DE102022106775A1

DE102022106775A1 - Scheinwerfer für Fahrzeuge sowie Ansteuerverfahren

Info

Publication number: DE102022106775A1
Application number: DE102022106775.0A
Authority: DE
Inventors: Christian Hüster; Boris Kubitza; Carsten Wilks
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2022-03-23
Filing date: 2022-03-23
Publication date: 2023-09-28
Also published as: WO2023180153A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für Fahrzeuge (F) mit einem Lichtmodul (11) enthaltend eine Bildgebereinheit (12) und eine Optikeinheit (13) und mit einer Ansteuereinrichtung (4) enthaltend ein Ansteuersignal (18) zur Ansteuerung der Bildgebereinheit (12) in Abhängigkeit von einem Betriebsparameter des Fahrzeugs (F), so dass auf einer Fahrbahn (10) eine Fahrverlaufslichtverteilung (L2) abgebildet wird, wobei die Fahrverlaufslichtverteilung (L2) in einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs (F) eine gekrümmte Führungslinie (14) mit einem Krümmungsradius (r) aufweist, wobei die Bildgebereinheit (12) eine Mehrzahl von einzeln ansteuerbaren Leuchtelementen aufweist und dass ein Ansteuersignal (18) erzeugt wird, so dass die für die Erzeugung der Fahrverlaufslichtverteilung (L2) vorgesehenen Leuchtelemente deaktiviert oder teilweise deaktiviert werden, sofern in der Kurvenfahrt des Fahrzeugs (F) der Radius (r) der abzubildenden gekrümmten Führungslinie (14) kleiner ist als ein vorgegebener Schwellwert-Krümmungsradius (rs).

Description

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für Fahrzeuge mit einem Lichtmodul enthaltend eine Bildgebereinheit und eine Optikeinheit und mit einer Ansteuereinrichtung enthaltend ein Ansteuersignal zur Ansteuerung der Bildgebereinheit in Abhängigkeit von einem Betriebsparameter des Fahrzeugs, so dass auf einer Fahrbahn eine Fahrverlaufslichtverteilung abgebildet wird, wobei die Fahrverlaufslichtverteilung in einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs eine gekrümmte Führungslinie mit einem Krümmungsradius aufweist.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ansteuern eines Scheinwerfers, wobei in Abhängigkeit von Fahrdynamiksensoren eines Fahrzeugs eine Bildgebereinheit des Fahrzeugs angesteuert wird zur Erzeugung einer Fahrverlaufslichtverteilung auf einer Fahrbahn.
Aus der DE 10 2015 012 022 A1 ist ein Scheinwerfer für Fahrzeuge bekannt, der ein Lichtmodul zur Erzeugung einer Fahrverlaufslichtverteilung aufweist. Die Fahrverlaufslichtverteilung wird auf das Fahrzeugvorfeld abgebildet und weist zwei parallele Führungslinien auf, die in einem zu einer Fahrzeugbreite korrespondierenden Abstand zueinander auf die Fahrbahn des Fahrzeugvorfeldes projiziert werden. Auf diese Weise kann der aktuelle Fahrverlauf dem Fahrer auf der Fahrbahn visualisiert werden. Die Visualisierung der Führungslinien erfolgt in Abhängigkeit von einem Lenkwinkel des Fahrzeugs bzw. einem aktuellen Krümmungsradius` des Fahrzeugs und einer aktuellen Geschwindigkeit, wobei bei einer Kurvenfahrt parallel gekrümmte Führungslinien auf der Fahrbahn projiziert werden. Insbesondere bei einer Baustellenfahrt ist die Abbildung der Führungslinien nützlich, da der Fahrer auf einfache Weise erkennen kann, wie nah sich das Fahrzeug an einem Rand der Fahrspur befindet. Auch bei Kurvenfahrten ist die Abbildung der Führungslinien auf der Fahrbahn nützlich, da der Fahrer erkennen kann, wie weit er das Lenkrad zu verdrehen hat, um auf der Fahrspur zu bleiben. Bei einer Kurvenfahrt unter einem relativ kleinen Krümmungsradius bzw. großen Lenkwinkeleinschlag ist die Abbildung der Führungslinien auf der Fahrbahn jedoch störend, wenn eine maximale horizontale Breite der Fahrverlaufslichtverteilung kleiner ist als eine Breite der Fahrspur, über die die Führungslinien hinausreichen. In diesem Fall werden die Führungslinien abgeschnitten. Durch den Lenkwinkelwechsel von rechts nach links und wieder von links nach rechts in einem Kreisverkehr würden die Führungslinien mehrmals abgeschnitten oder die Führungslinien mehrmals deaktiviert und aktiviert in einem relativ kurzen Zeitraum sein.
