DE10242864A1 - Automatische Scheinwerfer-Regeleinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einem mindestens eine Lichtquelle aufweisenden Scheinwerfer - Google Patents

Automatische Scheinwerfer-Regeleinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einem mindestens eine Lichtquelle aufweisenden Scheinwerfer Download PDF

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Abstract

Eine automatische Scheinwerfer-Regeleinrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst mindestens einen mindestens eine Lichtquelle (3) aufweisenden Scheinwerfer (1), der mit einer mit Sensoren (4, 10) gekoppelten Auswerteelektronik (6) und einer zumindest eine von mehreren Lichtverteilungen der Lichtquelle (3) einstellenden Steuerelektronik (7) in Verbindung steht, wobei die Steuerelektronik (7) die Lichtverteilung der Lichtquelle (3) in Abhängigkeit von einem Befehl der Auswerteelektronik (6) regelt. Zumindest einer der Sensoren (4) ist als mindestens eine dem Scheinwerfer (1) zugeordnete Leuchtdiode (2) zur Messung der Helligkeit einfallenden Lichts ausgebildet.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Scheinwerfer-Regeleinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einem mindestens eine Lichtquelle aufweisenden Scheinwerfer, der mit einer mit Sensoren gekoppelten Auswerteelektronik und einer zumindest eine von mehreren Lichtverteilungen der Lichtquelle einstellenden Steuerelektronik in Verbindung steht, wobei die Steuerelektronik die Lichtverteilung der Lichtquelle in Abhängigkeit von einem Befehl der Auswertelektronik regelt.
  • Aus der Praxis ist eine automatische Scheinwerfer-Regeleinrichtung (Adaptive Frontlightning System, AFS) für ein Kraftfahrzeug bekannt, die richtungseinstellbare Scheinwerfer mit unterschiedlichen Lichtverteilungen umfasst. Die verschiedenen Lichtverteilungen ermöglichen die Auswahl unter mehreren Abblendlichtverteilungen, einem speziellen Autobahnlicht, einem Fernlicht sowie die Umschaltung zwischen Rechts- und Linksverkehr. Zur Ansteuerung der Scheinwerfer weist das Kraftfahrzeug mehrere Sensoren auf, die mit mindestens einem Steuergerät zu Auswertung der von den Sensoren gelieferten Signale zusammenwirken, wobei das Steuergerät anforderungsabhängig die Scheinwerfer beaufschlagt. Um eine Blendung des Gegenverkehrs auszuschließen, darf das selbsttätige Einschalten des Autobahnlichtes nur unter der Bedingung erfolgen, dass sich das Kraftfahrzeug auf einer Autobahn befindet. Zur geschwindigkeitsunabhängigen Erkennung einer Autobahn werden zurzeit Bildverarbeitungs- bzw. Navigationssysteme eingesetzt, die neben einem gesonderten Einbauraum im Kraftfahrzeug auch hohe Investitionskosten erfordern.
  • Darüber hinaus ist aus de DE 197 14 849 A1 eine Leuchte für ein Kraftfahrzeug bekannt, die ein Leuchtmittel aufweist, das an eine Schaltung angeschlossen ist. Das Leuchtmittel ist in Abhängigkeit von den äußeren Lichtverhältnissen in seiner Lichtstärke einstellbar, um eine Blendung anderer Verkehrsteilnehmer auszuschließen. Die Lichtstärke des Leuchtmittels ist in Abhängigkeit von der Stellung eines Lichtschalters des Kraftfahrzeuges einstellbar. Dies erfordert ein Eingreifen des Fahrers zur Verstellung der Lichtstärke.
  • Des Weiteren offenbart die EP 0 802 081 A2 eine Rückleuchte eines Kraftfahrzeuges mit einem Brems-, einem Blink- und einem Schlusslicht-Leuchtmittel, die hinter mindestens einem Lichtfenster angeordnet sind, durch das die von den Leuchtmitteln ausgesandten Strahlen nach außen treten. Im Bereich des Lichtfensters ist mindestens ein lichtempfindlicher Sensor angeordnet, der an zumindest eines der Leuchtmittel über eine Regelung angeschlossen ist, die in Abhängigkeit von Signalen des Sensors die Leuchtstärke des Leuchtmittels steuert.
  • Ferner beschreibt die Veröffentlichung „PAL 2001, Darmstädter Lichttechnik, ISBN 3-89675-971-X" eine so genannte Sensor-Leuchtdiode. Hierbei handelt es sich um eine Lichtquelle, die für zwei Funktionen genutzt wird, nämlich zum einen die Funktion "Licht abgeben" und zum anderen die Funktion "Licht/Helligkeit messen", wobei die Lichtquelle unter den gleichen optischen Bedingungen, also den optischen Strahlengängen, als Lichtquelle und als Sensor genutzt wird. Die Lichtquelle ist mit einer Elektronik zur Ansteuerung und Auswertung verbunden.
