DE102017213851A1

DE102017213851A1 - Verfahren zur Einstellung der Beleuchtung im Innenraum eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102017213851A1
Application number: DE102017213851.3A
Authority: DE
Inventors: Walter Mayer; Rubin Wittenberg; Heiner Böhm
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-08-09
Filing date: 2017-08-09
Publication date: 2019-02-14

Abstract

Verfahren zur Einstellung der Beleuchtung im Innenraum eines Kraftfahrzeugs, mit den Schritten: Ausführen einer ersten Beleuchtungseinstellung, und Ausführen einer zweiten Beleuchtungseinstellung, das wenigstens Betreiben eines Beleuchtungsmittels umfasst, das eine gegenüber der ersten Beleuchtungseinstellung veränderte Helligkeit aufweist, wobei der Wechsel von der ersten Ausgangs-Helligkeitseinstellung in die zweite Ziel-Helligkeitseinstellung in 2^x Helligkeitsänderungsschritten erfolgt, wobei X eine ganze Zahl vorzugsweise zwischen 0 und 9 ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung der Beleuchtung im Innenraum eines Kraftfahrzeugs.
Es ist bekannt, die Beleuchtung des Innenraums von Kraftfahrzeugen, insbesondere der Bedienungselemente und Anzeigen, z.B. am Armaturenbrett, in der Helligkeit zu regeln, damit der Bediener diese gut wahrnehmen bzw. ablesen kann aber trotzdem nicht geblendet wird.
Die Änderung der Helligkeit kann manuell oder automatisch vorgenommen werden, wobei dann Vorlieben der Bediener zu berücksichtigen sind.
Aus der DE 10 2013 017 207 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungsvorrichtung für einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs bekannt, wobei die Beleuchtungsvorrichtung eine Leuchteinrichtung zum Aussenden von Licht in den Innenraum des Kraftfahrzeugs aufweist, durch Erfassen einer Bedieneingabe mit einer Erfassungseinrichtung, und Ansteuern der Leuchteinrichtung in Abhängigkeit von der mit der Erfassungseinrichtung erfassten Bedieneingabe mittels einer Steuereinrichtung. Dazu wird eine zeitliche Dauer der Bedieneingabe mit der Erfassungseinrichtung erfasst und die Leuchteinrichtung derart angesteuert, dass eine Helligkeit des von der Leuchteinrichtung ausgesendeten Lichts mit der Steuereinrichtung kontinuierlich oder stufenweise verändert wird, falls die zeitliche Dauer der Bedieneingabe einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.
Die DE 10 2012 024 042 A1 beschreibt ein Verfahren zur Einstellung der Beleuchtung des Innenraums und/oder des Umfeldes eines Fortbewegungsmittels, mit den Schritten: Ausführen einer ersten Beleuchtungseinstellung, und Ausführen einer zweiten Beleuchtungseinstellung, welche wenigstens ein Betreiben eines Beleuchtungsmittels umfasst, das eine gegenüber der ersten Beleuchtungseinstellung veränderte Helligkeit und/oder Farbe und/oder Frequenz aufweist, wobei der Wechsel von der ersten Beleuchtungseinstellung in die zweite Beleuchtungseinstellung nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne erfolgt.
Die einzustellende Helligkeit ist von dem Umgebungslicht abhängig und die Änderungsgeschwindigkeit von der Richtung von Hell nach Dunkel oder umgekehrt abhängig, da nämlich, dass das menschliche Auge eine gewisse Zeit zur Adaption an die Helligkeit benötigt.
Da sich ein Kraftfahrzeug üblicherweise im Laufe einer Fahrt durch unterschiedliche Beleuchtungssituationen (Tagfahrt, Nachtfahrt, Tunnel, Schatten, Wald etc.) hindurchbewegt, ist ein Verfahren zur Einstellung der Helligkeit gewünscht.
Dabei sollte das Verfahren berücksichtigen, dass eine schnelle Änderung bei einer manuellen Benutzereingabe und eine möglichst stufenlose Änderung der Helligkeit gewünscht ist, die langsam bei einer Änderung von Hell nach Dunkel, aber schneller bei einer Änderung von Dunkel nach Hell erfolgen soll.
