WO2022148608A1 - Scheinwerferanordnung und beleuchtungsverfahren zum beleuchten einer umgebung eines fahrzeugs - Google Patents

Scheinwerferanordnung und beleuchtungsverfahren zum beleuchten einer umgebung eines fahrzeugs Download PDF

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Boris Kubitza
Martin Plümpe
Udo Venker
Carsten Wilks
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Definitions

  • a control device is to be understood as a computing unit, such as a processor, an ASIC or any other programmable circuit.
  • the control device provided according to the invention can include interfaces to the headlight provided according to the invention and the temperature sensor provided according to the invention in order to exchange communication signals, in particular control commands, with the headlight and/or the temperature sensor.
  • an operating situation of a vehicle is a state or an operating mode of the vehicle itself and/or a state of an environment of the vehicle, such as a type of roadway, a brightness of the environment or traffic driving around the vehicle to understand.
  • High-resolution lighting units which include, for example, a large number of individual light sources, such as light-emitting diodes (LEDs), in particular hundreds of individual LEDs, which are arranged on a common circuit board or form a so-called "chip", are usually thermally coupled Arranged system of several chips. Accordingly, chips of this type are particularly well suited for reducing the power and correspondingly regulating the temperature of a headlight as an overall thermally coupled system.
  • a first group of light sources can be configured, for example, to illuminate a near field and a second group of light sources can be configured to illuminate a far field.

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die vorgestellte Erfindung betrifft eine Scheinwerferanordnung (100) zum Beleuchten einer Umgebung eines Fahrzeugs (300) mit mindestens einem Scheinwerfer (101), einem Temperatursensor (103) und einem Kontrollgerät (105), wobei der mindestens eine Scheinwerfer (101) eine Vielzahl Lichtquellen (107) umfasst, wobei die Vielzahl Lichtquellen (107) in eine erste Gruppe (109) und mindestens eine zweite Gruppe (111, 113, 115, 117) unterteilt sind, wobei der Temperatursensor (103) dazu konfiguriert ist, eine Temperatur in dem mindestens einen Scheinwerfer (101) zu erfassen, wobei die Lichtquellen (107) der Vielzahl Lichtquellen (107) thermisch gekoppelt sind, wobei das Kontrollgerät (105) dazu konfiguriert ist, eine von dem Temperatursensor (103) ermittelte aktuelle Temperatur in dem mindestens einen Scheinwerfer (101) zu ermitteln, und für den Fall, dass die aktuelle Temperatur in dem mindestens einen Scheinwerfer (101) einen vorgegebenen Temperaturschwellenwert überschreitet, in Abhängigkeit einer Betriebssituation des Fahrzeugs (300) die erste Gruppe (109) oder die mindestens eine zweite Gruppe (111, 113, 115, 117) für eine Leistungsreduktion auszuwählen, und die Leistung der ausgewählten Gruppe zu reduzieren.

Description

Scheinwerferanordnung und Beleuchtungsverfahren zum Beleuchten einer
Umgebung eines Fahrzeugs
Beschreibung
Die vorgestellte Erfindung betrifft eine Scheinwerferanordnung zum Beleuchten einer Umgebung eines Fahrzeugs, ein Beleuchtungsverfahren und ein Fahrzeug.
Hochauflösende Scheinwerfer für Fahrzeuge umfassen eine Vielzahl Lichtquellen zum Beleuchten einer Umgebung eines Fahrzeugs.
Aufgrund der thermischen Kopplung jeweiliger Lichtquellen eines Scheinwerfers kann es bei einer dauerhaften gemeinsamen Ansteuerung einer Vielzahl Lichtquellen zu einem Temperaturanstieg in dem Scheinwerfer kommen, die ggf. Schäden an dem Scheinwerfer verursachen kann. Entsprechend ist es in Situationen, in denen eine Temperatur in dem Scheinwerfer über einem kritischen Schwellenwert liegt, erforderlich den Scheinwerfer zu kühlen, um Schäden an dem Scheinwerfer zu vermeiden.
Zum Kühlen eines Scheinwerfers sind bspw. durch die EP 1 874097 A1 sogenannte „Derating-Verfahren“ bekannt, bei denen eine Lichtleistung sämtlicher Lichtquellen des Scheinwerfers durch Absenkung einer Stromzufuhr reduziert wird, sodass sich eine von den Lichtquellen abgegebene Wärmeleistung proportional zu der Lichtleistung reduziert und der Scheinwerfer zumindest nicht weiter erwärmt wird.
Durch die Absenkung der Lichtleistung sämtlicher Lichtquellen eines Scheinwerfers wird in der Regel eine Lichtleistung des Scheinwerfers gesenkt.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorgestellten Erfindung, einen dauerhaften Betrieb eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs mit einer für einen Nutzer komfortablen Beleuchtungsqualität zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche.
