DE10337192A1 - Steuerung der Helligkeit von Anzeige- und Bedienelementen in Kraftfahrzeugen in Abhängigkeit der Umgebungshelligkeit - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen zur Regelung einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges vorgesehenen Helligkeitssensor sowie ein beleuchtbares Anzeige- und Bedienelement mit einer Steuerung der Anzeigehelligkeit und ein zugehöriges Verfahren zur Helligkeitssteuerung. DOLLAR A In einem Kraftfahrzeug werden viele Funktionen erzeugt, die einen Umgebungshelligkeitssensor erfordern, wie bspw. eine automatische Klimaanlage, das automatische Einschalten der Fahrzeugaußenbeleuchtung oder die Einstellung der Anzeigehelligkeit einer Anzeigevorrichtung. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einfacher und kostengünstiger Weise einen Helligkeitssensor zur Steuerung der Helligkeit von Anzeige- und Bedienelementen im Fahrzeug anzugeben. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird ein zur Regelung einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges vorgesehener Helligkeitssensor zur Steuerung der Helligkeit von fahrzeugseitig angeordneten beleuchtbaren Anzeige- und Bedienelementen verwendet. DOLLAR A Als Anzeige- und Bedienelemente kommen alle Anzeigevorrichtungen und Bedienelemente im gesamten Informations- und Kommunikationsbereich im Kraftfahrzeug in Frage.

Description

• Die Erfindung betrifft einen zur Regelung einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges vorgesehenen Helligkeitssensor sowie ein beleuchtbares Anzeige- und Bedienelement mit einer Steuerung der Anzeigehelligkeit und ein zugehöriges Verfahren zur Helligkeitssteuerung.
• Aus der DE 44 09 777 A1 ist eine Einrichtung zu Steuerung der Helligkeit einer Anzeigevorrichtung in einem Kraftfahrzeug bekannt, die zur Messung der Umgebungshelligkeit einen elektro-optischen Wandler verwendet. Das Ausgangssignal des Wandlers wird einer Signalverarbeitung unterzogen, so dass der Anzeigevorrichtung ein zur Umgebungshelligkeit proportionales Signal zugeführt werden kann.
• Des weiteren ist aus der DE 199 56 113 A1 eine beleuchtbare Anzeigevorrichtung bekannt, deren Helligkeit ebenfalls in Abhängigkeit der Umgebungshelligkeit gesteuert wird.
• Die DE 199 20 823 C2 beschreibt eine Regelung einer Heiz- und Klimaanlage von Kraftfahrzeugen, insbesondere eine Klimaautomatik, bei der in Abhängigkeit der mit einem Solarsensor bestimmten Außentemperatur und Umgebungshelligkeit Entfrosterdüsenklappen gesteuert werden. Bei einer Trennung von rechts- und linksseitiger Klimatisierung bzw. zusätzlich von vorne und hinten getrennter Klimatisierung im Fahrzeug sind zwei Sensoren bzw. ist ein Vierquadrantensensor vorgesehen.
• Des weiteren ist aus der DE 101 41 462 A1 ein Verfahren zum Steuern einer Klimaanlage in einem Fahrzeug bekannt, bei dem zur Vereinfachung der Erfassung der thermischen Belastung der Fahrgastzelle bereits im Fahrzeug vorhandene Helligkeitssensoren genutzt werden, wobei insbesondere ein für die Kontrast- und Helligkeitseinstellung einer Anzeigevorrichtung vorgesehener Sensor mitbenutzt werden soll.
• Ferner werden auch Helligkeitssensoren verwendet, um in Abhängigkeit der Umgebungshelligkeit automatisch die Fahrzeugaußenbeleuchtung einzuschalten. So ist bspw. aus der DE 196 30 216 C2 eine Sensoreinrichtung zur Vorfeldlichtdetektion und gleichzeitig zur Detektion des Umfeldlichtes bekannt, die im vorderen Dachbereich hinter der Windschutzscheibe angeordnet ist und aus einem fahrtrichtungsspezifischen in Fahrtrichtung gerichteten Lichtsensor mit schmalem Erfassungskegel und einen Umgebungslichtsensor mit breitem nach oben gerichteten Erfassungskegel als Mehrquadrantensensor aufgebaut ist. Mittels einer Steuereinrichtung werden die Signale dieser Sensoreinrichtung ausgewertet und zur Steuerung des Fahrlichtes und weiterer Fahrzeugkomponenten, insbesondere zur Klimaanlagensteuerung, zur Steuerung einer Auffindbeleuchtung, welche der Beleuchtung von Bedien- und Anzeigeelementen zwecks besserem Auffinden derselben bei Dunkelheit dient und zur Steuerung von Fensterhebermotoren und einer gegebenenfalls vorhandenen Schiebehebedachmotorik.