Zu berücksichtigen ist auch eine möglichst einfache und kostengünstige Umsetzung.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Beleuchtungssteuerung gelöst.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass, wenn die Änderung der Helligkeit immer in 2^x Änderungsschritten erfolgt, wobei X eine ganze Zahl ist, insbesondere eine Zahl zwischen 0 und 9 ist, eine einfache Umsetzung ohne komplizierte Berechnung durch Verwendung von Addition, Subtraktion und Shiftoperationen im Register sogar einfacher Mikrokontroller möglich ist und trotzdem eine schnelle Änderung bei einer manuellen Benutzereingabe und eine möglichst stufenlose Änderung der Helligkeit erreichbar ist, die zudem langsam bei einer Änderung von Hell nach Dunkel, aber schneller bei einer Änderung von Dunkel nach Hell erfolgen kann.
So verfügen Mikrokontroller bzw. deren Programmiersprachen über einen Shift-Befehl auf den Registern. Damit kann man in Maschinensprache bzw. im Mikrokontroller durch Schieben und Addieren (bzw. Subtrahieren) meist schneller multiplizieren als über einen generischen Multiplikationsbefehl/Multiplikationsalgorithmus. So multipliziert man zum Beispiel schneller mit 320, indem man erst das Register kopiert, dann das eine Register um 8 bits schiebt (Multiplikation mit 256) und das andere Register um 6 bits schiebt (Multiplikation mit 64) und dann die beiden Register addiert.
Dies erlaubt es, die Erfindung auch in einfachsten Mikrokontrollern zu implementieren, so dass beispielsweise auch eine Implementierung im Türmodul erfolgen kann.
Der Wechsel von der ersten Ausgangs-Helligkeitseinstellung in die zweite Ziel-Helligkeitseinstellung erfolgt also in 2^x Helligkeitsänderungsschritten, wobei X eine ganze Zahl ist, vorzugsweise zwischen 0 und 9.
Die eigentliche Geschwindigkeit der Helligkeitsänderung ergibt sich demnach aus der Anzahl der Schritte und einer vorgegebenen Abtastrate, nach der die Schritte inkrementiert werden.
Vorzugsweise liegt die Abtastrate zwischen 10 ms und 80 ms, bevorzugterweise zwischen 30 ms und 50 ms, und ganz besonders bevorzugt bei 40 ms.
Der Anstoß die Helligkeit zu ändern kann automatisch, z.B. je nach Umgebungshelligkeit erfolgen, oder manuell erfolgen, z.B. zur Änderung anhand persönlicher Vorlieben. Die Auswahl des Werts X erfolgt dann in Abhängigkeit von einer manuellen oder einer automatischen Helligkeitsänderung.
So ist es sinnvoll, wenn der Wert X bei manueller Helligkeitsänderung klein und bei automatischer Helligkeitsänderung groß ist. Als klein wird z.B. ein Wert von X kleiner 3 und mit groß ein Wert größer 5 angesehen bei einer angenommenen Abtastrate von 40ms.
Zudem ist es ebenfalls sinnvoll, wenn der Wert X bei Erhöhung der Helligkeit klein und bei Verringerung der Helligkeit groß ist. Dies erleichtert die Adaption für das menschliche Auge und verringert somit Irritationen.
Mittels der Erfindung ist es ebenfalls möglich, auf einfachste Weise eine Ermittlung der Zwischen-Helligkeitseinstellungen von der ersten Ausgangs-Helligkeitseinstellung zu der zweiten Ziel-Helligkeitseinstellung durchzuführen.
Dazu wird in einem Microcontroller des Beleuchtungsmittels zunächst eine Register-Shift-Operation nach Links durchgeführt. Anschließend wird bis zum Erreichen der Ziel-Helligkeitseinstellung, wiederholend der Wert der Ausgangs-Helligkeitseinstellung subtrahiert, der Wert der Ziel-Helligkeitseinstellung addiert und eine Register-Shift-Operation nach Rechts durchgeführt, wobei die Stellen der Register-Shift-Operation nach Links und Rechts sich aus dem Wert X ergeben.
Die Wiederholung der Ermittlung der nächsten Zwischen-Helligkeitseinstellung erfolgt mit der sich aus der Abtastrate ergebenden Frequenz.