Es wird somit gemäß einem ersten Aspekt der vorgestellten Erfindung eine Scheinwerferanordnung zum Beleuchten einer Umgebung eines Fahrzeugs vorgestellt. Die Scheinwerferanordnung umfasst mindestens einen Scheinwerfer, einen Temperatursensor und ein Kontrollgerät, wobei der mindestens eine Scheinwerfer eine Vielzahl Lichtquellen umfasst.
Die Vielzahl Lichtquellen sind in eine erste Gruppe und mindestens eine zweite Gruppe unterteilt.
Die Lichtquellen der Vielzahl Lichtquellen sind thermisch gekoppelt.
Der Temperatursensor ist dazu konfiguriert, eine Temperatur in dem mindestens einen Scheinwerfer zu erfassen.
Das Kontrollgerät ist dazu konfiguriert, eine von dem Temperatursensor ermittelte aktuelle Temperatur in dem mindestens einen Scheinwerfer zu ermitteln, und für den Fall, dass die aktuelle Temperatur in dem mindestens einen Scheinwerfer einen vorgegebenen Temperaturschwellenwert überschreitet, in Abhängigkeit einer Betriebssituation des Fahrzeugs die erste Gruppe oder die mindestens eine zweite Gruppe für eine Leistungsreduktion auszuwählen, und die Leistung der ausgewählten Gruppe zu reduzieren.
Unter einem Kontrollgerät ist im Kontext der vorgestellten Erfindung eine Recheneinheit, wie bspw. ein Prozessor, ein ASIC oder jeder weitere programmierbare Schaltkreis zu verstehen. Das erfindungsgemäß vorgesehene Kontrollgerät kann Schnittstellen zu dem erfindungsgemäß vorgesehenen Scheinwerfer und dem erfindungsgemäß vorgesehenen Temperatursensor umfassen, um mit dem Scheinwerfer und/oder dem Temperatursensor Kommunikationssignale, insbesondere Steuerbefehle auszutauschen. Unter einer Betriebssituation eines Fahrzeugs ist im Kontext der vorgestellten Erfindung ein Zustand bzw. ein Betriebsmodus des Fahrzeugs selbst und/oder ein Zustand einer Umgebung des Fahrzeugs, wie bspw. eine Art einer Fahrbahn, eine Helligkeit der Umgebung oder ein um das Fahrzeug herumfahrender Verkehr zu verstehen.
Die vorgestellte Scheinwerferanordnung basiert auf dem Prinzip, dass selektiv und in Abhängigkeit einer Betriebssituation, bspw. einer aktuellen Betriebssituation und/oder einer zukünftigen Betriebssituation des Fahrzeugs, mindestens eine Gruppe von Lichtquellen aus einer Vielzahl an Gruppen von Lichtquellen für ein Derating, also ein Reduzieren einer Leistung, bspw. durch Reduzieren eines der ausgewählten Gruppe zugeführten elektrischen Stroms, ausgewählt wird.
Durch die selektive und betriebszustandsabhängige Auswahl einer jeweiligen Gruppe von Lichtquellen für ein Derating können weitere Gruppen von Lichtquellen des erfindungsgemäß vorgesehenen Scheinwerfers mit einer hohen Leistung und entsprechend hoher Wärmeerzeugung betrieben werden. Mit anderen Worten wird die ausgewählte Gruppe von Lichtquellen als Kühlung bzw. als thermischer Puffer des gesamten Scheinwerfers verwendet, in dem thermische Ressourcen für weitere Gruppen von Lichtquellen des Scheinwerfers bereitgestellt werden und, dadurch bedingt, auch bei einem Betrieb der weiteren Gruppen von Lichtquellen mit einer hohen Leistung, eine Erwärmung des Scheinwerfers verhindert wird.
Erfindungsgemäß erfolgt die Auswahl einer jeweiligen Gruppe von Lichtquellen, deren Leistung zu reduzieren ist, in Abhängigkeit einer Betriebssituation eines jeweiligen Fahrzeugs. Dazu kann bspw. eine aktuelle Einstellung von Komponenten des Fahrzeugs, wie bspw. eines Motors, aktuell ermittelte Messwerte, wie bspw. eine aktuelle Geschwindigkeit oder eine aktuelle Position des Fahrzeugs auf einer digitalen Karte, ausgewertet werden.
