DE19630216C2 - Fahrzeug mit fahrsituationsabhängiger Lichtsteuerung - Google Patents

Fahrzeug mit fahrsituationsabhängiger Lichtsteuerung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug mit fahrsituations­ abhängiger Lichtsteuerung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es sind bereits Fahrzeuge bekannt, bei denen die Steuerung eines oder mehrerer Fahrzeuglichter in Abhängigkeit von der Umgebungs­ helligkeit und/oder der Umgebungsfeuchtigkeit erfolgt, siehe z. B. die Offenlegungsschriften DE 37 38 848 A1, DE 41 09 348 A1, DE 41 11 210 A1, DE 41 36 427 A1 und DE 43 29 983 A1 sowie die Patentschrift US 4.139.801. Es sind dabei auch bereits Einrich­ tungen vorgeschlagen worden, die für die Lichtsteuerung bzw. die Umgebungslichterfassung das Fahrlicht anderer Verkehrsteilnehmer und/oder andere künstliche Lichtquellen, z. B. Straßenlichter, in verschiedenster Weise berücksichtigen, siehe z. B. die Offenle­ gungsschriften DE 31 32 207 A1, DE 36 24 616 A1, DE 37 37 395 A1, DE 43 17 772 A1 und GB 2 060 163 A sowie die Patentschrift DE 35 03 451 C2.
Aus der DE 26 56 256 A1 ist ein Fahrzeug der eingangs genannten Art bekannt. Das Einschalten des Fahrlichts wird dort zum einen verzögerungsarm durch einen in Fahrtrichtung orientierten Licht­ fühler bewirkt, wenn das darauf einfallende Licht einen relativ niedrig angesetzten Helligkeitsschwellenwert unterschreitet. Der Lichtfühler unterscheidet somit zwischen Abschattungen mit höhe­ rer oder geringerer Lichtintensität. Zum anderen wird ein Ein­ schalten des Fahrlichts bei Detektion eines Helligkeitseinbruchs durch einen von der allgemeinen Umgebungshelligkeit beeinflußten weiteren Lichtfühler bewirkt, der eine regelbare Schaltverzöge­ rungseinheit aufweist, um unbeabsichtigtes Lichteinschalten in­ folge kurzzeitiger Abschattung des Umgebungslichtfühlers zu ver­ meiden.
Aus der DE 44 47 327 A1 ist ein Fahrzeug mit einer Mikroprozes­ soreinheit bekannt, die mit Hilfe eines Signalwertes für die Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Zeitsignals die Lichtanlage des Fahrzeuges steuert. Insbesondere werden die Scheinwerfer bei einer bestimmten, wählbaren Geschwindigkeit und die Warnblinkan­ lage bei einer starken Verzögerung (negative Beschleunigung) des Fahrzeuges selbsttätig aktiviert.
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Fahrzeugs zugrunde, das über eine komfortable, selbsttä­ tige, fahrsituationsabhängige Lichtsteuerung insbesondere für das Fahrlicht verfügt, die mit vergleichsweise geringem Aufwand zwischen kurzzeitigen Abschattungen ohne Notwendigkeit einer Lichtaktivierung und längeren abgedunkelten Fahrbahnabschnitten zu unterscheiden vermag.
Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung ei­ nes Fahrzeugs mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 2 oder 3. Bei diesem Fahrzeug ist eine Umgebungslichtsensorik vorgesehen, die sowohl einen Umgebungslichtsensor mit breiterem Erfassungskegel und damit geringerer Richtungsspezifität als auch einen fahrt­ richtungsspezifischen Lichtsensor mit schmalerem, in Fahrtrich­ tung weisendem Erfassungskegel zur spezifischen Erfassung der Lichtverhältnisse in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug aufweist. Der Umgebungslichtsensorik ist eine Steuereinheit nachgeschal­ tet, die anhand der Signale der beiden Lichtsensoren in Fahrt­ richtung kürzere von längeren abgedunkelten Fahrbahnabschnitten zu unterscheiden vermag und ein davon abhängiges Lichtsteue­ rungssignal erzeugt.
