DE102017000878A1

DE102017000878A1 - Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug und Verfahren zur Ansteuerung einer solchen Beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102017000878A1
Application number: DE102017000878.7A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Mertens Jens; Tobias Bocksrocker
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2017-02-01
Filing date: 2017-02-01
Publication date: 2017-11-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung (1) für ein Fahrzeug (2) zur Beleuchtung einer Umgebung des Fahrzeugs (2) mit – zwei Frontscheinwerfern (1.1, 1.2), umfassend jeweils ein Beleuchtungsmodul (1.1.1, 1.1.2) zur Erzeugung von Lichtverteilungen in der Umgebung des Fahrzeugs (2), und – mindestens einer Steuereinheit (1.3) zur Einstellung der Lichtverteilungen in Abhängigkeit von Umgebungsinformationen, wobei als Lichtverteilung ein Abblendlicht (AL) einstellbar ist, wenn der mindestens einen Steuereinheit (1.3) als Umgebungsinformation eine dem Fahrzeug (2) vorausliegende, aufgrund von Baumaßnahmen verengte Fahrspur (4) vorliegt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Frontscheinwerfer (1.1, 1.2) jeweils zusätzlich ein laserbasiertes Projektionsmodul (1.2.1, 1.2.2) umfassen, welches zur Erzeugung einer dem Abblendlicht (AL) teilweise überlagerten, virtuellen Fahrspurbegrenzung (VF) und Projektion derselben auf die Fahrspur (4) zur optischen Begrenzung der verengten Fahrspur (4) ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Ansteuerung einer solchen Beleuchtungsvorrichtung (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Ansteuerung einer solchen Beleuchtungsvorrichtung.
Beleuchtungsvorrichtungen für Fahrzeuge und Verfahren zur Ansteuerung solcher Beleuchtungsvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise sind aus DE 10 2014 013 205 A1 ein Scheinwerfer und ein Verfahren zum Beleuchten eines Umgebungsbereichs eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei dem Lichtstrahlen mit einer Leuchteinrichtung eines Scheinwerfers des Kraftfahrzeugs zum Bereitstellen einer Lichtverteilung in dem Umgebungsbereich erzeugt werden. Weiterhin werden ein erster und zumindest ein zweiter Teilbereich der Lichtverteilung bestimmt und die Leuchteinrichtung mittels einer Steuereinrichtung derart angesteuert, dass die Lichtstrahlen zum Bereitstellen der Lichtverteilung in dem ersten Teilbereich eine erste Polarisation aufweisen und die Lichtstrahlen zum Bereitstellen der Lichtverteilung in dem zumindest einen zweiten Teilbereich eine von der ersten verschiedene, zweite Polarisation aufweisen. Ferner werden die in dem Umgebungsbereich in Richtung eines Insassen des Kraftfahrzeugs reflektierten Lichtstrahlen mit der zweiten Polarisation mittels eines Polarisationsfilters absorbiert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Beleuchtungsvorrichtung sowie ein geeignetes Verfahren zum Ansteuern einer solchen Beleuchtungsvorrichtung anzugeben.
Hinsichtlich der Beleuchtungsvorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 4 angegebenen Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug zur Beleuchtung einer Umgebung des Fahrzeugs umfasst zwei Frontscheinwerfer, die jeweils ein Beleuchtungsmodul zur Erzeugung von Lichtverteilungen in der Umgebung des Fahrzeugs umfassen. Weiterhin umfasst die Beleuchtungsvorrichtung mindestens eine Steuereinheit zur Einstellung der Lichtverteilungen in Abhängigkeit von Umgebungsinformationen, wobei als Lichtverteilung ein Abblendlicht einstellbar ist, wenn der mindestens einen Steuereinheit als Umgebungsinformation eine dem Fahrzeug vorausliegende, aufgrund von Baumaßnahmen verengte Fahrspur vorliegt.
Erfindungsgemäß umfassen die Frontscheinwerfer jeweils zusätzlich ein laserbasiertes Projektionsmodul, welches zur Erzeugung einer dem Abblendlicht überlagerten, virtuellen Fahrspurbegrenzung und Projektion derselben auf die Fahrspur zur optischen Begrenzung der verengten Fahrspur ausgebildet ist.
Mittels der laserbasierten Projektionsmodule kann eine virtuelle Fahrspurbegrenzung mit einer sehr hohen Lichtintensität und Auflösung erzeugt werden. Die virtuelle Fahrspurbegrenzung bildet einen hohen Kontrast zum Abblendlicht. Damit ist die virtuelle Fahrspurbegrenzung von einem Fahrer des Fahrzeuges optisch sehr gut erkennbar, so dass der Fahrer beim Schätzen einer Breite der Fahrspur während des Befahrens einer Baustelle unterstützt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 schematisch ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug und