Um diese visuelle Störung bzw. die ungünstige schnelle Änderung des Verlaufs der Führungslinien zu vermeiden, hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, einen Scheinwerfer für Fahrzeuge sowie ein Verfahren zur Ansteuerung des Scheinwerfers derart anzugeben, dass bei Kurvenfahrten mit einem relativ kleinen Kurvenradius die Abbildung der Führungslinien für den Fahrer in nützlicher Weise erfolgt.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Erfindung die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf. Vorzugsweise weist die Bildgebereinheit eine Mehrzahl von einzeln ansteuerbaren Leuchtelementen auf und dass ein Ansteuersignal erzeugt wird, so dass die für die Erzeugung der Fahrverlaufslichtverteilung vorgesehenen Leuchtelemente deaktiviert oder teilweise deaktiviert werden, sofern in der Kurvenfahrt des Fahrzeugs der Radius der abzubildenden gekrümmten Führungslinie kleiner ist als ein vorgegebener Schwellwert-Krümmungsradius.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs unter Bildung eines relativ großen Lenkwinkels, so dass sich das Fahrzeug unter einem relativ kleinen Krümmungsradius bewegen würde, was zur Folge hätte, dass die in der Fahrverlaufslichtverteilung abgebildeten gekrümmten Führungslinien einen entsprechend kleinen Radius aufwiese, die für die Erzeugung der Fahrverlaufslichtverteilung dienenden Leuchtelemente deaktiviert oder teilweise deaktiviert werden, wobei ein vorgegebener Schwellwert-Krümmungsradius der gekrümmten Führungslinie unterschritten wird. Vorteilhaft kann hierdurch insbesondere bei in kurzer Zeitabfolge wechselnden starken Kurvenfahrten, wie beispielsweise bei Durchfahrt eines Kreisels, ein störender schneller Wechsel der Krümmungsradien der abgebildeten Führungslinien vermieden werden. Während der Kurvenfahrt sind lediglich die Leuchtelemente aktiviert, die zur Erzeugung der Fahrzeugvorfeldlichtverteilung, beispielsweise Abblendlichtverteilung, dienen. Vorteilhaft kann hierdurch ein visueller Störeffekt durch Abbildung der gekrümmten Führungslinien auf der Fahrbahn vermieden werden.
Zur Lösung der Aufgabe ist die Erfindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2 dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Lichtmodul enthaltend eine Bildgebereinheit und eine Optikeinheit zur Erzeugung einer vorgegebenen Fahrzeugvorfeldlichtverteilung vorgesehen ist, dass ein zweites Lichtmodul enthaltend eine Bildgebereinheit und eine Optikeinheit zur Erzeugung der vorgegebenen Fahrverlaufslichtverteilung vorgesehen ist, dass das erste Lichtmodul und das zweite Lichtmodul in einem gemeinsamen Gehäuse des Scheinwerfers angeordnet sind, wobei das zweite Lichtmodul derart ausgebildet ist, dass eine maximale horizontale Breite der Fahrverlaufslichtverteilung kleiner ist als eine maximale horizontale Breite der Fahrzeugvorfeldlichtverteilung, dass ein solches Ansteuersignal erzeugt wird, dass das zweite Lichtmodul deaktiviert oder teilweise deaktiviert wird, sofern in der Kurvenfahrt des Fahrzeugs der Radius der abzubildenden gekrümmten Führungslinie kleiner ist als ein Schwellwert-Krümmungsradius.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs mit starkem Lenkeinschlag (Fahrt des Fahrzeugs entlang einer Kurve mit einem relativ kleinen Krümmungsradius), wie beispielsweise im Kreisverkehr, ein störender schneller Führungslinienverlaufswechsel vermieden wird. Bei Unterschreiten eines vorgegebenen Schwellwert-Krümmungsradius' bzw. Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertlenkwinkels des Fahrzeugs wird das für die Abbildung der Führungslinien vorgesehene zweite Lichtmodul des Scheinwerfers teilweise oder vollständig deaktiviert. Bei vollständiger Deaktivierung wird die Fahrverlaufslichtverteilung abgeschaltet, so dass nur das für eine vorgegebene Fahrzeugvorfeldlichtverteilung vorgesehene erste Lichtmodul eingeschaltet ist. Eine teilweise Deaktivierung des zweiten Lichtmoduls erfolgt durch Verkürzung einer Länge der abgebildeten gekrümmten Führungslinien. Vorteilhaft kann hierdurch die endseitige Form der Führungslinien beibehalten werden. Anderenfalls würde das eine Ende der gekrümmten Führungslinien durch die begrenzte horizontale Ausleuchtbreite des zweiten Lichtmoduls so „abgeschnitten“ werden, dass das Ende der abgebildeten gekrümmten Führungslinien eine abgeschrägte Form hätte. Die Begrenzung der Führungslinien wird insbesondere durch eine maximale Breite der Fahrverlaufslichtverteilung vorgegeben. Es sei angenommen, dass das Unterschreiten des Schwellwert-Krümmungsradius' sowohl bei einer rechten Kurvenfahrt als auch bei einer linken Kurvenfahrt eintreten kann. Entscheidend ist die Größe der Krümmung nach links oder rechts, so dass es bei der Bestimmung des Ansteuersignals nicht auf eine rechte Kurvenfahrt oder auf eine linke Kurvenfahrt ankommt. Sowohl für die rechte Kurvenfahrt als auch für die linke Kurvenfahrt erfolgt somit die gleiche Ansteuerung des zweiten Lichtmoduls. Die Erfindung ermöglicht somit eine beruhigende Darstellung der Führungslinien auf der Fahrbahn bei Kurvenfahrten, insbesondere Kreisverkehr, was die Akzeptanz der Fahrverlaufslichtverteilung für den Fahrer erhöht.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Schwellwert-Krümmungsradius abhängig von der maximalen horizontalen Breite der Fahrverlaufslichtverteilung. Je kleiner die maximale horizontale Breite der Fahrverlaufslichtverteilung ist, desto betragsmäßig größer ist der Schwellwert-Krümmungsradius, dessen Unterschreiten zur Deaktivierung des zweiten Lichtmoduls führt.