WO2009027221A1 - System zum erzeugen eines lichtbündels im vorfeld eines kraftfahrzeuges - Google Patents

System zum erzeugen eines lichtbündels im vorfeld eines kraftfahrzeuges Download PDF

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WO2009027221A1
WO2009027221A1 PCT/EP2008/060569 EP2008060569W WO2009027221A1 WO 2009027221 A1 WO2009027221 A1 WO 2009027221A1 EP 2008060569 W EP2008060569 W EP 2008060569W WO 2009027221 A1 WO2009027221 A1 WO 2009027221A1
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leds
illuminance
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glare
motor vehicle
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PCT/EP2008/060569
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Mirco GÖTZ
Susanne Hagedorn
Christian HÜSTER
Alexander Kornek
Wolfgang Menk
Jacek Roslak
Rafael Giebl
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Hella Kgaa Hueck & Co.
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    • B60Q2300/42—Indexing codes relating to other road users or special conditions oncoming vehicle

Definitions

  • the invention relates to a system for generating a light beam, in particular a glare-free high beam, in advance of a motor vehicle.
  • the generic system consists of a headlight comprising at least one LED array of a plurality of separately electrically controllable LEDs, an object detection device for detecting objects in the surroundings of the motor vehicle and a position determination device for determining the position of a detected object relative to the motor vehicle.
  • Such a system for generating a glare-free high beam is known from DE 10 2005 014 953 A1.
  • the entire illumination volume (light bundle) is subdivided into specific, complementary and non-overlapping illumination areas, wherein exactly one LED is assigned to each illumination area.
  • the illuminating area (s) in which other road users (objects) are located are darkened by controlling the LEDs assigned to this illuminating area (s) to glare the road users.
  • such a division of the illumination volume into individual, precisely delimited illumination areas is technically difficult or impossible to realize.
  • the selective selective dimming of individual footprints is accomplished by separately driving a single LED as in FIG DE 10 2005 014 953 A1 - no longer possible.
  • the object of the invention is therefore to further develop the generic system such that a targeted glare of objects is made possible even if the individual contributions of two or more LEDs overlap at least partially in the footprints of the light beam.
  • This object is solved by the features of claim 1.
  • the adjoining subclaims relate to advantageous embodiments.
  • the light beam generated by the LED array in conjunction with an optical imaging system can be characterized by at least one horizontal illuminance distribution, the illuminance respectively a) for different positions in front of the motor vehicle and b) for different horizontal angles ( ⁇ ) relative to one Reference direction is definable.
  • a direction parallel to the vehicle longitudinal direction and extending through the middle of the LED array is preferably selected.
  • the at least partially horizontal-angle overlap of the contributions from two or more LEDs is taken into account in this horizontal illuminance distribution.
  • a glare-critical horizontal angle range is determined as a function of the position of the object relative to the motor vehicle and as a function of an assumed or determined object width.
  • the contributions of the individual LEDs for horizontal illuminance distribution and their overlap is known and the resulting horizontal illuminance can be derived as the sum of the individual contributions taking into account the overlap, the individual LEDs can be controlled such that in the glare critical horizontal angle range and based on the position of the detected object, a illuminance threshold is not exceeded.
  • the position of a detected object is understood in particular to be the distance of the object to the motor vehicle (system vehicle) in the direction of travel and / or the lateral offset of the object relative to the system vehicle.
  • the reference point on the system vehicle for determining the position is preferably the dummy chosen so that the position of an object with respect to the left and right headlights is slightly different.
  • each illuminator has an illuminance limit of approximately 0.125 lux.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a driving situation with a system vehicle, a preceding vehicle and an oncoming vehicle,
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an LED array relative to the own roadway and the opposite roadway
  • 3A shows the horizontal illuminance distribution of the right headlamp in response to an oncoming vehicle at
  • FIG. 4 shows the horizontal illuminance distribution of the left headlamp in response to an oncoming vehicle in different
  • FIG. 5 is a schematic representation of a driving situation with a system vehicle and an oncoming vehicle at two different distances
  • FIG. 9 shows the illustration of a variant for determining the dimming values for the LEDs on the basis of the horizontal illumination intensity distribution.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a driving situation with a system vehicle, a vehicle in front and an oncoming vehicle.
  • Under system vehicle is understood to mean a motor vehicle in which the system according to the invention is installed.
  • the system components of the system are shown schematically in FIG. 7, namely: Headlamp comprising an LED array with optical imaging system, object detection device, position determination device and an evaluation and control device.
  • the evaluation and control Device is determined based on the data of the object detection and position determining device, a glare critical horizontal angle range.
  • the control signals for the individual LEDs are then determined in the evaluation and control device based on the information about the contributions of the individual LEDs for horizontal illumination intensity distribution and their overlap.
  • the correlation between a horizontal illuminance distribution to be adjusted depending on the situation and the control signals for the individual LEDs is then calculated by an algorithm in the evaluation and control device taking into account the known individual contributions and their overlapping.
  • this correlation between the respective horizontal illuminance distribution to be set depending on the situation and the control signals for the individual LEDs can also be stored in a control database.
  • the object detection device used is preferably a digital camera with subsequent image processing.
  • This camera can advantageously also be used simultaneously as a position-determining device, wherein the position and / or size of at least parts of the object in successive camera images is analyzed for position determination.
  • a camera is provided as the object detection device and a RADAR sensor or a so-called LIDAR sensor is provided as the position determination device.
  • a RADAR sensor or LIDAR sensor is used both as object detection device and position determination device.
  • a RADAR sensor or LIDAR sensor is used as object detection device and a camera as position determination device.
  • a sensor device camera, RADAR / LIDAR sensor
  • the dual use of a sensor device (camera, RADAR / LIDAR sensor) both as an object detection device and as a position determination device is particularly advantageous from a cost point of view.
  • Figure 1 shows a system vehicle with a left and a right headlamp, in each of which an LED array is arranged.
  • the distances to the oncoming and preceding vehicle measured in the direction of travel are each denoted by A.
  • the vehicle width (object width) is denoted by B.
  • the glare-critical horizontal angle ranges are plotted to glare the oncoming and the preceding vehicle, with respect to the left and right headlights: ⁇ _, ⁇ R.
  • objects When using a camera with a downstream image processing device as object detection device vehicles are detected as objects preferably based on their light sources (headlights, tail lights, side marker lights, etc.).
  • each light source is recognized as a vehicle, wherein a lateral area with a value of B / 2 is assumed on both sides of the light source for determining an object width to be blinded, wherein the object width overall corresponds to the value B.
  • B / 2 a value of 2.5m is used.
  • the object width is used in conjunction with the object position, in particular the object distance, to determine the glare-critical horizontal angle range.
  • two-wheeled cyclists can be reliably recognized and de-entrained by means of their headlamp or tail light.
  • For vehicles in front with two intact taillights or oncoming vehicles with two intact Headlamps would then assume an object width of 2x (B / 2) + light source spacing.
