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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art sowie ein Fahrzeug nach der im Oberbegriff von Anspruch 8 näher definierten Art.
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Beleuchtungsvorrichtungen von Fahrzeugen müssen so betrieben werden, dass Personen und Tiere nicht gefährdet werden. So dürfen insbesondere weitere Verkehrsteilnehmer nicht geblendet werden oder durch bunt aufleuchtende und flackernde Lichter abgelenkt werden. Hierdurch entsteht ein Zielkonflikt. So ist es zum einen erwünscht, insbesondere in schlecht beleuchteten Gegenden, wie bei einer Überlandfahrt, die Umgebung möglichst hell auszuleuchten, zum anderen darf aber der vorausfahrende Verkehr oder der Gegenverkehr nicht geblendet werden. Mit den Frontscheinwerfern eines Fahrzeugs wird daher typischerweise eine spezielle Lichtverteilung in die Umgebung geworfen, welche auch als Lichtfinger bezeichnet wird. Dabei wird das Licht auf der dem Gegenverkehr zugewandten Seite des Fahrzeugs weniger weit in die Umgebung geworfen, als auf der entsprechend anderen Seite. Zudem lassen sich die Scheinwerfer mit Fernlicht und mit Abblendlicht betreiben.
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Für Geländewagen ist ein weiterer Betriebsmodus bekannt, welcher auch als Geländemodus oder Offroad-Modus bezeichnet wird. Bei einer Fahrt durchs Gelände ist es besonders sicherheitsrelevant die Umgebung gut auszuleuchten, um potenzielle Hindernisse nicht zu übersehen. Da nicht mit weiterem Verkehr zu rechnen ist, besteht auch ein verringertes oder gar kein Blendrisiko. Somit wird im sogenannten Offroad-Modus ein besonders helles, breites und weitreichendes Licht in die Umgebung geworfen.
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Zum Aktivieren des Offroad-Modus bzw. der Geländebeleuchtung kann beispielsweise ein Bedienelement im Fahrzeug manuell betätigt werden. Dabei besteht jedoch das Risiko, dass die fahrzeugführende Person vergisst, den Geländemodus einzuschalten.
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Aus der
WO 2020/007897 A1 ist ein Verfahren zur Erfassung und Verarbeitung der Fahrbahnbeschaffenheit einer mit einem Fahrzeug befahrenen Fahrbahn bekannt. Das Verfahren beschreibt das Erfassen von sich auf einem Fahrzeug ausbreitenden Schallsignalen mittels eines Schallsensors, wobei aus den Schallsignalen auf die Fahrbahnbeschaffenheit geschlossen wird. Weicht die Fahrbahnbeschaffenheit von einem hinterlegten Wert ab, so ist dies ein Indiz für ein zumindest teilweises Verlassen der Fahrbahn durch das Fahrzeug. Somit kann beispielsweise darauf geschlossen werden, dass das Fahrzeug von der Fahrbahn abkommt. Unterschiedliche Fahrbahnbeschaffenheiten werden dabei durch individuelle Signalmuster beschrieben. Für einen bestimmten Fahrbahnabschnitt aufgefundene Fahrbahnbeschaffenheiten können dabei über einen cloudbasierten Rechendienst gespeichert und abgerufen werden. Die Fahrdynamik des Fahrzeugs kann in Abhängigkeit der Fahrbahnbeschaffenheit angepasst werden. Das mittels des Schallsensors erfasste Schallsignal kann für Hagelkörner und/oder von der Fahrbahn aufgewirbelte Partikel, insbesondere Rollsplit, charakteristische Signalmuster enthalten.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein verbessertes Verfahren zum Betrieb einer Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs anzugeben, mit dessen Hilfe das Fahrzeug noch sicherer betreibbar ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Betrieb einer Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie ein Fahrzeug zur Durchführung des Verfahrens ergeben sich aus den hiervon abhängigen Ansprüchen.