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden die abgebildeten Führungslinien verkürzt, sobald der aktuelle Krümmungsradius des Fahrzeugs den Schwellwert-Krümmungsradius unterschreitet und damit Enden der Führungslinien an die horizontale Begrenzung der Fahrverlaufslichtverteilung stoßen. Auf diese Weise wird ein kontinuierliches und nicht schlagartiges Entfernen der abgebildeten Führungslinien bei Kurvenfahrten mit geringem Krümmungsradius bzw. bei schneller Änderung des Krümmungsradius` ermöglicht.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt das Einschalten des zweiten Lichtmoduls nach Deaktivierung desselben erst wieder, wenn der Schwellwert-Krümmungsradius betragsmäßig überschritten wird sowie ein Geradeausfahrtsignal des Fahrzeugs vorliegt. Demnach wird bei einer Kurvenfahrt im Kreisverkehr die Fahrverlaufslichtverteilung des Fahrzeugs deaktiviert, wenn sich das Fahrzeug im Kreisel befindet, oder in den Kreisel eintritt. Mit Austreten aus dem Kreisel wird das zweite Lichtmodul wieder aktiviert. Vorteilhaft wird hierdurch ein störendes Bewegen bzw. Flackern der abgebildeten Führungslinien auf der Fahrbahn im Kreisverkehr verhindert.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird nach Deaktivierung des zweiten Lichtmoduls dasselbe wieder aktiviert, wenn eine vorgegebene Schwellwertgeschwindigkeit des Fahrzeugs überschritten wird. Auf diese Weise wird verhindert, dass bei einer kurzzeitigen Geradeausfahrt im Kreisverkehr ein Aufflackern der Führungslinien verhindert wird.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt ein Aktivieren des zweiten Lichtmoduls, wenn ein Geradeaussignal bzw. Geradeausfahrt des Fahrzeugs vorliegt. Vorteilhaft kann auf diese Weise verhindert werden, dass während der Kreiselfahrt ein kurzzeitiges Aufflackern der Führungslinien im Zeitpunkt des Änderns von einer Rechtskurve in die Linkskurve oder umgekehrt erfolgt.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die maximale Breite der Fahrzeugvorfeldlichtverteilung kleiner als eine Breite der Fahrspur bzw. kleiner als ein horizontaler Winkelbereich, der +/- 12° bzw. +/- 10° entspricht. Das zweite Lichtmodul ist somit auf die Abbildung von Führungslinien oder die Abbildung von Symbolen beschränkt, die in einem engen horizontalen Bereich liegen. Die Kosten für das Lichtmodul können hierdurch verringert werden.
Zur Lösung der Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 12 dadurch gekennzeichnet, dass die Bildgebereinheit deaktiviert oder teilweise deaktiviert wird, sobald ein aktueller Krümmungsradius des Fahrzeugs kleiner ist als ein vorgegebener Schwellwert-Krümmungsradius, und dass die Bildergebereinheit erst wieder aktiviert wird, sobald der aktuelle Krümmungsradius größer ist als der Schwellwert-Krümmungsradius und sobald eine Geradeausfahrt des Fahrzeugs vorliegt.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt ein Deaktivieren einer für die Erzeugung einer Fahrverlaufslichtverteilung dienenden Bildgebereinheit, sobald ein aktueller Krümmungsradius des Fahrzeugs kleiner ist als ein vorgegebener Schwellwert-Krümmungsradius. Bei einer Kurvenfahrt mit einem relativ hohen Lenkwinkel erfolgt somit eine Deaktivierung der Fahrverlaufslichtverteilung, so dass eine unerwünschte wechselnde Darstellung der auf der Fahrbahn abgebildeten Führungslinien verhindert wird. Ein Aktivieren der Bildgebereinheit erfolgt erst wieder, wenn sich das Fahrzeug auf einer Geradeausfahrt befindet, was durch ein entsprechendes Geradeausfahrtsignal detektiert wird. Das Geradeausfahrtsignal kann durch den aktuellen Lenkwinkel des Fahrzeugs ermittelt werden. Erst wenn der Lenkwinkel wieder bei 0° liegt, liegt ein Geradeausfahrtsignal vor, so dass die Bildgebereinheit wieder aktiviert werden kann.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird das Geradeausfahrtsignal erst erzeugt, wenn das Fahrzeug für eine vorgegebene Zeitdauer von mindestens einem Zeitschwellwert geradeaus fährt bzw. den Lenkwinkel gleich Null hat. Hierdurch wird vermieden, dass Führungslinien wieder abgebildet werden, obwohl das Fahrzeug noch in eine weitere Kurve nach einem kurzen geraden Fahrbahnstück einfährt.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt ein teilweises Deaktivieren der Bildgebereinheit, und zwar dann, wenn bei der Kurvenfahrt der aktuelle Krümmungsradius des Fahrzeugs den vorgegebenen Schwellwert-Krümmungsradius unterschreitet. Hierbei wird die Länge der Führungslinien verkürzt, so dass die abgebildeten Führungslinien nicht schlagartig, sondern nach und nach nicht auf die Fahrbahn projiziert werden.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers,
2 eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug in Geradeausfahrt,
3 eine schematische Draufsicht auf das Fahrzeug in einer Kurvenfahrt, bei der der Krümmungsradius des Fahrzeugs einem Schwellwert-Krümmungsradius entspricht,
4 eine Draufsicht auf das Fahrzeug in der Kurvenfahrt, bei der der aktuelle Krümmungsradius kleiner ist als der Schwellwert-Krümmungsradius und wobei die auf der Fahrbahn abgebildeten Führungslinien deaktiviert sind,
5 eine Draufsicht auf eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs mit einem aktuellen Krümmungsradius, der kleiner ist als der Schwellwert-Krümmungsradius und wobei verkürzte Führungslinien auf die Fahrbahn abgebildet werden und
6 eine Draufsicht auf eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs in einem Kreisverkehr.