  • the object width to be bleached is determined on the basis of the relative position of the respective light sources relative to one another. In this case, the object width then corresponds to the distance of the light sources, preferably for safety reasons, a certain amount is added.
  • the detected light sources can also be, for example, the left and right headlights of two oncoming vehicles, which are then blinded as a common object.
  • the vehicle with the smallest distance is used for the calculation of the illuminance limit value.
  • these objects are subdivided into subgroups (for example, preceding or oncoming vehicles), a glare-critical horizontal angle range and an illuminance limit value being determined for each subgroup.
  • the illuminance threshold is higher in the case of the preceding vehicle than in the case of the oncoming vehicle with otherwise the same distance. This takes account of the fact that, in the case of the vehicle in front, the glare occurs only indirectly via the interior mirror whose reflectance is less than 100%.
  • a downstream image processing camera capable of analyzing the spectral light distribution of vehicle light sources such that headlamps (having substantially white light) can be distinguished from taillights (having substantially red light).
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an LED array with respect to the own roadway and the opposite lane.
  • the exemplified LED array consists of two superposed rows of 16 separately controllable LEDs (LED chips).
  • LED chips 16 separately controllable LEDs
  • the LEDs are each driven individually via a pulse-width-modulated control signal, wherein the luminous flux is set via the ratio of the Pulseinschaltdauer to Pulsau- switching duration.
  • a first variant for determining the dimming values for the LEDs will be described below in conjunction with FIG.
  • the individual contributions of the LEDs are plotted for the horizontal illumination intensity distribution. As can be seen, these partially overlap.
  • the inventively determined anti-glare horizontal angle range is also shown.
  • the LEDs are first of all determined in a first step, which in themselves contributes to illuminating the light.
  • power distribution in the glare-critical horizontal angle range which is relative to the respective position of the detected object above the illuminance threshold (see Figure 9, 2nd picture from above).
  • These LEDs are now to be dimmed, with the degree of dimming being determined in two stages. In a first stage, it is determined for each of these LEDs which value must be dimmed so that the maximum of their contribution in the glare-critical horizontal angle range lies below the illuminance limit value.
  • a second stage it is then determined based on a predetermined overlap correction value how much the LEDs are dimmed beyond the value determined in the first stage, the overlap correction value being determined taking into account the horizontal angle overlap of the LED contributions to illuminance distribution. PWM control signals for the respective LEDs are then generated from the dimming values determined in this way.
  • the LEDs are also determined in a first step in this variant, which in themselves have a contribution to the illuminance distribution in the glare-critical horizontal angle range, which lies above the illuminance limit value relative to the respective position of the detected object.
  • a second step it is then determined for each of these LEDs how much this must be dimmed so that the maximum of their contribution is below the illuminance threshold.
  • the sum of the individual contributions is calculated on the basis of the individual contributions of the LEDs determined in the second step.
  • a subsequent fourth step it is then checked whether the sum of the individual contributions in the glare-critical horizontal angle range lies above the illuminance limit value.
  • the maximum of the sum of the individual contributions is determined, from the ratio of this maximum to the illuminance threshold is determined by how much each LED in the glare critical Horizontalwin - kel Suite ultimately must be dimmed so that the illuminance threshold is not exceeded with a view of the detected object.
  • the horizontal illumination intensity distribution according to the invention represents a horizontal section through a three-dimensional illumination intensity distribution, which preferably runs through the maxima of the vertical illumination intensity distribution. This ensures that when using this horizontal distribution of illuminance in the vertical direction, there are no unforeseen glare, as the maximum was set for safety reasons.
  • FIGS. 3A to 3F the horizontal illuminance distribution of the right headlamp is shown at different distances in response to an oncoming vehicle. Both the individual contributions of the LEDs and the resulting distribution are shown as the sum of the individual contributions. As can be seen, the decrease in illuminance and the angle range in which is lowered, with increasing distance is always larger. In addition, the angular range in which dimming is shifted with increasing distance towards more negative angles. In Figures 3A to 3F relative illuminance levels are shown.
  • the system according to the invention is preferably designed to produce an illuminance of approximately 100 lux with two LED arrays in the undimmed state at a distance of 25 m. At an object distance of 1000 m, due to the quadratic decrease of the illuminance with the distance, no dimen- sion is necessary because the illuminance at the location of the object is below the value critical for glare.
  • FIGS. 4A to 4F the horizontal illuminance distribution of the left headlamp is shown at different distances in response to an oncoming vehicle. Due to the distance between the two headlamps, the dimmed angular range is shifted slightly to the right compared with FIGS. 3A to 3F.
  • FIG. 6 shows an illumination intensity distribution at a distance of 500 m in an enlarged view. On the basis of the marked points, it is comprehensible how the resulting illuminance in each case is the sum of the individual contributions.
  • the object detection, the position determination and also the setting of a new illuminance distribution does not take place arbitrarily fast, but for each a finite period of time is required, it is provided in a particularly advantageous embodiment, to consider a retention time for generating the glare-free light beam.
  • the retardation time is through
  • the relative direction of movement between the motor vehicle and the object predetermines changes in the relative position of the object to the motor vehicle within the retardation time, taking into account the thus predetermined changes in the control of the individual LEDs.
  • each series circuit preferably comprises the same number of LEDs. However, series circuits with a different number of LEDs are also provided.
  • Each LED is active controllable bypass circuit for controlling the light intensity of this LED connected in parallel.
  • the control of the bypass circuit is in each case lossless and fast via a semiconductor switch (HS), preferably a field effect transistor.
  • the semiconductor switches themselves are in turn driven by a control unit.
  • the control unit may be a microprocessor or a programmable logic unit.
  • the bypass is digitally turned on or off by means of the semiconductor switches, i. the semiconductor switch causes in a first switching position a complete diversion of the current to the associated light emitting diode via the bypass and in the other second switching position blocking the bypass. In the first switching position, the LED is thus operated with the maximum possible light intensity, while it is switched off in the second switching position and thus dark.
  • the semiconductor switch is driven in this embodiment via a pulse width modulated control signal (PWM control signal).
  • PWM control signal pulse width modulated control signal
  • the light intensity of the associated light-emitting diode can be adjusted continuously via the ratio of the Pulseinschaltdauer to Pulsausschaltdauer.
  • the fundamental frequency of the PWM control signal is chosen so high that the individual switching on and off pulses can no longer be resolved by the eye, but only a dimming is perceived.
  • only a partial diversion of the current around the associated LED is effected via the semiconductor switch.
  • the series circuits with the LEDs and the associated bypass circuits are integrated with the control unit in a structural unit which is arranged in or on the headlight.
  • the bypass circuits with the semiconductor switches are mounted together with the LEDs on a carrier, e.g. a circuit board arranged.
  • This carrier corresponds to the LED assembly in the headlight or at least a part thereof. Since the semiconductor switches, which are preferably activated in PWM mode, are arranged spatially very close to the LEDs in this integrated embodiment and the bypass lines are correspondingly short, the electromagnetic interference emission of the overall circuit arrangement is low overall.