Darüber hinaus ist beim Fahrzeug nach Anspruch 1 kennzeichnend vorgesehen, daß die Steuereinheit eine Fahrlichtaktivierung je­ weils dann vornimmt, wenn die vom Umgebungslichtsensor detek­ tierte Helligkeit unter einen zugehörigen, ersten Helligkeits­ schwellenwert absinkt und die vom fahrtrichtungsspezifischen Lichtsensor erfaßte Helligkeit unter einem zugehörigen, zweiten Helligkeitsschwellenwert liegt. Dadurch wird erreicht, daß die Fahrlichtaktivierung genau dann zuverlässig und ohne wesentli­ che Verzögerung erfolgt, wenn das Fahrzeug in den abgedunkelten Fahrbahnabschnitt einfährt.
Beim Fahrzeug nach Anspruch 2 ist speziell vorgesehen, daß die Auswerteeinheit aus dem Signal des fahrtrichtungsspezifischen Lichtsensors und eines ihr zugeführten Fahrgeschwindigkeits­ signals quantitativ die Ausdehnung abgedunkelter Fahrbahnab­ schnitte in Fahrtrichtung bestimmt. Das Ergebnis läßt sich dann dazu verwenden, zu entscheiden, ob für den jeweils beginnenden abgedunkelten Fahrbahnabschnitt die Aktivierung beispielsweise des Fahrlichtes nötig ist oder nicht.
Beim Fahrzeug nach Anspruch 3 ist speziell vorgesehen, daß der Umgebungslichtsensor zur Erfassung nicht nur der Intensität, sondern auch der Richtung des einfallenden Sonnenlichtes ausge­ legt ist, was dazu benutzt wird, die Ansprechempfindlichkeit des fahrtrichtungsspezifischen Lichtsensors einzustellen. Bei nied­ rigem Sonnenstand von vorne, d. h. bei Gegenlicht, kann so die Empfindlichkeit dieses Sensors reduziert werden, um sein Aus­ gangssignal unterhalb des Sättigungsbereiches nachfolgender Si­ gnalverarbeitungskomponenten zu halten.
Mit einem solchermaßen nach Anspruch 1, 2 und/oder 3 ausgelegten Fahrzeug lassen sich beispielsweise Tunnels zuverlässig von kur­ zen, abschattenden Objekten, wie Brücken, unterscheiden, so daß die Aktivierung beispielsweise des Fahrlichtes bei Auftreten ei­ nes kurzen abschattenden Objektes unterbleiben kann, ohne daß hierzu eine Einschaltverzögerung vorgesehen werden muß, die bei Tunneleinfahrten unerwünscht ist.
In Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 ist der fahrt­ richtungsspezifische Lichtsensor so positioniert, daß der Auf­ punkt seines Erfassungskegels auf der Fahrbahn mindestens 20 m vor dem Fahrzeug liegt. Es zeigt sich, daß diese Einstellung des Erfassungskegels dieses Lichtsensors für die Unterschei­ dungsfähigkeit zwischen kürzeren und längeren, abgedunkelten Fahrbahnabschnitten in Verbindung mit dem Umgebungslichtsensor mit breiterem Erfassungskegel günstig ist.
Bei einem nach Anspruch 5 weitergebildeten Fahrzeug erfolgt die Lichtsteuerung zusätzlich in Abhängigkeit von der Intervallzeit eines Scheibenwischers, die als Maß für die Umgebungsfeuchtig­ keit dient.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeich­ nungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeugs mit umge­ bungslichtabhängiger Lichtsteuerung und
Fig. 2 ein Blockdiagramm der Lichtsteuerung des Fahrzeugs von Fig. 1.