    •
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine automatische Scheinwerfer-Regeleinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der ein hohes Maß an Verkehrssicherheit bei einem relativ geringen baulichen Aufwand gewährleistet ist.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zumindest einer der Sensoren als mindestens eine dem Scheinwerfer zugeordnete Leuchtdiode zur Messung der Helligkeit einfallenden Lichts ausgebildet ist.
  • Aufgrund der Messung der Helligkeit des einfallenden Lichts, die von der Auswerteelektronik bewertet wird, ergeht ein entsprechender Befehl an die Steuerelektronik, die die Lichtverteilung der Scheinwerfer einstellt, um eine Blendung des Gegenverkehrs auszuschließen. Damit geht ein hohes Maß an Verkehrssicherheit ohne Regeleingriff des Fahrers des Kraftfahrzeuges einher. Des Weiteren stellt die Leuchtdiode (LED) ein relativ kleines Bauteil dar, das mit einem geringen baulichen Aufwand zu installieren ist. Als weitere Sensoren können beispielsweise ein Gierwinkel- und ein Nickwinkelsensor vorgesehen werden, die weitere Rückschlüsse auf eine Einfallrichtung des Lichts zulassen. Darüber hinaus berücksichtigt die Auswerteelektronik auch Werte bezüglich der Richtungsabhängigkeit und der Anbauhöhe der Leuchtdiode zur Einstellung der Lichtverteilung des Scheinwerfers.
  • Zweckmäßigerweise ist die Leuchtdiode in den Scheinwerfer integriert. Damit ist es nicht erforderlich einen Einbauplatz an der Oberfläche des Kraftfahrzeuges zur Verfügung zu stellen.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Leuchtdiode als Lichtquelle des Scheinwerfers ausgebildet und emittiert einen gepulsten Lichtstrahl. Der Leuchtdiode ist hiermit eine doppelte Funktion zugewiesen. Zum einen dient sie als Lichtquelle und zum anderen als Sensor, wobei die Lichtstrahlen unter dem gleichen Winkel einfallen bzw. austreten und die Messung der Umgebungsleuchtdichte, also der Helligkeit des einfallenden Lichts, sowie die Aussendung der Lichtstrahlen unter der Nutzung derselben Signalwege erfolgt. Um die Messung der Helligkeit des einfallenden Lichts während der Nutzung der Leuchtdiode als Lichtquelle sicher zu stellen, emittiert die Leuchtdiode einen gepulsten Lichtstrahl, wobei die Frequenz derart bemessen ist, dass die kurzzeitigen Unterbrechungen beim Aussenden des Lichts für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar sind. Während der Unterbrechungen beim Aussenden des Lichts misst die Leuchtdiode die Helligkeit des einfallenden Lichts. Selbstverständlich ist es möglich, mehrere als Lichtquellen und Sensoren dienende Leuchtdioden in einem Scheinwerfer anzuordnen.
  • Um eine an die Umgebungsbedingungen angepasste Beleuchtung zu erzielen, beaufschlagt zweckmäßigerweise die Auswerteelektronik in Abhängigkeit von der von der Leuchtdiode gemessenen Helligkeit des einfallenden Lichts die Steuerelektronik derart, dass diese die Lichtverteilung der Lichtquelle zumindest entsprechend einem Autobahnlicht oder einem Abblendlicht einstellt.
  • Vorzugsweise steuert die Auswerteelektronik in Abhängigkeit von dem Einfallwinkel und der Beleuchtungsstärke des einfallenden Lichts die Steuerelektronik zur Einstellung der Lichtverteilung an. Die Auswerteelektronik erkennt somit anhand der Daten der als Sensor ausgebildeten Leuchtdiode ob das einfallende Licht von einem entgegenkommenden Fahrzeug stammt und welche Position das entgegenkommende Fahrzeug zu dem eigenen Kraftfahrzeug einnimmt. Aufgrund charakteristischer baulicher Eigenschaften bestimmter Straßenarten, also Landstrassen, Autobahnen oder Straßen innerhalb von Ortschaften sowie Mitteltrennungen von Fahrbahnen, kann über den Einfallwinkel des Lichts die Art der momentan befahrenen Straße bestimmt und die Lichtverteilung derart eingestellt werden, dass eine Blendung des Gegenverkehrs ausgeschlossen ist.
