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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheinwerferanordnung für ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer als lichtemittierende Diode (LED) ausgebildeten Lichtquelle.
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LED-Lichtquellen finden zunehmend Einzug im Kraftfahrzeugbereich. Insbesondere Zusatzfunktionen von Scheinwerfern, so etwa ein Standlicht, ein Positionslicht oder Tagfahrlicht sowie Blinklicht und Bremslicht sind bereits vermehrt in LED-Technik ausgeführt. Ferner sind Scheinwerfer bekannt, bei welchen das Abblendlicht auf der LED-Technik basiert. Zudem existieren Konzepte für Voll-LED-Scheinwerfer, die eine Vielzahl einzelner LED-Lichtquellen aufweisen, die adaptiv und variabel, etwa zur wahlweisen Verwirklichung von Fernlicht und Abblendlicht ausgestaltet sein können.
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Zwar weisen derartige LED-Scheinwerfer gegenüber herkömmlichen Gasentladungs- oder Glühlampen einen hohen Wirkungsgrad auf. Wird jedoch eine vergleichsweise hohe Lichtleistung und Helligkeit des Scheinwerfers gefordert, muss natürlich die hierfür erforderliche elektrische Energie im Kraftfahrzeug bereitgestellt werden. Insbesondere bei rein elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen kann auch der elektrische Energieverbrauch oder Stromverbrauch solcher LED-Scheinwerfer zu Lasten der Kraftfahrzeugreichweite gehen.
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So ist aus der
DE 10 2009 024 352 A1 bereits ein Verfahren zur Steuerung der Leistung einer Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, mit dessen Hilfe bei der Fahrt die Leistung eines Abblendlichts während der Fahrt durch eine geschlossene Ortschaft deutlich reduziert werden kann. Demgemäß ist es möglich, den von dem Scheinwerfer bereitgestellten Lichtstrom den tatsächlichen Anforderungen des Fahrers an ein Abblendlicht in Abhängigkeit von der Fahrsituation anzupassen und insbesondere mit abnehmender Fahrzeuggeschwindigkeit, die Leistung des Abblendlichts entsprechend zu reduzieren.
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Eine Leistungsreduzierung des Scheinwerfers, die mit einer wahrnehmbaren Reduzierung der Lichtleistung bzw. der Helligkeit des Scheinwerfers einhergeht ist jedoch aus Gründen der Verkehrssicherheit als kritisch zu betrachten. Ferner kann durch ein gesondertes Zuschalten oder Abschalten einzelner Leuchtdiodenanordnungen die Größe oder Breite des vom betreffenden Scheinwerfer ausleuchtbaren Sichtfeldes reduziert sein, so dass etwa plötzlich in der Dunkelheit auftauchende Gegenstände nur unzureichend beleuchtet und vom Fahrer des Kraftfahrzeugs womöglich zu spät erkannt werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine hinsichtlich ihres Energieverbrauchs optimierte Scheinwerferanordnung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, die trotz eines reduzierten Energieverbrauchs eine vergleichsweise hohe Lichtleistung bereitstellt und welche die Wahrnehmungsfähigkeit des Fahrers oder in der Umgebung des Kraftfahrzeugs befindlicher Verkehrsteilnehmer kaum oder nur geringfügig beeinträchtigt.
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Diese Aufgabe wird mit einer Scheinwerferanordnung nach Patentanspruch 1, mit einem Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 11, mit einem Verfahren zum Betreiben einer Scheinwerferanordnung nach Patentanspruch 12 sowie mit einem Computerprogrammprodukt zum Betreiben einer Scheinwerferanordnung gemäß Patentanspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind hierbei jeweils Gegenstand abhängiger Patentansprüche.