Der in Fig. 1 dargestellte Personenkraftwagen (1) ist mit einer automatischen Lichtsteuerung ausgestattet, mit der das Fahrlicht und je nach Bedarf weitere fahrzeugseitige Lichtquellen fahrsi­ tuationsabhängig in Abhängigkeit von den umgebenden Lichtver­ hältnissen und weiterer Parameter ein- und ausgeschaltet werden. Charakteristischerweise beinhaltet das Fahrzeug hierzu eine im vorderen Dachbereich angeordnete Umgebungslichtsensorik, die ei­ nen Umgebungslichtsensor mit breiterem Erfassungskegel (2) und einen davon unabhängigen, fahrtrichtungsspezifischen Lichtsensor mit schmalerem Erfassungskegel (3) beinhaltet.
Der Umgebungslichtsensor ist durch einen Mehrquadranten-Solar­ positionssensor, z. B. mit je einem Quadranten für den vorderen linken, den vorderen rechten, den hinteren linken und den hinte­ ren rechten Fahrzeugbereich, realisiert, mit dem innerhalb des vergleichsweise großen Raumwinkels des breiten Erfassungskegels (2) sowohl die Umgebungslichthelligkeit als auch im Fall direk­ ter Sonneneinstrahlung die Richtung des einfallenden Sonnenlich­ tes detektiert werden kann. Derartige Sensoren sind an sich be­ kannt und bedürfen hier keiner näheren Beschreibung. Wie aus Fig. 1 zu erkennen, erstreckt sich der zu diesem Umgebungslicht­ sensor gehörige Erfassungskegel (2) allseitig mit großem Raum­ winkel richtungsunspezifisch über dem Fahrzeug, wobei ein nach hinten oben weisender Erfassungsquadrant (2a) und ein nach vorne oben weisender Erfassungsquadrant (2b) explizit gezeigt sind.
Der Erfassungskegel (3) des fahrtrichtungsspezifischen, d. h. in Fahrtrichtung vorausschauenden Lichtsensors, besitzt einen Öff­ nungswinkel von typischerweise kleiner als etwa 20° und ist nach vorne unten gerichtet. Der Erfassungskegel muß für die Funktion aber nicht nach vorne unten gerichtet sein, es sind auch andere Ausrichtungen, beispielsweise nach vorne oben oder horizontal nach vorne, vorstellbar. Die Begrenzung des Öffnungswinkels kann in einer herkömmlichen Weise entweder durch eine optische Linse oder durch eine Lochblende oder durch die Plazierung eines lichtempfindlichen Fotoelementes im Brennpunkt eines Parabol­ spiegels erfolgen, der parallel einfallende Strahlung fokus­ siert. Der Neigungswinkel dieses Erfassungskegels (3) ist durch entsprechende Auslegung und Anordnung des fahrtrichtungsspezifi­ schen Lichtsensors so eingestellt, daß sein Aufpunkt (3a) auf der Fahrbahn (4) mindestens 20 m, beispielsweise ca. 25 m, vor dem Fahrzeug (1) liegt.
In Fig. 2 ist die Anordnung zur Steuerung des Fahrlichtes und weiterer Fahrzeugkomponenten in Abhängigkeit von den Umgebungs­ lichtverhältnissen und weiteren, die jeweilige Fahrsituation re­ präsentierenden Größen blockdiagrammatisch dargestellt. Einer Steuereinheit (5) sind als Eingangssignale das Ausgangssignal des Umgebungslichtsensors (6), das Ausgangssignal des fahrtrich­ tungsspezifischen und damit in Fahrtrichtung vorausblickenden Lichtsensors (7), ein Fahrgeschwindigkeitssignal (8) einer zuge­ hörigen Geschwindigkeitssensorik und ein Frontwischer-Intervall­ zeitsignal (9) zugeführt. Abhängig von diesen Eingangssignalen erzeugt die Steuereinheit (5) als Ausgangssignale ein Licht­ steuerungssignal (10) zur Steuerung der Fahrzeuglichtanlage, insbesondere des Fahrlichtes, ein Signal (11) zur Klimaanlagen­ steuerung, ein Signal (12) zur Steuerung einer Auffindbeleuch­ tung, welche der Beleuchtung von Bedien- und Anzeigeelementen zwecks besserem Auffinden derselben bei Dunkelheit dient und die über die sogenannte normierte Klemme (58d) betrieben wird, sowie ein Signal (13) zur Steuerung von Fensterhebermotoren und einer gegebenenfalls vorhandenen Schiebehebedachmotorik. Dabei führt die Steuereinheit (5) im einzelnen folgende Steuerungsvorgänge aus.
