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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Diagnoseverfahren für eine Projektionseinrichtung eines Matrixscheinwerfers. Die Erfindung betrifft außerdem einen Matrixscheinwerfer für ein Fahrzeug, der mit wenigstens einer Projektionseinrichtung ausgestattet ist.
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Bei modernen Fahrzeugen, vorzugsweise bei modernen Straßenfahrzeugen, kommen vermehrt Matrixscheinwerfer zum Einsatz, um das Sichtfeld des Fahrzeugführers (männlich, weiblich, divers) auszuleuchten. Ein Matrixscheinwerfer arbeitet dabei mit wenigstens einer Projektionseinrichtung, die eine Vielzahl individuell ansteuerbarer lichtemittierender Elemente aufweist. Im Betrieb der Projektionseinrichtung erzeugen diese lichtemittierenden Elemente jeweils ein Pixel in einem Projektionsbild der Projektionseinrichtung. Dieses Projektionsbild dient zum Ausleuchten des Sichtfelds. Die lichtemittierenden Elemente sind dabei zweckmäßig nach Art einer Matrix, also tabellenartig in Zeilen und Spalten angeordnet. Die lichtemittierenden Elemente, bei denen es sich üblicherweise um lichtemittierende Dioden, kurz LEDs, handelt, die auch als Mikro-LEDs oder Laser-LEDs konfiguriert sein können. Die lichtemittierenden Elemente lassen sich individuell einschalten und ausschalten und bei besonders modernen Matrixscheinwerfern auch individuell dimmen. Die individuelle Ansteuerung ermöglicht auch eine individuelle Diagnose der lichtemittierenden Elemente.
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Mit Hilfe derartige Matrixscheinwerfer lässt sich das Sichtfeld des Fahrzeugführers besonders hell und weit ausleuchten, was die Sicherheit für den Fahrzeugführer erhöht. Da sich die lichtemittierenden Elemente der jeweiligen Projektionseinrichtung individuell ansteuern lassen, ist es außerdem möglich, das Projektionsbild dynamisch an sich ändernde Randbedingungen anzupassen. Beispielsweise kann besonders einfach eine Kurvenlichtfunktion realisiert werden. In Verbindung mit Kameras und dergleichen lässt sich außerdem das Projektionsbild so gestalten, dass für andere Verkehrsteilnehmer, insbesondere für entgegenkommende Fahrzeuge, eine Blendwirkung vermieden oder zumindest reduziert werden kann.
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Um eine ordnungsgemäße Funktion des Matrixscheinwerfers gewährleisten zu können, muss die jeweilige Projektionseinrichtung bzw. müssen die lichtemittierenden Elemente diagnostiziert werden, um fehlerhafte lichtemittierende Elemente identifizieren zu können. Fehlerhafte lichtemittierende Elemente lassen sich beispielsweise nicht mehr wunschgemäß aktivieren und/oder deaktivieren.
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Bei modernen Matrixscheinwerfern können Projektionseinrichtungen mit mehreren tausend lichtemittierenden Elementen zum Einsatz kommen. Mit der Anzahl an lichtemittierenden Elementen nimmt auch die Wahrscheinlichkeit zu, dass innerhalb einer Projektionseinrichtung fehlerhafte lichtemittierende Elemente und somit fehlerhafte Pixel auftreten. Fehlerhafte Pixel können die Qualität der Ausleuchtung des Sichtfelds beeinträchtigen. Der Austausch einer Projektionseinrichtung, die fehlerhafte lichtemittierende Elemente aufweist, ist vergleichsweise teuer.
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Aus der
US 2020/0309683 A1 ist eine Fehlererkennung für Rückleuchten mit lichtemittierenden Elementen auf OLED-Basis bekannt, wobei OLED für organische LED, also für organische lichtemittierende Diode steht.
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Aus der
DE 10 2018 101 686 B3 ist die Diagnose der Pixel bekannt, wobei Diagnose zum Auffinden fehlerhafte Pixel genutzt wird und hier auf Normen verweist. Dazu werden zur Diagnose der Pixel die Muster erzeugt, welche eine vorgebbare Struktur enthalten und so eine Diagnose vereinfachen.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Diagnoseverfahren bzw. für einen Matrixscheinwerfer einen Weg aufzuzeigen, der eine hohe Qualität für die Ausleuchtung des Sichtfelds gewährleistet und dabei die Verfügbarkeit und/oder Zuverlässigkeit der Matrixscheinwerfer verbessert.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die fehlerhaften lichtemittierenden Elemente und die zugehörigen fehlerhaften Pixel innerhalb des Projektionsbildes zu identifizieren und zu klassifizieren, um anhand der Klassifizierung den aktuellen Status der jeweiligen Projektionseinrichtung zu erkennen bzw. zu beurteilen. Die Erfindung nutzt dabei die Erkenntnis, dass nicht jeder Pixelfehler dazu führt, dass die gesamte Projektionseinrichtung fehlerhaft ist und ausgetauscht werden muss. Vielmehr hat sich gezeigt, dass durchaus Pixelfehler auftreten können, die das Projektionsbild nicht oder nur marginal beeinträchtigen und sich insbesondere nicht auf das Sichtfeld des Fahrzeugführers auswirken. Im vorliegenden Zusammenhang wird der Begriff „Pixelfehler“ sowohl für fehlerhafte lichtemittierende Elemente der Projektionseinrichtung, also die Ursache, als auch für die zugehörigen fehlerhaften Pixel des Projektionsbildes, also die Wirkung, verwendet. Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag, bei Pixelfehlern zwischen tolerierbaren Pixelfehlern und nicht mehr tolerierbaren Pixelfehlern zu unterscheiden, können Projektionseinrichtungen bzw. die damit ausgestatteten Matrixscheinwerfer deutlich länger ordnungsgemäß betrieben werden. Somit stehen letztlich mehr ordnungsgemäß betreibbare Matrixscheinwerfer zur Verfügung, da ein ordnungsgemäßer Betrieb bei tolerierbaren Pixelfehlern möglich ist. Die jeweilige Projektionseinrichtung kann auch mit tolerierbaren Pixelfehlern ein qualitativ hochwertiges Projektionsbild zum Ausleuchten des Sichtfelds erzeugen. Insbesondere kann ein unnötiger, kostenintensiver Austausch eines Matrixscheinwerfers, bei dessen Projektionseinrichtung weniger wichtige lichtemittierende Elemente defekt sind, vermieden werden. Das hier vorgestellte Diagnoseverfahren kann grundsätzlich während der Produktion der Projektionseinrichtungen bzw. der Matrixscheinwerfer durchgeführt werden. Besonders vorteilhaft lässt sich das Diagnoseverfahren auch im eingebauten Zustand der Matrixscheinwerfer am Fahrzeug durchführen, sogenannte On-Board-Diagnose. Zweckmäßig wird dieses Diagnoseverfahren bei jedem Start des jeweiligen Matrixscheinwerfers durchgeführt. Ebenso ist denkbar, das Diagnoseverfahren permanent bzw. periodisch während des Betriebs des jeweiligen Matrixscheinwerfers durchzuführen.
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Das Projektionsbild kann vereinfacht als Rechteck betrachtet werden, wodurch es in der Blickrichtung des Fahrzeugführers einen oberen Rand, einen unteren Rand, einen linken Rand und einen rechten Rand besitzt. Es ist klar, dass das tatsächliche Projektionsbild keine geradlinige Außenkontur besitzt, was einerseits an der angestrahlten Umgebung liegt und andererseits auch gezielt durch eine entsprechende Optik des Matrixscheinwerfers herbeigeführt werden kann. Die matrixartige Zuordnung der lichtemittierenden Elemente zu den Pixeln innerhalb des Projektionsbilds bleibt dabei jedoch erhalten.
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Im Einzelnen wird beim hier vorgestellten Diagnoseverfahren das Projektionsbild in mehrere Teilbereiche unterteilt, denen jeweils mehrere Pixel und somit mehrere lichtemittierende Elemente zugeordnet sind. Ferner werden die einzelnen Teilbereiche jeweils für sich einer Diagnose unterzogen. Im Rahmen der Diagnose der Teilbereiche werden im jeweiligen Teilbereich alle lichtemittierenden Elemente, die dem Teilbereich zugeordnete Pixel erzeugen, individuell diagnostiziert. Mit anderen Worten, jedes einzelne lichtemittierende Element des jeweiligen Teilbereichs wird dahingehend überprüft, ob es fehlerhaft ist oder nicht, wobei ein fehlerhaftes lichtemittierendes Element einem fehlerhaften Pixel entspricht und umgekehrt. Ferner wird in jedem Teilbereich eine Pixelfehleranzahl ermittelt, die der Anzahl aller fehlerhaften Pixel des jeweiligen Teilbereichs entspricht. Zusätzlich oder alternativ kann in jedem Teilbereich überprüft werden, ob fehlerhafte Pixel einen Pixelfehler-Cluster bilden. Ein derartiger Pixelfehler-Cluster charakterisiert sich dadurch, dass in einem solchen Pixelfehler-Cluster fehlerhafte Pixel unmittelbar aneinandergrenzen und/oder im Nahbereich anderer fehlerhafter Pixel liegen. Innerhalb eines solchen Pixelfehler-Clusters können demnach fehlerhafte Pixel durch wenigstens einen fehlerfreien Pixel, insbesondere in einer Zeile und/oder in einer Spalte der Matrix, voneinander beabstandet sein. Der Nahbereich kann beispielsweise in der Vertikalrichtung oder Spaltenrichtung und/oder in der Horizontalrichtung oder Zeilenrichtung maximal 1 % der Pixelanzahl aufweisen, die das Projektionsbild in der Vertikalrichtung bzw. in der Horizontalrichtung innerhalb einer Zeile bzw. Spalte insgesamt besitzt. Ist die Auflösung des Projektionsbilds beispielsweise 500 x 1000 Pixel, gelten fehlerhafte Pixel, die in der Vertikalrichtung maximal fünf und in der Horizontalrichtung maximal zehn fehlerfreie Pixel voneinander beabstandet sind, zu einem Pixelfehler-Cluster.
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Im Falle eines oder mehrerer Pixelfehler-Cluster wird die zugehörige Cluster-Pixelanzahl ermittelt, die der Anzahl aller fehlerhaften Pixel des jeweiligen Pixelfehler-Clusters entspricht. Der jeweilige Teilbereich wird dann als fehlerhaft diagnostiziert, wenn die Pixelfehleranzahl einen vorbestimmten Pixelfehlergrenzwert übersteigt und/oder wenn die Cluster-Pixelanzahl einen vorbestimmten Cluster-Pixelgrenzwert übersteigt. Für einen fehlerhaften Teilbereich reicht es damit aus, wenn entweder der Pixelfehlergrenzwert oder der Cluster-Pixelgrenzwert überschritten wird. Die zugehörige Projektionseinrichtung wird dann als fehlerhaft diagnostiziert, wenn zumindest einer der Teilbereiche als fehlerhaft diagnostiziert wird.
