DE102014016334A1

DE102014016334A1 - Beleuchtungsvorrichtung für eine Außenlichtfunktion eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zur Ansteuerung einer derartigen Beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102014016334A1
Application number: DE102014016334.2A
Authority: DE
Inventors: Michael Hamm; Mona Freudenberger
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2014-11-05
Filing date: 2014-11-05
Publication date: 2016-05-12
Also published as: WO2016070961A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung (10) für eine Außenlichtfunktion eines Kraftfahrzeugs (20) mit einer Vielzahl von Segmenten (12), die jeweils mindestens ein Halbleiterlichtquellenelement (14) aufweisen, sowie mit einer Steuervorrichtung (16) zum Ansteuern der Vielzahl von Halbleiterlichtquellenelementen (14), wobei die Steuervorrichtung (16) dazu ausgelegt ist, in Abhängigkeit eines durch das Kraftfahrzeug (20) bereitgestellten aktuellen Werts eines Kraftfahrzeugparameters (18) gemäß einer vorgebbaren Kennlinie mindestens einen Betriebsparameter der Beleuchtungsvorrichtung (10) zu verändern. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Steuervorrichtung (16) dazu ausgelegt, in einem Fahrbereitschaftszustand des Kraftfahrzeugs eine Hauptbeleuchtungsfunktion zu realisieren, wobei außerhalb des Fahrbereitschaftszustands eine von der Hauptbeleuchtungsfunktion verschiedene Nebenbeleuchtungsfunktion unter Veränderung mindestens eines Betriebsparameters der Beleuchtungsvorrichtung zu realisieren ist. Gegenstand der Erfindung sind weiterhin ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Beleuchtungsvorrichtung, sowie Verfahren zum Betrieb derartiger Beleuchtungsvorrichtungen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für eine Außenlichtfunktion eines Kraftfahrzeugs mit einer Vielzahl von Segmenten, die jeweils mindestens ein Halbleiterlichtquellenelement aufweisen, sowie einer Steuervorrichtung zum Ansteuern der Vielzahl von Halbleiterlichtquellenelementen. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Beleuchtungsvorrichtung. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungsvorrichtung für eine Außenlichtfunktion eines Kraftfahrzeugs mit einer Vielzahl von Segmenten, die jeweils mindestens ein Halbleiterlichtquellenelement aufweisen, sowie mit einer Steuervorrichtung zum Ansteuern der Vielzahl von Halbleiterlichtquellenelementen.
Außenlichtfunktionen in Scheinwerfer und Heckleuchte dienen dem Fahrer eines Kraftfahrzeugs, um bei schlechten Lichtverhältnissen zu sehen beziehungsweise von anderen Verkehrsteilnehmern gesehen zu werden. Die ECE-Regelung R48 2.7 beinhaltet die Definition: „Leuchte” ist eine Einrichtung, die dazu dient, die Fahrbahn zu beleuchten oder Lichtsignale für andere Verkehrsteilnehmer zu geben. Die ECE-Regelung bezeichnet dabei einen Katalog von international vereinbarten, einheitlichen technischen Vorschriften für Kraftfahrzeuge sowie für Teile und Ausrüstungsgegenstände von Kraftfahrzeugen. Die Lichtquellen im Fahrzeug verfügen dabei über eine definierte Farbe (weiß, rot, amber) und eine spezifische Helligkeit. So wird beispielsweise von der ECE-Regelung R48 2.31.3 der Farbton des für die Schlussleuchte oder Bremsleuchte verwendeten Rots mit Bezug auf das CIE-Normfarbsystem (CIE-Veröffentlichung 15.2, 1986, Kolorimetrie, Farbmesstechnischer Normalbeobachter CIE 1931) festgelegt. Dabei ist auf der zweidimensionalen CIE-Normfarbtafel auf der Abszisse der Rot zugeordnete x-Anteil aufgetragen, auf der Ordinate der Grün zugeordnete y-Anteil aufgetragen, der Blau zugeordnete z-Anteil ergibt sich dann rechnerisch zu z = 1 – x – y. Entlang der hufeisenförmigen Begrenzungslinie der Fläche sind die Spektralfarblinien unter Angabe der Wellenlängen in Nanometer angegeben. Der gemäß ECE-Regelung zulässige Bereich ist in 1 schematisch dargestellt durch drei Begrenzungslinien R₁₂, R₂₃ und R₃₄.