Die Erfindung betrifft auch eine entsprechende Beleuchtungssteuerung mit einem Microcontroller zur Steuerung der Helligkeitseinstellung des Beleuchtungsmittels im Innenraum eines Kraftfahrzeugs, insbesondere PKW, wobei dann der Microcontroller entsprechend programmiert ist.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung. Es zeigen:

1 ein Flussdiagramm der anfänglichen Festlegung der Werte X, Ausgangs-Helligkeitseinstellung, Ziel-Helligkeitseinstellung und Multiplizierter-Zwischen-Helligkeitswert;
2 ein Flussdiagramm der Helligkeitsänderung von der Anfangs-Helligkeitseinstellung zur Ziel-Helligkeitseinstellung und
3 eine Tabelle, die die Änderung der Helligkeitseinstellung von einem Wert 5 zu einem Wert 100 bei einem Wert X von 3 und einer Abtastrate von 40 ms.

Das erfindungsgemäße Verfahren beginnt üblicherweise mit einer Anforderung die Helligkeit von einer bestimmten Helligkeitseinstellung des zu ändernden Beleuchtungsmittels zu ändern (Schritt 1).
Dabei wird zunächst zur Ermittlung des Werts X, überprüft, woher die Anforderung zu Änderung gekommen ist und ob die Helligkeit erhöht oder verringert werden soll.
So wird im Schritt 2 geprüft, ob eine manuelle Veränderung der Helligkeit durch den Benutzer durchgeführt werden soll. Ist dies der Fall, wird im Schritt 3 der Wert für X auf den vorgegebenen Wert für eine manuelle Benutzervorgabe gesetzt, der vorliegend bei z.B. 2 liegt.
Ist dies nicht der Fall, so wird im Schritt 4 überprüft, ob das Beleuchtungsmittel ein- oder ausgeschaltet wurde, also die Ausgangs- oder Ziel-Helligkeit gleich Null ist. Ist dies der Fall, wird im Schritt 5 der Wert für X auf den vorgegebenen Wert für ein An- oder Ausschalten gesetzt, der vorliegend z.B. 4 beträgt.
Ist dies nicht der Fall, so wird im Schritt 6 überprüft, ob das Beleuchtungsmittel aufgrund einer Umgebungshelligkeitsänderung und einer automatischen Regelung in seiner Helligkeit erhöht werden soll. Ist dies der Fall, wird im Schritt 7 der Wert für X auf den vorgegebenen Wert für ein Erhöhen gesetzt, der vorliegend z.B. 6 beträgt.
Ist dies nicht der Fall, so wird im Schritt 8 überprüft, ob das Beleuchtungsmittel aufgrund einer Umgebungshelligkeitsänderung und einer automatischen Regelung in seiner Helligkeit verringert werden soll. Ist dies der Fall, wird im Schritt 9 der Wert für X auf den vorgegebenen Wert für ein Verringern gesetzt, der vorliegend z. B. 8 beträgt.
Im Schritt 11 wird zum Schritt 1 zurückgekehrt und auf eine weitere Änderungsanforderung gewartet.
Im gemeinsamen Schritt 10 wird die Vornahme der Änderung der Helligkeitseinstellung des Beleuchtungsmittels vorbereitet. Dazu wird die Ziel-Helligkeitseinstellung und die Ausgangs-Helligkeitseinstellung gespeichert sowie die Multiplizierte-Zwischen-Helligkeit mittels Register-Shift-Operation, nach Links mit dem Wert 2^X multipliziert, wozu um X Stellen nach Links geshiftet wird.
Gemäß 2 erfolgt dann im Abtastintervall (Beginn im Schritt 20) bzw. Abtastrate von vorliegend z.B. 40 ms eine Schrittweise Änderung der Ausgangs-Helligkeitseinstellung in die Ziel-Helligkeitseinstellung wobei Zwischen-Helligkeitseinstellungen durchlaufen werden, wozu bis zum Erreichen der Ziel-Helligkeitseinstellung, wiederholend vom Wert der Multiplizierten-Zwischen-Helligkeits- der Wert der Ausgangs-Helligkeitseinstellung subtrahiert, der Wert der Ziel-Helligkeitseinstellung addiert und eine Register-Shift-Operation nach Rechts durchgeführt und die neue Zwischenhelligkeit ergibt (Schritt 21). Die Stellen der Register-Shift-Operation sich aus dem Wert X ergeben.
Im Schritt 22 wird geprüft, ob die Ziel-Helligkeitseinstellung durch Erhöhung bereits erreicht oder überschritten ist bzw. größer als der Zielwert ist, dann wird der einzustellende Wert der Ausgangs- und Zwischen-Helligkeitseinstellung auf den Zielwert gesetzt (Schritt 23).