  • Zur Konkretisierung der Rückschlüsse auf die Art der momentan befahrenen Straße ist bevorzugt die Auswerteelektronik mit einem Geschwindigkeitssensor verbunden. Zweckmäßigerweise ist die Auswerteelektronik mit einem Navigationssystem gekoppelt. Die alleinige Auswertung der Daten des Navigationssystems lässt zwar die Bestimmung der aktuell befahrenen Straßenart zu, sie stößt jedoch bei Abweichungen von dem hinterlegten Kartenmaterial an ihre Grenzen. Baustellen, veränderte Straßenführungen oder neue Straßen können nicht im erforderlichen Maß berücksichtigt werden. Hierbei liefern die Daten des optischen Sensors, nämlich der Leuchtdiode, und des Geschwindigkeitssensors aktuelle Werte zur Bestimmung der Straßenart und damit zur blendungsfreien Einstellung der Lichtverteilung des Scheinwerfers.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgedankens umfasst die Auswerteelektronik einen Speicherbaustein mit Vergleichsdaten und beaufschlagt die Steuerelektronik zu einer Änderung der Lichtverteilung nach einem Abgleich der Signale der Sensoren mit den Vergleichsdaten in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Abgleichs. Die Vergleichsdaten beschreiben beispielsweise für bestimmte Straßenarten charakteristische Bedingungen. Durch den Abgleich der Signale und Daten der Sensoren mit den Vergleichsdaten lässt sich mit großer Bestimmtheit der aktuell befahrene Straßentyp ermitteln, auch wenn Daten einzelner Sensoren von den für diesen Straßentyp zulässigen Bedingungen abweichen. Dies ist z. B. der Fall, wenn auf einer Landstraße mit erhöhter Geschwindigkeit gefahren wird, die Signale der anderen Sensoren und die den Signalen zugeordneten Vergleichsdaten aber die Landstraße als aktuell befahrene Straße bestimmen. In dieser Situation wird durch die Auswerteelektronik sichergestellt, dass die einzustellende Lichtverteilung nicht dem Autobahnlicht, sondern bei Gegenverkehr dem Abblendlicht entspricht.
  • Zweckmäßigerweise steuert. die Auswerteelektronik die Steuerelektronik zur Einstellung einer Lichtverteilung mit einer Gefahr einer Blendwirkung für einen Gegenverkehr zeitverzögert an. Eine Lichtverteilung mit der Gefahr einer Blendwirkung für den Gegenverkehr ist beispielsweise bei Autobahnlicht gegeben. Erkennt die Auswerteelektronik vorübergehend einen Zustand, der nicht den Bedingungen für eine Autobahn entspricht, schaltet die Steuerelektronik auf die Lichtverteilung für Abblendlicht und das Autobahnlicht wird für einen gewissen Zeitraum nicht erneut aktiviert, da sich das Kraftfahrzeug in einem Baustellenbereich oder einem sonstigen für diese Lichtverteilung ungeeigneten Streckenabschnitt befinden kann.
  • Vorteilhafterweise sind die Auswerteelektronik und die Steuerelektronik in einem Steuergerät integriert.
  • Dem Steuergerät können weitere Funktionen für die automatische Scheinwerfer-Regeleinrichtung zugewiesen sein.
  • Bevorzugt ist die Auswerteelektronik über einen Fahrzeugbus mit weiteren Steuergeräten verbunden, die zur Tag/Nacht-Erkennung auf die Messsignale von der Leuchtdiode und/oder das Ergebnis des Abgleichs der Auswerteelektronik zugreifen. Somit stehen beispielsweise auch einem System zur Steuerung des Signalbildes von Heckleuchten die Messsignale bzw. Ergebnis des Abgleichs der Auswerteelektronik zur Verfügung.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der vorliegenden Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.
    •
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung näher erläutert. Die einzige Fig. zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Scheinwerfer-Regeleinrichtung.
  • Einer automatischen Scheinwerfer-Regeleinrichtung für ein Kraftfahrzeug ist ein Scheinwerfer 1 mit mehreren als Leuchtdioden 2 ausgebildeten Lichtquellen 3 zugeordnet. Die Leuchtdioden 2 dienen als Sensoren 4 zur Messung der Helligkeit einfallenden Lichts und sind mit einem Steuergerät 5 mit integrierter Auswerteelektronik 6 und Steuerelektronik 7 gekoppelt. Das Steuergerät 5 ist über einen Fahrzeugbus 8 mit weiteren Steuergeräten 9 sowie Sensoren 10 verbunden, wobei einer der Sensoren als Geschwindigkeitssensor 11 ausgebildet ist. Damit die Leuchtdioden 2 bei eingeschaltetem Scheinwerfer 1 sowohl Licht emittieren als auch zur Helligkeitsmessung einfallenden Lichts dienen, werden sie mit einer gepulsten Spannung versorgt.