Ein Scheinwerfer für Fahrzeuge F weist ein Gehäuse 1 auf, in dem ein erstes Lichtmodul 2 und ein zweites Lichtmodul 3 sowie eine Ansteuereinrichtung 4 zur Ansteuerung des ersten Lichtmoduls 2 und des zweiten Lichtmoduls 3 angeordnet sind. Außerhalb des Gehäuses 1 sind eine Mehrzahl von Sensoren 5, 6 angeordnet, die jeweils Sensorsignale S1, S2 der Ansteuereinrichtung 4 zur Verfügung stellen. Ein erster Sensor 5 ist als ein Lenkwinkelsensor ausgebildet, der als ein Sensorsignal S1 den Lenkwinkel bereitstellt. Ein zweiter Sensor 6 ist als ein Geschwindigkeitssensor ausgebildet, der als ein Sensorsignal S2 die Geschwindigkeit des Fahrzeugs F zur Verfügung stellt. In der Ansteuereinrichtung 4 sind Rechenmittel vorgesehen, so dass aus dem Sensorsignal S1 ein aktueller Krümmungsradius r errechnet wird, unter dem das Fahrzeugs F eine Geradeausfahrt oder eine Kurvenfahrt durchfährt. Bei der Geradeausfahrt ist das Lenkwinkelsensorsignal S1 gleich Null bzw. der Krümmungsradius r gegen unendlich, so dass ein Geradeausfahrtsignal durch die Ansteuereinrichtung 4 erkannt wird.
Das erste Lichtmodul 2 weist eine Bildgebereinheit 7 und eine Optikeinheit 8 zur Erzeugung einer vorgegebenen Fahrzeugvorfeldlichtverteilung L1 auf. Die Fahrzeugvorfeldlichtverteilung L1 kann beispielsweise eine Abblendlichtverteilung oder eine Fernlichtverteilung sein. Die Bildgebereinheit 7 kann beispielsweise eine Lichtquelle (Halogenlampe), einen Reflektor 22 sowie eine Blende 23 aufweisen. Das von der Bildgebereinheit 7 erzeugte Licht wird mittels der als Linse ausgebildeten Optikeinheit 8 entsprechend der Abblendlichtverteilung oder Fernlichtverteilung abgebildet.
Die von dem ersten Lichtmodul 2 erzeugte Fahrzeugvorfeldlichtverteilung L1 weist eine maximale horizontale Breite b₁ auf, die einem horizontalen Winkelbereich von +/-30° entsprechen kann.
Ein zweites Lichtmodul 11 weist ein Bildgebereinheit 12 und eine Optikeinheit 13 zur Erzeugung einer Fahrverlaufslichtverteilung L2 auf. Die Fahrverlaufslichtverteilung L2 weist zwei parallele Führungslinien 14 auf, die mittels der Optikeinheit 13 auf die Fahrbahn 10 bzw. einer vor dem Fahrzeug F angeordneten Fahrspur 15 abgebildet wird. Die Bildgebereinheit 12 des zweiten Lichtmoduls 11 kann beispielsweise eine Matrix von Lichtquellen 16 bilden, die jeweils einzeln ansteuerbar sind. Beispielsweise ist die Bildgebereinheit 12 bzw. das zweite Lichtmodul 11 dazu geeignet, statt der Führungslinien 14 Symbole, beispielsweise ein Willkommenslicht, auf die Fahrbahn 10 im Vorfeld des Fahrzeugs F abzubilden. Das erste Lichtmodul 2 ist ein hochauflösendes Lichtmodul, das beispielsweise eine Matrix von Lichtquellen 9 in 256 Zeilen und 64 Spalten zur Bildung von über 16.000 Lichtpixeln aufweisen kann.
Das erste Lichtmodul 2 bzw. die Bildgebereinheit 7 des ersten Lichtmoduls 2 wird durch ein Ansteuersignal 17 der Ansteuereinrichtung 4 angesteuert. Das zweite Lichtmodul 11 bzw. die Bildgebereinheit 12 desselben wird durch ein Ansteuersignal 18 der Ansteuereinrichtung 4 angesteuert.