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Ein gattungsgemäßes Verfahren zum Betrieb einer Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug mit Hilfe wenigstens eines Umgebungssensors die Art eines befahrenen Untergrunds ermittelt, wird erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, dass das Fahrzeug die Beleuchtungsvorrichtung zum Abgeben einer von der Art des befahrenen Untergrunds spezifischen Lichtverteilung automatisch ansteuert. Je nachdem, auf welchem Untergrund das Fahrzeug fährt, beispielsweise einer Straße oder im Gelände, kann das Abgeben einer bestimmten Lichtverteilung die Sicherheit der Fahrzeuginsassen sowie weiterer Verkehrsteilnehmer beeinflussen. So sollte auf einer Straße eine eingeschränkte Lichtverteilung in die Umgebung geworfen werden, um weitere Verkehrsteilnehmer nicht zu blenden. Im Gelände hingegen sollte eine möglichst große Lichtverteilung in die Umgebung geworfen werden, sodass bei Dunkelheit Hindernisse wie herabhängende Äste oder Felsen, Wurzeln oder dergleichen, nicht übersehen werden. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Art des befahrenen Untergrunds automatisch erkannt und entsprechend die Lichtverteilung automatisch angepasst. Dabei kann die Lichtverteilung sowohl beim Wechsel von der Straße ins Gelände, als auch beim Wechsel vom Gelände auf die Straße automatisch geändert werden. Somit wird zuverlässig verhindert, dass für die jeweilige Art des Untergrunds eine falsche Lichtverteilung in die Umgebung geworfen wird, weil die fahrzeugführende Person vergessen hat, den Betriebsmodus der Beleuchtungsvorrichtung manuell umzuschalten.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden dabei als Beleuchtungsvorrichtung die Frontscheinwerfer des Fahrzeugs angesteuert. So lässt sich insbesondere mittels der Frontscheinwerfer ein besonders helles Licht in die Umgebung werfen, was entweder das weiträumige Ausleuchten der Umgebung im Gelände erlaubt, oder aber bei einer Fahrt auf einer Straße zu einem besonders hohen Risiko führt, weitere Verkehrsteilnehmer zu blenden. Durch Anpassen der von den Frontscheinwerfern des Fahrzeugs in die Umgebung geworfenen Lichtverteilung lässt sich somit das Fahrzeug sowohl auf der Straße, als auch im Gelände besonders sicher betreiben. So wird auf der Straße die Lichtverteilung in der Größe reduziert und im Gelände erhöht.
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Die Frontscheinwerfer können dabei beliebig ausgeführt sein, also beliebige Leuchtmittel wie Glühlampen, Halogenlampen, Xenonlampen, LEDs, Laser oder dergleichen aufweisen. Es kann sich auch um Matrixscheinwerfer handeln. Insbesondere verfügt das Fahrzeug über einen sogenannten Geländemodus oder Offroad-Modus. Neben einem bezogen auf die Fahrzeuglängsachse linken und rechten Frontscheinwerfer kann das Fahrzeug dabei weitere Scheinwerfer aufweisen, beispielsweise eine Scheinwerferreihe, welche an den Kühlergrill des Fahrzeugs angeschlossen ist oder auf dem Dach des Fahrzeugs angebracht ist.