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Demgemäß ist eine Scheinwerferanordnung für ein Kraftfahrzeug vorgesehen. Die Scheinwerferanordnung weist dazu mindest eine als lichtemittierende Diode (LED) ausgebildete Lichtquelle auf. Die Scheinwerferanordnung weist ferner eine mit der Lichtquelle gekoppelte Steuereinrichtung auf, welche zur Erzeugung eines zeitlich gepulsten Betriebssignals zum Betrieb der Lichtquelle ausgebildet ist. Die zumindest eine LED-Lichtquelle ist folglich in einem gepulsten Modus über die Steuereinrichtung betreibbar. Hierbei ist die Frequenz des Betriebssignals der Lichtquelle zumindest in Abhängigkeit eines momentanen Betriebszustands des Kraftfahrzeugs oder in Abhängigkeit eines Umgebungsparameters des Kraftfahrzeugs regulierbar.
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Von Vorteil wird die Frequenz des Betriebssignals im Vergleich zu herkömmlichen Betriebsmodi von LED-Lichtquellen reduziert, um den zeitlich gemittelten Strom- und Energieverbrauch der LED-Lichtquelle in vorteilhafter Weise zu reduzieren. Mit Reduzierung der Frequenz des Betriebssignals kann insbesondere erreicht werden, dass das periodische Betriebssignal nicht über eine volle Periodendauer eine maximale Amplitude des Betriebsstroms oder der Betriebsspannung aufweist, sondern dass das Betriebssignal über einen Zeitraum von zumindest 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% oder sogar über einen Zeitraum von 90% seiner Periodendauer eine Amplitude von annähernd Null aufweist. Folglich kann die Pulsdauer oder die zeitliche Pulslänge des Betriebssignals in Bezug zur Periodendauer entsprechend variabel reduziert sein.
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Bezogen auf eine Periodendauer kann auf diese Art und Weise erreicht werden, dass die LED-Lichtquelle lediglich zu 10% einer Periodendauer ihres periodischen Betriebssignals mit der für den Betrieb der LED-Lichtquelle ausreichenden Spannung bzw. mit dem ausreichenden Betriebsstrom versorgt, d. h. gepulst wird. Das von der Steuereinrichtung erzeugbare gepulste Betriebssignal kann zum Beispiel in Form eines Rechtecksignals ausgebildet sein und einzelne Betriebspulse aufweisen, in welchen die LED-Lichtquelle ausschließlich zum Emittieren von Licht angeregt wird. Für die Zeitdauer zwischen aufeinanderfolgenden Betriebssignalpulsen ist die LED-Lichtquelle jedoch quasi ausgeschaltet.
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Indem die Frequenz des gepulsten Betriebssignals in Abhängigkeit des Betriebszustands des Fahrzeugs oder in Abhängigkeit eines Umgebungsparameters des Fahrzeugs regulierbar ist, kann trotz des gepulsten und zeitweise quasi ausgeschalteten Betriebssignals ein für den Betrachter weitgehend flimmerfreier Betrieb der LED-Lichtquelle verwirklicht werden. So kann die Frequenz des Betriebssignals oberhalb derjenigen Grenzfrequenz eingestellt werden, ab welcher das menschliche Auge ein Flackern oder Flimmern wahrnimmt.
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Das menschliche Auge registriert in derartigen Frequenzbereichen lediglich eine zeitlich gemittelte Intensität des von der Lichtquelle emittierten Lichts. Die Lichtintensität kann hierbei auch weitgehend unabhängig von der Frequenz des Betriebssignals reguliert werden. Die Intensität der Scheinwerferanordnung kann hierbei insbesondere durch das Pulsverhältnis des gepulsten Betriebssignals, d. h. durch die zeitliche Pulsbreite, somit durch das Verhältnis der zeitlichen Anteile des Betriebssignals am eingeschalteten Zustand der Lichtquelle reguliert werden.
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Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Frequenz des Betriebssignals zumindest zeitweise im Bereich der sogenannten Flimmerverschmelzungsfrequenz des menschlichen Auges einstellbar. Die Flimmerverschmelzungsfrequenz kennzeichnet das zeitliche Auflösungsvermögen des menschlichen Auges. Die Flimmerverschmelzungsfrequenz, welche auch als Flimmerfusionsfrequenz bezeichnet wird, ist diejenige Frequenz, bei der eine Folge von Lichtblitzen vom menschlichen Auge als ein kontinuierliches Licht wahrgenommen wird.
