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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugscheinwerferanordnung umfassend mindestens einen Kraftfahrzeugscheinwerfer und ein Steuergerät zur Ansteuerung des mindestens einen Scheinwerfers. Jeder Scheinwerfer weist eine Vielzahl von matrixartig neben- und/oder übereinander angeordneten, einzeln ansteuerbaren Lichtpixeln auf, die jeweils Licht in definierte Bereiche einer Lichtverteilung der Scheinwerferanordnung aussenden. Vorzugsweise sendet jedes Lichtpixel Licht mit einer lambertschen Strahlungsverteilung in einen Halbraum senkrecht zu einer Lichtaustrittsfläche des Lichtpixels aus. Das Steuergerät ist ausgebildet, die einzelnen Lichtpixel des mindestens einen Scheinwerfers gezielt anzusteuern, um die Lichtverteilung vor dem Kraftfahrzeug zu erzeugen, die außer einer Abblendlichtverteilung mit einer horizontalen Helldunkelgrenze auch Bereiche oberhalb der Helldunkelgrenze aufweist, die in Abhängigkeit von der Ansteuerung der Lichtpixel gezielt mit einer vorgegebenen Intensität ausgeleuchtet oder abgedunkelt sind.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Steuergerät zur gezielten Ansteuerung von Lichtpixeln von mindestens einem Kraftfahrzeugscheinwerfer einer Kraftfahrzeugscheinwerferanordnung der oben genannten Art.
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In letzter Zeit wurden in Lichtmodulen für Scheinwerfer von Kraftfahrzeugen verstärkt Halbleiterlichtquellen (z.B. LEDs) eingesetzt, die einen oder mehrere LED-Chips umfassen. Solche LED-Lichtmodule umfassen üblicherweise mindestens eine Bündelungsoptik in der Form einer Vorsatzoptik aus einem massiven transparenten Material, insbesondere Kunststoff oder Glas. Das von der oder den Halbleiterlichtquellen emittierte Licht wird über eine oder mehrere Lichteintrittsflächen in die Vorsatzoptik eingekoppelt, wird darin zumindest teilweise mittels Totalreflexion an Grenzflächen der Vorsatzoptik umgelenkt und schließlich über eine oder mehrere Lichtaustrittsflächen aus der Vorsatzoptik ausgekoppelt. Die Bündelung des Lichts erfolgt dabei durch Brechung beim Lichteintritt und/oder Lichtaustritt sowie durch die Umlenkung mittels Totalreflexion.
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Als Lichtquelle von LED-Lichtmodulen können mehrere matrixartig neben- und/oder übereinander angeordnete LED-Chips verwendet werden, die einzeln oder gruppenweise separat ansteuerbar sind. Auf diese Weise können mehrere Teil-Lichtbündel generiert werden, die sich zu dem resultierenden Lichtbündel des Lichtmoduls zur Erzeugung der vorgegebenen Lichtverteilung ergänzen bzw. überlagern. Dadurch können ausgewählte Bereiche der Lichtverteilung, bspw. im Bereich von entgegenkommenden oder vorausfahrenden Fahrzeugen, gezielt ausgeblendet werden. Dabei kann eine bessere Ausleuchtung des Bereichs vor dem Kraftfahrzeug erzielt werden, da häufiger mit Fernlicht gefahren werden kann, wobei eine Blendung anderer Verkehrsteilnehmer verhindert wird, da Bereiche, in denen sie sich befinden, gezielt ausgeblendet werden. Derartige Lichtmodule werden als Multibeam-LED-Module oder als Matrix-LED-Module bezeichnet. Derzeit bereits im Einsatz befindliche Multibeam-LED-Module umfassen Halbleiterlichtquellen mit jeweils 84 matrixartig angeordneten LED-Chips. Die Lichtverteilung des Lichtmoduls setzt sich also aus 84 Bereichen zusammen, die einzeln oder gruppenweise ausgeblendet oder beleuchtet werden können. Eine solche Lichtverteilung wird auch als Adaptive Driving Beam (ADB), blendfreies Fernlicht oder Teil-Fernlicht bezeichnet. In dem genannten Beispiel entspricht ein Lichtpixel der Lichtverteilung in einer Entfernung von 100 m vor dem Kraftfahrzeug einer Fläche von 1,8 × 2,4 m. Zum Erfassen der Position anderer Verkehrsteilnehmer im Umfeld eines Kraftfahrzeugs verfügt das Kraftfahrzeug über geeignete Sensoren, bspw. in Form einer Kamera, und eine geeignete Verarbeitungslogik, die aus den Sensorsignalen die Position der anderen Verkehrsteilnehmer ermittelt und geeignete Ansteuersignale für die Lichtmodule bzw. deren LED-Chips generiert.
