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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Außenbeleuchtungsvorrichtung eines zum autonomen Fahren und zum manuell gesteuerten Fahren eingerichteten Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Vorrichtung wird als bekannt vorausgesetzt und weist eine Beleuchtungseinrichtung und eine zur Steuerung der Beleuchtungseinrichtung eingerichtete Steuervorrichtung auf.
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Unter einem autonomen Fahren wird hier ein Fahrbetrieb eines Straßenkraftfahrzeugs verstanden, bei dem das Kraftfahrzeug ständig oder zumindest zeitweise ohne Einwirkung eines Fahrers automatisch gesteuert wird. Das erste autonome Versuchsfahrzeug wurde bereits 1977 gebaut. Weitere Fahrzeuge folgten nach. In den letzten Jahren hat die Thematik des autonomen Fahrens wieder an Interesse gewonnen.
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Von dem bisher zu diesem Thema bekannten Stand der Technik unterscheidet sich die vorliegende Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
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Die erfindungsgemäße Außenbeleuchtungseinrichtung zeichnet sich demnach dadurch aus, dass die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, die Beleuchtungseinrichtung beim autonomen Fahren unter sonst gleichen Betriebsbedingungen anders zu betreiben als beim Fahren mit manueller Steuerung.
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Die Abweichung zwischen den Betriebsweisen der Beleuchtungseinrichtung in den beiden Fahrbetriebsmodi muss dabei nicht zwangsläufig in allen Betriebsbedingungen auftreten.
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Die Erfindung basiert auf der Annahme, dass die Anforderungen an die Lichtverteilung, insbesondere an Reichweite der Fahrbahnausleuchtung und an die Schärfe, Lage und Qualität von Hell-Dunkel-Grenzen aus Sicht der Fahrzeuginsassen eines autonom gesteuerten Fahrzeugs geringer oder zumindest anders sind als im Fahrbetrieb mit manueller Steuerung. Dies gilt aber nicht für alle Anforderungen. Die Blendung anderer Verkehrsteilnehmer ist zum Beispiel weiterhin streng zu begrenzen.
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Im autonomen Fahrbetrieb ist gegebenenfalls ein sichtbares Fernlicht nicht mehr notwendig. Im manuellen Fahrbetrieb ist einerseits weiterhin ein gutes Abblendlicht notwendig. Andererseits ist ein Fernlicht gegebenenfalls unnötig oder nur in abgeschwächter Form nötig. Je größer der Verbreitungsgrad autonom fahrbarer Kraftfahrzeuge sein wird, desto mehr wird der manuelle Fahrbetrieb und die Reichweiteausleuchtung an Bedeutung verlieren, so dass die darauf bezogenen Anforderungen an Scheinwerfer geringer werden dürften. Durch die Reduktion der Anforderungen sind verschiedene Vorteile realisierbar, zum Beispiel in Bezug auf den Energieverbrauch (kann verringert werden), die Baugröße (kann kleiner werden), die Komplexität (kann verringert werden). Die Lebensdauer (kann vergrößert werden), die Signalwirkung (erhöht sich) und Kosten der Beleuchtungsanlage (können verringert werden).
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Im autonomen Fahrbetrieb können auch neue Anforderungen auftreten. Ein Beispiel einer solchen neuen Anforderung besteht darin, dem dann passiven Fahrer oder auch Beifahrer eine zusätzliche, aber für die anderen Verkehrsteilnehmer blendungsfreie Ausleuchtung bestimmter Bereiche auf oder neben der Fahrbahn zu ermöglichen. Auf der anderen Seite ermöglicht die Umschaltung auf einen Lichtmodus für manuellen Fahrbetrieb eine Umschaltung der Ausleuchtung für den dann aktiven, manuell steuernden Fahrer auf eine Ausleuchtungsqualität, wie sie heute von guten Scheinwerfern bekannt ist.
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Zusätzlich zu diesen für Scheinwerferlichtfunktionen geltenden Möglichkeiten ergeben sich auch für Signallichtfunktionen wie Blinklicht, Rücklicht, Tagfahrlicht und Bremslicht Optimierungspotenziale im Hinblick auf eine zuverlässige, energiesparende und unnötige Reize vermeidende Signalisierung.
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Insgesamt ermöglicht die Erfindung einen energiesparenden und blendungsarmen Betrieb bei besserem visuellen Komfort für alle Verkehrsbeteiligten.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Beleuchtungseinrichtung ein Scheinwerfer oder ein Scheinwerferlichtmodul in einem Scheinwerfer ist.
