DE19845092A1 - Verfahren und Einrichtung zur Helligkeitssteuerung von Displays in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Helligkeitssteuerung von Displays in einem Kraftfahrzeug, bei welchem die Intensität der Sonneneinstrahlung ermittelt und davon abhängig die Helligkeit der Displays gesteuert wird. Um sowohl bei einem Verfahren als auch bei einer Einrichtung dieser Art die Helligkeitssteuerung im Hinblick auf eine selektivere Bewertung von Fremdlichteinflüssen zu optimieren, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß sowohl Einfallswinkel als auch Intensität der Fremdlicht- bzw. der Sonneneinstrahlung ermittelt und mit Hilfe eines Mustererkennungsverfahrens eine sowohl an Einfallswinkel als auch an Intensität der Fremdlichteinstrahlung angepaßte Helligkeitsveränderung des bzw. der Displays generiert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Helligkeitssteuerung von Anzeigen bzw. Displays in einem Kraftfahrzeug, bei welchem die Intensität der Sonneneinstrahlung ermittelt und dann davon abhängig die Helligkeit der Displays gesteuert wird, gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 11.

Einrichtungen sowie auch Betriebsweisen, also Verfahren dieser Art sind i. S. des oben zitierten Oberbegriffes bereits seit geraumer Zeit bekannt. Sie dienen generell dem Zweck, die Helligkeit der beleuchteten Displays oder der beleuchteten Instrumententafel an die Lichtverhältnisse anzupassen. Dabei ist nicht nur an die Beleuchtung der Fahrzeuginstrumentierung beispielsweise bei Dunkelheit zu denken, sondern es werden immer mehr Instrumente eingesetzt, die zur Anzeige digitale Displays verwenden. Diese sind zur Visualisierung zum Teil hinterleuchtet. Es ist bekannt, daß bei stärkerer Sonneneinstrahlung die Displays unter gewissen Umständen schlechter abzulesen sind, als sonst.

Hierzu gab es im Stand der Technik Ansätze, die sich diesem Thema bzw. dieser Problematik widmeten.

So ist aus der EP 0 115 575 A2 eine Anzeigenvorrichtung in Kraftfahrzeugen bekannt, bei welcher die Steuerung der Helligkeit der Anzeige von den Lichtverhältnissen im Innenraum des Fahrzeuges abhängig gemacht wird. Dabei ist ein Lichtsensor vorgesehen, welcher das Umfeld bzw. die Blickrichtung des Fahrers auf die Anzeige hinsichtlich der Ausleuchtung detektieren kann. Davon abhängig wird dann die Helligkeit der Anzeige verändert. Nachteilig ist bei dieser relativ undifferenzierten Vorgehensweise, daß lediglich das direkt einfallende Licht bewertet wird.

Es ist jedoch bekannt, daß überdies auch Streulicht vorliegt, so daß nicht in jedem Fall eine Vorzugsrichtung festgelegt werden kann. Es sind aber ganz besonders die seitlichen und außerhalb der Blickrichtung liegenden Rückreflektionen, die eine diffuse Lichtsituation entstehen lassen und die Anzeige undeutlich machen.

Aus der DE 29 71 0592 U1 ist eine Anzeige für Kraftfahrzeuge bekannt, bei welcher mit Hilfe eines Sonnensensors der Lichteinfall im Bereich der vorderen Windschutzscheibe gemessen wird und davon abhängig die Helligkeit der Anzeigenvorrichtung beeinflußt wird. Auch hierbei findet lediglich eine relativ undifferenzierte Bewertung einfallenden Fremdlichtes oder störender Sonneneinstrahlung statt.

Bei der Verwendung entsprechender Sensoren sind viele Ausgestaltungen aus dem Stand der Technik bekannt, unter anderem aus der DE 41 40 647 C2 eine Anzeigenvorrichtung mit Lichtsensor, welche einen Lichtleiter zur Erfassung des Umgebungslichtes vor einer Anzeige erfaßt.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzubilden, daß der Fremdlichteinfall, insbesondere die Sonneneinstrahlung und die dadurch bewirkte gesamte Ausleuchtung des Fahrzeuginnenraumes differenzierter erfaßbar ist und eine entsprechend bessere Anpassung der Helligkeit von Displays erfolgen kann.

Die gestellte Aufgabe ist hinsichtlich eines Verfahrens der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß sowohl Einfallswinkel, als auch Intensität der Fremdlichteinstrahlung ermittelt und mit Hilfe eines Mustererkennungsverfahrens eine sowohl an Einfallswinkel als auch an Intensität der Fremdlichteinstrahlung angepaßte Helligkeitsveränderung des bzw. der Displays generiert wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 2-10 angegeben.

Bezüglich einer Einrichtung der gattungsgemäßen Art ist die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Mittel zur Fremdlichtermittlung aus CCD- Chipsensoren bestehen und daß mindestens 2 CCD-Chipsensoren angeordnet sind, von welchen mindestens einer von hinten kommendes Fremdlicht, und mindestens ein weiterer von vorne kommendes Fremdlicht erfaßt. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen 12-14 angegeben.