Im Schritt 24 wird geprüft, ob die Ziel-Helligkeitseinstellung durch Verringerung erreicht oder bereits unterschritten ist bzw. kleiner als der Zielwert ist, dann wird der einzustellende Wert der Ausgangs- und Zwischen-Helligkeitseinstellung auf den Zielwert gesetzt (Schritt 25).
Im Schritt 26 wird die jeweils ermittelte Zwischen-Helligkeitseinstellung auf das Beleuchtungsmittel angewandt.
Im Schritt 27 wird zum Schritt 20 zurückgekehrt und auf einen Ablauf des Abtastintervalls gewartet.
Anhand der Tabelle aus 3 lässt sich das obige Verfahren gut numerisch anschaulich verstehen.
Die Tabelle zeigt ein Beispiel, dem die Änderung der Helligkeitseinstellung von einer Ausgangs-Helligkeitseinstellung 5 zu einer Ziel-Helligkeitseinstellung 100 bei einem Wert X von 3 und einer Abtastrate von 40 ms zugrunde liegt.
Mit dem Wert X gleich 3 werden also 2³ = 8 Schritte vorgegeben.
Begonnen wird mit der Anfangseinstellung 5 (dezimal oder 00000101 binär). Dieser Wert wird im Register des Microcontrollers 3 Stellen nach Links geshiftet, da X = 3 ist bzw. jeder Shift nach links einer Multiplikation von 2 entspricht. Somit ergibt sich ein Wert von 40 dezimal bzw. 0000101000 binär.
Von diesem Wert werden nun 5 als Ausgangs-Helligkeitseinstellung subtrahiert und 100 als Ziel-Helligkeitseinstellung addiert, womit als Wert 135 erreicht wird. Dieser Wert 135 (binär 0010000111) wird nun um drei Stellen nach Rechts geshiftet. Man erhält binär 00010000 bzw. 16 dezimal. Dieser Wert 16 ist nun die nächste Zwischen-Helligkeitseinstellung.
Anschließend wird das Verfahren entsprechend wiederholt (135 - 5 + 100 = 230, rechts shift zu 28), bis der Wert 100 als Ziel-Helligkeitseinstellung erreicht ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013017207 A1 [0004]
DE 102012024042 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur Einstellung der Beleuchtung im Innenraum eines Kraftfahrzeugs, mit den Schritten: Ausführen einer ersten Beleuchtungseinstellung, und Ausführen einer zweiten Beleuchtungseinstellung, das wenigstens Betreiben eines Beleuchtungsmittels umfasst, das eine gegenüber der ersten Beleuchtungseinstellung veränderte Helligkeit aufweist, wobei der Wechsel von der ersten Ausgangs-Helligkeitseinstellung in die zweite Ziel-Helligkeitseinstellung in 2^x Helligkeitsänderungsschritten erfolgt, wobei X eine ganze Zahl ist, insbesondere zwischen 0 und 9.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit der Helligkeitsänderung sich aus der Anzahl der Schritte und einer vorgegebenen Abtastrate ergibt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastrate zwischen 10 ms und 80 ms liegt, vorzugsweise 30 ms und 50 ms, besonders bevorzugt bei 40 ms.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl des Werts X in Abhängigkeit von einer manuellen oder einer automatischen Helligkeitsänderung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert X bei manueller Helligkeitsänderung klein und bei automatischer Helligkeitsänderung groß ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert X bei Erhöhung der Helligkeit klein und bei Verringerung der Helligkeit groß ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Zwischen-Helligkeitseinstellungen von der ersten Ausgangs-Helligkeitseinstellung zu der zweiten Ziel-Helligkeitseinstellung in einem Microcontroller des Beleuchtungsmittels zunächst eine Register-Shift-Operation nach Links durchgeführt wird und anschließend bis zum Erreichen der Ziel-Helligkeitseinstellung, wiederholend vom Wert der Multiplizierten-Zwischen-Helligkeit der Wert der Ausgangs-Helligkeitseinstellung subtrahiert, der Wert der Ziel-Helligkeitseinstellung addiert und eine Register-Shift-Operation nach Rechts durchgeführt wird, wobei die Stellen der Register-Shift-Operation sich aus dem Wert X ergeben.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiederholung der Ermittlung der nächsten Zwischen-Helligkeitseinstellung mit der sich aus der Abtastrate ergebenden Frequenz erfolgt.
Beleuchtungssteuerung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Microcontroller zur Steuerung der Helligkeitseinstellung des Beleuchtungsmittels im Innenraum eines Kraftfahrzeugs, insbesondere PKW.