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Bevorzugt ist auch, dass die Beleuchtungseinrichtung eine Signalleuchte oder ein Signalleuchtenmodul in einem Scheinwerfer ist.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, den Scheinwerfer beim autonomen Fahren so zu betreiben, dass er dabei nur geringere Anforderungen an die Lichtverteilung, insbesondere an die Reichweite und/oder an die Schärfe, Lage und Qualität einer Hell/Dunkel-Grenze einer abgeblendeten Scheinwerferlichtverteilung erfüllt als beim Fahren mit manueller Fahrzeugsteuerung.
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Bevorzugt ist auch, dass die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, den Scheinwerfer beim autonomen Fahren so zu betreiben, dass er dabei höhere Anforderungen an eine Vermeidung einer Blendung anderer Verkehrsteilnehmer erfüllt als beim Fahren mit manueller Fahrzeugsteuerung.
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Ferner ist bevorzugt, dass die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, den Scheinwerfer beim autonomen Fahren nur ohne Fernlicht oder mit deutlich abgeschwächtem Fernlicht zu betreiben.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Steuervorrichtung und der Scheinwerfer dazu eingerichtet sind, das Fahrzeugvorfeld beim autonomen Fahren unter Beibehaltung der Vermeidung einer Blendung anderer Verkehrsteilnehmer in Abhängigkeit vom Signal eines Insassenwunschgebers weiträumiger auszuleuchten als beim manuellen Fahren oder dabei bestimmte Bereiche der Lichtverteilung verstärkt oder abgeschwächt zu beleuchten.
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Bevorzugt ist auch, dass die Steuervorrichtung dazu eingerichtet, insbesondere dazu programmiert ist, zwischen verschiedenen Lichtmodi in Kopplung mit einer Umschaltung zwischen den verschiedenen Fahrmodi des autonomen Fahrens und des manuell gesteuerten Fahrens umzuschalten.
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Ferner ist bevorzugt, dass der Scheinwerfer dazu eingerichtet ist, ein Abblendlicht mit knickfreier, stufenfreier und horizontal gerade verlaufender Hell-Dunkel-Grenze zu erzeugen.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass der Scheinwerfer nur zur Erzeugung eines Abblendlichts, nicht aber eines Fernlichtes eingerichtet ist.
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Bevorzugt ist auch, dass der Scheinwerfer dazu eingerichtet ist, sichtbares Fernlicht nur durch ein zur Erzeugung eines Abblendlichtes und eines Fernlichtes eingerichtetes Bifunktionslichtmodul oder nur durch Hochschwenken eines Abblendlichtbündels zu erzeugen.
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Ferner ist bevorzugt, dass die Steuervorrichtung und die Beleuchtungseinrichtung dazu eingerichtet sind, beim autonomen Fahren weniger große Lichtströme zu erzeugen als beim manuellen Fahren.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, die Beleuchtungseinrichtung beim autonomen Fahren in Abhängigkeit von Daten eines GPS-Sensors und von Signalen anderer Sensoren und abhängig von der Fahrsituation automatisch in einen anderen Lichtmodus umzuschalten.
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Ferner ist bevorzugt, dass die Beleuchtungseinrichtung dazu eingerichtet ist, das Fahrzeugvorfeld durch für den menschlichen Sehsinn nicht wahrnehmbare Strahlung (z.B. Infrarotstrahlung) auszuleuchten und reflektierte Strahlung mit einer Sensorik zu erfassen und an ein Fahrzeugsteuergerät zu übergeben, das zur Steuerung des autonomen Fahrens eingerichtet ist.
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Bevorzugt ist auch, dass die Beleuchtungseinrichtung dazu eingerichtet ist, die von der für die reflektierte Strahlung empfindlichen Sensorik erfassten Sensordaten den Insassen als Bildinformation zur Verfügung zu stellen.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Unteransprüchen. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Dabei zeigen, jeweils in schematischer Form:
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1 eine Funktionsblockdarstellung verschiedener Bestandteile eines zum manuell gesteuerten Fahren und zum autonomen Fahren eingerichteten Kraftfahrzeugs;
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2 ein Ausführungsbeispiel einer Beleuchtungseinrichtung;
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3 ein Ausführungsbeispiel eines optischen Systems der Beleuchtungseinrichtung aus der 2; und
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4 ein Ausführungsbeispiel eines dazu von der Steuervorrichtung abgearbeiteten Steuerprogramms.
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Im Einzelnen zeigt die 1 eine Funktionsblockdarstellung verschiedener Bestandteile eines zum manuell gesteuerten Fahren und zum autonomen Fahren eingerichteten Kraftfahrzeugs. Diese Bestandteile beinhalten insbesondere ein Fahrzeugsteuergerät 10 oder einen Verbund 10' von Steuergeräten, welche die Bewegung des Fahrzeugs steuern, eine Sensorik 12, die für das autonome Fahren erforderliche Informationen bereitstellt, eine Außenbeleuchtungsvorrichtung 14, eine weitere Sensorik 16, die Signale insbesondere für die Außenbeleuchtungseinrichtung bereitstellt, und einen Fahrer- oder Insassenwunschgeber 17, mit dem der Fahrer und/oder ein anderer Insasse des Fahrzeugs die Erzeugung der Lichtverteilungen beeinflussen kann.
