DE102016005458A1

DE102016005458A1 - Betreiben eines Scheinwerfers

Info

Publication number: DE102016005458A1
Application number: DE102016005458.1A
Authority: DE
Inventors: Jan Boehm; Marcus Fiege; Joerg Moisel; Axel Mueller; Volker Reinhold; Katharina Wagner
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2016-07-29
Filing date: 2016-07-29
Publication date: 2018-02-01
Also published as: WO2018019413A1; US20200148094A1; WO2018019413A8; CN109476256B; CN109476256A; US10906452B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung (10) für einen Scheinwerfer (12) zum Emittieren von Licht gemäß einem einer einstellbaren Lichtverteilung (34) entsprechenden Scheinwerfersignal (14), wobei die Steuereinrichtung (10) zum Ausgeben des der einstellbaren Lichtverteilung (34) entsprechenden Scheinwerfersignals (14) an den Scheinwerfer (12) ausgebildet ist, wobei die Steuereinrichtung (10) eine Auswerteeinheit (18) aufweist, die ausgebildet ist, bei mittels einer Erfassungseinheit (24, 26) erfassten Partikeln (40) und einem erfassten selbstleuchtenden Objekt (32) Objektpositionsdaten des Objektes (32) sowie abhängig von den Objektpositionsdaten einen Bereich (30), in dem sich das Objekt (32) befindet, zu ermitteln, wobei die Auswerteeinheit (18) ferner ausgebildet ist, Daten für die Lichtverteilung (34) abhängig von dem Bereich (30) derart zu erzeugen, dass eine Lichtstärke im Bereich (30) gegenüber einer Lichtstärke außerhalb dieses Bereichs (30) reduziert oder erhöht ist, und aus den Daten für die Lichtverteilung (34) entsprechend das Scheinwerfersignal (14) zu ermitteln und auszugeben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für einen Scheinwerfer, insbesondere einen Fahrzeugscheinwerfer, zum Emittieren von Licht gemäß einem einer einstellbaren Lichtverteilung entsprechenden Scheinwerfersignal, wobei die Steuereinrichtung zum Ausgeben des der einstellbaren Lichtverteilung entsprechenden Scheinwerfersignals an den Scheinwerferanschluss ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Steuereinrichtung für einen Scheinwerfer, insbesondere einen Fahrzeugscheinwerfer, mit einer einstellbaren Lichtverteilung, mindestens einem Steuergerät und mindestens einer Objekterfassungseinheit. Die Erfindung betrifft ferner einen Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug. Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Betreiben eines Scheinwerfers, insbesondere eines Fahrzeugscheinwerfers, der Licht gemäß einem einer einstellbaren Lichtverteilung entsprechenden Scheinwerfersignal emittiert, wobei mittels einer Erfassungseinheit Partikel und ein selbstleuchtendes Objekt erfasst werden.
Steuereinrichtungen für Scheinwerfer, insbesondere Pixel-Scheinwerfer, sowie Verfahren zu deren Betrieb, Scheinwerfer und auch Kraftfahrzeuge mit derartigen Scheinwerfern sind im Stand der Technik umfänglich bekannt. Sie dienen dazu, ein vorgegebenes Gelände in vorgebbarer Weise auszuleuchten, zu welchem Zweck eine vorgegebene, insbesondere einstellbare, Lichtverteilung bereitgestellt wird. Bei Kraftfahrzeugen dienen sie insbesondere zur Ausleuchtung eines Fahrwegs sowie auch zur vorschriftsmäßigen Bereitstellung einer Eigenbeleuchtung des Kraftfahrzeugs. Entsprechend der vorgebbaren, beziehungsweise einstellbaren Lichtverteilung erhält der Scheinwerfer ein Scheinwerfersignal, mittels welchem der Scheinwerfer entsprechend der Lichtverteilung gesteuert wird, sodass eine Beleuchtungskulisse entsprechend der Lichtverteilung eingestellt wird. Besonders bei Pixel-Scheinwerfern, die für den Betrieb in Kraftfahrzeugen vorgesehen sind, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass die Lichtverteilung auf einfache Weise bedarfsgerecht eingestellt beziehungsweise angepasst werden kann. So ist es zum Beispiel möglich, lediglich durch Ansteuern des Pixel-Scheinwerfers mittels eines entsprechenden Scheinwerfersignals eine Abblendlichtfunktion oder auch eine Fernlichtfunktion als Lichtverteilung zu realisieren. Natürlich ist die Nutzung eines Pixel-Scheinwerfers nicht auf die Anwendung bei Frontscheinwerfern von Kraftfahrzeugen begrenzt, sondern kann darüber hinaus auch bei Rückscheinwerfern und/oder dergleichen vorgesehen sein.
Ein Verfahren zum Steuern einer Lichtverteilung eines Scheinwerfers eines Kraftfahrzeugs ist beispielsweise aus der DE 10 2014 009 254 A1 bekannt. Diese befasst sich mit der Frage, die Lichtverteilung derart einzustellen, dass ein Erfüllen eines Blendkriteriums in einem vorgegebenen Bereich verhindert wird. Dadurch soll vermieden werden, dass Fahrer von weiteren Kraftfahrzeugen geblendet werden und dadurch potenzielle Gefahrensituationen entstehen.
Ferner ist aus der DE 103 03 046 A1 ein Verfahren sowie auch eine Vorrichtung bekannt, mittels der eine quantitative Einschätzung einer Sichtweite in einem Kraftfahrzeug für den Einsatz bei Nebel erreicht werden soll. Die dort ermittelte Sichtweite kann für weitere kraftfahrzeugseitige Funktionen bereitgestellt werden, vorzugsweise dem Fahrer als Information übermittelt werden.