Insbesondere kann bspw. vorgesehen sein, dass für den Fall, dass sich das Fahrzeug in einer Betriebssituation „autonomes Kolonnenfahren“ befindet, in der das Fahrzeug zumindest teilweise automatisch innerhalb einer Kolonne gesteuert wird, eine Gruppe von Lichtquellen, die für eine Fernfeldausleuchtung konfiguriert ist, zur Reduktion ihrer Leistung ausgewählt wird bzw. auszuwählen ist. Entsprechend kann die Leistung einer Gruppe von Lichtquellen, die für eine Nahfeldausleuchtung konfiguriert ist, auf voller Leistung belassen werden, sodass entsprechende zur automatischen Steuerung des Fahrzeugs verwendete Sensorik unter optimalen Bedingungen arbeiten kann.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass für den Fall, dass sich das Fahrzeug in einer Betriebssituation „Staufahrt“ befindet, in der das Fahrzeug in einem Stau, bspw. mit einer Geschwindigkeit unterhalb eines vorgegebenen
Geschwindigkeitsschwellenwerts gesteuert wird, automatisch ein Thermofenster, d.h. eine Temperaturreserve zur Erwärmung in einer zukünftigen Betriebssituation geschaffen wird, indem eine Gruppe von Lichtquellen während der Staufahrt in ihrer Leistung reduziert wird bzw. reduziert bleibt. Dazu kann insbesondere eine zur Fernfeldausleuchtung konfigurierte Gruppe von Lichtquellen in ihrer Leistung reduziert werden.
Alternativ oder zusätzlich zu einer aktuellen Betriebssituation kann eine zukünftig zu erwartende Betriebssituation eines jeweiligen Fahrzeugs ausgewertet werden, um eine jeweilige Gruppe von Lichtquellen, deren Leistung zu reduzieren ist, auszuwählen.
Eine zukünftige Betriebssituation kann bspw. anhand von einer geplanten Route bestimmt werden, sodass die jeweilige Gruppe von Lichtquellen, deren Leistung zu reduzieren ist, proaktiv auf die zukünftig zu erwartende Betriebssituation des Fahrzeugs hin optimiert ausgewählt werden kann, indem bspw. eine Gruppe von Lichtquellen als die jeweilige Gruppe von Lichtquellen, deren Leistung zu reduzieren ausgewählt wird, die auf einer zukünftig zu befahrenden Straße nicht oder nur wenig verwendet werden, wie bspw. eine Nahfeldbeleuchtung bei einer Autobahnfahrt.
Es kann vorgesehen sein, dass das Kontrollgerät dazu konfiguriert ist, mittels einer Zuordnungsliste, die mindestens einem Sensorwert der folgenden Liste an Sensorwerten jeweilige Betriebssituationen zuordnet, die Betriebssituation des Fahrzeugs zu bestimmen: Fahrzeuggeschwindigkeit, Umgebungshelligkeit, Lenkwinkel, Fahrzeugposition.
Eine Zuordnungsliste, die bspw. in einem Speicher des Kontrollgeräts abgelegt oder über eine Schnittstelle zu einem Speicher, wie bspw. einem Cloud-server abrufbar sein kann, ordnet jeweiligen ermittelten Messwerten bzw. Einstellungen eine Betriebssituation zu. Entsprechend kann unter Verwendung einer Zuordnungsliste anhand von durch das Kontrollgerät ermittelten Messwerten bzw. Einstellungen eines jeweiligen Fahrzeugs auf eine Betriebssituation des Fahrzeugs geschlossen und entsprechend eine Gruppe von Lichtquellen zur Reduktion ihrer Leistung ausgewählt werden. Dabei kann die Gruppe von Lichtquellen durch eine weitere Zuordnungsliste vorgegeben sein, die jeweiligen Betriebssituationen jeweilige zur Reduktion ihrer Leistung vorgesehene Gruppen von Lichtquellen zuordnet.
Es kann vorgesehen sein, dass jeweilige Zuordnungslisten editierbar für einen Nutzer in einem Speicher hinterlegt sind, sodass ein Nutzer die zur Reduktion ihrer Leistung vorgesehene Gruppen von Lichtquellen betriebssituationsabhängig vorgeben bzw. von einer Reduktion ihrer Leistung ausschließen kann.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Kontrollgerät dazu konfiguriert ist, die Vielzahl Lichtquellen derart anzusteuern, dass diese einen Leuchtbereich erzeugen, der mit zunehmender Geschwindigkeit schmäler und heller wird und der mit abnehmender Geschwindigkeit breiter und dunkler wird.
Zum Ansteuern der Lichtquellen des erfindungsgemäß vorgesehenen Scheinwerfers um einen Leuchtbereich zu erzeugen, der schmäler und heller wird, können solche Gruppen von Lichtquellen, die an seitlichen Rändern des Scheinwerfers angeordnet sind, selektiv in ihrer Leistung reduziert und solche Gruppen von Lichtquellen, die von den Gruppen am Rand des Scheinwerfers flankiert werden, in ihrer erhöht oder zumindest konstant gehalten werden. Zum Ansteuern der Lichtquellen des erfindungsgemäß vorgesehenen Scheinwerfers um einen Leuchtbereich zu erzeugen, der breiter und dunkler wird, können solche Gruppen von Lichtquellen, die an einem oberen und/oder unteren Rand des Scheinwerfers angeordnet sind, selektiv in ihrer Leistung reduziert werden.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Kontrollgerät dazu konfiguriert ist, für den Fall, dass dem Kontrollgerät ein Lenkwinkel gemeldet wird, der größer als ein vorgegebener Lenkwinkelschwellenwert ist, nur dann eine Erhöhung einer Leistung ausgewählter Lichtquellen freizugeben, wenn die aktuelle Temperatur in dem Scheinwerfer geringer ist als ein Kurventemperaturschwellenwert.