  • the control unit is also arranged on the carrier.
  • a central light control device which comprises the evaluation and control unit according to the invention (see FIG. 7)
  • This information is then transmitted via the control signal lines to the control unit of the LED assembly, which then applied to the LEDs associated semiconductor switch (HS) with a desired light intensity corresponding PWM signal.
  • HS semiconductor switch

Abstract

Es wird ein System zum Erzeugen eines Lichtbündels im Vorfeld eines Kraftfahrzeuges beschrieben, dass folgende Komponenten umfasst: - einen Scheinwerfer, der mindestens ein LED-Array aus mehreren, separat elektrisch ansteuerbaren Leuchtdioden (LEDs) umfasst, - eine Objektdetektionseinrichtung zum Detektieren von Objekten im Umfeld des Kraftfahrzeugs, - eine Positionsbestimmungseinrichtung zur Bestimmung der Position eines erkannten Objekts relativ zum Kraftfahrzeug. Dabei ist das von dem LED-Array in Verbindung mit einem optischen Abbildungssystem erzeugte Lichtbündel durch zumindest eine horizontale Beleuchtungsstärke- Verteilung charakterisierbar, bei dem die Beiträge von mindestens zwei LEDs zur Beleuchtungsstärke-Verteilung zumindest teilweise horizontalwinkelmäßig überlappen, wobei die Beleuchtungsstärke jeweils für a) verschiedene Positionen vor dem Kraftfahrzeug und b) verschiedene horizontale Winkel relativ zu einer Referenzrichtung definierbar ist. Für ein detektiertes Objekt wird dann jeweils in Abhängigkeit von der Position des Objekts zum Kraftfahrzeug und in Abhängigkeit einer angenommenen oder ermittelten Objektbreite ein blendungskritischer Horizontalwinkelbereich ermittelt sowie die einzelnen LEDs unter Berücksichtigung der horizontalwinkelmäßigen Überlappung ihrer Beiträge zur Beleuchtungsstärke-Verteilung derart angesteuert, dass im blendungskritischen Horizontalwinkelbereich und bezogen auf die Position des detektierten Objekts ein Beleuchtungsstärkegrenzwert nicht überschritten wird.

Description

Titel: System zum Erzeugen eines Lichtbündels im Vorfeld eines Kraftfahrzeuges
Die Erfindung betrifft ein System zum Erzeugen eines Lichtbündels, insbesondere eines blendfreien Fernlichts, im Vorfeld eines Kraftfahrzeuges. Das gattungsgemäße System besteht aus einem Scheinwerfer, der mindestens ein LED-Array aus mehreren, separat elektrisch ansteuerbaren Leuchtdioden (LEDs) umfasst, einer Objektde- tektionseinrichtung zum Detektieren von Objekten im Umfeld des Kraftfahrzeugs und einer Positionsbestimmungseinrichtung zur Bestimmung der Position eines detektier- ten Objekts relativ zum Kraftfahrzeug.
Ein derartiges System zur Erzeugung eines blendfreien Fernlichts ist aus der DE 10 2005 014 953 A1 bekannt. Beim System gemäß DE 10 2005 014 953 A1 ist das gesamte Ausleuchtvolumen (Lichtbündel) in bestimmte, sich einander ergänzende und nicht überlappende Ausleuchtbereiche unterteilt, wobei jedem Ausleuchtbereich genau eine LED zugeordnet ist. Dabei werden nun der/die Ausleuchtbereich(e), in denen sich andere Verkehrsteilnehmer (Objekte) befinden, durch Ansteuerung der diesem/diesen Ausleuchtbereich(en) zugeordneten LEDs zur Entblendung der Verkehrsteilnehmer abgedunkelt. Wie Versuche gezeigt haben, ist eine derartige Aufteilung des Ausleuchtvolumens in einzelne, exakt gegeneinander abgegrenzte Ausleuchtbereiche technisch nur schwer oder gar nicht zu realisieren.
Wenn das von dem LED-Array in Verbindung mit einem optischen Abbildungssystem erzeugte Lichtbündel jedoch dergestalt ist, dass in den Ausleuchtbereichen die Einzelbeiträge von zwei oder mehr LEDs zumindest teilweise überlappen, ist die gezielte selektive Abdunkelung einzelner Ausleuchtbereiche durch separate Ansteuerung einer einzigen LED - wie in DE 10 2005 014 953 A1 - nicht mehr möglich.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, das gattungsgemäße System dahingehend weiterzuentwickeln, dass eine gezielte Entblendung von Objekten auch dann ermöglicht wird, wenn in den Ausleuchtbereichen des Lichtbündels die Einzelbeiträge von zwei oder mehr LEDs zumindest teilweise überlappen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Die sich daran anschließenden Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausgestaltungen.
Erfindungsgemäß ist das von dem LED-Array in Verbindung mit einem optischen Abbildungssystem erzeugte Lichtbündel durch zumindest eine horizontale Beleuchtungsstärke-Verteilung charakterisierbar, wobei die Beleuchtungsstärke jeweils a) für verschiedene Positionen vor dem Kraftfahrzeug und b) für verschiedene horizontale Winkel (φ) relativ zu einer Referenzrichtung definierbar ist.
Als Referenzrichtung wird vorzugsweise eine parallel zur Fahrzeuglängsrichtung und durch die Mitte des LED-Arrays verlaufende Richtung ausgewählt.
Dabei wird in dieser horizontalen Beleuchtungsstärke-Verteilung die zumindest teilweise horizontalwinkelmäßige Überlappung der Beiträge von zwei oder mehr LEDs berücksichtigt.
Für jedes detektierte Objekt wird nun in Abhängigkeit von der Position des Objekts zum Kraftfahrzeug und in Abhängigkeit einer angenommenen oder ermittelten Objektbreite ein blendungskritischer Horizontalwinkelbereich ermittelt.
Da in dem erfindungsgemäßen System die Beiträge der einzelnen LEDs zur horizontalen Beleuchtungsstärke-Verteilung sowie deren Überlappung bekannt ist und sich daraus die resultierende horizontale Beleuchtungsstärke als Summe der Einzelbeiträge unter Berücksichtigung der Überlappung ableiten lässt, können die einzelnen LEDs derart angesteuert, dass im blendungskritischen Horizontalwinkelbereich und bezogen auf die Position des detektierten Objekts ein Beleuchtungsstärkegrenzwert nicht überschritten wird.
Unter Position eines detektierten Objekts wird insbesondere der Abstand des Objekts zum Kraftfahrzeug (Systemfahrzeug) in Fahrtrichtung und/oder der seitliche Versatz des Objekts gegenüber dem Systemfahrzeug verstanden. Dabei wird als Bezugspunkt am Systemfahrzeug für die Positionsbestimmung vorzugsweise jeweils der Schein- werfereinbauort gewählt, so dass die Position eines Objektes bezogen auf den linken und rechten Scheinwerfer etwas unterschiedlich ist.