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Ein Flimmern oder Flackern tritt erst bei der sogenannten unvollständigen Verschmelzung auf. Die Flimmerverschmelzungsfrequenz liegt typischerweise zwischen 10 Hz und 80 Hz. Sie hängt von der Stärke der Lichtreize, dem Adaptionszustand der Netzhaut des Auges sowie vom allgemeinen Aktivationsniveau der jeweiligen Person ab. Die Flimmerverschmelzungsfrequenz ist ferner abhängig von der Größe des belichteten Netzhautareals, der Leuchtdichte sowie der Wellenlänge des empfangenen Lichtes. Die Flimmerverschmelzungsfrequenz ist ferner von der Lichtintensität abhängig. Sie beträgt bei Lichtintensitäten im Bereich des skotopischen Sehens etwa zwischen 20 Hz und 25 Hz. Bei höheren Lichtintensitäten, welche photopisches Sehen ermöglichen, steigt die Flimmerfusionsfrequenz mit dem Logarithmus der Lichtintensität und abhängig von der Flächenverteilung der Lichtintensität auf bis zu 80 Hz an.
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Demgemäß ist die Steuereinrichtung ferner dazu ausgebildet, die Frequenz des Betriebssignals jeweils an eine den äußeren Randbedingungen typischerweise entsprechende Flimmerverschmelzungsfrequenz anzupassen. Die äußeren Randbedingungen können hierbei etwa durch die spektrale Verteilung, die Leuchtdichte sowie räumliche Ausbreitungscharakteristik des von der LED-Lichtquelle emittierten Lichts abhängen oder hiermit korreliert sein, dementsprechend von der Steuereinrichtung bestimmt werden und letztlich zur Regulierung der Frequenz des Betriebssignals Verwendung finden.
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In Weiterbildung hiervon ist insbesondere vorgesehen, dass die Frequenz des Betriebssignals auf eine Betriebsfrequenz einstellbar ist, die 1%, 5%, 10%, 20%, 50% oder 100% höher als die Flimmerverschmelzungsfrequenz ist. Durch Einstellen der Betriebsfrequenz auf vorgegebene Bereiche oberhalb einer anzunehmenden, rechnerisch bestimmten oder geschätzten Flimmerverschmelzungsfrequenz kann erreicht werden, dass ein Betrachter das von der LED-Lichtquelle emittierte Licht als kontinuierliches Licht wahrnimmt.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann aber auch vorgesehen werden, dass die Frequenz des Betriebssignals auf eine Betriebsfrequenz einstellbar ist, die 1%, 5%, 10%, 20% oder 50% niedriger als die Flimmerverschmelzungsfrequenz ist. Bei derartigen Betriebsfrequenzen wird ein zumindest unterbewusstes Wahrnehmen eines Flimmerns oder Flackerns der LED-Lichtquelle bewusst in Kauf genommen. Der Betrieb der LED-Lichtquelle im Bereich der Flimmerverschmelzungsfrequenz oder geringfügig darunter kann in vorteilhafter Weise die Wahrnehmungsfähigkeit des menschlichen Auges bzw. der menschlichen Bildverarbeitung steigern.
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So wird im Allgemeinen ein zumindest leicht oder im Ansatz flackerndes oder flimmerndes Licht im Vergleich zu einer zeitlich konstanten Lichtemission vom Betrachter viel eher wahrgenommen. Durch ein zumindest geringfügiges aber gezielt eingestelltes Flimmern oder Flackern der LED-Lichtquelle kann ein für ein Betrachter recht unangenehmer Lichtreiz generiert werden, von welchem inhärent eine Warnfunktion ausgeht und welcher die Aufmerksamkeit einer betrachtenden Person auf sich zieht.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist die Frequenz des Betriebssignals zur Ansteuerung der zumindest einen LED-Lichtquelle zwischen 15 Hz und 90 Hz regelbar. Die durchstimmbare und gegebenenfalls kontinuierliche Regelung der Betriebsfrequenz im Bereich zwischen 15 Hz und 90 Hz ermöglicht ferner unterschiedliche Betriebsmodi der zumindest einen LED-Lichtquelle. So ist bei 15 Hz zum Beispiel ein schnelles Blinken der Lichtquelle denkbar, welches von anderen Verkehrsteilnehmern besonders aufmerksam wahrnehmbar ist.
