DE10144846A1 - Vehicle headlight with curve light function and control method for this unit based on level of moisture on road surface - Google Patents
Vehicle headlight with curve light function and control method for this unit based on level of moisture on road surfaceInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheinwerfereinheit für Fahrzeuge, die einen Scheinwerfer mit einer Lichtquelle aufweist, deren emittiertes Licht in eine Lichtaustrittsrichtung austritt, wobei die Lichtaustrittsrichtung mittels einer Steuereinheit für eine Kurvenlichtfunktion in einer horizontalen Ebene schwenkbar ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Steuern einer Fahrzeug-Scheinwerfereinheit mit einer Lichtquelle, deren Lichtaustrittsrichtung für eine Kurvenlichtfunktion in einer horizontalen Ebene schwenkbar ist. The present invention relates to a headlight unit for vehicles, the one Headlights with a light source, the emitted light in a Light exit direction emerges, the light exit direction by means of a control unit for a Cornering light function is pivotable in a horizontal plane. Also concerns the Invention a method for controlling a vehicle headlight unit with a Light source whose light exit direction for a cornering light function in a horizontal Level is pivotable.
Bei herkömmlichen, nur in begrenztem Maße an die Fahrsituation anpassbaren Scheinwerfereinheiten können verschiedene Lichtfunktionen durch die Ansteuerung einzelner Lichtquellen der Scheinwerfereinheit erzeugt werden. Diese Lichtfunktionen umfassen im wesentlichen ein Abblendlicht, ein Fernlicht sowie u. U. auch ein Nebellicht. Mit einer solchen bekannten Scheinwerfereinheit lässt sich die Ausleuchtung der Umgebung nur sehr begrenzt an verschiedenartige Fahrsituationen und Wetterverhältnisse anpassen. Außerdem ist eine automatische Anpassung an bestimmte Fahrsituationen bislang nicht realisiert. With conventional ones, which can only be adapted to the driving situation to a limited extent Headlight units can perform various lighting functions by controlling individual ones Light sources of the headlight unit are generated. These light functions include in essentially a low beam, a high beam and u. U. also a fog light. With a Such known headlight unit can only be used to illuminate the surroundings very much limited to adapt to different driving situations and weather conditions. In addition, an automatic adaptation to certain driving situations has not been done so far realized.
Aus diesem Grund gibt es das Bestreben, neue Scheinwerfersysteme einzuführen, mit denen Lichtfunktionen realisiert werden können, deren Lichtverteilung variabler ist und die besser an Fahr- und Umgebungsbedingungen angepasst werden können. Solche adaptiven Scheinwerfersysteme werden derzeit im Rahmen des sogenannten AFS- Projekts (Advanced Frontlighting System) von Fahrzeugherstellern und der Zulieferindustrie entwickelt. Mit den Scheinwerfereinheiten dieses Systems können Lichtverteilungen für verschiedene Fahrsituationen erzeugt werden. Unter anderem ist es möglich, bei einer Kurvenfahrt die Lichtaustrittsrichtung in einer horizontalen Ebene zu verschwenken und so eine Kurvenlichtfunktion bereitzustellen. Außerdem wird bei einem sogenannten Schlechtwetterlicht die Beleuchtungsstärke direkt vor dem Fahrzeug verringert oder ausgeblendet, um Reflexionen bei nasser Fahrbahn, die zu einer Blendung des Gegenverkehrs führen, zu vermindern. Es hat sich gezeigt, dass gerade solche Veränderungen des herkömmlichen Abblendlichts bei einer Kurvenfahrt und bei Nässe zu einer wesentlichen Verbesserung der Lichtverhältnisse und der Fahrsicherheit bei Dunkelheit beitragen können. For this reason, there is an effort to introduce new headlight systems with which light functions can be implemented, whose light distribution is more variable and that can be better adapted to driving and environmental conditions. Such adaptive headlight systems are currently being Project (Advanced Frontlighting System) by vehicle manufacturers and the Supplier industry developed. With the headlight units of this system, light distributions can can be generated for different driving situations. Among other things, it is possible to to swivel the light exit direction in a horizontal plane when cornering and so to provide a cornering light function. In addition, a so-called Bad weather light reduces the illuminance directly in front of the vehicle or faded out to avoid reflections on wet road surfaces that lead to glare from the Lead to oncoming traffic. It has been shown that such changes the conventional low beam when cornering and when wet to one significant improvement in lighting conditions and driving safety in the dark can contribute.
Nachteilhaft an der Verschwenkung der Lichtaustrittsrichtung für die Kurvenlichtfunktion, insbesondere in Linkskurven bei Rechtsverkehr, ist die stärkere Blendung des Gegenverkehrs. Außerdem ist bei herkömmlichen adaptiven Scheinwerfereinheiten trotz der Schlechtwetterlichtfunktion bei regennasser Fahrbahn die Blendung des Gegenverkehrs noch zu stark. Bei solchen Verhältnissen steigt der Leuchtdichtekoeffizient für die Vorwärtsreflexion, während der Leuchtdichtekoeffizient für die Rückwärtsreflexion sinkt. Diese Änderung der optischen Eigenschaften nasser Fahrbahnen führt zu einer verstärkten Blendbeeinträchtigung anderer Verkehrsteilnehmer, die durch die bisherigen adaptiven Scheinwerfereinheiten noch nicht ausreichend beseitigt werden konnte. A disadvantage of the pivoting of the light exit direction for the cornering light function, especially in left-hand bends in right-hand traffic, is the greater glare of the Oncoming traffic. In addition, with conventional adaptive headlight units, despite the Bad weather light function when the road is wet and dazzles oncoming traffic still too strong. Under such conditions, the luminance coefficient for the Forward reflection while the luminance coefficient for the backward reflection decreases. This change in the optical properties of wet roads leads to an increased Dazzle impairment of other road users by the previous adaptive Headlight units could not be sufficiently eliminated.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Scheinwerfereinheit und ein Verfahren zum Steuern einer Fahrzeug-Scheinwerfereinheit der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei denen bei Kurvenfahrten eine möglichst gute Ausleuchtung der Straße erreicht werden kann, gleichzeitig jedoch eine möglichst geringe Blendung des Gegenverkehrs, insbesondere bei Nässe, auftritt. It is the object of the present invention, a headlight unit and a Method for controlling a vehicle headlight unit of the type mentioned at the outset To provide the best possible illumination of the road when cornering can be achieved, but at the same time the least possible glare from the Oncoming traffic, especially when wet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Scheinwerfereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Steuern einer Fahrzeug-Scheinwerfereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Scheinwerfereinheit und dieses Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen. According to the invention, this object is achieved by a headlight unit with the features of claim 1 and a method for controlling a vehicle headlight unit with solved the features of claim 9. Advantageous embodiments of this Headlight unit and this method result from the subclaims.