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Die Erfindung führt demnach zusätzlich zu einer Klassifizierung der Pixelfehler außerdem eine Untergliederung des Projektionsbilds in mehrere Teilbereiche durch, die separat für sich diagnostiziert werden, um über die Güte der jeweiligen Projektionseinrichtung eine belastbare Aussage treffen zu können. Bemerkenswert ist dabei, dass sich die Teilbereiche hinsichtlich Größe und/oder Position innerhalb des Projektionsbilds voneinander unterscheiden können.
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Für die verschiedenen Teilbereiche werden demnach zwei Gütekriterien bereitgestellt, nämlich die Pixelfehleranzahl und die Cluster-Pixelanzahl, die alternativ oder bevorzugt kumulativ berücksichtigt werden. Denkbar ist, dass in wenigstens einem Teilbereich, z.B. in einem Hintergrundbereich, nur die Pixelfehleranzahl als Gütekriterium berücksichtigt wird, während in wenigsten einem anderen Teilbereich, z.B. in einem oberen und unteren Horizontalbereich, nur die Cluster-Pixelanzahl als Gütekriterium berücksichtigt wird. Ebenso ist denkbar, dass in wenigsten einem weiteren Teilbereich, z.B. in einem Zentralbereich, beide Gütekriterien berücksichtigt werden. Ferner kann als Option vorgesehen sein, dass innerhalb des Diagnoseverfahrens der jeweilige Teilbereich erst dann als fehlerhaft identifiziert wird, wenn sowohl der Pixelfehlergrenzwert als auch der Cluster-Pixelgrenzwert überschritten werden. Damit können Teilbereiche, in denen nur der Pixelfehlergrenzwert oder nur der Cluster-Pixelgrenzwert überschritten wird, noch als ordnungsgemäß toleriert werden. Eine weitere Ausführungsform schlägt vor, dass die beiden Gütekriterien auswählbar sind, so dass z.B. bei einem Fahrzeug mit mehreren Projektionseinrichtungen diese unterschiedlich diagnostiziert werden können.
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Eine andere vorteilhafte Ausführungsform schlägt vor, dass ein fehlerhaftes lichtemittierendes Element erst dann als fehlerhafter Pixel identifiziert wird, wenn der zugehörige Pixel nicht durch eine Überhellung wenigstens eines zum fehlerhaften lichtemittierenden Element benachbarten lichtemittierenden Elements kaschiert werden kann. Falls eine solche Überhellung zum Kaschieren des zum fehlerhaften lichtemittierenden Element zugehörigen Pixels möglich ist, steuert die Projektionseinrichtung bzw. eine Scheinwerfersteuereinrichtung das wenigstens eine benachbarte lichtemittierende Element, vorzugsweise mehrere benachbarte lichtemittierende Elemente, mit einer entsprechend erhöhten Lichtleistung an. Ob eine solche Kaschierung möglich ist, hängt z.B. von der Position des jeweiligen lichtemittierenden Elements bzw. von der Position des zugehörigen Pixels im Projektionsbild und von der Verfügbarkeit der benachbarten lichtemittierenden Elemente ab.
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Besonders vorteilhaft ist dabei eine Ausführungsform, bei der bei allen Teilbereichen oder zumindest bei zwei Teilbereichen die Pixelfehlergrenzwerte und/oder die Cluster-Pixelgrenzwerte unterschiedlich sind. Beispielsweise können in einem Teilbereich, der einem Randbereich des Sichtfeldes zugeordnet ist, größere Pixelfehlergrenzwerte und auch größere Cluster-Pixelgrenzwerte toleriert werden als in einem zentralen Bereich des Sichtfelds. Durch die unterschiedlichen Grenzwerte für die Pixelfehleranzahl und die Cluster-Pixelanzahl lassen sich die Pixelfehler innerhalb der unterschiedlichen Teilbereiche unterschiedlich gewichten, wodurch quasi eine Klassifizierung der Pixelfehler erreicht wird. Insbesondere lassen sich dadurch Pixelfehler, die sich nicht oder nur sehr gering auf die Qualität des Sichtbereichs auswirken, leichter erkennen und tolerieren.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass sich wenigstens zwei Teilbereiche im Projektionsbild überlappen und so einen Überlappungsbereich bilden. Die dem Überlappungsbereich zugeordneten Pixel und die zugehörigen lichtemittierenden Elemente sind dann jedem der wenigstens zwei sich überlappenden Teilbereiche zugeordnet. Mit anderen Worten, die individuell diagnostizierten lichtemittierenden Elemente bzw. die zugehörigen Pixel werden nicht nur für die Diagnose eines einzelnen Teilbereichs herangezogen, sondern können bei sich überlappenden Teilbereichen zur Diagnose von zwei oder mehr Teilbereichen herangezogen werden. Auch diese Maßnahme erhöht die Zuverlässigkeit der letztlich für die Projektionseinrichtung erzielbaren Diagnose.
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Zweckmäßig kann zumindest ein Teilbereich als Hintergrundteilbereich konfiguriert sein, in dem alle anderen Teilbereiche liegen. Beispielsweise kann sich dieser Hintergrundteilbereich von mindestens 80 % bis 100 % des Projektionsbilds erstrecken. Diesem Hintergrundbereich sind dann 80 % bis 100 % der Pixel und somit der lichtemittierenden Elemente zugeordnet. Mit Hilfe des Hintergrundbereichs kann beispielsweise eine globale Einschätzung der Qualität des Projektionsbilds durchgeführt werden.
