DE102014209771A1

DE102014209771A1 - Verfahren zur Steuerung eines Kurvenlichts und Beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102014209771A1
Application number: DE102014209771.1A
Authority: DE
Inventors: Matthias Herntrich; Ingo Hoffmann
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2014-05-22
Filing date: 2014-05-22
Publication date: 2015-11-26
Also published as: US9802529B2; US20150336500A1; US20180015869A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines prädiktiven Kurvenlichts mit zumindest einem Scheinwerfer mit einem Verschwenkmittel zum gesteuerten Verschwenken des Scheinwerfers, wobei eine Überwachungsvorrichtung vorgesehen ist, welche die Fahrbahn und/oder Fahrspur vor dem Fahrzeug überwacht und eine Steuereinheit vorgesehen ist, welche anhand der Daten der Überwachungsvorrichtung die Verschwenkmittel ansteuert zur Einstellung des Scheinwerfers zur Beleuchtung der Fahrbahn und/oder Fahrspur. Auch betrifft die Erfindung eine diesbezügliche Beleuchtungsvorrichtung.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Kurvenlichts eines Kraftfahrzeugs, wie insbesondere eines prädiktiv gesteuerten Kurvenlichts, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine diesbezügliche Beleuchtungsvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 12.
Stand der Technik
Im Stand der Technik ist für Fahrzeuge ein Kurvenlicht bekannt geworden, bei welchem die Verschwenkung der Scheinwerfer anhand einer Lenkraddrehung gesteuert wird, um einen Fahrbahnbereich in einer Kurve auszuleuchten. Dies bewirkt, dass die Ausleuchtung der Fahrbahn vor dem Fahrzeug solange durch nicht verschwenkte Scheinwerfer erfolgt, bis der Fahrer das Fahrzeug in die Kurve tatsächlich einlenkt. Dabei wird jedoch keine optimale Ausleuchtung der Fahrbahn im Kurvenbereich erreicht, weil die Kurve bis zum Einlenken noch unbeleuchtet oder nur wenig ausgeleuchtet ist.
Auch sind Abbiegelichter bekannt geworden, bei welchen ein gesonderter Abbiegescheinwerfer vor dem Abbiegen ein- bzw. ausgeschaltet wird. Die Steuerung des Abbiegelichts erfolgt dabei auch in Abhängigkeit der Lenkradstellung.
Um das Kurvenlicht weiter zu verbessern sind prädiktiv gesteuerte Kurvenlichter bekannt geworden. Bei einem prädiktiv gesteuerten Kurvenlicht eines Kraftfahrzeugs überwacht eine Überwachungsvorrichtung die Fahrbahn vor dem Fahrzeug und ermittelt anhand der gemessenen Fahrbahndaten den Fahrbahn- und/oder den Fahrspurverlauf. Anhand des Fahrbahn- und/oder Fahrspurverlaufs wird der Schwenkwinkel der Scheinwerfer eingestellt, um das von dem jeweiligen Scheinwerfer auf die Fahrbahn ausgesendete Licht dem Fahrbahnverlauf bzw. dem Fahrspurverlauf nachzuführen, um eine verbesserte Ausleuchtung der Fahrbahn bzw. der Fahrspur zu erreichen.
Dabei hat sich jedoch herausgestellt, dass bei engen Kurven mit einem kleinen Kurvenradius das Licht über den Fahrbahnrand hinaus geführt wird, um der Kurve zu folgen, was dazu führt, dass die Fahrbahn insbesondere unmittelbar vor dem Kraftfahrzeug nur noch wenig ausgeleuchtet wird, was als eher unkomfortabel angesehen wird.
Die DE 10 2008 000 091 A1 betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Schwenkwinkels auf Basis von Straßeninformationsdaten, die von einem Navigationssystem zur Verfügung gestellt werden. Dies hat jedoch den Nachteil, dass bei Fahrzeugen ohne Navigationssystem diese Straßeninformationsdaten nicht zur Verfügung stehen. Aber auch bei Fahrzeugen mit Navigationssystem treten Fahrsituationen auf, in welchen keine Signalverbindung zwischen dem Fahrzeug und den Navigationssatelliten existiert, so dass dann die Funktionalität nicht mehr vorliegt. Auch ist das Veralten von Kartendaten ein Problem für die Funktionalität der Bestimmung der Schwenkwinkel.
Die DE 101 12 996 A1 beschreibt ein prädiktives Kurvenlicht, bei welchem bei der Kurvendurchfahrt nach Erreichen des kleinsten Kurvenradius der Verschwenkwinkel schneller verkleinert wird als es dem weiteren Kurvenverlauf tatsächlich entspricht. Dies hat nach wie vor den Nachteil, dass beim Hineinfahren in die Kurve die Ausleuchtung der Straße zu gering sein kann, weil die Verschwenkung in dieser Fahrsituation nach wie vor dem Kurvenverlauf folgt.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile Es ist die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Beleuchtungsvorrichtung zu schaffen, mittels welcher eine verbesserte Ausleuchtung der Fahrbahn bzw. der Fahrspur vor dem Kraftfahrzeug erreicht werden kann.
Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines prädiktiven Kurvenlichts mit zumindest einem Scheinwerfer mit einem Verschwenkmittel zum gesteuerten Verschwenken des Scheinwerfers, wobei eine Überwachungsvorrichtung vorgesehen ist, welche die Fahrbahn und/oder Fahrspur vor dem Fahrzeug überwacht und Fahrbahrdaten erzeugt, wobei eine Steuereinheit vorgesehen ist, welche anhand der Daten der Überwachungsvorrichtung die Verschwenkmittel ansteuert zur Einstellung des Scheinwerfers zur Ausleuchtung der Fahrbahn und/oder Fahrspur, wobei zur Maximierung der Ausleuchtung der Fahrbahn und/oder Fahrspur zusätzlich zu den Fahrbahndaten ein Modell der Scheinwerferlichtverteilung herangezogen wird, wobei durch eine Rotation des Modells der Scheinwerferlichtverteilung insbesondere relativ zur Fahrbahn, die Abweichung zwischen dem Modell der Scheinwerferlichtverteilung und der Fahrbahn auf Basis der Fahrbahndaten minimiert wird, und anhand der daraus resultierenden Lage des Modells der Scheinwerferlichtverteilung ein Schwenkwinkel bestimmt wird, welcher zur Ansteuerung des Schweinwerfers herangezogen wird. So wird die Ausleuchtung maximiert, weil auf Basis der Scheinwerferlichtverteilung mittels des diesbezüglichen Modells zusammen mit den ermittelten Fahrbahndaten einfach ein Abgleich vorgenommen werden kann. Der Abgleich zwischen dem Modell der Scheinwerferlichtverteilung und der Fahrbahn kann auf Basis der Fahrbahndaten vorgenommen werden. Dazu wird eine Darstellung der Fahrbahn auf Basis der Fahrbahndaten erzeugt.
Durch eine Rotation des Modells der Scheinwerferlichtverteilung verändert sich die Lage des Modells der Scheinwerferlichtverteilung zu der Fahrbahndarstellung auf Basis der Fahrbahndaten. Durch die Lageveränderung zueinander, verändert sich auch die Abweichung zwischen dem Modell der Scheinwerferlichtverteilung und der Darstellung der Fahrbahn. Die Lage des Modells der Scheinwerferlichtverteilung wird so gewählt, dass die Abweichung minimal ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Schwenkwinkel einem resultierenden Rotationswinkel des Modells der Scheinwerferlichtverteilung gegenüber einer ausgewählten und/oder initialen Modellposition entspricht. So ist eine initiale Modellposition beispielsweise eine Modellposition, in welcher der Scheinwerfer bei Fahrtbeginn einstellbar ist, ohne dass er bereits verschwenkt wurde.
Erfindungsgemäß ist es auch vorteilhaft, wenn die ausgewählte und/oder initiale Modellposition als Position des Modells der Scheinwerferlichtverteilung ohne Verschwenkung definiert ist. Damit ist die initiale Modellposition einfach definierbar.
