DE102011109434A1 - Verfahren und Beleuchtungsvorrichtung zum Konstanthalten einer Lichtemissionsrichtung eines Leuchtmoduls eines Fahrzeugs - Google Patents

Verfahren und Beleuchtungsvorrichtung zum Konstanthalten einer Lichtemissionsrichtung eines Leuchtmoduls eines Fahrzeugs Download PDF

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    • B60Q2300/13—Attitude of the vehicle body
    • B60Q2300/132—Pitch

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Konstanthalten einer Lichtemissionsrichtung eines Leuchtmoduls (1) eines Fahrzeugs bei einer Fahrzeugkarosseriebewegung, die eine Bewegung des Leuchtmoduls (1) hervorruft, wobei zumindest eine Fahrzeugkarosseriebewegung kompensiert wird. Die Kompensation der Bewegung des Leuchtmoduls (1) erfolgt über eine Steuerung von in dem Leuchtmodul (1) angeordneten Lichtquellen (2), wobei eine Lage des Leuchtmoduls (1) in einem Istwert erfasst und mit einem Sollwert einer Abstrahlrichtung (8) des Leuchtmoduls (1) verglichen wird und ein Stellsignal für die Steuerung ermittelt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Beleuchtungsvorrichtung (11) für ein Fahrzeug zur Durchführung dieses Verfahrens.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Konstanthalten einer Lichtemissionsrichtung eines Leuchtmoduls eines Fahrzeugs bei einer Fahrzeugkarosseriebewegung. Ferner betrifft die Erfindung eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug zur Durchführung des Verfahrens.
  • Derartige Verfahren und Beleuchtungsvorrichtungen sind bereits bekannt. DE 10 2007 027 516 A1 offenbart beispielsweise ein Verfahren und eine Beleuchtungseinrichtung zur Lageveränderung mindestens eines Teils einer Beleuchtungseinrichtung für Kraftfahrzeuge mittels mindestens eines Verstellantriebs, wobei in Abhängigkeit von einem Sollwert für die Lage des mindestens einen Teils und von einem Istwert der Lage des mindestens einen Teils unter Verwendung eines Dreipunktreglers ein Stellsignal ermittelt wird. In Abhängigkeit vom Stellsignal wird ein Rückführsignal gebildet, das mit einem Regeldifferenzsignal verknüpft wird, wobei das verknüpfte Signal dem Dreipunktregler zugeführt wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Beleuchtungsvorrichtung zum Konstanthalten einer Lichtemissionsrichtung eines Leuchtmoduls eines Fahrzeugs bei einer Fahrzeugkarosseriebewegung anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Beleuchtungsvorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 6 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Konstanthalten einer Lichtemissionsrichtung eines Leuchtmoduls eines Fahrzeugs bei einer Fahrzeugkarosseriebewegung, die eine Bewegung des Leuchtmoduls hervorruft, wird zumindest eine Fahrzeugkarosseriebewegung kompensiert. Die Kompensation der Bewegung des Leuchtmoduls erfolgt über eine Steuerung von in dem Leuchtmodul angeordneten Lichtquellen, wobei eine Lage des Leuchtmoduls in einem Istwert erfasst und mit einem Sollwert verglichen wird und unter Verwendung eines Reglers ein Stellsignal für die Steuerung ermittelt wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich von aus dem oben genannten Stand der Technik bekannten Verfahren vor allem dadurch, dass es keinen Verstellantrieb für das Leuchtmodul oder einen Teil des Leuchtmoduls benötigt, sondern statt dessen eine Steuerung von in dem Leuchtmodul angeordneten Lichtquellen in Abhängigkeit von Fahrzeugkarosseriebewegungen vorsieht. Durch die Einsparung des Antriebs wird zum Einen vorteilhaft das Gewicht der benötigten Vorrichtungen reduziert. Zum Anderen kann die Einstellung des Leuchtmoduls bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wesentlich schneller und genauer einer Fahrzeugkarosseriebewegung angepasst werden als mittels eines Antriebs wie in dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
  • 1 eine Schnittdarstellung eines Leuchtmoduls eines Fahrzeugs mit in dem Leuchtmodul angeordneten Leuchtdioden in einer ersten Lage des Leuchtmoduls,
  • 2 eine Schnittdarstellung des in 1 dargestellten Leuchtmoduls in einer zweiten Lage des Leuchtmoduls und
  • 3 ein Blockdiagramm einer Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung eines Leuchtmoduls 1 für ein Fahrzeug, beispielsweise für einen Scheinwerfer des Fahrzeugs, in einer ersten Lage des Leuchtmoduls 1. In dem Leuchtmodul 1 sind Lichtquellen 2 in Form eines zweidimensionalen Rasters angeordnet, die einzeln und unabhängig voneinander an- und ausschaltbar sind. Insbesondere können die Lichtquellen 2 als Leuchtdioden ausgebildet sein und das Raster der Lichtquellen als so genanntes Leuchtdioden-Feld (auch als Leuchtdioden-Array oder LED-Array bekannt).
  • Das Leuchtmodul 1 weist ferner eine Abbildungsoptik 3 auf, mittels derer von angeschalteten Lichtquellen 2 ausgesendetes Licht 4 abgebildet wird, so dass Randstrahlen 5, 6 eines aus dem Leuchtmodul 1 austretenden Lichtbündels 7 näherungsweise parallel zueinander verlaufen und das Lichtbündel 7 auf eine Abstrahlrichtung 8 konzentriert ist.
  • Erfindungsgemäß wird die Abstrahlrichtung 8 bei durch Fahrzeugkarosseriebewegungen verursachten Bewegungen des Leuchtmoduls 1 konstant gehalten. Dazu wird eine momentane Lage des Leuchtmoduls 1 erfasst und eine von der erfassten Lage abhängige Auswahl von Lichtquellen 2 angeschaltet, so dass die Abstrahlrichtung 8 konstant bleibt.