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Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, erhöht das Fahrzeug bei Erkennen einer Fahrt auf einem geschotterten Untergrund die Weite, Breite und/oder Höhe, mit der die Lichtverteilung in die Umgebung des Fahrzeugs geworfen wird, gegenüber einer Fahrt auf einem festen Untergrund. Die Fahrt auf einem geschotterten Untergrund kann ein Indikator für eine Geländefahrt sein. In einem solchen Fall wird bevorzugt die Höhe, also ein vertikaler Winkel, mit dem die Lichtverteilung in die Umgebung geworfen wird, die Breite, also ein horizontaler Winkel, mit dem die Lichtverteilung in die Umgebung geworfen wird, und/oder die Weite, also eine horizontale Entfernung vor dem Fahrzeug, bis zu welcher die Lichtverteilung in die Umgebung geworfen wird, erhöht werden. Bei dem festen Untergrund handelt es sich besonders bevorzugt um eine Fahrt auf einer Straße, einem Parkplatz oder dergleichen. So stellen beispielsweise eine asphaltierte Fahrbahn, Betonplatten, ein Kopfsteinpflaster oder dergleichen einen festen Untergrund dar.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht ferner vor, dass das Fahrzeug eine Sensitivität einer automatischen Leuchtweitenregulierung beim Erkennen einer Fahrt auf einem geschotterten Untergrund gegenüber einer Fahrt auf einem festen Untergrund erhöht. Mit Hilfe einer automatischen Leuchtweitenregulierung lässt sich die vom Fahrzeug mittels der Beleuchtungsvorrichtung in die Umgebung geworfene Lichtverteilung gezielt nach oben und unten schwenken, wenn das Fahrzeug Nickbewegungen um die Fahrzeugquerachse vollführt. Nickt das Fahrzeug nach oben, so kann die Lichtverteilung nach unten geschwenkt werden, um eine Ausrichtung des abgegebenen Lichts auf einer Linie unter dem Horizont zu begrenzen. Somit lässt sich verhindern, dass zu viel Licht in den Nachthimmel abgestrahlt wird, welches zum Aufhellen der Umgebung verlorengehen würde. Zudem lässt sich hierdurch das Blenden von vor dem Fahrzeug befindlichen Personen verhindern. Nickt das Fahrzeug nach unten, so kann die Lichtverteilung nach oben geschwenkt werden. Hierdurch lässt sich verhindern, dass in einer größeren Entfernung vor dem Fahrzeug befindliche Umgebungsobjekte nicht mehr ausreichend angeleuchtet werden, sodass diese gegebenenfalls übersehen werden könnten.
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Bei einer Fahrt auf einem geschotterten Untergrund kann insbesondere die Frequenz mit der Nickbewegung vollzogen werden steigen und/oder die Amplitude der Nickbewegung sinken. Durch das Erhöhen der Sensitivität der automatischen Leuchtweitenregelung kann dem geänderte Nickverhalten des Fahrzeugs bei einer Fahrt auf geschottertem Untergrund gerecht werden. Dies ermöglicht eine angemessene Ausleuchtung der Umgebung auch bei einer Geländefahrt. So werden entsprechende Unebenheiten insbesondere schneller ausgeglichen.
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Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, verwendet das Fahrzeug als Umgebungssensor zumindest eine Kamera, ein LiDAR oder ein Mikrofon und/oder bestimmt das Fahrzeug seine Aufenthaltsposition und liest die Art des befahrenen Untergrunds am Ort der Aufenthaltsposition aus einer digitalen Straßenkarte aus. Somit stehen verschiedene Möglichkeiten für das Fahrzeug bereit, die Art des befahrenen Untergrunds zu bestimmen. Mittels der Kamera lassen sich Kamerabilder erzeugen, die mit Hilfe bewährter Bilderkennungsalgorithmen ausgewertet werden können. Aufgrund einer bestimmten Strukturierung, Farbe oder sonstigen visuellen Merkmalen, kann dann die Art des befahrenen Untergrunds automatisch erkannt werden. Der Untergrund kann auch von einem Laserscanner wie einem LiDAR abgetastet werden. Verschiedene Arten von Untergründen zeichnen sich durch ein unterschiedliches Oberflächenrelief bzw. Oberflächenbeschaffenheit aus, sodass ebenfalls die Unterscheidung verschiedener Arten befahrener Untergründe möglich ist. Der befahrene Untergrund lässt sich auch akustisch erkennen. So weisen die Reifen des Fahrzeugs auf verschiedenen Untergründen jeweils charakteristische Abrollgeräusche auf. Es können unterschiedliche charakteristische Geräuschmuster in einer Recheneinheit hinterlegt werden, mit denen mittels des oder der Mikrofone aufgenommene Geräusche verglichen werden. Insbesondere bei einer Fahrt auf Schotter steigt die Lautstärke des Abrollgeräuschs, zudem liegen in einem entsprechenden Geräuschsignal charakteristische Frequenzen vor. Zudem können aufgewirbelte Steine, die an die Radkästen des Fahrzeugs prallen, per akustischer Überwachung erkannt werden. Besonders bevorzugt werden verschiedene Umgebungssensoren zur Erkennung der Art des befahrenen Untergrunds kombiniert.