Auch ist es zweckmäßig, wenn die Minimierung der Abweichungen einer Minimierung der Summe aller Teilabweichungen der Fahrbahn von dem Modell entspricht. So kann das Problem der Bestimmung in Teilprobleme aufgeteilt werden. Und es können einfach verschiedene Teilabweichungen bestimmt werden, die dann zu einer Gesamtabweichung zusammengeführt werden können.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Minimierung der Abweichungen einer Minimierung der Differenz einer rechtsseitigen mindestens einen Teilabweichung und/oder einer linksseitigen mindestens einen Teilabweichung zwischen Fahrbahn und Modell entspricht. So kann die Abweichung einfach bestimmt werden, in dem eine rechte und eine linke Abweichung ermittelbar ist, die zusammen berücksichtigt werden.
Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, wenn dass das Modell ein Streckenmodell ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Streckenmodell die Schwerpunktlage der Lichtverteilung beschreibt. Alternativ ist es vorteilhaft, wenn das Streckenmodell eine Strecke der Länge der Abblendlichtweite ist. So kann die Strecke einfach definiert werden.
Vorteilhaft ist es gemäß der Erfindung, wenn die Bestimmung der zumindest einen Teilabweichung zwischen Fahrbahn und dem Streckenmodell durch zumindest eine Flächenbestimmung zwischen der Strecke und einer den Fahrbahnverlauf oder Fahrspurverlauf charakterisierenden Kurve erfolgt. So kann auch einfache mathematische Weise die Abweichung bestimmt werden.
Auch ist es vorteilhaft, wenn eine erste Fläche sich als Fläche zwischen der Strecke und der den Fahrbahnverlauf oder Fahrspurverlauf charakterisierenden Kurve bis zu deren Schnittpunkt und eine zweite Fläche zwischen der Strecke und der den Fahrbahnverlauf oder Fahrspurverlauf charakterisierenden Kurve nach deren Schnittpunkt bis zu einem vorgebbaren Abstand ergibt, wobei bei einer Rechtskurve die erste Fläche als die rechtsseitige Teilabweichung und die zweite Fläche die linksseitige Teilabweichung definiert ist und bei einer Linkskurve die erste Fläche als die linksseitige Teilabweichung und die zweite Fläche als die rechtsseitige Teilabweichung definiert ist.
Auch ist es zweckmäßig, wenn die Strecke in der ausgewählten und/oder initialen Modellposition auf einer Geraden in Richtung der Fahrzeuglängsachse liegt und von der aktuellen Position des Fahrzeugs ausgeht.
Weiterhin ist es gemäß eines weiteren erfindungsgemäßen Gedankens vorteilhaft, wenn das Modell ein Flächenmodell ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Flächenmodell eine auf der Fahrbahnebene befindliche durch mindestens eine Kurve begrenzte Fläche ist.
Auch ist es vorteilhaft, wenn das Flächenmodell die Fläche zwischen einem rechtsseitig begrenzenden Strahl und zwischen einem linksseitig begrenzenden Strahl bis zu einem vorgebbaren Abstand ist. Dadurch kann die Fläche einfach definiert werden.
Weiterhin ist es bei einem weiteren Ausführungsbeispiel vorteilhaft, wenn das Modell ein Volumenmodell ist.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Bestimmung der zumindest einen Teilabweichung zwischen der Fahrbahn und dem Volumenmodell durch eine Schnittflächenbestimmung zwischen der Fahrbahnebene und dem Volumen und durch einer Bestimmung des zumindest einen Flächenanteils, die links und/oder rechts neben der Fahrspur auf dieser Schnittfläche liegt, durchgeführt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Steuerung eines prädiktiven Kurvenlichts mit zumindest einem Scheinwerfer mit einem Verschwenkmittel zum gesteuerten Verschwenken des Scheinwerfers verwendet wird, wobei eine Überwachungsvorrichtung vorgesehen ist, welche die Fahrbahn und/oder Fahrspur vor dem Fahrzeug überwacht und Fahrbahndaten erzeugt, wobei eine Steuereinheit vorgesehen ist, welche anhand der Daten der Überwachungsvorrichtung die Verschwenkmittel ansteuert zur Einstellung des Scheinwerfers zur Ausleuchtung der Fahrbahn und/oder Fahrspur, wobei zur Maximierung der Ausleuchtung der Fahrbahn und/oder Fahrspur zusätzlich zu den Fahrbahndaten ein Modell der Scheinwerferlichtverteilung herangezogen wird, wobei durch eine Rotation des Modells der Scheinwerferlichtverteilung die Abweichung zwischen dem Modell der Scheinwerferlichtverteilung und der Fahrbahn auf Basis der Fahrbahndaten minimiert wird, und anhand der daraus resultierenden Lage des Modells der Scheinwerferlichtverteilung ein erster Schwenkwinkel bestimmt wird, wobei aus dem ersten Schwenkwinkel in Abhängigkeit des Kurvenradius der Fahrbahn ein zweiter Schwenkwinkel bestimmt wird, welcher zur Ansteuerung des Schweinwerfers herangezogen wird.
Die Aufgabe hinsichtlich der Beleuchtungsvorrichtung wird mit den Merkmalen von Anspruch 17 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung mit zumindest einem Scheinwerfer mit einem Verschwenkmittel zum gesteuerten Verschwenken des Scheinwerfers zur Steuerung eines prädiktiven Kurvenlichts, wobei eine Überwachungsvorrichtung vorgesehen ist, welche die Fahrbahn und/oder Fahrspur vor dem Fahrzeug überwacht und Fahrbahndaten erzeugt und wobei eine Steuereinheit vorgesehen ist, welche anhand der Daten der Überwachungsvorrichtung die Verschwenkmittel ansteuert zur Einstellung des Scheinwerfers zur Beleuchtung der Fahrbahn und/oder Fahrspur, insbesondere zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird auch mit den Merkmalen von Anspruch 18 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines prädiktiven Kurvenlichts mit zumindest einem Scheinwerfer mit einem Verschwenkmittel zum gesteuerten Verschwenken des Scheinwerfers, wobei eine Überwachungsvorrichtung vorgesehen ist, welche die Fahrbahn und/oder Fahrspur vor dem Fahrzeug überwacht und Fahrbahndaten erzeugt, wobei eine Steuereinheit vorgesehen ist, welche anhand der Daten der Überwachungsvorrichtung die Verschwenkmittel ansteuert zur Einstellung des Scheinwerfers zur Ausleuchtung der Fahrbahn und/oder Fahrspur, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Fahrbahndaten in einem Fahrbahnpunkt in einem vorbestimmten Abstand vor dem Fahrzeug ein erster Schwenkwinkel bestimmt wird, wobei aus dem ersten Schwenkwinkel in Abhängigkeit des Kurvenradius der Fahrbahn ein zweiter Schwenkwinkel bestimmt wird, welcher zur Ansteuerung des Schweinwerfers herangezogen wird.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der zweite Schwenkwinkel gegenüber dem ersten Schwenkwinkel durch eine Korrektur korrigiert wird, wie insbesondere reduziert wird. So wird ein korrigierbarer Schwenkwinkel eingesetzt, um die Fahrbahn auszuleuchten, was in gewissen Fahrbahnsituationen vorteilhaft ist.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Korrektur bei kleinerem Kurvenradius großer ist als bei größerem Kurvenradius. So kann eine vorteilhafte Anpassung an die Straßenverhältnisse erfolgen.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn der erste Schwenkwinkel nach einem vordefinierten Verfahren bestimmt wird.
Insbesondere ist es dabei auch vorteilhaft, wenn zur Berechnung des ersten Schwenkwickels zusätzlich zu den Fahrbahndaten der Überwachungsvorrichtung, welche die Fahrbahn und/oder Fahrspur vor dem Fahrzeug überwacht, ein Modell der Scheinwerferlichtverteilung herangezogen wird, wobei durch eine Rotation des Modells der Scheinwerferlichtverteilung die Abweichung zwischen dem Modell der Scheinwerferlichtverteilung und der Fahrbahn auf Basis der Fahrbahndaten minimiert wird, und anhand der daraus resultierenden Lage des Modells der Scheinwerferlichtverteilung ein Schwenkwinkel bestimmt wird.
Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn der erste Schwenkwinkel dadurch bestimmbar ist, dass auf Basis des ermittelten Fahrbahn- oder Fahrspurverlaufs der Schrittpunkt zwischen dem Fahrbahn- oder Fahrspurverlauf mit einer Geraden im vorbestimmten Abstand ermittelt wird, wobei die Gerade von der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs ausgeht.
Auch ist es zweckmäßig, wenn der zweite Schwenkwinkel derart bestimmt wird, dass eine Gerade bestimmt wird, deren Schnittpunkt mit dem ermittelten Fahrbahn- oder Fahrspurverlauf derart gewählt ist, dass die sich ergebenden beiden Flächen zwischen der Geraden und dem Fahrbahn- oder Fahrspurverlauf bis zum vorbestimmten Abstand ein vorgebbares Größenverhältnis annehmen. So kann der Schwenkwinkel einfach an den Straßenverlauf angepasst werden.
Dabei ist es bei einem Ausführungsbeispiel vorteilhaft, wenn die Flächen gleich groß sind.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Größenverhältnis vom Kurvenradius des Straßenverlaufs abhängig ist.
Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn eine näher an dem Fahrzeug angeordnete erste Fläche und eine weiter vom Fahrzeug entfernte zweite Fläche gebildet wird, wobei das Verhältnis zwischen den Größen der beiden Flächen abhängig vom Kurvenradius gewählt wird.
Auch ist es besonders zweckmäßig, wenn bei einem ersten vordefinierbaren Kurvenradius, wie insbesondere einem unendlichen Kurvenradius, die erste Fläche maximal ist und die zweite Fläche Null ist.
Alternativ ist es vorteilhaft, wenn bei einem zweiten vordefinierten Kurvenradius die Größe der ersten Fläche gleich der Größe der zweiten Fläche ist.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn bei einem Kurvenradius zwischen dem zweiten vordefinierten Kurvenradius und einem ersten vordefinierbaren Kurvenradius das Verhältnis der Größe der ersten Fläche zur Größe der zweiten Fläche ansteigt.
Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird auch mit den Merkmalen von Anspruch 30 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines prädiktiven Kurvenlichts mit zumindest einem Scheinwerfer mit einem Verschwenkmittel zum gesteuerten Verschwenken des Scheinwerfers, wobei eine Überwachungsvorrichtung vorgesehen ist, welche die Fahrbahn und/oder Fahrspur vor dem Fahrzeug überwacht und Fahrbahndaten erzeugt, wobei eine Steuereinheit vorgesehen ist, welche anhand der Daten der Überwachungsvorrichtung die Verschwenkmittel ansteuert zur Einstellung des Scheinwerfers zur Ausleuchtung der Fahrbahn und/oder Fahrspur, wobei aus dem Verlauf der Fahrbahndaten und mittels einer von dem Fahrzeug ausgehenden Hilfslinie eine Flächenbestimmung vorgenommen wird, anhand derer der Schnittpunkt zwischen dem Verlauf der Fahrbahn und der Hilfslinie bestimmt wird, welcher den Schwenkwinkel des Scheinwerfers charakterisiert, welcher zur Ansteuerung des Schweinwerfers herangezogen wird.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Schwenkwinkel als Winkel zwischen der Hilfslinie und der Fahrzeuglängsrichtung definiert ist.
Auch ist es vorteilhaft, warm die Flächenbestimmung derart erfolgt, dass zwischen der ersten Fläche zwischen der Hilfslinie und dem Fahrbahnverlauf bis zu deren Schnittpunkt und der zweiten Fläche zwischen der Hilfslinie und dem Fahrbahnverlauf nach deren Schnittpunkt bis zu einem vorgebbaren Abstand ein vorgebbares Verhältnis erreicht wird.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Flächenbestimmung derart erfolgt, dass das Verhältnis zwischen der ersten Fläche und der zweiten Fläche einen vorgebbaren Wert annimmt.
Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, wenn die Flächenbestimmung derart erfolgt, dass das Verhältnis zwischen der ersten Fläche und der zweiten Fläche 1:1 ist.
Die Aufgabe hinsichtlich der Beleuchtungsvorrichtung wird mit den Merkmalen von Anspruch 35 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung mit zumindest einem Scheinwerfer mit einem Verschwenkmittel zum gesteuerten Verschwenken des Scheinwerfers zur Steuerung eines prädiktiven Kurvenlichts, wobei eine Überwachungsvorrichtung vorgesehen ist, welche die Fahrbahn und/oder Fahrspur vor dem Fahrzeug überwacht und Fahrbahndaten erzeugt und wobei eine Steuereinheit vorgesehen ist, welche anhand der Daten der Überwachungsvorrichtung die Verschwenkmittel ansteuert zur Einstellung des Scheinwerfers zur Beleuchtung der Fahrbahn und/oder Fahrspur, insbesondere zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Steuerung eines prädiktiven Kurvenlichts mit zumindest einem Scheinwerfer mit einem Verschwenkmittel zum gesteuerten Verschwenken des Scheinwerfers, wobei eine Überwachungsvorrichtung vorgesehen ist, welche die Fahrbahn und/oder Fahrspur vor dem Fahrzeug überwacht und Fahrbahndaten erzeugt, wobei eine Steuereinheit vorgesehen ist, welche anhand der Daten der Überwachungsvorrichtung die Verschwenkmittel ansteuert zur Einstellung des Scheinwerfers zur Ausleuchtung der Fahrbahn und/oder Fahrspur, wobei aus den Fahrbahndaten in einem Fahrbahnpunkt in einem vorbestimmten Abstand vor dem Fahrzeug ein erster Schwenkwinkel bestimmt wird, wobei aus dem ersten Schwenkwinkel in Abhängigkeit des Kurvenradius ein zweiter korrigierter Schwenkwinkel bestimmt wird, welcher zur Ansteuerung des Schweinwerfers herangezogen wird. Dadurch wird erreicht, dass die Fahrbahn oder die Fahrspur vor dem Fahrzeug auch bei einer Kurvenfahrt besser ausgeleuchtet wird.
Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn der zweite Schwenkwinkel gegenüber dem ersten Schwenkwinkel durch die Korrektur reduziert wird. So wird bei der Kurvenfahrt das Licht besser auf einen Bereich vor dem Fahrzeug konzentriert.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Korrektur bei kleinerem Kurvenradius größer ausfällt als bei größerem Kurvenradius. Dies bedeutet, dass bei kleinerem Kurvenradius, also bei engerer Kurve, das Licht stärker auf den unmittelbar vor dem Fahrzeug liegenden Bereich konzentriert wird als bei größerem Kurvenradius.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der erste Schwenkwinkel dadurch bestimmbar ist, dass auf Basis des ermittelten Fahrbahn- oder Fahrspurverlaufs der Schnittpunkt zwischen dem Fahrbahn- oder Fahrspurverlauf mit einer Geraden im vorbestimmten Abstand ermittelt wird, wobei die Gerade von der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs ausgeht. Dies bewirkt eine geometrische Ermittlung zwischen einer Linie, die dem Verlauf der Kurve entspricht und einer Geraden, die vom Fahrzeug ausgeht und in einem vorbestimmten Abstand die Kurve schneidet. Daraus lässt sich sicher ein erster Schwenkwickel bestimmen und die Bestimmung ist unabhängig von anderen Referenzdaten, die gegebenenfalls nicht immer verfügbar sein könnten.