Da die Beleuchtungsstärke (Einheit: Lux; Lumen/m2) nach dem fotometrischen Entfernungsgesetz mit dem Quadrat der Entfernung von der Lichtquelle (Scheinwerfer mit LED-Array) abnimmt, ist die Beleuchtungsstärke am Auge des Fahrers eines entgegenkommenden oder vorausfahrenden Fahrzeuges, dass sich in einem Abstand von einigen hundert Metern befindet, um ein Vielfaches kleiner als in unmittelbarer Nähe. Empirische Untersuchungen mit Testpersonen haben ergeben, dass erst Beleuchtungsstärken von größer als 0,25 Lux als Blendung empfunden werden. Ein vollständige Abdunkelung/Entblendung ist daher bei großen Abständen zum entgegenkommenden oder vorausfahrenden Fahrzeug nicht notwendig. Es ist vielmehr ausreichend, wenn ein Beleuchtungsstärkegrenzwert von vorzugsweise 0,25 Lux am Ort eines detektierten Objekts nicht überschritten wird. Bei zwei Scheinwerfern, die gemeinsam zur Erzeugung des Lichtbündels beitragen, entfällt auf jeden Scheinwerfer ein Beleuchtungsstärkegrenzwert von ca. 0, 125 Lux.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Fahrsituation mit einem Systemfahrzeug, einem vorausfahrenden und einem entgegenkommenden Fahrzeug,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines LED-Arrays bezogen auf die eigene Fahrbahn und die Gegenfahrbahn,
Fig.3A die horizontale Beleuchtungsstärke-Verteilung des rechten Scheinwerfers als Reaktion auf ein entgegenkommendes Fahrzeug bei unter-
Fig.3F schiedlichen Abständen,
Fig. 4 die horizontale Beleuchtungsstärke-Verteilung des linken Scheinwerfers als Reaktion auf ein entgegenkommendes Fahrzeug bei unterschiedli-
Fig. 4F chen Abständen,
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Fahrsituation mit einem Systemfahrzeug und einem entgegenkommenden Fahrzeug bei zwei unterschiedlichen Abständen,
Fig. 6 die horizontale Beleuchtungsstärke-Verteilung bei einem entgegenkommenden Fahrzeug im Abstand von 500m,
Fig. 7 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Systems,
Fig. 8 eine Schaltungsanordnung zur PWM-Ansteuerung der einzelnen LEDs- im LED-Array,
Fig. 9 die Veranschaulichung einer Variante zur Bestimmung der Dimmwerte für die LEDs anhand der horziontalen Beleuchtungsstärke-Verteilung.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Fahrsituation mit einem Systemfahrzeug, einem vorausfahrenden und einem entgegenkommenden Fahrzeug. Unter Systemfahrzeug wird dabei ein Kraftfahrzeug verstanden, bei dem das erfindungsgemäße System installiert ist. Die Systemkomponenten des Systems sind in Figur 7 schematisch dargestellt, und zwar: Scheinwerfer umfassend ein LED-Array mit optischem Abbildungssystem, Objektdetektionseinrichtung, Positionsbestimmungseinrichtung sowie eine Auswerte- und Ansteuereinrichtung. In der Auswerte- und Ansteuer- einrichtung wird anhand der Daten der Objektdetektions- und Positionsbestimmungseinrichtung ein blendungskritischer Horizontalwinkelbereich ermittelt. Anschließend werden dann in der Auswerte- und Ansteuereinrichtung anhand der Information über die Beiträge der einzelnen LEDs zur horizontalen Beleuchtungsstärke-Verteilung sowie deren Überlappung die Ansteuersignale für die einzelnen LEDs ermittelt. Die Korrelation zwischen einer jeweils situationsabhängig einzustellenden horizontalen Beleuchtungsstärke-Verteilung und den Ansteuersignalen für die einzelnen LEDs wird dann durch einen Algorithmus in der Auswerte- und Ansteuereinrichtung unter Berücksichtigung der bekannten Einzelbeiträge und deren Überlappung berechnet. Alternativ dazu kann diese Korrelation zwischen der jeweils situationsabhängig einzustellenden horizontalen Beleuchtungsstärke-Verteilung und den Ansteuersignalen für die einzelnen LEDs auch in einer Ansteuerdatenbank gespeichert sein.
Als Objektdetektionseinrichtung wird vorzugsweise eine digitale Kamera mit nachfolgender Bildverarbeitung verwendet. Diese Kamera kann in vorteilhafter Weise gleichzeitig auch als Positionsbestimmungseinrichtung verwendet werden, wobei zur Positionsbestimmung die Lage und/oder Größe von zumindest Teilen des Objekts in aufeinanderfolgenden Kamerabildern analysiert wird.
In einer alternativen Ausführungsform ist als Objektdetektionseinrichtung eine Kamera und als Positionsbestimmungseinrichtung ein RADAR-Sensor oder ein sogenannter LIDAR-Sensor vorgesehen.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform wird ein RADAR-Sensor oder LIDAR- Sensor sowohl als Objektdetektions- als auch Positionsbestimmungseinrichtung eingesetzt.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform wird als Objektdetektionseinrichtung ein RADAR-Sensor oder LIDAR-Sensor und als Positionsbestimmungseinrichtung eine Kamera verwendet. Die Doppel-Verwendung einer Sensoreinrichtung (Kamera, RADAR-/LIDAR-Sensor) sowohl als Objektdetektionseinrichtung als auch als Positionsbestimmungseinrichtung ist insbesondere unter Kostengesichtspunkten vorteilhaft.
Figur 1 zeigt ein Systemfahrzeug mit einem linken und einem rechten Scheinwerfer, in dem jeweils ein LED-Array angeordnet ist. Die Abstände zum entgegenkommenden und vorausfahrenden Fahrzeug gemessen in Fahrtrichtung sind jeweils mit A bezeichnet. Die Fahrzeugbreite (Objektbreite) ist mit B bezeichnet. Außerdem sind die blendungskritischen Horizontalwinkelbereiche zur Entblendung des entgegenkommenden und des vorausfahrenden Fahrzeug eingezeichnet, und zwar in Bezug auf den linken und den rechten Scheinwerfer: Δφι_ , ΔφR .
Bei Verwendung einer Kamera mit nachgeschalteter Bildverarbeitungseinrichtung als Objektdetekionseinrichtung werden Fahrzeuge als Objekte vorzugsweise anhand ihrer Lichtquellen (Scheinwerfer, Heckleuchten, Seitenmarkierungsleuchten etc.) detektiert.