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In höheren Frequenzbereichen, etwa oberhalb von 70 Hz bis hin zu 90 Hz kann hingegen der Energieverbrauch als auch die Wärmeentwicklung der zumindest einen LED-Lichtquelle in vorteilhafter Weise reduziert werden, ohne dass dies zu Lasten der vom Betrachter wahrnehmbaren Helligkeit oder Lichtintensität ginge.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, dass die Frequenz des Betriebssignals in Abhängigkeit der Helligkeit der Fahrzeugumgebung einstellbar ist. Ergänzend kann die Frequenz des Betriebssignals auch in Abhängigkeit der zeitlich gemittelten Lichtintensität der Lichtquelle einstellbar sein. Da die Flimmerverschmelzungsfrequenz insbesondere intensitätsabhängig ist, kann durch die Regulierung der Betriebssignalfrequenz in Abhängigkeit der Helligkeit der Fahrzeugumgebung sowie in Abhängigkeit der Intensität des von der Lichtquelle emittierten Lichts die Betriebsfrequenz an eine den gegebenen Lichtverhältnissen entsprechende Flimmerverschmelzungsfrequenz variabel angepasst werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, dass die Frequenz des Betriebssignals in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit regelbar ist. Aus der Fahrzeuggeschwindigkeit können insbesondere Rückschlüsse darüber gezogen werden, ob sich das Fahrzeug über Land, auf der Autobahn oder im Stadtverkehr bewegt. Durch eine geschwindigkeitsabhängige Regulierung der Betriebsfrequenz der zumindest einen LED-Lichtquelle kann die zeitlich gemittelte Intensität des von der zumindest einen Lichtquelle emittierten Lichts an die Fahrzeuggeschwindigkeit adaptiv angepasst werden.
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So ist insbesondere im mittleren bis unteren Geschwindigkeitsbereich nämlich grundsätzlich denkbar, die Lichtleistung der Scheinwerferanordnung durch Reduzierung der Betriebsfrequenz der Lichtquelle zu minimieren. Der Energieverbrauch als auch die Wärmeentwicklung der Lichtquelle kann somit situationsbezogen reduziert werden.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann ferner vorgesehen werden, die Frequenz des Betriebssignals für die LED-Lichtquelle in Abhängigkeit der dem Fahrzeug zur Verfügung stehenden Energiereserven zu regeln. Dies ist insbesondere für Elektrofahrzeuge mit elektrischem Energiespeicher von Vorteil. So kann durch eine Regulierung der Frequenz des Betriebssignals der LED-Lichtquelle der Strom- und Energieverbrauch der Lichtquelle verringert werden, was insbesondere bei zur Neige gehenden elektrischen Energiereserven des Kraftfahrzeugs vorteilhaft sein kann. Insoweit kann die Reichweite des Kraftfahrzeugs im Bedarfsfall durch einen reduzierten Energieverbrauch der Scheinwerferanordnung in vorteilhafter Weise gesteigert werden.
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Schließlich ist nach einer Weiterbildung insbesondere vorgesehen, dass die Steuereinrichtung der Scheinwerferanordnung zur pulsweitenmodulierten Ansteuerung der zumindest einen Lichtquelle ausgebildet ist. Insoweit ist die Steuereinrichtung insbesondere zur Erzeugung von periodischen Rechteckimpulsen ausgebildet, wobei der prozentuale Anteil der Pulsdauer oder Pulsweite im Verhältnis zur Periodendauer zur Regulierung der Lichtintensität auch unabhängig oder ergänzend zur Regulierung der Wiederholungsfrequenz des Betriebssignals modifizierbar ist.