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Zusätzlich oder alternativ kann zumindest ein Teilbereich als Zentralbereich konfiguriert sein, der innerhalb des Projektionsbilds so angeordnet ist, dass er von einem oberen Rand des Projektionsbilds, von einem unteren Rand des Projektionsbilds, von einem linken Rand des Projektionsbilds und von einem rechten Rand des Projektionsbilds einen mehreren Pixel enthaltenen Abstand aufweist. Insbesondere kann sich dieser Zentralbereich in einem Bereich von 10 % bis 25 % des Projektionsbilds erstrecken, so dass dem Zentralbereich ein Anteil von 10 % bis 25 % der Pixel und somit der lichtemittierenden Elemente zugeordnet ist. Dieser Zentralbereich repräsentiert auch den Kern des Sichtfelds und ist dementsprechend von besonderer Bedeutung. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass in diesem Zentralbereich nur vergleichsweise geringe Grenzwerte für die Pixelfehleranzahl und für die Cluster-Pixelanzahl toleriert werden.
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Zusätzlich oder alternativ kann zumindest ein Teilbereich als oberer Horizontalbereich konfiguriert sein, der sich in einem oberen Bereich des Projektionsbilds horizontal über wenigstens 75 % einer Breite des Projektionsbilds erstreckt. Im Sichtfeld des Fahrzeugführers repräsentiert der obere Horizontalbereich einen Fernsichtbereich, in dem sich Pixelfehler anders auswirken als in einem Nahbereich des Sichtfelds.
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Zusätzlich oder alternativ kann zumindest ein Teilbereich als unterer Horizontalbereich konfiguriert sein, der sich in einem unteren Bereich des Projektionsbilds horizontal über mindestens 75 % einer Breite des Projektionsbilds erstreckt. Dieser untere Horizontalbereich kann im Sichtfeld des Fahrzeugführers insbesondere einen Nahbereich repräsentieren, in dem sich Pixelfehler anders auswirken als in einem Fernbereich.
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Durch die unterschiedlichen Teilbereiche und die innerhalb der unterschiedlichen Teilbereiche unterschiedlichen Grenzwerte für die Pixelfehleranzahl und die Cluster-Pixelanzahl lassen sich die Pixelfehler innerhalb des Projektionsbilds gewichten, was eine zuverlässige Diagnose der Projektionseinrichtung ermöglicht.
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Zusätzlich oder alternativ kann außerdem vorgesehen sein, dass bei allen Teilbereichen oder zumindest bei zwei Teilbereichen der Nahbereich, der für die Erkennung eines Pixelfehler-Clusters herangezogen wird, unterschiedlich groß gewählt ist.
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Besonders vorteilhaft ist eine Kombination der vorstehenden Ausführungsformen, bei welcher der obere Horizontalbereich und der untere Horizontalbereich vollständig innerhalb des Hintergrundbereichs liegen und sich dabei nicht gegenseitig überlappen. Des Weiteren kann der Zentralbereich vollständig innerhalb des Hintergrundbereichs liegen und sowohl den oberen Horizontalbereich als auch den unteren Horizontalbereich überlappen. Hierdurch lässt sich eine Gewichtung der Pixelfehler realisieren, die eine zuverlässige Bewertung des Zustands der zugehörigen Projektionseinrichtung ermöglicht.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann außerdem vorgesehen sein, dass das Projektionsbild einen Randbereich aufweist, dem Pixel zugeordnet sind, die keinem der Teilbereiche zugeordnet sind. Beispielsweise kann in diesem Fall der Hintergrundbereich kleiner gewählt sein als das Projektionsbild und vom Rand nach oben, unten, links und rechts durch eine kleinere Pixelanzahl als der Zentralbereich beabstandet sein. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die dem Randbereich zugeordneten Pixel nicht diagnostiziert werden. Diese Ausführungsform beruht auf der Erkenntnis, dass die Pixel und somit auch die zugehörigen lichtemittierenden Elemente des Randbereichs für die Qualität des Sichtfelds quasi irrelevant sind.
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Ein erfindungsgemäßer Matrixscheinwerfer, der insbesondere für eine Verwendung in einem Fahrzeug, vorzugsweise in einem Straßenfahrzeug, vorgesehen ist, weist zumindest eine Projektionseinrichtung auf, die ihrerseits eine Vielzahl individuell diagnostizierbarer lichtemittierender Elemente aufweist, wobei diese lichtemittierenden Elemente im Betrieb der Projektionseinrichtung jeweils ein Pixel in einem Projektionsbild der Projektionseinrichtung erzeugen. Der Matrixscheinwerfer ist außerdem mit einer Scheinwerfersteuereinrichtung zum Ansteuern der jeweiligen Projektionseinrichtung ausgestattet. Insbesondere lassen sich mit Hilfe der Scheinwerfersteuereinrichtung die lichtemittierenden Elemente individuell ansteuern, also vorzugsweise aktivieren und deaktivieren und insbesondere dimmen, sowie diagnostizieren. Die Scheinwerfersteuereinrichtung ist nun erfindungsgemäß so konfiguriert, also so ausgestaltet und/oder programmiert, dass sie ein Diagnoseverfahren der vorstehend beschriebenen Art durchführt, beispielsweise beim Einschalten des Matrixscheinwerfers und/oder während des Betriebs des Matrixscheinwerfers. Sofern die Diagnose der jeweiligen Projektionseinrichtung ergibt, dass die Projektionseinrichtung fehlerhaft ist, wird ein entsprechendes Fehlersignal generiert und kann insbesondere dem Fahrzeugführer entsprechend signalisiert werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Matrixscheinwerfer zwei Projektionseinrichtungen aufweisen. Die Scheinwerfersteuereinrichtung kann dann so konfiguriert sein, dass sie für beide Projektionseinrichtungen das Diagnoseverfahren individuell durchführt.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Vorstehend genannte und nachfolgend noch zu nennende Bestandteile einer übergeordneten Einheit, wie z.B. einer Einrichtung, einer Vorrichtung oder einer Anordnung, die separat bezeichnet sind, können separate Bauteile bzw. Komponenten dieser Einheit bilden oder integrale Bereiche bzw. Abschnitte dieser Einheit sein, auch wenn dies in der Zeichnung anders dargestellt ist.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Die einzige 1 zeigt eine stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung eines Matrixscheinwerfers.