Das zweite Lichtmodul 11 bzw. die Bildgebereinheit 12 desselben kann derart durch die Ansteuereinrichtung 4 angesteuert werden, dass sich die parallel zueinander verlaufenden Führungslinien 14 in Verlängerung eines Seitenrandes des Fahrzeugs F auf der Fahrspur 15 erstrecken. In der Regel ist die maximale horizontale Breite b₂ der Fahrverlaufslichtverteilung L2 zu klein, so dass bei einer Kurvenfahrt die Führungslinien 14 nicht in gekrümmter Form auf die Fahrspur 15 des Fahrzeugs F projiziert werden können. Die maximale horizontale Breite b₂ der Fahrverlaufslichtverteilung L2 kann einen horizontalen Winkelbereich φ entsprechen, der kleiner ist als +/- 12°, vorzugsweise kleiner ist als +/- 10°.
Das topfförmige Gehäuse 1 ist durch eine transparente Abschlussscheibe 19 verschlossen. Die Abschlussscheibe 19 kann glasklar oder mit Optikelementen versehen ausgebildet sein.
Die Ansteuereinrichtung 4 kann einen Mikrokontroller mit einem Speicher aufweisen, in dem ein Kurvenfahrtsteuerprogramm zur Erzeugung des Ansteuersignals 18 implementiert ist.
Wie aus 2 zu ersehen ist, wird das zweite Lichtmodul 11 mittels des Ansteuersignals 18 der Ansteuereinrichtung 4 derart angesteuert, dass die zwei parallelen Führungslinien 14 geradlinig auf der Fahrspur 15 projiziert werden. Bei dieser Geradeausfahrt ist der Lenkwinkel null bzw. der aktuelle Krümmungsradius r gleich ∞.
Befindet sich das Fahrzeug F in einer Kurvenfahrt gemäß 3, deren aktueller Krümmungsradius r größer oder gleich ist als ein Schwellwert-Krümmungsradius rs, verlaufen die Führungslinien 14 zumindest teilweise entlang einer Kreisbahn, und zwar in Richtung der Kurve. Bei einer Kurvenfahrt nach rechts verlaufen die Führungslinien 14 in Fahrtrichtung des Fahrzeugs F bogenförmig nach rechts. Bei einer Linkskurve verlaufen die Führungslinien 14 in Fahrtrichtung des Fahrzeugs F nach links.
Befindet sich das Fahrzeug F in einer relativ scharfen Rechtskurve, wie aus 4 zu ersehen ist, in der der aktuelle Krümmungsradius r kleiner ist als der SchwellwertKrümmungsradius rs, wird das zweite Lichtmodul 11 bzw. die Bildgebereinheit 12 desselben durch die Ansteuereinrichtung 4 derart angesteuert, dass die Lichtquellen 16 der Bildgebereinheit 12 ausgeschaltet sind. Denn aufgrund des betragsmäßig großen Lenkwinkels würden die Führungslinien 14 teilweise in einem Bereich außerhalb der maximalen horizontalen Breite b₂ der Fahrverlaufslichtverteilung L2 angeordnet sein, s. gestrichelte Linie. Insbesondere bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs F in einem Kreisel 20 gemäß 6 würden sich aufgrund des Richtungswechsels während der Kurvenfahrt ansonsten in schneller Abfolge unterschiedlich gebogene Führungslinien 14 abgebildet werden, die ein störenden Einfluss auf den Fahrer des Fahrzeugs F haben. Insofern wird nach einer ersten Variante der Erfindung gemäß 4 bei Unterschreiten des aktuellen Krümmungsradius` r des Fahrzeugs F unter dem Schwellwert-Krümmungsradius rs das zweite Lichtmodul 11 deaktiviert bzw. ausgeschaltet.
Nach einer zweiten Variante der Erfindung gemäß 5 wird bei Unterschreiten des Schwellwert-Krümmungsradius' rs durch das Fahrzeug F mit dem aktuellen Krümmungsradius r das zweite Lichtmodul 11 teilweise deaktiviert. In diesem Fall werden die Lichtquellen 16 der Bildgebereinheit 12 derart angesteuert, dass die gekrümmten Führungslinien 14 eine reduzierte Länge im Vergleich zu einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs F aufweisen, durchgezogene Linie der Führungslinie 14 weisen die reduzierte Länge, die durchgezogenen und gestrichelten Führungslinien 14 weisen die normale Länge bei der Geradeausfahrt auf. Die gekrümmten Führungslinien 14 werden so weit gekürzt, dass ein vorderes Ende 24 der Führungslinien 14 stets an oder in einem Abstand zu der auf einem Messschirm dargestellten horizontalen Begrenzung 21 der Fahrverlaufslichtverteilung L2 angeordnet ist. Auf diese Weise ist stets eine gleiche Form des Endes 24 der Führungslinien 14 sichergestellt. Würde die Länge der Führungslinien 14 nicht verkürzt, würde die Führungslinie 14 durch die horizontale Begrenzung 21 abgeschnitten werden, so dass die abgebildete Form dieses Endes 24 auf der Fahrbahn 10 eine unerwünschte Aufweitung erführe. Die maximale Länge der Führungslinien 14 wird durch die maximale Abbildbarkeit derjenigen Führungslinie 14 vorgegeben, die sich auf der Seite befindet, in die sich das Fahrzeug F bewegt. Handelt es sich um eine Kurvenfahrt nach rechts, gibt die rechte Führungslinie 14 die maximale Länge vor. Die maximale Länge der rechten Führungslinie 14 ist bestimmt durch die maximale horizontale Breite b₂ der Fahrverlaufslichtverteilung L2.