Mittels eines Kurventemperaturschwellenwerts kann ein Thermofenster, also ein Temperaturbereich innerhalb dessen eine Erwärmung des Scheinwerfers ohne Schäden an dem Scheinwerfer möglich ist, vorgehalten werden. Entsprechend können jeweilige Lichtquellen des Scheinwerfers innerhalb des Thermofensters mit hoher Leistung betrieben werden. Bspw. kann das Thermofenster einige Sekunden lang sein, um eine Durchfahrt einer Kurve mit entsprechend hoher Leuchtleistung zu ermöglichen. Mit anderen Worten gibt der Kurventemperaturschwellenwert eine Temperatur an, bei der der Scheinwerfer noch thermische Reserven hat bzw. thermisch belastet werden kann, ohne Schaden zu nehmen.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Kontrollgerät dazu konfiguriert ist, den Kurventemperaturschwellenwert in Abhängigkeit einer Zeit zu wählen, für die die Leistung der ausgewählten Lichtquellen zu erhöhen ist, und dass das Kontrollgerät dazu konfiguriert ist, die Zeit für die die Leistung der ausgewählten Lichtquellen zu erhöhen ist, anhand einer Strecke einer nächstkommenden Kurve gemäß einer digitalen Karte zu ermitteln.
Um ein Betreiben eines Scheinwerfers in einem Kurvenlichtmodus mit hoher Leistung, d.h. insbesondere mit hoher Lichtleistung, für die Dauer einer Durchfahrt durch eine Kurve zu ermöglichen, kann der Kurventemperaturschwellenwert derart gewählt werden, dass das entsprechende Thermofenster, in dem sich der Scheinwerfer erwärmen kann, groß genug ist, um die Dauer der Durchfahrt durch die Kurve abzudecken. Entsprechend kann der Kurventemperaturschwellenwert dynamisch in Abhängigkeit einer Strecke bzw. einer Dauer einer Kurvendurchfahrt gemäß einer digitalen Karte gewählt werden.
Insbesondere können jeweilige Gruppen von Lichtquellen vor einer Kurvendurchfahrt selektiv in ihrer Leistung reduziert werden, um einen jeweiligen Scheinwerfer unter einen jeweiligen Kurventemperaturschwellenwert abzukühlen.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Kontrollgerät dazu konfiguriert ist, die Betriebssituation des Fahrzeugs anhand einer Topographie einer aktuell durch das Fahrzeug befahrenen Strecke zu bestimmen und die Topographie der aktuell befahrenen Strecke mittels einer digitalen Karte und einer aktuellen Fahrzeugposition zu ermitteln.
Unter Einbeziehung einer Topographie einer aktuell befahrenen Strecke, wie bspw. einer Art einer Straße, einer erlaubten Höchstgeschwindigkeit, einem Kurvenradius oder jedem weiteren Charakteristikum einer mit einem Fahrzeug zu befahrenden Strecke, kann eine jeweilige Gruppe von Lichtquellen, deren Leistung zu reduzieren ist, derart ausgewählt werden, dass für einen Nutzer ein subjektiv unveränderter oder nur minimal veränderter Leuchtbereich entsteht. Entsprechend kann ein von einem jeweiligen Scheinwerfer erzeugtes Lichtbild an eine aktuelle Betriebssituation des Fahrzeugs, insbesondere an eine aktuell befahrene Straße angepasst werden. Dazu kann bspw. ein Kriterienkatalog mit Steuerungsparametern, insbesondere mit Vorgaben zu einer jeweiligen auszuwählenden Gruppe von Lichtquellen, deren Leistung zu reduzieren ist, für eine jeweilige Straße bzw. Straßenart bspw. in dem erfindungsgemäß vorgesehenen Kontrollgerät oder einem mit dem Kontrollgerät kommunikativ verbundenen Speicher hinterlegt sein.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Kontrollgerät dazu konfiguriert ist, eine zukünftige Betriebssituation des Fahrzeugs anhand einer Topographie einer aktuell befahrenen Strecke zu prognostizieren und einen Reduktionswert zum Reduzieren der Leistung derart zu wählen, dass unter Einstellung des Reduktionswerts eine für die zukünftige Betriebssituation zu erwartende Temperatur in dem mindestens einen Scheinwerfer unterhalb einem für die zukünftige Betriebssituation vorgegebenen Prognoseschwellenwert liegt, wobei das Kontrollgerät dazu konfiguriert ist, die zu erwartende Temperatur anhand eines Temperaturmodells des mindestens einen Scheinwerfers zu ermitteln.
