eines Motorrades umfasst einen Scheinwerfer. Der Scheinwerfer hat die beiden Lichttypen Abblendlicht und Fernlicht. Abblendlicht und Fernlicht bilden zusammen eine Beleuchtung. Der Schweinwerfer ist ein zentral in Längsachse des Fahrzeugs anzuordnender Scheinwerfer. Vorzugsweise wird die Erfindung mit einem Frontscheinwerfer realisiert. Die Erfindung lässt sich auch mit einem Rückscheinwerfer realisieren. Weiterhin gehört zu dem Beleuchtungssystem ein Steuergerät. An das Steuergerät sind Sensoren direkt oder indirekt, z. B. über einen Kommunikationsbus, angeschlossen. Die Sensoren erlauben eine mehrparametrige Zustandserfassung des Motorrades. Das Beleuchtungssystem umfasst eine elektrische Leitung. Die Steuerdaten werden leitungsgebunden übermittelt. Die Leitung ist mit dem Abblendlicht des Scheinwerfers verbunden. Auch gibt es Leitungen zu dem Fernlicht des Scheinwerfers. Als Teil des Beleuchtungsmittels wird eine segmentierbare LED-Matrix verwendet. Die LED-Matrix wird durch das Steuergerät je nach Berechnungsergebnis aus den Parametern der Zustandserfassung so angesteuert, dass ein gerichteter Lichtstrahl ausgestrahlt werden kann. Der Lichtstrahl bleibt auf den Fahrweg gerichtet, obwohl das einspurige Fahrzeug, das Motorrad, seine Lage, Position und Orientierung ständig verändern kann. Durch das Ein- und das Ausschalten einzelner Segmente der LED-Matrix wird eine gleichbleibend gute Beleuchtung gewährleistet. Ein gerichteter Lichtstrahl wird auf einen prognostizierten Fahrweg trennscharf geleitet. Weil der Fahrweg bzw. der angenommene Fahrweg beleuchtet wird, erhöht sich die Sicht für den Fahrer. Der Fahrer fährt, ohne den Gegenverkehr, insbesondere bei Lageänderungen, zu blenden.
  • Das Beleuchtungssystem trifft in seinem Steuergerät eine Auswahl aus den zahlreichen Sensordaten. In dem Steuergerät läuft eine mehrparametrige Zustandserfassung ab. Die mehrparametrige Zustandserfassung trifft eine Auswahl aus einem Set an Sensordaten. Zu den Sensordaten gehören Daten für einen Nickwinkel des Motorrads. Weitere Daten stehen für den Gierwinkel des Motorrades. Aus weiteren Daten lässt sich die Schräglage des Motorrads ermitteln. Auch kann aus Sensordaten auf den Lenkeinschlag des Motorrads geschlossen werden. Über eine Beschleunigung des Motorrads geben weitere Daten Auskunft. Auch lässt sich die Verzögerung des Motorrads in den Daten wiederfinden. Für eine Geschwindigkeit des Motorrades gibt es eine Messwerterfassung. Weitere Daten stehen für eine Abbildung der Umgebung des Motorrades. Kategorien von Umgebungen, z. B. ob eine Tunnelfahrt oder eine Tageslichtfahrt gegeben ist, lassen sich aus den Daten bestimmen. Ein Ansteuermuster für die LED-Matrix wird in dem Steuergerät erzeugt. Das Ansteuermuster basiert auf einer parallelen Berechnung. Die parallele Berechnung basiert auf unterschiedlichen Algorithmen. Die Berechnung beruht auf der Erfahrung, dass unterschiedliche Sensordaten in ihrer Bedeutung unterschiedlich zu gewichten sind. Die Berechnungsergebnisse werden je nach Berechnungsergebnis selbst gewichtet. Kurzzeitige Zustandsänderungen werden weggefiltert bzw. ausgeglättet. Die Berechnungsergebnisse werden in das dem Zustand zugeordneten einheitliche Ansteuermuster übergeführt. Das Ansteuermuster bleibt somit relativ stabil bestehen, obwohl Zustandsdaten schwankend vorliegen können. Von einem stabilen Zustand im Sinne der vorliegenden Erfindung wird dann gesprochen, wenn Änderungen des Ansteuermusters jeweils nach Zeitintervallen vorgenommen werden, die länger als 100 ms betragen. Der Lichtstrahl bzw. der Lichtkegel des Motorrades ist somit stabilisiert. Ständig wackelnde Beleuchtung kommt bei einem erfindungsgemäßen Motorrad mit algorithmischer Stabilisierung nicht vor.