Insbesondere im bestimmungsgemäßen Betrieb von Kraftfahrzeugen hat es sich bei Nebel als nachteilig herausgestellt, dass durch den Nebel die Sichtweite erheblich reduziert sein kann. Besonders bei Nachtfahrten erweist sich der bestimmungsgemäße Betrieb von kraftfahrzeugseitigen Frontscheinwerfern dahingehend als nachteilig, als dass durch den Nebel eine Grundhelligkeit im Sichtfeld des Fahrers entsteht, die ein Erkennen von externen Lichtquellen durch den Fahrer, wie beispielsweise Rückleuchten von vorausfahrenden Fahrzeugen, selbstleuchtende Verkehrszeichen wie Ampeln und dergleichen, erschwert. Gleichwohl ist in einem solchen Betriebszustand die vorschriftsmäßige Beleuchtung einzuhalten. Auch bei angepasst reduzierter Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs können jedoch die zuvor genannten Lichtquellen teilweise nur sehr spät erkannt werden. Dies ist nachteilig, falls der Führer des Kraftfahrzeugs einen Eingriff in einem aktuellen Fahrzustand des Kraftfahrzeugs aufgrund der erfassten Lichtquelle vornehmen muss. Dem Grunde nach ergibt sich ein vergleichbarer Nachteil auch bei einem Betrieb von Beleuchtungsanlagen, die in einem Freigelände beziehungsweise Außenbereich betrieben werden, beispielsweise um einen gesicherten Bereich zum Zwecke der Überwachung auszuleuchten oder dergleichen.
Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, die Erkennbarkeit von selbstleuchtenden Objekten bei Nebel, insbesondere ergänzend bei Dunkelheit, zu verbessern.
Als Lösung werden mit der Erfindung eine Steuereinrichtung, ein Scheinwerfer, ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgeschlagen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich anhand von Merkmalen der abhängigen Ansprüche.
Steuereinrichtungsseitig wird für eine gattungsgemäße Steuereinrichtung insbesondere alternativ vorgeschlagen, dass eine Auswerteeinheit, die ausgebildet ist, bei mittels einer Erfassungseinheit erfassten Partikeln und einem erfassten selbstleuchtenden Objekt Objektpositionsdaten des Objektes sowie abhängig von den Objektpositionsdaten einen Bereich, in dem sich das Objekt befindet, zu ermitteln, wobei die Auswerteeinheit ferner ausgebildet ist, Daten für die Lichtverteilung abhängig von dem Bereich derart zu erzeugen, dass eine Lichtstärke im Bereich gegenüber einer Lichtstärke außerhalb dieses Bereichs reduziert oder erhöht ist, und aus den Daten für die Lichtverteilung entsprechend das Scheinwerfersignal zu ermitteln und auszugeben
Ferner wird für eine gattungsgemäße Steuereinrichtung insbesondere vorgeschlagen, dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, die Lichtverteilung mittels einer Regelung einzustellen, bei der ein erfasstes Objekt mit einer örtlich variierenden Beleuchtungsstärke angeleuchtet wird, und die Regelung als Regelgröße einen Kontrast zwischen einer aktiv leuchtenden Zone des erfassten Objekts und einer passiv angeleuchteten Zone des erfassten Objekts nutzt.
So kann die Steuereinrichtung zum Beispiel eine Auswerteeinheit mit einem ersten Sensoranschluss für einen Partikelsensor zum Erfassen von Partikeln und einen zweiten Sensoranschluss für einen Objektsensor zum Erfassen eines selbstleuchtenden Objektes aufweisen, wobei die Auswerteeinheit ausgebildet ist, bei mittels des Partikelsensors erfassten Partikeln und einem mittels des Objektsensors erfassten selbstleuchtenden Objekt Objektpositionsdaten des Objektes zu erfassen sowie abhängig von den Objektpositionsdaten einen Bereich, in dem sich das Objekt befindet, zu ermitteln, wobei die Auswerteeinheit ferner ausgebildet ist, Daten für die Lichtverteilung abhängig von dem Bereich derart zu erzeugen, dass eine Lichtstärke im Bereich gegenüber einer Lichtstärke außerhalb dieses Bereichs reduziert oder erhöht ist, und aus den Daten für die Lichtverteilung entsprechend das Scheinwerfersignal zu ermitteln und auszugeben. Der Erfassungssensor braucht aber nicht zweiteilig ausgebildet zu sein, sondern er kann auch einen einzigen Sensor umfassen, der es erlaubt, sowohl Partikel als auch Objekte zu erfassen. Ein solcher Sensor kann durch eine Kamera oder dergleichen gebildet sein. In diesem Fall benötigt die Auswerteeinheit vorzugsweise natürlich nur einen Anschluss für den Erfassungssensor.
Für einen gattungsgemäßen Scheinwerfer wird insbesondere vorgeschlagen, dass dieser eine Steuereinrichtung gemäß der Erfindung aufweist, wobei der Scheinwerfer eine Pixel-basierte Lichtquelle aufweist.
Für ein gattungsgemäßes Kraftfahrzeug wird insbesondere vorgeschlagen, dass dieses einen erfindungsgemäßen Scheinwerfer und die Erfassungseinheit zum Erfassen von Partikeln und zum Erfassen eines selbstleuchtenden Objektes aufweist.