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Beispiele von Steuergeräten eines Verbundes von Steuergeräten, die zusammen ein Fahrzeugsteuergerät 10 der oben genannten Art bilden, sind ein Antriebssteuergerät 18, welches einen Kraftfluss zwischen einem Antriebsmotor und den Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs steuert, und ein Lenkungssteuergerät 20, welches zum Beispiel die Lenkung steuert, und ein Bremsensteuergerät 22, welches die Bremsen des Kraftfahrzeugs steuert. Die Steuergeräte sind zum Zweck der Steuerung mit Stellgliedern verbunden. Im Fall des Antriebssteuergeräts ist dies ein Leistungsstellglied 24, beispielsweise ein die Luft- oder Kraftstoffzufuhr zu einem Verbrennungsmotor beeinflussendes Stellglied wie eine Drosselklappe im Luftpfad oder eine Anordnung von Kraftstoffeinspritzventilen im Kraftstoffpfad. Im Fall eines Lenkungsstellgliedes 26 ist dies zum Beispiel ein Elektromotor, der eine Lenkbewegung von Rädern des Kraftfahrzeugs antreibt, und im Fall des Bremsenstellgliedes 28 ist das Stellglied zum Beispiel eine Anordnung von Hydraulikventilen, mit denen Bremsdrücke, insbesondere radindividuelle Bremsdrücke, in einer Bremshydraulik des Kraftfahrzeuges variiert werden.
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Wenn im Folgenden vom Fahrzeugsteuergerät 10 die Rede ist, soll damit auch ein solcher Verbund von Fahrzeugsteuergeräten gemeint sein, wobei die einzelnen Steuergeräte bevorzugt über einen Datenbus 29 miteinander kommunizieren können, so dass zum Beispiel Signale von Sensoren, die an eines der Steuergeräte und/oder den Datenbus angeschlossen sind, auch den anderen Steuergeräten zur Verfügung stehen und dass Ausgangssignale von jeweils einem der Steuergeräte und/oder bei der Bildung der Ausgangssignale gebildete interne Daten, die auch für andere der Steuergeräte nützlich sind, auch den anderen Steuergeräten zur Verfügung stehen. Dies wird alles als prinzipiell bekannt vorausgesetzt. Bekannt sind in diesem Zusammenhang zum Beispiel auch Fahrdynamikregelungen, bei denen automatisch gesteuerte Bremsbetätigungen und Betätigungen von Leistungsstellgliedern im Antriebsstrang koordiniert werden.
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Das Fahrzeugsteuergerät 10 empfängt und verarbeitet insbesondere Signale der Sensorik 12, die für das autonome Fahren erforderliche Informationen bereitstellt. Beispiele solcher Informationen sind Informationen über das Umfeld des Fahrzeugs, die Position und Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs sowie den geplanten Verlauf des Fahrwegs und Informationen über Positionen und Geschwindigkeiten anderer Verkehrsteilnehmer. Eine solche Sensorik weist zum Beispiel einen oder mehrere Radarsensoren, und/oder einen oder mehrere Ultraschallsensoren und/oder einen oder mehrere Infrarotsensoren und/oder eine oder mehrere für sichtbares Licht empfindliche Kameras und einen GPS-Sensor auf.
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Darüber hinaus ist bei der Ausgestaltung, die in der 1 dargestellt ist, noch die primär für die Steuerung der Beleuchtungseinrichtung vorgesehene weitere Sensorik 16 vorhanden. Bei dieser Sensorik handelt es sich bevorzugt um eine Sensorik, die eine Umgebungshelligkeit misst und/oder die speziell auf von anderen Verkehrsteilnehmern stammende Schweinwerfer oder Signallicht reagiert. Diese weitere Sensorik kann ebenfalls eine oder mehrere Kameras für sichtbares Licht und/oder eine oder mehrere Infrarotsensoren und/oder eine oder mehrere Radar- und/oder eine oder mehrere Ultraschallsensoren umfassen. Die weitere Sensorik kann sich von der speziell für das autonome Fahren, also die Steuerung der Fahrzeugbewegung, vorgesehenen Sensorik durch eine andere Ortsauflösung und/oder Reichweite unterscheiden.