Scheinwerfer und Heckleuchten dienen der Beleuchtung des Umfelds und des eigenen Fahrzeugs, um die Wahrnehmbarkeit durch andere Verkehrsteilnehmer zu erhöhen, und somit der Erhöhung der Verkehrssicherheit im Vergleich zu einem unbeleuchteten Fahrzeug. Es ist dabei wünschenswert, eine weitere Erhöhung der Verkehrssicherheit zu erzielen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein höheres Maß an Sicherheit im Straßenverkehr mittels einer gattungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung für eine Außenlichtfunktion eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Beleuchtungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie eine Beleuchtungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung schlägt eine Beleuchtungsvorrichtung für eine Außenlichtfunktion eines Kraftfahrzeugs mit einer Vielzahl von Segmenten vor, die jeweils mindestens ein Halbleiterlichtquellenelement aufweisen, sowie mit einer Steuervorrichtung zum Ansteuern der Vielzahl von Halbleiterlichtquellenelemente. Dabei ist die Steuervorrichtung dazu ausgelegt, in Abhängigkeit eines durch das Kraftfahrzeug bereitgestellten aktuellen Werts eines Kraftfahrzeugparameters gemäß einer vorgebbaren Kennlinie mindestens einen Betriebsparameter der Beleuchtungsvorrichtung zu verändern. Der Kraftfahrzeugparameter kann hierbei einen Bewegungszustand des Kraftfahrzeugs oder ein einen zukünftigen Bewegungszustand beeinflussendes Einstell- oder Messsignal charakterisieren. Charakterisierende Parameter eines Bewegungszustands sind beispielsweise Geschwindigkeit, Beschleunigung, Einstellsignale können beispielsweise die Stellung des Bremspedals, des Gaspedals oder ein Lenkradeinschlag oder auch ein Vorderradeinschlag bei gelenkten Vorderrädern sein, Messsignale können Neigungswinkel in Längs- oder Querrichtung oder auch aus Fahrassistenzsystemen ableitbare Informationen über zum Beispiel Hindernisse sein, welche zu einer Zwangsbremsung oder einem Ausweichmanöver führen können.
Alle diese Parameter können vorteilhaft für einen anderen Verkehrsteilnehmer visualisiert werden, um diesem Zusatzinformationen bereitzustellen, welche zur Erhöhung der Verkehrssicherheit geeignet sind.
Ein weiteres Anwendungsfeld erschließt sich in der Bereitstellung einer visuellen Information bei stehendem Fahrzeug für den Fahrzeugführer selbst. Beispielsweise kann der Kraftfahrzeugparameter den Ladezustand und/oder Ladevorgang einer Fahrzeugbatterie, insbesondere bei einem Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug, oder eine davon abgeleitete Größe repräsentieren. Diese Funktionalität ist besonders vorteilhaft einsetzbar, wenn das Fahrzeug an einer öffentlichen Elektro-Tankstelle oder an einem privaten oder firmeneigenen Netzanschluss aufgeladen wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung weist die vorgebbare Kennlinie mindestens drei Stufen zur Veränderung des mindestens einen Betriebsparameters der Beleuchtungsvorrichtung auf. Somit können insbesondere mehr als zwei Stufen, was beispielsweise einem An- oder Aus-Zustand der Bremsleuchte entspricht, visualisiert werden. Insbesondere ist es möglich, durch eine feinere Abstufung und kombinierter Ansteuerung mehrere Betriebsparameter der Beleuchtungsvorrichtung, eine deutlich unterscheidbare Darstellung des jeweiligen Lichtszenarios zu erzielen. So können beispielsweise drei, vier, fünf, sechs oder sogar sieben, acht, neun oder zehn unterschiedliche Lichtszenarien in dem Steuergerät hinterlegt sein, welche über ein vorgebbares Kennlinienfeld mit dem jeweiligen Wertbereich des zu visualisierenden Kraftfahrzeugparameters verknüpft sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine gattungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung, bei welcher die Steuervorrichtung dazu ausgelegt ist, in einem Fahrbereitschaftszustand des Kraftfahrzeugs eine Hauptbeleuchtungsfunktion zu realisieren, derart weitergebildet, dass die Steuervorrichtung dazu ausgelegt ist, außerhalb des Fahrbereitschaftszustands eine von der Hauptbeleuchtungsfunktion verschiedene Nebenbeleuchtungsfunktion unter Veränderung mindestens eines Betriebsparameters der Beleuchtungsvorrichtung zu realisieren. Ein Fahrbereitschaftszustand kann beispielsweise dadurch gekennzeichnet sein, dass das Fahrzeug aktiv am Straßenverkehr teilnimmt, das heißt nicht abgestellt ist. Einer klassischen Definition zufolge ist der Zündschlüssel eingesteckt und die Zündung eingeschaltet, wobei bei einem Verbrennungsmotor der Motor dann läuft. Weiterhin kann in einem Fahrbereitschaftszustand davon ausgegangen werden, dass der Führersitz besetzt ist, die Türen geschlossen sind und bei Dunkelheit eine entsprechende Beleuchtung in Betrieb ist. Ein Fahrbereitschaftszustand ist zumindest aus praktischer Sicht dann zu verneinen, wenn beispielsweise eine Zapfpistole im Tankstutzen steckt oder ein Ladekabel eingesteckt ist. Fahrbereitschaftszustand im Sinne der vorliegenden Erfindung ist daher im Nachfolgenden so zu verstehen, dass die durch die gesetzlichen Vorgaben geforderten Hauptbeleuchtungsfunktionen zur Verfügung zu stellen sind. Zu den Hauptbeleuchtungsfunktionen zählen dabei Frontscheinwerfer, Tagfahrleuchte, Fahrtrichtungsanzeiger, und zwar vorn, hinten und seitlich, insbesondere in den Außenspiegeln integriert. Des Weiteren zählen dazu Schlussleuchte, Bremsleuchte, Nebelschlussleuchte, Rückfahrscheinwerfer, Kennzeichenbeleuchtung und gegebenenfalls Nebelscheinwerfer.