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Zur Reduzierung der Leistungsaufnahme der Lichtquelle ist insbesondere vorgesehen, dass vergleichsweise kurze Pulsweiten eingestellt werden, während für eine maximale Lichtausbeute die zeitliche Länge der aufeinanderfolgenden Pulse entsprechend zeitlich dehnbar ist. Durch die hier vorgesehene Reduzierung der Wiederholungsfrequenz der einzelnen Pulse kann insgesamt die Anzahl der Pulse pro Zeiteinheit und somit auch der Gesamtenergieverbrauch der Lichtquelle in vorteilhafter Weise reduziert werden, ohne dass sich jene Frequenzverschiebung in Form eines Flimmerns oder Flackerns bemerkbar machen würde.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, dass die Scheinwerferanordnung eine Vielzahl von LED-Lichtquellen aufweist. Die einzelnen LED-Lichtquellen können hierbei entweder paar- oder gruppenweise aber auch unabhängig voneinander mit unterschiedlichen Betriebssignalen beaufschlagt werden. Ferner können die LED-Lichtquellen mehrere farbige Lichtquellen so zum Beispiel rote, grüne und blaue LED-Lichtquellen aufweisen, so dass durch unterschiedliche Beaufschlagung einzelner Farb-LEDs unterschiedliche Spektralfarben erzeugbar sind.
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Die Scheinwerferanordnung kann hierbei nahezu beliebig als Frontscheinwerfer, als Nebelscheinwerfer, als Tagfahrlicht, als Abblendlicht, als Fernlicht, als Blinklicht, als Abbiegelicht aber auch als Heckleuchte, als Bremsleuchte, als Rückfahrscheinwerfer oder als Nebelschlussleuchte ausgebildet sein. Es ist ferner insbesondere denkbar, dass die Scheinwerferanordnung in Form eines Voll-LED-Scheinwerfers ausgebildet ist, der sämtliche Funktionen der zuvor beschriebenen Lichter und Leuchten in einem Scheinwerfermodul vereint.
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Nach einem weiteren unabhängigen Aspekt ist schließlich ein Kraftfahrzeug vorgesehen, welches zumindest eine zuvor beschriebene Scheinwerferanordnung aufweist.
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Schließlich ist ein Verfahren zum Betreiben einer Scheinwerferanordnung vorgesehen, wobei die Scheinwerferanordnung zumindest eine, als lichtemittierende Diode (LED) ausgebildete Lichtquelle aufweist. Das Verfahren ermittelt hierbei in einem ersten Schritt einen momentanen Betriebszustand des Fahrzeugs. In einem zweiten Schritt wird ein zeitlich gepulstes Betriebssignal zum Betrieb der Lichtquelle erzeugt, welches schließlich in einem dritten Schritt in Abhängigkeit des ermittelten Betriebszustands des Kraftfahrzeugs hinsichtlich seiner Frequenz reguliert wird.
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Im Allgemeinen ist das Verfahren mittels einer zuvor beschriebenen Scheinwerferanordnung implementierbar. Insoweit gelten sämtliche in Bezug auf die zuvor beschriebene Scheinwerferanordnung beschriebenen Merkmale und Vorteile auch in gleicher Art und Weise für das Verfahren zum Betrieb der Scheinwerferanordnung; und umgekehrt.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist insbesondere vorgesehen, dass die Frequenz des Betriebssignals für die zumindest eine LED-Lichtquelle zumindest zeitweise im Bereich der Flimmerverschmelzungsfrequenz des menschlichen Auges eingestellt wird.