  • Das Beleuchtungssystem arbeitet mit Ansteuermustern. Über die mit dem Scheinwerfer verbundene Leitung erhält der Scheinwerfer die Ansteuerdaten aus dem Steuergerät. Die Leitung ist in einer vorteilhaften Ausführung mehradrig gestaltet. Aus dem Steuergerät werden die Ansteuerdaten zum Beispiel dem Abblendlicht zur Verfügung gestellt. Die Ansteuerdaten können in einer alternativen Ausgestaltung auch ganz allgemein der Beleuchtung zur Verfügung gestellt werden. Günstig werden wenigstens drei verschiedene Ansteuermuster für drei verschiedene Leuchtmuster der Beleuchtung, wie zum Beispiel des Abblendlichts, in Form von adaptiver, insbesondere prognostizierender, Scheinwerfersteuerung erzeugt. Auf Grund der Lageänderung kann die Steuerung bzw. das Steuergerät annehmen, in welche Richtung sich das Motorrad in den nächsten Millisekunden bzw. Sekunden fortbewegen wird. Zwischen den einzelnen Leuchtmustern wird in dimmender Weise umgeschaltet, also verzögert umgeschaltet. Über Leuchtmusteränderungsverzögerungsphasen wird aus einem ersten Muster in ein zweites Muster umgeschaltet. Eine sanfte Überblendung erzeugt keinen scharfen, den Fahrer irritierenden Wechsel eines flackernden Scheinwerfers.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung hat das Beleuchtungssystem eine LED-Matrix aus wenigstens fünf unterschiedlich orientierten LEDs. Die LEDs sind vorteilhaft in einer runden Formation angeordnet.
  • Somit kann der Scheinwerfer eine virtuelle Drehung durchführen. Alternativ können auch mehr als fünf LEDs verwendet werden. Z. B. können zehn LEDs in einer ringartigen Anordnung einen Teil der Beleuchtung darstellen. Der Kranz der LEDs kompensiert die Lageänderung, insbesondere in Schräglage, des Motorrads. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird deswegen von einer runden Formation gesprochen, weil die Hauptausleuchtrichtung der einzelnen Elemente bzw. Segmente so angeordnet sind, dass sie gegeneinander verdreht eine jeweils Vorzugsrichtung haben. Die LEDs haben unterschiedliche Ausrichtungen. Der Richtungssinng der LEDs optisch gegeneinander verdreht. Eine Einzel-LED-Ansteuerung ist vorzugsweise möglich, sodass eine Intensitätseinstellung der Ausleuchtung wählbar ist. Durch die Ansteuerung aus dem Steuergerät ist eine Leuchtweitenregulierung möglich. Die Anzahl der beweglichen Teile lässt sich so reduzieren.
  • Das Beleuchtungssystem kann trotz Schräglage des Motorrades einen beidseitig, querverlaufend zur Längsrichtung des Motorrades symmetrischen Lichtkegel aus dem Scheinwerfer abstrahlen. Der Lichtkegel ist unabhängig von Zuständen des Motorrades. Der eingenommene Neigungswinkel, der eingenommene Nickwinkel oder der eingenommene Gierwinkel haben keinen Einfluss auf den Lichtkegel. Der Lichtkegel bleibt trotz der durchgeführten Lageänderung des Motorrades konstant. Durch eine Leuchtmusteränderung werden die Lageänderungen des Motorrades, bis auf kurzzeitige Fluktuationen, kompensiert. Die beidseitig gleichmäßige Ausleuchtung erhöht die Fahrsicherheit.
  • Damit durch Vibrationen vorhandene Störquellen möglichst reduziert werden, sind gemäß einer bevorzugten Ausführung an geeigneten Stellen vibrationsdämpfende Maßnahmen vorgesehen, z. B. an der Federgabel oder der Lenkgabel des Motorrads, oder mittels mathematischer Dämpfung, z. B. über Datenglättungen oder indem die Störungen ausgeregelt werden. Mechanische Dämpfungsmaßnahmen bringen den zusätzlichen Vorteil mit sich, dass das Beleuchtungssystem, insbesondere der Scheinwerfer, in Lage gehalten werden kann und somit eine gleichmäßigere Ausleuchtung ermöglicht wird.
  • Das Beleuchtungssystem erstellt sein Leuchtmuster durch eine ausschließlich elektronische Ansteuerung. Die Ansteuerung erfolgt ohne bewegliche Teile. In dem Scheinwerfer muss sich kein Teil drehen oder schließen, um eine geeignete Ausleuchtung des prognostizierten Fahrwegs zu erreichen. Ein deutlich schnelleres, von äußeren Einflüssen unabhängiges System lässt sich realisieren.