In einer Variante wird dabei jede Lichtquelle als ein Fahrzeug erkannt, wobei zur Bestimmung einer zu entblendenden Objektbreite ein lateraler Bereich mit einem Wert von B/2 zu beiden Seiten der Lichtquelle angenommen wird, wobei die Objektbreite insgesamt dem Wert B entspricht. Für B/2 wird beispielsweise ein Wert von 2,5m verwendet. Die Objektbreite wird in Verbindung mit der Objektposition, insbesondere dem Objektabstand, zur Ermittlung des blendungskritischen Horizontalwinkelbereichs herangezogen. Diese Art der Objektdetektion und Objektbreitenbestimmung hat den Vorteil, dass Fahrzeuge, bei denen ein Scheinwerfer oder eine Heckleuchte ausgefallen ist, sicher erkannt werden und ihnen eine zu entblendende Objektbreite zugeordnet wird, die sicherstellt, dass der Fahrer sich innerhalb der Objektbreite (genauer gesagt innerhalb des blendungskritischen Horizontalwinkelbereichs ) befindet, die entblendet wird. Darüber hinaus lassen sich mit dieser Art der Objektdetektion und Objektbreitenbestimmung Zweiradfahrer anhand ihres Scheinwerfers oder ihrer Rückleuchte sicher erkennen und entblenden. Bei vorausfahrenden Fahrzeugen mit zwei intakten Heckleuchten oder bei entgegenkommenden Fahrzeugen mit zwei intakten Scheinwerfern würde dann eine Objektbreite von 2x(B/2) + Lichtquellenabstand angenommen.
In einer alternativen Variante wird bei einer möglichen Zuordnung von zwei oder mehr Lichtquellen zu einem Fahrzeug anhand der relativen Position der jeweiligen Lichtquellen zueinander die zu entblendende Objektbreite bestimmt. Dabei entspricht die Objektbreite dann dem Abstand der Lichtquellen, wobei vorzugsweise aus Sicherheitsgründen noch ein bestimmter Betrag addiert wird.
Bei den detektierten Lichtquellen kann es sich auch bspw. um den linken und rechten Scheinwerfer zweier entgegenkommender Fahrzeuge handeln, die dann als ein gemeinsames Objekt entblendet werden. Für die Berechung des Beleuchtungsstärkegrenzwertes wird das Fahrzeug mit dem kleinsten Abstand herangezogen.
Erfindungsgemäß ist es ebenfalls vorgesehen, bei zwei oder mehr detektierten Objekten diese Objekte in Untergruppen (z.B. vorausfahrende oder entgegenkommende Fahrzeuge) einzuteilen, wobei für jede Untergruppe jeweils ein blendungskritischer Horizontalwinkelbereich und ein Beleuchtungsstärkegrenzwert bestimmt wird.
Ferner ist es in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass anhand der Objektdetektionsein- richtung und/oder anhand der Positionsbestimmungseinrichtung ermittelt wird, ob es sich bei einem detektierten Objekt um ein entgegenkommendes oder ein vorausfahrendes Fahrzeug handelt. Dabei ist der Beleuchtungsstärkegrenzwert im Fall des vorausfahrenden Fahrzeugs höher ist als im Fall des entgegenkommenden Fahrzeugs bei ansonsten gleichem Abstand. Damit wird dem Umstand Rechnung getragen, dass im Fall des vorausfahrenden Fahrzeugs, die Blendung nur indirekt über den Innenspiegel erfolgt, dessen Reflexionsgrad kleiner als 100% ist.
Um festzustellen, ob es sich bei einem Objekt um ein entgegenkommendes oder ein vorausfahrendes Fahrzeug handelt sind erfindungsgemäß verschiedene Möglichkeiten vorgesehen: In einer Ausführungsform wird eine Kamera mit nachgeschalteter Bildverarbeitung verwendet, die in der Lage ist, die spektrale Lichtverteilung von Fahrzeuglichtquellen derart zu analysieren, dass Scheinwerfer (mit im wesentlichen weißen Licht) von Heckleuchten (mit im wesentlichen rotem Licht) unterschieden werden können.
Ferner ist es in einer Ausführungsform vorgesehen, dass anhand einer Zuordnung eines detektierten Objekts zu einer Fahrbahn festgestellt wird, ob es sich um ein entgegenkommendes oder ein vorausfahrendes Fahrzeug handelt.
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass anhand der Änderung der Position eines detektierten Objekts und/oder anhand der Änderungsgeschwindigkeit der Position eines detektierten Objekts festgestellt wird, ob es sich um ein entgegenkommendes oder ein vorausfahrendes Fahrzeug handelt.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines LED-Arrays bezogen auf die eigene Fahrbahn und die Gegenfahrbahn. Das beispielhaft dargestellte LED-Array besteht aus zwei übereinander angeordneten Zeilen von jeweils 16 separat ansteuerbaren LEDs (LED-Chips). Zur Einstellung des Lichtstroms zum Zwecke der Dimmung werden die LEDs jeweils einzeln über ein pulsweitenmoduliertes Steuersignal angesteuert, wobei der Lichtstrom über das Verhältnis der Pulseinschaltdauer zur Pulsau- schaltdauer eingestellt wird. Zur elektrischen Ansteuerung der LEDs wird in Verbindung mit Figur 8 näheres ausgeführt.
Nachfolgend wird in Verbindung mit Figur 9 eine erste Variante zur Ermittlung der Dimmwerte für die LEDs beschrieben. Im oberen Bild der Figur 9 sind die Einzelbeiträge der LEDs zur horizontalen Beleuchtungsstärke-Verteilung aufgetragen. Wie zu erkennen ist, überlappen diese teilweise. Der erfindungsgemäß ermittelte blendungskritische Horizontalwinkelbereich ist ebenfalls eingezeichnet.
Zur Erzeugung eines blendungsfreien Lichtbündels werden nun in einem ersten Schritt die LEDs ermittelt, die für sich allein betrachtet einen Beitrag zur Beleuch- tungsstärke-Verteilung im blendungskritischen Horizontalwinkelbereich aufweisen, der bezogen auf die jeweilige Position des detektierten Objekts oberhalb des Beleuchtungsstärkegrenzwertes liegt (siehe Figur 9, 2. Bild von oben). Diese LEDs sollen nun gedimmt werden, wobei das Ausmaß der Dimmung in zwei Stufen bestimmt wird. In einer ersten Stufe wird für jede dieser LEDs bestimmt, um welchen Wert diese gedimmt werden muß, damit das Maximum ihres Beitrags im blendungskritischen Horizontalwinkelbereich unterhalb des Beleuchtungsstärkegrenzwertes liegt. In einer zweiten Stufe wird dann anhand eines vorbestimmten Überlappungskorrekturwertes festgelegt, um wieviel die LEDs über den in der ersten Stufe bestimmten Wert hinaus gedimmt werden, wobei der Überlappungskorrekturwert unter Berücksichtigung der hori- zontalwinkelmäßigen Überlappung der LED-Beiträge zur Beleuchtungsstärke- Verteilung bestimmt wurde. Aus den so ermittelten Dimmwerten werden dann PWM- Ansteuersignale für die jeweiligen LEDs generiert.