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Daneben ist nach einem weiteren Aspekt schließlich ein Computerprogrammprodukt zum Betreiben einer zuvor beschriebenen Scheinwerferanordnung vorgesehen, wobei die Scheinwerferanordnung zumindest eine, als lichtemittierende Diode (LED) ausgebildete Lichtquelle aufweist. Das Computerprogrammprodukt weist dabei Programmmittel zum Ermitteln eines momentanen Betriebszustands des Fahrzeugs auf. Es weist ferner Programmmittel zum Erzeugen eines zeitlich gepulsten Betriebssignals zum Betrieb der Lichtquelle sowie Programmmittel zum Regulieren der Frequenz des Betriebssignals in Abhängigkeit des ermittelten Betriebszustands auf.
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Das Computerprogrammprodukt ist hierbei insbesondere zum Betreiben der zuvor beschriebenen Scheinwerferanordnung ausgebildet und hierfür vorgesehen. Insoweit gelten sämtliche unter Bezugnahme auf die Scheinwerferanordnung beschriebenen Vorteile und Merkmale auch in gleicher Art und Weise für das Computerprogrammprodukt; und umgekehrt.
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Nach einem weiteren unabhängigen Aspekt ist schließlich eine Vorrichtung zum Betreiben einer zuvor beschriebenen Scheinwerferanordnung vorgesehen, wobei die Scheinwerferanordnung zumindest eine, als lichtemittierende Diode (LED) ausgebildete Lichtquelle aufweist. Die Vorrichtung weist dabei Mittel zum Ermitteln eines momentanen Betriebszustands des Fahrzeugs sowie Mittel zum Erzeugen eines zeitlich gepulsten Betriebssignals zum Betrieb der Lichtquelle und Mittel zum Regulieren der Frequenz des Betriebssignals in Abhängigkeit des ermittelten Betriebszustands auf. Auch hier gelten sämtliche zuvor beschriebenen Merkmale und Vorteile der Scheinwerferanordnung in gleicher Art und Weise für die Vorrichtung zum Betrieb derselben; und umgekehrt.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Weitere Ziele, Vorteile sowie vorteilhafte Ausgestaltungen werden in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Hierbei zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer Scheinwerferanordnung,
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2 ein Blockdiagramm der Scheinwerferanordnung,
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3 ein Frequenzdiagramm zur Darstellung unterschiedlicher Betriebsfrequenzen der Scheinwerferanordnung, und
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4 ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Betreiben der Scheinwerferanordnung.
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Detaillierte Beschreibung
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Das in 1 dargestellte, in Form eines Personenkraftwagens ausgebildete Kraftfahrzeug 1 weist eine Kraftfahrzeugkarosserie 2 auf, an deren Front eine, in Form eines Frontscheinwerfers ausgebildete Scheinwerferanordnung 10 vorgesehen ist. Die Scheinwerferanordnung 10, wie sie in 2 in einem Blockschaltbild dargestellt ist, weist zumindest eine LED-Lichtquelle 12 zur Emission von Licht auf. Die LED-Lichtquelle 12 ist hierbei mit einer Steuereinrichtung 14 gekoppelt, welche ein Treibermodul 16 für die LED-Lichtquelle 12 sowie eine Steuereinheit 20, insbesondere zur Regulierung der Pulsweiten als auch der Pulsfrequenzen eines Betriebssignals aufweist.
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Das Betriebssignal, mit welchem die LED-Lichtquelle 12 letztlich betrieben wird, ist vom Treibermodul 16 erzeugbar, welches bevorzugt zur Erzeugung pulsweitenmodulierter Betriebssignale ausgebildet ist. Die Steuereinheit 20 kann zum Beispiel in Form eines Mikrocontrollers oder einer vergleichbaren Rechnereinheit ausgebildet sein. Die Steuereinrichtung 14 kann ferner eine Eingabeeinheit 18 aufweisen, mittels welcher entweder der Endanwender selbst oder aber andere Komponenten des Kraftfahrzeugs oder der Kraftfahrzeugelektronik gezielt Einfluss auf die Steuereinheit 20 und somit auch auf die Erzeugung der Betriebssignale für die Lichtquelle 12 nehmen können.