  • Das Motorrad, das insbesondere eine Straßenmaschine ist, hat ein erfindungsgemäßes Beleuchtungssystem, damit die Sicherheit des Fahrers des Motorrades erhöht wird.
  • Ein erfindungsgemäßes Beleuchtungssystem schafft durch die Vergleichmäßigung der Betriebsdauern auf möglichst viele LEDs der zahlreichen LEDs eine Lebensdauerverlängerung des Beleuchtungsmittels des Scheinwerfers. Temperaturkompensierende Maßnahmen tragen weiterhin zur Lebensdauererhöhung bei.
  • Die Erfindung zeichnet sich nach einem Aspekt durch die Schaffung eines fahradaptiven Lichts aus, das insbesondere in Motorrädern verbaut werden kann. Das fahradaptive Licht passt sich den Fahrbedingungen und dem Fahrverhalten des einspurigen Fahrzeugs an. Es greift durch eine Lichtkegelanpassung dem voraussichtlichen Fahrweg voraus. Der Lichtkegel des Beleuchtungsmittels wird vorausschauend, so zu sagen adaptiv, angepasst.
  • Kurze Figurenbeschreibung
  • Die vorliegende Erfindung kann noch besser verstanden werden, wenn Bezug auf die beiliegenden Figuren genommen wird, wobei
  • 1 ein Motorrad ohne ein erfindungsgemäßes Beleuchtungssystem zeigt,
  • 2 ein Motorrad mit einem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem zeigt,
  • 3 ein Motorrad mit einem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem in Schräglage zeigt,
  • 4 eine Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Regelung des Beleuchtungssystems zeigt,
  • 5 ein Motorrad ähnlich zu 2 mit einem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem zeigt,
  • 6 ein Motorrad ähnlich zu 3 mit einem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem zeigt und
  • 7 ein Motorrad mit ausgeschaltetem Beleuchtungssystem zeigt.
  • Figurenbeschreibung
  • 1 zeigt ein Motorrad 1, dass ohne erfindungsgemäßes Beleuchtungssystem bzw. mit abgeschaltetem Beleuchtungssystem in eine Schräglage gesteuert worden ist. Der Lichtkegel 51 wandert unmittelbar durch den unkompensierten Scheinwerfer 5 den Bewegungsabläufen des Motorrades 1 nach. Es werden Fahrbahnbereiche ausgeleuchtet, die für den Motorradfahrer von geringer Bedeutung sind. Fahrwege, die der Motorradfahrer jedoch in den nächsten Sekunden oder sogar Bruchteilen einer Sekunde einnehmen wird, sind demgegenüber unzureichend beleuchtet.
  • In einer Lage eines Motorrades 1, wie sie in 2 dargestellt ist, leuchtet der Scheinwerfer 5, insbesondere der Frontscheinwerfer, mit einem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem in Längsrichtung 53 des Motorrades 1 mit einem Lichtkegel 51, der nahezu oder tatsächlich symmetrisch ist. Nimmt das Motorrad 1, z. B. durch Nickbewegungen, Lageveränderungen entlang einer oder beider Achsen 53, 55 vor, so kann das Beleuchtungssystem Lichtkegelwanderungen ausgleichen. Insbesondere leichte Abweichungen in der Ausrichtung entlang der Querrichtung 55 des Motorrads 1 lassen sich fast gar nicht mehr oder auch tatsächlich nicht mehr durch den Fahrer an Hand von flackernden Lichtkegeln 51 feststellen. Die Fahrtrichtung bleibt ausgeleuchtet.
  • Wird eine Kurvenlage des Motorrades 1 nach 3 mit einem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem in einer durchschnittlichen Fahrbewegungsänderungsgeschwindigkeit eingenommen, so leuchtet der Scheinwerfer 5, der ein gewisses Leuchtmuster 49 abgibt, mit einem symmetrischen Lichtkegel 51. Der Lichtkegel 51 erstreckt sich beidseitig gleichermaßen neben der Vorwärtsbewegungsrichtung des Motorrades 1.