Der erfindungsgemäße Scheinwerfer ist dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit mit einem Detektor zum direkten und/oder indirekten Detektieren von Nässe gekoppelt ist und der Schwenkwinkel in Abhängigkeit von einem Signal des Nässedetektors steuerbar ist. The headlight according to the invention is characterized in that the control unit is coupled to a detector for the direct and / or indirect detection of moisture and the swivel angle can be controlled as a function of a signal from the moisture detector is.
Bei Untersuchungen von adaptiven Scheinwerfereinheiten hat sich herausgestellt, dass sich bezüglich der Blendung des Gegenverkehrs bei der Kurvenlichtfunktion besonders starke Unterschiede zwischen trockenen Umgebungsbedingungen und Umgebungsbedingungen mit nasser bzw. feuchter Fahrbahn ergeben. Bei der erfindungsgemäßen Scheinwerfereinheit wird das Auftreten von Nässe detektiert und der Schwenkwinkel der Lichtaustrittsrichtung bei der Kurvenlichtfunktion in Abhängigkeit von dem Auftreten von Nässe gesteuert. Die erfindungsgemäße Scheinwerfereinheit kann damit sehr flexibel und automatisch auf die veränderten Bedingungen beim Auftreten von Nässe reagieren. Insbesondere kann die erhöhte Blendung des Gegenverkehrs beim Auftreten von Nässe berücksichtigt werden, indem z. B. die Kurvenlichtfunktion beim Auftreten von Nässe vollständig abgeschaltet wird oder der Schwenkwinkel verringert wird. Investigations of adaptive headlight units have shown that particularly with regard to the dazzling of oncoming traffic with the cornering light function strong differences between dry environmental conditions and Environmental conditions with wet or damp road surface. In the case of the invention Headlight unit detects the occurrence of moisture and the swivel angle of the Direction of light exit in the cornering light function depending on the occurrence of Controlled wetness. The headlight unit according to the invention can thus be very flexible and automatically react to the changed conditions when wetness occurs. In particular, the increased glare of oncoming traffic when wetness occurs be taken into account by e.g. B. the cornering light function when wet is completely switched off or the swivel angle is reduced.
Der Nässedetektor der erfindungsgemäßen Scheinwerfereinheit kann die Betätigung und/oder die Wischfrequenz eines Scheibenwischers erfassen und das erfasste Signal an die Steuereinheit zum Steuern des Schwenkwinkels des Kurvenlichts übertragen. Dieses indirekte Erfassen des Auftretens von Nässe hat den Vorteil, dass vorhandene Einrichtungen eines Fahrzeugs genutzt werden können. Der Nässedetektor macht somit die Information, die mit der Betätigung des Scheibenwischers bzw. seiner Wischfrequenz verbunden ist, für die Kurvenlichtfunktion des erfindungsgemäßen Scheinwerfers nutzbar. Eine solche Kopplung kann sehr kostengünstig realisiert werden. Vorteilhafterweise überträgt der Nässedetektor an die Steuereinheit erst dann ein Signal zur Steuerung des Schwenkwinkels, wenn eine bestimmte Wischfrequenz überschritten wird oder wenn der Scheibenwischer eine bestimmte Mindestbetriebsdauer überschritten hat, um eine fälschliche Veränderung der Kurvenlichtfunktion, z. B. während einer Scheibenreinigung, auszuschließen. The wetness detector of the headlight unit according to the invention can be actuated and / or detect the wiping frequency of a windshield wiper and the detected signal transmitted to the control unit for controlling the swivel angle of the cornering light. This indirect detection of the occurrence of wetness has the advantage of being present Equipment of a vehicle can be used. The moisture detector does so the information associated with the actuation of the windshield wiper or its wiping frequency is connected for the cornering light function of the headlight according to the invention available. Such a coupling can be implemented very inexpensively. advantageously, Only then does the moisture detector transmit a signal to the control unit to control the Swivel angle when a certain wiping frequency is exceeded or when the Wipers have exceeded a certain minimum operating time by one incorrect change in the cornering light function, e.g. B. during window cleaning, excluded.
Der Nässedetektor kann außerdem ein Regensensor sein, der z. B. Nässe auf einer Fahrzeugscheibe detektiert. Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein Regensensor bereits für die Scheibenwischerfunktion vorgesehen ist. Außerdem kann ein Nässedetektor vorgesehen sein, der die Reflexionseigenschaften der Fahrbahn direkt detektiert. Eine solche Detektion kann z. B. optisch erfolgen. Mit einem solchen Nässedetektor können vorteilhafterweise die Reflexionseigenschaften der Fahrbahn und die damit verbundene Blendwirkung für den Gegenverkehr besonders genau erfasst werden. Die Realisierung eines solchen Detektors ist jedoch relativ aufwendig und teuer. The moisture detector can also be a rain sensor, which, for. B. Wetness on one Vehicle window detected. This configuration is particularly advantageous if a rain sensor is already provided for the wiper function. Moreover a moisture detector can be provided which measures the reflection properties of the road directly detected. Such detection can e.g. B. optically. With one Moisture detector can advantageously the reflection properties of the road and the associated glare effect for oncoming traffic is recorded particularly precisely become. However, the implementation of such a detector is relatively complex and expensive.