• Schließlich ist aus der DE 43 30 721 C1 ein Verfahren zur Steuerung einer Fahrzeuginnenraumbeleuchtung bekannt, das in Abhängigkeit bestimmter beleuchtungsrelevanter Fahrzeugzu stände die Innenbeleuchtung ein- bzw. ausschaltet. Insbesondere wird zur Steuerung der Innenbeleuchtung die von einem Innenraumsensor erfassten Helligkeitswerte verwendet.
• Somit werden viele Funktionen in einem Fahrzeug integriert, welche von der Umgebungshelligkeit des Fahrzeuges beeinflusst werden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einfacher und kostengünstiger Weise einen Helligkeitssensor zur Steuerung der Helligkeit von Anzeige- und Bedienelementen im Fahrzeug anzugeben.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein zur Regelung einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges vorgesehener Helligkeitssensors zur Steuerung der Helligkeit von fahrzeugseitig angeordneten beleuchtbaren Anzeige- und Bedienelementen verwendet wird.
• Damit kann in vorteilhafter Weise das Ausgangssignal eines solchen Helligkeitssensors zur Steuerung der Helligkeit von beleuchtbaren Anzeige- und Bedienelementen im Fahrzeug verwendet werden, die mit Mittel zur Einstellung der Anzeigehelligkeit ausgestattet sind.
• Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn der Helligkeitssensor als Raumwinkelsensor, bspw. als Vierquadrantensensor ausgebildet ist. Damit lässt sich die Anzeigehelligkeit eines Anzeige- und Bedienelementes in vorteilhafter Weise in Abhängigkeit der Raumrichtung des auf den Sensor fallenden Lichtes steuern. Bei diesem Verfahren kann die Anzeigehelligkeit insbesondere daran angepasst werden, ob das Licht in Bezug auf das Fahrzeug von vorne oder von hinten in den Innenraum des Fahrzeuges fällt.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird auch eine bereits zur Steuerung des Außenlichts, insbesondere des Fahrlichts verwendete Sensoreinrichtung mit einem Vorfeldelement zur Detektion der Vorfeldhelligkeit und einem Umfeldelement zur Detektion der Umgebungshelligkeit zusätzlich herangezogen, damit ein optimales Helligkeitsverhalten des Anzeige- und Bedienelementes erzielt werden kann. Der durch die Verwendung einer solchen Sensoreinrichtung entstehende Nachteil, dass aufgrund dessen Ausrichtung der Empfindlichkeit nach oben bzw. nach vorne in Bezug auf das Fahrzeug hinten einfallendes Licht nicht detektiert werden kann, wird durch den für die Klimaanlage vorgesehenen Helligkeitssensor kompensiert. Der Vorteil liegt auch darin, dass bei Erkennung einer Tunneleinfahrt die Helligkeit des Anzeige- und Bedienelementes rechtzeitig angepasst wird.
• Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Innenraumhelligkeit des Fahrzeuges mittels eines Innenraumsensors erfasst wird und dessen Signal zusammen mit dem Signal des im Außenraum des Fahrzeuges installierten Helligkeitssensors zur Steuerung der Anzeigehelligkeit der Anzeige- und Bedienelemente herangezogen wird. Damit kann eine weitere Optimierung des Helligkeitsverhalten bei der Ansteuerung eines Anzeige- und Bedienelementes erzielt werden.
• Als Anzeige- und Bedienelemente kommen zunächst alle Anzeigeelemente im gesamten Informations- und Kommunikationsbereich im Kraftfahrzeug in Frage, das sind Einzel- oder Kombiinstrumente in Auflicht- oder Durchlichttechnik mit Glühlampen oder den diese ablösenden Leuchtdioden (LED), ferner CCFL-Kaltkathoden-Lampen oder EL-(Elektroluminesnenz-) Folien, digitale Instrumente in VFD- oder LCD-Technik und schließlich auch Display-Anzeigen in unterschiedlichsten Ausführungen (bspw. in LCD-Technik), insbesondere auch Head-up-Display-Anzeigen (HUD).