  • Das Beleuchtungssystem 3 nach 4 für ein Motorrad 1 nach den 2 und 3 hat die Komponenten Scheinwerfer 5, Steuergerät 7 und Beleuchtungsmittel 13. Zwischen den elektrischen Komponenten, wie Scheinwerfer 5 oder Steuergerät 7, sind Leitungen 11 als Verbindungen zur Übertragung der Energie und zur Informationsübertragung. Das Beleuchtungsmittel 13 ist eine LED-Matrix 15, die sich aus einzelnen Segmenten 17 zusammensetzt. Verschiedene LEDs 19, 21 lassen sich individuell ansteuern. LEDs 23, 25 sind zu einem Segment 17 zusammengefasst. Die LEDs 19, 21, 23, 25, 27 sind ring- oder kreisförmig angeordnet, damit eine virtuelle Rotationsbewegung eines Leuchtmusters 49 (nach 3) möglich ist. Mit ortsfest angeordneten LEDs 19, 21, 23, 25, 27 können rotierende Leuchtmuster 49 oder schwenkende Leuchtmuster 49 den Bewegungsänderungen nachgeführt erzeugt werden. Das Leuchtmuster 49 folgt einem Ansteuermuster 47, das das Ergebnis verschiedener Berechnungen 43, 45 ist. In die Berechnungen 43, 45, die parallel bzw. pseudoparallel ausgeführt werden, gehen unterschiedliche Parameter 29 ein, um eine Zustandserfassung 9 in dem Steuergerät 7 des Motorrades 1 (nach 2 oder 3) durchzuführen. Die Parameter 29 ergeben sich aus einer Untermenge, einem so genannten Set, von Daten, die bestimmte Zustände erfassen können. Als geeignete Parameter 29 haben sich Daten 31 für den Nickwinkel des Motorrads 1, Daten 33 für den Gierwinkel des Motorrads 1, Daten 37 für die Verzögerung des Motorrads 1 und Daten 39 für die Geschwindigkeit des Motorrads 1 erwiesen. Optional können noch Umgebungsdaten 41 ermittelt werden. Umgebungsdaten 41 sind Daten, die Auskunft über den Ort des Motorrades geben können (Stadtfahrt, Autobahnfahrt, Landstraßenfahrt, Tunnelfahrt). Zu den Umgebungsdaten 41 werden auch Zustandsdaten der Fahrbahn gerechnet. Mittels Videoeinspeisung oder Gegenlichtsensoren können auch Daten über den Gegenverkehr ermittelt werden.
  • Besonders interessant sind Daten 35, die Auskunft über die Schräglage, die schräge Neigung, des Motorrades geben. Die Daten 35 lassen sich durch eine Messkombination, z. B. aus GPS-Daten, ableiten. Für die unterschiedlichen Berechungen 43, 45 greift das Steuergerät 7 auf die Daten 31, 33, 35, 37, 39, 41 zurück, die am zuverlässigsten Auskunft über den Zustand als Ergebnis der Zustandserfassung 9 geben.
  • Die Zustandsdatenerfassung 9 dient zur Situationserkennung. Das Ansteuermuster 47 wird in einer Steuerung erzeugt, die auf eine Situationsliste und eine Verfügbarkeit zurückgreifen kann. Regen, Schnee und andere verkehrswidrigen Verhältnisse lassen sich in der Situationserkennung identifizieren. Daten können auch von dem CAN-Bus genommen werden. So können sowieso schon vorhandene Daten, wie zum Beispiel Daten zur Uhrzeit, zur Geschwindigkeit, zur Temperatur, zum Blinker, zum Lenkradwinkel oder zur Gierrate an anderen Stellen im Motorrad gemessen werden. Umgebungsdaten 41 lassen sich über eine spezielle Kamera, einem speziellen Radar oder einem Lidar ermitteln. Optional lässt sich ein Signal- oder Bildverarbeitungsmodul an das Steuergerät 7 anschließen. Weitere Funktionsmodule, wie zum Beispiel Spurinformationsmodule, können ebenfalls optional angeschlossen werden. Die Situationserkennung arbeitet somit mit externen Sensoren und zusätzlichen Informationen zusammen.
  • In etwas abstrahierterer Darstellung können die zuvor dargelegten Sachverhalte auch in den 5, 6 und 7, vergleichbar zu den 2, 3 und 1 vorgefunden werden.
    • 1
    Motorrad
    3
    Beleuchtungssystem
    5
    Scheinwerfer
    7
    Steuergerät
    9
    Zustandserfassung
    11
    Leitung
    13
    Beleuchtungsmittel
    15
    LED-Matrix
    17
    Segment, insbesondere der LED-Matrix
    19
    erste LED
    21
    zweite LED
    23
    dritte LED
    25
    vierte LED
    27
    fünfte LED
    29
    Parameter
    31
    Nickwinkeldaten
    33
    Gierwinkeldaten
    35
    Schräglagendaten
    37
    Verzögerungsdaten
    39
    Geschwindigkeitsdaten
    41
    Umgebungsdaten
    43
    Berechnung, insbesondere Berechnung I
    45
    Berechnung, insbesondere Berechnung II
    47
    Ansteuermuster
    49
    Leuchtmuster
    51
    Lichtkegel
    53
    Längsrichtung bzw. Längsachse, insbesondere des Motorrades
    55
    Querrichtung bzw. Querachse, insbesondere des Motorrades
  • 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.