Verfahrensseitig wird in Bezug auf ein gattungsgemäßes Verfahren insbesondere vorgeschlagen, dass bei mittels des Erfassungssensors erfassten Partikeln und einem erfassten selbstleuchtenden Objekt Objektpositionsdaten des Objektes sowie abhängig von den Objektpositionsdaten ein Bereich, in dem sich das Objekt befindet, ermittelt werden, wobei Daten für die Lichtverteilung abhängig von dem Bereich derart erzeugt werden, dass eine Lichtstärke im Bereich gegenüber einer Lichtstärke außerhalb des Bereichs reduziert oder erhöht wird, und aus den Daten für die Lichtverteilung das Scheinwerfersignal ermittelt wird.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass bei Partikeln wie aufgrund von Nebel, Rauch, Schneefall oder dergleichen, insbesondere in Kombination mit Dunkelheit, ein selbstleuchtendes Objekt besser erkennbar ist, wenn eine eigene Beleuchtung reduziert ist, und zwar insbesondere in einem Sichtbereich, der einen Bereich um das Objekt herum umfasst. Bekanntermaßen führen Partikel, insbesondere Nebel aber auch Staub, Schneeflocken oder dergleichen, dazu, dass Eigenlicht an den oftmals feinen Partikeln gestreut wird und Streulicht erzeugt, welches zu einer unerwünschten Beleuchtung des Raumes führt, der sich zwischen dem Scheinwerfer und dem Objekt befindet. Auf diese Weise entsteht eine Grundhelligkeit, die kontrastreduzierend wirkt, sodass eine Erkennbarkeit des selbstleuchtenden Objektes reduziert ist. Insgesamt reduziert sich der Kontrast zwischen dem selbstleuchtenden Objekt und seiner Umgebung, sodass beispielweise in einem Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs die Erkennbarkeit von vorausfahrenden Kraftfahrzeugen, Ampeln, selbstleuchtenden Verkehrszeichen und/oder dergleichen durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs erschwert ist. Die Erfindung nutzt diese Erkenntnis dahingehend, dass ein Bereich ermittelt wird, der sich um das Objekt herum erstreckt und in dem sich das Objekt befindet, der reduziert ausgeleuchtet wird, wodurch in diesem Bereich die Wirkung von Streulicht reduziert ist. Dadurch ist der Kontrast zwischen dem selbstleuchtenden Objekt und seiner Umgebung verbessert. Folglich erhöht sich die Erkennbarkeit des selbstleuchtenden Objekts.
Das selbstleuchtende Objekt kann beispielsweise eine Lichtsignalanlage wie eine Ampel, ein selbstleuchtendes Verkehrszeichen, eine automatische Signalanlage, aber auch Scheinwerfer von anderen Kraftfahrzeugen, insbesondere Frontscheinwerfer, Rückleuchten, Bremsleuchten aber auch Rückfahrscheinwerfer und/oder dergleichen sein. Darüber hinaus kann das selbstleuchtende Objekt zum Beispiel auch eine Warnleuchte in einem überwachten Gelände sein, deren Sichtbarkeit bei einem Überwachungspunkt aus verbessert werden soll.
Ein Scheinwerfer ist eine Beleuchtungseinrichtung, die zur Bereitstellung einer der vorgegebenen, insbesondere einstellbaren, Lichtverteilung entsprechenden Beleuchtungskulisse dient. Vorzugsweise ist der Scheinwerfer ein Pixel-Scheinwerfer, der eine Lichtquelle aufweist, die matrixartig Licht zu emittieren vermag, beispielsweise eine Lichtquelle basierend auf einer Matrixanordnung von Leuchtdioden. Darüber hinaus ist der Scheinwerfer beispielsweise ein Laserscheinwerfer, insbesondere basierend auf einem Scannerprinzip. Aufgrund seiner Eigenschaften vermag der Pixel-Scheinwerfer eine Vielzahl von Lichtverteilungen durch geeignete Ansteuerung seiner Lichtquelle zu erzeugen, beispielsweise bei einem Frontscheinwerfer für ein Kraftfahrzeug Abblendlicht, Fernlicht, Standlicht und/oder dergleichen.
Die Erfindung nutzt einen Erfassungssensor zum Erfassen der Partikel. Partikel können Staub, Eispartikel, Schneeflocken, Tröpfchen, insbesondere Nebel und/oder dergleichen sein. Insbesondere kann der Erfassungssensor als Partikelsensor, als Nebelsensor zum Erfassen von Nebel oder dergleichen ausgebildet sein. Der Erfassungssensor kann entsprechend der erfassten Partikel ein Partikelsensorsignal bereitstellen, welches mittels der Auswerteeinheit weiterverarbeitet werden kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass bei einem Nebelsensor entsprechend des erfassten Nebels ein Nebelsignal bereitgestellt wird, welches mittels der Auswerteeinheit weiterverarbeitet werden kann. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass bei einem Partikelsensor ein Partikelsensorsignal beziehungsweise bei einem Nebelsensor ein Nebelsensorsignal bereitgestellt wird, welches mittels der Auswerteeinheit zunächst ausgewertet wird, um zu ermitteln, ob Partikel vorhanden sind beziehungsweise Nebel vorhanden ist. Der Erfassungssensor, insbesondere der Partikelsensor beziehungsweise der Nebelsensor, kann beispielsweise durch eine Kamera oder dergleichen gebildet sein.