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Entsprechend 1 umfasst ein Matrixscheinwerfer 1 zumindest eine Projektionseinrichtung 2 und eine Scheinwerfersteuereinrichtung 3. Der Matrixscheinwerfer 1 kann in einem hier nicht gezeigten Fahrzeug verbaut sein. Das Fahrzeug kann zweckmäßig zwei derartige Matrixscheinwerfer 1 aufweisen. Die Projektionseinrichtung 2 erzeugt im Betrieb ein in 1 vereinfacht als Rechteck wiedergegebenes Projektionsbild 4, das aus einer Vielzahl von Pixeln 5 besteht. Hierzu weist die Projektionseinrichtung 2 eine Vielzahl lichtemittierender Elemente auf, die hier jedoch nicht dargestellt sind. Jedes lichtemittierende Element erzeugt einen Pixel 5 im Projektionsbild 4. Die lichtemittierenden Elemente erzeugen hierzu Lichtstrahlen 6, von denen in 1 rein symbolisch die zu den vier Ecken des rechteckigen Projektionsbilds 4 führenden Lichtstrahlen 6 angedeutet sind. In der hier wiedergegebenen vereinfachten Darstellung sind die Pixel 5 im Projektionsbild 4 als Matrix angeordnet, also in horizontalen Zeilen und in vertikalen Spalten. Die Matrix der Pixel 5 des Projektionsbilds 4 korreliert mit der matrixartigen Anordnung der lichtemittierenden Elemente innerhalb der Projektionseinrichtung 2. Es ist klar, dass der Matrixscheinwerfer 1 außerdem eine der Projektionseinrichtung 2 zugeordnete Optik aufweisen kann. Insbesondere durch diese Optik können die tatsächliche Außenkontur des Projektionsbilds 4 und die tatsächliche Anordnung der Pixel 5 im Projektionsbild 5 deutlich von der hier gezeigten vereinfachten Darstellung abweichen. Insbesondere können sich auch Pixel 5 im Projektionsbild 4 gegenseitig überlagern. Die Scheinwerfersteuereinrichtung 3 ist mit der jeweiligen Projektionseinrichtung 2 gekoppelt und dient zum Ansteuern der jeweiligen Projektionseinrichtung 2. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Matrixscheinwerfer 1 auch zwei Projektionseinrichtungen 2 aufweisen. Die Scheinwerfersteuereinrichtung 3 kann dann zum Ansteuern beider Projektionseinrichtungen 2 dienen.
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Die Scheinwerfersteuereinrichtung 3 ist nun zur Durchführung eines Diagnoseverfahrens ausgestaltet, das nachfolgend näher erläutert wird. Das Diagnoseverfahren kann dabei beim Einschalten des Matrixscheinwerfers 1 durchgeführt werden. Ebenso ist denkbar, dass die Scheinwerfersteuereinrichtung 3 das Diagnoseverfahren zusätzlich oder alternativ während des Betriebs des Matrixscheinwerfers 1 permanent oder zyklisch durchführt.
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Im Rahmen des Diagnoseverfahrens erfolgt zunächst eine Unterteilung des Projektionsbilds 4 in mehrere Teilbereiche 7, 8, 9 und 10. Im Beispiel der 1 ist ohne Beschränkung der Allgemeinheit eine bevorzugte Ausführungsform wiedergegeben, bei der das Projektionsbild 4 in vier Teilbereiche 7, 8, 9, 10 unterteilt wird. In jedem Teilbereich 7, 8, 9, 10 sind jeweils mehrere der Pixel 5 des Projektionsbilds 4 zugeordnet.