2 schematisch eine Fahrbahn mit zwei verengten Fahrspuren und zwei Fahrzeugen in Vogelperspektive.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein Blockschaltbild eines möglichen Ausführungsbeispiels einer Beleuchtungsvorrichtung 1 für ein in 2 beispielhaft dargestelltes Fahrzeug 2. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 umfasst zwei Frontscheinwerfer 1.1, 1.2 mit jeweils einem Beleuchtungsmodul 1.1.1, 1.2.1 und jeweils einem laserbasierten Projektionsmodul 1.1.2, 1.2.2. Die Beleuchtungsmodule 1.1.1, 1.2.1 weisen jeweils eine nicht näher dargestellte Mehrzahl von Lichtquellen auf, die zur Erzeugung von Lichtverteilungen ausgebildet sind. Beispielsweise sind die Frontscheinwerfer 1.1, 1.2 als so genannte LED-Scheinwerfer ausgebildet, so dass die Beleuchtungsmodule 1.1.1, 1.2.1 jeweils eine Mehrzahl von nebeneinander und übereinander, in einem so genannten Array angeordnete und als Leuchtdioden ausgebildete Lichtquellen umfassen. In nicht näher dargestellten Ausführungsbeispielen können die Lichtquellen alternativ oder zusätzlich auch andere Leuchtmittel, beispielsweise Glühlampen und/oder Gasentladungslampen, umfassen. Die Lichtquellen sind unabhängig von ihrer Ausgestaltung einzeln oder in Gruppen ansteuerbar.
Die laserbasierten Projektionsmodule 1.2.1, 1.2.2 umfassen jeweils eine Anzahl von Laserlichtquellen, z. B. Laserdioden, die analog zu den Lichtquellen der Beleuchtungsmodule 1.1.1, 1.2.1 einzeln oder in Gruppen ansteuerbar sind.
Die Ansteuerung der Lichtquellen der Beleuchtungsmodule 1.1.1, 1.2.1 und der Laserlichtquellen der laserbasierten Projektionsmodule 1.2.1, 1.2.2 erfolgt mittels einer Steuereinheit 1.3. Alternativ kann auch jeder Frontscheinwerfer 1.1, 1.2 mit einer separaten Steuereinheit 1.3 gekoppelt sein. Die Steuereinheit 1.3 stellt die Lichtverteilungen in Abhängigkeit von Umgebungsinformationen ein. Als Lichtverteilungen sind insbesondere Fahrlichtverteilungen, wie beispielsweise ein Abblendlicht AL, ein Fernlicht oder ein Teilfernlicht einstellbar. Des Weiteren wird mittels der Steuereinheit 1.3 in Abhängigkeit der Umgebungsinformationen eine virtuelle Fahrspurbegrenzung VF erzeugt und mittels der laserbasierten Projektionsmodule 1.2.1, 1.2.2 auf die Fahrspur 4 projiziert, worauf später näher eingegangen wird.
Die Umgebungsinformationen werden mittels einer Umgebungserfassungseinheit 3 des Fahrzeugs 2 erfasst. Die Umgebungserfassungseinheit 3 umfasst beispielsweise eine im oder am Fahrzeug 2 angeordnete Kamera, die Umgebungsdaten optisch erfasst und diese an eine nicht gezeigte Auswerteeinheit einer Fahrspurerkennungsvorrichtung übermittelt. Mittels der Fahrspurerkennungsvorrichtung kann anhand der erfassten Umgebungsinformationen eine Fahrbahnmarkierung erkannt werden, die die momentan vom Fahrzeug 2 befahrene Fahrspur 4 begrenzt. Anhand der Fahrbahnmarkierung oder anderen erkannten Fahrbahnbegrenzungen können anschließend Abmessungen und ein Verlauf der verengten Fahrspur 4 ermittelt werden. Wird anhand der Fahrspurerkennungsvorrichtung erkannt oder prädiziert, dass die momentan vom Fahrzeug 2 befahrene Fahrspur 4 durch eine Baustelle verläuft und dabei gegenüber herkömmlichen Abmessungen verringerte Abmessungen aufweist, wird dies als Umgebungsinformationen der Steuereinheit 1.3 bereitgestellt, welche daraus resultierend als Lichtverteilung ein Abblendlicht AL und zusätzlich die virtuelle Fahrspurbegrenzung VF einstellt.
Die virtuelle Fahrspurbegrenzung VF wird als Lichtabbildung, insbesondere in Form von die Fahrspur 4 begrenzenden Lichtstreifen oder Lichtbalken, auf die verengte Fahrspur 4 projiziert. Ein Abstand zwischen den Lichtstreifen oder Lichtbalken in Richtung einer Querausdehnung der Fahrspur 4 entspricht im Wesentlichen einer Breite des Fahrzeugs 2. Die Lichtstreifen oder Lichtbalken können als kontinuierlich leuchtende Begrenzung oder mit periodischen Unterbrechungen, insbesondere als blinkende oder pulsierende Begrenzungsbalken, auf die Fahrspur 4 projiziert werden. Des Weiteren können die Lichtstreifen oder Lichtbalken unterschiedlich farblich, hell und/oder mit unterschiedlichen Mustern oder Formen innerhalb der Lichtstreifen oder Lichtbalken auf die Fahrspur 4 projiziert werden.
Aufgrund der Fokussierbarkeit von Laserstrahlung auf sehr kleinen Flächen kann mittels der laserbasierten Projektionsmodule 1.2.1, 1.2.2 eine virtuelle Fahrspurbegrenzung VF mit einer sehr hohen Intensität und Auflösung erzeugt werden. Des Weiteren können mittels der Verwendung von Laserlichtquellen mit entsprechend ausgebildeten optischen Elementen, wie z. B. ansteuerbare Spiegel oder Mikrospiegel, sehr präzise und beliebige Geometrien projiziert werden, die einen hohen Kontrast zum Abblendlicht AL aufweisen, so dass die virtuelle Fahrspurbegrenzung VF von einem Fahrer des Fahrzeugs 2 deutlich zu erkennen ist.
2 zeigt schematisch eine Fahrbahn 5 mit zwei verengten Fahrspuren 4, 6 in Vogelperspektive, die durch eine Baustelle verlaufen.
Dabei sind das Fahrzeug 2 und ein weiteres Fahrzeug 7 gezeigt, die sich jeweils in eine Fahrtrichtung auf den Fahrspuren 4, 6 bewegen. Beim Befahren einer Baustelle ist gesetzlich vorgeschrieben, dass als Lichtverteilung das Abblendlicht AL eingestellt wird. Zur verbesserten Unterstützung des Fahrers beim Abschätzen einer Breite der Fahrspur 4 wird die virtuelle Fahrspurmarkierung VF auf die Fahrspur 4 projiziert. Beispielsweise wird die virtuelle Fahrspurmarkierung VF als kontinuierlich gelb leuchtende Lichtbalken auf die Fahrspur 4 projiziert. Die virtuelle Fahrspurbegrenzung VF wird zweckmäßigerweise entlang einer ermittelten Soll-Trajektorie des Fahrzeugs 2 projiziert, ohne dass ein Fahrer des weiteren Fahrzeugs 7 auf der weiteren Fahrspur 6 neben der Fahrspur 4 optisch beeinflusst wird.
Bezugszeichenliste