Auch ist es zweckmäßig, wenn der zweite Schwenkwinkel derart bestimmt wird, dass eine Gerade bestimmt wird, deren Schnittpunkt mit dem ermittelten Fahrbahn- oder Fahrspurverlauf derart gewählt ist, dass die sich ergebenden beiden Flächen zwischen der Geraden und dem Fahrbahn- oder Fahrspurverlauf bis zum vorbestimmten Abstand ein vorgebbares Größenverhältnis annehmen. So wird aus der geometrischen Bestimmung des ersten Schwenkwinkels in entsprechender Anlehnung eine geometrische Bestimmung des zweiten Schwenkwinkels hergeleitet, die einfach durchführbar ist.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Flächen gleich groß. Dadurch wird ein erster Grenzwert für einen Schwenkwinkel bestimmt, der für kleine Kurvenradien sich als vorteilhaft gezeigt hat.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es aber auch vorteilhaft, wenn das Größenverhältnis vom Kurvenradius anhängig ist. Dadurch wird eine Modulation des Schwenkwinkels abhängig vom tatsächlichen Kurvenradius durchgeführt, was bei kleinen Kurvenradien vorteilhaft ist.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn eine näher an dem Fahrzeug angeordnete Fläche und eine weiter vom Fahrzeug entfernte Fläche gebildet wird, wobei das Verhältnis zwischen den Größen der beiden Flächen abhängig vom Kurvenradius gewählt wird.
Auch ist es zweckmäßig, wenn bei einem ersten vordefinierten Kurvenradius, wie insbesondere bei einem unendlichen Kurvenradius, die erste Fläche maximal ist und die zweite Fläche Null ist. Damit ist ein erster Grenzfall definierbar.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn bei einem zweiten vordefinierten Kurvenradius die Größe der ersten Fläche gleich der Größe der zweiten Fläche ist. Dadurch ist ein zweiter Grenzfall definierbar. Dabei ist der zweite Kurvenradius kleiner als der erste Kurvenradius.
Vorteilhaft ist es, wenn bei einem Kurvenradius zwischen dem zweiten vordefinierten Kurvenradius und dem ersten vordefinierten Kurvenradius das Verhältnis der Größe der ersten Fläche zur Größe der zweiten Fläche ansteigt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachstehend wird die Erfindung auf der Grundlage zumindest eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer Beleuchtungsvorrichtung,
2 ein Diagramm mit einem Kurvenverlauf zur Erläuterung der Erfindung,
3 ein Diagramm mit einem Kurvenverlauf zur Erläuterung der Erfindung, und
4 ein Diagramm mit einem Kurvenverlauf zur Erläuterung der Erfindung
5 eine Darstellung eines Fahrzeugs auf einer Fahrbahn mit einer Strecke als Modell einer Scheinwerferlichtverteilung,
6 eine Darstellung eines Fahrzeugs auf einer Fahrbahn mit Kurve und mit einer Strecke als Modell einer Scheinwerferlichtverteilung,
7 eine Darstellung eines Fahrzeugs auf einer Fahrbahn mit Kurve und mit einer Strecke als Modell einer Scheinwerferlichtverteilung,
8 eine Darstellung eines Fahrzeugs auf einer Fahrbahn mit einer Strecke als Modell einer Scheinwerferlichtverteilung, und
9 eine Darstellung eines Fahrzeugs auf einer Fahrbahn mit einer Strecke als Modell einer Scheinwerferlichtverteilung.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs 1 mit einer Beleuchtungsvorrichtung 2 zur Steuerung eines prädiktiven Kurvenlichts.
Die Beleuchtungsvorrichtung 2 weist zumindest einen Scheinwerfer 3 auf, welcher zumindest ein Leuchtmittel 4 aufweist, welchem ein Verschwenkmittel 5 zugeordnet ist, um das Leuchtmittel 4 in dem Scheinwerfer 3 und/oder den Scheinwerfer 3 mit dem Leuchtmittel 4 zu verschwenken. Dabei wird ein Verschwenken des Leuchtmittels 4 im Scheinwerfer 3 bzw. ein Schwenken des Scheinwerfers 3 mit dem Leuchtmittel 4 im Folgenden synonym als Verschwenken des Scheinwerfers 3 verstanden.
Dem Scheinwerfer 3 ist ein Verschwenkmittel 5 zugeordnet, welches von einer Steuereinheit 6 ansteuerbar ist, um die Stellung des Schweinwerfers 3 bzw. des Leuchtmittels 4 im Scheinwerfer 3 verschwenken zu können, um die Winkeleinstellung des von dem Scheinwerfer 3 ausgesendeten Lichts einstellen zu können.
Zur Überwachung der Fahrbahn 11 und/oder der Fahrspur 12 dient eine Überwachungsvorrichtung 13, welche beispielsweise eine optische Überwachungsvorrichtung ist. Die Überwachungsvorrichtung 13 überwacht dabei die Fahrbahn 11 und/oder die Fahrspur 12 und ermittelt bevorzugt die aktuelle Fahrtrajektorie 10 des Fahrzeugs, um den oder die Scheinwerfer 3 mittels der jeweiligen Verschwenkmittel 5 derart einstellen zu können, wie Verschwenken zu können, um eine verbesserte Ausleuchtung der Fahrbahn 11 und/oder der Fahrspur 12 vor dem Fahrzeug 1 zu erreichen.
Die Fahrbahn 11 und/oder die Fahrspur 12 werden dabei bevorzugt durch Erkennung von Straßenmarkierungen 14 identifiziert, indem die Überwachungsvorrichtung 13 die Straßenmarkierungen 14 vor dem Fahrzeug 1 detektiert und die Steuereinheit 6 den Verlauf der Straßenmarkierungen 14 auswertet, um einen Verlauf der Fahrbahn 11 und/oder der Fahrspur 12 vor dem Fahrzeug 1 im Verhältnis zur Position des Fahrzeugs 1 zu bestimmen, um daraus den Schwenkwinkel α, β für den jeweiligen Scheinwerfer 3 zu bestimmen, und um den jeweiligen Scheinwerfer 3 hinsichtlich des bestimmten Verschwenkwinkels, α, β mittels der Verstellmittel 5 einzustellen.
In 1 sind drei Szenarien 15, 16, 17 für eine Einstellung eines Scheinwerfers 3 bei einer bevorstehenden Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs dargestellt.
Die Einstellung des Schwenkwinkels gemäß Szenario 17 stellt eine Einstellung des Schwenkwinkels dar, bei welchem aus den Fahrbahndaten in einem Fahrbahnpunkt 18 in einem vorbestimmten Abstand 19 vor dem Fahrzeug ein erster Schwenkwinkel γ bestimmt wird. Dieser entspricht der Ausleuchtung der Fahrbahn bis zu dem Fahrbahnpunkt 18. Dies ist für Fahrbahnen 11 oder Fahrspuren 12 mit großem Kurvenradius ausreichend. Bei kleinem Kurvenradius, wie in 1 gezeigt, wird ein erheblicher Teil des ausgesandten Lichts jedoch an der Fahrbahn 12 oder der Fahrspur 12 vorbei geleitet.
Daher wird aus dem ersten Schwenkwinkel γ in Abhängigkeit des ermittelten Kurvenradius ein zweiter korrigierter Schwenkwinkel γ_K bestimmt. Dieser korrigierte Schwenkwinkel γ_K führt zu dem Beleuchtungsszenario 15, bei welchem zwar die Fahrbahn vor dem Fahrzeug besser ausgeleuchtet wird, jedoch der Fahrbahnpunkt 18 in dem vordefinierten Abstand nicht erreicht wird. Dies ist jedoch bei kleinen Kurvenradien zu bevorzugen. Dabei wird eine Korrektur des ersten Schwenkwinkels γ vorgenommen, welche zu einer Reduzierung des Schwenkwinkels zu γ_K führt. Dies bedeutet, dass γ_K kleiner ist als γ und damit ein Schwenkwinkel von γ als eine obere Grenze für den einzustellenden Schwenkwinkel anzusehen ist, während γ_K einen Schwenkwinkel darstellt, der als obere Grenze für die Einstellung anzusehen ist. Dabei ist γ_K der Schwenkwinkel, welcher bestimmt wird durch den Schnittpunkt 18 der Geraden 20 von dem Fahrzeug 1 bzw. von dem Scheinwerfer 3 bis zur Trajektorie 10 der Fahrbahn 11 bzw. Fahrspur 12 im vordefinierten Abstand 19. Dabei ist der vordefinierte Abstand 19 im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Bereich von etwa 65 m, wobei er auch größer oder kleiner sein kann, wie beispielsweise 50 m oder 70 m, 80 m, 100 m oder bis zu 200 m.