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Ein Matrix-LED-Modul ist vom prinzipiellen Aufbau her bspw. aus der
DE 100 09 782 A1 bekannt. Dort ist gezeigt, wie ein solches Matrix-LED-Modul in Kombination mit einer Projektionslinse zur Erzeugung einer variablen Lichtverteilung genutzt werden kann. Wenn ein Matrix-LED-Modul in einen Scheinwerfer eines Kraftfahrzeugs integriert wird, kann die Lichtverteilung dynamisch den Verkehrsverhältnissen (z.B. entgegen kommende oder voraus fahrende Fahrzeug) mit dem Ziel angepasst werden, eine optimale Lichtverteilung für den Fahrer des Kraftfahrzeugs und gleichzeitig eine Blendung anderer Verkehrsteilnehmer zu vermeiden.
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Neuere Entwicklungen auf dem Gebiet der Multibeam-LED-Module umfassen sog. µAFS (micro-structured adaptive front-lighting system)-Lichtmodule, bei denen eine Matrix mit derzeit bis zu 1.024 einzeln ansteuerbaren LEDs verwendet wird. Insbesondere sind dabei eine Vielzahl von weißen LEDs (z.B. blaue LEDs mit integriertem Konverter) besonders dicht gepackt auf einem LED-Chip angeordnet, so dass sie eine nahezu lückenlose schaltbare Lichtfläche erzeugen können, die eine Vielzahl von punktförmigen Lichtquellen (sog. Pixeln, z.B. pro LED ein Pixel) umfasst. Jede LED strahlt Licht mit einer lambertschen Strahlungsverteilung in den Halbraum senkrecht zur Lichtaustrittsfläche der LED ab. In dem Scheinwerfer bildet eine Projektionsoptik die Lichtfläche als Lichtverteilung auf der Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug ab. Bei Verwendung von bspw. vier dieser LED-Chips in einem Lichtmodul umfasst die resultierende Lichtverteilung eines einzelnen Lichtmoduls also bspw. 4.096 Teilbereiche (sog. Lichtpixel), die einzeln oder gruppenweise ausgeblendet werden können. Bei Verwendung von zwei Scheinwerfern in einem Kraftfahrzeug ist die Lichtverteilung also in 8.192 Lichtpixel unterteilt. Diese feinere Unterteilung der Lichtverteilung erlaubt es, die ausgeleuchteten Bereiche der Lichtverteilung dichter an die Position heranzuführen, wo andere Verkehrsteilnehmer detektiert wurden, und somit eine verbesserte Ausleuchtung vor dem Kraftfahrzeug zu erzielen, ohne jedoch andere Verkehrsteilnehmer zu blenden.
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Eine andere neuere Entwicklung auf dem Gebiet der Multibeam-LED-Module erlaubt eine noch feinere Unterteilung der resultierenden Lichtverteilung. Dabei handelt es sich um sog. DLP (digital light processing)-Lichtmodule, bei denen das Licht von einer LED (z.B. Hochstrom-LED) auf ein Mikrospiegelarray gelenkt wird, das eine Vielzahl (bspw. mehr als 1 Mio.) winziger Mikrospiegel umfasst, die einzeln angesteuert und mit einer Frequenz von bis zu 5.000 Hz gekippt werden können. Zum Umlenken des von der LED emittierten Lichts kann ein Hohlspiegel verwendet werden. Ein Pixel der Lichtverteilung entspricht in einer Entfernung von 100 m vor dem Kraftfahrzeug einer Fläche von nur noch 4,0 × 2,5 cm. Der Zustand der einzelnen Spiegel entscheidet über den Weg des Lichts. Ist einer der Mikrospiegel in seiner Ausgangsstellung, reflektiert er das auf ihn fallende Licht vollständig über eine Projektionsoptik, die bspw. als eine Projektionslinse ausgebildet ist, auf die Fahrbahn vor das Kraftfahrzeug. Bei einem vollständig (um etwa 10°) gekippten Mikrospiegel landet das reflektierte Licht nicht mehr auf der Fahrbahn, sondern bspw. in einer Lichtfalle, so dass das entsprechende Lichtpixel deaktiviert ist und dort eine unbeleuchtete Stelle in der Lichtverteilung entsteht. In den Zwischenstufen und abhängig von der Umschaltfrequenz der Mikrospiegel können an den jeweiligen Lichtpixeln Graustufen (mit geringerer Helligkeit) erzeugt werden. Scheinwerfer mit einem DLP-Modul werden auch als HD (high definition)-Scheinwerfer bezeichnet.