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Die Darstellung einer Steuereinrichtung 14 mit einer Steuereinheit 20 und einem Treibermodul 16 ist lediglich exemplarisch. So können die Funktionen des Treibermoduls 16 und der Steuereinheit 20 auch in lediglich einer einzigen baulichen Einheit untergebracht und darin integriert sein.
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Die Steuereinrichtung 14, mithin ihre Steuereinheit 20 ist ferner mit zwei Sensoren 22, 24 gekoppelt. Der Sensor 22 kann zum Beispiel als Geschwindigkeitssensor ausgebildet sein und entsprechende Geschwindigkeitsinformationen des Kraftfahrzeugs an die Steuereinheit 20 weiterleiten. Entsprechend der gemessenen oder anderweitig von der Bordelektronik des Kraftfahrzeugs bereitgestellten Fahrzeuggeschwindigkeit kann die Steuereinheit 20 zusammen mit dem Treibermodul 16 etwa die Frequenz des Betriebssignals als auch die Pulsweite des Betriebssignals gezielt verändern.
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Der weitere Sensor 24 kann zum Beispiel als Helligkeitssensor ausgebildet sein und somit zur Bestimmung der Helligkeit der Fahrzeugumgebung beitragen. Der Helligkeitssensor 24 kann, wie auch der Geschwindigkeitssensor 22 mit weiteren Komponenten der Fahrzeugelektronik gekoppelt sein, um den generellen Betriebsmodus der Scheinwerferanordnung etwa auch in Abhängigkeit der Helligkeit der Fahrzeugumgebung 26 zwischen Tagfahrlicht und Abblendlicht automatisch einzustellen.
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Insoweit ist die Darstelllung der beiden Sensoren 22, 24 vorliegend rein exemplarisch. Die Sensoren 22, 24 können auch nahezu beliebig in die Kraftfahrzeugelektronik eingebunden sein. Ihre Signale können hierbei über einen Kommunikationsbus, etwa einen CAN-Bus oder vergleichbare kraftfahrzeuginterne Kommunikationssysteme zwischen mehreren signalverarbeitenden Modulen oder Steuereinrichtungen ausgetauscht werden.
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Die Steuereinheit 20 ist zusammen mit dem Treibermodul 16 insbesondere dazu ausgelegt, die Frequenz des Betriebssignals für die LED-Lichtquelle 12 im Bereich einer Flimmerverschmelzungsfrequenz des menschlichen Auges einzustellen. Je nach Betriebszustand des Kraftfahrzeugs 1 oder einer entsprechenden Fahrsituation kann aber auch vorgesehen sein, die Betriebsfrequenz des Betriebssignals auf Werte oberhalb der Flimmerverschmelzungsfrequenz einzustellen.
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Unabhängig von der Frequenz des Betriebssignals kann dessen Pulsweite moduliert werden, um insbesondere die Intensität des von der LED-Lichtquelle 12 emittierten Lichts bedarfsgerecht zu regulieren.
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Im Diagramm 30 der 3 ist die Flimmerverschmelzungsfrequenz 40 mit einer gestrichelten horizontalen Linie dargestellt. Ferner ist in dem Diagramm 30 die Frequenz des Betriebssignals über einen beliebigen zeitlichen Ablauf dargestellt. Zu Beginn der hier vorliegenden Betrachtung, folglich zu einer Zeit t1 wird die Scheinwerferanordnung mit einem Betriebssignal 32 maximaler Frequenz betrieben. Ein derartiger Betriebszustand kann etwa bei Fahrten mit hoher Geschwindigkeit erforderlich und gewünscht sein.
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Zu einem Zeitpunkt t2 ist jedoch aufgrund des dann veränderten Betriebszustands des Kraftfahrzeugs 1 eine derart hohe Lichtleistung unter Umständen nicht mehr gefordert. Folglich kann die Frequenz des Betriebssignals 34 merklich gegenüber der Frequenz des Betriebssignals 32 reduziert werden. Die Frequenz des Betriebssignals 34 liegt aber dennoch deutlich oberhalb der Flimmerverschmelzungsfrequenz 40.