Die Steuereinheit der erfindungsgemäßen Scheinwerfereinheit ist vorteilhafterweise mit einem Kurvenfahrtdetektor gekoppelt und der Schwenkwinkel ist ferner in Abhängigkeit von einem Signal dieses Kurvenfahrtdetektors steuerbar. Die Steuerung des Schwenkwinkels erfolgt somit in Abhängigkeit von dem Auftreten von Nässe und dem gefahrenen Kurvenradius. Hierdurch kann einerseits die Ausleuchtung der Fahrbahn optimiert werden und andererseits die Blendung des Gegenverkehrs, insbesondere bei nasser Fahrbahn, auf ein hinzunehmendes Maß reduziert werden. The control unit of the headlight unit according to the invention is advantageously included coupled to a cornering detector and the swivel angle is also dependent controllable by a signal from this cornering detector. The control of the Swivel angle is thus dependent on the occurrence of wetness and the driven Turning radius. On the one hand, this enables the illumination of the road to be optimized and on the other hand the glare of oncoming traffic, especially when it is wet Lane, can be reduced to an acceptable level.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Scheinwerfers ist der Schwenkwinkel begrenzt, wobei der maximale Schwenkwinkel in einem Bereich zwischen 12° und 20° liegt, wobei ein Winkel von 0° dem unverschwenkten Zustand entspricht. Vorteilhafterweise ist der maximale Schwenkwinkel in einem Bereich zwischen 15° und 19° und besonders bevorzugt ist ein maximaler Schwenkwinkel von 18°. Es hat sich ergeben, dass eine derartige Begrenzung des Schwenkwinkels einen idealen Kompromiß zwischen einer guten Ausleuchtung von Kurven, wie sie üblicherweise auftreten, und der Verringerung der Blendung des Gegenverkehrs darstellen. Größere Schwenkwinkel wären nur bei sehr kleinen Kurvenradien, d. h. bei sehr starker Krümmung der Kurven erforderlich. Solche Kurven treten bei tatsächlichen Straßenverläufen nur sehr selten auf. Es hat sich herausgestellt, dass bei einer Begrenzung des Schwenkwinkels auf ± 18° fast alle tatsächlich auftretenden Kurven in optimaler Weise ausleuchtet werden und gleichzeitig durch eine Begrenzung auf diesen Maximalwinkel eine zu starke Blendung des Gegenverkehrs vermieden wird. According to an advantageous embodiment of the headlight, the swivel angle limited, the maximum swivel angle being in a range between 12 ° and 20 °, where an angle of 0 ° corresponds to the non-pivoted state. It is advantageous the maximum swivel angle in a range between 15 ° and 19 ° and particularly a maximum swivel angle of 18 ° is preferred. It turned out that a such limitation of the swivel angle is an ideal compromise between a good one Illumination of curves as they usually occur and the reduction of the Show dazzling oncoming traffic. Larger swivel angles would only be very small curve radii, d. H. required when the curves are very strongly curved. Such Curves occur very rarely in actual road courses. It has emphasized that with a limitation of the swivel angle to ± 18 ° almost all actually occurring curves are optimally illuminated and at the same time by a limit to this maximum angle is excessive oncoming traffic glare is avoided.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Steuern einer Fahrzeug-Scheinwerfereinheit mit einer Lichtquelle, deren Lichtaustrittsrichtung für eine Kurvenlichtfunktion in einer horizontalen Ebene schwenkbar ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkwinkel der Lichtaustrittsrichtung in Abhängigkeit von der Fahrbahnnässe gesteuert wird. Wie vorstehend erläutert, kann mit einer solchen Steuerung der Kurvenlichtfunktion einer adaptiven Scheinwerfereinheit sehr flexibel und automatisch auf das Auftreten von Nässe und die damit verbundenen veränderten Blendwirkungen des Scheinwerfers für den Gegenverkehr reagiert werden. The method according to the invention for controlling a vehicle headlight unit with a light source whose light exit direction for a cornering light function in one horizontal plane is characterized in that the pivot angle the light exit direction is controlled depending on the wetness of the road. How explained above, with such a control of the cornering light function one adaptive headlight unit very flexible and automatically on the occurrence of wetness and the associated changed glare effects of the headlight for the Oncoming traffic will be reacted to.
Die Fahrbahnnässe kann dabei indirekt über die Betätigung und/oder die Wischfrequenz eines Scheibenwischers detektiert werden, über einen Regensensor oder direkt über die Reflexionseigenschaften der Fahrbahn. The wetness of the road can be indirect via the actuation and / or the wiping frequency of a windscreen wiper can be detected, via a rain sensor or directly via the Reflective properties of the road.
Vorteilhafterweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Schwenkwinkel bei Fahrbahnnässe im Vergleich zu einer Einstellung bei trockener Fahrbahn verringert. Bei nasser Fahrbahn ergibt sich aufgrund der veränderten Reflexionseigenschaften der Fahrbahn eine stärkere Blendung des Gegenverkehrs. Außerdem führt insbesondere bei Rechtsverkehr in Linkskurven die Verschwenkung der Lichtaustrittsrichtung in Richtung der gefahrenen Kurve zu einer stärkeren Blendung des Gegenverkehrs. Die Verringerung des Schwenkwinkels kann diesen beiden Faktoren Rechnung tragen, um die Blendung des Gegenverkehrs zu verringern. In the method according to the invention, the pivot angle is advantageously at Road wetness reduced compared to a setting on a dry road. at wet road surface results from the changed reflection properties of the Roadway more dazzling oncoming traffic. In addition, leads in particular Right-hand traffic in left-hand bends the pivoting of the light exit direction in the direction the driven curve to a greater glare of oncoming traffic. The Reducing the swivel angle can take these two factors into account Reduce oncoming traffic glare.
