DE10341135A1

DE10341135A1 - Lichtsensorvorrichtung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE10341135A1
Application number: DE10341135A
Authority: DE
Inventors: Mark-Tell Dr. Schneider
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-09-06
Filing date: 2003-09-06
Publication date: 2005-03-31

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lichtsensorvorrichtung eines Fahrzeugs zur Steuerung eines Fahrlichtes, wobei die Lichtsensorvorrichtung einen Umgebungslichtsensor mit einem breiten in den Himmel ausgerichteten Erfassungskegel, einen Vorfeldlichtsensor mit einem schmalen in Fahrtrichtung weisenden Erfassungskegel und eine Steuereinheit, welche aus den Messwerten des Vorfeldlichtsensors und des Umgebungslichtsensors ein Steuersignal zum Schalten des Fahrlichtes erzeugt, umfasst. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird in Abhängigkeit von der Signalform des Vorfeldlichtsensors ein Verstärkungsfaktor des Umgebungslichtsensors soweit erhöht, dass die Messwerte des Umgebungslichtsensors den Helligkeitsschwellenwert überschreiten können.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtsensorvorrichtung eines Fahrzeugs zur Steuerung eines Fahrlichtes gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.

Aus der DE 196 30 216 A1 ist eine Lichtsensorvorrichtung für ein Fahrzeug bekannt, die sowohl einen Umgebungslichtsensor mit einem breitem Erfassungskegel als auch einen fahrtrichtungsspezifischen Lichtsensor mit einem schmaleren in Fahrtrichtung weisenden Erfassungskegel umfasst. Eine Steuereinheit, welche anhand der Signale der beiden Lichtsensoren in Fahrtrichtung kürzere von längeren abgedunkelten Fahrbahnabschnitten zu unterscheiden vermag, erzeugt ein davon abhängiges Lichtsteuersignal für ein Fahrlicht. Die Steuereinheit nimmt eine Fahrlichtaktivierung jeweils dann vor, wenn die vom Umgebungslichtsensor und die vom fahrtrichtungsspezifischen Lichtsensor erfassten Helligkeitswerte bestimmte charakteristische Signalverläufe aufweisen. Dadurch kann die Aktivierung des Fahrlichtes bei Auftreten eines kurzen abschattenden Objektes unterbleiben, ohne dass hierzu eine Einschaltverzögerung vorgesehen werden muss, die insbesondere bei Tunneleinfahrten unerwünscht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lichtsensorvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiter zu entwickeln, dass ein optimiertes situationsbezogenes Schaltverhalten des Fahrlichts ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird bei der Lichtsensorvorrichtung der eingangs genannten Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1 gelöst.

Erfindungsgemäß weist der Umgebungslichtsensor einen vorgegebenen Helligkeitsschwellenwert auf, so dass das Fahrlicht ausgeschaltet wird, wenn der Messwert größer als der Helligkeitsschwellenwert ist, wobei für einen Messwert, der kleiner als der Helligkeitsschwellenwert ist, die Steuereinheit in vorgegebenen Zeitintervallen die Signalform des Vorfeldlichtsensors auf das Vorhandensein von für verschiedene Umgebungshelligkeiten jeweils typischen Signalverläufen auswertet und in Abhängigkeit von der Signalform einen Verstärkungsfaktor des Umgebungslichtsensors soweit erhöht, dass die Messwerte des Umgebungslichtsensors den Helligkeitsschwellenwert überschreiten können und das Fahrlicht ausgeschaltet