Charakteristisch für die Nebenbeleuchtungsfunktionen ist dabei die Abhängigkeit von einem kraftfahrzeugspezifischen Parameter, welcher in keinem Zusammenhang mit der Hauptbeleuchtungsfunktion steht. Es kann sich hierbei um einen binären Parameter mit zwei Werten (zum Beispiel aktiv/inaktiv) handeln oder auch um einen kontinuierlich veränderbaren Parameter wie bereits zuvor dargestellt. Insbesondere kann in Abhängigkeit dieses Parameters ein dynamisches, das heißt einem vorgebbaren zeitlichen Verlauf folgendes Schema des mindestens einen Betriebsparameters der Beleuchtungsvorrichtung, abgerufen werden, welches in der Steuervorrichtung hinterlegt ist.
Weiterhin kann die Nebenbeleuchtungsfunktion auch von einem statischen fixen Parameter abhängen. So kann beispielsweise mittels der Nebenbeleuchtungsfunktion ein bestimmtes Ausstattungsmerkmal des Kraftfahrzeugs visualisiert sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Steuervorrichtung dazu ausgelegt, die Nebenbeleuchtungsfunktion bei einer Überführung des Kraftfahrzeugs von einem Abstellzustand in den Fahrbereitschaftszustand oder von dem Fahrbereitschaftszustand in den Abstellzustand bereitzustellen. Der Zeitpunkt der Bereitstellung der Nebenbeleuchtungsfunktion kann dabei zu einem beliebigen Zeitpunkt erfolgen, beginnend mit einer ersten Betätigung, welche dazu geeignet ist, eine Überführung in den jeweils anderen Zustand einzuleiten, bis zu einer letzten Betätigung, mit welcher die Überführung in den jeweils anderen Zustand abgeschlossen ist. Insbesondere kann hier als Ereignis die Betätigung einer vorzugsweise als Funkfernbedienung ausgebildete Bedieneinheit zum Entsperren oder Absperren des Kraftfahrzeugs sein. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, eine Coming-Home-Funktion oder Leaving-Home-Funktion mit einer zusätzlichen Nebenbeleuchtungsfunktion zu belegen. Insbesondere kann die Bereitstellung der Nebenbeleuchtungsfunktion von jedem der zuvor als Definitionsgrundlage für einen Fahrbereitschaftszustand abhängig gemacht werden. Nebenbeleuchtungsfunktion kann auch mit einem bestimmten in dem Kraftfahrzeug ablaufenden Prozess oder bestimmten Zustand gekoppelt sein beispielsweise bei Signalisierung einer vollständig geladenen Fahrzeugbatterie oder einer in Betrieb befindlichen Standheizung.
Die Steuervorrichtung kann dazu ausgelegt sein, als Betriebsparameter der Beleuchtungsvorrichtung die Helligkeit und/oder die Helligkeitsverteilung zu verändern.
Weiterhin kann die Steuervorrichtung dazu ausgelegt sein, als Betriebsparameter der Beleuchtungsvorrichtung die Lichtfarbe und/oder die Lichtfarbenverteilung zu verändern.
Bevorzugt kann die Steuervorrichtung dazu ausgelegt sein, als Betriebsparameter der Beleuchtungsvorrichtung die geometrische Verteilung des durch die Beleuchtungsvorrichtung abgestrahlten Lichtmittels selektiver Ansteuerung der Segmente und/oder Halbleiterlichtquellenelemente zu verändern.
Helligkeit, Lichtfarbe und geometrische Verteilung können hierbei einzeln oder in beliebiger Kombination miteinander beeinflusst sein. Eine eindeutige Trennung ist hierbei auch weder notwendig noch zweckmäßig, da beispielsweise bei Verwendung einer dreifarbigen RGB-Halbleiterlichtquelle, insbesondere einer RGB-LED, bei einer Änderung der eingestellten Lichtfarbe zumindest auch die Helligkeit mindestens eines Kanals der RGB-Halbleiterlichtquelle verändert wird.
Die geometrische Verteilung des durch die Beleuchtungsvorrichtung abgestrahlten Lichts kann sowohl statisch erfolgen, dass in Abhängigkeit des der jeweiligen Beleuchtungsfunktion zugrundeliegenden Kraftfahrzeugparameters die selektiv angesteuerten Segmente und/oder Halbleiterlichtquellenelemente ein bestimmtes Schema (Pattern) aufweisen. Ein solches Schema kann dynamisch animiert sein, insbesondere ein zirkulares, lineares oder konzentrisch animiertes Bewegungsmuster aufweisen. Beispielsweise kann durch periodisches Auf- und Abdimmen ein pulsierender Lichtverlauf realisiert sein, welcher insbesondere mit einem Farbwechsel kombiniert ist. Dabei kann der Farbwechsel synchron mit der Änderung der Helligkeit erfolgen, es kann jedoch auch vorgesehen sein, Helligkeitsänderungen und Farbänderungen nacheinander oder überlappend auszuführen. Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass die Lichtfarbenverteilung ortsfest in der Beleuchtungsvorrichtung ist, und statisch oder dynamisch jeweils nur eine bestimmte Anzahl von Segmenten und/oder Halbleiterlichtquellenelementen mittels entsprechender Ansteuerung der Helligkeit aktiv geschaltet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Steuervorrichtung dazu ausgelegt sein, mindestens einen der folgenden Kraftfahrzeugparameter zur Veränderung des mindestens einen Betriebsparameters der Beleuchtungsvorrichtung auszuwerten: Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugbeschleunigung beziehungsweise -verzögerung, Lenkrad- oder Radeinschlag, Start-Stopp-Phase, Fahrbereitschaft, Batterieladestand, Reichweite, Standheizungs-Aktivität, Diebstahlwarnanlagen-Aktivität, Fahrbereitschaft, Einstellparameter einer Multimediaeinrichtung, mittels eines Außenlichtsensors ermittelte Umgebungsbeleuchtungssituation, mittels eines Temperatursensors ermittelte Umgebungstemperatur, oder technische Ausstattungsmerkmale des Kraftfahrzeugs.