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Die weitere Sensorik kann auch einen Schalter wie einen Bremslichtschalter oder einen mit der Kraftübertragung mechanisch gekoppelten Schalter aufweisen, der bei einer Rückwärtsfahrrichtung einen Rückfahrscheinwerfer einschalten soll und welcher der Steuervorrichtung ein entsprechendes Signal übergibt. Die Signale der weiteren Sensorik werden bevorzugt ebenfalls über das Bussystem dem Fahrzeugsteuergerät zur Verfügung gestellt.
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Über die Signale der genannten Sensoriken hinaus ist der Fahrerwunschgeber 17 vorgesehen, der vom Fahrer oder einem anderen Insassen des Kraftfahrzeugs manuell bedienbar ist. Der Fahrerwunschgeber ist zum Beispiel ein Lichtschalter, mit dem das Licht einschaltbar ist und/oder mit dem zwischen verschiedenen Lichtverteilungen umgeschaltet werden kann. Beispiele verschiedener Lichtverteilungen sind eine Abblendlichtverteilung und eine Fernlichtverteilung.
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An das Bussystem 29 ist darüber hinaus ein Navigationsgerät 35 angeschlossen, in dem insbesondere Informationen über mögliche Fahrwege abgelegt sind und das eine Routenplanung ermöglicht. Die Außenbeleuchtungseinrichtung 14 umfasst wenigstens eine Beleuchtungseinrichtung 30 und eine zur Steuerung der Beleuchtungseinrichtung eingerichtete Steuervorrichtung 31.
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Die 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Beleuchtungseinrichtung 30. Die Beleuchtungseinrichtung 30 ist dabei die Baugruppe, die wenigstens eine Lichtverteilung, sei es eine Scheinwerferlichtverteilung oder eine Signallichtverteilung, erzeugt. Eine solche Baugruppe umfasst zumindest ein Lichtmodul 32, das eine Lichtquelle 34 und ein Licht der Lichtquelle sammelndes und zu einem gerichteten Lichtbündel umformendes optisches System 36 aufweist. Das Lichtmodul 32 ist dabei allein oder zusammen mit weiteren Lichtmodulen in einem Gehäuse 38 angeordnet, das eine von einer transparenten Abdeckscheibe 40 abgedeckte Lichtaustrittsöffnung aufweist. Ein Lichtmodul kann entweder eine oder mehrere Signallichtfunktionen erfüllen oder eine oder mehrere Scheinwerferlichtfunktionen erfüllen, in einem Frontscheinwerfer oder in einer Heckleuchte. Die Lichtquelle kann eine Glühlampe, eine Gasentladungslampe oder eine Halbleiterlichtquelle sein, die einen oder mehrere lichtemittierende Halbleiterchips, zum Beispiel Leuchtdioden oder Laserdioden aufweist. Die Beleuchtungseinrichtung umfasst bevorzugt sämtliche Frontscheinwerfer und Heckleuchten des Kraftfahrzeugs.
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3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optischen Systems 36 in einem Lichtmodul 32. Das optische System 36 umfasst bevorzugt wenigstens einen Hohlspiegelreflektor 42 und/oder wenigstens ein lichtbrechendes Element 44 wie eine Sammellinse und/oder eine katadioptrische Optik. Zusätzlich kann das optische System eine oder mehrere starre oder bewegliche Blenden 46 zur Begrenzung des von der Lichtquelle ausgehenden Lichtbündels 48 und zur aus der Begrenzung resultierenden Erzeugung einer Hell-Dunkel-Grenze aufweisen.
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Bekannt sind auch Lichtmodule 32, deren Lichtbündel sich automatisch um eine bei bestimmungsgemäßer Verwendung vertikale Drehachse 50 schwenken lässt, um zum Beispiel eine Kurve auszuleuchten, eine Blendung des Gegenverkehrs zu vermeiden oder um das Lichtbündel 48 und damit auch die Aufmerksamkeit des Fahrers zum Beispiel auf Fußgänger im Fahrzeugumfeld zu richten.
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Bekannt sind auch Lichtmodule, deren Lichtbündel 48 sich um eine bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Beleuchtungseinrichtung horizontale Achse 52 schwenken lässt, um zum Beispiel eine Leuchtweitenregelung zu verwirklichen.
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Die Steuervorrichtung 31 ist erfindungsgemäß dazu eingerichtet, die Beleuchtungseinrichtung 30 in dem autonomen Fahrbetriebsmodus unter sonst gleichen Betriebsbedingungen anders zu betreiben als in dem Fahrbetriebsmodus mit manueller Steuerung. Dazu ist die Steuervorrichtung 31 mit dem Fahrzeugsteuergerät 10 verbunden, wobei die Verbindung bevorzugt über das genannte Bussystem verwirklicht ist.
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Der Steuervorrichtung stehen daher prinzipiell alle über das Bussystem ausgetauschten Signale zur Verfügung, so dass die Steuervorrichtung bevorzugt auf Signale zugreifen kann, die von der Sensorik bereitgestellt werden, die für das autonome Fahren erforderliche Informationen erfasst.