Außerdem kann beim Auftreten von Fahrbahnnässe der maximale Schwenkwinkel reduziert werden. Als vorteilhaft hat sich dabei ein Wert im Bereich zwischen 12° und 20° ergeben, wobei ein Winkel von 0° dem unverschwenkten Zustand entspricht. Besonders vorteilhaft ist eine Begrenzung des maximalen Schwenkwinkels auf 18°. Durch diese Maßnahme können extreme Verschwenkungen, insbesondere bei besonders kleinen Kurvenradien verhindert werden, da hier eine besonders starke Blendung des Gegenverkehrs auftritt. In addition, the maximum swivel angle can occur when wet roads occur be reduced. A value in the range between 12 ° and 20 ° has been found to be advantageous result, with an angle of 0 ° corresponds to the non-pivoted state. Especially A limitation of the maximum swivel angle to 18 ° is advantageous. Through this Extreme swings, especially in the case of particularly small ones, can be used Curve radii can be prevented because the glare of the Oncoming traffic occurs.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beim Auftreten von Fahrbahnnässe die Kurvenlichtfunktion deaktiviert und die Lichtaustrittsrichtung des von dem Scheinwerfer emittierten Lichts nicht verschwenkt. Durch diese Maßnahme kann die verstärkte Blendung des Gegenverkehrs bei der Kurvenlichtfunktion und bei dem Auftreten von Nässe am wirkungsvollsten verringert werden. According to a further embodiment of the method according to the invention, the If the road is wet, the cornering light function is deactivated and the Light exit direction of the light emitted by the headlight is not pivoted. Through this Measure can be the increased glare of oncoming traffic with the cornering light function and be most effectively reduced when wetness occurs.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird erfasst, ob eine Rechts- oder Linkskurve gefahren wird, wobei sich der bei einer Linkskurve angesteuerte Schwenkwinkel von dem bei einer Rechtskurve angesteuerten Schwenkwinkel unterscheidet. Hierbei ergeben sich selbstverständlich unterschiedliche Einstellungen bei Rechts- bzw. bei Linksverkehr. Diese Maßnahme berücksichtigt die unterschiedlichen Blendwirkungen der Kurvenlichtfunktion in Abhängigkeit von einer Links- oder einer Rechtskurve. Bei Rechtsverkehr führt nämlich in einer Linkskurve die Kurvenlichtfunktion zu einer stärkeren Blendung des Gegenverkehrs, als bei einer Rechtskurve. Bei einer Rechtskurve tritt eine verstärkte Blendung nur bei sehr großen Entfernungen auf, wohingegen bei kleinen Entfernungen die Blendwirkung verringert ist. According to a further embodiment of the method according to the invention, it is recorded that whether a right-hand or left-hand turn is being taken, with a left-hand turn controlled swivel angle from that controlled on a right-hand curve Swivel angle differs. Of course, this results in different settings for right-hand or left-hand traffic. This measure takes into account the different Glare effects of the cornering light function depending on a left or one Right turn. In right-hand traffic, the cornering light function leads in a left-hand bend more dazzling oncoming traffic than on a right-hand bend. At a Right-hand curve, increased glare only occurs at very great distances, whereas the glare is reduced at short distances.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Einstellung des Schwenkwinkels außerdem in Abhängigkeit davon, ob die Scheinwerfereinheit eine Schlechtwetterlichtlunktion aufweist oder nicht. Ist bei Nässe keine Schlechtwetterlichtfunktion eingeschaltet, kann der Schwenkwinkel stärker reduziert werden, als mit eingeschaltetem Schlechtwetterlicht. Ferner kann die Begrenzung des maximal erreichbaren Schwenkwinkels in Abhängigkeit davon erfolgen, ob eine Schlechtwetterlichtfunktion eingeschaltet ist oder nicht. Beispielsweise kann eine Begrenzung des maximalen Schwenkwinkels nur dann erfolgen, wenn ein Schlechtwetterlicht nicht eingeschaltet ist. Außerdem kann die Begrenzung bei eingeschaltetem Schlechtwetterlicht geringer ausfallen, als bei nicht eingeschaltetem Schlechtwetterlicht. According to a further embodiment of the invention, the Swivel angle also depending on whether the headlight unit a Has bad weather light function or not. Is not a bad weather light function in wet conditions switched on, the swivel angle can be reduced more than with switched on Adverse weather. Furthermore, the limitation of the maximum achievable Swivel angle depending on whether a bad weather light function is switched on is or not. For example, the maximum swivel angle can only be limited then take place when a bad weather light is not switched on. In addition, the The limit when the bad weather light is switched on is lower than when it is not switched on bad weather light.
Im folgenden werden Untersuchungen, die zu der erfindungsgemäßen Scheinwerfereinheit und dem erfindungsgemäßen Verfahren geführt haben, sowie ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Bezug zu den Zeichnungen beschrieben. The following are examinations that lead to the invention Headlamp unit and the inventive method have performed, as well as a Embodiment of the invention described with reference to the drawings.