Entsprechend nutzt die Erfindung ein Objektsignal des Erfassungssensors, um das Objekt zu erfassen. Der Erfassungssensor kann beispielweise einen Objektsensor umfassen, der eine Kamera und/oder ein Radarsystem beziehungsweise -gerät umfassen kann. Ist eine Kamera vorgesehen, kann diese zugleich auch als Partikelsensor genutzt werden. Insofern kann bei einer Kamera als Erfassungseinheit sowohl eine Partikelerfassung als auch eine Objekterfassung realisiert sein. Vorzugsweise ist der Erfassungssensor, insbesondere der Objektsensor bereits dazu ausgebildet, zu ermitteln, ob das Objekt ein selbstleuchtendes Objekt ist. Zu diesem Zweck kann der Erfassungssensor beziehungsweise der Objektsensor beispielsweise ein Kamerasystem, insbesondere kombiniert mit dem Radarsystem umfassen. Natürlich kann der Objektsensor sein Objektsensorsignal auch unmittelbar an die Auswerteeinheit übermitteln, die dann das Objektsensorsignal auswertet, um zu ermitteln, ob ein selbstleuchtendes Objekt vorhanden ist. Dem Grunde nach kann der Objektsensor aber auch mit einer Datenbank kombiniert sein, aus sich ergibt, ob das Objekt selbstleuchtend ist. Die Datenbank kann beispielweise die eines Navigationsgerätes umfassen. Die Datenbank kann darüber hinaus auch eine entfernte Datenbank umfassen, die über eine Kommunikationsverbindung verfügbar sein kann, beispielsweise über ein Mobilfunknetz, dem Internet und/oder dergleichen.
Damit der Scheinwerfer in gewünschter Weise angesteuert werden kann, weist die Steuereinrichtung vorzugsweise einen Scheinwerferanschluss auf, an dem die Steuereinrichtung das der vorgebbaren Lichtverteilung entsprechende Scheinwerfersignal bereitstellt. Der an die Steuereinrichtung angeschlossene Scheinwerfer kann dann anhand des Scheinwerfersignals seine Lichtquelle entsprechend zur Erzeugung der vorgegebenen Lichtverteilung einstellen. Der Anschluss kann jedoch auch über ein BUS-System realisiert sein, bei einem Kraftfahrzeug zum Beispiel ein CAN-BUS oder dergleichen. Dem Grunde nach gilt dies gleichermaßen auch für die Erfassungseinheit, die ebenfalls über das BUS-System an die Steuereinrichtung angeschlossen sein kann. Dadurch kann die Anzahl der erforderlichen Anschlüsse reduziert werden.
Die Verfahrensführung gemäß der Erfindung kann vorzugsweise mittels einer Auswerteeinheit erreicht werden, die von der Steuereinrichtung umfasst ist. Zu diesem Zweck weist die Auswerteeinheit vorzugsweise einen ersten Sensoranschluss für den Partikelsensor und den zweiten Sensoranschluss für den Objektsensor auf. Damit stehen in der Auswerteeinheit Sensorsignale des Erfassungssensors, insbesondere des Partikelsensors und des Objektsensors zur Verfügung. Alternativ oder ergänzend kann auch ein Anschluss über das BUS-System vorgesehen sein. In diesem Fall sind die Auswerteeinheit und der Erfassungssensor jeweils an das BUS-System angeschlossen.
Die Auswerteeinheit ist ferner dazu ausgebildet, bei mittels des Erfassungssensors beziehungsweise des Partikelsensors erfassten Partikeln und einem mittels des Erfassungssensors beziehungsweise des Objektsensors erfassten selbstleuchtenden Objekt Objektpositionsdaten des Objekts zu erfassen. Die Objektpositionsdaten können beispielsweise eine geographische Position, zum Beispiel auf Basis von dreidimensionalen Raumkoordinaten oder dergleichen sein. Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit ausgebildet, die Objektpositionsdaten nur dann zu ermitteln, wenn sowohl Partikel als auch ein selbstleuchtendes Objekt erfasst wurden. Ist das Objekt beispielsweise nicht selbstleuchtend, kann vorgesehen sein, dass Objektpositionsdaten nicht ermittelt werden.
Ferner ermittelt die Auswerteeinheit abhängig von den Objektpositionsdaten einen Bereich, in dem sich das Objekt befindet. Der Bereich kann beispielsweise ein Raumwinkel, ein das Objekt umfassender Raum und/oder dergleichen sein. Vorzugsweise ist der Bereich größer als das Objekt, sodass das Objekt möglichst vollständig vom Bereich erfasst ist. Es kann vorgesehen sein, dass der Bereich einen bestimmten, vorgegebenen Abstand zu dem Objekt einhält. Der Abstand kann einstellbar ausgebildet sein. Zu dem Bereich ermittelt die Auswerteeinheit entsprechende Bereichsdaten, die den Bereich kennzeichnen. Beispielsweise können die Bereichsdaten durch eine Winkelangabe des Raumwinkels in Verbindung mit einer Richtungsangabe gebildet sein, die aus den Objektpositionsdaten ermittelt werden kann.
Die Auswerteeinheit ist ferner dazu ausgebildet, die Daten für die Lichtverteilung abhängig von den Bereichsdaten zu erzeugen. Zu diesem Zweck kann eine entsprechende Datenverarbeitung vorgesehen sein, die beispielsweise mittels einer Hardwareschaltung und/oder einer Rechnereinheit, die mittels eines geeigneten Rechnerprogramms gesteuert wird, ausgeführt werden kann. Dabei erzeugt die Auswerteeinheit die Daten für die Lichtverteilung derart, dass eine Lichtstärke im Bereich gegenüber einer Lichtstärke außerhalb des Bereichs als Bezugslichtstärke reduziert oder erhöht ist. Die Bezugslichtstärke ist vorzugsweise die Lichtstärke, die mittels der Steuereinrichtung ermittelt werden würde, wenn keine Partikel und/oder kein selbstleuchtendes Objekt erfasst werden würden. Beispielsweise kann die Lichtstärke im Bereich reduziert sein. Dadurch können Effekte aufgrund von Streulicht reduziert werden, um den Kontrast zum Erkennen des selbstleuchtenden Objekts zu verbessern. Unter bestimmten Umständen kann eine Verbesserung des Kontrasts aber auch durch eine Erhöhung der Lichtstärke im Bereich erreicht werden.