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Ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung besteht darin, dass sie dazu eingerichtet ist, die Beleuchtungseinrichtung 30 in dem autonomen Fahrbetriebsmodus unter sonst gleichen Betriebsbedingungen anders zu betreiben als in dem Fahrbetriebsmodus mit manueller Steuerung.
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4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines dazu von der Steuervorrichtung abgearbeiteten Steuerprogramms. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Steuervorrichtung dazu eingerichtet, zunächst in einem Schritt 54 den Fahrmodus zu bestimmen. In einem Schritt 56 wird abgefragt, ob der Fahrmodus ein autonomer Fahrmodus AF ist. Wenn die Abfrage bejaht wird, verzweigt das Programm in den Schritt 58, in dem ein Lichtmodus für den autonomen Fahrmodus AF eingestellt wird. Wenn die Abfrage verneint wird, verzweigt das Programm in den Schritt 60, in dem ein Lichtmodus für den manuellen Fahrmodus eingestellt wird. Diese Schleife wird wiederholt durchlaufen, so dass die Einstellung der Lichtmodi im Betrieb des Fahrzeugs abhängig davon, ob sich das Kraftfahrzeug in einem autonomen Fahrbetriebsmodus oder einem Fahrbetriebsmodus mit manueller Steuerung befindet, wiederholt wechseln kann.
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Im Anschluss an den Bestimmungsschritt 54 steuert die Steuervorrichtung die Beleuchtungseinrichtung damit in Abhängigkeit davon, ob sich das Kraftfahrzeug in einem ersten Fahrzustand befindet, indem es autonom fährt, oder ob es sich in einem zweiten Fahrzustand befindet, in dem es von einem Fahrzeuginsassen manuell gesteuert wird. In einer Ausgestaltung werden abhängig von weiteren Parametern innerhalb des manuellen Fahrmodus noch Lichtmodi eingestellt, die sich voneinander unterscheiden. In einer weiteren Ausgestaltung werden alternativ oder ergänzend abhängig von weiteren Parametern innerhalb des autonomen Fahrmodus noch Lichtmodi eingestellt, die sich voneinander unterscheiden. Beispiele solcher Lichtmodi sind verschiedene Abblendlicht- und/oder Fernlichtverteilungen.
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Die Steuervorrichtung 31 ist demnach bevorzugt dazu eingerichtet, insbesondere dazu programmiert, verschiedene Lichtmodi (Betriebsweisen der Beleuchtungseinrichtung) in einer an die verschiedenen Fahrmodi (manuell, autonom) gekoppelten Weise zu verändern. Der Lichtmodus mit verringertem Energieverbrauch und verringerter Gefahr einer Blendung anderer Verkehrsteilnehmer wird von der Steuervorrichtung zum Beispiel beim Übergang vom manuellen Fahrmodus in den autonomen Fahrmodus aktiviert. Bevorzugt ist auch, dass die Aktivierung um eine vorbestimmte Zeit verzögert nach dem Übergang in den autonomen Fahrmodus erfolgt, um dem Fahrer unmittelbar nach dem Übergang in den autonomen Fahrmodus noch eine möglichst wenig beschränkte Sichtkontrolle der Fahrsituation zu erlauben.
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Der Unterschied zwischen den beiden Betriebsweisen der Beleuchtungseinrichtung besteht bevorzugt darin, dass die Beleuchtungseinrichtung im autonomen Fahrbetriebsmodus so betrieben wird, dass sie im Vergleich zum Fahrbetriebsmodus mit manueller Steuerung weniger Energie verbraucht und/oder eine verringerte Blendungsgefahr erzeugt. Die Verringerung des Energieverbrauchs ergibt sich dabei dadurch, dass die Lichtquellen der Beleuchtungseinrichtung mit geringerer Leistung betrieben werden und/oder dadurch, dass ggf. ein Basismodul ergänzende Zusatzmodule, die eine Spot erzeugen oder seitliche Bereiche ausleuchten, deaktiviert werden. Dies ist möglich, weil das autonome Fahren, insbesondere bei Nacht oder in der Dämerung, weniger auf einer Wahrnehmung der Umgebung durch den menschlichen Sehsinn und sichtbares Licht basiert als dies bei einer manuellen Steuerung des Fahrzeugs durch einen Fahrer der Fall ist und menschliche Reaktionszeiten im Wesentlichen entfallen. Entsprechend ist es mögliche, die Lichtemission gesteuert abzuschwächen, so dass die Helligkeit und die Reichweite in Vorwärtsrichtung sowie die Breite der Ausleuchtung quer zur Fahrtrichtung verringert sind.