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Bei den genannten Arten von Lichtmodulen muss die Lichtverteilung möglichst positionsgenau vor dem Kraftfahrzeug erzeugt werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Lichtmodule eine abgeblendete Lichtverteilung mit einer Helldunkelgrenze zwischen dem ausgeleuchteten Nahbereich der Lichtverteilung und dem nicht ausgeleuchteten Fernbereich oder ein Teil-Fernlicht mit horizontalen und vertikalen Helldunkelgrenzen zwischen den ausgeleuchteten Bereichen (Lichtpixeln) der Lichtverteilung und den nicht ausgeleuchteten Bereichen erzeugen sollen. Je feiner die Unterteilung der Lichtverteilung in Lichtpixel ist, desto wichtiger ist eine hochgenaue Positionierung der Lichtverteilung bzw. der einzelnen Lichtpixel vor dem Kraftfahrzeug, um eine Blendung anderer Verkehrsteilnehmer zu verhindern.
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Des Weiteren ist es aus der
DE 10 2010 039 399 A1 bekannt, die Blickrichtung des Fahrers eines Kraftfahrzeugs zu erfassen und eine adaptive Scheinwerferanordnung in Abhängigkeit von der erfassten Blickrichtung anzusteuern, damit die Lichtverteilung der Scheinwerferanordnung der Blickrichtung des Fahrers folgt. Ferner ist es aus der
DE 10 2014 205 864 A1 bekannt, die Position und/oder Ausrichtung des Kopfes des Fahrers eines Kraftfahrzeugs zu erfassen, daraus die Blickrichtung des Fahrers zu ermitteln und eine adaptive Scheinwerferanordnung in Abhängigkeit von der ermittelten Blickrichtung anzusteuern, damit die Lichtverteilung der Scheinwerferanordnung der Blickrichtung des Fahrers folgt.
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Schließlich ist es aus dem Stand der Technik bekannt, zur Kommunikation mit anderen Verkehrsteilnehmern oder in bestimmten Gefahrensituationen die Lichthupe zu betätigen, das heißt die Scheinwerfer des Kraftfahrzeugs kurz aufzublenden, so dass kurzzeitig der Fernbereich vor dem Kraftfahrzeug oberhalb einer Helldunkelgrenze einer Abblendlichtverteilung ausgeleuchtet wird. Auf diese Weise kann bspw. einem anderen Verkehrsteilnehmer angezeigt werden, dass der Fahrer des Kraftfahrzeugs ihm Vorfahrt gewährt, oder aber andere Verkehrsteilnehmer können auf eine Gefahrensituation hingewiesen werden.
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Problematisch bei einer herkömmlichen Lichthupe ist es, dass stets der gesamte Fernbereich oberhalb der Helldunkelgrenze einer abgeblendeten Lichtverteilung ausgeleuchtet wird, so dass auch andere unbeteiligte Verkehrsteilnehmer im Fernbereich geblendet werden können, für die die Lichthupe nicht gedacht war. Dies kann zu einer Verunsicherung, Irritation und Störung der unbeteiligten Verkehrsteilnehmer und damit zu einer Erhöhung des Gefahrenpotentials im Verkehrsgeschehen führen.
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Ausgehend von dem beschrieben Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kraftfahrzeugscheinwerferanordnung der eingangs genannte Art dahingehend auszugestalten und weiterzubilden, dass bei Betätigung einer Lichthupe unbeteiligte Verkehrsteilnehmer möglichst wenig, im Idealfall sogar gar nicht, geblendet werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird ausgehend von der Kraftfahrzeugscheinwerferanordnung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass die Scheinwerferanordnung Mittel zum Erfassen einer Blickrichtung eines Fahrers des Kraftfahrzeugs aufweist, und das Steuergerät ausgebildet ist, die Lichtpixel des mindestens einen Scheinwerfers in Abhängigkeit von der erfassten Blickrichtung des Fahrers gezielt anzusteuern, so dass bei Betätigung einer Lichthupe oberhalb der Helldunkelgrenze lediglich ein Bereich in Blickrichtung des Fahrers ausgeleuchtet wird.
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Bei der vorliegenden Erfindung können die einzelnen Lichtpixel des mindestens einen Scheinwerfers als einzeln ansteuerbare LED-Chips ausgebildet sind, wie dies bspw. in einem Multibeam-LED-Modul bzw. Matrix-LED-Modul oder einem µAFS (micro-structured adaptive front-lighting system)-Lichtmodul eines Kraftfahrzeugscheinwerfers der Fall ist. Ebenso wäre es aber denkbar, dass die einzelnen Lichtpixel des mindestens einen Scheinwerfers als einzeln ansteuerbare, kippbare Mikrospiegel ausgebildet sind, die zur Erzeugung der Lichtverteilung vor dem Kraftfahrzeug abhängig von ihrer jeweiligen Kippstellung von mindestens einer Lichtquelle ausgesandtes Licht reflektieren oder nicht, wie dies bspw. bei einem DLP (digital light processing)-Lichtmodul eines Kraftfahrzeugscheinwerfers der Fall ist.