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Die Diagnose der jeweiligen Projektionseinrichtung 2 beinhaltet eine separate Diagnose der einzelnen Teilbereiche 7, 8, 9, 10, und zwar jeweils für sich. Für die Diagnose eines einzelnen Teilbereichs 7, 8, 9, 10 werden alle lichtemittierenden Elemente, die dem jeweiligen Teilbereich 7, 8, 9, 10 zugeordnete Pixel 5 erzeugen, individuell diagnostiziert. Bei dieser Diagnose repräsentiert jedes lichtemittierende Element einen Pixel 5 und umgekehrt. Fehlerhafte bzw. fehlerfreie Pixel 5 entsprechen fehlerhaften bzw. fehlerfreien lichtemittierenden Elementen und umgekehrt. Die Diagnose der einzelnen Pixel 5 führt für jeden Pixel 5 zu dem Ergebnis, ob der jeweilige Pixel in Ordnung, also fehlerfrei ist oder fehlerhaft ist und dementsprechend nicht oder nicht ordnungsgemäß funktioniert. Im Projektionsbild 4 der 1 sind rein exemplarisch mehrere fehlerhafte Pixel 5' durch schwarz gefärbte Felder innerhalb des Projektionsbilds 4 repräsentiert. Die Steuereinrichtung kennt nach Überprüfung des jeweiligen Teilbereichs 7, 8, 9, 10 für jeden Pixel 5 des jeweiligen Teilbereichs 7, 8, 9, 10 den Zustand „fehlerfrei“ oder „fehlerhaft“. Sofern fehlerhafte Pixel 5' ermittelt werden, kennt die Scheinwerfersteuereinrichtung 3 auch die Position der fehlerhaften Pixel innerhalb des jeweiligen Teilbereichs 7, 8, 9, 10. Die Scheinwerfersteuereinrichtung 3 ermittelt dann für jeden Teilbereich 7, 8, 9, 10 eine Pixelfehleranzahl, die der Anzahl aller fehlerhaften Pixel 5' innerhalb des jeweiligen Teilbereichs 7, 8, 9, 10 entspricht. Dabei entspricht jeder fehlerhafte Pixel 5' einem fehlerhaften lichtemittierenden Element der Projektionseinrichtung 2.
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Des Weiteren überprüft die Scheinwerfersteuereinrichtung 3 für jeden Teilbereich 7, 8, 9, 10, ob die fehlerhaften Pixel 5' einen Pixelfehler-Cluster 11 bilden. Ein derartiger Pixelfehler-Cluster 11 entsteht dann, wenn mehrere fehlerhafte Pixel 5' unmittelbar aneinandergrenzen. Ebenso kann vorgesehen sein, dass ein Pixelfehler-Cluster 11 auch dann vorliegt, wenn mehrere fehlerhafte Pixel 5' im Nahbereich anderer fehlerhafter Pixel 5' liegen. Dieser Nahbereich ist durch einen Abstand zwischen benachbarten fehlerhaften Pixel 5' definiert, der in fehlerfreien Pixeln 5 gemessen ist. Beispielsweise beträgt dieser Abstand maximal 1 % der Pixel, die das Projektionsbild 4 in der jeweiligen Abstandsrichtung aufweist. Da das Projektionsbild 4 matrixartig aufgebaut ist, ergeben sich eine Horizontalrichtung H und eine Vertikalrichtung V, die in 1 jeweils durch Doppelpfeile angedeutet sind. Beispielsweise können innerhalb eines Pixelfehler-Clusters 11 fehlerhafte Pixel 5' in der Vertikalrichtung V und in der Horizontalrichtung H über wenigstens ein fehlerfreies Pixel 5 voneinander beabstandet sein.
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Sofern die Scheinwerfersteuereinrichtung 3 einen oder mehreren Pixelfehler-Cluster 11 identifiziert, ermittelt sie außerdem die zugehörige Cluster-Pixelanzahl, die der Anzahl aller fehlerhaften Pixel 5' innerhalb des jeweiligen Pixelfehler-Clusters 11 entspricht. Im Beispiel der 1 besitzt die Cluster-Pixelanzahl des rechts oben gezeigten Pixelfehler-Clusters 11 den Wert 3 (drei), während die Cluster-Pixelanzahl des in 1 links unten dargestellten Pixelfehler-Clusters 11 den Wert 6 (sechs) besitzt. Der rechts oben gezeigte Pixelfehler-Cluster 11 enthält somit drei fehlerhafte Pixel 5', während der links unten gezeigte Pixelfehler-Cluster sechs fehlerhafte Pixel 5' enthält.
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Die Scheinwerfersteuereinrichtung 3 identifiziert bzw. diagnostiziert den jeweiligen Teilbereich 7, 8, 9, 10 als fehlerhaft, wenn die Pixelfehleranzahl einen vorbestimmten Pixelfehlergrenzwert übersteigt. Der jeweilige Teilbereich 7, 8, 9, 10 wird zusätzlich oder alternativ auch dann als fehlerhaft diagnostiziert, wenn die Cluster-Pixelanzahl einen vorbestimmten Cluster-Pixelgrenzwert übersteigt. Die gesamte Projektionseinrichtung 2 wird von der Scheinwerfersteuereinrichtung 3 dann als fehlerhaft diagnostiziert, wenn zumindest ein Teilbereich 7, 8, 9, 10 als fehlerhaft diagnostiziert wird.
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Das Projektionsbild 4 repräsentiert die Ausleuchtung eines Sichtfelds für einen Fahrzeugführer des jeweiligen Fahrzeugs. Abhängig vom Ort der Pixelfehler 5' erfolgt eine gewichtete Diagnose, so dass sich Pixelfehler 5 in einem wichtigen Bereich des Sichtfelds stärker auswirken als in einem unwichtigen Bereich. Dementsprechend kann vorgesehen sein, dass bei zumindest zwei Teilbereichen 7, 8, 9, 10, vorzugsweise jedoch bei allen Teilbereichen 7, 8, 9, 10 die Pixelfehlergrenzwerte und/oder die Cluster-Pixelgrenzwerte unterschiedlich gewählt bzw. vorgegeben sind. Darüber hinaus kann außerdem vorgesehen sein, dass bei zumindest zwei Teilbereichen 7, 8, 9, 10, vorzugsweise bei allen Teilbereichen 7, 8, 9, 10 der Nahbereich eines Pixelfehler-Clusters 11 eine unterschiedliche Anzahl an fehlerfreien Pixeln 5 zwischen benachbarten fehlerhaften Pixeln 5' zulässt, um diese noch demselben Pixelfehler-Cluster 11 zuordnen zu können. Dabei ist insbesondere auch denkbar, dass zumindest in einem Teilbereich 7, 8, 9, 10 der Nahbereich keinen fehlerfreien Pixel 5 toleriert, so dass dort nur unmittelbar aneinandergrenzende fehlerhafte Pixel 5' zum jeweiligen Pixelfehler-Cluster 11 zählen.