Bevorzugt kann ein Kraftfahrzeug eine derartige Beleuchtungsvorrichtung aufweisen, wodurch sich ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug ergibt.
In einer bevorzugten Weiterbildung weist das Kraftfahrzeug eine erste erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung mit einer ersten Steuervorrichtung auf, wobei die erste Steuervorrichtung dazu ausgelegt ist, in einem Fahrbereitschaftszustand des Kraftfahrzeugs eine erste Hauptbeleuchtungsfunktion zu realisieren, sowie eine zweite erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung mit einer zweiten Steuervorrichtung auf, wobei die zweite Steuervorrichtung dazu ausgelegt ist, in dem Fahrbereitschaftszustand des Kraftfahrzeugs eine zweite Hauptbeleuchtungsfunktion zu realisieren. Dabei ist die Hauptbeleuchtungsfunktion der ersten Beleuchtungsvorrichtung verschieden von der Hauptbeleuchtungsfunktion der zweiten Beleuchtungsvorrichtung, und die Steuervorrichtungen der ersten Beleuchtungsvorrichtung und der zweiten Beleuchtungsvorrichtung sind dazu ausgelegt, die Neben beleuchtungsfunktion gemeinsam im Zusammenwirken der ersten Beleuchtungsvorrichtung und der zweiten Beleuchtungsvorrichtung bereitzustellen. Bei der ersten Steuervorrichtung und der zweiten Steuervorrichtung kann es sich auch um ein gemeinsames Steuergerät als elektronische Einheit handeln, welche sowohl zum Ansteuern der Vielzahl von Halbleiterlichtquellenelementen der ersten Beleuchtungsvorrichtung als auch zum Ansteuern der Vielzahl von Halbleiterlichtquellenelementen der zweiten Beleuchtungsvorrichtung ausgelegt ist. Es kann auch vorgesehen sein, drei oder mehr erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtungen in der zuvor dargestellten Weise zu koppeln. Auf diese Weise kann vorteilhaft jede der zuvor einzeln aufgeführten Beleuchtungseinrichtungen jeweils mit einer anderen gekoppelt werden, beispielsweise kann ein charakteristischer Lichtpunkt von einer vorderen Tagfahrleuchte über ein seitlich in den Außenspiegel integrierten Fahrtrichtungsanzeiger nach hinten in einen Schlussleuchte wandern. Auf diese Weise ergeben sich insbesondere für die dynamische Animation von Lichtszenarien über den gesamten Außenbereich des Kraftfahrzeugs vollkommen neue Möglichkeiten.
Verfahrensseitig wird zum Betreiben einer Beleuchtungsvorrichtung für eine Außenlichtfunktion eines Kraftfahrzeugs mit einer Vielzahl von Segmenten, die jeweils mindestens ein Halbleiterlichtquellenelement aufweisen, sowie mit einer Steuervorrichtung zum Ansteuern der Vielzahl von Halbleiterlichtquellenelementen folgender Schritt vorgeschlagen: Verändern mindestens eines Betriebsparameters der Beleuchtungsvorrichtung in Abhängigkeit eines durch Kraftfahrzeug bereitgestellten aktuellen Werts eines Kraftfahrzeugparameters gemäß einer vorgebbaren Kennlinie.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird verfahrensseitig zum Betreiben einer Beleuchtungsvorrichtung für eine Außenlichtfunktion eines Kraftfahrzeugs mit einer Vielzahl von Segmenten, die jeweils mindestens ein Halbleiterlichtquellenelement aufweisen, sowie mit einer Steuervorrichtung zum Ansteuern der Vielzahl von Halbleiterlichtquellenelementen, wobei die Steuervorrichtung in einen Fahrbereitschaftszustand des Kraftfahrzeugs eine Hauptbeleuchtungsfunktion realisiert, folgenden Schritt auszuführen: Realisieren einer von der Hauptbeleuchtungsfunktion verschiedenen Nebenbeleuchtungsfunktion unter Veränderung mindestens eines Betriebsparameters der Beleuchtungsvorrichtung außerhalb des Fahrbereitschaftszustands.
Die für die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung beschriebenen Vorteile und Merkmale sowie Ausführungsformen gelten gleichermaßen für das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt. Folglich können für Vorrichtungsmerkmale entsprechende Verfahrensmerkmale und umgekehrt vorgesehen sein.
Im Folgenden ist die Erfindung detaillierter anhand einiger Ausführungsbeispiele und der Figuren erläutert. Es zeigen:
1: die CIE-Normfarbtafel in schematischer, vereinfachter Schwarz-Weiß-Darstellung mit Kennzeichnung eines Rot-Bereichs und beispielhaft ausgewählten Farbkoordinaten,
2: eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung,
3: die vereinfachte Darstellung eines Ausführungsbeispiels basierend auf einer Bremsleuchte mit bremswirkungsabhängiger Farbkoordinatenverschiebung, und
4: die vereinfachte Darstellung eines Ausführungsbeispiels basierend auf einer Frontleuchte mit dynamisch animiertem Ansteuerungsverlauf.
Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 10 ist in 2 schematisch dargestellt. Die Beleuchtungsvorrichtung 10 für eine Außenlichtfunktion eines Kraftfahrzeugs 20 weist dabei beispielhaft drei Segmente 12 mit einzelnen Halbleiterlichtquellenelementen 14 auf, welche als LED (Light Emitting Diode) oder OLED (Organic Light Emitting Diode) vorliegen können. Dabei kann auch ein gemischter Einsatz innerhalb der Beleuchtungsvorrichtung 10 und/oder innerhalb eines Segmentes 12 erfolgen.
Die Beleuchtungsvorrichtung 10 weist eine Steuervorrichtung 16 zum Ansteuern der Halbleiterlichtquellenelemente 14 auf, wobei die Steuervorrichtung 16 einen Eingang zur Zuführung eines von einem Kraftfahrzeug 20 bereitgestellten Kraftfahrzeugparameters 18 aufweist. Die Steuervorrichtung 16 ist dazu ausgelegt, in Abhängigkeit des Kraftfahrzeugparameters 18 gemäß einer vorgebbaren Kennlinie mindestens ein Betriebsparameter der Beleuchtungsvorrichtung 10 zu verändern.
Bevorzugt können die Halbleiterlichtquellenelemente 14 als RGB-LED, das heißt aus drei einzelne Spektralfarben emittierenden Halbleiterkristallen (LED-Chips) mit den Farben rot, grün und blau zusammengesetzte Bauteile, zur Bereitstellung einer beliebigen Farbe innerhalb des in 1 dargestellten Farbraums ausgebildet sein.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, einzelne Bauelemente für unterschiedliche Farben mit einer bestimmten Wellenlänge bereitzustellen und diese gemischt anzuordnen. Insbesondere wenn nur ein bestimmter Spektralbereich realisiert werden soll, kann beispielsweise durch den Einsatz von zwei diskreten Bauteilen ein Vorteil durch einen geringeren Platzbedarf erzielt werden, da RGB-LED üblicherweise in größeren Gehäusen (Package) eingebaut sind.
Beispielsweise kann für eine Tagfahrlichtfunktion eine weiß abstrahlende LED eingesetzt sein, welche nach aktueller Technologie einen blau emittierenden Chip aufweisen kann, wobei in Kombination mit einem gelb emittierenden Konversionsleuchtstoff in Summe weißes Licht erzeugt wird.
Für die Funktion eines Fahrtrichtungsanzeigers kann bevorzugt eine LED mit einer als Amber bezeichneten Farbe eingesetzt sein. Dabei ist auch eine beliebige Farbmischung mit einer Zwei-Chip-LED möglich. Beispielsweise kann eine sogenannte Duo-LED einen rot und einen grün abstrahlenden Chip aufweisen. Bei gleichzeitiger Ansteuerung beider Chips kann somit gelbes Licht emittiert werden. Die Übergänge können hierbei fließend einstellbar durch eine entsprechende Ansteuerung mittels der Steuervorrichtung 16 sein (Morphing).
Die Beleuchtungsvorrichtung 10 kann beispielsweise durch eine Bremsleuchte 30 gemäß 3 gegeben sein. Ein der Ansteuerung der Halbleiterlichtquellenelemente 14 zugrundeliegender Kraftfahrzeugparameter 18 kann in diesem Fall ein Bremsdruck sein, eine Verzögerung des Kraftfahrzeugs 20, das heißt eine negative Ableitung einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 20 nach der Zeit, oder eine andere äquivalente Größe sein.
Die vorgebbare Kennlinie kann nun einen Zusammenhang zwischen dem Kraftfahrzeugparameter 18 und den einzustellenden Farbkoordinaten des durch die Halbleiterlichtquellenelemente 14 abgestrahlten Lichts herstellen. So kann beispielsweise vorgesehen sein, mit zunehmender Bremswirkung ausgehend von einem ersten Farbort 22 mit den Farbkoordinaten x = 0,560/y = 0,350 auf einen zweiten Farbort 24 mit den Farbkoordinaten x = 0,690/y = 0,310 überzublenden, wobei beliebig viele Zwischenschritte interpoliert sein können. Gemäß der aktuellen ECE-Regelung R48 2.31.3 gilt für das „Rot” einer Kraftfahrzeug-Bremsleuchte folgende Vorschrift: „Rot” bezeichnet die Farbwertanteile (x, y) des abgestrahlten Lichts in den Farbräumen, die durch die nachstehenden Grenzwerte bestimmt sind: R₁₂ Grenze gegen Rot y = 0,346 – 0,053x, R₂₃ Grenze gegen Purpur y = 0,910 – x, R₃₄ Grenze gegen Gelb y = 0,350, R₄₁ ist die Spektraloberfläche mit den jeweiligen Schnittpunkten: R₁ x = 0,690/y = 0,310 R₂ x = 0,595/y = 0,315 R₃ x = 0,560/y = 0,350 und R₄ x = 0,650/y = 0,350. Die entsprechenden Grenzen und Schnittpunkte sind in 1 schematisch angedeutet. Unbeschadet dieser aktuell anzuwendenden Vorschrift wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, den Bereich des Farb-Morphings für zukünftige Anwendungen auf einen Sektor auszudehnen, welcher zwischen einer durch x = 0,450/y = 0,550 und x = 0,150/y = 0,050 verlaufenden Geraden und der sogenannten Purpurlinie, auch Purpurgerade genannt, liegt. Die Purpurline verbindet in der Farbtafel gemäß 1 die zwei äußersten Punkte des Spektralfarbenzugs zwischen dem kurzwelligen Violett (700 nm) und dem langwelligen Rot (380 nm). Insbesondere kann auch der durch die Gerade durch die beiden Punkte x = 0,550/y = 0,450 und x = 0,150/y = 0,050 sowie durch die Purpurgerade begrenzte Sektor zur Visualisierung einer variablen Bremswirkung benutzt werden. Eine weitere Grenze kann durch die bereits aus der ECE-Regelung bekannte Gerade R₂₃ gegeben sein.