• Auch Bedienelemente, wie Betätigungsgriffe oder Tasten zur Steuerung von Fahrzeugfunktionen oder Komforteinrichtungen, wie Autoradio, Autotelefon und Navigationssysteme sind beleuchtet, bspw. lichttransparent ausgeführt, mit einem Leuchtring umgeben oder mit einem leuchtenden Symbol versehen.
• Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit einer Zeichnung dargestellt und erläutert werden. Dabei zeigt die einzige Figur ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen beleuchtbaren Anzeige- und Bedienelementes mit allen wesentlichen Komponenten.
• In diesem Blockschaltbild wird ein Anzeigeelement, bspw. ein Kombiinstrument als Display mit dem Bezugszeichen 1 dargestellt, dem eine Steuereinheit 2 vorgeschaltet ist. Diese Steuereinheit 2 bereitet die über eine Schnittstelle 21 erhalten Größen auf, um diese aufbereiteten Größen zur Darstellung auf dem Display 1 demselben über eine Schnittstelle 23 zuzuleiten. Mittels eines Bedienelementes 5 kann die vom Bediener gewünschte Helligkeit manuell eingestellt werden, indem ein von diesem Bedienelement entsprechendes Signal erzeugt und der Steuereinheit 2 zugeführt wird.
• Ferner zeigt das Blockschaltbild einen als Raumwinkelsensor ausgebildeten Solarsensor 3, der Werte der Lichtintensität mit Raumwinkelinformationen liefert. Hierzu werden die analogen Sensorsignale in einer Aufbereitungsschaltung 31 bearbeitet und als digitale Signale sowohl der Steuereinheit 2 für das Display 1 als auch einer Steuereinheit 6 für eine Klimaanlage 7 zugeführt.
• Dieser Raumwinkelsensor 3 ist bspw. mittig auf der Motorhaube im Bereich des Überganges zur Windschutzscheibe angeordnet und liefert bspw. den Wert der maximalen Lichtintensität mit zugehöriger Raumrichtung, also die Richtung der maximalen Lichtintensität.
• Ein solcher Raumwinkelsensor besteht bspw. aus drei Solarzellen, die auf den Seiten einer dreiseitigen Pyramide angeordnet sind. Als Messwert wird der Wert der maximalen Intensität und die zugehörigen Raumwinkel, also der Azimut- und der Elevationswinkel geliefert.
• Als Raumwinkelsensor dient auch ein aus vier Solarzellen bestehender planarer Aufbau, wobei diese Solarzellen quadratisch, getrennt durch eine kreuzförmige Abschattung angeordnet sind. Neben dem einzelnen Signal jeder Solarzelle wird auch ein Summensignal erzeugt und in der Aufbereitungsschaltung 31 aufbereitet, zumindest digitalisiert, und anschließend den Steuereinheiten zur Auswertung zugeführt.
• Anstelle von Solarzellen werden auch Fotodioden oder Fototransistoren eingesetzt.
• Mit den raumwinkelabhängigen Intensitätswerten des Raumwinkelsensors 3 wird eine für jeden Innenraumbereich des Fahrzeuges getrennte, d. h. von anderen Raumbereichen unabhängige Klimasteuerung mittels der Steuereinheit 6 durchgeführt.
• Die das Display 1 steuernde Steuereinheit 2 erhält nicht nur von dem Raumwinkelsensor 3 die Intensitätswerte mit den Raumwinkeldaten, sondern auch die von einer im Innenraum des Fahrzeuges im Dachbereich hinter der Windschutzscheibe angeordneten Umgebungslichtsensorik 4 erzeugten Messwerte sowohl der Vorfeldhelligkeit als auch der Umgebungshelligkeit. Hierzu enthält diese Umgebungslichtsensorik 4 ein erstes Sensorelement mit einem schmalen, nach vorne in Fahrtrichtung gerichteten Erfassungskegel und ein zweites Sensorelement mit einem breiterem, nach oben gerichteten Erfassungskegel. Die von diesen als Solarzelle, Fotodiode oder als Fototransistor ausgeführten Sensorelemente dieser Umgebungslichtsensorik 4 erzeugten analogen Messwerte werden ebenfalls in einer Aufbereitungsschaltung 41 aufbereitet, insbesondere digitalisiert und als digitale Daten dem Steuergerät 2 als auch einem Steuergerät 8 zur Steuerung einer Lichtanlage 9 des Fahrzeuges zugeführt.