Bei stärkerem Lenkeinschlag kann somit die Länge der Führungslinien 14 nach und nach verringert werden.
Gegebenenfalls kann die Deaktivierung auch durch Abdimmen der Lichtquellen 16 erfolgen, so dass der Übergang von einer Kurvenfahrt mit einem Krümmungsradius r >/= dem Schwellwert-Krümmungsradius rs in die Kurvenfahrt mit einem Krümmungsradius r < dem Schwellwert-Krümmungsradius rs homogen erfolgt. Eine Verkürzung der Länge der Führungslinien 14 von einer Länge gemäß der Geradeausfahrt nach 2 oder einer Kurvenfahrt mit einem Krümmungsradius größer als der Schwellwert-Krümmungsradius rs gemäß 3 tritt insbesondere dann ein, wenn bei der Kurvenfahrt einer der Führungslinien 14 eine horizontale Begrenzung 21 der Fahrverlaufslichtverteilung L2 berührt.
Die Ansteuerung des zweiten Lichtmoduls 11 wird im Folgenden anhand einer Kurvenfahrt im Kreisverkehr, also in einem Kreisel 20 gemäß 6 erläutert.
Beim geradlinigen Heranfahren an den Kreisel 20 durch das Fahrzeug F werden die Führungslinien 14 auf die Fahrspur 15 projiziert. Das Fahrzeug F befindet sich in einer Geradeausfahrt, so dass der aktuelle Krümmungsradius r des Fahrzeugs F größer ist als der Schwellwert-Krümmungsradius rs. Aufgrund des Lenkwinkels S1 = 0 ergibt sich ein Geradeaussignal S_g = 1. Dies bedeutet, dass sich das Fahrzeug F in einer Geradeausfahrt befindet.
Mit Eintreten des Fahrzeugs F in den Kreisel 20 und Einschlagen des Lenkrades des Fahrzeugs F nach rechts erhöht sich der Lenkwinkel und verringert sich der aktuelle Krümmungsradius r, wobei der Schwellwert-Krümmungsradius rs unterschritten wird. Das Geradeaussignal S_g ändert sich von 1 auf 0, da der Lenkwinkel ungleich Null ist. Das Ansteuersignal 17 wird derart geändert, dass nunmehr das zweite Lichtmodul 11 bzw. die Bildgebereinheit 12 desselben deaktiviert wird. Dies bedeutet, dass keine Führungslinien 14 auf der Fahrspur 15 abgebildet werden.
Im weiteren Verlauf des Kreisverkehrs unternimmt das Fahrzeug F eine bogenförmige Trajektorie, s. Pfeilrichtung in 6, so dass der Lenkwinkel mit Eintreten in den Kreisel 20 von rechts in die entgegengesetzte Richtung nach links, wechselt. Bei Verschwenken des Lenkrades aus der rechten Drehstellung in die linke Drehstellung wird der Lenkwinkel Null überstrichen. Dies erfolgt aber kurzzeitig bzw. in einem Zeitintervall Δt, welches kleiner ist als ein vorgegebener Zeitschwellwert Ts. Insofern weist das Geradeaussignal S_g weiterhin den Wert Null auf. Wäre das Zeitintervall Δt, in dem der Lenkwinkel gleich Null bzw. der Krümmungsradius r gegen ∞ geht, größer als der Zeitschwellwert Ts, würde das Geradeaussignal S_g von Null auf Eins wechseln. Erst dann würde eine Geradeausfahrt erkannt werden.
Es ist ersichtlich, dass der aktuelle Krümmungsradius r sich beim Eintreten in den Kreisel verkleinert und den Schwellwert-Krümmungsradius rs unterschreitet. Ab diesem Zeitpunkt wird das zweite Lichtmodul 11 deaktiviert. Im weiteren Verlauf der Kreiselfahrt erfährt das Fahrzeug F eine Kurvenfahrt aus einer Rechtskurve in eine Linkskurve, so dass der Krümmungsradius r wieder ansteigt. Solange er sich betragsmäßig unterhalb des Schwellwertes rs befindet, wird die starke Kurvenfahrt detektiert, so dass keine Führungslinien 14 abgebildet werden. Erst nach Verlassen des Kreisels 20 steigt der aktuelle Krümmungsradius r des Fahrzeugs F so an, dass er den Schwellwert rs übersteigt. Wenn zusätzlich nach Ablauf des Zeitintervalls Δt die Geradeausfahrt detektiert wird mit Erzeugen des Geradeausfahrtsignals S_g = 1, wird das zweite Lichtmodul 11 wieder aktiviert, so dass die Führungslinien 14 auf der Fahrspur 15 abgebildet werden.
Die Ansteuerung des zweiten Lichtmoduls 11 bzw. des ersten Lichtmoduls 2 erfolgt in Echtzeit, so dass unmittelbar mit Änderung der Betriebsparameter (Lenkwinkel, Fahrgeschwindigkeit) die Ansteuersignale erzeugt werden.