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Die hier exemplarisch und auch bevorzugt gezeigten vier Teilbereiche 7, 8, 9, 10 können im Folgenden auch als erster Teilbereich 7, zweiter Teilbereich 8, dritter Teilbereich 9 und vierter Teilbereich 10 bezeichnet werden. Zumindest zwei Teilbereiche 7, 8, 9, 10 können sich im Projektionsbild 4 überlappen und dadurch einen Überlappungsbereich bilden. Die diesem Überlappungsbereich zugeordneten Pixel 5 bzw. die zugehörigen lichtemittierenden Elemente sind dann auch den sich überlappenden Teilbereichen 7, 8, 9, 10 zugeordnet. Im Beispiel der 1 überlappen der zweite Teilbereich 8, der dritte Teilbereich 9 und der vierte Teilbereich 10 jeweils den ersten Teilbereich 7. Darüber hinaus überlappt der vierte Teilbereich 10 den zweiten Teilbereich 8 und den dritten Teilbereich 9.
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Im Beispiel der 1 ist der erste Teilbereich 7 als Hintergrundteilbereich konfiguriert, der im Folgenden ebenfalls mit dem Bezugszeichen 7 bezeichnet wird. Im Hintergrundteilbereich 7 liegen alle anderen Teilbereiche, also hier der zweite Teilbereich 8, der dritte Teilbereich 9 und der vierte Teilbereich 10. Der Hintergrundteilbereich 7 erstreckt sich über mindestens 80 % des Projektionsbilds 4. Grundsätzlich kann sich der Hintergrundteilbereich 7 über 100 %, also über das gesamte Projektionsbild 4 erstrecken. Im Beispiel der 1 ist jedoch eine andere Ausführungsform gezeigt, bei der sich der Hintergrundteilbereich 7 innerhalb des Projektionsbilds 4 beabstandet von einem Außenrand 12 des Projektionsbilds 4 angeordnet ist, der das Projektionsbild 4 umlaufend nach außen begrenzt. Dieser Außenrand 12 unterteilt sich gemäß der Matrix der Projektionseinrichtung 2 am Projektionsbild 4 in einen oberen Rand 13 des Projektionsbilds 4, einen unteren Rand 14 des Projektionsbilds 4, einen linken Rand 15 des Projektionsbilds und einen rechten Rand 16 des Projektionsbilds 4, jeweils bezogen auf das Sichtfeld des Fahrzeugführers.
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Im Beispiel der 1 ist der vierte Teilbereich 10 als Zentralbereich konfiguriert, der im Folgenden auch mit dem Bezugszeichen 4 bezeichnet wird. Dieser Zentralbereich 10 ist ebenfalls innerhalb des Projektionsbilds 4 und außerdem innerhalb des Hintergrundteilbereichs 7 angeordnet. Der Zentralbereich 10 besitzt somit vom Außenrand 12 und insbesondere vom oberen Rand 13, vom unteren Rand 14, vom linken Rand 15 und vom rechten Rand 16 jeweils einen Abstand, der mehrere Pixel 5 beinhaltet. Beispielsweise kann der Zentralbereich 10 10 % bis 25 % der Fläche und somit der Pixel 5 des Projektionsbilds 4 einnehmen. Bezüglich der Horizontalrichtung H ist der Zentralbereich 10 zweckmäßig mittig innerhalb des Projektionsbilds 4 angeordnet. Bezüglich der Vertikalrichtung V ist der Zentralbereich 10 außermittig, nach oben versetzt im Projektionsbild 4 angeordnet.
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Im Beispiel der 1 bildet der zweite Teilbereich 8 einen oberen Horizontalbereich, der im Folgenden auch mit dem Bezugszeichen 8 bezeichnet wird. Der obere Horizontalbereich 8 erstreckt sich in einem oberen Bereich des Projektionsbilds 4 über wenigstens 75 % einer Breite des Projektionsbilds 4. Der dritte Teilbereich 9 bildet einen unteren Horizontalbereich, der im Folgenden ebenfalls mit dem Bezugszeichen 9 bezeichnet wird. Der untere Horizontalbereich 9 erstreckt sich in einem unteren Bereich des Projektionsbilds 4 horizontal über mindestens 75 % der Breite des Projektionsbilds 4. In der Horizontalrichtung H sind demnach der obere Horizontalbereich 8 und der untere Horizontalbereich 9 im Beispiel der 1 gleich groß. In der Vertikalrichtung V ist im Beispiel der untere Horizontalbereich 9 größer als der obere Horizontalbereich 8. Ferner ist hier vorgesehen, dass sich der obere Horizontalbereich 8 und der untere Horizontalbereich 9 gegenseitig nicht überlappen. Vielmehr ist sogar ein Abstand von wenigstens einem Pixel 5 zwischen diesen beiden Horizontalbereichen 8, 9 vorgesehen. Der Zentralbereich 10 überlappt beide Horizontalbereiche 8, 9.