Fig. 1 zeigt schematisch die geometrischen Verhältnisse der Kurvenlichtfunktion, Fig. 1 schematically shows the geometrical relationships of the curve lighting function,
Fig. 2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Scheinwerfereinheit, Fig. 2 shows schematically an embodiment of the headlight unit according to the invention,
Fig. 3 zeigt Messungen der Beleuchtungsstärke E für einen entgegenkommenden Fahrer in einer Linkskurve bei trockener Fahrbahn in Abhängigkeit vom Abstand der Fahrzeuge für verschiedene Schwenkwinkel, Fig. 3 shows measurements of the illuminance E for an oncoming driver in a left curve at a dry road surface in dependence on the distance of the vehicles for various pivot angle,
Fig. 4 zeigt Messungen wie in Fig. 3 für nasse Fahrbahnbedingungen mit Pfützen, FIG. 4 shows measurements as in FIG. 3 for wet road conditions with puddles,
Fig. 5 zeigt Messungen wie in Fig. 3 für eine Rechtskurve bei nassen Fahrbahnbedingungen mit Pfützen und FIG. 5 shows measurements as in FIG. 3 for a right-hand curve in wet road conditions with puddles and
Fig. 6 zeigt Messungen der Belichtung H bei der Begegnung zweier Fahrzeuge in einer Rechts- und einer Linkskurve für verschiedene Schwenkwinkel bei nasser, feuchter und trockener Fahrbahn mit und ohne eingeschalteter Schlechtwetterlichtfunktion. FIG. 6 shows measurements of the exposure H when two vehicles meet in a right and a left curve for different swivel angles on wet, moist and dry road surfaces with and without the bad weather light function switched on.
Für die vorliegende Erfindung wurden Messungen der Beleuchtungsstärke E durchgeführt, die bei einer adaptiven Scheinwerfereinheit mit Kurvenlichtfunktion am Ort eines Fahrers eines entgegenkommenden Fahrzeugs auftritt. Der Sensor für die Beleuchtungsstärke wurde dabei in einem Fahrzeug, das für Linksverkehr ausgestattet war, bei der Position der Augen eines Fahrers bei Rechtsverkehr in einer Höhe von 1,13 m angebracht. Auf dieses Beobachtungsfahrzeug wurde auf einer Kurve mit konstantem Radius R = 100 m mit konstanter Geschwindigkeit ein mit dem adaptiven Scheinwerfer ausgerüstetes Fahrzeug zubewegt. Dabei wurde die relative Position s dieses Fahrzeugs und die Beleuchtungsstärke E beim Beobachtungsfahrzeug aufgenommen. Bei der Darstellung in den Fig. 3, 4 und 5 ist die Position s des Beobachtungsfahrzeugs bei s = 156 m. Aus den Messkurven ergibt sich die Beleuchtungsstärke E bei einer bestimmten relativen Position s der beiden Fahrzeuge bei verschiedenen Bedingungen. For the present invention, measurements were made of the illuminance E which occurs in an adaptive headlight unit with a cornering light function at the location of a driver of an oncoming vehicle. The illuminance sensor was installed in a vehicle equipped for left-hand traffic at the position of a driver's eyes in right-hand traffic at a height of 1.13 m. A vehicle equipped with the adaptive headlight was moved toward this observation vehicle on a curve with a constant radius R = 100 m at constant speed. The relative position s of this vehicle and the illuminance E of the observation vehicle were recorded. In the illustration in Figs. 3, 4 and 5, the position s of the vehicle observation at s = 156 m. The illuminance E is obtained from the measurement curves at a specific relative position s of the two vehicles under different conditions.
In Fig. 1 ist gezeigt, wie der Schwenkwinkel α definiert ist. Ein Fahrzeug 2 bewegt sich entlang der rechten Fahrbahn einer Straße 7. Die Stärke der Krümmung einer Fahrbahnkurve wird über den Krümmungsradius R angegeben. Je kleiner der Krümmungsradius R ist, desto stärker ist die Fahrbahn gekrümmt. Bei einer Kurvenfahrt wird die Lichtaustrittsrichtung 3 des von der Lichtquelle des Scheinwerfers 1 emittierten Lichts um einen Winkel α geschwenkt, um eine Kurvenlichtfunktion bereitzustellen. Der Winkel α gibt dem Winkel der Verschwenkung gegenüber dem unverschwenkten Lichtaustritt nach vorne an. In Fig. 1 it is shown how the pivot angle α is defined. A vehicle 2 moves along the right lane of a road 7 . The strength of the curvature of a road curve is specified via the radius of curvature R. The smaller the radius of curvature R, the more the road is curved. When cornering, the light exit direction 3 of the light emitted by the light source of the headlight 1 is pivoted by an angle α in order to provide a cornering light function. The angle α indicates the angle of the pivoting in relation to the non-pivoted light exit to the front.