Vorzugsweise ist der Schwellwert-Krümmungsradius rs abhängig von der maximalen horizontalen Breite b₂ der Fahrverlaufslichtverteilung L2.
Das Geradeausfahrtsignal S_g kann auch erzeugt werden, wenn statt Überschreitung des Zeitschwellwertes Ts eine Schwellwertgeschwindigkeit vs des Fahrzeugs F durch eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs F überschritten wird.
Die Einfahrt in den Kreisel 20 wird erkannt durch die genannten Betriebsparameter oder durch eine in dem Fahrzeug F installierten Kamera oder durch dem Fahrzeug F zur Verfügung stehenden Kartenmaterial.
Nach einer weiteren nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann auch lediglich ein einziges Lichtmodul vorgesehen sein, das zur Erzeugung der Fahrzeugvorfeldlichtverteilung L1 und zur Erzeugung der Fahrverlaufslichtverteilung L2 dient. Dieses Lichtmodul weist eine Bildgebereinheit mit einer Mehrzahl von einzeln ansteuerbaren Leuchtelementen einerseits und eine Optikeinheit mit beispielsweise einer Linse und/oder Reflektor andererseits auf.
Die Leuchtelemente der Bildgebereinheit können durch eine Mehrzahl von matrixartig angeordneten Lichtquellen gebildet sein, die beispielsweise auf einem Chip angeordnet sind. Alternativ kann die Bildgebereinheit mit einer Mehrzahl von verschwenkbaren Mikrospiegelelementen (DMD) oder ein Flüssigkristallfeld (LCD oder LCOS) mit einer Mehrzahl von Flüssigkristallelementen aufweisen, die jeweils einzeln ansteuerbar sind, um die gewünschte Lichtverteilung L1 zu erzeugen. Die Mikrospiegelelemente bzw. die Flüssigkristallelemente bilden ebenfalls Leuchtelemente. Da durch Ansteuerung derselben ein Durchlass oder ein Nichtdurchlass von durch eine Lichtquelle erzeugten Licht bewirkt wird.
Die für die Erzeugung der Fahrverlaufslichtverteilung L2 ansteuerbaren Leuchtelemente der Bildgebereinheit werden in gleicher Weise angesteuert wie die bereits oben beschriebenen Leuchtelemente 16 der Bildgebereinheit 12 des zweiten Lichtmoduls 11.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: 1. Lichtmodul
3: 2. Lichtmodul
4: Ansteuereinrichtung
5: Sensor
6: Sensor
7: Bildgebereinheit
8: Optikeinheit
9: Lichtquelle
10: Fahrbahn
11: 2. Lichtmodul
12: Bildgebereinheit
13: Optikeinheit
14: Führungslinien
15: Fahrspur
16: Lichtquelle
17: Ansteuersignal
18: Ansteuersignal
19: Abschlussscheibe
20: Kreisel
21: horizontale Begrenzung
22: Reflektor
23: Blende
24: vorderes Ende
b1,b2: Breite
S1,S2: Sensorsignale
F: Fahrzeug
L1: Fahrzeugvorfeldlichtverteilung
L2: Fahrverlaufslichtverteilung
r: Krümmungsradius
φ: Winkelbereich
rs: Schwellwert-Krümmungsradius
Sg: Geradeaussignal
Δt: Zeitintervall
Ts: Zeitschwellwert
vs: Schwellwertgeschwindigkeit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015012022 A1 [0003]

Claims

Scheinwerfer für Fahrzeuge (F) mit einem Lichtmodul (11) enthaltend eine Bildgebereinheit (12) und eine Optikeinheit (13) und mit einer Ansteuereinrichtung (4) enthaltend ein Ansteuersignal (18) zur Ansteuerung der Bildgebereinheit (12) in Abhängigkeit von einem Betriebsparameter des Fahrzeugs (F), so dass auf einer Fahrbahn (10) eine Fahrverlaufslichtverteilung (L2) abgebildet wird, wobei die Fahrverlaufslichtverteilung (L2) in einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs (F) eine gekrümmte Führungslinie (14) mit einem Krümmungsradius (r) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildgebereinheit (12) eine Mehrzahl von einzeln ansteuerbaren Leuchtelementen aufweist und dass ein Ansteuersignal (18) erzeugt wird, so dass die für die Erzeugung der Fahrverlaufslichtverteilung (L2) vorgesehenen Leuchtelemente deaktiviert oder teilweise deaktiviert werden, sofern in der Kurvenfahrt des Fahrzeugs (F) der Radius (r) der abzubildenden gekrümmten Führungslinie (14) kleiner ist als ein vorgegebener Schwellwert-Krümmungsradius (rs).