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Unabhängig von der Art des verwendeten Lichtmoduls und der Ausgestaltung der einzeln ansteuerbaren Lichtpixel macht sich die Erfindung die Tatsache zunutze, dass Bereiche im Fernbereich der Lichtverteilung, also oberhalb einer Helldunkelgrenze einer abgeblendeten Lichtverteilung gezielt mit einer gewünschten Intensität ausgeleuchtet oder abgedunkelt werden können. Dadurch ergibt sich erstmals die Möglichkeit, die Auswirkung der Lichthupe auf einen Bereich vor dem Kraftfahrzeug zu beschränken, wo sich der andere Verkehrsteilnehmer befindet, für den die Lichthupe gedacht ist, ohne dass unbeteiligte Verkehrsteilnehmer dadurch geblendet und gestört werden. Dadurch ergibt sich ein deutlicher Vorteil bezüglich Verkehrssicherheit im Straßenverkehr.
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Die Größe des Bereichs, auf den die Auswirkung der Lichthupe beschränkt ist, ist abhängig von dem verwendeten Lichtmodul. Es wäre denkbar, dass der Fernbereich oberhalb der Helldunkelgrenze einer abgeblendeten Lichtverteilung einfach in mehrere Streifen unterteilt ist, wobei dann jeweils einer der Streifen dem kleinstmöglichen Bereich entspricht, auf den die Auswirkung der Lichthupe beschränkt werden kann. Es wäre aber auch denkbar, dass der Fernbereich der Lichtverteilung in eine Vielzahl von kleineren, matrixartig angeordneten Bereiche unterteilt ist, so dass sich die Auswirkung der Lichthupe auf einen wesentlich kleineren Bereich beschränken lassen. Unter Umständen ist es bei sehr kleinen Bereichen erforderlich, dass mehrere Lichtpixel aktiviert werden und somit mehrere Bereiche im Fernbereich der Lichtverteilung den Gefahrenbereich oder den anderen Verkehrsteilnehmer anstrahlen.
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Um den Bereich auszuwählen, auf den die Auswirkung der Lichthupe beschränkt werden soll, wird im Rahmen der Erfindung die Blickrichtung des Fahrers des Kraftfahrzeugs ermittelt. Dazu sind geeignete Mittel im Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs vorgesehen. Diese Mittel umfassen bspw. eine Kamera. Diese kann Teil einer Anordnung des Kraftfahrzeugs zur Müdigkeitserkennung und zur Detektion der Aufmerksamkeit des Fahrers des Kraftfahrzeugs sein, wobei das Steuergerät anhand der von der Anordnung erfassten Informationen die Blickrichtung des Fahrers und entsprechende Ansteuersignale für die Lichtpixel des mindestens einen Scheinwerfers ermittelt. Dies hat den Vorteil, dass keine zusätzlichen Mittel in dem Kraftfahrzeug angeordnet werden müssen, um die Blickrichtung des Fahrers zu ermitteln. Lediglich die Art der Auswertung der Kamerasignale unterscheidet sich von der Müdigkeits- oder Aufmerksamkeitserkennung des Fahrers. Anhand der von der Kamera aufgenommenen Bilder des Fahrers, seines Kopfes und/oder der Augen kann der Blickwinkel des Fahrers ermittelt werden. Die Kamera erfasst vorzugsweise die Blickrichtung von Augen des Fahrers und/oder eine Drehrichtung eines Kopfes des Fahrers. Das Steuergerät ermittelt daraus dann die Blickrichtung des Fahrers und entsprechende Ansteuersignale für die Lichtpixel des mindestens einen Scheinwerfers, um bei Betätigung einer Lichthupe oberhalb der Helldunkelgrenze lediglich den Bereich in Blickrichtung des Fahrers auszuleuchten.