Aus den Daten der Lichtverteilung ermittelt die Auswerteeinheit sodann entsprechend das Scheinwerfersignal, welches beispielsweise am Scheinwerferanschluss oder auch an das BUS-System ausgegeben wird. Das Scheinwerfersignal kann beispielsweise ein analoges aber auch ein digitales Signal sein. Besonders vorteilhaft kann das Scheinwerfersignal ein kodiertes digitales Signal sein, welches detaillierte Daten bezüglich des Einstellens der Lichtverteilung durch den Scheinwerfer enthält. Insofern entspricht das Scheinwerfersignal der vorgebbaren Lichtverteilung.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, die Lichtverteilung mittels einer Regelung einzustellen, bei der ein erfasstes Objekt mit einer örtlich variierenden Beleuchtungsstärke angeleuchtet wird, und die Regelung als Regelgröße einen Kontrast zwischen einer aktiv leuchtenden Zone des erfassten Objekts und einer passiv angeleuchteten Zone des erfassten Objekts nutzt. Die Regelung kann durch eine elektronische Schaltung realisiert sein, die eine Rechnereinheit wie einen Mikroprozessor oder dergleichen umfassen kann. Vorzugsweise kann die aktiv leuchtende Zone den Bereich festlegen, wodurch zugleich auch passiv angeleuchtete Zone bestimmt werden kann. Mittels der Kamera als Erfassungssensor wird optisch ein Bild erfasst und daraus ein Kontrast zwischen den Zonen ermittelt. Die Regelung erfolgt derart, dass der Kontrast maximal wird. Zu diesem Zweck wird mittels des Scheinwerfers eine örtlich variierende Lichtverteilung bereitgestellt, die im Zuge der Regelung fortgestzt angepasst wird, bis der Kontrast maximal ist.
Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn der Bereich anhand einer vorgegebenen geometrischen Form ermittelt wird. So kann vorgesehen sein, dass zur Bereitstellung des Bereichs eine geometrische Form wie ein Kreis, eine Ellipse, ein Rechteck, ein Quadrat oder dergleichen bereitgestellt wird, welche hinsichtlich der geometrischen Eigenschaften bei Wahl einer geeigneten Größenabmessung das Objekt möglichst vollständig zu umschließen vermag. Es ist also nicht erforderlich, aufwendige Geometrien für Bereiche zu ermitteln. Es kann auf einfache Formen zurückgegriffen werden, sodass ein Aufwand für die Bereitstellung des Bereichs reduziert werden kann.
Gemäß einer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass als Objekt Rückleuchten eines vorausfahrenden Kraftfahrzeugs erfasst werden. Dadurch kann ein Fahrbetrieb eines Kraftfahrzeugs sicherer bei schlechter Sicht aufgrund von Partikeln wie Nebel oder dergleichen ausgeführt werden, weil aufgrund der verbesserten Sicht der Rückleuchten eine Entfernung zu dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug durch den Fahrer des nachfolgenden Kraftfahrzeugs besser eingeschätzt werden kann.
Ferner wird vorgeschlagen, dass als Objekt ein Kennzeichen des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs erfasst wird. Auch hierdurch kann eine verbesserte Sicherheit erreicht werden, weil die Abschätzung der Entfernung zum vorausfahrenden Kraftfahrzeug weiter verbessert werden kann.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn eine Sichtweite ermittelt wird und die Größenabmessung des Bereichs abhängig von der Sichtweite gewählt wird. Diese Ausgestaltung erlaubt es, den Bereich nur so groß zu wählen, wie es für die bestimmungsgemäße Funktion der Erfindung erforderlich ist. So kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass bei geringem Nebel und mäßig reduzierter Sichtweite ein kleiner Bereich ermittelt wird, der das Objekt nur mit geringem Abstand umschließt, wohingegen bei starkem Nebel und geringer Sichtweite ein größerer Bereich bereitgestellt wird, der die verstärkte Wirkung von Streulicht bei starkem Nebel berücksichtigt. Dadurch kann erreicht werden, dass der Eingriff durch die Erfindung im bestimmungsgemäßen Beleuchtungsbetrieb nur so stark wie erforderlich erfolgt. Die Beleuchtungsfunktion, die mittels des Scheinwerfers erreicht werden soll, kann dadurch möglichst wenig behindert werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass als Bezugslichtstärke eine Lichtstärke dient, die gemäß einer Lichtverteilung ohne Partikel beziehungsweise Nebel vorgesehen wird. Diese Bezugslichtstärke kann beispielsweise ein vorgegebener Wert oder auch ein vorgegebener Datensatz sein, der in der Steuereinrichtung für den bestimmungsgemäßen Betrieb des Scheinwerfers außerhalb des Vorliegens von Partikeln, insbesondere Nebel, in Verbindung mit einem selbstleuchtenden Objekt eingestellt wird. Dieser Wert beziehungsweise Datensatz kann beispielsweise werksseitig vorgegeben sein. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung den Wert beziehungsweise den Datensatz für die Bezugslichtstärke von einer übergeordneten Steuerung, insbesondere einer übergeordneten Kraftfahrzeugsteuerung erhält. Dadurch ist es möglich, die Bezugslichtstärke kraftfahrzeugindividuell vorzusehen. Darüber hinaus kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Bezugslichtstärke vom Scheinwerfer selbst bereitgestellt wird. Es kann nämlich vorgesehen sein, dass die Bezugslichtstärke individuell für den Scheinwerfer vorzusehen ist. Dies erlaubt es, auch im Falle einer Wartung, beispielsweise durch Austausch des Scheinwerfers, sicherzustellen, dass der Scheinwerfer immer die erforderliche Lichtemission bereitstellt, um die vorgesehene Beleuchtungsfunktion zuverlässig erfüllen zu können. Bei Austausch des Scheinwerfers kann es nämlich erforderlich sein, den Wert beziehungsweise den Datensatz für die Bezugslichtstärke an Eigenschaften der Lichtquelle des neuen Scheinwerfers anzupassen, insbesondere wenn die Steuereinrichtung separat vom Scheinwerfer ausgebildet ist und nicht ausgetauscht wird. Insgesamt ergibt sich hierdurch eine einfache und zuverlässige Bereitstellung der Bezugslichtstärke.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Lichtstärke im Bereich pulsierend geändert wird. Besonders vorteilhaft eignet sich diese Ausgestaltung in Verbindung mit dem Erhöhen der Lichtstärke gegenüber der Bezugslichtstärke. Durch das pulsierende Ändern der Lichtstärke kann nicht nur eine Kontrasterhöhung erreicht werden, sondern es kann darüber hinaus auch die Aufmerksamkeit des Fahrers genau auf diesen Bereich gelenkt werden. Dadurch kann die Erkennbarkeit des selbstleuchtenden Objekts insgesamt für den Fahrer des Kraftfahrzeugs erleichtert werden.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass eine Impulsform und/oder eine Impulsfrequenz des pulsierenden Änderns der Lichtstärke variiert wird. So kann vorgesehen sein, dass die Impulsform und/oder die Impulsfrequenz in Abhängigkeit von einer Sichtweite eingestellt wird. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Impulsform und/oder die Impulsfrequenz in Abhängigkeit von einem Abstand des selbstleuchtenden Objekts zum Pixel-Scheinwerfer beziehungsweise dem Kraftfahrzeug eingestellt wird. Es kann vorgesehen sein, dass eine Impulshöhe und/oder eine Impulsfrequenz mit abnehmendem Abstand zunimmt. Darüber hinaus kann natürlich auch vorgesehen sein, dass eine Impulsform und/oder eine Impulsfrequenz derart gewählt wird, dass die Sichtbarkeit unter Nutzung von ergonomischen Effekten aufgrund der physikalischen Eigenschaften eines menschlichen Auges verbessert ist. Zu diesem Zweck können beispielsweise Impulsformen wie Rechteck, Dreieck, Sinus, Sägezahn und/oder dergleichen verwendet oder auch miteinander kombiniert werden. Darüber hinaus kann die Frequenz entsprechend angepasst sein, sodass eine Sichtbarkeit verbessert werden kann. Die Impulsfrequenz kann beispielsweise in einem Bereich von etwa 0,1 Hz bis etwa 50 Hz variieren. Besonders vorteilhaft kann die Impulsfrequenz von etwa 0,1 bis etwa 1,5 Hz betragen.
Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn das pulsierende Ändern der Lichtstärke einen Burstimpuls umfasst. Der Burstimpuls kann aus einer zeitlich beabstandeten Impulsfolge von mehreren sehr kurzen Einzelimpulsen bestehen, die untereinander ebenfalls zeitlich sehr kurz beabstandet sind, beispielsweise etwa 0,5 s oder weniger. Der zeitliche Abstand derartiger Burstimpulse kann im Bereich von mehr als etwa 0,5 s, insbesondere von etwa 1 s bis etwa 5 s gewählt sein, insbesondere kann der zeitliche Abstand von einem räumlichen Abstand abhängig sein. Hierdurch kann eine verbesserte Wirkung beziehungsweise Anpassung hinsichtlich der Erkennbarkeit des selbstleuchtenden Objekts, insbesondere eine Hinweisfunktion, erreicht werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Dabei zeigen:
1 Eine schematische Darstellung einer Steuereinrichtung gemäß der Erfindung mit einem Pixel-Scheinwerfer eines Kraftfahrzeugs in einem bestimmungsgemäßen Betrieb;
2 Eine schematische Darstellung eines Sichtfeldes eines Fahrers des Kraftfahrzeugs bei einer Fahrt unter Nebel im Dunkeln unter Anwendung der Erfindung gemäß 1; und
3 Eine schematische Darstellung eines CAN-BUSes des Kraftfahrzeugs gemäß 2, an dem der Scheinwerfer, die Steuereinrichtung, eine Kamera und ein Radarsensor angeschlossen sind.
1 zeigt in einer schematischen Prinzipdarstellung eine Steuereinrichtung 10 gemäß der Erfindung für einen Pixel-Scheinwerfer 12. Der Pixel-Scheinwerfer 12 ist vorliegend ein Frontscheinwerfer eines nicht weiter dargestellten Kraftfahrzeugs, der zusammen mit der Steuereinrichtung 10 eine Scheinwerfervorrichtung bildet. Der Pixel-Scheinwerfer 12 emittiert Licht gemäß einem einer vorgebbaren Lichtverteilung 34 entsprechenden Scheinwerfersignal 14. Vorliegend ist die Steuereinrichtung 10 zum Ausgeben des der vorgebbaren Lichtverteilung 34 entsprechenden Scheinwerfersignals 14 am Scheinwerferanschluss 16 ausgebildet.
Der Pixel-Scheinwerfer 12, der vorliegend als Pixel-basierte Lichtquelle 38 einen Laser-Scanner umfasst, ist mit einem Anschluss 36 an den Scheinwerferanschluss 16 der Steuereinrichtung 10 angeschlossen. Entsprechend des Scheinwerfersignals 14 erzeugt der Laser-Scanner 38 eine Lichtverteilung 34 zur Ausleuchtung eines Fahrwegs des Kraftfahrzeugs.