Mittels eines Temperaturmodells eines Scheinwerfers, das ein thermisches Verhalten des Scheinwerfers mathematisch abbildet, kann zu einem aktuellen Zeitpunkt ein Thermofenster für einen Betriebspunkt des Scheinwerfers in der Zukunft bereitgestellt werden, indem der Scheinwerfer bspw. durch Reduzierung einer Leistung einer ausgewählten Gruppe von Lichtquellen auf den Betriebspunkt in der Zukunft vorbereitet wird. Dazu kann ein Prognoseschwellenwert bestimmt werden, der eine Temperatur bezeichnet, bei der ein für den Betriebspunkt in der Zukunft ausreichend großes Thermofenster bzw. ausreichend hohe Reserven zur Erwärmung des Scheinwerfers vorliegen.
Liegt eine aktuelle Temperatur eines jeweiligen Scheinwerfers über einem jeweiligen Prognoseschwellenwert, kann vorgesehen sein, dass eine Funktion zur Aktivierung bzw. Erhöhung einer Leistung jeweiliger Lichtquellen für eine Kurvenfahrt deaktiviert wird.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Kontrollgerät dazu konfiguriert ist, eine zukünftige Betriebssituation des Fahrzeugs anhand einer Topographie einer aktuelle befahrenen Strecke zu prognostizieren und eine Funktion zur Erhöhung der Leistung der ersten Gruppe oder der mindestens einen zweiten Gruppe zu deaktivieren, wenn ausgehend von der aktuellen Temperatur des mindestens einen Scheinwerfers eine für die zukünftige Betriebssituation zu erwartende Temperatur in dem mindestens einen Scheinwerfer über einem für die zukünftige Betriebssituation vorgegebenen Temperaturschwellenwert liegt, wobei das Kontrollgerät dazu konfiguriert ist, die zu erwartende Temperatur anhand eines Temperaturmodells des mindestens einen Scheinwerfers zu ermitteln. Um eine kritische Erwärmung eines jeweiligen Scheinwerfers und eine ggf. dadurch bedingt Beschädigung des Scheinwerfers zu verhindern, kann eine Funktion zur Erhöhung einer Leistung jeweiliger Lichtquellen in Abhängigkeit einer aktuellen und einer zu erwartenden Temperatur reversible deaktiviert werden. Bspw. kann es bei einer Fahrt mit einer zusätzlichen Fernfeldbeleuchtung (Fernlicht) zu Situationen kommen, in denen sich ein entsprechender Scheinwerfer so stark erwärmt, dass eine zusätzliche Aktivierung eines Kurvenlichts zu einer thermischen Beschädigung des Scheinwerfers führen könnte. Es kann vorgesehen sein, dass das erfindungsgemäß vorgesehene Kontrollgerät in solchen Situationen eine Funktion zum Aktivieren des Kurvenlichts deaktiviert.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die erste Gruppe und die mindestens eine zweite Gruppe auf räumlich beabstandeten Leiterplatten angeordnet sind, wobei die erste Gruppe eine erste hochauflösende Leuchteinheit bildet und die mindestens eine zweite Gruppe mindestens eine zweite hochauflösende Leuchteinheit bildet.
Hochauflösende Leuchteinheiten, die bspw. eine Vielzahl einzelner Lichtquellen, wie bspw. Licht emittierende Dioden (LEDs), insbesondere hunderte einzelne LEDs umfassen, die auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet sind bzw. einen sogenannten „Chip“ bilden, sind in der Regel als thermisches gekoppeltes System mehrerer Chips angeordnet. Entsprechend eignen sich solche Chips besonders gut zur Reduktion einer Leistung und zur entsprechenden Regulierung einer Temperatur eines Scheinwerfers als gesamtes thermisch gekoppeltes System. Dabei kann eine erste Gruppe von Lichtquellen bspw. zur Ausleuchtung eines Nahfelds und eine zweite Gruppe von Lichtquellen zur Ausleuchtung eines Fernfelds konfiguriert sein.