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Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass bei einer Abblendlichtverteilung, die sich bekanntlich durch eine etwa auf der Höhe des Horizonts vor dem Fahrzeug liegende Hell-Dunkel-Grenze auszeichnet, die Hell-Dunkel-Grenze im autonomen Fahrbetrieb in vertikaler Richtung vorzugsweise tiefer liegt als im Fahrbetrieb mit manueller Fahrzeugsteuerung. Dadurch wird die Gefahr einer Blendung anderer Verkehrsteilnehmer verringert.
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Dabei werden in beiden Fahrbetriebsmodi bevorzugt die gleichen Lichtmodule zur Erzeugung der Lichtverteilungen benutzt, wobei die genannten Effekte durch eine veränderte Ansteuerung der Lichtmodule erzeugt werden. Die Veränderung der Ansteuerung besteht dabei in einer Veränderung der elektrischen Leistung, mit der die Lichtquellen betrieben werden und/oder in einer mechanischen Verstellung der Position einer das Lichtbündel begrenzenden Blende oder einer Veränderung eines Schwenkwinkels des Lichtbündels des Lichtmoduls, wobei der Schwenkwinkel zwischen einer zentralen Hauptrichtung des Lichtbündels und einer Horizontalen liegt. Die Schwenkrichtung lässt sich, je nach konstruktiver Ausführung des Lichtmoduls, durch ein mechanisches Schwenken des Lichtmoduls oder durch eine veränderte Ansteuerung von in mehreren Zeilen einer Lichtquellenmatrix angeordneten Halbleiterlichtquellen verändern. Analog lässt sich die seitliche Streubreite bei der Verwendung einer solchen Lichtquellenmatrix durch ein Dimmen von Lichtquellen in seitlichen Spalten der Lichtquellenmatrix verringern.
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Die Beleuchtungseinrichtung weist einen Scheinwerfer oder ein Scheinwerferlichtmodul in einem Scheinwerfer auf. Alternativ oder ergänzend ist weist die Beleuchtungseinrichtung eine Signalleuchte oder ein Signalleuchtenmodul in einem Scheinwerfer oder einer Heckleuchte auf.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung wird ein Scheinwerfer in dem Fahrbetriebszustand mit autonomer Fahrzeugsteuerung ohne Fernlicht betrieben.
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Bevorzugt ist auch, dass das Fahrzeugvorfeld im autonomen Fahrbetriebszustand unter Beibehaltung der Vermeidung einer Blendung anderer Verkehrsteilnehmer in Abhängigkeit vom Signal eines Insassenwunschgebers oder Fahrerwunschgebers weiträumiger ausgeleuchtet wird als im zweiten Fahrzustand mit manueller Fahrzeugsteuerung.
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Bevorzugt ist auch, dass nur noch ein Abblendlicht mit gerader Hell-Dunkel-Grenze, also ohne die Anhebung (ohne Knick, ohne Stufe) auf der eigenen Verkehrsseite (z.B. rechts bei Rechtsverkehr) verwendet wird. Dies gilt in einer Variante für beide Fahrbetriebszustände. In diesem Fall ergibt sich der Vorteil eines vereinfachten Aufbaus des Scheinwerfers, da auf Strukturen zur Erzeugung verschiedener Hell-Dunkel-Grenzen verzichtet werden kann. Die erfindungsgemäß unterschiedliche Betriebsweise der Beleuchtungseinrichtung ergibt sich zum Beispiel durch einen Betrieb mit unterschiedlichen Leistungen. In einer anderen Ausgestaltung gilt dies nur für den autonomen Fahrbetriebszustand. Es sind dann aber Strukturen für eine Erzeugung von je nach Fahrbetriebsmodus unterschiedlichen Hell-Dunkel-Grenzen erforderlich. Solche Strukturen können in verschiedenen Lichtmodulen bestehen oder aber in einer variabel verstellbaren Blende, die in verschiedenen Stellpositionen unterschiedlich verlaufenden Blendenkanten besitzt, von denen eine durchgehend gerade und eine andere eine Stufe oder einen Knick aufweist.
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Eine weitere Ausgestaltung der Beleuchtungseinrichtung sieht vor, dass der oder die Scheinwerfer der Beleuchtungseinrichtung nicht zur Erzeugung eines Fernlichtes eingerichtet sind. Dies gilt in einer Variante für beide Fahrbetriebszustände. In diesem Fall ergibt sich der Vorteil eines vereinfachten Aufbaus des Scheinwerfers, da auf Strukturen zur Erzeugung des Fernlichtes verzichtet werden kann. Die erfindungsgemäß unterschiedliche Betriebsweise der Beleuchtungseinrichtung ergibt sich dann zum Beispiel durch einen Betrieb mit unterschiedlichen Leistungen. In einer anderen Ausgestaltung gilt dies nur für den autonomen Fahrbetriebszustand. Es sind dann aber Strukturen für eine Erzeugung eines Fernlichtes für den manuellen Fahrbetrieb erforderlich. Solche Strukturen können in verschiedenen Lichtmodulen bestehen oder aber in einer variabel verstellbaren Blende, die für ein Abblendlicht in das Lichtbündel bewegt werden kann, um dieses zu begrenzen, und die für ein Fernlicht aus dem Lichtbündel herausbewegt werden kann.