Die Steuereinrichtung 10 umfasst eine Auswerteeinheit 18, die vorliegend durch eine Elektronikschaltung mit einer programmgesteuerten Rechnereinheit nach Art eines Mikroprozessors gebildet ist. Die Auswerteeinheit 18 weist einen ersten Sensoranschluss 20 für einen Nebelsensor 24 als Partikelsensor beziehungsweise als Erfassungssensor zum Erfassen von Nebel 40 auf. Der Nebelsensor 24 ist vorliegend durch eine Kamera gebildet.
Darüber hinaus weist die Auswerteeinheit 18 einen zweiten Sensoranschluss 22 für einen Objektsensor 26 beziehungsweise als Erfassungssensor zum Erfassen eines selbstleuchtenden Objekts 32 auf. Der Objektsensor 26 ist vorliegend durch ein Radargerät gebildet. Das Radargerät umfasst ferner eine optische Einheit, mittels der erfasst werden kann, ob das Objekt 32 selbstleuchtend ist. Vorliegend handelt es sich bei dem Objekt 32 um einen Rückfahrscheinwerfer eines vorausfahrenden Kraftfahrzeugs 28.
Die Auswerteeinheit 18 ist ausgebildet, bei mittels des Nebelsensors 24 erfasstem Nebel 40 und einem mittels des Objektsensors 26 erfassten selbstleuchtenden Objekt 32 Objektspositionsdaten des Objekts 32 zu erfassen. Zu diesem Zweck wird das Signal des Objektsensors 26 weiter ausgewertet, um räumliche Positionskoordinaten zu ermitteln.
Abhängig von den erfassten Objektpositionsdaten ermittelt die Auswerteeinheit 18 einen Bereich 30, in dem sich das Objekt 32 befindet, sowie dem Bereich 30 entsprechende Bereichsdaten. Die Bereichsdaten umfassen ebenfalls räumliche Positionsdaten, die jedoch eine Position und eine Ausdehnung des Bereichs definieren. Der Bereich 30 ist vorliegend durch die Form eines Rechtecks gebildet, welches das Objekt 32, hier die beiden Rückleuchten des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs 28 sowie ein zwischen den Rückleuchten angeordnetes Kennzeichen des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs 28, umfasst (2). Der Bereich 30 ist somit durch einen Raumwinkel gebildet, der an der Position des Objektes 32 die Rechteckform bereitstellt, die das Objekt 32 umschließt beziehungsweise das Objekt 32 umfasst.
Die Auswerteeinheit 18 ist ferner ausgebildet, die Daten für die Lichtverteilung 34 abhängig von den Bereichsdaten derart zu erzeugen, dass eine Lichtstärke im Bereich 30 gegenüber einer Bezugslichtstärke vorliegend reduziert ist. Daraus ermittelt die Auswerteeinheit 18 entsprechend das Scheinwerfersignal 14, welches am Scheinwerferanschluss 16 für den Pixel-Scheinwerfer 12 ausgegeben wird. Der Pixel-Scheinwerfer 12 empfängt das Scheinwerfersignal 14 und stellt seinen Laser-Scanner 38 derart ein, dass die vorgegebene Lichtverteilung 34 erzeugt wird, die den Bereich 30 mit reduzierter Lichtstärke aufweist.
Dadurch, dass im Bereich 30 die Lichtstärke reduziert ist, wird weniger Streulicht durch den Nebel 40 erzeugt, wodurch die Rückleuchte 32, die selbst leuchtet, für den Fahrer des Kraftfahrzeugs, hier das nachfolgende Kraftfahrzeug, besser erkannt werden kann. Die Erfindung bewirkt hierdurch eine Kontrasterhöhung.
Vorliegend ist vorgesehen, dass der Bereich 30 anhand einer geometrischen Form eines Rechtecks ermittelt wird. Dadurch wird der Bereich 30 nach Art eines Raumwinkels bestimmt, in welchem der Pixel-Scheinwerfer 12 nur reduziert Licht emittiert. Das Ergebnis dieses erfinderischen Prinzips zeigt 2, welche eine Darstellung aus Sicht des Fahrers des Kraftfahrzeugs bei Dunkelheit und Nebel 40 wiedergibt.
Zu erkennen ist, dass der Pixel-Scheinwerfer 12 derart gesteuert ist, dass im Bereich 30 eine reduzierte Lichtaussendung erfolgt. Dadurch kann erreicht werden, dass die Rückleuchten 32 des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs 28 sowie auch dessen Kennzeichen trotz des Nebels 40 gut erkannt werden können. Obwohl das vorausfahrende Kraftfahrzeug 28 ansonsten kaum erkannt werden kann, sind die Rückleuchten 32 zuverlässig erkennbar. Dies erreicht die Erfindung dadurch, dass die Lichtverteilung 34 bereitgestellt wird.
Mittels der Erfindung wird also erreicht, dass Bereiche selbstleuchtender Objekte, wie selbstleuchtende Schilder, Ampeln und dergleichen bei der durch den Pixel-Scheinwerfer 12 abgestrahlten Lichtverteilung 34 ausgespart werden können. Dadurch kann in diesem Bereich 30 das Streulicht und damit eine Eigenblendung reduziert und gleichzeitig der Kontrast erhöht werden. Somit können derartige Objekte 32 durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs frühzeitig besser erkannt werden.
Alternativ ist es auch möglich, dass das Objekt 32 durch leichtes Pulsieren der Lichtstärke, die im Bereich 30 durch den Pixel-Scheinwerfer 12 bereitgestellt wird, hervorgehoben werden können.
Besonders bevorzugt ist der Pixel-Scheinwerfer 12 ein Scheinwerfer mit hoher Auflösung, das heißt, beispielsweise ein HD-Pixel-Scheinwerfer. Diese eignen sich besonders für den Einsatz bei der Erfindung, weil diese besonders detaillierte individuelle Lichtverteilungen 34 auf die Straße projizieren können und dabei die selbstleuchtenden Objekte eng begrenzt abdunkeln oder aufhellen können.