In einem zweiten Aspekt betrifft die vorgestellte Erfindung ein Beleuchtungsverfahren zum Beleuchten einer Umgebung eines Fahrzeugs mittels einer möglichen Ausgestaltung der vorgestellten Scheinwerferanordnung. Das Beleuchtungsverfahren umfasst einen Abfrageschritt, bei dem eine von einem Temperatursensor der Scheinwerferanordnung ermittelte aktuelle Temperatur in mindestens einem Scheinwerfer der Scheinwerferanordnung abgefragt wird, und für den Fall, dass die aktuelle Temperatur in dem mindestens einen Scheinwerfer einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, eine Leistung einer ersten Gruppe oder mindestens einer zweiten Gruppe von Lichtquellen des mindestens einen Scheinwerfers selektiv reduziert wird, um die Temperatur in dem mindestens einen Scheinwerfer zu senken, einen Auswahlschritt, bei dem die erste Gruppe oder die mindestens eine zweite Gruppe in Abhängigkeit einer Betriebssituation des Fahrzeugs ausgewählt wird und einen Einstellschritt, bei dem an der in dem Auswahlschritt ausgewählten Gruppe eine reduzierte Leistung eingestellt wird.
Das vorgestellte Beleuchtungsverfahren dient insbesondere zum Betrieb der vorgestellten Scheinwerferanordnung. Mittels des vorgestellten Beleuchtungsverfahrens kann ein Scheinwerfer dynamisch zeitweise mit einer Leistung betrieben werden, die über einer für einen Dauerbetrieb geeigneten thermischen Belastung liegt, sodass bspw. in Kurvenfahrten eine besonders hohe Lichtleistung erzeugt werden kann.
In einem dritten Aspekt betrifft die vorgestellte Erfindung ein Fahrzeug mit einer möglichen Ausgestaltung der vorgestellten Scheinwerferanordnung.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausgestaltung der vorgestellten Scheinwerferanordnung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Beleuchtungsverfahrens,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Fahrzeugs. In Fig. 1 ist eine Scheinwerferanordnung 100 dargestellt. Die Scheinwerferanordnung 100 umfasst einen Scheinwerfer 101 , einen Temperatursensor 103 und ein Kontrollgerät 105 und ist Teil eines hier nicht dargestellten Fahrzeugs.
Der Scheinwerfer 101 umfasst eine Vielzahl Lichtquellen 107, die in eine erste Gruppe 109 zur Vorfeldausleuchtung, eine zweite Gruppe 111 , eine dritte Gruppe 113, eine vierte Gruppe 115 zur Standardbeleuchtung und eine fünfte Gruppe 117 zur Fernfeldausleuchtung unterteilt sind.
Der Temperatursensor 103 ist dazu konfiguriert, eine Temperatur in dem Scheinwerfer 101 zu erfassen. Dazu kann der Temperatursensor 103 bspw. einen Fühler umfassen, der in einem Innenraum des Scheinwerfers 101 positioniert ist oder, wie hier dargestellt, komplett in den Scheinwerfer 101 integriert sein.
Die Lichtquellen 107 der ersten Gruppe 109, der zweiten Gruppe 111 , der dritten Gruppe 113, der vierten Gruppe 115 und der fünften Gruppe 117 sind thermisch gekoppelt, sodass eine Temperaturänderung an einer jeweiligen Gruppe zu einer Temperaturänderung der jeweils anderen Gruppen führt. Dazu können die Lichtquellen 107 der ersten Gruppe 109, der zweiten Gruppe 111 , der dritten Gruppe 113, der vierten Gruppe 115 und der fünften Gruppe 117 bspw. auf einem gemeinsamen thermischen Leitelement, wie bspw. einer Metallplatte angeordnet sein.
Das Kontrollgerät 105 ist dazu konfiguriert, eine von dem Temperatursensor 103 in dem Scheinwerfer 101 ermittelte aktuelle Temperatur zu ermitteln, und für den Fall, dass die aktuelle Temperatur in dem Scheinwerfer 101 einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, eine jeweilige Gruppe deren Leistung zu reduzieren ist aus den Gruppen 109, 111 , 113, 115, 117 in Abhängigkeit einer Betriebssituation des Fahrzeugs auszuwählen.
Weiterhin ist das Kontrollgerät 105 dazu konfiguriert, eine Leistung der ausgewählten Gruppe selektiv zu reduzieren. Bspw. kann das Kontrollgerät 105 eine Betriebssituation des Fahrzeugs anhand von Einstellungen in einem Steuergerät des Fahrzeugs ermitteln und der Betriebssituation bzw. jeweiligen aktuell in dem Fahrzeug eingestellten Betriebsparametern die erste Gruppe 109 zur Reduktion ihrer Leistung auswählen und entsprechend eine Versorgung der ersten Gruppe 109 mit elektrischem Strom reduzieren, sodass sich eine Lichtleistung der ersten Gruppe 109 reduziert und, dadurch bedingt, die Temperatur der ersten Gruppe 109 und schließlich die Temperatur des gesamten Scheinwerfers 101 reduziert.
Dabei kann die erste Gruppe 109 bspw. dann ausgewählt werden, wenn ein Betriebsparameter „Geschwindigkeit“ des Fahrzeugs über einem vorgegebenen Auswahlschwellenwert von bspw. 60 km/h liegt, da ein Fahrer bei Geschwindigkeiten über 60 km/h eine Reduktion einer Nahfeldausleuchtung nicht als Komforteinbuße wahrnimmt.
