DE10313337A1

DE10313337A1 - Verfahren zum Ansteuern eines Leuchtmittels

Info

Publication number: DE10313337A1
Application number: DE10313337A
Authority: DE
Inventors: Bertram Bopp; Torsten Mager
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2003-03-25
Publication date: 2004-10-21

Abstract

Verfahren zum Ansteuern eines Leuchtmittels, insbesondere einer LED, in einem Fahrzeug, wobei eine äußere Umgebungseigenschaft, eine fahrzeugtechnische Eigenschaft, eine fahrdynamische Eigenschaft und/oder der Zustand eines anderen Leuchtmittels die Beleuchtungsstärke des Leuchtmittels oder seine Dynamik festlegt.

Description

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines Leuchtmittels bzw. eines Beleuchtungselements, insbesondere einer LED in einem Fahrzeug.

In den letzten Jahren wurden in Fahrzeugen vermehrt die traditionellen Glühbirnen durch Leuchtdioden ersetzt. Aufgrund ihrer kleinen Baugröße, aber großen Lichtleistung werden LEDs vor allem als dritte Bremsleuchte oder als Spiegelblinker eingesetzt. Zudem haben sie den Vorteil, dass sie extrem langlebig und robust sind.

Nachteilig beim Einsatz von LEDs ist aber, dass sie ihre volle Beleuchtungsstärke nahezu sofort erreichen. Da das menschliche Auge jedoch eine gewisse Trägheit aufweist und sich erst nach einer Weile an Hell oder Dunkel gewöhnt, ist man aufgrund der plötzlich einsetzenden Helligkeit einer LED oftmals geblendet.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es deshalb, den Blendeffekt von Leuchtmitteln, wie LEDs, zu vermeiden und bei Kombination von LED und herkömmlichen Leuchtmitteln diese optisch zu synchronisieren.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Ansteuerverfahren gemäß Patentanspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 14.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass aufgrund einer graduell einstellbaren Beleuchtungsstärke bzw. der Dynamik des Ein- und Ausschaltprozesses die thermische Trägheit einer Glühbirne simuliert werden kann, so dass das Auge sich an das helle Licht adaptieren kann und der Blendeffekt vermieden wird. Darüber hinaus kann die Beleuchtungsstärke aber auch verringert oder erhöht werden, wodurch gerade bei Nacht bzw. Tag eine optimale Beleuchtung möglich ist. Die jeweilige End-Beleuchtungsstärke, also die Beleuchtungsstärke mit der das Leuchtmittel nach dem Erhöhen oder Verringern leuchtet, hängt dabei von äußeren Umgebungseigenschaften, anderen Beleuchtungselementen, fahrzeugtechnischen Merkmalen oder fahrdynamischen Gegebenheiten ab.

Von besonders großem Vorteil ist eine Ausführungsform, bei der die Ansteuerung und der Zeitpunkt des Erreichens der End-Beleuchtungsstärke von Glühbirnen-Beleuchtungselementen und den LED-Beleuchtungselementen synchronisiert wird. Da aufgrund ihrer thermischen Trägheit die Glühbirne ihre End-Beleuchtungsstärke im Vergleich zur LED zeitverzögert erreicht, kann es z.B. für einen Verkehrsteilnehmer den Eindruck haben, dass ein mit einer LED ausgestatteter Spiegelblinker und ein mit einer Glühbirne ausgestatteter Vorderblinker zeitverzögert blinken. Wird jedoch die LED derart angesteuert, dass sie ihre End-Beleuchtungsstärke erst nach einer vorgegebenen Zeit erreicht und während dieser Zeit die Beleuchtungsstärke zudem kontinuierlich gesteigert wird, wird die thermische Trägheit der Glühbirne simuliert und einem anderen Verkehrsteilnehmer ein synchrones Blinken präsentiert. Da sich darüber hinaus das menschliche Auge während dieser Zeit durch die kontinuierliche Erhöhung der Beleuchtungs stärke an die End-Beleuchtungsstärke gewöhnen kann, wird ein Blenden verhindert. Besonders vorteilhaft ist ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Beleuchtungsstärke während der vorgegebenen Zeit linear zunimmt.

In einem weiteren besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Beleuchtungsstärke abhängig von der Umgebungshelligkeit erhöht oder verringert. Da oftmals bei Tag oder großer Sonneneinstrahlung die Beleuchtungselemente von Fahrzeugen oder auch Ampeln sehr schwer zu erkennen sind, kann durch eine Erhöhung der Beleuchtungsstärke sichergestellt werden, dass das beleuchtete Element auch als beleuchtet erscheint. Besonders vorteilhaft ist dafür eine Ausführungsform, bei der dies dadurch erreicht wird, dass ein Steuergerät, das ein entsprechendes Beleuchtungselement ansteuert mit einem Sensor in Verbindung steht, der die Umgebungshelligkeit misst. Abhängig von dieser Helligkeit wird die End-Beleuchtungsstärke des Leuchtmittels um einen bestimmten Betrag höher einstellt als die Umgebungshelligkeit. Wird dieser Wert außerdem kontinuierlich bzw. in kurzen Intervallen gemessen ist es möglich die Beleuchtungsstärke sehr flexibel zu regulieren. Dies ist vor allem bei Tunnelfahrten oder bei sonstigen stark wechselnden Lichtverhältnissen von Vorteil.