Die sich insgesamt sowohl für das Verfahren, als auch für die Einrichtung ergebenden Vorteile gegenüber dem Stand der Technik sind, daß eine differenziertere Erfassung des Fremdlichteinfalles möglich ist, was letztlich auch zu einer differenzierteren Helligkeitssteuerung der Displays führt. Die differenzierte Erfassung der Fremdlichteinstrahlung betrifft hier im wesentlichen die Bewertung nicht nur der Intensität, sondern auch des Einfallswinkels. Durch eine Anordnung mehrerer Sensoren, die nicht nur intensitätssensitiv, sondern auch winkelselektiv erfassen können, wird eine umfassende Bewertung der Innenausleuchtung auch im Hinblick auf Blendrichtungen möglich. Vorteilhaft ist hierbei die Verwendung eines Mustererkennungsverfahrens, mit welchem sowohl Einfallswinkelwerte, als auch Intensitätswerte ortsbezogen zu einem räumlichen Gesamtbild darstellbar sind. Somit ergibt sich, daß die Lichtverhältnisse im Innenraum nicht nur auf Helligkeit, sondern auch auf diffuse Streuungen, Spiegelungen, Reflektionen und dergleichen mehr, sensitiv angelegt sind. Falls Blendungen im Fahrzeug entstehen oder entstehen können, kann dies durch die Erfassung des Einfallswinkels und die Bewertung über das Mustererkennungsverfahren insgesamt erkannt werden.

Eine weitergehende vorteilhafte Verfeinerung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, weitergehende Parameter für bzw. in der Mustererkennung mitzuwerten. Zu diesen weitergehenden Parametern können zählen, die Fahrerposition, das Datum und die Uhrzeit, die Außentemperatur, die Position der Sonnenblende sowie auch die Bewertung der Wichtigkeit der jeweiligen Displayanzeige, beispielsweise für die Fahr- oder Betriebssicherheit des Fahrzeuges.

Dabei ist es erheblich vorteilhaft, als Mustererkennungsverfahren ein Fuzzy-Verfahren einzusetzen. Mit Hilfe dieses Verfahrens können Helligkeitssituationen im Fahrzeug optimal und in jeder Situation zutreffend selektiv erfaßt werden. Eine alternative Verwendung eines neuronalen Netzwerkes kann dabei in seiner Wirkung gleichwertig sein. Auch hierbei wird die Situation als Gesamtes bewertet und es kann auch differenziert erkannt werden, ob möglicherweise vorhandenes Fremdlicht, jedoch richtungsmäßig störungsfrei im Hinblick auf die zuverlässige Einsichtnahme des jeweiligen Displays ist. Das heißt, auch solche Situationen können differenziert erkannt und von solchen Situationen unterschieden werden, bei denen eine Helligkeitsverstellung notwendig ist.

Die Verwendung von CCD-Chipsensoren ermöglichen die oben bereits dargestellte Bewertung des Lichteinfalles nicht nur im Hinblick auf seine Helligkeit, sondern auch auf den Einfallswinkel. Hierzu sind die CCD-Chipsensoren entweder mit einer zeilenmäßig angeordneten Vielzahl von sensitiven Lichtpunkten ausgerüstet oder es handelt sich sogar um eine Matrix von sensitiven Lichtpunkten. Diese erfassen somit nicht nur die integrale Helligkeit, sondern auch die Richtung, aus der vornehmlich Reflexionen oder Einstrahlungen herkommen. Durch die Verwendung der besagten CCD-Chipsensoren ist diese selektive Bewertung der Fremdlichteinwirkung auf das Fahrzeug erst möglich.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der einrichtungsgemäßen Erfindung sind die Sensoren bzw. die CCD-Chipsensoren mit einer logischen Verarbeitungseinheit verbunden. Dabei können als Sensoren außer den CCD-Chipsensoren auch weitergehende Sensoren zur Bewertung übriger Parameter, wie Fahrerpositionssensor und/oder Außentemperatursensor und dergleichen mehr, mitberücksichtigt werden. Die logische Verarbeitungseinheit enthält zur Durchführung des besagten Mustererkennungsverfahrens insbesondere nach dem Fuzzy-Prinzip sowohl eine Speichereinheit, als auch eine Prozessoreinheit. In der Speichereinheit sind Muster datenmäßig abgelegt und innerhalb der Prozessoreinheit findet dann der Rechenablauf der Mustererkennung und die Bildung des Fuzzy-Schlusses statt.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend noch weitergehend beschrieben.