wird. Die Lichtsensorvorrichtung des Fahrzeugs zur Steuerung des Fahrlichtes umfasst den Umgebungslichtsensor mit einem breiten Erfassungskegel, einen Vorfeldlichtsensor mit einem schmalen in Fahrtrichtung weisenden Erfassungskegel, und eine Steuereinheit, welche aus den Messwerten des Vorfeldlichtsensors und des Umgebungslichtsensors ein Steuersignal zum Schalten des Fahrlichtes erzeugt. Durch die zusätzliche Auswertung der Signalform des Vorfeldlichtsensors wird mittels des Umgebungslichtsensors das Fahrlicht entsprechend der aktuellen Umgebungshelligkeit betrieben. Das Fahrlicht wird automatisch abgeschaltet, wenn es aufgrund der vorgegebenen Umgebungshelligkeit nicht mehr benötigt wird, andernfalls bleibt es aktiviert. Ohne die Auswertung der Signalform des Vorfeldlichtsensors kann eine nach der aktuellen Umgebungshelligkeit differenzierte Schaltung des Fahrlichts durch den Umgebungs lichtsensor allein nicht erfolgen. Eine geschlossene Wolkendecke ergibt wegen Streueffekten mit hohem Infrarotanteil einen hohen Messwert für den Umgebungslichtsensor. Ein klarer Himmel hingegen ergibt wegen Entfall des Streueffekts und einem geringen Infrarotanteil einen niedrigen Messwert für die Lichtintensität. Bei tief stehender Sonne und klarem Himmel, beispielsweise an Sommerabenden oder wolkenlosen Wintertagen, kommt es daher in der Praxis häufig vor, dass das Fahrlicht trotz ausreichender Umgebungshelligkeit, insbesondere durch Lichtreflexionen aus der Umgebung, nicht ausschaltet.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform wertet die Steuereinheit in aufeinanderfolgenden Zeitintervallen die Signalform des Vorfeldlichtsensors aus und erhöht in Abhängigkeit von der Signalform im jeweiligen Zeitintervall den Verstärkungsfaktor des Umgebungslichtsensors jeweils um einen Schritt, wobei die Messwerte des Umgebungslichtsensors erst nach mehreren Schritten einen Wert aufweisen, der größer als der Helligkeitsschwellenwert ist. Das Fahrlicht wird dadurch nicht bereits nach Auswertung eines Zeitintervalls ausgeschaltet, sondern erst, wenn ein typischer Signalverlauf zumindest in einem darauffolgenden zweiten Zeitintervall erneut identifiziert wird. Der Verstärkungsfaktor wird daher in jedem Schritt nur soweit erhöht, dass mit einem Schritt allein die Messwerte des Umgebungslichtsensors den Helligkeitsschwellenwert nicht erreichen. Dadurch wird sichergestellt, dass ein typischer Signalverlauf als Voraussetzung zum Ausschalten des Fahrlichts nicht nur kurzzeitig gegeben ist.

Ferner ist es denkbar, dass der Verstärkungsfaktor des Umgebungslichtsensors erhöht wird, wenn das Signal des Vorfeldlichtsensors wenigstens eine vorgegebene Anzahl von Maxima und Minima aufweist. Insbesondere kann das Signal des Vorfeldlichtsensors wenigstens eine vorgegebene Mindeststärke aufweisen. Ein häufiger Wechsel von Maxima und Minima in der Signalform, als ein erstes Beispiel für einen typischen Signalverlauf, ist bei einem wolkenlosen Himmel gegeben, wobei das Sonnenlicht nicht von vorne ins Fahrzeug einstrahlt und daher vom Vorfeldlichtsensor nicht erfasst wird. Die Maxima und Minima in der Signalform werden von Reflexionen in der Umgebung des Fahrzeugs erzeugt. Die Umgebungshelligkeit ist für einen Fahrbetrieb ohne Fahrlicht ausreichend, so dass das Fahrlicht ausgeschaltet werden kann.