Die 2 erläutert dies anhand eines Diagramms 50. Dabei ist auf der x-Achse der Abstand zum Fahrzeug 1 aufgetragen und auf der y-Achse die Ablage, also die Abweichung zur Geraden senkrecht zur Fahrrichtung betrachtet.
Dabei stellt die Kurve 51 die Geradeauskurve dar, die sich in Fahrrichtung ausgehend vom Kraftfahrzeug erstreckt. Die Kurve 52 stellt den ermittelten und prädizierten Kurvenverlauf der Fahrbahn bzw. der Fahrtrajektorie dar. Die Kurve 53 stellt eine Gerade mit Schwenkwinkel γ dar, bei welcher die Gerade 20 den Schnittpunkt 18 im vordefinierten Abstand 19 bildet, in dem sie den Kurvenverlauf 10 schneidet.
Die Gerade 54 stellt eine Gerade bei einem korrigierten Schwenkwinkel γ_K dar. Dabei liegt der Schwenkwinkel γ_K unterhalb des Schwenkwinkels γ. Der Schwenkwinkel γ_K wird dabei so gebildet, dass die Gerade 54 die Kure 52 derart schneidet, dass die zwischen der Geraden 54 und der Kurve 52 gebildeten Flächen 55 und 56 ein vorgebbares Verhältnis erreichen.
Im Ausführungsbeispiel der 2 ist das Verhältnis der Größe der Flächen 55 und 56 gleich 1, d. h. die Fläche 55 ist gleich groß wie die Fläche 56. Entsprechend ist der Schwenkwinkel γ_K definierbar.
Davon abweichend kann ein gewichteter Schwenkwinkel γ_G bestimmt werden, welcher zwischen den beiden Schwenkwinkeln γ und γ_G liegt. Dabei wird der gewichtete Schwenkwinkel γ_G dadurch bestimmt, dass aus dem korrigierten Schwenkwinkel eine Gewichtung des Kurvenradius eingeführt wird. Dabei wird in Abhängigkeit des Kurvenradius das Verhältnis zwischen den Flächen 55 und 56 unterschiedlich gewählt.
Die 3 erläutert dies anhand eines Diagramms 60. Dabei ist auf der x-Achse der Abstand zum Fahrzeug 1 aufgetragen und auf der y-Achse die Ablage, also die Abweichung Zur Geraden senkrecht zur Fahrrichtung betrachtet.
Dabei stellt die Kure 61 die Geradeauskurve dar, die sich in Fahrrichtung ausgehend vom Kraftfahrzeug erstreckt. Die Kurve 62 stellt den ermittelten und prädizierten Kurvenverlauf der Fahrbahn bzw. der Fahrtrajektorie dar. Die Kurve 63 stellt eine Gerade mit Schwenkwinkel γ dar, bei welcher in 1 die Gerade 20 den Schnittpunkt 18 im vordefinierten Abstand 19 bildet, in dem sie den Kurvenverlauf 10 schneidet.
Die Gerade 64 stellt eine Gerade bei einem korrigierten Schwenkwinkel γ_K dar. Dabei liegt der Schwenkwinkel γ_K unterhalb des Schwenkwinkels γ. Der Schwenkwinkel γ_K wird dabei so gebildet, dass die Gerade 64 die Kurve 62 derart schneidet, dass die zwischen der Geraden 64 und der Kurve 62 gebildeten Flächen 65 und 66 ein vorgebbares Verhältnis von 1:1 erreichen. Entsprechend ist das Verhältnis der Größe der Flächen 65 und 66 gleich 1, d. h. die Fläche 65 ist gleich groß wie die Fläche 66. Entsprechend ist der Schwenkwinkel γK definierbar.
Davon abweichend kann ein gewichteter Schwenkwinkel γ_G bestimmt werden, welcher zwischen den beiden Schwenkwinkeln γ und γ_G liegt. Die Gerade 67 stellt eine Gerade bei einem gewichteten Schwenkwinkel γ_G dar. Dabei liegt der Schwenkwinkel γ_G unterhalb des Schwenkwinkels γ aber oberhalb des Schwenkwinkels γ_K. Der Schwenkwinkel γ_G wird dabei so gebildet, dass die Gerade 67 die Kurve 62 derart schneidet, dass die zwischen der Geraden 67 und der Kurve 62 gebildeten Flächen 68 und 69 ein vorgebbares Verhältnis erreichen, welches eine Funktion des Kurvenradius ist. Wie in 3 zu erkennen ist, ist das Verhältnis von der Größe der Fläche 68 zur Größe der Fläche 69 größer als 1, wie größer als 2 oder größer als 3.
Dabei wird der gewichtete Schwenkwinkel γ_G dadurch bestimmt, dass er aus dem korrigierten Schwenkwinkel mittels einer Gewichtung aufgrund des Kurvenradius eingeführt wird. Dabei erläutert die 3 den Sachverhalt anhand eines Beispiels mit kleinem Kurvenradius.
Die 3 erläutert den Sachverhalt anhand eines Beispiels mit großem Kurvenradius anhand eines Diagramms 70. Dabei ist auf der x-Achse der Abstand zum Fahrzeug 1 aufgetragen und auf der y-Achse die Ablage, also die Abweichung zur Geraden senkrecht zur Fahrrichtung betrachtet.
Dabei stellt die Kurve 71 die Geradeauskurve dar, die sich in Fahrrichtung ausgehend vom Kraftfahrzeug erstreckt. Die Kurve 72 stellt den ermittelten und prädizierten Kurvenverlauf der Fahrbahn bzw. der Fahrtrajektorie dar. Die Kurve 73 stellt eine Gerade mit Schwenkwinkel γ dar, bei welcher in 1 die Gerade 20 den Schnittpunkt 18 im vordefinierten Abstand 19 bildet, in dem sie den Kurvenverlauf 10 schneidet.
Die Gerade 74 stellt eine Gerade bei einem korrigierten Schwenkwinkel γ_K dar. Dabei hegt der Schwenkwinkel γ_K unterhalb des Schwenkwinkels γ. Der Schwenkwinkel γ_K wird dabei so gebildet, dass die Gerade 74 die Kurve 72 derart schneidet, dass die zwischen der Geraden 74 und der Kurve 72 gebildeten Flächen 75 und 76 ein vorgebbares Verhältnis von 1:1 erreichen. Entsprechend ist das Verhältnis der Größe der Flächen 75 und 76 gleich 1, d. h. die Fläche 75 ist gleich groß wie die Fläche 76. Entsprechend ist der Schwenkwinkel γ_K definierbar.
Davon abweichend kann ein gewichteter Schwenkwinkel γ_G bestimmt werden, welcher zwischen den beiden Schwenkwinkeln γ und γ_G liegt. Die Gerade 77 stellt eine Gerade bei einem gewichteten Schwenkwinkel γ_G dar. Dabei liegt der Schwenkwinkel γ_G unterhalb des Schwenkwinkels γ aber oberhalb des Schwenkwinkels γ_K. Der Schwenkwinkel γ_G wird dabei so gebildet, dass die Gerade 77 die Kurve 72 derart schneidet, dass die zwischen der Geraden 67 und der Kurve 72 gebildeten Flächen 78 und 79 ein vorgebbares Verhältnis erreichen, welches eine Funktion des Kurvenradius ist. Wie in 3 zu erkennen ist, ist das Verhältnis von der Größe der Fläche 78 zur Größe der Fläche 79 deutlich größer als 1, wie größer als 2 oder größer als 3.
Im Verhältnis der beiden 3 und 4 wird erkannt, dass die Schnittpunkte zwischen den Geraden 64 bzw. 67 mit der Kurve 62 im Verhältnis zu den Schnittpunkten der Geraden 74 bzw. 77 zur Kurve 72 bei kleineren Abständen liegen. Dies bedeutet, dass der jeweilige Schwenkwinkel γ_K und γ_G bei großem Kurvenradius kleiner ist als bei kleinerem Kurvenradius.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat mit seinen Ausführungsbeispielen die Aufgabe, die Ausleuchtung der Fahrbahn zu steuern und vorteilhaft diese zu verbessern oder gar zu maximieren.