Die zugeführte Frontwischer-Intervallzeitinformation besitzt die höchste Priorität hinsichtlich einer Fahrlichtaktivierung, d. h. in Situationen, in denen die Wischintervallzeit des Frontschei­ benwischers einen vorgebbaren Schwellwert unterschreitet, wie dies bei einsetzendem Niederschlag der Fall ist, wird unabhängig von den Umgebungslichtverhältnissen das Fahrlicht eingeschaltet. Im übrigen erfolgt die Steuerung des Fahrlichtes in Abhängigkeit von den von der Umgebungslichtsensorik erfaßten Umgebungslicht­ verhältnissen, wobei die Steuereinheit (5) die Signale der bei­ den unabhängig voneinander arbeitenden und verschiedene Erfas­ sungsbereiche abdeckenden Lichtsensoren (6, 7) so auswertet, daß sie in Fahrtrichtung kürzere von längeren abgedunkelten Fahr­ bahnabschnitten zu unterscheiden vermag. Denn der Umgebungs­ lichtsensor (6) mit dem breiteren, fahrtrichtungsunspezifische­ ren Erfassungskegel reagiert mit seinem Summensignal aller sei­ ner Quadranten bereits bei kurzen, abschattenden Objekten, wie Verkehrszeichen, Brücken etc., mit einem deutlichen negativen Signalgradienten, d. h. er registriert eine merkliche Hellig­ keitsabnahme. Solange der fahrtrichtungsspezifische Lichtsensor (7) jedoch im selben Zeitraum keinen derartigen Helligkeitsein­ bruch detektiert, schließt die Steuereinheit (5) richtigerweise auf ein kurzes, abschattendes Objekt und unterläßt eine Fahr­ lichtaktivierung. Wenn hingegen ein längeres, abschattendes Ob­ jekt vorliegt, z. B. ein Tunnel, so detektiert der fahrtrich­ tungsspezifische Lichtsensor (7), wie bei allen fahrbahnabschat­ tenden Objekten, zuerst einen Helligkeitseinbruch. Wenn dann kurz später auch der Umgebungslichtsensor (6) einen Helligkeits­ einbruch detektiert und der fahrtrichtungsspezifische Lichtsen­ sor (7) weiterhin eine entsprechend geringe Helligkeit mißt, schließt die Steuereinheit (5) zutreffend auf ein bevorstehen­ des, in Fahrtrichtung längeres abschattendes Objekt und schaltet das Fahrlicht sowie gegebenenfalls weitere fahrzeugseitige Lichtquellen ein. Aufgrund der speziellen Auslegung der Umge­ bungslichtsensorik erfolgt diese Fahrlichtaktivierung genau zu dem Zeitpunkt, zu dem der Umgebungslichtsensor (6) erstmals den Helligkeitseinbruch detektiert, d. h. genau dann, wenn das Fahr­ zeug in diesen abgedunkelten Fahrbahnabschnitt einfährt, ohne daß eine merkliche Einschaltverzögerung auftritt. Andererseits werden durch dieses System ständige Ein- und Ausschaltvorgänge des Fahrlichtes bei kurzfristigen Abschattungen verhindert, was z. B. besonders für Gasentladungsscheinwerfer nützlich ist, deren Lebensdauer sich bei häufigen Ein- und Ausschaltbetätigungen deutlich reduziert.