In einer weiteren Ausgestaltung wird der Verstärkungsfaktor des Umgebungslichtsensors erhöht, wenn das Signal des Vorfeldlichtsensors in einem Sättigungsbereich liegt. Diese Signalform, als ein zweites Beispiel für einen typischen Signalverlauf, beschreibt eine Umgebungshelligkeit, die einem wolkenlosen Himmel und einer direkten Sonneneinstrahlung von vorne entspricht. Die direkte Sonneneinstrahlung wird von dem Vorfeldlichtsensor erfasst. Die Umgebungshelligkeit ist auch in diesem Szenario für einen Fahrbetrieb ohne Fahrlicht ausreichend.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in der einzigen Figur näher erläutert, wobei die Figur eine Schaltungsanordnung für eine Lichtsensorvorrichtung eines Fahrzeugs in schematischer Darstellung zeigt.
Eine in der Figur veranschaulichte Lichtsensorvorrichtung 1 eines nicht weiter dargestellten Fahrzeugs weist einen Umgebungslichtsensor 2 mit einem breiten in den Himmel ausgerichteten Erfassungskegel und einen Vorfeldlichtsensor 3 mit ei nem schmalen in Fahrtrichtung weisenden Erfassungskegel auf. Der Vorfeldlichtsensor 3 zum Erfassen einer fahrtrichtungsspezifischen Information, beispielsweise zum Unterscheiden von kürzeren und längeren abgedunkelten Fahrbahnabschnitten, wird in der Regel mit einem hohen Verstärkungsfaktor betrieben. Eine Steuereinheit 4 erzeugt aus den Messwerten des Vorfeldlichtsensors 3 und des Umgebungslichtsensors 2 ein Steuersignal zum Schalten eines Fahrlichtes 5.
Der Umgebungslichtsensor 2 weist einen vorgegebenen Helligkeitsschwellenwert auf, so dass das Fahrlicht 5 ausgeschaltet wird, wenn der mit dem Umgebungslichtsensor 2 erfasste Messwert größer als der Helligkeitsschwellenwert ist. Für einen Messwert, der kleiner als der Helligkeitsschwellenwert ist, wertet die Steuereinheit 4 in einem vorgegebenen Zeitintervall die Signalform des mit dem Vorfeldlichtsensor 3 erfassten Signals aus. Bei der Auswertung wird berücksichtigt, dass Szenarien der Umgebungshelligkeit, beispielsweise ein wolkenloser Himmel, ein bewölkter Himmel, eine Dämmerung oder eine frontale Sonneneinstrahlung, einem jeweils typischen Signalverlauf entsprechen, der vom Vorfeldlichtsensor 3 erfasst wird. In Abhängigkeit von der Form des Signals des Vorfeldlichtsensors 3 kann ein Verstärkungsfaktor des Umgebungslichtsensors 2 soweit erhöht werden, dass die Messwerte des Umgebungslichtsensors 2 größer als der Helligkeitsschwellenwert sind. Damit wird erreicht, dass das Fahrlicht 5 bei einer aktuellen Umgebungshelligkeit ausgeschaltet wird, die für einen Fahrzeugbetrieb ohne zusätzliches Fahrlicht 5 ausreichend ist.
Die Lichtsensorvorrichtung 1 kann in einer Ausgestaltung auch so betrieben werden, dass die Steuereinheit 4 in aufeinanderfolgenden Zeitintervallen die Signalform des Vorfeldlichtsensors 3 auswertet und in Abhängigkeit von der Signalform im jeweiligen Zeitintervall der Auswertung der Verstärkungsfaktor des Umgebungslichtsensors 2 jeweils um einen Schritt erhöht wird, wobei die Messwerte des Umgebungslichtsensors 2 erst nach mehreren Schritten einen Wert aufweisen, der größer als der Helligkeitsschwellenwert für den Umgebungslichtsensor 2 ist. Wie weit der Verstärkungsfaktor mit jedem Schritt erhöht wird, kann beispielsweise abhängig von der aktuellen Umgebungshelligkeit sein. Insbesondere kann die Schrittweite der Verstärkung für eine größere Umgebungshelligkeit größer als für eine geringere Umgebungshelligkeit gewählt werden. Dadurch wird eine Variabilität bezüglich des Zeitpunktes des Ausschaltens des Fahrlichtes 5 erreicht. In einer weiteren Ausgestaltung kann der Verstärkungsfaktor mit jedem Schritt auch um einen konstanten Wert erhöht werden. Die Länge des oder der Zeitintervalle kann konstant oder in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit variabel eingestellt werden.