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Claims (7)

  1. Beleuchtungssystem (3) eines Motorrades (1), umfassend einen Scheinwerfer (5), insbesondere einen zentralen in Längsachse (53) des Fahrzeugs anzuordnenden Scheinwerfer (5), der zumindest eines der Lichttypen Abblendlicht und Fernlicht aufweist, ein Steuergerät (7), eine mehrparametrige Zustandserfassung (9) des Motorrades (1) und eine Leitung (11), die mit dem Scheinwerfer (5), vorzugsweise dem Abblendlicht des Scheinwerfers (5), verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Beleuchtungsmittel (13) des Scheinwerfers (5) eine segmentierbare LED-Matrix (15) dient, die durch das Steuergerät (7) je nach Berechnungsergebnis (43, 45) aus den Parametern (29) der Zustandserfassung (9) so angesteuert wird, z. B. durch das Ein- und das Ausschalten einzelner Segmente (17) der LED-Matrix (15), dass ein gerichteter Lichtstrahl auf einen prognostizierten Fahrweg trennscharf geleitet wird.
  2. Beleuchtungssystem (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die mehrparametrige (29) Zustandserfassung (9) eine Auswahl aus einem Set an Sensordaten (31, 33, 35, 37, 39, 41) für einen Nickwinkel des Motorrads (1), für einen Gierwinkel des Motorrades (1), für eine Schräglage des Motorrads (1), für einen Lenkeinschlag des Motorrads (1), für eine Beschleunigung des Motorrads (1), für eine Verzögerung des Motorrads (1), für eine Geschwindigkeit des Motorrades (1) und für eine Umgebung des Motorrades (1) eingeht, wobei insbesondere ein Ansteuermuster (47) für die LED-Matrix (15) auf einer parallelen Berechnung (43, 45) basierend auf unterschiedlichen Algorithmen beruht, wobei die Berechnungsergebnisse je nach Berechnungsergebnis gewichtet in das dem Zustand zugeordneten einheitliche Ansteuermuster (47) übergeführt werden.
  3. Beleuchtungssystem (3) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuermuster (47) über die mit dem Scheinwerfer (5) verbundene Leitung (11), die insbesondere mehradrig gestaltet ist, aus dem Steuergerät (7) dem Scheinwerfer (5), insbesondere für das Abblendlicht, zur Verfügung gestellt wird, wobei vorzugsweise wenigstens drei verschiedene Ansteuermuster (47) drei verschiedene Leuchtmuster (49) des Scheinwerfers (5), insbesondere des Abblendlichts, in Form von adaptiver, insbesondere prognostizierender, Scheinwerfersteuerung erzeugen, zwischen denen in dimmender Weise über Leuchtmusteränderungsverzögerungsphasen umgeschaltet wird.
  4. Beleuchtungssystem (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die LED-Matrix (15) aus wenigstens fünf unterschiedlich orientierten LEDs (19, 21, 23, 25, 27) besteht, die vorzugsweise in einer runden Formation angeordnet werden, wobei insbesondere eine Einzel-LED-Ansteuerung möglich ist, sodass eine Intensitätseinstellung einer Ausleuchtung wählbar ist und sodass eine Leuchtweitenregulierung möglich ist.
  5. Beleuchtungssystem (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass trotz Schräglage des Motorrades (1) ein beidseitig, querverlaufend zur Längsrichtung (53) des Motorrades (1) symmetrischer Lichtkegel (51) aus dem Scheinwerfer (5) abstrahlbar ist, der unabhängig von Zuständen des Motorrades (1) wie eingenommener Neigungswinkel, eingenommener Nickwinkel oder eingenommener Gierwinkel die durchgeführte Lageänderung des Motorrades (1) durch eine Leuchtmusteränderung kompensiert.
  6. Beleuchtungssystem (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmuster (49) durch eine ausschließlich elektronische Ansteuerung (7) erfolgt, die insbesondere ohne bewegliche Teile, wie zum Beispiel in dem Scheinwerfer (5), auskommt.
  7. Motorrad (1), insbesondere Straßenmaschine, mit einem Beleuchtungssystem (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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