Scheinwerfer für Fahrzeuge (F) mit einem Lichtmodul (11) enthaltend eine Bildgebereinheit (12) und eine Optikeinheit (13) und mit einer Ansteuereinrichtung (4) enthaltend ein Ansteuersignal (18) zur Ansteuerung der Bildgebereinheit (12) in Abhängigkeit von einem Betriebsparameter des Fahrzeugs (F), so dass auf einer Fahrbahn (10) eine Fahrverlaufslichtverteilung (L2) abgebildet wird, wobei die Fahrverlaufslichtverteilung (L2) in einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs (F) eine gekrümmte Führungslinie (14) mit einem Krümmungsradius (r) aufweist, dadurch gekennzeichnet, - dass ein erstes Lichtmodul (2) enthaltend eine Bildgebereinheit (7) und eine Optikeinheit (8) zur Erzeugung einer vorgegebenen Fahrzeugvorfeldlichtverteilung (L1) vorgesehen ist, - dass ein zweites Lichtmodul (11) enthaltend eine Bildgebereinheit (7) und eine Optikeinheit (8) zur Erzeugung der vorgegebenen Fahrverlaufslichtverteilung (L2) vorgesehen ist, - dass das erste Lichtmodul (2) und das zweite Lichtmodul (11) in einem gemeinsamen Gehäuse (1) des Scheinwerfers angeordnet sind, wobei das zweite Lichtmodul (11) derart ausgebildet ist, dass eine maximale horizontale Breite (b₂) der Fahrverlaufslichtverteilung (L2) kleiner ist als eine maximale horizontale Breite (b1) der Fahrzeugvorfeldlichtverteilung (L2), - dass ein solches Ansteuersignal (18) erzeugt wird, dass das zweite Lichtmodul (11) deaktiviert oder teilweise deaktiviert wird, sofern in der Kurvenfahrt des Fahrzeugs (F) der Radius (r) der abzubildenden gekrümmten Führungslinie (14) kleiner ist als ein Schwellwert-Krümmungsradius (rs).
Scheinwerfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwert-Krümmungsradius (rs) abhängig ist von der maximalen horizontalen Breite (b₂) der Fahrverlaufslichtverteilung (L2).
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lichtmodul (11) derart ansteuerbar ist, dass bei Unterschreiten des vorgegebenen Schwellwert-Krümmungsradius' (rs) durch den aktuellen Krümmungsradius (r) des Fahrzeugs (F) eine Länge der Führungslinien (14) verkürzt wird.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lichtmodul (11) derart ansteuerbar ist, dass bei Überschreiten des Schwellwert-Krümmungsradius' (rs) durch den aktuellen Krümmungsradius (r) des Fahrzeugs (F) und bei Vorliegen eines Geradeausfahrtsignals (S_g) das zweite Lichtmodul (11) aktiviert wird.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lichtmodul (11) derart ansteuerbar ist, dass bei Überschreiten eines Schwellwertgeschwindigkeitswertes (vs) durch die Geschwindigkeit (r) des Fahrzeugs (F) das zweite Lichtmodul (11) aktiviert wird.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lichtmodul (11) derart ansteuerbar ist, dass bei Überschreiten des Schwellwert-Krümmungsradius' (rs) und bei Vorliegen des Geradeausfahrtsignals (S_g) in einem Zeitintervall (Δt) größer als ein Zeitschwellwert (Ts) das zweite Lichtmodul (11) aktiviert wird.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebsparameter ein Lenkrad-Lenksignal (S1) des Fahrzeugs (F) und/oder ein Fahrgeschwindigkeitssignal (S2) vorgesehen sind.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrverlaufslichtverteilung (L2) zwei parallele Führungslinien (14) aufweist, die innerhalb einer Fahrspur (15) auf der Fahrbahn (10) abgebildet sind.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildgebereinheit (7) des ersten Lichtmoduls (2) eine Matrix von Lichtquellen (9) oder eine Lichtquelle und eine Matrix von Flüssigkristallelementen oder Mikrospiegelelementen aufweist, wobei die Lichtquellen (9) bzw. Flüssigkristallelemente bzw. Mikrospiegelelemente einzeln ansteuerbar sind.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einfahrt in einen Kreisel (20) durch die Betriebsparameter und/oder eine in dem Fahrzeug (F) installierten Kamera und/oder durch das in dem Fahrzeug (F) zur Verfügung stehenden Kartenmaterial erkennbar ist.
Verfahren zum Ansteuern eines Scheinwerfers, wobei in Abhängigkeit von Fahrdynamiksensoren (S1, S2) eines Fahrzeugs (F) eine Bildgebereinheit (12) des Fahrzeugs (F) angesteuert wird zur Erzeugung einer Fahrverlaufslichtverteilung (L2) auf einer Fahrbahn (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Bildgebereinheit deaktiviert oder teilweise deaktiviert wird, sobald ein aktueller Krümmungsradius (r) des Fahrzeugs (F) kleiner ist als ein vorgegebener Schwellwert-Krümmungsradius (rs), und dass die Bildergebereinheit (12) erst wieder aktiviert wird, sobald der aktuelle Krümmungsradius (r) größer ist als der Schwellwert-Krümmungsradius (rs) und sobald eine Geradeausfahrt des Fahrzeugs (F) vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Geradeausfahrtsignal (S_g) erzeugt wird, wenn das Fahrzeug (F) für eine Zeitdauer (Δt) von mindestens einem Zeitschwellwert (Ts) in gerader Richtung fährt.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung des ersten und zweiten Lichtmoduls (2, 3) in Echtzeit berechnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mit Verringerung des aktuellen Krümmungsradius` (r) des Fahrzeugs (F), bei der der aktuelle Krümmungsradius (r) kleiner ist als der Schwellwert-Krümmungsradius (rS), eine Länge der Führungslinien (14) der Fahrverlaufslichtverteilung (L2) verkürzt wird.