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Bevorzugt ist auch, dass ein sichtbares Fernlicht nur beim manuell gesteuerten Fahren, nicht aber beim autonomen Fahren erzeugt wird. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass sichtbares Fernlicht (es sind auch Infrarotfernlichtfunktionen denkbar) nur durch ein Bifunktionsmodul, also nicht durch ein separates, nur der Erzeugung des Fernlichtes dienenden Fernlichtmodul, erzeugt wird, oder dass das sichtbare Fernlicht nur durch Hochschwenken des Abblendlichtes erzeugt wird. Damit kann man verringerte Anforderungen an das Fernlicht gut erfüllen und spart Bauraum, Energie und Kosten.
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Dies gilt in einer Variante für beide Fahrbetriebszustände, also sowohl für das autonome als auch für das manuell gesteuerte Fahren. Auch in diesem Fall ergibt sich der Vorteil eines vereinfachten Aufbaus des Scheinwerfers, da auf Strukturen zur Erzeugung des Fernlichtes verzichtet werden kann. Die erfindungsgemäß unterschiedliche Betriebsweise der Beleuchtungseinrichtung ergibt sich dann zum Beispiel durch einen Betrieb mit unterschiedlichen Leistungen. In einer anderen Ausgestaltung gilt dies nur für den autonomen Fahrbetriebszustand. Es sind dann aber Strukturen für eine Erzeugung eines Fernlichtes für den manuellen Fahrbetrieb erforderlich. Solche Strukturen können in verschiedenen Lichtmodulen bestehen oder aber in einer variabel verstellbaren Blende, die für ein Abblendlicht in das Lichtbündel bewegt werden kann, um dieses zu begrenzen, und die für ein Fernlicht aus dem Lichtbündel herausbewegt werden kann.
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Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass im autonomen Fahrbetrieb abgeschwächte Lichtwerte, also weniger intensives und damit weniger helles Licht verwendet wird. Dies gilt entweder generell für den autonomen Fahrbetrieb, oder es ist zusätzlich von einem Insassenwunsch abhängig. So können die Insassen z.B. auch beim autonomen Fahren die Beleuchtung des Fahrzeugumfeldes gegenüber dem Lichtmodus mit abgeschwächten Lichtwerten verstärken, um das Umfeld besser sehen zu können. Wenn die Insassen dagegen ruhen und demzufolge den Insassenwunschgeber mangels Interesse an einer aktiv beleuchteten Fahrzeugumgebung nicht betätigen, können stattdessen die abgeschwächten Lichtwerte verwendet werden. Die abgeschwächten Lichtwerte werden dadurch erzeugt, dass die Steuervorrichtung die Beleuchtungseinrichtung beim autonomen Fahren so steuert, dass sie weniger große Lichtströme erzeugt als beim manuellen Fahren.
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Bevorzugt ist auch, dass der Scheinwerfer dazu eingerichtet ist, eine Abblendlichtverteilung mit einer etwas tiefer als vorgeschrieben liegenden Hell-Dunkel-Grenze zu erzeugen. In einer bevorzugten Ausgestaltung wird beim manuellen Fahren eine Hell-Dunkel-Grenze eingestellt, die eine zulässige Maximalhöhe aufweist, und beim autonomen Fahren wird eine etwas tiefer liegende Hell-Dunkel-Grenze mit Hilfe einer verstellbaren Blende eingestellt. In einer anderen Ausgestaltung wird ein vereinfachter und damit kostengünstiger Scheinwerfer verwendet, bei dem die Hell-Dunkel-Grenze etwas tiefer liegt als vorgeschrieben und der daher einfacher und kostengünstiger zu fertigen ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung wird auf eine aufwändige und teure Kurvenlichtfunktion verzichtet. Sofern eine solche Funktion vorhanden ist, wird sie bevorzugt nur beim manuellen Fahren verwendet.