Fig. 3 zeigt Messungen der Beleuchtungsstärke E für einen entgegenkommenden Fahrer in einer Linkskurve für ein Fahrzeugs, bei dem die Lichtaustrittsrichtung um einen Winkel α in Kurvenrichtung verschwenkt wurde. Dabei betrug der Kurvenradius R = -100 m. Außerdem ist zum Vergleich die Beleuchtungsstärke E bei unverschwenktem Lichtaustritt bei einer geraden Straße gemessen worden. Die Fahrbahn war bei den in Fig. 3 gezeigten Messungen trocken. Es zeigt sich, dass eine größere Schwenkung der Lichtaustrittsrichtung in die Kurve zu einer höheren Beleuchtungsstärke für einen entgegenkommenden Fahrer führt. Trotzdem ist die Beleuchtungsstärke beim entgegenkommenden Fahrer bei der Kurvenlichtfunktion für Abstände > 30 m, d. h. für s < 126 m, geringer, als bei herkömmlichen Scheinwerfersystemen ohne Kurvenlichtfunktion auf geraden Straßen. Ein bestimmter Anteil dieser Beleuchtungsstärken entsteht durch die Reflexion des Scheinwerferlichts an der Straßenoberfläche zu dem entgegenkommenden Fahrer. Diese Reflexionseigenschaften sind sowohl für trockene, als auch für nasse oder feuchte Fahrbahnoberflächen am stärksten entlang der Achse zwischen dem Scheinwerfer und dem Auge des Beobachters. Offensichtlich steigt der Beitrag des reflektierten Lichts an der Blendwirkung mit dem Schwenkwinkel der Lichtaustrittsrichtung in die Kurve. Fig. 3 shows measurements of the illuminance E for an oncoming driver in a left turn on a vehicle, in which the light exit direction by an angle α has been pivoted in the turning direction. The curve radius was R = -100 m. In addition, for comparison, the illuminance E was measured when the light exit was not pivoted on a straight road. The road was dry in the measurements shown in FIG. 3. It turns out that a larger swiveling of the light exit direction into the curve leads to a higher illuminance for an oncoming driver. Nevertheless, the illuminance of the oncoming driver with the cornering light function for distances> 30 m, ie for s <126 m, is lower than with conventional headlight systems without cornering light function on straight roads. A certain proportion of these illuminance levels is created by the reflection of the headlight light on the road surface from the oncoming driver. These reflective properties are strongest along the axis between the headlight and the eye of the observer for both dry and wet or damp road surfaces. Obviously, the contribution of the reflected light to the glare increases with the swivel angle of the light exit direction in the curve.
In Fig. 4 sind Messungen gezeigt, die bei nassen Fahrbahnbedingungen mit Pfützen auf der Straße durchgeführt wurden. Dabei wurde dasselbe Verfahren, wie bei den in Fig. 3 gezeigten Messungen angewandt. Es zeigt sich eine erhebliche Steigerung der Beleuchtungsstärke beim Fahrer eines entgegenkommenden Fahrzeugs. Außerdem zeigt sich, dass die Beleuchtungsstärken bei der Kurvenlichtfunktion für Abstände > 30 m nicht wesentlich höher als für herkömmliche Scheinwerfereinheiten ohne Kurvenlichtfunktion bei geraden Straßen sind. In Fig. 4 sind durch die gepunkteten Linien außerdem Messungen mit eingeschalteter Schlechtwetterlichtfunktion gezeigt. Bei dem Schlechtwetterlicht wird die Ausleuchtung direkt vor dem Fahrzeug vermindert, wodurch die indirekte Blendung des entgegenkommenden Fahrers durch Reflexion des ausgestrahlten Lichts im Bereich direkt vor dem Fahrzeug verringert wird. In FIG. 4, the measurements are shown which were performed in wet road conditions, with puddles on the road. The same method was used as for the measurements shown in FIG. 3. There is a significant increase in the illuminance of the driver of an oncoming vehicle. It also shows that the illuminance for the cornering light function for distances> 30 m is not significantly higher than for conventional headlight units without cornering light function on straight roads. In FIG. 4, dotted lines also show measurements with the bad weather light function switched on. With the bad weather light, the illumination directly in front of the vehicle is reduced, as a result of which the indirect glare of the oncoming driver is reduced by reflection of the emitted light in the area directly in front of the vehicle.
In Fig. 5 sind Messungen bei nassen Straßenbedingungen mit Pfützen auf der Straße gezeigt, die den in Fig. 4 gezeigten Messungen entsprechen, wobei jedoch aus Sicht des Fahrzeugs mit der Kurvenlichtfunktion eine Rechtskurve gefahren wurde. Hier ergibt sich für das Kurvenlicht die gegenteilige Wirkung. Je weiter die Lichtaustrittsrichtung in die Kurve geschwenkt wird, je weiter werden die maximalen Beleuchtungsstärken des Scheinwerfers, wie sie von einem entgegenkommenden Fahrzeug wahrgenommen werden, zu größeren Abständen verschoben. Gleichzeitig führt dies zu einer Verringerung der Beleuchtungsstärken E für kleinere Abstände zwischen den Fahrzeugen bei s > 125 m im Vergleich zu einer unverschwenkten Lichtaustrittsrichtung. In Fig. 5 measurements are shown in wet conditions with puddles on the road which correspond to the measurements shown in Fig. 4, but from the perspective of the vehicle, a right curve was run with the cornering light function. This has the opposite effect for the cornering light. The further the light exit direction is pivoted into the curve, the further the maximum illuminance levels of the headlight, as perceived by an oncoming vehicle, are shifted to larger distances. At the same time, this leads to a reduction in the illuminance E for smaller distances between the vehicles at s> 125 m compared to a non-pivoted light exit direction.
