DE102019208762A1

DE102019208762A1 - Verfahren zur Steuerung von Fahrzeugscheinwerfern

Info

Publication number: DE102019208762A1
Application number: DE102019208762.0A
Authority: DE
Inventors: Günter Anton Fendt
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2019-06-17
Filing date: 2019-06-17
Publication date: 2020-12-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Steuerung zumindest eines Scheinwerfers, insbesondere eines Frontscheinwerfers eines Fahrzeugs (1), mit den folgenden Schritten:- Ermitteln (S1) aktueller Sichtverhältnisse mittels einer Sensoreinheit (1.1),- Zuordnen (S2) der Sichtverhältnisse zu Sichtverhältnisklassen anhand mindestens eines Parameters,- Steuern (S3) des zumindest einen Scheinwerfers in Abhängigkeit der ermittelten Sichtverhältnisse.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Scheinwerfern, insbesondere Frontscheinwerfern eines Fahrzeugs.
Aus dem Stand der Technik sind Assistenzsysteme bekannt, welche beispielsweise bei Einbruch der Dämmerung die Fahrzeugscheinwerfer automatisch aktivieren. Weiterhin sind Systeme bekannt, welche die Leuchtweite automatisch der Verkehrssituation anpassen, indem beispielsweise bei erkennen eines Gegenverkehrs das Fernlicht deaktiviert wird oder der Bereich des Gegenverkehrs nicht so stark ausgeleuchtet wird.
Nachteilig bei den bekannten Systemen und Verfahren ist, dass nur bestimmte Szenarien berücksichtigt werden.
Es ist demnach eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren für eine verbesserte Steuerung von Fahrzeugscheinwerfern bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
In ersten Überlegungen wurde festgestellt, dass derzeitige Systeme und Verfahren insbesondere bei Schlechten Sichtverhältnissen Nachteile aufweisen, da bei derartigen Sichtverhältnissen der Fahrer durch die Reflexion des Lichts bspw. an Schnee geblendet werden kann. Dennoch ist es in solchen Situationen weiterhin notwendig die Fahrbahn möglichst gut auszuleuchten. Allerdings wäre die Verwendung des Fernlichts bei hoher Luftfeuchtigkeit (Nebel) nicht geeignet, da die hohe Lichtintensität, die auf den Nebel auftrifft, zum Teil zu einer unerwünschten Blendung bzw. Lichtreflexion führen kann.
Daher wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur automatischen Steuerung zumindest eines Scheinwerfers, insbesondere eines Frontscheinwerfers eines Fahrzeugs mit den folgenden Schritten vorgeschlagen:

- Ermitteln aktueller Sichtverhältnisse mittels einer Sensoreinheit;
- Zuordnen der Sichtverhältnisse zu Sichtverhältnisklassen anhand mindestens eines Parameters;
- Steuern des zumindest einen Scheinwerfers in Abhängigkeit der ermittelten Sichtverhältnisse.