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Wenngleich die LED-Lichtquelle 12 zur Zeit t2 mit einer geringeren Betriebsfrequenz betrieben wird, wird dies vom Betrachter noch nicht als Flackern oder Flimmern der Lichtquelle 12 wahrgenommen. Erst zu einem späteren Zeitpunkt t3, bei welchem das Betriebssignal 36 eine Betriebsfrequenz aufweist, die unterhalb der Flimmerverschmelzungsfrequenz 40 liegt, kann sich für den Betrachter ein Flimmer- oder Flackereffekt einstellen.
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In bestimmten Betriebszuständen, etwa beim Bremsen des Kraftfahrzeugs 1 kann sich eine derartige flimmernde Darstellung zur besseren Wahrnehmung der Scheinwerferanordnung 10 als vorteilhaft erweisen. Zu einem Zeitpunkt t4 kann schließlich eine weiter reduzierte Frequenz, etwa im Bereich von 15 Hz oder darunter vorliegen, so das die Scheinwerferanordnung 10 vom außenstehenden Betrachter dann tatsächlich als blinkende Lichtquelle wahrnehmbar ist. Ein derartiger Betriebsmodus kann insbesondere bei ausgeschaltetem Motor oder bei einem stillstehenden Kraftfahrzeug 1 von Vorteil sein.
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In 4 ist schließlich ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Betreiben der Scheinwerferanordnung 10 dargestellt. In einem ersten Schritt 100 wird zumindest ein Betriebszustand des Kraftfahrzeugs 1 oder zumindest ein Umgebungsparameter des Kraftfahrzeugs 1 ermittelt. Im nachfolgenden Schritt 102 wird ein gepulstes Betriebssignal zum Betreiben der zumindest einen LED-Lichtquelle 12 erzeugt. In Abhängigkeit des in Schritt 100 ermittelten Betriebszustands kann schließlich im nachfolgenden Schritt 104 die Betriebsfrequenz des Betriebssignals, etwa zur Minimierung des Energieverbrauchs und der Wärmeentwicklung der LED-Lichtquelle 12 geregelt werden.
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Das Verfahren fährt dann wiederholt mit Schritt 100 fort. Wird etwa in einem nachfolgenden Verfahrensschritt 100 ein im Vergleich zu einer vorherigen Situation geänderter Betriebszustand des Kraftfahrzeugs festgestellt, so kann im dann wiederholt nachfolgenden Schritt 104 die Betriebsfrequenz des Betriebssignals der LED-Lichtquelle 12 in entsprechender Art und Weise angepasst werden.
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Die dargestellten Ausführungsformen zeigen lediglich mögliche Ausgestaltung der Erfindung zu welcher weitere zahlreiche Varianten denkbar und im Rahmen der Erfindung sind. Die exemplarisch gezeigten Ausführungsbeispiele sind in keiner Weise hinsichtlich des Umfangs, der Anwendbarkeit oder der Konfigurationsmöglichkeiten der Erfindung als einschränkend auszulegen. Die vorliegende Beschreibung zeigt dem Fachmann lediglich eine mögliche Implementierung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels auf. So können an der Funktion und Anordnung von beschriebenen Elementen vielfältigste Modifikationen vorgenommen werden, ohne hierbei den durch die nachfolgenden Patentansprüche definierten Schutzbereich oder dessen Äquivalente zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Karosserie
- 10
- Scheinwerferanordnung
- 12
- LED-Lichtquelle
- 14
- Steuereinrichtung
- 16
- Treibermodul
- 18
- Eingabeeinheit
- 20
- Steuereinheit
- 22
- Sensor
- 24
- Sensor
- 26
- Fahrzeugumgebung
- 30
- Diagramm
- 32
- Betriebssignal
- 34
- Betriebssignal
- 36
- Betriebssignal
- 38
- Betriebssignal
- 40
- Flimmerverschmelzungsfrequenz
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009024352 A1 [0004]