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Die Mittel zum Erfassen der Blickrichtung des Fahrers können die Blickrichtung des Fahrers während eines Betriebs des Kraftfahrzeugs fortwährend erfassen. Dies hat den Vorteil, dass die aktuelle Blickrichtung des Fahrers permanent verfügbar ist und bei Bedarf die entsprechenden Ansteuersignale für die Lichtpixel schnell berechnet werden können. Zudem erlaubt eine langfristige Beobachtung der Blickrichtung des Fahrers, aufgrund von sich häufig wiederholenden Bewegungsabläufen eine Vorhersage zu treffen, wohin die Blickrichtung des Fahrers in naher Zukunft wahrscheinlich gerichtet sein wird. Dadurch ließe sich in beschränktem Umfang eine prädiktive Ansteuerung der Lichtpixel realisieren. Es wäre aber auch denkbar, dass die Mittel zum Erfassen der Blickrichtung des Fahrers die Blickrichtung des Fahrers nur während eines Betriebs des mindestens einen Kraftfahrzeugscheinwerfers fortwährend erfassen. Ebenso wäre es denkbar, dass die Mittel zum Erfassen der Blickrichtung des Fahrers die Blickrichtung des Fahrers nur nach Betätigung der Lichthupe erfassen.
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Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch durch ein Steuergerät der eingangs genannten Art gelöst, das Mittel zum Empfang von Informationen bezüglich einer Blickrichtung eines Fahrers des Kraftfahrzeugs, Mittel zum Empfang eines Befehls zum Betätigen einer Lichthupe des Kraftfahrzeugs und Mittel zur Ermittlung von Ansteuersignalen für die Lichtpixel des mindestens einen Scheinwerfers in Abhängigkeit von der Blickrichtung des Fahrers und dem Empfang eines Befehls zur Betätigung der Lichthupe aufweist, so dass bei Ansteuerung der Lichtpixel des mindestens einen Scheinwerfers mit den ermittelten Ansteuersignalen oberhalb der Helldunkelgrenze lediglich ein Bereich in Blickrichtung des Fahrers ausgeleuchtet wird.
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Es ist denkbar, dass der Fahrer des Kraftfahrzeugs den Befehl zum Betätigen einer Lichthupe des Kraftfahrzeugs manuell auslöst. Zu diesem Zweck verfügen die meisten Kraftfahrzeug über einen Lenkstockhebel, der durch Heranziehen zum Fahrer eine Lichthupe auslöst. Es wäre aber auch denkbar, dass der Befehl zum Betätigen einer Lichthupe des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von einem automatisch detektierten Verkehrsgeschehen vor dem Kraftfahrzeug automatisch generiert wird. In modernen Fahrzeugen wird im Rahmen verschiedener Assistenzsysteme (Spurhalteassistent, Adaptive Frontlight System (AFS), Tempomat mit automatischer Einhaltung eines vorgegebenen Abstands zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, etc.) das Verkehrsgeschehen vor dem Kraftfahrzeug kontinuierlich überwacht und ausgewertet. Im Rahmen dieser Auswertung können auch Gefahrensituationen erkannt werden, die ein automatisches Auslösen der Lichthupe auslösen könnten. Ferner wäre es denkbar, das Signal zum Betätigen der Lichthupe durch gezieltes Augenzwinkern oder Sprachsteuerung zu geben.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerferanordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
- 2 ein Verkehrsgeschehen im Vorfeld eines Kraftfahrzeugs mit herkömmlichem Abblendlicht;
- 3 ein Verkehrsgeschehen im Vorfeld eines Kraftfahrzeugs mit herkömmlichem Fernlicht;
- 4 ein Verkehrsgeschehen im Vorfeld eines Kraftfahrzeugs mit einem blendfreien Fernlicht;
- 5 ein Verkehrsgeschehen im Vorfeld eines Kraftfahrzeugs mit einem blendfreien Fernlicht und selektiver Lichthupe gemäß der Erfindung;
- 6 ein Verkehrsgeschehen im Vorfeld eines Kraftfahrzeugs mit einem Abblendlicht und selektiver Lichthupe gemäß der Erfindung; und
- 7 ein erfindungsgemäßes Steuergerät für eine Kraftfahrzeugscheinwerferanordnung.
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In 1 ist ein Kraftfahrzeug 10 in einer Ansicht von oben, teilweise im Schnitt dargestellt. Das Kraftfahrzeug 10 umfasst eine Kraftfahrzeugscheinwerferanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung auf. Diese umfasst in dem dargestellten Beispiel zwei im Frontbereich des Fahrzeugs 10 angeordnete Scheinwerfer 12. Jeder der Scheinwerfer 12 weist eine Lichtquelle auf, die eine Vielzahl von matrixartig neben- und/oder übereinander angeordneter, einzeln schaltbarer Lichtpixel umfasst. Die einzelnen Lichtpixel senden jeweils Licht mit einer lambertschen Strahlungsverteilung in einen Halbraum senkrecht zu einer Lichtaustrittsfläche der Lichtpixel aus. Die Lichtpixel der Scheinwerfer 12 können als einzeln ansteuerbare LED-Chips ausgebildet sein, wie dies bspw. in einem Multibeam-LED-Modul bzw. Matrix-LED-Modul oder einem µAFS (micro-structured adaptive front-lighting system)-Lichtmodul der Fall ist. Ebenso wäre es aber denkbar, dass die einzelnen Lichtpixel der Scheinwerfer 12 als einzeln ansteuerbare, kippbare Mikrospiegel ausgebildet sind, die zur Erzeugung der Lichtverteilung vor dem Kraftfahrzeug abhängig von ihrer jeweiligen Kippstellung von mindestens einer Lichtquelle (z.B. Hochleistungs-LED) ausgesandtes Licht reflektieren oder nicht, wie dies bspw. bei einem DLP (digital light processing)-Lichtmodul der Fall ist.