Aufgrund der Reduktion der Leistung der ersten Gruppe 109 können die zweite Gruppe 111 , die dritte Gruppe 113, die vierte Gruppe 115 und ggf. die fünfte Gruppe 117 mit konstanter Leistung betrieben werden, ohne den Scheinwerfer 101 auf einen kritischen Temperaturbereich zu erwärmen.
In Figur 2 ist ein Beleuchtungsverfahren 200 dargestellt. Das Beleuchtungsverfahren 200 umfasst einen Abfrageschritt 201 , bei dem eine von einem Temperatursensor der Scheinwerferanordnung ermittelte aktuelle Temperatur in mindestens einem Scheinwerfer der Scheinwerferanordnung abgefragt wird.
Weiterhin umfasst das Beleuchtungsverfahren 200 einen Auswahlschritt 203, bei dem für den Fall, dass die aktuelle Temperatur in dem mindestens einen Scheinwerfer einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, die erste Gruppe oder die mindestens eine zweite Gruppe in Abhängigkeit einer Betriebssituation des Fahrzeugs zur Leistungsreduktion ausgewählt wird. Ferner umfasst das Beleuchtungsverfahren 200 einen Einstellschritt 205, bei dem an der in dem Auswahlschritt (203) ausgewählten Gruppe eine reduzierte Leistung eingestellt wird.
Insbesondere kann ein Reduktionswert, um den eine aktuell an einer Gruppe eingestellte Leistung reduziert wird, in Abhängigkeit der aktuellen Betriebssituation des Fahrzeugs gewählt werden.
In Figur 3 ist ein Fahrzeug 300 dargestellt. In dem Fahrzeug 300 ist eine Scheinwerferanordnung 100 gemäß Figur 1 angeordnet, die gemäß einem Beleuchtungsverfahren 200 gemäß Figur 2 betrieben werden kann.
Bezugszeichenliste
100 Scheinwerferanordnung
101 Scheinwerfer
103 Temperatursensor 105 Kontrollgerät 107 Lichtquelle
109 Erste Gruppe an Lichtquellen 111 Zweite Gruppe an Lichtquellen 113 Dritte Gruppe an Lichtquellen 115 Vierte Gruppe an Lichtquellen 117 Fünfte Gruppe an Lichtquellen
200 Beleuchtungsverfahren
201 Abfrageschritt 203 Auswahlschritt 205 Einstellschritt 300 Fahrzeug

Claims

Patentansprüche
1. Scheinwerferanordnung (100) zum Beleuchten einer Umgebung eines Fahrzeugs (300), wobei die Scheinwerferanordnung (100) umfasst:
- mindestens einen Scheinwerfer (101),
- einen Temperatursensor (103),
- ein Kontrollgerät (105), wobei der mindestens eine Scheinwerfer (101) eine Vielzahl Lichtquellen (107) umfasst, wobei die Vielzahl Lichtquellen (107) in eine erste Gruppe (109) und mindestens eine zweite Gruppe (111 , 113, 115, 117) unterteilt sind, wobei der Temperatursensor (103) dazu konfiguriert ist, eine Temperatur in dem mindestens einen Scheinwerfer (101) zu erfassen, wobei die Lichtquellen (107) der Vielzahl Lichtquellen (107) thermisch gekoppelt sind, wobei das Kontrollgerät (105) dazu konfiguriert ist, eine von dem Temperatursensor (103) ermittelte aktuelle Temperatur in dem mindestens einen Scheinwerfer (101) zu ermitteln, und für den Fall, dass die aktuelle Temperatur in dem mindestens einen Scheinwerfer (101) einen vorgegebenen Temperaturschwellenwert überschreitet, in Abhängigkeit einer Betriebssituation des Fahrzeugs (300) die erste Gruppe (109) oder die mindestens eine zweite Gruppe (111 , 113, 115, 117) für eine Leistungsreduktion auszuwählen, und die Leistung der ausgewählten Gruppe zu reduzieren.
2. Scheinwerferanordnung (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollgerät (105) dazu konfiguriert ist, mittels einer Zuordnungsliste, die mindestens einem Sensorwert der folgenden Liste an Sensorwerten jeweilige Betriebssituationen zuordnet, die Betriebssituation des Fahrzeugs (300) zu bestimmen: Fahrzeuggeschwindigkeit, Umgebungshelligkeit, Lenkwinkel, Fahrzeugposition.
3. Scheinwerferanordnung (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollgerät (105) dazu konfiguriert ist, die erste Gruppe (109) und die mindestens eine zweite Gruppe (111 , 113, 115, 117) derart anzusteuern, dass diese einen Leuchtbereich erzeugen, der mit zunehmender Geschwindigkeit schmäler und heller wird und der mit abnehmender Geschwindigkeit breiter und dunkler wird.