  • Genauer sieht die Erfindung eine Regelung der angeschalteten Lichtquellen 2 in Abhängigkeit von der momentanen Lage des Leuchtmoduls 1 vor, die die Abstrahlrichtung 8 bei einer Kippbewegung der Fahrzeugkarosserie auf einen vorgegebenen Sollwert einstellt. Unter einer Kippbewegung der Fahrzeugkarosserie wird dabei eine Drehung der Fahrzeugkarosserie um eine Querachse des Fahrzeugs verstanden. Dabei wird der Sollwert beispielsweise durch einen Winkel der Abstrahlrichtung 8 mit einer von dem Fahrzeug befahrenen Fahrbahn definiert. Die momentane Lage des Leuchtmoduls 1 wird beispielsweise durch eine Ausrichtung einer Längsachse des Leuchtmoduls 1 relativ zu der Fahrbahn definiert und in einem Istwert erfasst. Aus der Differenz des Istwertes und des Sollwertes wird ein Stellsignal für die Steuerung der jeweils anzuschaltenden Lichtquellen 2 ermittelt, mittels dessen die Abstrahlrichtung 8 auf den Sollwert geregelt wird. Dabei wird das Stellsignal beispielsweise mittels einer Kennlinie für das Stellsignal in Abhängigkeit von der Differenz des Istwertes und des Sollwertes ermittelt.
  • In der in 1 dargestellten ersten Lage des Leuchtmoduls 1 ist das Leuchtmodul 1 parallel zu einer von dem Fahrzeug befahrenen Fahrbahn ausgerichtet, d. h. die Längsachse des Leuchtmoduls 1 verläuft parallel zu der Fahrbahn. In dieser ersten Lage ist eine erste Auswahl 9 von Lichtquellen 2 angeschaltet, deren Höhen in einem mittleren Bereich des Rasters der Lichtquellen 2 liegen.
  • 2 zeigt eine Schnittdarstellung des in 1 dargestellten Leuchtmoduls 1 in einer zweiten Lage des Leuchtmoduls 1. In dieser zweiten Lage ist die Fahrzeugkarosserie gegenüber der in 1 dargestellten ersten Lage gekippt. Entsprechend verlauft auch die Längsachse des Leuchtmoduls 1 nicht mehr parallel zu der Fahrbahn.
  • Erfindungsgemäß wird in dieser zweiten Lage des Leuchtmoduls 1 eine zweite Auswahl 10 von Lichtquellen 2 angeschaltet, die gegenüber der ersten Auswahl 9 in der Höhe versetzt ist. Im dargestellten Beispiel beträgt der Versatz eine Zeile von Lichtquellen 2 des Rasters nach oben. Dadurch wird das Lichtbündel 7 relativ zu der Längsachse des Leuchtmoduls 1 gegenüber der in 1 dargestellten Situation, die in 2 gestrichelt dargestellt ist, derart verändert, dass sich die Abstrahlrichtung 8 gegenüber der in 1 dargestellten Situation nicht ändert.
  • Entsprechend wird die Auswahl 9, 10 angeschalteter Lichtquellen 2 bei Wankbewegungen der Fahrzeugkarosserie der damit verbundenen Lageänderung des Leuchtmoduls 1 angepasst, wobei unter einer Wankbewegung eine Drehung der Fahrzeugkarosserie um eine Längsachse des Fahrzeugs verstanden wird. Hierbei wird auch eine horizontale Verkippung des Leuchtmoduls 1 berücksichtigt, d. h. eine Ausrichtung einer Querachse des Leuchtmoduls 1 relativ zu der Fahrbahn. Auch diese wird in einem entsprechenden Istwert erfasst, mit einem Sollwert für eine laterale Ausrichtung des Lichtbündels 7 verglichen und mittels eines entsprechenden Stellsignals für die Steuerung der angeschalteten Lichtquellen 2 geregelt. Dabei wird in der Regel eine schräg im Raster liegende Auswahl 9, 10 von Lichtquellen 2 angeschaltet, die die Anforderungen einer horizontalen Ausleuchtcharakteristik berücksichtigt.
  • Entsprechend werden auch Vibrationsbewegungen der Fahrzeugkarosserie kompensiert. Dabei werden diese vorzugsweise durch wenigstens ein aktives oder aktiv steuerbares, beispielsweise rheologisch ausgebildetes, Dämpfungsglied unterdrückt, so dass vorteilhaft nur noch die gedämpften Vibrationsbewegungen kompensiert werden brauchen.
  • 3 zeigt ein Blockdiagramm einer Beleuchtungsvorrichtung 11 für ein Fahrzeug zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Beleuchtungsvorrichtung 11 umfasst das Leuchtmodul 1, eine Steuereinheit 13 zur Steuerung der Lichtquellen 2 und wenigstens einen Sensor 12 zur Erfassung eines Istwertes der Lage des Leuchtmoduls 1. Dabei ist die Steuereinheit 13 dazu ausgebildet, das Stellsignal für die Steuerung der Lichtquellen 2 in Abhängigkeit von dem erfassten Istwert oder den erfassten Istwerten zu ermitteln und die Lichtquellen 2 in der oben beschriebenen Weise in Abhängigkeit von dem Istwert und dem Sollwert bzw. den Istwerten und Sollwerten zu steuern.
  • Als Sensor 12 eignet sich beispielsweise ein in dem Leuchtmodul 1 angeordneter Sensor und/oder ein Sensor einer Fahrdynamikregelung, beispielsweise ein Neigungssensor oder ein Beschleunigungssenor zur Erfassung von Aufbaubewegungen der Fahrzeugkarosserie.
  • Ausgestaltungen der Erfindung sehen ferner alternativ oder zusätzlich zur Kompensation wenigstens einer der genannten Fahrzeugkarosseriebewegungen mittels der Steuerung von in einem Leuchtmodul 1 angeordneten Lichtquellen vor, wenigstens ein Element der Abbildungsoptik 3 des Leuchtmoduls 1 in Abhängigkeit von der jeweiligen Fahrzeugkarosseriebewegung zu verändern. Beispielsweise kann eine Linse, ein Reflektor und/oder ein optisches Korrekturelement zur Kompensation der Fahrzeugkarosseriebewegung nachgeführt werden und/oder ein verformbarer Reflektor verwendet werden und mittels einer adaptiven Optik entsprechend verformt werden. Ferner können auch bewegbare Lichtquellen verwendet und zur Kompensation einer Fahrzeugkarosseriebewegung bewegt werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Beleuchtungsvorrichtungen eines Fahrzeuges derart ausgelegt, dass nur Leuchtmodule 1 erfindungsgemäß zur Kompensation von Fahrzeugkarosseriebewegungen verwendet werden brauchen, die eine Asymmetrie einer Fahrbahnausleuchtung bewirken.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Leuchtmodul
    2
    Lichtquelle
    3
    Abbildungsoptik
    4
    Licht
    5
    erster Randstrahl
    6
    zweiter Randstrahl
    7
    Lichtbündel
    8
    Abstrahlrichtung
    9
    erste Auswahl
    10
    zweite Auswahl
    11
    Beleuchtungsvorrichtung
    12
    Sensor
    13
    Steuereinheit
  • 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 102007027516 A1 [0002]