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Im Beispiel der 1 ist der Hintergrundbereich 7 kleiner als das Projektionsbild 4 und innerhalb des Projektionsbilds 4 so positioniert, dass sich im Projektionsbild 4 ein Randbereich 17 ausbildet, der entlang des Außenrands 12 geschlossen umläuft und dem ebenfalls Pixel 5 zugeordnet sind, denen ihrerseits lichtemittierende Elemente zugeordnet sind. Die Pixel 5 des Randbereichs 17 sind dabei keinem der Teilbereiche 7, 8, 9, 10 zugeordnet. Auch bildet der Randbereich 17 bei der hier betrachteten Ausführungsform keinen Teilbereich, dessen Diagnose für die Bewertung der Projektionseinrichtung 2 benötigt wird. Die Scheinwerfersteuereinrichtung 3 unterzieht bei einer bevorzugten Ausführungsform ausschließlich die Teilbereiche 7, 8, 9, 10 einer individuellen Diagnose. In der Folge werden die Pixel 5 bzw. die zugehörigen lichtemittierenden Elemente des Randbereichs 17 nicht diagnostiziert. Die Pixel 5 des Randbereichs 17 sind bei dieser Konfiguration für das Sichtfeld des Fahrzeugführers unbedeutend.
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Im Beispiel der 1 führt die Diagnose des ersten Teilbereichs 7 bzw. des Hintergrundbereichs 7 dazu, dass insgesamt zehn fehlerhafte Pixel 5' identifiziert werden. Außerdem werden zwei Pixel-Cluster 11 mit drei bzw. mit sechs fehlerhaften Pixeln 5' identifiziert. Die Diagnose des zweiten Teilbereichs 8, also des oberen Horizontalbereichs 8, führt dazu, dass darin lediglich drei fehlerhafte Pixel 5' und außerdem nur ein Pixel-Cluster 11 mit drei fehlerhaften Pixeln 5' vorliegen. Die Diagnose des dritten Teilbereichs 9, also des unteren Horizontalbereichs 9, führt dazu, dass darin sieben fehlerhafte Pixel 5' und ein Pixelfehler-Cluster 11 mit sechs fehlerhaften Pixeln 5 enthalten sind. Die Diagnose des vierten Teilbereichs 10, also des Zentralbereichs 10, führt dazu, dass darin lediglich ein fehlerhafter Pixel 5' zu finden ist. Im Beispiel der 1 sind außerdem zwei fehlerhafte Pixel 5' im Randbereich 17 angedeutet, die von der Diagnose der Scheinwerfersteuereinrichtung 3 hier nicht für die Beurteilung der Projektionseinrichtung 2 berücksichtigt werden. Eine Diagnose des Randbereichs 17 für andere Zwecke ist dadurch nicht ausgeschlossen.
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Das hier vorgestellte Diagnoseverfahren für eine Projektionseinrichtung 2 eines Matrixscheinwerfers 1, bei dem die Projektionseinrichtung 2 eine Vielzahl individuell diagnostizierbarer lichtemittierender Elemente aufweist, die im Betrieb der Projektionseinrichtung 1 jeweils ein Pixel 5 in einem Projektionsbild 4 der Projektionseinrichtung 2 erzeugen, lässt sich auch dahingehend zusammenfassen, dass das Projektionsbild 4 in mehrere Teilbereiche 7, 8, 9, 10 unterteilt wird, denen jeweils mehrere der Pixel 5 zugeordnet sind, wobei die Projektionseinrichtung 2 als fehlerhaft diagnostiziert wird, wenn mindestens ein Teilbereich 7, 8, 9, 10 als fehlerhaft diagnostiziert wird, wobei die Diagnose der Teilbereiche 7, 8, 9, 10 dadurch erfolgt, dass im jeweiligen Teilbereich 7, 8, 9, 10 alle lichtemittierenden Elemente, die dem jeweiligen Teilbereich 7, 8, 9, 10 zugeordnete Pixel 5 erzeugen, individuell diagnostiziert werden, dass in jedem Teilbereich 7, 8, 9, 10 eine Pixelfehleranzahl ermittelt wird, die der Anzahl aller fehlerhaften Pixel 5' des jeweiligen Teilbereichs 7, 8, 9, 10 entspricht, dass in jedem Teilbereich 7, 8, 9, 10 überprüft wird, ob fehlerhafte Pixel 5' einen Pixelfehler-Cluster 11 bilden, in dem fehlerhafte Pixel 5' unmittelbar aneinandergrenzen und/oder in dem fehlerhafte Pixel 5' im Nahbereich anderer fehlerhafter Pixel 5' liegen, dass im Falle eines oder mehrerer Pixelfehler-Cluster 11 die zugehörige Cluster-Pixelanzahl ermittelt wird, die der Anzahl aller fehlerhaften Pixel 5' des jeweiligen Pixelfehler-Clusters 11 entspricht, und dass der jeweilige Teilbereich 7, 8, 9, 10 als fehlerhaft diagnostiziert wird, wenn die Pixelfehleranzahl einen vorbestimmten Pixelfehlergrenzwert übersteigt und/oder wenn die Cluster-Pixelanzahl einen vorbestimmten Cluster-Pixelgrenzwert übersteigt.