  • Die Auswerteelektronik 6 stellt anhand der Helligkeitsmessung, des Einfallswinkels des einfallenden Lichts, der Geschwindigkeitsmessung und einem Zeitsignal fest, ob sich das Kraftfahrzeug momentan auf einer Autobahn oder einer autobahnähnlichen Straße mit Mittelstreifenbebauung befindet. Ist dies der Fall, beaufschlagt die Auswerteelektronik 6 die Steuerelektronik 7, um eine einem Autobahnlicht entsprechende Lichtverteilung des Scheinwerfers 1 einzustellen. Im anderen Fall wird eine einem Abblendlicht entsprechende Lichtverteilung eingestellt. Zur Auswertung der Daten der Sensoren 4, 10 sowie gegebenenfalls weitere Daten bezüglich der Eigenbewegung des Kraftfahrzeuges ist der Auswerteelektronik 6 ein Speicherbaustein 12 zur Speicherung von Vergleichsdaten zugeordnet, die auch charakteristische Geometriewerte von unterschiedlichen Straßentypen umfassen.
    • 1
    Scheinwerfer
    2
    Leuchtdiode
    3
    Lichtquelle
    4
    Sensor
    5
    Steuergerät
    6
    Auswerteelektronik
    7
    Steuerelektronik
    8
    Fahrzeugbus
    9
    Steuergerät
    10
    Sensor
    11
    Geschwindigkeitssensor
    12
    Speicherbaustein

Claims (11)

  1. Automatische Scheinwerfer-Regeleinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einem mindestens eine Lichtquelle (3) aufweisenden Scheinwerfer (1), der mit einer mit Sensoren (4, 10) gekoppelten Auswerteelektronik (6) und einer zumindest eine von mehreren Lichtverteilungen der Lichtquelle (3) einstellenden Steuerelektronik (7) in Verbindung steht, wobei die Steuerelektronik (7) die Lichtverteilung der Lichtquelle (3) in Abhängigkeit von einem Befehl der Auswertelektronik (6) regelt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Sensoren (4) als mindestens eine dem Scheinwerfer (1) zugeordnete Leuchtdiode (2) zur Messung der Helligkeit einfallenden Lichts ausgebildet ist.
  2. Scheinwerfer-Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdiode (2) in den Scheinwerfer (1) integriert ist.
  3. Scheinwerfer-Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdiode (2) als Lichtquelle (3) des Scheinwerfers (1) ausgebildet ist und einen gepulsten Lichtstrahl emittiert.
  4. Scheinwerfer-Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteelektronik (6) in Abhängigkeit von der von der Leuchtdiode (2) gemessenen Helligkeit des einfallenden Lichts die Steuerelektronik (7) derart beaufschlagt, dass diese die Lichtverteilung der Lichtquelle zumindest entsprechend einem Autobahnlicht oder einem Abblendlicht einstellt.
  5. Scheinwerfer-Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteelektronik (6) in Abhängigkeit von dem Einfallwinkel und der Beleuchtungsstärke des einfallenden Lichts die Steuerelektronik (7) zur Einstellung der Lichtverteilung ansteuert.
  6. Scheinwerfer-Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteelektronik (6) mit einem Geschwindigkeitssensor (11) verbunden ist.
  7. Scheinwerfer-Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteelektronik (6) mit einem Navigationssystem gekoppelt ist.
  8. Scheinwerfer-Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteelektronik (6) einen Speicherbaustein (12) mit Vergleichsdaten umfasst und die Steuerelektronik (7) zu einer Änderung der Lichtverteilung nach einem Abgleich der Signale der Sensoren (4, 10) mit den Vergleichsdaten in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Abgleichs beaufschlagt.
  9. Scheinwerfer-Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteelektronik (6) die Steuerelektronik (7) zur Einstellung einer Lichtverteilung mit einer Gefahr einer Blendwirkung für einen Gegenverkehr zeitverzögert ansteuert.
  10. Scheinwerfer-Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aus werteelektronik (6) und die Steuerelektronik (7) in einem Steuergerät (5) integriert sind.
  11. Scheinwerfer-Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteelektronik (6) über einen Fahrzeugbus (8) mit weiteren Steuergeräten (9) verbunden ist, die zur Tag/Nacht-Erkennung auf die Messsignale von der Leuchtdiode (2) und/oder das Ergebnis des Abgleichs der Auswerteelektronik (6) zugreifen.
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