In Fig. 6 sind die Ergebnisse der in den Fig. 3, 4 und 5 gezeigten Messungen nochmals
zusammengefasst. Dargestellt ist die gemessene Belichtung H im Begegnungsprozess
zweier Fahrzeuge für verschiedene Schwenkwinkel α der Lichtaustrittsrichtung des
Kurvenlichts eines Scheinwerfers bei nasser und trockener Fahrbahn mit eingeschaltetem
Schlechtwetterlicht und ohne eingeschaltetem Schlechtwetterlicht. Die Kurvenrichtung ist
aus Sicht des Fahrzeugs mit dem Scheinwerfer mit Kurvenlichtfunktion angegeben. Die
Belichtung H ergibt sich dabei wie folgt:
The results of the measurements shown in FIGS. 3, 4 and 5 are summarized again in FIG. 6. Shown is the measured exposure H in the encounter process of two vehicles for different swivel angles α of the light exit direction of the cornering light of a headlamp on wet and dry roads with the bad weather light switched on and without the bad weather light switched on. From the point of view of the vehicle, the cornering direction is indicated with the headlight with the cornering light function. The exposure H is as follows:
Zusammengefaßt zeigen die Messungen deutlich, dass beim Auftreten von Nässe, d. h. bei nasser oder feuchter Fahrbahn die Beleuchtungsstärke am Ort des Fahrers eines entgegenkommenden Fahrzeugs bei einer Schwenkung der Lichtaustrittsrichtung eines Scheinwerfers in Richtung der Kurve erheblich steigt und hierdurch zu einer Blendung entgegenkommender Fahrer führt. Erfindungsgemäß wird daher für eine Scheinwerfereinheit mit Kurvenlichtfunktion ein Nässedetektor 5 vorgeschlagen, der direkt oder indirekt das Auftreten von Nässe, insbesondere auf der Fahrbahn, detektiert und dessen Signale bei der Steuerung der Kurvenlichtfunktion berücksichtigt werden. Fig. 2 zeigt eine solche Scheinwerfereinheit. In summary, the measurements clearly show that when wetness occurs, that is to say when the road is wet or damp, the illuminance at the driver's location of an oncoming vehicle increases significantly when the headlight's light emission direction is swiveled in the direction of the curve and thus leads to dazzling oncoming drivers. According to the invention, a wetness detector 5 is therefore proposed for a headlight unit with a cornering light function, which detects the occurrence of wetness, in particular on the roadway, directly or indirectly and whose signals are taken into account when controlling the cornering light function. Fig. 2 shows such a headlight unit.
Die Scheinwerfereinheit umfasst einen Scheinwerfer 1 mit einer Lichtquelle, deren Lichtemission durch geeignete Mittel gerichtet in die Lichtaustrittsrichtung 3 abgestrahlt wird. Bei dem Scheinwerfer 1 kann es sich um einen Projektionsscheinwerfer oder einen Reflexionsscheinwerfer handeln. Die Lichtquelle kann beispielsweise eine Gasentladungslampe sein. Außerdem kann es sich bei dem Scheinwerfer 1 um einen Lichtleiterscheinwerfer handeln, bei dem das von einer Lichtquelle emittierte Licht in einen Lichtleiter eingekoppelt wird, von diesem an einen geeigneten Ort des Fahrzeugs übertragen wird und dort über Lichtauskoppelelemente ausgekoppelt wird. The headlamp unit comprises a headlamp 1 with a light source, the light emission of which is emitted in the light exit direction 3 by suitable means. The headlight 1 can be a projection headlight or a reflection headlight. The light source can be a gas discharge lamp, for example. In addition, the headlight 1 can be a light guide headlight, in which the light emitted by a light source is coupled into a light guide, is transmitted by the latter to a suitable location of the vehicle and is coupled out there via light coupling elements.
Zum Bereitstellen der Kurvenlichtfunktion ist die Lichtaustrittsrichtung der Lichtquelle des Scheinwerfers 1 in einer horizontalen Ebene um einen Winkel α schwenkbar. Diese Verschwenkung kann entweder durch ein Verschwenken des Scheinwerfers 1 insgesamt oder durch ein Verschwenken von Lichtauskoppelelementen erreicht werden. To provide the cornering light function, the light exit direction of the light source of the headlight 1 can be pivoted through an angle α in a horizontal plane. This pivoting can be achieved either by pivoting the headlight 1 as a whole or by pivoting the light decoupling elements.
Der Scheinwerfer 1 dieses Ausführungsbeispiels ist so ausgebildet, dass das Schwenken der Lichtaustrittsrichtung auf einen bestimmten maximalen Schwenkwinkel begrenzt ist. The headlight 1 of this exemplary embodiment is designed such that the pivoting of the light exit direction is limited to a specific maximum pivoting angle.
Untersuchungen von typischen Straßenverläufen und den Blendwirkungen bei eingeschaltetem Kurvenlicht haben ergeben, dass ein maximaler Schwenkwinkel in einem Bereich zwischen 12° und 20° vorteilhaft ist. Dabei ist ein Bereich zwischen 15° und 19° bevorzugt und ein maximaler Schwenkwinkel von 18° am meisten bevorzugt. Investigations of typical road courses and glare effects Turned on cornering lights have shown that a maximum swivel angle in one Range between 12 ° and 20 ° is advantageous. There is a range between 15 ° and 19 ° preferred and a maximum swivel angle of 18 ° most preferred.
Der Schwenkwinkel α der Scheinwerfereinheit ist über eine Steuereinheit 4 steuerbar. Beispielsweise betreibt die Steuereinheit 4 einen Schrittmotor, der den Scheinwerfer 1 verschwenkt. Der Steuereinheit 4 werden Signale von zwei Detektoren übermittelt. Einerseits ist ein Kurvenfahrtdetektor 6 vorgesehen, der den Radius der gerade gefahrenen Kurve bestimmt. Der Kurvenfahrtdetektor 6 kann beispielsweise den Einschlagwinkel des Lenkrads oder die Stellung der Vorderräder aufnehmen. Ein Signal, das den Radius der gefahrenen Kurve kennzeichnet, wird von dem Kurvenfahrtdetektor 6 an die Steuereinheit übertragen. Die Größe dieses Signals fließt in die Steuerung des Schwenkwinkels α durch die Steuereinheit 4 ein. Der Schwenkwinkel α wird damit in Abhängigkeit von dem Signal des Kurvenfahrtdetektors gesteuert. Dabei ist der Schwenkwinkel α umso größer, je kleiner der Radius der gefahrenen Kurve ist. Der Zusammenhang zwischen diesen beiden Größen kann linear sein, es kann jedoch auch ein anderer nichtlinearer Zusammenhang bestehen. The swivel angle α of the headlight unit can be controlled via a control unit 4 . For example, the control unit 4 operates a stepper motor which pivots the headlight 1 . The control unit 4 is transmitted signals from two detectors. On the one hand, a cornering detector 6 is provided, which determines the radius of the curve just driven. The cornering detector 6 can, for example, record the steering angle of the steering wheel or the position of the front wheels. A signal, which identifies the radius of the curve being driven, is transmitted from the cornering detector 6 to the control unit. The size of this signal flows into the control of the swivel angle α by the control unit 4 . The swivel angle α is thus controlled as a function of the signal from the cornering detector. The swivel angle α is greater, the smaller the radius of the curve being driven. The relationship between these two quantities can be linear, but there can also be another non-linear relationship.