4. Scheinwerferanordnung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollgerät (105) dazu konfiguriert ist, für den Fall, dass dem Kontrollgerät (105) ein Lenkwinkel gemeldet wird, der größer als ein vorgegebener Lenkwinkelschwellenwert ist, nur dann eine Erhöhung einer Leistung ausgewählter Gruppen (109, 111, 113, 115, 117) freizugeben, wenn die aktuelle Temperatur in dem Scheinwerfer (101) geringer ist als ein Kurventemperaturschwellenwert.
5. Scheinwerferanordnung (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollgerät (105) dazu konfiguriert ist, den
Kurventemperaturschwellenwert in Abhängigkeit einer Zeit zu wählen, für die die Leistung der ausgewählten Gruppen (109, 111 , 113, 115, 117) zu erhöhen ist, und wobei das Kontrollgerät (105) dazu konfiguriert ist, die Zeit für die die Leistung der ausgewählten Gruppen (109, 111 , 113, 115, 117) zu erhöhen ist, anhand einer Strecke einer nächstkommenden Kurve gemäß einer digitalen Karte zu ermitteln.
6. Scheinwerferanordnung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollgerät (105) dazu konfiguriert ist, die Betriebssituation des Fahrzeugs (300) anhand einer Topographie einer aktuell durch das Fahrzeug (300) befahrenen Strecke zu bestimmen und die Topographie der aktuell befahrenen Strecke mittels einer digitalen Karte und einer aktuellen Fahrzeugposition zu ermitteln.
7. Scheinwerferanordnung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollgerät (105) dazu konfiguriert ist, eine zukünftige Betriebssituation des Fahrzeugs (300) anhand einer Topographie einer aktuell befahrenen Strecke zu prognostizieren und einen Reduktionswert, um den die Leistung der ausgewählten Gruppe zu reduzieren ist, derart zu wählen, dass unter Einstellung des Reduktionswerts eine für die zukünftige Betriebssituation zu erwartende Temperatur in dem mindestens einen Scheinwerfer (101) unterhalb einem für die zukünftige Betriebssituation vorgegebenen Prognoseschwellenwert liegt, wobei das Kontrollgerät (105) dazu konfiguriert ist, die zu erwartende Temperatur anhand eines Temperaturmodells des mindestens einen Scheinwerfers (101) zu ermitteln.
8. Scheinwerferanordnung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollgerät (105) dazu konfiguriert ist, eine zukünftige Betriebssituation des Fahrzeugs (300) anhand einer Topographie einer aktuelle befahrenen Strecke zu prognostizieren und eine Funktion zur Erhöhung der Leistung der ersten Gruppe (109) oder der mindestens einen zweiten Gruppe (111, 113, 115, 117) zu deaktivieren, wenn ausgehend von der aktuellen Temperatur des mindestens einen Scheinwerfers (101) eine für die zukünftige Betriebssituation zu erwartende Temperatur in dem mindestens einen Scheinwerfer (101) über einem für die zukünftige Betriebssituation vorgegebenen Temperaturschwellenwert liegt, wobei das Kontrollgerät (105) dazu konfiguriert ist, die zu erwartende Temperatur anhand eines Temperaturmodells des mindestens einen Scheinwerfers (101) zu ermitteln.
9. Scheinwerferanordnung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gruppe (109) und die mindestens eine zweite Gruppe (111, 113, 115, 117) auf räumlich beabstandeten Leiterplatten angeordnet sind, wobei die erste Gruppe (109) eine erste hochauflösende Leuchteinheit bildet und die mindestens eine zweite Gruppe (111, 113, 115, 117) mindestens eine zweite hochauflösende Leuchteinheit bildet.
10. Beleuchtungsverfahren (200) zum Beleuchten einer Umgebung eines Fahrzeugs (300) mittels einer Scheinwerferanordnung (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Beleuchtungsverfahren (200) umfasst:
- einen Abfrageschritt (201), bei dem eine von einem Temperatursensor (103) der Scheinwerferanordnung (100) ermittelte aktuelle Temperatur in mindestens einem Scheinwerfer (101) der Scheinwerferanordnung (100) abgefragt wird, und
- einen Auswahlschritt (203), bei dem für den Fall, dass die aktuelle Temperatur in dem mindestens einen Scheinwerfer (101) einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, die erste Gruppe (109) oder die mindestens eine zweite Gruppe (111 , 113, 115, 117) in Abhängigkeit einer Betriebssituation des Fahrzeugs (300) zur Leistungsreduktion ausgewählt wird, und
- einen Einstellschritt (205) bei dem an der in dem Auswahlschritt (203) ausgewählten Gruppe eine reduzierte Leistung eingestellt wird.
11. Fahrzeug (300) mit einer Scheinwerferanordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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