In einem weiteren besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel wird außerdem mittels Sensoren festgestellt, ob ein Nebelscheinwerfer oder ein Scheibenwischer aktiviert ist. Über die Aktivierung kann auf eine schlechte Witterung und damit wiederum auf schlechte Sichtverhältnisse geschlossen werden, was eine Erhöhung der Beleuchtungsstärke erforderlich macht.

Weiterhin ist vorteilhafterweise ein Ausführungsbeispiel realisierbar, bei dem die Fahrdynamik – z.B. eine hohe Geschwindigkeit, große positive oder negative Beschleunigungswerte, aber auch Stillstand – die Beleuchtungsstärke gative Beschleunigungswerte, aber auch Stillstand – die Beleuchtungsstärke beeinflussen. So befinden sich beispielsweise bei schneller Fahrt auf der Autobahn die anderen Verkehrsteilnehmer in relativ großer Entfernung, weshalb eine höhere Beleuchtungsstärke sinnvoll ist; ist man jedoch im Stadtverkehr mit relativ geringen Geschwindigkeiten und häufigen Stops and Go's unterwegs, ist eine geringere Beleuchtungsstärke ausreichen und oft auch erforderlich, um andere Verkehrsteilnehmer nicht zu blenden und zu ermüden.

Andererseits kann das Verfahren auch eine Warnfunktion übernehmen, wobei insbesondere bei einer großen negativen Beschleunigung – d.h. einem abrupten Bremsen – einem nachfolgenden Auto dieses Bremsmanöver mittels stark erhöhter Beleuchtung oder einem Blinken besser vermittelt wird. Ist die Fahrt des Fahrzeugs unruhig, insbesondere bei häufigem Wechsel zwischen großer Beschleunigung und abruptem Abbremsen, ist in einem weiteren Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass das Leuchtmittel blinkt und zwar unabhängig von der jeweiligen Fahrdynamik. Einem anderen Verkehrsteilnehmer kann dadurch signalisiert werden, mehr Abstand zu halten.

In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird die Beleuchtungsstärke bei geringer Bordnetzspannung reduziert. Dies hat den Vorteil, dass bei niedrigem Batteriestatus nicht zu viel Energie auf eventuell unnötig helle Beleuchtungsmittel verschwendet wird.

Vorteilhafterweise sind alle Ausführungsbeispiele des Verfahrens so ausgelegt, dass eine individuelle Anpassung an verschiedene Fahrzeuge möglich ist, und Kundenwünsche berücksichtigt werden können.

Besonders vorteilhaft ist, dass das erfindungsgemäße Verfahren sowohl mittels eines Software-Elements als auch mittels eines Hardware-Elements durchführbar ist. Des weiteren kann es bei auch bestehenden Systemen leicht nachgerüstet werden, was wiederum sehr kostengünstig ist.

Weitere Vorteile und Ausführungsbeispiele sind in den Unteransprüchen definiert.

Im folgenden soll das Prinzip der Erfindung mittels einer Figur näher erläutert werden.
Es stellt dar:
1 eine schematische Darstellung einer LED-Ansteuerung, wobei in 1A die Signalamplitude eines Ansteuersignals in Abhängigkeit der Zeit und in den 1B–1D die Beleuchtungsstärke eines Leuchtmittels in Abhängigkeit der Zeit gezeigt ist.
In 1 ist schematisch dargestellt, wie durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens erreicht wird, dass ein mit einer Glühlampe ausgestattetes Beleuchtungselement und ein mit einer LED ausgestattetes Beleuchtungselement optisch gleichzeitig blinken. Dazu zeigt 1A ein Ansteuersignal 2, das von einem hier nicht dargestellten Steuergerät ausgegeben wird. Dadurch wird zum Zeitpunkt t₁ das Beleuchtungselement für eine Zeitspanne T_an aktiviert. Wird vom dem Steuergerät zum Zeitpunkt t₂ kein Signal mehr übermittelt, wird das Beleuchtungselement deaktiviert.
Beobachtet man allerdings ein Beleuchtungsstärkenprofil 3 eines so angesteuerten mit einer Glühlampe ausgestatteten Beleuchtungselements, so zeigt sich schematisch das in 1B dargestellte Bild. Zwar wird die Glühlampe zum Zeitpunkt t₁ mit Strom versorgt und damit eingeschaltet, aber aufgrund der thermischen Trägheit der Glühlampe erreicht das Beleuchtungselement erst zum Zeitpunkt t₁' seine maximale Beleuchtungsstärke. Das gleiche Phänomen ist auch beim Ausschalten zu beobachten. Wird der Strom zum Zeitpunkt t₂ abgeschaltet, glüht die Glühbirne nach und vom Beleuchtungselement wird erst zum Zeitpunkt t₂' kein Licht mehr abgegeben.
Vergleicht man dieses Verhalten jedoch mit dem Verhalten einer LED, wie in 1C gezeigt, ist deutlich zu sehen, dass bei einer LED nahezu ohne Zeitverzögerung die volle Beleuchtungsstärke bereitsteht. Deutlich zu sehen ist, dass deshalb die beiden Beleuchtungselemente nur während des Zeitraums t₂ – t₁', hier gekennzeichnet als T_gem gleichzeitig leuchten. Einem Betrachter erscheinen deshalb die beiden Beleuchtungselemente zeitversetzt zu leuchten.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, wird während der Zeit T die Beleuchtungsstärke der LED an die Beleuchtungsstärke der Glühbirne angepasst. Das bedeutet, dass während der Zeit T die Beleuchtungsstärke kontinuierlich von einem Nullwert auf eine Endbeleuchtungsstärke – hier mit 1 auf der y-Achse der Graphik gekennzeichnet – gesteigert wird. Dazu kann nun mittels eines der LED vorgeschalteten Hardwareelements, beispielsweise eines Transistors oder eines veränderlichen Widerstands, die maximale Beleuchtungsstärke stufenweise oder kontinuierlich gesteigert werden. Zum Zeitpunkt t₁ weist demnach der Widerstand einen so hohen Wert auf, dass nur wenig Strom an die LED gelangt und damit die Beleuchtungsstärke reduziert ist. Zum Zeitpunkt t₁' dagegen, ist dieser Widerstand praktisch nicht mehr vorhanden, so dass die volle End-Beleuchtungsstärke zur Verfügung steht. Das durch dieses Ansteuerung resultierende Beleuchtungsprofil der LED ist in 1D dargestellt.