Insgesamt kann mit der Erfindung erreicht werden, dass ein verbesserter Kontrast zwischen selbstleuchtenden Objekten und einer Grundhelligkeit bei Nebel erreicht werden kann. Darüber hinaus kann eine bessere und frühere Erkennbarkeit von selbstleuchtenden Objekten erreicht werden.
3 zeigt in einer schematischen Blockdarstellung einen alternativen Anschluss der Kamera 24, des Radarsensors 26, der Steuereinrichtung 10 und des Scheinwerfers 12 an einen CAN-BUS 42 des Kraftfahrzeugs. Dadurch kann eine Kommunikationsverbindung zwischen den vorgenannten Einheiten über den CAN-BUS 42 bereitgestellt werden. Es sind somit keine weiteren separaten Leitungen und Anschlüsse erforderlich.
Das Ausführungsbeispiel dient lediglich der Erläuterung der Erfindung und ist für diese nicht beschränkend. Insbesondere können für Vorrichtungsmerkmale entsprechende Verfahrensmerkmale und umgekehrt vorgesehen sein.
Bezugszeichenliste

10: Steuereinrichtung
12: Pixel-Scheinwerfer
14: Scheinwerfersignal
16: Scheinwerferanschluss
18: Auswerteeinheit
20: Erster Sensoranschluss
22: Zweiter Sensoranschluss
24: Nebelsensor
26: Objektsensor
28: Kraftfahrzeug
30: Bereich
32: Objekt
34: Lichtverteilung
36: Anschluss
38: Laser-Scanner/Lichtquelle
40: Nebel
42: CAN-BUS

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014009254 A1 [0003]
DE 10303046 A1 [0004]

Claims

Steuereinrichtung (10) für einen Scheinwerfer (12), insbesondere einen Fahrzeugscheinwerfer, zum Emittieren von Licht gemäß einem einer einstellbaren Lichtverteilung (34) entsprechenden Scheinwerfersignal (14), – wobei die Steuereinrichtung (10) zum Ausgeben des der einstellbaren Lichtverteilung (34) entsprechenden Scheinwerfersignals (14) an den Scheinwerfer (12) ausgebildet ist, gekennzeichnet durch – eine Auswerteeinheit (18), die ausgebildet ist, bei mittels einer Erfassungseinheit (24, 26) erfassten Partikeln (40) und einem erfassten selbstleuchtenden Objekt (32) Objektpositionsdaten des Objektes (32) sowie abhängig von den Objektpositionsdaten einen Bereich (30), in dem sich das Objekt (32) befindet, zu ermitteln, – wobei die Auswerteeinheit (18) ferner ausgebildet ist, Daten für die Lichtverteilung (34) abhängig von dem Bereich (30) derart zu erzeugen, dass eine Lichtstärke im Bereich (30) gegenüber einer Lichtstärke außerhalb dieses Bereichs (30) reduziert oder erhöht ist, und aus den Daten für die Lichtverteilung (34) entsprechend das Scheinwerfersignal (14) zu ermitteln und auszugeben.
Steuereinrichtung (10) für einen Scheinwerfer (12), insbesondere einen Fahrzeugscheinwerfer, mit einer einstellbaren Lichtverteilung (34), mindestens einem Steuergerät und mindestens einer Objekterfassungseinheit (24), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (10) ausgebildet ist, die Lichtverteilung (34) mittels einer Regelung einzustellen, bei der ein erfasstes Objekt (32) mit einer örtlich variierenden Beleuchtungsstärke angeleuchtet wird, und die Regelung als Regelgröße einen Kontrast zwischen einer aktiv leuchtenden Zone des erfassten Objekts (32) und einer passiv angeleuchteten Zone des erfassten Objekts (32) nutzt.
Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug mit einer Steuereinrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Scheinwerfer (12) eine Pixel-basierte Lichtquelle (38) aufweist.
Kraftfahrzeug mit dem Scheinwerfer nach Anspruch 3, der Erfassungseinheit (24, 26) zum Erfassen von Partikeln (40) und zum Erfassen eines selbstleuchtenden Objektes (32).
Kraftfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinheit (24, 26) eine Kamera, insbesondere einen Regensensor, aufweist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinheit (24, 26) ein Radargerät aufweist.
Verfahren zum Betreiben eines Scheinwerfers (12), insbesondere eines Fahrzeugscheinwerfers, der Licht gemäß einem einer einstellbaren Lichtverteilung (34) entsprechenden Scheinwerfersignal (14) emittiert, wobei mittels einer Erfassungseinheit (24, 26) Partikel (40) und ein selbstleuchtendes Objekt (32) erfasst werden, dadurch gekennzeichnet, dass bei mittels der Erfassungseinheit (24, 26) erfassten Partikeln (40) und einem erfassten selbstleuchtenden Objekt (32) Objektpositionsdaten des Objektes (32) sowie abhängig von den Objektpositionsdaten ein Bereich (30), in dem sich das Objekt (32) befindet, ermittelt werden, wobei Daten für die Lichtverteilung (34) abhängig von dem Bereich derart erzeugt werden, dass eine Lichtstärke im Bereich (30) gegenüber einer Lichtstärke außerhalb des Bereichs (30) reduziert oder erhöht wird, und aus den Daten für die Lichtverteilung (34) das Scheinwerfersignal (14) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich (30) anhand einer vorgegebenen geometrischen Form ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Objekt (32) Rückleuchten eines vorausfahrenden Kraftfahrzeugs (28) erfasst werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Objekt (32) ein Kennzeichen des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs (28) erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtstärke im Bereich (30) pulsierend geändert wird.