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Zudem umfasst die Kraftfahrzeugscheinwerferanordnung ein Steuergerät 14 zur Ansteuerung der Scheinwerfer 12. Insbesondere ist das Steuergerät 14 ausgebildet, die einzelnen Lichtpixel der Scheinwerfer 12 gezielt anzusteuern, um eine Lichtverteilung vor dem Kraftfahrzeug 10 zu erzeugen, die außer einer Abblendlichtverteilung mit einer horizontalen Helldunkelgrenze auch Bereiche oberhalb der Helldunkelgrenze aufweist, die in Abhängigkeit von der Ansteuerung der Lichtpixel gezielt mit einer vorgegebenen Intensität ausgeleuchtet oder abgedunkelt sind. Die Ansteuerung der einzelnen Lichtpixel kann bspw. das Zurverfügungstellen eines Betriebsstroms für die LED-Chips eines Matrix-LED-Moduls umfassen. Je nach Höhe des Betriebsstroms sendet der entsprechende LED-Chip Licht mit voller Intensität oder gedimmt aus. Wenn kein Betriebsstrom an einem LED-Chip anliegt, sendet dieser kein Licht aus. Die Ansteuerung der Lichtpixel kann aber bspw. auch ein Verkippen von Mikrospiegeln bewirken, so dass diese entweder Licht einer Lichtquelle in einen Bereich vor das Kraftfahrzeug 10 reflektieren oder nicht (bspw. weil das Licht der Lichtquelle in eine Lichtfalle gelenkt wird). Durch ständiges Verkippen der Mikrospiegel mit einer bestimmten Frequenz (bis zu 5.000 Hz) kann die Intensität des Lichts in dem ausgeleuchteten Bereich vor dem Kraftfahrzeug 10 variiert bzw. gedimmt werden.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Scheinwerferanordnung ferner Mittel 16 zum Erfassen einer Blickrichtung 18 eines Fahrers 20 des Kraftfahrzeugs 10 aufweist. Das Steuergerät 14 ist ausgebildet, die Lichtpixel der Scheinwerfers 12 in Abhängigkeit von der erfassten Blickrichtung 18 des Fahrers 20 gezielt anzusteuern, so dass bei Betätigung einer Lichthupe (kurzzeitiges Aufblenden der Lichtverteilung und Ausleuchten zumindest eines Teils eines Fernbereichs vor dem Kraftfahrzeug 10) oberhalb der Helldunkelgrenze lediglich ein Bereich in Blickrichtung 18 des Fahrers 20 ausgeleuchtet wird. Diese selektive Lichthupe hat den Vorteil, dass nur diejenige Gefahrenstelle oder derjenige Verkehrsteilnehmer angestrahlt wird, für die/den die Lichthupe gedacht war. Andere, unbeteiligte Verkehrsteilnehmer werden dadurch nicht geblendet oder gestört.
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In 2 ist bespielhaft eine erste Verkehrssituation vor dem Kraftfahrzeug 10 aus Sicht des Fahrers 20 dargestellt. Die Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug 10 ist mit dem Bezugszeichen 22 bezeichnet und wird mit einer Abblendlichtverteilung 21 mit einer oberen Helldunkelgrenze 23 ausgeleuchtet. In diesem Beispiel weist die Abblendlichtverteilung 21 eine asymmetrische Helldunkelgrenze 23 auf, die auf einer eigenen Verkehrsseite 30 einen höheren Verlauf als auf einer Gegenverkehrsseite 24 hat. Auf der Gegenverkehrsseite 24 kommt dem Kraftfahrzeug 10 ein anderer Verkehrsteilnehmer 26 entgegen. Außerdem ist ein Falschfahrer 28 auf der eigenen Verkehrsseite 30 dargestellt. In einer solchen Gefahrensituation besteht seitens des Fahrers 20 des Kraftfahrzeugs 10 das Bedürfnis, den Falschfahrer 28 mittels einer Lichthupe auf sein Fehlverhalten hinzuweisen.