Die Zuordnung der Sichtverhältnisse zu Sichtverhältnisklassen kann bevorzugt werkseitig erfolgen, während des Betriebs oder auch über Updates, die dem Fahrzeug von einer übergeordneten Einheit zur Verfügung gestellt werden.
Als Parameter der Zuordnung kann die Einschränkung des Fahrzeugführers durch die Sichtverhältnisse vorgesehen sein. Die Einschränkung des Fahrzeugführers kann dabei durch die Sichtverhältnisse als quantifizierte Sichtverhältnisklassen und/oder quantifizierte Sichtverhältniseinschränkungen vorgesehen sein. Beispielsweise können die Sichtverhältnisse in „starke Einschränkung“, „mittlere Einschränkung“ und „schwache Einschränkung“ erfolgen. Ferner kann dadurch auch zwischen Regen, Schnee, Gischt, Nässe, Nebel und dergleichen unterschieden und eingeteilt werden.
Besonders bevorzugt wird bei der Steuerung des zumindest einen Scheinwerfers die Lichtintensität und/oder die Leuchtweite und/oder die Lichtverteilung geregelt. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Fahrbahn ausreichend ausgeleuchtet wird, aber der Fahrer durch die Reflexion nicht geblendet wird. Das kann beispielsweise mittels sogenannter Matrix-LED-Scheinwerfer realisiert werden, bei welchen z.B. verschiedenste Lichtverteilungen durch entsprechende Ansteuerung der jeweiligen LEDs erzeugbar sind.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jeder Sichtverhältnisklasse zumindest eine bevorzugte Lichtintensität und/oder Leuchtweite und/oder Lichtverteilung zugeordnet. Auf diese Weise kann schnell auf veränderte Sichtverhältnisse reagiert werden. Denkbar wäre auch die Einstellung der Scheinwerfer mittels eines Kamerasensors zu überprüfen und gegebenenfalls eine Anpassung der momentanen Einstellung sowie der zu der Sichtverhältnisklasse zugeordneten gespeicherten Einstellung vorzunehmen. Mittels eines Kamerasensors kann überprüft werden, ob eine Blendung des Fahrers mit der angepassten Scheinwerfereinstellung vorliegt und/oder ob eine ausreichende Ausleuchtung der Fahrbahn gewährleistet ist.
Besonders bevorzugt ist die Sensoreinheit zur Ermittlung des aktuellen Sichtverhältnisses ein Lidarsensors. Denkbar wäre auch die Verwendung eines Radar- oder Kamerasensors.
Besonders bevorzugt umfasst das Ermitteln des aktuellen Sichtverhältnisses mittels Lidarsensor die folgenden Schritte:

- Aussenden eines Sendesignals von dem Lidarsensor,
- Erfassen eines von einem Objekt zurückgestreuten Empfangssignals,
- Bestimmen der Entfernung zum Objekt anhand des Empfangssignals und
- Bestimmen der Sichtverhältnisse basierend auf der ermittelten Entfernung zum Objekt und/oder der Empfangssignalstärke des Empfangssignals.