Claims

Verfahren zum Ansteuern eines Leuchtmittels, insbesondere einer LED, in einem Fahrzeug, mit einem Schritt zum Verringern oder Erhöhen der Beleuchtungsstärke des Leuchtmittels, und/oder zum Anpassen der Dynamik des Leuchtmittels an vorgebbare Parameter.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei in einem weiteren Schritt die Beleuchtungsstärke des Leuchtmittels in Anhängigkeit einer äußeren Umgebungseigenschaft, einer fahrzeugtechnischen Eigenschaft, einer fahrdynamischen Eigenschaft, und/oder eines anderen Leuchtmittels festgelegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei einer großen Umgebungshelligkeit, insbesondere bei Tag, die Beleuchtungsstärke des Leuchtmittels größer ist als bei einer geringen Umgebungshelligkeit, insbesondere bei Nacht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei schlechten Sichtverhältnissen, insbesondere bei Nebel und/oder Sprühwasser, die Beleuchtungsstärke größer ist als bei guten Sichtverhältnissen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei hoher Geschwindigkeit und/oder großen positiven oder negativen Beschleunigungswerten des Fahrzeugs die Beleuchtungsstärke größer ist als bei einer niederen Geschwindigkeit und/oder geringen positiven oder negativen Beschleunigungswerten.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei großer Fahrdynamik, insbesondere bei einer häufigen Abwechslung zwischen hoher positiver und hoher negativer Beschleunigung, das Leuchtmittel blinkt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei Stillstand oder sehr geringer Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder bei geringer Bordnetzspannung die Beleuchtungsstärke reduziert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beleuchtungsstärke beim Aktivieren des Leuchtmittels über eine vorgegebene Zeit zunimmt und beim Deaktivieren des Leuchtmittels über eine vorgegebene Zeit abnimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Parameter für die Anpassung der Dynamik des Leuchtmittels derart vorgegeben werden, dass die Beleuchtungsstärke beim Aktivieren des Leuchtmittels über eine vorgegebene Zeit zunimmt und beim Deaktivieren des Leuchtmittels über eine vorgegebene Zeit abnimmt.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Beleuchtungsstärke während der vorgegebenen Zeit linear zu- bzw. abnimmt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in einem Schritt eine bestimmte End-Beleuchtungsstärke definiert wird, die vorbestimmt und/oder anpassbar ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die End-Beleuchtungsstärke des Leuchtmittels zu einem bestimmten Zeitpunkt erreicht wird, der mit dem Zeitpunkt des Erreichens der End-Beleuchtungsstärke eines anderen im Fahrzeug angeordneten Leuchtmittels übereinstimmt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren von einem Softwareelement durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren von einem Hardwareelement durchgeführt wird.
Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Ansteuern eines Leuchtmittels, insbesondere einer LED, in einem Fahrzeug, wobei mit der Vorrichtung die Beleuchtungsstärke des Leuchtmittels verringerbar oder erhöhbar, und/oder die Dynamik des Leuchtmittels steuerbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Vorrichtung mit Sensoren im Fahrzeug in Verbindung steht, die eine Umgebungseigenschaft, eine fahrzeugtechnische Eigenschaft, eine fahrdynamische Eigenschaft und/oder den Zustand eines anderen Leuchtmittels bestimmen, und aufgrund dieser die Beleuchtungsstärke des anzusteuernden Leuchtmittels festlegt.