Mit Hilfe des Signales vom fahrtrichtungsspezifischen Lichtsen­ sor (7) sowie des Fahrgeschwindigkeitssignals (8) ist die Steu­ ereinheit (5) zudem in der Lage, die Länge des abgeschatteten Bereiches in Fahrtrichtung quantitativ zu ermitteln. Dazu inte­ griert sie das Geschwindigkeitssignal (8) zeitlich ab Beginn des vom fahrtrichtungsspezifischen Lichtsensors (7) detektierten Helligkeitseinbruchs bis zu einem von diesem Sensor (7) detek­ tierten Wiederanstieg der Helligkeit. Dies kann dazu benutzt werden, die solchermaßen ermittelte Abschattungslänge mit einem vorgegebenen Schwellwert zu vergleichen und diesen Vergleich als Einschaltkriterium für die Fahrlichtaktivierung heranzuziehen. Die Ein- und Ausschaltbedingungen für das Fahrlicht können zudem bei Bedarf unter Einbeziehung des Geschwindigkeitssignals (8) und des Wischintervallzeitsignals (9) an die jeweiligen Fahr- und Umweltbedingungen angepaßt werden.
Die Fähigkeit des Umgebungslichtsensors (6), die Richtung von einfallendem Sonnenlicht zu bestimmen, ermöglicht es, die An­ sprechempfindlichkeit des fahrtrichtungsspezifischen Lichtsen­ sors (7) variabel an den Sonnenstand anzupassen. So ist es vor­ teilhaft, bei niedrigem Sonnenstand von vorne, d. h. bei Gegen­ licht, seine Empfindlichkeit zu reduzieren, um das Sensoraus­ gangssignal unterhalb des Sättigungsbereichs eines nachgeschal­ teten Signalverstärkers innerhalb der Steuereinheit (5) zu hal­ ten.
Als weitere Maßnahmen können durch die Steuereinheit (5) bei er­ kannter Einfahrt in einen Tunnel über das Klimaanlagen-Steuer­ signal (11) die Umluftklappe der Klimaanlage und über das Fen­ ster-/Schiebehebedach-Steuersignal (13) die Seitenfenster und ein eventuell vorhandenes Schiebe-/Hebedach selbsttätig geschlos­ sen werden. Bei Vorhandensein eines Schadgassensors wird diese Umluftklappe zwar in herkömmlicher Weise ab Erreichen eines be­ stimmten Schadgasschwellwertes geschlossen, mit der zusätzlich vorgesehenen Schließung dieser Klappe bereits vorsorglich bei Einfahrt in einen Tunnel läßt sich demgegenüber jedoch für die­ sen Fall der Anstieg der Schadgaskonzentration im Fahrzeuginnen­ raum deutlich niedriger halten.
Des weiteren paßt die Steuereinheit (5) die Auffindbeleuchtung über das Steuersignal auf der Klemme (58d) automatisch an die vom Umgebungslichtsensor (6) erfaßte Umgebungshelligkeit an. Als weiteren Teil der Lichtanlagensteuerung werden von der Steuer­ einheit (5) Innenbeleuchtungseinrichtungen, wie Innen- und Aus­ stiegsleuchten, dann eingeschaltet, wenn die vom Umgebungslicht­ sensor (6) gemessene Helligkeit einen bestimmten Schwellwert un­ terschreitet. Zudem können bestimmte beleuchtete Anzeigeelemente bei der Unterschreitung dieses Schwellwertes auf eine inver­ tierte Darstellung umgeschaltet werden, um eine Ablenkung des Benutzers zu vermeiden. Bei Bedarf kann die von der Steuerein­ heit (5) gewonnene Information über das bevorstehende Einfahren in einen Tunnel außerdem zur Synchronisation der aktuellen Fahr­ zeugposition im Fall eines vorhandenen Navigationssystems ver­ wendet werden.