Diese Verbesserung oder Maximierung lässt sich gemäß des obigen Ausführungsbeispiels erreichen. Auch ist dies mit anderen Methoden gemäß des erfindungsgemäßen Gedankens zu erreichen. Die oben beschriebene Methode der Flächengleichheit kann auch in allgemeinerer Form dargestellt werden.
Der Grundgedanke ist dabei die Scheinwerferlichtverteilung oder eine Abbildung der Scheinwerferlichtverteilung auf der Straße zu betrachten und deren Lage abhängig vom Verlauf der Straße durch Rotation mittels der ermittelten Verstellung des Schwenkwinkels anzupassen und abhängig von der Rotation den tatsächlichen Schwenkwinkel zu bestimmen, der anschließend einzustellen wäre.
Dabei kann eine nahezu perfekte Scheinwerferlichtverteilung herangezogen werden oder auch um sich den aktuellen Anforderungen an Rechenkapazität und Speicherplatz anpassen zu können, wird alternativ auch keine perfekte Darstellung der Scheinwerferlichtverteilung angestrebt, sondern lediglich eine Scheinwerferlichtverteilung, die für die jeweilige Anwendung hinreichend genau ist. Es wird entsprechend ein Modell einer Scheinwerferlichtverteilung verwendet.
Dieses Modell der Scheinwerferlichtverteilung wird ausgehend von einer initialen Modellposition durch Rotation um einen Punkt vor dem Fahrzeug oder vor dem jeweiligen Scheinwerfer an den Verlauf der Straße angepasst. Als Rotationsachse ist vorzugsweise eine Achse senkrecht auf der Fahrzeug- und/oder Fahrbahnebene gegeben, die als stehende Achse durch den Rotationspunkt verläuft.
Wie gut eine Anpassung vorliegt oder nachgestellt werden muss, kann durch das Messen der Abweichung zwischen dem Modell der Lichtverteilung und der Fahrbahn bestimmt werden. Die Abweichung soll dabei möglichst gering sein oder minimiert werden. Anhand der resultierenden Lage des Modells der Lichtverteilung, also der optimalen Modellposition, kann dann abschließend ein Schwenkwinkel bestimmt werden. Dies kann der Winkel zwischen der initialen Modellposition und der finalen oder optimalen Modellposition sein. Dabei ist es sinnvoll, wenn die initiale Modellposition der Scheinwerferlichtverteilung ohne Verschwenkung entspricht.
Die Minimierung der Abweichung kann auf verschiedene Art und Weisen erfolgen. Dafür werden zunächst alle Teilabweichungen ermittelt. Ein erster Minimierungsansatz ist der, die Summe aller Teilabweichungen zu minimieren. Sei A(r) die von der Rotation abhängige Abweichung, seien dann t₁(r) bis t_n(r) die zu A(r) gehörigen Teilabweichungen. Dann ist min_r = min A(r) =
Bei der Berücksichtigung einer Symmetrie ist es sinnvoll, eine Differenz zwischen einer rechtsseitigen Abweichung und einer linksseitigen Abweichung zu minimieren. Seien tr₁ bis tr_u rechtsseitige Teilabweichungen und tl₁ bis tl_v linksseitigen Teilabweichungen, dann ist die Minimalfunktion definiert als min_r = min A(r) =
Dabei kann es sinnvoll sein, die eine Seite mehr zu gewichten als die andere Seite. Seien w_r, w_l die Wichtungsfaktoren für rechts und links, dann ist die Minimierungsfunktion definiert als min_r = min A(r) =
Neben den Gewichtungsfaktoren für rechts und links ist es darüber hinaus möglich, die Teilabweichungen abhängig von der Entfernung zu gewichten. Die Entfernung kann dabei als Abstand vom Fahrzeug entlang der Fahrzeuglängsachse oder als Abstand zu einem zentralen Punkt vor dem Fahrzeug bzw. dem Scheinwerfer ermittelt werden. Vorzugsweise stimmt der Punkt dann mit dem Rotationspunkt überein. Seien also nun tr₁(r, x) bis tr_u(r, x) und tl₁(r, x) bis tl_v(x) von der Entfernung x abhängige Teilabweichungen, seien weiterhin w_r(x) und w₁(x) die entfernungsabhängige Wichtungsfunktion. Dann ist die Minimierungsfunktion definiert als min_r = min A(r) =
Auf welche Art und Weise die Teilabweichung ermittelt werden, kann am besten anhand der jeweiligen Modelle beschrieben werden. Im Allgemeinen ist eine Ermittlung von Teilabweichungen anhand von Differenzen möglich. Dabei können Kurvendifferenzen, Flächendifferenzen und Volumendifferenzen in Betracht kommen. Weiterhin gibt es die Möglichkeit Entfernungen an bestimmten Stellen zu untersuchen. Ein Beispiel wäre, lokale Maximalentfernungen zu bestimmen.
Im Folgenden wird die Modellierung der Scheinwerferlichtverteilung erläutert. In einer einfachsten Form ist dies ein Streckenmodell, welches die Schwerpunktlage der Lichtverteilung beschreibt. Die Länge der Strecke ist vorgebbar und kann beispielsweise der Abblendlichtweite entsprechen.
Die 5 zeigt eine solche Lichtverteilung. Das Fahrzeug 81 befindet sich auf einer Fahrbahn 80, wobei von den Scheinwerfern 82 eine Scheinwerferlichtverteilung ausgeht. Diese Scheinwerferlichtverteilung wird als Linie 83 dargestellt. Die Linie 83 repräsentiert die eindimensionale Strecke als Streckenmodell, deren Längen der Länge der tatsächlichen Lichtverteilung, beispielsweise auf der Fahrbahn, entspricht. Es ist aber auch möglich, dass die Länge der Strecke der Länge der aktuellen Lichtverteilung entspricht. Als eine initiale Modellposition kann die Strecke auf einer Geraden in Richtung der Fahrzeuglängsachse liegen, wie es in 5 dargestellt ist, und die von der aktuellen Position des Fahrzeugs ausgeht. Dies kann entweder von einer zentralen Position vor dem Fahrzeug geschehen, siehe 5, oder von einer zentralen Position vor dem Scheinwerfer 82 ausgehen.
Bei einem Streckenmodell lassen sich die Teilabweichungen besonders gut als eine Flächenbestimmung zwischen der die Lichtverteilung repräsentierenden Strecke 83 und einer den Fahrbahnverlauf oder den Fahrspurverlauf charakterisierenden Kurve 84 ermitteln. Bei einer Geradeaus verlaufenden Fahrbahn fallen die Strecke 83 du die Kurve 84 zusammen.
Bei einem Kurvenverlauf einer Straßen oder Fahrbahn fallen die Strecke 83 und die den Fahrbahnverlauf oder den Fahrspurverlauf charakterisierende Kurve 84 auseinander. Als Beispiel soll in den 6 und 7 eine Rechtskurve betrachtet werden. Dabei ergibt sich eine erste Fläche 85 als Fläche zwischen der Strecke 83 und der den Fahrbahnverlauf oder Fahrspurverlauf charakterisierenden Kurve 84 bis zu deren Schnittpunkt 86 und eine zweite Fläche 87 zwischen der Strecke 83 und der den Fahrbahnverlauf oder Fahrspurverlauf charakterisierenden Kurve 84 nach deren Schnittpunkt 86 bis zu einem vorgebbaren Abstand. Dieser entspricht vorzugsweise der Länge der Strecke 83. Die beiden Flächen 85 und 87 sind die beiden Teilabweichungen, wobei bei einer Rechtskurve die erste Fläche 85 als die rechtsseitige Teilabweichung und die zweite Fläche 87 als die linksseitige Teilabweichung definierbar ist. Bei einer Linkskurve wäre es entsprechend umgekehrt, die erste Fläche 85 wäre als die linksseitige Teilabweichung und die zweite Fläche 87 wäre als die rechtsseitige Teilabweichung definierbar.