Claims (6)

  1. Verfahren zum Konstanthalten einer Lichtemissionsrichtung eines Leuchtmoduls (1) eines Fahrzeugs bei einer Fahrzeugkarosseriebewegung, die eine Bewegung des Leuchtmoduls (1) hervorruft, wobei zumindest eine Fahrzeugkarosseriebewegung kompensiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensation der Bewegung des Leuchtmoduls (1) über eine Steuerung von in dem Leuchtmodul (1) angeordneten Lichtquellen (2) erfolgt, wobei eine Lage des Leuchtmoduls (1) in einem Istwert erfasst und mit einem Sollwert einer Abstrahlrichtung (8) des Leuchtmoduls (1) verglichen wird und ein Stellsignal für die Steuerung ermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuerung festgelegt wird, welche der im Leuchtmodul (1) angeordneten Lichtquellen (2) an- oder ausgeschaltet werden.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Leuchtmodul (1) angeordneten Lichtquellen (2) in Form eines im Wesentlichen zweidimensionalen Rasters angeordnet werden.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Leuchtdioden als im Leuchtmodul (1) angeordnete Lichtquellen (2) verwendet werden.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Nickbewegungen und/oder Wankbewegungen und/oder Vibrationsbewegungen der Fahrzeugkarosserie kompensiert werden.
  6. Beleuchtungsvorrichtung (11) für ein Fahrzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend ein Leuchtmodul (1), in dem Lichtquellen (2) angeordnet sind, und eine Steuereinheit (13) zur Steuerung der Lichtquellen, gekennzeichnet durch wenigstens einen Sensor (12) zur Erfassung des Istwertes der Lage des Leuchtmoduls (1), wobei die Steuereinheit (13) dazu ausgebildet ist, das Stellsignal für die Steuerung der Lichtquellen (2) in Abhängigkeit von dem erfassten Istwert zu ermitteln.
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