• Die Umgebungslichtsensorik 4 kann auch lediglich aus dem Umfeldelement, also ohne Vorfeldelement bestehen und auf dem Armaturenbrett – nach oben gerichtet – angeordnet sein.
• Mit dem Vorliegen sowohl der Umgebungshelligkeitswerte des Fahrzeuges als auch der richtungsabhängigen Intensitätswerte des Außenraumes kann die Helligkeit des Displays 1 optimal gesteuert werden, d. h. dass für einen Betrachter das Display unter allen Umgebungshelligkeitsbedingungen gut ablesbar ist, insbesondere für solche Bedingungen, wenn in Bezug auf das Fahrzeug von hinten in den Innenraum einfallendes Licht nicht von dem zweiten Sensorelement der Umgebungslichtsensorik 4 ausreichend detektiert werden kann und erst der im Außenbereich angeordnete Raumwinkelsensor 3 diese Information liefert und damit die richtige Einstellung der Helligkeit erfolgen kann. Mit Vorteil können die von dem ersten Sensorelement der Umgebungslichtsensorik 4 gelieferten Vorfeldhelligkeitswerte verwendet werden, um rechtzeitig z. Bsp. bei Einfahrt in einen Tunnel die Helligkeitswerte des Anzeige- und Bedienelements an die sich ändernde Situation anzupassen.
• Das in der einzigen Figur dargestellte Ausführungsbeispiel ist gegenüber dem Stand der Technik, bei dem ein separater Helligkeitssensor vorgesehen ist, kostengünstig zu realisieren, da keine zusätzlichen Teilekosten anfallen und zur Nutzung der bereits für eine Klimaanlage bzw. für eine Lichtsteuerung vorhandenen Lichtsensoren es nur einer Softwareänderung bedarf, da die entsprechenden Systeme bereits über ein Bus-System vernetzt sind.
• Eine noch weitere optimierte Helligkeitssteuerung kann auch mit einem für die Steuerung der Fahrzeuginnenraumbeleuchtung vorgesehenen Innenraumsensor, der in der Figur nicht dargestellt ist, realisiert werden.

Claims (8)

1. Verwendung eines zur Regelung einer Klimaanlage (7) eines Kraftfahrzeuges vorgesehenen die Umgebungshelligkeit des Fahrzeuges messenden Helligkeitssensors (3) zur Steuerung der Helligkeit von fahrzeugseitig angeordneten beleuchtbaren Anzeige- und Bedienelementen (1).
2. Beleuchtbares Anzeige- und Bedienelement (1) für Kraftfahrzeuge mit Mitteln zur Einstellung der Anzeigehelligkeit in Abhängigkeit der Umgebungshelligkeit, dadurch gekennzeichnet, dass zur Detektion der Umgebungshelligkeit ein Helligkeitssensor (3) nach Anspruch 1 vorgesehen ist.
3. Beleuchtbares Anzeige- und Bedienelement (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Helligkeitssensor (3) als Raumwinkelsensor ausgebildet ist.
4. Beleuchtbares Anzeige- und Bedienelement (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umgebungslichtsensor mit einem Sensorelement zur Detektion der Umgebungshelligkeit vorgesehen ist.
5. Beleuchtbares Anzeige- und Bedienelement (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Umgebungslichtsensor zusätzlich mit einem Sensorelement zur Vorfeldlichtdetektion vorgesehen ist.
6. Beleuchtbares Anzeige- und Bedienelement (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innenraumsensor (4) zur Messung der Innenraumhelligkeit des Fahrzeuges vorgesehen ist.
7. Verfahren zur Steuerung der Helligkeit einer beleuchtbaren Anzeige- und Bedieneinheit (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Helligkeit der Anzeige- und Bedienelemente (1) in Abhängigkeit der Raumrichtung des auf den Raumwinkelsensor (3) fallenden Lichtes gesteuert wird.
8. Verfahren zur Steuerung der Helligkeit einer beleuchtbaren Anzeige- und Bedieneinheit (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Helligkeit der Anzeige- und Bedienelemente (1) in Abhängigkeit der Raumrichtung des auf den Raumwinkelsensor (3) fallenden Lichtes und in Abhängigkeit der Innenraumhelligkeit gesteuert wird.