Da es sich bei einer Kurve 84 auch um eine mehrfach gewundene Kurve, sie eine S-Kurve, handeln kann, ist die Anzahl der Flächen der Abweichung nicht auf zwei beschränkt, sondern kann auch drei oder mehr sein. Weitere ermittelte Flächen sind weiterfolgend vorzugsweise iterierend jeweils als rechtsseitige bzw. linksseitige Teilabweichung definiert.
Bei der Kurve kann es sich insbesondere um einen Polygon, einen Spline oder um eine Klothoide handeln. Zur Bestimmung der Teilabweichungen ist es auch möglich, den Flächenanteil auf der linken und auf der rechten Seite eines Fahrschlauches zur Strecke zu ermitteln.
Eine weitere Ausführungsvariante für ein Modell einer Scheinwerferlichtverteilung ist ein Flächenmodell. In einer einfachsten Form ist das Flächenmodell dabei durch die Fläche 90 zwischen einem rechtsseitig begrenzenden Strahl 91 und einem linksseitig begrenzenden Strahl 92 bis zu einem vorgebbaren Abstand 93 definiert. Die 8 zeigt ein solches Flächenmodell, bei dem die Fläche 90 in drei verschiedenen Positionen dargestellt ist. Dabei ist die jeweilige Fläche 90 als dreieckige Fläche vor dem rechten Scheinwerfer ausgehend dargestellt. Auf diese Art und Weise kann für jeden Scheinwerfer ein separater Schwenkwinkel bestimmt werden. Möglich ist jedoch auch eine Positionierung in einer zentralen Position vor dem Fahrzeug, also zwischen den beiden Scheinwerfern. Als Modell können auch komplexere Flächen 95 verwendet werden, welche die tatsächliche Lichtverteilung besser annähern als die gezeigten dreieckigen Flächen 90. Diese Flächen 95 sind dann vorteilhafter Weise durch mindestens eine Kurve 96 begrenzt. Ein Beispiel einer solchen Fläche 95 ist in 9 dargestellt.
Die Teilabweichungen können bestimmt werden durch ein Ermitteln der Fläche links und rechts neben der Fahrspur. Eine weitere Möglichkeit ist die Bestimmung einer Abweichung von einer Fahrtrajektorie. Im Fall einer nicht symmetrischen Fläche ist es dabei besonders vorteilhaft, eine gewichtete Symmetrie für die Minimierung zu betrachten, so dass beispielsweise in der Nähe des Fahrzeugs links eine größere Abweichung gewünscht wird als in der Ferne. Die Gewichtungsfunktion kann dabei abhängig vom Verlauf der Fahrbahn gewählt werden.
In der allgemeinsten Form ist das Modell ein Volumenmodell. Es ist also dreidimensional definiert. Der Vorteil ist hierbei, dass auch ein dreidimensionaler Verlauf der Fahrbahn berücksichtigt werden kann. Zur Bestimmung der Teilabweichungen ist es hierbei vorteilhaft, wenn zunächst eine Schnittfläche zwischen dem Volumen und der dreidimensionalen Fahrbahnebene gebildet wird. Anschließend können dann die Flächenanteile links und rechts neben der Fahrspur auf dieser Schnittfläche als Teilabweichungen bestimmt werden. Alternativ lassen sich die Volumina links, rechts, über und/oder unter der Fahrspur als Teilabweichungen bestimmen.
Dabei können die oberen Teilabweichungen den rechten Teilabweichungen und die unteren Teilabweichungen den linken Teilabweichungen für eine Symmetrische Minimierung zugeordnet werden. Alternativ kann auch nur das Volumen über der Fahrspur betrachtet werden. Bei einer symmetrischen Minimierung kann dann das Volumen anhand einer Ebene durch die den Fahrbahnverlauf oder Fahrspurverlauf charakterisierende Kurve in eine linksseitige Teilabweichung und eine rechtsseige Teilabweichung geschnitten werden.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: Beleuchtungsvorrichtung
3: Scheinwerfer
4: Leuchtmittel
5: Verschwenkmittel
6: Steuereinheit
10: Fahrtrajektorie, Kurvenverlauf
11: Fahrbahn
12: Fahrspur
13: Überwachungsvorrichtung
14: Straßenmarkierung
15: Szenario
16: Szenario
17: Szenario
18: Fahrbahnpunkt
19: Abstand
20: Gerade
50: Diagramm
51: Kurve
52: Kure
53: Kurve
54: Gerade
55: Fläche
56: Fläche
60: Diagramm
61: Kure
62: Kurve
63: Kure
64: Gerade
65: Fläche
66: Fläche
67: Gerade
68: Fläche
69: Fläche
70: Diagramm
71: Kurve
72: Kurve
73: Kurve
74: Gerade
75: Fläche
76: Fläche
77: Gerade
78: Fläche
79: Fläche
80: Fahrbahn
81: Fahrzeug
82: Scheinwerfer
83: Strecke
84: Kurve
85: Fläche
86: Schnittpunkt
87: Fläche
90: Fläche
91: Strahl
92: Strahl
95: Fläche
96: Kurve

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102008000091 A1 [0006]
DE 10112996 A1 [0007]

Claims

Verfahren zur Steuerung eines prädiktiven Kurvenlichts mit zumindest einem Scheinwerfer (3) mit einem Verschwenkmittel (5) zum gesteuerten Verschwenken des Scheinwerfers, wobei eine Überwachungsvorrichtung (13) vorgesehen ist, welche die Fahrbahn (11) und/oder Fahrspur (12) vor dem Fahrzeug (1) überwacht und Fahrbahndaten erzeugt, wobei eine Steuereinheit (6) vorgesehen ist, welche anhand der Daten der Überwachungsvorrichtung (13) die Verschwenkmittel (5) ansteuert zur Einstellung des Scheinwerfers (3) zur Ausleuchtung der Fahrbahn und/oder Fahrspur, dadurch gekennzeichnet, dass zur Maximierung der Ausleuchtung der Fahrbahn und/oder Fahrspur zusätzlich zu den Fahrbahndaten ein Modell der Scheinwerferlichtverteilung herangezogen wird, wobei durch eine Rotation des Modells der Scheinwerferlichtverteilung die Abweichung zwischen dem Modell der Scheinwerferlichtverteilung und der Fahrbahn auf Basis der Fahrbahndaten minimiert wird, und anhand der daraus resultierenden Lage des Modells der Scheinwerferlichtverteilung ein Schwenkwinkel bestimmt wird, welcher zur Ansteuerung des Schweinwerfers herangezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkwinkel einem resultierenden Rotationswinkel des Modells der Scheinwerferlichtverteilung gegenüber einer ausgewählten und/oder initialen Modellposition entspricht.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgewählte und/oder initiale Modellposition als Position des Modells der Scheinwerferlichtverteilung ohne Verschwenkung definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Minimierung der Abweichungen einer Minimierung der Summe aller Teilabweichungen der Fahrbahn von dem Modell entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Minimierung der Abweichungen einer Minimierung der Differenz einer rechtsseitigen mindestens einen Teilabweichung und/oder einer linksseitigen mindestens einen Teilabweichung zwischen Fahrbahn und Modell entspricht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Modell ein Streckenmodell ist.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Streckenmodell die Schwerpunktlage der Lichtverteilung beschreibt.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Streckenmodell eine Strecke der Länge der Abblendlichtweite ist.
Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der zumindest einen Teilabweichung zwischen Fahrbahn und dem Streckenmodell durch zumindest eine Flächenbestimmung zwischen der Strecke und einer den Fahrbahnverlauf oder Fahrspurverlauf charakterisierenden Kurve erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Fläche sich als Fläche zwischen der Strecke und der den Fahrbahnverlauf oder Fahrspurverlauf charakterisierenden Kurve bis zu deren Schnittpunkt und eine zweite Fläche zwischen der Strecke und der den Fahrbahnverlauf oder Fahrspurverlauf charakterisierenden Kurve nach deren Schnittpunkt bis zu einem vorgebbaren Abstand ergibt, wobei bei einer Rechtskurve die erste Fläche als die rechtsseitige Teilabweichung und die zweite Fläche die linksseitige Teilabweichung definiert ist und bei einer Linkskurve die erste Fläche als die linksseitige Teilabweichung und die zweite Fläche als die rechtsseitige Teilabweichung definiert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Strecke in der ausgewählten und/oder initialen Modellposition auf einer Geraden in Richtung der Fahrzeuglängsachse liegt und von der aktuellen Position des Fahrzeugs ausgeht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Modell ein Flächenmodell ist.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenmodell eine auf der Fahrbahnebene befindliche durch mindestens eine Kurve begrenzte Fläche ist.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenmodell die Fläche zwischen einem rechtsseitig begrenzenden Strahl und zwischen einem linksseitig begrenzenden Strahl bis zu einem vorgebbaren Abstand ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Modell ein Volumenmodell ist.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der zumindest einen Teilabweichung zwischen der Fahrbahn und dem Volumenmodell durch eine Schnittflächenbestimmung zwischen der Fahrbahnebene und dem Volumen und durch einer Bestimmung des zumindest einen Flächenanteils, die links und/oder rechts neben der Fahrspur auf dieser Schnittfläche liegt, durchgeführt wird.
Beleuchtungsvorrichtung mit zumindest einem Scheinwerfer mit einem Verschwenkmittel zum gesteuerten Verschwenken des Scheinwerfers zur Steuerung eines prädiktiven Kurvenlichts, wobei eine Überwachungsvorrichtung vorgesehen ist, welche die Fahrbahn und/oder Fahrspur vor dem Fahrzeug überwacht und Fahrbahndaten erzeugt und wobei eine Steuereinheit vorgesehen ist, welche anhand der Daten der Überwachungsvorrichtung die Verschwenkmittel ansteuert zur Einstellung des Scheinwerfers zur Beleuchtung der Fahrbahn und/oder Fahrspur, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehendes Ansprüche 1 bis 16.
Verfahren zur Steuerung eines prädiktiven Kurvenlichts mit zumindest einem Scheinwerfer (3) mit einem Verschwenkmittel (5) zum gesteuerten Verschwenken des Scheinwerfers, wobei eine Überwachungsvorrichtung (13) vorgesehen ist, welche die Fahrbahn (11) und/oder Fahrspur (12) vor dem Fahrzeug (1) überwacht und Fahrbahndaten erzeugt, wobei eine Steuereinheit (6) vorgesehen ist, welche anhand der Daten der Überwachungsvorrichtung (13) die Verschwenkmittel (5) ansteuert zur Einstellung des Scheinwerfers (3) zur Ausleuchtung der Fahrbahn und/oder Fahrspur, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Fahrbahndaten in einem Fahrbahnpunkt in einem vorbestimmten Abstand vor dem Fahrzeug ein erster Schwenkwinkel (γ) bestimmt wird, wobei aus dem ersten Schwenkwinkel (γ) in Abhängigkeit des Kurvenradius der Fahrbahn ein zweiter Schwenkwinkel (γK, γG) bestimmt wird, welcher zur Ansteuerung des Schweinwerfers herangezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schwenkwinkel (γK, γG) gegenüber dem ersten Schwenkwinkel (γ) durch eine Korrektur korrigiert wird, wie insbesondere reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur bei kleinerem Kurvenradius größer ist als bei größerem Kurvenradius.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schwenkwinkel nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 16 bestimmt wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schwenkwinkel (γ) dadurch bestimmbar ist, dass auf Basis des ermittelten Fahrbahn- oder Fahrspurverlaufs der Schnittpunkt zwischen dem Fahrbahn- oder Fahrspurverlauf mit einer Geraden im vorbestimmten Abstand ermittelt wird, wobei die Gerade von der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs ausgeht.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schwenkwinkel (γk, γG) derart bestimmt wird, dass eine Gerade bestimmt wird, deren Schnittpunkt mit dem ermittelten Fahrbahn- oder Fahrspurverlauf derart gewählt ist, dass die sich ergebenden beiden Flächen (55, 56, 65, 66, 68, 69, 75, 76, 78, 79) zwischen der Geraden und dem Fahrbahn- oder Fahrspurverlauf bis zum vorbestimmten Abstand ein vorgebbares Größenverhältnis annehmen.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächen (55, 56, 65, 66, 75, 76) gleich groß sind.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Größenverhältnis vom Kurvenradius anhängig ist.
Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine näher an dem Fahrzeug angeordnete erste Fläche (55, 65, 68, 75, 78) und eine weiter vom Fahrzeug entfernte zweite Fläche (56, 66, 69, 76, 79) gebildet wird, wobei das Verhältnis zwischen den Größen der beiden Flächen abhängig vom Kurvenradius gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei bei einem ersten vordefinierbaren Kurvenradius, wie insbesondere einem unendlichen Kurvenradius, die erste Fläche maximal ist und die zweite Fläche Null ist.
Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, wobei bei einem zweiten vordefinierten Kurvenradius die Größe der ersten Fläche gleich der Größe der zweiten Fläche ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26, 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Kurvenradius zwischen dem zweiten vordefinierten Kurvenradius und einem ersten vordefinierbaren Kurvenradius das Verhältnis der Größe der ersten Fläche (55, 65, 68, 75, 78) zur Größe der zweiten Fläche (56, 66, 69, 76, 79) ansteigt.
Verfahren zur Steuerung eines prädiktiven Kurvenlichts mit zumindest einem Scheinwerfer (3) mit einem Verschwenkmittel (5) zum gesteuerten Verschwenken des Scheinwerfers, wobei eine Überwachungsvorrichtung (13) vorgesehen ist, welche die Fahrbahn (11) und/oder Fahrspur (12) vor dem Fahrzeug (1) überwacht und Fahrbahndaten erzeugt, wobei eine Steuereinheit (6) vorgesehen ist, welche anhand der Daten der Überwachungsvorrichtung (13) die Verschwenkmittel (5) ansteuert zur Einstellung des Scheinwerfers (3) zur Ausleuchtung der Fahrbahn und/oder Fahrspur, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Verlauf der Fahrbahndaten und mittels einer von dem Fahrzeug ausgehenden Hilfslinie eine Flächenbestimmung vorgenommen wird, anhand derer der Schnittpunkt zwischen dem Verlauf der Fahrbahn und der Hilfslinie bestimmt wird, welcher den Schwenkwinkel des Scheinwerfers charakterisiert, welcher zur Ansteuerung des Schweinwerfers herangezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkwinkel als Winkel zwischen der Hilfslinie und der Fahrzeuglängsrichtung definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenbestimmung derart erfolgt, dass zwischen der ersten Fläche zwischen der Hilfslinie und dem Fahrbahnverlauf bis zu deren Schnittpunkt und der zweiten Fläche zwischen der Hilfslinie und dem Fahrbahnverlauf nach deren Schnittpunkt bis zu einem vorgebbaren Abstand ein vorgebbares Verhältnis erreicht wird.
Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenbestimmung derart erfolgt, dass das Verhältnis zwischen der ersten Fläche und der zweiten Fläche einen vorgebbaren Wert annimmt.
Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenbestimmung derart erfolgt, dass das Verhältnis zwischen der ersten Fläche und der zweiten Fläche 1:1 ist.
Beleuchtungsvorrichtung mit zumindest einem Scheinwerfer mit einem Verschwenkmittel zum gesteuerten Verschwenken des Scheinwerfers zur Steuerung eines prädiktiven Kurvenlichts, wobei eine Überwachungsvorrichtung vorgesehen ist, welche die Fahrbahn und/oder Fahrspur vor dem Fahrzeug überwacht und Fahrbahndaten erzeugt und wobei eine Steuereinheit vorgesehen ist, welche anhand der Daten der Überwachungsvorrichtung die Verschwenkmittel ansteuert zur Einstellung des Scheinwerfers zur Beleuchtung der Fahrbahn und/oder Fahrspur, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach den vorhergehenden Ansprüchen 18 bis 34.