Außerdem ist ein Detektor 5 zum direkten oder indirekten Detektieren von Nässe
vorgesehen. Im einfachsten Fall wird der Zustand einer nassen Fahrbahn dadurch detektiert,
dass die Scheibenwischerfrequenz erfasst wird. Wird eine bestimmte
Scheibenwischerfrequenz überschritten, überträgt der Nässedetektor 5 der Steuereinheit 4 ein
entsprechendes Signal. Vorteilhafterweise wird dieses Signal erst nach einer
Mindestbetriebsdauer des Scheibenwischers übertragen, um eine fälschliche Detektion von Nässe, z. B.
während einer Scheibenreinigung, auszuschließen. Außerdem kann der Nässedetektor 5
mit einem für den Scheibenwischer vorgesehenen Regensensor gekoppelt sein. Ferner
ist es möglich, den Nässegrad der Fahrbahn direkt über den Reflexionseigenschaften der
Fahrbahn, z. B. mittels eines optischen Sensors, zu bestimmen. Das Auftreten von Nässe
und ggf. der Grad der Nässe der Fahrbahn wird von dem Nässedetektor 5 an die
Steuereinheit 4 übertragen. Auch dieses Signal fließt in die Steuerung des Schwenkwinkels α
ein. Das Steuergerät 4 kann dabei folgende Steuerungsmöglichkeiten für den
Schwenkwinkel α realisieren:
Beim Auftreten von Nässe oder beim Überschreiten eines bestimmten Nässegrades
kann die Kurvenlichtfunktion der Scheinwerfereinheit vollständig deaktiviert werden, d. h.
der Schwenkwinkel wird auf α = 0° gesetzt. Ferner kann der funktionale Zusammenhang
zwischen dem Schwenkwinkel α und dem Radius der gefahrenen Kurve so verändert
werden, dass für einen bestimmten Kurvenradius bei Nässe ein geringerer
Schwenkwinkel α eingestellt wird als bei Trockenheit. In das Maß der Verringerung kann dabei
außerdem der Nässegrad der Fahrbahn einfließen. Zusätzlich kann bei der Detektion von
Fahrbahnnässe der maximal erreichbare Schwenkwinkel begrenzt werden oder eine
Verringerung dieses maximalen Schwenkwinkels im Vergleich zu dem maximalen
Schwenkwinkel bei trockener Fahrbahn eingestellt werden. Beispielsweise kann der
maximale Schwenkwinkel auf einen Wert im Bereich zwischen 0° und 20°, vorteilhafterweise
auf einen Wert zwischen 15 und 19° und besonders bevorzugt auf einen Wert von 18°
begrenzt werden.
In addition, a detector 5 is provided for the direct or indirect detection of moisture. In the simplest case, the condition of a wet road is detected by the windshield wiper frequency being recorded. If a certain windshield wiper frequency is exceeded, the moisture detector 5 transmits a corresponding signal to the control unit 4 . Advantageously, this signal is only transmitted after a minimum operating time of the windshield wiper in order to prevent erroneous detection of wetness, e.g. B. during a window cleaning to rule out. In addition, the moisture detector 5 can be coupled to a rain sensor provided for the windshield wiper. It is also possible to determine the degree of wetness of the road directly over the reflective properties of the road, e.g. B. by means of an optical sensor. The occurrence of wetness and possibly the degree of wetness of the roadway is transmitted from the wetness detector 5 to the control unit 4 . This signal also flows into the control of the swivel angle α. The control unit 4 can implement the following control options for the swivel angle α:
If wetness occurs or if a certain degree of wetness is exceeded, the cornering light function of the headlight unit can be deactivated completely, ie the swivel angle is set to α = 0 °. Furthermore, the functional relationship between the swivel angle α and the radius of the curve driven can be changed such that a lower swivel angle α is set for a specific curve radius when wet than when it is dry. The degree of wetness of the roadway can also influence the degree of reduction. In addition, the maximum achievable swivel angle can be limited when detecting roadway wetness, or a reduction of this maximum swivel angle can be set compared to the maximum swivel angle when the roadway is dry. For example, the maximum swivel angle can be limited to a value in the range between 0 ° and 20 °, advantageously to a value between 15 and 19 ° and particularly preferably to a value of 18 °.
Im übrigen kann der Kurvenfahrtdetektor 6 auch erfassen, ob eine Rechts- oder Linkskurve gefahren wird und je nachdem, ob das Fahrzeug für Rechts- oder Linksverkehr ausgerüstet ist, kann die Veränderung des Schwenkwinkels auch davon abhängen, ob eine Rechts- oder Linkskurve gefahren wird. Vorteilhafterweise wird dabei der Einfluß einer nassen oder feuchten Fahrbahn zu einer stärken Verringerung des Schwenkwinkels α führen, wenn eine Linkskurve (im Fall von Rechtsverkehr) gefahren wird. In addition, the cornering detector 6 can also detect whether a right-hand or left-hand turn is being made, and depending on whether the vehicle is equipped for right-hand or left-hand traffic, the change in the swivel angle can also depend on whether a right-hand or left-hand turn is being made. Advantageously, the influence of a wet or damp road surface will lead to a greater reduction in the swivel angle α if a left turn (in the case of right-hand traffic) is made.
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