Dabei kann zusätzlich auch die Helligkeit der Bremsleuchte im Ganzen oder segmentweise in Abhängigkeit des die Bremswirkung repräsentierenden Kraftfahrzeugparameters 18 variiert werden. Eine segmentweise Abstufung der Farbe kann ebenfalls vorgesehen sein. Ebenso ist es auch möglich, ein dynamisches Schema über die Segmente ablaufen zu lassen. Die Individualisierung des Lichtszenarios kann dabei bis auf die Ebene der einzelnen Halblichtquellenelemente 14 herunter vorgenommen werden, das heißt jedes Halbleiterlichtquellenelement 14 kann einen zeitabhängigen Wert für Farbe und Helligkeit zugewiesen bekommen.
Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 10 kann zur Signalisierung eines Batterieladezustands des Kraftfahrzeugs 20 dienen. Dies kann bevorzugt während eines Aufladevorgangs des Kraftfahrzeugs 20 erfolgen, während dieses an einer externen Spannungsquelle ist. Entsprechend der Darstellung in 1 sind beispielhaft vier Farben mit den folgenden Farbkoordinaten markiert, wobei diese Wahl nur der Veranschaulichung dient und nicht beschränkend für die Erfindung wirkt: Blau C1 mit x = 0,150/y = 0,050, Grün C2 mit x = 0,100/y = 0,800, Gelb C3 mit x = 0,450/y = 0,550, und Rot C4 mit x = 0,650/y = 0,350.
Nicht angesteuerte, mit anderen Worten dunkle Halbleiterlichtquellenelemente 14, werden im Folgenden durch ## dargestellt. Beispielsweise kann der Ladezustand einer weitgehend geladenen Batterie mittels einer Kette von Halblichtquellenelementen 14 wie folgt dargestellt werden: C4 C4 C4 C3 C2 C2 ## ##. Bei einer mehrzeiligen Anordnung kann diese Farbfolge auch an den übrigen Zeilen angelegt sein.

Ein Ladevorgang kann dabei auch dynamisch animiert sein, indem die Ladeanzeige zyklisch ausgeblendet wird und dann Stück für Stück als wachsender Balken aufgebaut wird, zum Beispiel mit einem Peak-Hold definierbarer Dauer:

##	##	##	##	##	##	##	##
C4	##	##	##	##	##	##	##
C4	C4	##	##	##	##	##	##
C4	C4	C4	##	##	##	##	##
C4	C4	C4	C3	##	##	##	##
C4	C4	C4	C3	##	##	##	##
C4	C4	C4	C3	C2	##	##	##
C4	C4	C4	C3	C2	C2	##	##
C4	C4	C4	C3	C2	C2	C2	##
C4	C4	C4	C3	C2	C2	C2	##	(Peak-Hold)
und dann wieder mit der obersten Zeile beginnend:
##	##	##	##	##	##	##	##.

Es kann auch vorgesehen sein, die Batterieladezustandsanzeige statisch nur in Abhängigkeit des Kraftfahrzeugparameters 18 darzustellen und einen Ladevorgang durch einen Teil der Halbleiterlichtquellenelemente 14, beispielsweise in der Farbe Blau C1 zu visualisieren, wobei ein vorgebbares Schema zur dynamischen Animation verwendet werden kann, zum Beispiel eine Bewegung von einer Seite zur gegenüberliegenden Seite oder ein Durchlauf in immer derselben Richtung oder auch ein zirkular umlaufendes Lichtschema.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Beleuchtungsvorrichtung 10 beispielsweise durch eine Frontleuchte 40 gemäß 4 gegeben sein. Diese weist eine bestimmte Anzahl von eingeschalteten Halbleiterlichtquellenelementen 32 sowie eine entsprechende Anzahl von ausgeschalteten Halbleiterlichtquellenelementen 34 auf. Entsprechend einem Wert für den Kraftfahrzeugparameter 18, welcher beispielsweise einem Lenkradeinschlag entspricht, kann die durch die eingeschalteten Halbleiterlichtquellenelemente 32 gebildete Kette in Richtung der Pfeile 36 und 38 verlängert werden. Dabei kann auch vorgesehen sein, innerhalb einer gleichmäßigen Farb- und/oder Helligkeitsverteilung einen spezifischen gefärbten Lichtschwerpunkt innerhalb der Lichtsignatur in Abhängigkeit eines Lenkradeinschlags zu verlagern. Eine derartige Anzeige kann auch beispielsweise in der Schlussleuchte angewendet werden.