Dieses Verfahren ist vorteilhaft, da auf diese Weise eine Sichtverhältnisbestimmung des abstandmessenden Systems bzw. der Sensoreinheit während des Betriebs ermittelt werden kann. Dadurch können auch abrupt ändernde Sichtverhältnisse durch die Sensoreinheit erkannt bzw. erfasst werden. Bei dem Verfahren werden ganz bewusst die Schwächen einer gattungsgemäßen Sensoreinheit bzw. eines Lidarsensors ausgenutzt, um bei widrigen (eingeschränkten) Sichtverhältnissen eine verwertbare (technikbasierte) Bewertung der Sichtverhältnisse zu erlangen. Die Lichtsignale bzw. Laserstrahlen werden z. B. bei Nebel und hoher Luftfeuchtigkeit / Gischt stark gedämpft, wodurch die Messreichweite eines Lidar-Systems entsprechend reduziert wird. Dieser Effekt tritt vor allem dadurch auf, dass die Lichtstrahlen z. B. an fein verteilten Wasserteilchen in der Luft reflektiert, gespiegelt oder diffus abgelenkt werden. Die im Empfänger resultierende reflektierende Empfangssignalstärke der elektromagnetischen Wellen ist dann dabei entsprechend abgeschwächt, z. B. gegenüber der Empfangssignalstärke ohne Beeinträchtigung bei uneingeschränkten Sichtverhältnissen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren können die ermittelten Messergebnisse anhand statistischer Auswertung überwacht werden, um eine (technikbasierte) Bewertung der Sichtverhältnisse zu ermitteln. Dadurch wird die Bestimmung der Sichtverhältnisse in besonderem Maße vereinfacht und die Betriebssicherheit erheblich verbessert. Zudem kann das Verfahren kostengünstig in neue Systeme implementiert und in bestehenden Systemen nachgerüstet werden.
Ein Objekt kann im Lichte dieser Erfindung beispielsweise ein vorausfahrendes Fahrzeug sein. Denkbar wären auch Objekte wie Randbebauungen, Leitplanken oder sonstige Fahrbahnbegrenzungen, welche mittels einer Sensoreinheit, insbesondere durch einen Lidarsensor erfasst werden können.
Weiter ist bevorzugt, dass ein Ausgangswert der Empfangssignalstärke festgelegt wird, welche das Empfangssignal bei einer definierbaren Entfernung zum Objekt aufweist. Bei eingeschränkten Sichtverhältnissen ist hierbei eine Verschiebung der Entfernung feststellbar, indem die festgelegte Empfangssignalstärke erst bei einer geringeren Entfernung vorliegt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Bestimmen der Sichtverhältnisse anhand eines Vergleichs zwischen dem Ausgangswert und der bei einer definierbaren Entfernung zum Objekt aktuell vorliegenden Empfangssignalstärke.
Bevorzugt wird zur Bestimmung der Sichtverhältnisse die Entfernung einer Erstdetektion verwendet, bei der das Objekt zum ersten Mal detektiert worden ist. Dadurch können die aktuellen Sichtverhältnisse in einfacher Weise festgestellt werden, indem die Erstdetektion als Konstante definiert wird, auf die sich die gemessene Entfernung bezieht, d. h. ein Parameter oder eine Eigenschaft verwendet wird, dessen/deren Wert sich in der Regel mit ändernden Sichtverhältnissen verändert (z. B. steigt oder sinkt).
In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Ausgangswert für die Entfernung der Erstdetektion festgelegt. In praktischer Weise wird der Ausgangswert für die Entfernung herstellerseitig oder bei der Erstinbetriebnahme ermittelt, d. h. zu einem Zeitpunkt an dem keine eingeschränkten Sichtverhältnisse vorliegen. Ferner können hierdurch herstellungsbedingte (Minimal-) Abweichungen der Sensoren ausgeglichen werden. Demgegenüber können auch für bestimmte Sensoren herstellerseitig Ausgangswerte vorgegeben werden. Der jeweilige Ausgangswert kann dann für die Sensoreinheit bzw. das abstandmessende System z. B. auf einem Speicher bereitgestellt werden.
Besonders bevorzugt erfolgt das Bestimmen der Sichtverhältnisse anhand eines Vergleichs zwischen dem Ausgangswert und der aktuell vorliegenden Entfernung der Erstdetektion. Aus dem Vergleich lässt sich dann ein Wert für die Abweichung berechnen. In Abhängigkeit von dieser Abweichung können dann die aktuellen Sichtverhältnisse festgestellt werden. Hierzu können im System Toleranzen und/oder Grenzwerte festgelegt werden, deren Unter- oder Überschreiten ein bestimmtes Sichtverhältnis anzeigen.
Eine hohe Empfangssignalstärke lässt somit auf eine schwache Einschränkung und eine niedrige Empfangssignalstärke lässt auf eine starke Einschränkung schließen. Ferner kann dadurch, je nach Empfangssignalstärke und/oder typische Entfernung zum detektierten Objekt auch zwischen Regen, Schnee, Gischt, Nässe, Nebel und dergleichen unterschieden und eingeteilt werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von zweckmäßigen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

1 ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung;
2 eine vereinfachte Prinzip-Darstellung eines typischen Fahrszenarios.