Die Abbildung zeigt lediglich eine Systemübersicht der einzelnen System- und Logikkomponenten.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei CCD-Chipsensoren 1 und 2 verwendet. Davon ist einer der CCD-Chipsensoren vorne im Fahrzeug und der andere hinten im Fahrzeug angebracht. Sie messen dabei den Einfallswinkel und die Intensität der Fremdlichteinwirkung bzw. der Sonneneinstrahlung. Weitergehende Informationen, wie die Fahrerposition, Datum und Uhrzeit, Außentemperatur, Position der Sonnenblende, Wichtigkeit der Displayinformation werden über entsprechende Sensorik 3-7 ermittelt. Alle die von den Sensoren stammenden elektrischen Ausgangsgrößen werden einem Fuzzy-System 10 zugeführt. Das Fuzzy-System 10 enthält überdies auch eine Speichereinheit 11 sowie eine Prozessoreinheit 12. Innerhalb des Fuzzy-Systems findet dann die Bewertung aller Sensorsignale statt. Die CCD-Chipsensoren 1 und 2 liefern dabei auch räumliche Daten aus denen dann ein Gesamtbild des ausgeleuchteten Innenraumes und deren entsprechenden vornehmlichen Reflexionsrichtungen ermittelbar sind. Dies geschieht über eine entsprechende Mustererkennung nach dem Fuzzy-Prinzip.

Das heißt, die einzelnen Parametergruppen werden für sich in bestimmte Bereichsfelder eingeteilt und sodann wird ein Muster erstellt. Vom erstellten Muster ausgehend, wird sodann ein Vergleich mit hinterlegten Mustern vorgenommen und eine entsprechende Ähnlichkeit bestimmt. Am Ende einer solchen Bewertung steht sodann ein Fuzzy-Schluß, der dann über die Steuerung des Displays entscheidet und die entsprechenden Stellgrößen generiert. Am Ausgang des Fuzzy-Systems 10 wird daher ein Stellwert oder eine Sequenz von Stellwerten generiert, die der jeweiligen Helligkeitssteuerung 20 des jeweiligen Displays zugeführt wird.

Die Verwendung des Fuzzy-Prinzips für die Verarbeitungseinheit 10 ist nur eine von mehreren möglichen Ausführungsformen. Es ist auch möglich, über einen entsprechend konventionell angelegten Algorithmus eine entsprechende Bewertung vorzunehmen. Auch die Verwendung eines neuronalen Netzwerkes bzw. des neuronalen Netzwerkprinzips kann anstelle des dargestellten Fuzzy-Prinzips ist möglich.

Insgesamt ist das Verfahren in der Bewertung von Fremdlicht oder Sonnenlichteinfall erheblich selektiver und eine entsprechende Anpassung der Helligkeit an die so entstehenden Lichtverhältnisse ist erheblich effizienter.

Claims (14)

1. Verfahren zur Helligkeitssteuerung von Displays in einem Kraftfahrzeug, bei welchem die Intensität der Sonneneinstrahlung ermittelt und davon abhängig die Helligkeit der Displays gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl Einfallswinkel, als auch Intensität der Sonnen- bzw. Fremdlichteinstrahlung ermittelt und mit Hilfe eines Mustererkennungsverfahrens eine sowohl an Einfallswinkel als auch an Intensität der Fremdlichteinstrahlung angepaßte Helligkeitsveränderung des bzw. der Displays generiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fremdlichteinfall in das Fahrzeug sowohl von vorn, als auch von hinten ermittelt wird, und daraus ein gesamtes Helligkeitsprofil im Kraftfahrzeug ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur weitergehenden Bewertung der Fremdlichtverhältnisse weitergehende Parameter mitbewertet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrerposition mitbewertet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Datum und Uhrzeit mitbewertet werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außentemperatur mitbewertet wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Position der Sonnenblende mitbewertet wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewertung der Wichtigkeit der jeweiligen Displayanzeige berücksichtigt wird.

9. Verfahren nach einem oder nach mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Mustererkennungsverfahren ein Fuzzy-Verfahren eingesetzt wird.

10. Verfahren nach einem oder nach mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein neuronales Netzwerk zur Mustererkennung eingesetzt wird.

11. Einrichtung zur Helligkeitssteuerung von Displays in einem Kraftfahrzeug, bei weichem die Intensität der Sonneneinstrahlung ermittelt und davon abhängig die Helligkeit der Displays gesteuert wird, wobei die Einrichtung Mittel zur Fremdlichtermittlung sowie Mittel zur entsprechenden Steuerung der Helligkeit des Displays aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Fremdlichtermittlung aus CCD-Chipsensoren bestehen und daß mindestens zwei CCD-Chipsensoren (1, 2) vorgesehen sind, von welchen mindestens einer von hinten kommendes Fremdlicht und mindestens ein weiterer von vorne kommendes Fremdlicht erfaßt.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (1, . . ., 7) mit einer logischen Verarbeitungseinheit (10) verbunden sind.

13. Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß weitergehende Sensoren (3, 4, 5, 6, 7) wie Fahrerpositionssensor und/oder Außentemperatursensor und/oder Positionssensor für Sonnenblende und/oder elektrisches Uhrwerk mit Datum mit der Verarbeitungseinheit (10) logisch verbunden ist.

14. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Verarbeitungseinheit (10) zur Durchführung eines Mustererkennungsverfahrens, insbesondere nach dem Fuzzy-Prinzip sowohl eine Speichereinheit (11), als auch eine Prozessoreinheit (12) umfaßt.