Mögliche Lichtszenarien im Stand können beispielsweise sein: lineare/quadratische Aufdimmung einzelner Segmente/Halblichtquellenelemente, wobei ein Überblenden (Farb-Morphing), insbesondere ein kontinuierliches Überblenden zu einer beliebigen Farbe gleichzeitig/nacheinander oder überlappend erfolgen kann. Wandernde Lichtpunkte in beliebigen Farben, wobei auch mehrere Farben möglich sind, können eine gleichförmige oder eine beschleunigte Bewegung ausführen, die Dynamik ist dabei abhängig von dem Kraftfahrzeugparameter 18 vorgebbar.
Wandernde „Zahnlücken” können in beliebigen Farben, wobei auch mehrere Farben möglich sind, für eine dynamisch animierte Darstellung benutzt werden, dabei ist sowohl eine gleichförmige als auch eine beschleunigte Bewegung möglich, die Dynamik ist abhängig von dem Kraftfahrzeugparameter 18 vorgebbar.
Die Überblendeigenschaften bei dynamischen Effekten können mittels parametrierbarer Kennlinien in dem Steuergerät 16 abgelegt sein. Dadurch lassen sich genau vorgegebene Farbübergänge entsprechend der gewünschten Morphing-Charakteristik realisieren.
Dabei können bis zu zehn Farbortkoordinatenpaare vordefiniert sein, zwischen denen dann linear interpoliert wird (Farb-Morphing). Dieses kann gleichzeitig, nacheinander oder auch überlappend erfolgen. Die zeitliche Änderung des Farborts kann kontinuierlich sein oder auch in definierten Sprüngen erfolgen. Das Zeitintervall, in welchem die sequenzielle Adaption erfolgt, liegt in der Regel im Bereich von 0 Millisekunden bis 200 Millisekunden, kann aber für Referenzläufe und Begrüßungsszenarien des Fahrers (Zündung aus) im Sinne von Coming-Home/Leaving-Home deutlich größer als 200 Millisekunden sein und bis zu 5 Sekunden betragen. Die Einschaltszenarien müssen hierbei keine Reihenfolge aufweisen, so können die Segmente in beliebiger Reihenfolge aktiviert werden: vollkommen durcheinander, jedes zweite Segment, alle nacheinander, alle gleichzeitig oder auch teilweise überlappend.
Gemäß der Erfindung kann auch ein vorhandenes Ausstattungsmerkmal des Kraftfahrzeugs 20 mittels farblicher Gestaltung in einem entsprechenden Lichtszenario visualisiert werden. So kann beispielsweise bei Aktivierung eines Coming-Home-Szenarios eine blau leuchtende Fläche in einem Frontscheinwerfer oder in einer sonstigen Beleuchtungsvorrichtung aktiviert werden, um optisch zu akzentuieren, dass das Kraftfahrzeug über einen Laserscheinwerfer verfügt. Des Weiteren kann sich das Kraftfahrzeug auch an die Lichtumgebung anpassen, so dass der in dem Fahrzeugumfeld vorherrschende Grundfarbton auch in die entsprechende Beleuchtungsszenarios des Kraftfahrzeugs mit übernommen wird. Eine Änderung kann beispielsweise auch anhand der Umgebungstemperatur erfolgen, welche mittels eines in dem Kraftfahrzeug 20 eingebauten Temperatursensors ermittelt wird.
Konstruktiv können die farbigen Halbleiterlichtquellenelemente 14 entweder in eine separate Optik oder in die Optik von Tagfahrlicht und/oder Fahrtrichtungsanzeiger oder einer anderen bestehenden Beleuchtungsvorrichtung einspeisen, die Halbleiterlichtquellenelemente 14 können auch hinter einem Lichtleitelement liegen, so dass es zu einer Lichtüberlagerung kommt.
Die dargestellten Ausführungsbeispiele sind für die Erfindung nicht beschränkend. Insbesondere die Zahl der verschiedenfarbig emittierenden LED-Chips sowie deren Anordnung in einem gemeinsamen Chipgehäuse oder in getrennten Chipgehäusen sowie alternierende oder mischende Farbansteuerung kann beliebig gestaltet sein, insbesondere unter Verwendung von gemischten Konfigurationen, ohne den Gedanken der Erfindung zu verlassen.
Somit wurde abschließend gezeigt wie durch die Mehrfarbigkeit von Außenlichtfunktionen eine Visualisierung von Fahrzeuginformationen bereitgestellt werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

ECE-Regelung R48 2.7 [0002]
ECE-Regelung R48 2.31.3 [0002]
ECE-Regelung R48 2.31.3 [0037]

Claims

Beleuchtungsvorrichtung (10) für eine Außenlichtfunktion eines Kraftfahrzeugs (20) mit – einer Vielzahl von Segmenten (12), die jeweils mindestens ein Halbleiterlichtquellenelement (14) aufweisen; sowie – einer Steuervorrichtung (16) zum Ansteuern der Vielzahl von Halbleiterlichtquellenelementen (14), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (16) dazu ausgelegt ist, in Abhängigkeit eines durch das Kraftfahrzeug (20) bereitgestellten aktuellen Werts eines Kraftfahrzeugparameters (18) gemäß einer vorgebbaren Kennlinie mindestens einen Betriebsparameter der Beleuchtungsvorrichtung (10) zu verändern.
Beleuchtungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgebbare Kennlinie mindestens drei Stufen zur Veränderung des mindestens einen Betriebsparameters der Beleuchtungsvorrichtung (10) aufweist.
Beleuchtungsvorrichtung (10) für eine Außenlichtfunktion eines Kraftfahrzeugs (20) mit – einer Vielzahl von Segmenten (12), die jeweils mindestens ein Halbleiterlichtquellenelement (14) aufweisen; sowie – einer Steuervorrichtung (16) zum Ansteuern der Vielzahl von Halbleiterlichtquellenelementen (14), wobei die Steuervorrichtung (16) dazu ausgelegt ist, in einem Fahrbereitschaftszustand des Kraftfahrzeugs (20) eine Hauptbeleuchtungsfunktion zu realisieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (16) dazu ausgelegt ist, außerhalb des Fahrbereitschaftszustands eine von der Hauptbeleuchtungsfunktion verschiedene Nebenbeleuchtungsfunktion unter Veränderung mindestens eines Betriebsparameters der Beleuchtungsvorrichtung zu (10) realisieren.
Beleuchtungsvorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (16) dazu ausgelegt ist, die Nebenbeleuchtungsfunktion bei einer Überführung des Kraftfahrzeugs (20) von einem Abstellzustand in den Fahrbereitschaftszustand oder von dem Fahrbereitschaftszustand in den Abstellzustand bereitzustellen.
Beleuchtungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (16) dazu ausgelegt ist, als Betriebsparameter der Beleuchtungsvorrichtung (10) die Helligkeit und/oder die Helligkeitsverteilung zu verändern.
Beleuchtungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (16) dazu ausgelegt ist, als Betriebsparameter der Beleuchtungsvorrichtung (10) die Lichtfarbe und/oder die Lichtfarbenverteilung verändern.
Beleuchtungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (16) dazu ausgelegt ist, als Betriebsparameter der Beleuchtungsvorrichtung (10) die geometrische Verteilung des durch die Beleuchtungsvorrichtung (10) abgestrahlten Lichts mittels selektiver Ansteuerung der Segmente (12) und/oder Halbleiterlichtquellenelemente (14) zu verändern.
Beleuchtungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (16) dazu ausgelegt ist, mindestens einen der folgenden Kraftfahrzeugparameter (18) zur Veränderung des mindestens einen Betriebsparameters der Beleuchtungsvorrichtung (10) auszuwerten: – Fahrzeuggeschwindigkeit, – Fahrzeugbeschleunigung bzw. -verzögerung, – Lenkrad- oder Radeinschlag, – Start-Stopp-Phase, – Fahrbereitschaft, – Batterieladestand, – Reichweite, – Standheizungs-Aktivität, – Diebstahlwarnanlagen-Aktivität, – Fahrbereitschaft, – Einstellparameter einer Multimediaeinrichtung, – mittels Außenlichtsensor ermittelte Umgebungsbeleuchtungssituation, – mittels Temperatursensor ermittelte Umgebungstemperatur, – technische Ausstattungsmerkmale.
Kraftfahrzeug (20) mit einer Beleuchtungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Kraftfahrzeug (20) mit einer ersten und einer zweiten Beleuchtungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 8 in Rückbeziehung auf Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptbeleuchtungsfunktion der ersten Beleuchtungsvorrichtung (10) verschieden von der Hauptbeleuchtungsfunktion der zweiten Beleuchtungsvorrichtung (10) ist, und die Steuervorrichtungen (16) der ersten Beleuchtungsvorrichtung (10) und der zweiten Beleuchtungsvorrichtung (10) dazu ausgelegt sind, die Nebenbeleuchtungsfunktion gemeinsam im Zusammenwirken der ersten Beleuchtungsvorrichtung (10) und der zweiten Beleuchtungsvorrichtung (10) bereitzustellen.
Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungsvorrichtung (10) für eine Außenlichtfunktion eines Kraftfahrzeugs (20) mit einer Vielzahl von Segmenten (12), die jeweils mindestens ein Halbleiterlichtquellenelement (14) aufweisen, sowie mit einer Steuervorrichtung (16) zum Ansteuern der Vielzahl von Halbleiterlichtquellenelementen (14), gekennzeichnet durch den Schritt: Verändern mindestens eines Betriebsparameters der Beleuchtungsvorrichtung (10) in Abhängigkeit eines durch das Kraftfahrzeug (20) bereitgestellten aktuellen Werts eines Kraftfahrzeugparameters (18) gemäß einer vorgebbaren Kennlinie.
Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungsvorrichtung (10) für eine Außenlichtfunktion eines Kraftfahrzeugs (20) mit einer Vielzahl von Segmenten (12), die jeweils mindestens ein Halbleiterlichtquellenelement (14) aufweisen, sowie mit einer Steuervorrichtung (16) zum Ansteuern der Vielzahl von Halbleiterlichtquellenelementen (14), wobei die Steuervorrichtung (16) dazu ausgelegt ist, in einem Fahrbereitschaftszustand des Kraftfahrzeugs (20) eine Hauptbeleuchtungsfunktion zu realisieren, gekennzeichnet durch den Schritt: Realisieren einer von der Hauptbeleuchtungsfunktion verschiedenen Nebenbeleuchtungsfunktion unter Veränderung mindestens eines Betriebsparameters der Beleuchtungsvorrichtung (10) außerhalb des Fahrbereitschaftszustands.