1 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung. In Schritt S1 werden aktuelle Sichtverhältnisse mittels einer Sensoreinheit ermittelt. In einem darauffolgenden Schritt S2 werden die Sichtverhältnisse zu Sichtverhältnisklassen anhand mindestens eines Parameters zugeordnet. In Schritt S3 wird der zumindest eine Scheinwerfer in Abhängigkeit der ermittelten Sichtverhältnisse gesteuert.
In 2 ist ein typisches Szenario mit zwei Fahrzeugen 1, 2 dargestellt, bei dem das erste Fahrzeug 1 dem zweiten Fahrzeug 2 folgt bzw. sich einem Objekt (in diesem Fall Fahrzeug 2) nähert. Anstelle des zweiten Fahrzeugs 2 könnte jedoch auch ein anderes, gegebenenfalls unbewegliches Objekt vorgesehen sein, wie z. B. ein Verkehrspfosten oder eine Leitplanke oder andere Randbebauungen bzw. Fahrbahnbegrenzungen. Im Fahrzeug 1 befindet sich ein abstandsmessendes System mit einer Sensoreinheit 1.1, mittels der z. B. der Abstand a zum Fahrzeug 2 ermittelbar ist. Die Messung erfolgt hierbei indem die Sensoreinheit 1.1 mittels einer Sendeeinheit ein Sendesignal 1.2 aussendet, welches vom Fahrzeug 2 reflektiert wird (in 2 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt). Das reflektierte Signal wird anschließend als Empfangssignal von einer Empfängereinheit der Sensoreinheit 1.1 empfangen. Eine zweite Empfängereinheit wird hierbei nicht benötigt. Eine Sensoreinheit 1.1 weist in der Regel eine Messgrenze auf, innerhalb der eine Erfassung eines Objektes bzw. eines Hindernisses erfolgen kann. Folglich ist die Erfassung des Objekts nur innerhalb eines definierten Abstandes bzw. einer definierten Entfernung zu dem Objekt möglich. Insbesondere kann die Sensoreinheit 1.1 einen Lidar (Light detecting and ranging)-Sensor umfassen. Beispielsweise kann die Sendeeinheit z. B. eine Laserdiode umfassen, mittels der ein Licht- bzw. Lasersignal sendbar ist. Alternativ oder zusätzlich können jedoch auch andere aus dem Stand der Technik bekannte Sensoren (Radar, Kamera) vorgesehen sein.
Bezugszeichenliste

1: erstes Fahrzeug
1.1: Sensoreinheit
1.2: Sendesignal
2: zweites Fahrzeug
a: Entfernung
S1-S3: Verfahrensschritte

Claims

Verfahren zur automatischen Steuerung zumindest eines Scheinwerfers, insbesondere eines Frontscheinwerfers eines Fahrzeugs (1), mit den folgenden Schritten: - Ermitteln (S1) aktueller Sichtverhältnisse mittels einer Sensoreinheit (1.1), - Zuordnen (S2) der Sichtverhältnisse zu Sichtverhältnisklassen anhand mindestens eines Parameters, - Steuern (S3) des zumindest einen Scheinwerfers in Abhängigkeit der ermittelten Sichtverhältnisse.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Steuerung des zumindest einen Scheinwerfers die Lichtintensität und/oder die Leuchtweite und/oder die Lichtverteilung geregelt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Sichtverhältnisklasse zumindest eine bevorzugte Lichtintensität und/oder Leuchtweite und/oder Lichtverteilung zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (1.1) zur Ermittlung des aktuellen Sichtverhältnisses ein Lidarsensors ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln des aktuellen Sichtverhältnisses mittels Lidarsensor die folgenden Schritte umfasst: - Aussenden eines Sendesignals (1.2) von dem Lidarsensor (1.1), - Erfassen eines von einem Objekt zurückgestreuten Empfangssignals, - Bestimmen der Entfernung (a) zum Objekt anhand des Empfangssignals und - Bestimmen der Sichtverhältnisse basierend auf der ermittelten Entfernung (a) zum Objekt und/oder einer Empfangssignalstärke des Empfangssignals.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgangswert der Empfangssignalstärke festgelegt wird, welche das Empfangssignal bei einer definierbaren Entfernung zum Objekt aufweist.
Verfahren nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen der Sichtverhältnisse anhand eines Vergleichs zwischen dem Ausgangswert und der bei einer definierbaren Entfernung zum Objekt aktuell vorliegenden Empfangssignalstärke erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Sichtverhältnisse die Entfernung (a) einer Erstdetektion verwendet wird, bei der das Objekt zum ersten Mal detektiert worden ist.
Verfahren nach Anspruch 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgangswert für die Entfernung der Erstdetektion festgelegt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 5, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen der Sichtverhältnisse anhand eines Vergleichs zwischen dem Ausgangswert und der aktuell vorliegenden Entfernung der Erstdetektion erfolgt.