Claims (5)

1. Fahrzeug mit fahrsituationsabhängiger Lichtsteuerung, mit
  • - einer Umgebungslichtsensorik (6, 7), die sowohl einen Umge­ bungslichtsensor (6) mit breiterem Erfassungskegel (2) als auch einen fahrtrichtungsspezifischen Lichtsensor (7) mit schmalerem, in Fahrtrichtung weisendem Erfassungskegel (3) umfaßt, und
  • - einer Steuereinheit, welche anhand der Signale der beiden Lichtsensoren (6, 7) in Fahrtrichtung kürzere von längeren abgedunkelten Fahrbahnabschnitten zu unterscheiden und ein davon abhängiges Lichtsteuerungssignal (10) zu erzeugen ver­ mag,
    dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Steuereinheit eine Fahrlichtaktivierung jeweils dann vor­ nimmt, wenn die vom Umgebungslichtsensor detektierte Hellig­ keit unter einen zugehörigen, ersten Helligkeitsschwellenwert absinkt und die vom fahrtichtungsspezifischen Lichtsensor (7) erfaßte Helligkeit unter einem zugehörigen, zweiten Hellig­ keitsschwellenwert liegt.
2. Fahrzeug mit fahrsituationsabhängiger Lichtsteuerung mit
  • - einer Umgebungslichtsensorik (6, 7), die sowohl einen Umge­ bungslichtsensor (6) mit breiterem Erfassungskegel (2) als auch einen fahrtrichtungsspezifischen Lichtsensor (7) mit schmalerem, in Fahrtrichtung weisendem Erfassungskegel (3) umfaßt, und
  • - einer Steuereinheit, welche anhand der Signale der beiden Lichtsensoren (6, 7) in Fahrtrichtung kürzere von längeren abgedunkelten Fahrbahnabschnitten zu unterscheiden und ein davon abhängiges Lichtsteuerungssignal (10) zu erzeugen ver­ mag,
    dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Steuereinheit (5) aus dem Signal des fahrtrichtungs­ spezifischen Lichtsensors (7) und eines zugeführten Fahrge­ schwindigkeitssignals (8) die Ausdehnung abgedunkelter Fahr­ bahnabschnitte in Fahrtrichtung bestimmt.
3. Fahrzeug mit fahrsituationsabhängiger Lichtsteuerung mit
  • - einer Umgebungslichtsensorik (6, 7), die sowohl einen Umge­ bungslichtsensor (6) mit breiterem Erfassungskegel (2) als auch einen fahrtrichtungsspezifischen Lichtsensor (7) mit schmalerem, in Fahrtrichtung weisendem Erfassungskegel (3) umfaßt, und
  • - einer Steuereinheit, welche anhand der Signale der beiden Lichtsensoren (6, 7) in Fahrtrichtung kürzere von längeren abgedunkelten Fahrbahnabschnitten zu unterscheiden und ein davon abhängiges Lichtsteuerungssignal (10) zu erzeugen ver­ mag,
    dadurch gekennzeichnet, daß
  • - der Umgebungslichtsensor (6) zur Erfassung der Sonnenlichtein­ fallsrichtung ausgelegt ist und
  • - die Ansprechempfindlichkeit des fahrtrichtungsspezifischen Lichtsensors (7) in Abhängigkeit von der erfaßten Sonnenlicht­ einfallsrichtung eingestellt wird.
4. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter dadurch gekennzeichnet, daß der fahrtrichtungsspezifische Lichtsensor (7) so positioniert ist, daß der Aufpunkt (3a) seines Erfassungskegels (3) auf der Fahrbahn (4) mindestens 20 m vor dem Fahrzeug liegt.
5. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter dadurch gekennzeichnet, daß der Steuereinheit (5) eine Wischintervallzeitinformation (9) zu­ geführt wird und sie ein lichtaktivierendes Signal abgibt, wenn die Wischintervallzeit unter einem vorgebbaren Schwellwert liegt.
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