Nachfolgend soll nun noch eine zweite Variante zur Ermittlung der Dimmwerte für die LEDs beschrieben werden. Zur Erzeugung eines blendungsfreien Lichtbündels werden auch bei dieser Variante in einem ersten Schritt die LEDs ermittelt, die für sich allein betrachtet einen Beitrag zur Beleuchtungsstärke-Verteilung im blendungskritischen Horizontalwinkelbereich aufweisen, der bezogen auf die jeweilige Position des detektierten Objekts oberhalb des Beleuchtungsstärkegrenzwertes liegt. In einem zweiten Schritt wird dann für jede dieser LEDs bestimmt, um wieviel diese gedimmt werden muß, damit das Maximums ihres Beitrags unterhalb des Beleuchtungsstärkegrenzwertes liegt. In einem dritten Schritt wird dann ausgehend von den im zweiten Schritt ermittelten Einzelbeiträgen der LEDs die Summe der Einzelbeiträge berechnet. In einem anschließenden vierten Schritt wird dann überprüft, ob die Summe der Einzelbeiträge im blendungskritischen Horizontalwinkelbereich oberhalb des Beleuchtungsstärkegrenzwertes liegt. Zum Schluß wird dann in einem fünften Schritt (falls die Summe der Einzelbeiträge im blendungskritischen Horizontalwinkelbereich oberhalb der maximalen Beleuchtungsstärke liegt) das Maximum der Summe der Einzelbeiträge ermittelt wird, wobei aus dem Verhältnis dieses Maximums zum Beleuchtungsstärkegrenzwert ermittelt wird, um wieviel jede LED im blendungskritischen Horizontalwin- kelbereich letztendlich gedimmt werden muß, damit der Beleuchtungsstärkegrenzwert mit Blick auf das detektierte Objekt nicht überschritten wird.
Die erfindungsgemäße horizontale Beleuchtungsstärke-Verteilung stellt einen horizontalen Schnitt durch eine dreidimensionale Beleuchtungsstärke-Verteilung dar, der vorzugsweise durch die Maxima der vertikalen Beleuchtungsstärke-Verteilung verläuft. Damit ist sichergestellt, dass es bei Verwendung dieser horizontalen Beleuchtungsstärke-Verteilung in vertikaler Richtung keine unvorhergesehenen Blendungen gibt, da sicherheitshalber auf das Maximum abgestellt wurde.
In Figur 3A bis 3F ist die horizontale Beleuchtungsstärke-Verteilung des rechten Scheinwerfers als Reaktion auf ein entgegenkommendes Fahrzeug in unterschiedlichen Abständen gezeigt. Dargestellt sind dabei sowohl die Einzelbeiträge der LEDs als auch die resultierende Verteilung als Summe der Einzelbeiträge. Wie zu erkennen ist, wird die Absenkung der Beleuchtungsstärke und der Winkelbereich, in dem abgesenkt wird, mit abnehmenden Abstand immer größer. Außerdem verschiebt sich der Winkelbereich, in dem gedimmt wird, mit zunehmenden Abstand hin zu negativeren Winkeln. In den Figuren 3A bis 3F sind relative Beleuchtungsstärken dargestellt. Ausgelegt ist das erfindungsgemäße System vorzugsweise darauf, mit zwei LED-Arrays im ungedimmten Zustand in einem Abstand von 25m eine Beleuchtungsstärke von ca. 100 Lux zu erzeugen. Bei einem Objektabstand von 1000m ist dabei aufgrund der quadratischen Abnahme der Beleuchtungsstärke mit dem Abstand noch keine Dim- mung erforderlich, da die Beleuchtungsstärke am Ort des Objekts unter dem für eine Blendung kritischen Wert liegt.
In Figur 4A bis 4F sind die horizontale Beleuchtungsstärke-Verteilung des linken Scheinwerfers als Reaktion auf ein entgegenkommendes Fahrzeug in unterschiedlichen Abständen gezeigt. Aufgrund des Abstandes zwischen den beiden Scheinwerfern sind die gedimmten Winkelbereich gegenüber den Figuren 3A bis 3F geringfügig nach rechts verschoben. In Figur 6 ist eine Beleuchtungsstärke-Verteilung bei einem Abstand von 500m vergrößert dargestellt. Anhand der markierten Punkte ist nachvollziehbar, wie sich jeweils die resultierende Beleuchtungsstärke als Summe aus den Einzelbeiträge zusammensetzt.
Da die Objektdetektion, die Positionsbestimmung und auch die Einstellung einer neuen Beleuchtungsstärke- Verteilung nicht beliebig schnell erfolgt, sondern hierfür jeweils eine endlich Zeitdauer benötigt wird, ist es in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, zur Erzeugung des blendungsfreien Lichtbündels eine Reta- dierungszeit zu berücksichtigen. Dabei wird die Retadierungszeit durch
- die Bearbeitungsdauer für die Objektdetektion,
- die Bearbeitungsdauer für die Positionsbestimmung,
- und/oder die Dauer für die Einstellung einer Beleuchtungsstärkeverteilung bestimmt.
Dabei werden in Abhängigkeit
- der relativen Geschwindigkeit zwischen Kraftfahrzeug und Objekt,
- der relativen Beschleunigung zwischen Kraftfahrzeug und Objekt,
- der relativen Bewegungsrichtung zwischen Kraftfahrzeug und Objekt, Änderungen der relativen Position des Objektes zum Kraftfahrzeug innerhalb der Re- tardierungszeit vorherbestimmt, wobei die so vorherbestimmten Änderungen bei der Ansteuerung der einzelnen LEDs berücksichtigt werden.
Auf diese Weise ist es möglich, die „Trägheit" des Systems gegenüber der Dynamik der Fahrsituation durch eine vorausschauende Anpassung zu kompensieren.
In Verbindung mit Figur 8 soll nun näher auf eine Schaltungsanordnung zur PWM- Ansteuerung des LEDs eingegangen werden. Dargestellt ist eine Schaltungsanordung für einen LED-Scheinwerfer, bei der die LEDs aus spannungstechnischen Gründen auf zwei Reihenschaltungen aufgeteilt sind, wobei jede Reihenschaltung vorzugsweise die gleiche Anzahl von LEDs umfasst. Allerdings sind auch Reihenschaltungen mit einer unterschiedlichen Anzahl von LEDs vorgesehen. Dabei ist jeder LED eine aktiv steuerbare Bypass-Schaltung zur Steuerung der Lichtintensität dieser LED parallel geschaltet. Die Ansteuerung der Bypass-Schaltung erfolgt jeweils verlustarm und schnell über einen Halbleiterschalter (HS), vorzugsweise ein Feldeffekttransistor. Die Halbleiterschalter selbst werden nun wiederum von einer Steuereinheit angesteuert. Bei der Steuereinheit kann es sich um einen Mikroprozessor oder eine programmierbare Logikeinheit handeln.