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In einer weiteren Ausgestaltung werden im autonomen Fahrbetrieb nur noch die Signallichtfunktionen aktiviert. Mit diesen Signallichtfunktionen wie Bremslicht, Blinklicht, Tagfahrlicht wird anderen Verkehrsteilnehmern die Präsenz und das Verhalten des Kraftfahrzeuges signalisiert. Scheinwerferlichtfunktionen werden dagegen deaktiviert. Diese Ausgestaltung eignet sich zum Beispiel besonders für den autonomen Fahrbetrieb von Verkehrsmitteln wie Bussen in bestimmten Verkehrsbereichen.
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Eine weitere Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass im autonomen Fahrbetrieb auf eine Blinklichtfunktion und/oder auf eine Bremslichtfunktion verzichtet wird oder diese Funktionen nur noch mit erheblich verringerten Lichtwerten betrieben werden. Diese Ausgestaltung eignet sich nur bei weitgehend vollständiger Marktdurchdringung und in Verkehrsbereichen wie Autobahnen, auf denen nur autonom gesteuerte Kraftfahrzeuge unterwegs sind. Für einen solchen Betrieb sieht eine weitere bevorzugte Ausgestaltung eine automatisch erfolgende Kommunikation zwischen sich nähernden Kraftfahrzeugen vor.
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Bevorzugt ist auch, dass innerhalb des autonomen Betriebs des Kraftfahrzeuges in Abhängigkeit von GPS-Daten und physikalischen Parametern der Fahrzeugbewegung (z.B. Geschwindigkeit) und abhängig von der Fahrsituation (z.B. Fahrzeugposition in einem Kreuzungsbereich) automatisch in einen anderen Lichtmodus umgeschaltet wird, in dem die Präsenz des Fahrzeugs verstärkt signalisiert wird und/oder in dem die Umfeldbeleuchtung gegenüber der im autonomen Betrieb sonst abgeschwächten Beleuchtung verstärkt wird.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass bestimmte Bereiche im autonomen Fahrbetrieb besonders hell beleuchtet werden, um die Aufmerksamkeit des Fahrers dorthin zu lenken und um ihn aufzufordern, die Fahrzeugsteuerung zu übernehmen. Dies kann durch die Umfeldsensorik des Kraftfahrzeugs und/oder in Abhängigkeit von der durch GPS-Daten bekannten Position und von in einem Navigationsgerät entsprechend gekennzeichneten Bereichen erfolgen.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass das Scheinwerfersignalbild beim Wechsel des Fahrbetriebsmodus verändert wird, so dass der Fahrbetriebsmodus von anderen Verkehrsteilnehmern erkennbar ist.
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Bevorzugt ist auch, dass das Fahrzeugvorfeld durch für den menschlichen Sehsinn nicht wahrnehmbare Strahlung ausgeleuchtet wird und durch eine für diese Strahlung empfindliche Sensorik erfasst und zur Steuerung des autonomen Fahrzustands benutzt wird. Als Strahlung kommt insbesondere Infrarotstrahlung in Frage.
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Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass solche Sensordaten den Insassen als Bildinformation zur Verfügung gestellt werden.
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Insgesamt zeichnet sich die Außenbeleuchtungseinrichtung auch dadurch aus, dass die Beleuchtungseinrichtungen insgesamt, insbesondere aber die Scheinwerfer, im Vergleich zu heutigen Scheinwerfern vereinfacht ausgestaltet sind und nur geringere lichttechnische Anforderungen erfüllen. Wie bereits erwähnt wurde, kann eine Vereinfachung zum Beispiel darin bestehen, dass ein Fernlicht gar nicht erzeugt wird oder nur durch ein Hochschwenken des Abblendlichts erzeugt wird.
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Um den Sensorik-Aufwand für die Steuerung der Beleuchtungseinrichtungen im autonomen Fahrbetrieb gering zu halten, ist es von Vorteil, die für das autonome Fahren ohnehin erforderliche Sensorik auch zur Steuerung der Beleuchtungseinrichtungen zu nutzen. Zum Beispiel muss die Fahrzeugsteuerung im autonomen Fahrbetriebsmodus wissen, ob und gegebenenfalls wo sich andere Verkehrsteilnehmer in der Nähe des eigenen Kraftfahrzeugs befinden, wo eine Kurve kommt, wie schnell gefahren wird, und so weiter. Mit Kenntnis dieser Situation werden auch die Beleuchtungseinrichtungen beim autonomem Fahren bevorzugt situationsgerecht gesteuert, um zum Beispiel eine Kurve auszuleuchten, aufzublenden und abzublenden, und so weiter.
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Dies alles gilt sowohl für Kraftfahrzeuge, mit denen ein autonomer Fahrbetrieb nur bei Tageslicht durchgeführt werden kann, weil sie nur mit einer tageslichtabhängigen Videosensorik ausgerüstet sind, als auch für Kraftfahrzeuge, die eine nachtfahrtaugliche Sensorik wie Radarsensoren und Infrarotsensoren aufweisen.