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Die Art des befahrenen Untergrunds kann auch als Karteninformation in einer digitalen Straßenkarte hinterlegt sein. Das Fahrzeug kann über Positionsbestimmungsmittel verfügen, beispielsweise ein auf globalen Navigationssatelittensystemen wie GPS beruhendes Navigationssystem, wodurch das Fahrzeug seine Aufenthaltsposition mit dem digitalen Kartenmaterial abgleichen kann.
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Bevorzugt ermittelt das Fahrzeug die Art des befahrenen Untergrunds durch eine Auswertung von wenigstens einem Umgebungssensor erzeugter Sensordaten selbstständig und trägt als Karteninformation die Art des befahrenen Untergrunds in eine digitale Straßenkarte ein. Somit kann das Fahrzeug als eine Art Sensor fungieren, um die digitale Straßenkarte mit Informationen anzureichern, welche für unterschiedliche Bereiche der digitalen Straßenkarte beschreiben, um welche Art von Untergrund es sich handelt.
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Besonders bevorzugt übermittelt das Fahrzeug dabei eine Karteninformation zur zentralen Verwaltung an eine fahrzeugexterne, zentrale Recheneinrichtung. Bei dieser zentralen Recheneinrichtung kann es sich beispielsweise um einen Cloudserver handeln. Die Fahrzeuge einer Fahrzeugflotte können, insbesondere drahtlos, an diese zentrale Recheneinrichtung angebunden sein. Hierzu können die einzelnen Fahrzeuge beispielsweise über eine Telekommunikationseinheit verfügen, was einen Zugriff auf die zentrale Recheneinrichtung über das Internet ermöglicht. Daten können dabei beispielsweise per Mobilfunk oder Wi-Fi übermittelt werden. Somit können die Fahrzeuge Karteninformationen generieren und auf der von der zentralen Recheneinrichtung verwalteten digitalen Straßenkarte speichern. Analog können Fahrzeuge auf die zentrale Recheneinrichtung zugreifen, um entsprechende Karteninformationen zu beziehen. Dabei muss es sich nicht zwangsweise um solche Fahrzeuge handeln, die die Art des befahrenen Untergrunds mit Hilfe der Umgebungssensoren bestimmen können. Hierdurch werden die Karteninformationen einem großen Nutzerstamm zugänglich gemacht.
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Bei einem Fahrzeug, umfassend eine Beleuchtungsvorrichtung, wenigstens einen Umgebungssensor und eine Recheneinheit, sind erfindungsgemäß die Beleuchtungsvorrichtung, der wenigstens eine Umgebungssensor und die Recheneinheit zur Durchführung eines im vorigen beschriebenen Verfahrens eingerichtet. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein beliebiges Fahrzeug wie einen Pkw, Lkw, Transporter, Bus oder dergleichen handeln. Besonders bevorzugt handelt es sich um einen Geländewagen. Mittels der Recheneinheit lassen sich die von den Umgebungssensoren generierten Sensordaten auswerten und Steuersignale zum Ansteuern der Beleuchtungsvorrichtung ableiten. Das erfindungsgemäße Fahrzeug ist somit besonders sicher betreibbar. So passt das erfindungsgemäße Fahrzeug die mittels der Beleuchtungsvorrichtung in die Umgebung geworfene Lichtverteilung automatisch in Abhängigkeit des befahrenen Untergrunds an. Dies verbessert die Sicherheit, da zuverlässig dem Blenden weiterer Verkehrsteilnehmer entgegengewirkt wird und bei einer Geländefahrt sichergestellt wird, dass die Umgebung ausreichend hell ausgeleuchtet wird.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung des Fahrzeugs ergeben sich auch aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figur näher beschrieben wird.