Zum Zwecke der Auswertung wird das Signal des Vorfeldlichtsensors 3 bzgl. seiner Größe und seiner zeitlichen Änderung ausgewertet. Der Verstärkungsfaktor des Umgebungslichtsensors 2 wird erhöht, wenn das Signal des Vorfeldlichtsensors 3 eine wenigstens eine vorgegebene Anzahl von Maxima und Minima aufweist. Mit der Erfassung der Anzahl von Maxima und Minima im vorgegebenen Zeitintervall kann eine Aussage über eine Schwankung bzw. einen Signalwechsel getroffen werden. Die vorgegebene Anzahl von Maxima und Minima wird so gewählt, dass bei einer vorliegenden Signalform die mehr Maxima und Minima als die vorgegebene Anzahl aufweist davon ausgegangen werden kann, dass die aktuelle Umgebungshelligkeit einem wolkenlosen Himmel entspricht, wobei die Sonneneinstrahlung nicht von vorne erfolgt und daher nicht von dem Vorfeldlichtsensor 3 erfasst wird. Als weitere Bedingung für die Erhöhung des Verstärkungsfaktors kann geltend gemacht werden, dass das Signal des Vorfeldlichtsensors 3 wenigstens eine vorgegebene Mindeststärke aufweisen muss, welche zudem bei einem wolkenlosen Himmel erreicht wird. Der Verstärkungsfaktor des Umgebungslichtsensors 2 wird erhöht um das Fahrlicht 5 unmittelbar oder zeitverzögert auszuschalten. Weist die vorliegenden Signalform weniger Maxima und Minima als die vorgegebene Anzahl auf, d. h. weniger Signalschwankungen, und wird außerdem nicht die vorgegebene Mindeststärke für das Signal erreicht, so liegt ein Dämmerungszustand und/oder ein bewölkter Himmel vor. Das Fahrlicht 5 wird weiterhin für eine sichere Fahrt benötigt und der Verstärkungsfaktor des Umgebungslichtsensors 2 wird dementsprechend nicht erhöht.
Der Verstärkungsfaktor des Umgebungslichtsensors 2 kann ebenfalls erhöht werden, wenn das Signal des Vorfeldlichtsensors 2 in einem Sättigungsbereich liegt. Die Signalform unterliegt in diesem Szenario der Umgebungshelligkeit keinen Schwankungen. Es liegt ein wolkenloser Himmel vor, wobei die Sonne von vorne in das Fahrzeug einstrahlt und vom Vorfeldlichtsensor 3 unmittelbar erfasst wird. Das eingeschaltete Fahrlicht 5 wird in dieser Situation nicht mehr benötigt. Der Verstärkungsfaktor des Umgebungslichtsensors 2 wird erhöht um das Fahrlicht 5 unmittelbar oder zeitverzögert auszuschalten.
Der Verstärkungsfaktor des Umgebungslichtsensors 2 wird nach seiner Erhöhung und dem Abschalten des Fahrlichtes wieder auf seinen ursprünglichen Ausgangswert oder auf einen vorgegebenen Grundwert herabgesetzt, um die verschiedenen Szenarien für die Umgebungshelligkeit erneut erfassen zu können. Die Herabsetzung des Verstärkungsfaktors des Umgebungslichtsensors 2 kann schrittweise erfolgen.
Anstelle der Erhöhung des Verstärkungsfaktors des Umgebungslichtsensors 2 kann auch eine Absenkung des Helligkeitsschwellenwertes für den Umgebungslichtsensor 2 erfolgen.