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In 3 ist für die erste Verkehrssituation aus 2 eine herkömmliche Situation im Falle einer Betätigung der Lichthupe gezeigt. Es ist zu erkennen, dass bei Betätigung der Lichthupe der gesamte Fernbereich 32 oberhalb der Helldunkelgrenze 23 ausgeleuchtet wird. Die Betätigung der Lichthupe entspricht in diesem Fall einem kurzzeitigen Aktivieren des Fernlichts und Ausleuchten des Fernbereichs 32 vor dem Kraftfahrzeug 10. Dadurch wird zwar der Falschfahrer 28 auf sein Fehlverhalten hingewiesen. Gleichzeitig werden aber auch andere, unbeteiligte Verkehrsteilnehmer, wie bspw. der Fahrer des entgegenkommenden Fahrzeugs 26 geblendet. Das kann zu einer Irritation, Störung und Verunsicherung des unbeteiligten Verkehrsteilnehmers 26 und insgesamt zu einer Erhöhung des Gefahrenpotentials im Straßenverkehr führen.
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In 4 ist bespielhaft eine zweite Verkehrssituation vor dem Kraftfahrzeug 10 aus Sicht des Fahrers 20 dargestellt. Die Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug 10 wird mit einem blendfreien Fernlicht 34 (oder Teilfernlicht) ausgeleuchtet. Dabei wird das Vorfeld vor dem Kraftfahrzeug 10 mit einer Fernlichtverteilung ausgeleuchtet. Lediglich diejenigen Bereiche 36 oberhalb einer Helldunkelgrenze 23 einer abgeblendeten Lichtverteilung, in denen andere Verkehrsteilnehmer 26, 28 detektiert wurden, werden ausgespart. Bereiche jenseits (weiter rechts) der eigenen Verkehrsseite 30 und jenseits (weiter links) der Gegenverkehrsseite 24 werden nach wie vor mit Fernlicht ausgeleuchtet, wodurch die Sicht für den Fahrer 20 des Kraftfahrzeugs 10 verbessert werden kann. Gleichzeitig wird eine Blendung der anderen Verkehrsteilnehmer 26, 28 im Vorfeld verhindert. Zur Detektion der anderen Verkehrsteilnehmer 26, 28 im Vorfeld des Kraftfahrzeugs 10 kann ein entsprechender Sensor 40 in dem Kraftfahrzeug 10 angeordnet sein. Der Sensor 40 ist bspw. als eine Kamera ausgebildet, die hinter der Windschutzscheibe, bspw. im Bereich des Innenrückspiegels, angeordnet sein kann und das Vorfeld vor dem Kraftfahrzeug 10 erfasst. Das Steuergerät 14 der Kraftfahrzeugscheinwerferanordnung generiert in Abhängigkeit von den Sensorsignalen des Sensors 40 entsprechende Ansteuersignale für die einzelnen Lichtpixel der Scheinwerfer 12, so dass der Bereich 36 abgeschattet (nicht ausgeleuchtet) ist. Auch in dieser Verkehrssituation kommt dem Kraftfahrzeug 10 auf der Gegenverkehrsseite 24 ein anderer Verkehrsteilnehmer 26 entgegen. Außerdem ist ein Falschfahrer 28 auf der eigenen Verkehrsseite 30 dargestellt.
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In 5 ist für die zweite Verkehrssituation aus 4 eine Situation im Falle einer Betätigung der selektiven Lichthupe im Sinne der vorliegenden Erfindung gezeigt. Es ist zu erkennen, dass bei Betätigung der Lichthupe nicht der gesamte Fernbereich oberhalb der Helldunkelgrenze 23, sondern lediglich ein eng auf den Falschfahrer 28 beschränkter Bereich 38 ausgeleuchtet wird. Das hat den Vorteil, dass einerseits der Falschfahrer 28 auf sein Fehlverhalten hingewiesen wird, andererseits aber - anders als in 3 gezeigt - andere, unbeteiligte Verkehrsteilnehmer, wie bspw. der Fahrer des entgegenkommenden Fahrzeugs 26, durch die Lichthupe nicht geblendet und irritiert werden. Das führt zu einer deutlichen Verbesserung der Verkehrssicherheit im Straßenverkehr.