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Dabei zeigt 1 eine schematische Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Fahrzeug, welches von einer Fahrbahn mit festem Untergrund ins Gelände abfährt und dabei seine in die Umgebung geworfene Lichtverteilung anpasst.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 2, welches von einer Straße 6 ins Gelände 7 abfährt. Das Fahrzeug 2 umfasst eine Beleuchtungsvorrichtung 1, nicht näher dargestellte Umgebungssensoren sowie eine Recheneinheit 5 zur Auswertung von den Umgebungssensoren generierter Sensordaten und zum Ansteuern der Beleuchtungsvorrichtung 1. Mittels der Beleuchtungsvorrichtung 1 wirft das Fahrzeug 2 eine Lichtverteilung 3 in die Umgebung. In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Beleuchtungsvorrichtung 1 um die Frontscheinwerfer 4 des Fahrzeugs 2. Bei einer Fahrt auf der Straße 6 wirft das Fahrzeug als erste Lichtverteilung 3.1 einen sogenannten Lichtfinger auf den befahrenen Untergrund. Dies ermöglicht eine ausreichend gute Erkennung der Umgebung und verhindert dabei das Blenden weiterer Verkehrsteilnehmer.
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Bei einer Fahrt im Gelände 7 besteht kein Risiko mehr weitere Verkehrsteilnehmer zu blenden. Die Lichtverteilung 3 sollte vergrößert werden, um das Risiko abzusenken, dass Hindernisse in der Umgebung übersehen werden. Hierzu sieht ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung 1 vor, dass die Lichtverteilung 3 automatisch in Abhängigkeit des befahrenen Untergrunds geändert wird. So steuert die Recheneinheit 5 die Beleuchtungsvorrichtung 1 an, um von der ersten Lichtverteilung 3.1 in eine zweite Lichtverteilung 3.2 zu schalten. Die Weite X, mit der die Lichtverteilung 3 in die Umgebung geworden wird, wird erhöht. Zudem wird die Breite β vergrößert. Generell kann die Breite anstelle eines Winkels auch durch eine Längenangabe, die in einer bestimmten Entfernung zum Fahrzeug gemessen wird, definiert sein. In diesem Falle wird die Breite β von einer ersten Breite β1 zu einer zweiten Breite β2 erhöht. Analog könnte auch eine Höhe, mit der die Lichtverteilung 3 in die Umgebung geworfen wird, vergrößert werden, also ein vertikaler Öffnungswinkel.
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Erfindungsgemäß ändert das Fahrzeug 2 in Abhängigkeit des befahrenen Untergrunds automatisch die Art der Lichtverteilung 3. Das Fahrzeug 2 bzw. die Recheneinheit 5 ist dabei dazu in der Lage die Art des befahrenen Untergrunds automatisch zu ermitteln. Hierzu werden von Umgebungssensoren, beispielsweise einer oder mehrerer Kameras, einem LiDAR und/oder einem oder mehreren Mikrofonen generierte Sensordaten ausgewertet. Insbesondere erfolgt eine akustische Erkennung des befahrenen Untergrunds. So wird insbesondere beim Befahren von Schotter auf das Betreten eines Geländes 7 geschlossen.
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Analog kann die Recheneinheit 5 die Beleuchtungsvorrichtung 1 beim Verlassen des Geländes 7 und Betreten der Straße 6 ansteuern, um automatisch die zweite Lichtverteilung 3.2 in die erste Lichtverteilung 3.1 zu schalten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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