In einer Ausführungsform wird mittels der Halbleiterschalter der Bypass digital ein bzw. ausgeschaltet, d.h. der Halbleiterschalter bewirkt in einer ersten Schaltposition eine vollständige Umleitung des Stromes um die zugehörige Leuchtdiode über den Bypass und in der anderen zweiten Schaltposition eine Sperrung des Bypasses. In der ersten Schaltposition wird die LED also mit der maximal möglichen Lichtintensität betrieben, während sie in der zweiten Schaltposition ausgeschaltet und damit dunkel ist.
In besonders vorteilhafter Weise wird der Halbleiterschalter in dieser Ausführungsform über ein pulsweitenmoduliertes Steuersignal (PWM-Steuersignal) angesteuert. Auf diese Weise kann die Lichtintensität der zugehörigen Leuchtdiode über das Verhältnis der Pulseinschaltdauer zur Pulsausschaltdauer stufenlos eingestellt werden. Die Grundfrequenz des PWM-Steuersignals wird dabei so hoch gewählt, dass die einzelnen Ein- und Ausschaltpulse vom Auge nicht mehr aufgelöst werden können, sondern nur eine Dimmung wahrgenommen wird.
In einer alternativen Ausführungsform wird über den Halbleiterschalter nur eine teilweise Umleitung des Stromes um die zugehörige LED bewirkt.
Die Reihenschaltungen mit den LEDs und den zugehörigen Bypass-Schaltungen sind mit der Steuereinheit in einer Baueinheit integriert, welche im oder am Scheinwerfer angeordnet ist.
Die elektrische Versorgung der LED-Reiheinschaltungen und die Ansteuerung der Steuereinheit erfolgt über ein von dieser Baueinheit räumlich entferntes zentrales Lichtsteuergerät, in dem die Konstantstromquelle zur Stromversorgung der Reihenschaltungen sowie eine Lichtsteuereinheit zur Ansteuerung der Steuereinheit in der LED-Baueinheit untergebracht ist. Zur Stromversorgung von N LEDs sind nur 2 hoch- stromtragfähige Versorgungsleitungen für die beiden LED-Reihenschaltungen und eine Masseleitung erforderlich. Zur Ansteuerung der Steuereinheit sind zwischen der zentralen Lichtsteuereinheit und der Steuereinheit der LED-Baueinheit nur wenige nicht hochstromtragfähige Steuersignalleitungen (Datain, DataOut, Clock, Strobe) einschließlich einer TTL- Versorgungsleitung (5 Volt, 10 mA) notwendig. Insgesamt sind in dem dargestellten Beispiel zur Versorgung und Ansteuerung von N LEDs nur 8 Leitungen zwischen dem zentralen Lichtsteuergerät und der LED-Baueinheit im Scheinwerfer erforderlich.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Bypass-Schaltungen mit den Halbleiterschaltern gemeinsam mit den LEDs auf einem Träger, z.B. einer Leiterplatte, angeordnet. Dieser Träger entspricht dann der LED-Baueinheit im Scheinwerfer oder zumindest einem Teil davon. Da die vorzugsweise im PWM-Betrieb angesteuerten Halbleiterschalter in dieser integrierten Ausführungsform räumlich sehr benachbart zu den LEDs angeordnet sind und die Bypassleitungen entsprechend kurz sind, ist die elektromagnetische Störabstrahlung der gesamten Schaltungsanordnung insgesamt gering. Hinsichtlich der Integration ist es besonders vorteilhaft, wenn auch noch die Steuereinheit auf dem Träger angeordnet ist.
In einem zentralen Lichtsteuergerät, das die erfindungsgemäße Auswerte- und Ansteuereinheit (siehe Figur 7) umfasst, wird festgelegt, welche LED bzw. welche Gruppen/Teilmengen von LEDs mit welcher Lichtintensität (oder relativen Lichtintensität) eingeschaltet werden sollen, um für eine bestimmte Situation die optimale Lichtverteilung und Reichweite zu erzielen. Diese Informationen werden dann über die Steuersignalleitungen an die Steuereinheit der LED-Baueinheit übertragen, die dann die den LEDs zugeordneten Halbleiterschalter (HS) mit einem der gewünschten Lichtintensität entsprechenden PWM-Signal beaufschlagt.

Claims

Patentansprüche
1. System zum Erzeugen eines Lichtbündels im Vorfeld eines Kraftfahrzeuges bestehend aus
- einem Scheinwerfer, der mindestens ein LED-Array aus mehreren, separat elektrisch ansteuerbaren Leuchtdioden (LEDs) umfasst,
- einer Objektdetektionseinrichtung zum Detektieren von Objekten im Umfeld des Kraftfahrzeugs,
- einer Positionsbestimmungseinrichtung zur Bestimmung der Position eines erkannten Objekts relativ zum Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass
- das von dem LED-Array in Verbindung mit einem optischen Abbildungssystem erzeugte Lichtbündel durch zumindest eine horizontale Beleuchtungsstärke-Verteilung charakterisierbar ist, wobei die Beleuchtungsstärke jeweils für a) verschiedene Positionen vor dem Kraftfahrzeug und b) verschiedene horizontale Winkel relativ zu einer Referenzrichtung definierbar ist,
- die Beiträge von mindestens zwei LEDs zur Beleuchtunsstärke- Verteilung zumindest teilweise horizontalwinkelmäßig überlappen,
- jeweils für ein detektiertes Objekt in Abhängigkeit von der Position des Objekts zum Kraftfahrzeug und in Abhängigkeit einer angenommenen oder ermittelten Objektbreite ein blendungskritischer Horizontalwinkelbereich ermittelt wird,
- die einzelnen LEDs unter Berücksichtigung der horizontalwinkelmäßi- gen Überlappung ihrer Beiträge zur Beleuchtungsstärke-Verteilung derart angesteuert werden, dass im blendungskritischen Horizontalwinkelbereich und bezogen auf die Position des detektierten Objekts ein Beleuchtungsstärkegrenzwert nicht überschritten wird.
2. System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die horizontale Beleuchtungsstärke-Verteilung einen horizontalen Schnitt durch eine dreidimensionale Beleuchtungsstärke-Verteilung darstellt, der durch die Maxima der vertikalen Beleuchtungsstärke-Verteilung verläuft.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die LEDs jeweils über ein pulsweitenmoduliertes Steuersignal angesteuert werden, wobei der Lichtstrom über das Verhältnis der Pulseinschaltdauer zur Pulsauschaltdauer eingestellt wird.
4. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des blendungsfreien Lichtbündels
- in einem ersten Schritt die LEDs ermittelt werden, die für sich allein betrachtet einen Beitrag zur Beleuchtungsstärke-Verteilung im blendungskritischen Horizontalwinkelbereich aufweisen, der bezogen auf die jeweilige Position des detektierten Objekts oberhalb des Beleuchtungsstärkegrenzwertes liegt,
- in einem zweiten Schritt für jede dieser LEDs bestimmt wird, um wieviel diese gedimmt werden muß, damit das Maximums ihres Beitrags unterhalb des Beleuchtungsstärkegrenzwertes liegt,
- in einem dritten Schritt ausgehend von den im zweiten Schritt ermittelten Einzelbeiträgen der LEDs die Summe der Einzelbeiträge berechnet wird,
- in einem vierten Schritt überprüft wird, ob die Summe der Einzelbeiträge im blendungskritischen Horizontalwinkelbereich oberhalb des Beleuchtungsstärkegrenzwertes liegt, - in einem fünften Schritt, falls die Summe der Einzelbeiträge im blendungskritischen Horizontalwinkelbereich oberhalb der maximalen Beleuchtungsstärke liegt, das Maximum der Summe der Einzelbeiträge ermittelt wird, wobei aus dem Verhältnis dieses Maximums zum Beleuchtungsstärkegrenzwert ermittelt wird, um wieviel jede LED im blendungskritischen Horizontalwinkelbereich letztendlich gedimmt werden muß, damit der Beleuchtungsstärkegrenzwert mit Blick auf das detektierte Objekt nicht überschritten wird.
5. System nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des blendungsfreien Lichtbündels
- die LEDs ermittelt werden, die für sich allein betrachtet einen Beitrag zur Beleuchtungsstärke-Verteilung im blendungskritischen Horizontalwinkelbereich aufweisen, der bezogen auf die jeweilige Position des detektierten Objekts oberhalb des Beleuchtungsstärkegrenzwertes liegt,
- eine Dimmung dieser LEDs erfolgt, wobei das Ausmaß der Dimmung in zwei Stufen bestimmt wird, wobei o in einer ersten Stufe für jede dieser LEDs bestimmt wird, um welchen Wert diese gedimmt werden muß, damit das Maximum ihres Beitrags im blendungskritischen Horizontalwinkelbereich unterhalb des Beleuchtungsstärkegrenzwertes liegt, o in einer zweiten Stufe anhand eines vorbestimmten Überlappungskorrekturwertes festgelegt wird, um wieviel die LEDs über den in der ersten Stufe bestimmten Wert hinaus gedimmt werden, wobei der Überlappungskorrekturwert unter Berücksichtigung der horizontalwinkelmäßigen Überlappung der LED- Beiträge zur Beleuchtungsstärke-Verteilung bestimmt wurde.
6. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Objektdetektionseinrichtung eine Kamera mit nachfolgender Bildverarbeitungseinrichtung verwendet wird.
7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe der Kamera mit nachgeschalteter Bildverarbeitungseinrichtung Fahrzeuge als Objekte anhand ihrer Lichtquellen (Scheinwerfer, Heckleuchten, Seitenmarkierungsleuchten etc.) detektiert werden.
8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Lichtquelle als ein Fahrzeug erkannt wird, wobei zur Bestimmung einer zu entblendenden Objektbreite ein lateraler Bereich mit einem Wert von B/2 zu beiden Seiten der Lichtquelle angenommen wird, wobei die Objektbreite insgesamt dem Wert B entspricht.
9. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer möglichen Zuordnung von zwei oder mehr Lichtquellen zu einem Fahrzeug anhand der relativen Position der jeweiligen Lichtquellen zueinander die zu entblendende Objektbreite bestimmt wird.
10. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei zwei oder mehr detektierten Objekten diese Objekte in Untergruppen (z.B. vorausfahrende oder entgegenkommende Fahrzeuge) eingeteilt werden, wobei für jede Untergruppe ein blendungskritischer Horizontalwinkelbereich und ein Beleuchtungsstärkegrenzwerte bestimmt wird.
11. System nach einem der vorstehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Objektdetektionseinrichtung und/oder anhand der Positionsbestimmungseinrichtung ermittelt wird, ob es sich bei einem detektierten Objekt um ein entgegenkommendes oder ein vorausfahrendes Fahrzeug handelt, wobei der Beleuchtungsstärkegrenzwert im Fall des vorausfahrenden Fahrzeugs höher ist als im Fall des entgegenkommenden Fahrzeugs.
12. System nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera mit nachgeschalteter Bildverarbeitungseinrichtung in der Lage ist, die spektrale Lichtverteilung von Fahrzeuglichtquellen derart zu analysieren, dass Scheinwerfer von Heckleuchten unterschieden werden können, wobei auf diese Weise festgestellt wird, ob es sich um ein entgegenkommendes oder ein vorausfahrendes Fahrzeug handelt.
13. System nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass anhand einer Zuordnung eines detektierten Objekts zu einer Fahrbahn festgestellt wird, ob es sich um ein entgegenkommendes oder ein vorausfahrendes Fahrzeug handelt.
14. System nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Änderung der Position eines detektierten Objekts und/oder anhand der Änderungsgeschwindigkeit der Position eines detektierten Objekts festgestellt wird, ob es sich um ein entgegenkommendes oder ein vorausfahrendes Fahrzeug handelt.
15. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Positionsbestimmungseinrichtung ein RADAR-Sensor oder ein LIDAR- Sensor verwendet wird.
16. System nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera mit nachgeschalteter Bildverarbeitungseinrichtung als Positionsbestimmungseinrichtung verwendet wird, wobei zur Positionsbestimmung die Lage und/oder Größe von zumindest Teilen des Objekts in aufeinanderfolgenden Kamerabildern analysiert wird.
17. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass als Objektdetektionseinrichtung ein RADAR-Sensor oder ein LIDAR-Sensor verwendet wird.
18. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das System zwei Scheinwerfer aufweist, die jeweils ein LED-Array aus mehreren, separat e- lektrisch ansteuerbaren Leuchtdioden (LEDs) umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass
- für jeden der beiden Scheinwerfer derselbe Beleuchtungsstärkegrenzwert festgelegt ist,
- die Summe der beiden Beleuchtungsstärkegrenzwerte einem Blendungswert entspricht, wobei Beleuchtungsstärken bis zum diesem Blendungswert nicht als Blendung empfunden werden.
19. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des blendungsfreien Lichtbündels eine Retadierungszeit berücksichtigt wird, wobei die Retadierungszeit durch
- die Bearbeitungsdauer für die Objektdetektion,
- die Bearbeitungsdauer für die Positionsbestimmung,
- und/oder die Dauer für die Einstellung einer Beleuchtungsstärkeverteilung bestimmt wird.
20. System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit
- der relativen Geschwindigkeit zwischen Kraftfahrzeug und Objekt,
- der relativen Beschleunigung zwischen Kraftfahrzeug und Objekt,
- der relativen Bewegungsrichtung zwischen Kraftfahrzeug und Objekt, Änderungen der relativen Position des Objektes zum Kraftfahrzeug innerhalb der Retardierungszeit vorherbestimmt werden, wobei dieser vorherbestimmten Änderungen bei der Ansteuerung der einzelnen LEDs berücksichtigt werden.
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