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Der bei Betätigung der Lichthupe auszuleuchtende Bereich 38 wird gemäß der vorliegenden Erfindung in Abhängigkeit von einer Blickrichtung 18 des Fahrers 20 des Kraftfahrzeugs 10 zum Zeitpunkt der Betätigung der Lichthupe definiert. Die Blickrichtung 18 des Fahrers 20 wird - wie gesagt - mit Hilfe der Mittel 16 erfasst. Die Mittel sind bspw. als eine Kamera ausgebildet, die auf den Fahrer 20 bzw. sein Gesicht gerichtet ist. Die Kamera 16 kann bspw. im Bereich des Armaturenbretts, oben an einer Windschutzscheibe oder in einem Dachhimmel des Fahrzeugs 10 angeordnet und entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 10 orientiert sein. Die Kamera 16 kann eine Position und/oder Orientierung eines Kopfes des Fahrers 20 oder die Ausrichtung seiner Augen erfassen. Daraus kann dann die Blickrichtung des Fahrers 20 ermittelt werden. Diese Informationen werden bei der Generierung der Ansteuersignale für die Lichtpixel durch das Steuergerät 14 zur Ermittlung und Ausleuchtung des Bereichs 38 herangezogen.
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In 6 ist für die erste Verkehrssituation aus 2 eine Situation im Falle einer Betätigung der selektiven Lichthupe im Sinne der vorliegenden Erfindung gezeigt. Es ist zu erkennen, dass bei Betätigung der Lichthupe nicht der gesamte Fernbereich oberhalb der Helldunkelgrenze 23, sondern lediglich ein eng auf den Falschfahrer 28 beschränkter Bereich 38 ausgeleuchtet wird. Auch in Verbindung mit einer herkömmlichen Abblendlichtverteilung 21 hat dies den Vorteil, dass einerseits der Falschfahrer 28 auf sein Fehlverhalten hingewiesen wird, andererseits aber - anders als in 3 gezeigt - andere, unbeteiligte Verkehrsteilnehmer, wie bspw. der Fahrer des entgegenkommenden Fahrzeugs 26, durch die Lichthupe nicht geblendet und irritiert werden. Das führt zu einer deutlichen Verbesserung der Verkehrssicherheit im Straßenverkehr.
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Das erfindungsgemäße Steuergerät 14 ist schematisch in 7 gezeigt. Das Steuergerät verfügt über eine Recheneinheit 14a, bspw. in Form eines Mikroprozessors. Die Recheneinheit 14a ist zum Abarbeiten eines Computerprogramms 14b ausgebildet, das auf einem Speicherelement 14c des Steuergeräts 14 gespeichert ist. Zur Abarbeitung wird das Programm 14b entweder als Ganzes oder abschnittsweise an die Recheneinheit 14a übertragen. Durch Abarbeiten des Computerprogramms 14b führt das Steuergerät 14 die ihm zugedachte Steuerfunktion aus. Über einen Anschluss 14d gelangen Informationen bezüglich des Verkehrsgeschehens vor dem Kraftfahrzeug 10 in das Steuergerät 14. Über einen Anschluss 14e gelangen Informationen bezüglich der Blickrichtung 18 des Fahrers 20 des Kraftfahrzeugs 10 in das Steuergerät 14. Über einen Anschluss 14f gelangen Informationen bezüglich einer Betätigung der Lichthupe in das Steuergerät 14. Die Anschlüsse 14d bis 14f können auch als ein gemeinsamer Anschluss an einen fahrzeuginternen Datenbus ausgebildet sein. Das Steuergerät 14 berechnet anhand der über die Anschlüsse 14d bis 14f empfangenen Informationen Ansteuersignale für die einzelnen Lichtpixel der Scheinwerfer 12, die über einen Anschluss 14g an die Lichtpixel weitergeleitet werden.
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Es sind eine Vielzahl von Verkehrssituationen denkbar, in denen die Betätigung der Lichthupe sinnvoll oder gewünscht ist. Falschfahrer 28 sind nur eine von vielen möglichen Gefahrensituationen, in denen eine Lichthupe betätigt wird. Auch zur Kommunikation mit anderen Verkehrsteilnehmern ist eine Betätigung der Lichthupe denkbar, bspw. um Fußgänger darauf hinzuweisen, dass das Kraftfahrzeug 10 beabsichtigt zu halten und dass die Fußgänger die Straße gefahrlos überqueren können.
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Ferner ist in dem beschriebenen Beispiel der 1 das Steuergerät 14 sowohl für die Ermittlung und Ausleuchtung des selektiven Bereichs 38 als auch für Ermittlung und Abschattung des Bereichs 36, in dem andere Verkehrsteilnehmer 26, 28 detektiert wurden, zuständig. Es wäre aber auch denkbar, dass die beiden Funktionen durch verschiedene Steuergeräte im Kraftfahrzeug 10 realisiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10009782 A1 [0005]
- DE 102010039399 A1 [0009]
- DE 102014205864 A1 [0009]