1: Beleuchtungsvorrichtung
1.1, 1.2: Frontscheinwerfer
1.1.1, 1.2.1: Beleuchtungsmodul
1.2.1, 1.2.2: laserbasiertes Projektionsmodul
1.3: Steuereinheit
2: Fahrzeug
3: Umgebungserfassungseinheit
4: Fahrspur
5: Fahrbahn
6: Fahrspur
7: weiteres Fahrzeug
AL: Abblendlicht
VF: virtuelle Fahrspurbegrenzung

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 102014013205 A1 [0002]

Claims

Beleuchtungsvorrichtung (1) für ein Fahrzeug (2) zur Beleuchtung einer Umgebung des Fahrzeugs (2) mit – zwei Frontscheinwerfern (1.1, 1.2), umfassend jeweils ein Beleuchtungsmodul (1.1.1, 1.1.2) zur Erzeugung von Lichtverteilungen in der Umgebung des Fahrzeugs (2), und – mindestens einer Steuereinheit (1.3) zur Einstellung der Lichtverteilungen in Abhängigkeit von Umgebungsinformationen, wobei als Lichtverteilung ein Abblendlicht (AL) einstellbar ist, wenn der mindestens einen Steuereinheit (1.3) als Umgebungsinformation eine dem Fahrzeug (2) vorausliegende, aufgrund von Baumaßnahmen verengte Fahrspur (4) vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Frontscheinwerfer (1.1, 1.2) jeweils zusätzlich ein laserbasiertes Projektionsmodul (1.2.1, 1.2.2) umfassen, welches zur Erzeugung einer dem Abblendlicht (AL) teilweise überlagerten, virtuellen Fahrspurbegrenzung (VF) und Projektion derselben auf die Fahrspur (4) zur optischen Begrenzung der verengten Fahrspur (4) ausgebildet ist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die laserbasierten Projektionsmodule (1.2.1, 1.2.2) jeweils zumindest eine Laserlichtquelle umfassen.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsmodule (1.1.1, 1.2.1) jeweils eine Mehrzahl von nebeneinander und übereinander in einem Array angeordnete und als Leuchtdioden ausgebildete Lichtquellen umfassen.
Verfahren zur Ansteuerung einer Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – als Lichtverteilung das Abblendlicht (AL) eingestellt und in die Umgebung des Fahrzeugs (2) projiziert wird, wenn anhand erfasster Umgebungsinformationen eine dem Fahrzeug (2) vorausliegende, aufgrund von Baumaßnahmen verengte Fahrspur (4) erkannt wird, – Abmessungen und ein Verlauf der verengten Fahrspur (4) ermittelt werden und – die virtuelle Fahrspurbegrenzung (VF) erzeugt und zur optischen Begrenzung der verengten Fahrspur (4) dem Abblendlicht (AL) teilweise überlagert auf die Fahrspur (4) projiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die virtuelle Fahrspurbegrenzung (VF) als kontinuierlich oder periodisch leuchtende Lichtstreifen oder Lichtbalken, die im Wesentlichen entsprechend einer Breite des Fahrzeugs (2) zueinander beabstandet sind, auf die verengte Fahrspur (4) projiziert wird.