Die erfindungsgemäße Lichtsensorvorrichtung 1 zur Steuerung des Fahrlichtes 5 weist eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Funktionalität bezüglich der Schaltung des Fahrlichtes 5 auf. Insbesondere bei klarem Himmel und tiefstehender Sonne wird ein überflüssiger Betrieb des Fahrlichtes 5 vermieden. Die Lichtsensorvorrichtung 1 ist mit geringem Aufwand kostengünstig zu realisieren, da lediglich Änderungen in einer Software durchzuführen sind und keine weiteren Hardwarekomponenten benötigt werden.

Claims

Lichtsensorvorrichtung (1) eines Fahrzeugs zur Steuerung eines Fahrlichtes (5), umfassend – einen Umgebungslichtsensor (2) mit einem breiten in den Himmel ausgerichteten Erfassungskegel, – einen Vorfeldlichtsensor (3) mit einem schmalen in Fahrtrichtung weisenden Erfassungskegel, und – eine Steuereinheit (4), welche aus den Messwerten des Vorfeldlichtsensors (3) und des Umgebungslichtsensors (2) ein Steuersignal zum Schalten des Fahrlichtes (5) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass der Umgebungslichtsensors (2) einen vorgegebenen Helligkeitsschwellenwert aufweist, so dass das Fahrlicht (5) ausgeschaltet wird, wenn der Messwert größer als der Helligkeitsschwellenwert ist, wobei für einen Messwert, der kleiner als der Helligkeitsschwellenwert ist, die Steuereinheit (4) in vorgegebenen Zeitintervallen die Signalform des Vorfeldlichtsensors (3) bezüglich des Vorhandenseins von für verschiedene Umgebungshelligkeiten jeweils typischen Signalverläufen auswertet und in Abhängigkeit von der Signalform einen Verstärkungsfaktor des Umgebungslichtsensors (2) soweit erhöht, dass die Messwerte des Umgebungslichtsensors (2) den Helligkeitsschwellenwert überschreiten können.
Lichtsensorvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (4) in aufeinanderfolgenden Zeitintervallen die Signalform des Vorfeldlichtsensors (2) auswertet und in Abhängigkeit von der Signalform im jeweiligen Zeitintervall der Verstärkungsfaktor des Umgebungslichtsensors (3) jeweils um einen Schritt erhöht wird, wobei die Messwerte des Umgebungslichtsensors (3) erst nach mehreren Schritten einen Wert aufweisen, der größer als der Helligkeitsschwellenwert ist.
Lichtsensorvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal des Vorfeldlichtsensors (3) bzgl. seiner Größe und seiner zeitlichen Änderung ausgewertet wird.
Lichtsensorvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsfaktor des Umgebungslichtsensors (2) erhöht wird, wenn das Signal des Vorfeldlichtsensors (3) wenigstens eine vorgegebene Anzahl von Maxima und Minima aufweist.
Lichtsensorvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsfaktor des Umgebungslichtsensors (2) erhöht wird, wenn das Signal des Vorfeldlichtsensors (3) wenigstens eine vorgegebene Mindeststärke aufweist.
Lichtsensorvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsfaktor des Umgebungslichtsensors (2) erhöht wird, wenn das Signal des Vorfeldlichtsensors (3) in einem Sättigungsbereich liegt.
Lichtsensorvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsfaktor des Umgebungslichtsensors (2) nach seiner Erhöhung und dem Abschalten des Fahrlichtes (5) wieder auf seinen ursprünglichen Ausgangswert oder auf einen vorgegebenen Grundwert herabgesetzt wird.
Lichtsensorvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Herabsetzung des Verstärkungsfaktor des Umgebungslichtsensors (2) schrittweise erfolgt.
Lichtsensorvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle der Erhöhung des Verstärkungsfaktors des Umgebungslichtsensors (2) eine Absenkung des Helligkeitsschwellenwertes für den Umgebungslichtsensor (2) erfolgt.