DE4403937A1 - Umgebungsadaptive Ansteuerung für Scheinwerfer von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

An Kraftfahrzeugen sind Scheinwerfer angebracht, um einer­ seits die Umgebung besser zu sehen und um andererseits von anderen Verkehrsteilnehmern besser gesehen zu werden. Im Ver­ kehrsalltag tritt dabei nicht nur ein schleichender Übergang von Helligkeit zu Dunkelheit und umgekehrt auf, sondern der Helligkeitszustand ändert sich oft plötzlich, z. B. beim Durchfahren von Tunneln, beim Einbiegen von einer hell er­ leuchteten Straße in eine dunkle Nebenstraße, beim Fahren in und aus Parkhäusern oder beim Entgegenkommen anderer Fahr­ zeuge.

Herkömmliche bekannte Scheinwerferanlagen an Kraftfahrzeugen reagieren nicht automatisch auf solche Umgebungsänderungen. Dies hat eine Energieverschwendung und eine erhöhte Unfallge­ fahr zur Folge, da die Scheinwerfer z. B. nach dem Verlassen einer häuslichen Tiefgarage nicht ausgeschaltet werden oder weil beispielsweise beim Abbiegen in eine schlecht beleuch­ tete Nebenstraße die dort herrschende Dunkelheit und die da­ durch bedingt erhöhte Unfallgefahr und potentielle Unfallop­ fer zu spät erkannt werden. Ein weiteres Problem mit erhöhter Unfallgefahr ist zu spät es oder ausbleibendes Abblenden beim Entgegenkommen von Fahrzeugen.

Aus den Offenlegungsschriften GB 21 56 515 A, DE 36 24 616 A1, DE 42 30 999 A1, DE 42 15 940 A1 und DE 40 40 175 A1 wie auch aus H.-J. Schmidt-Clausen, ATZ 81 (1979), S. 439-450 sind zwar umgebungsadaptive Ansteuerungen für Scheinwerfer bekannt, die neben Mitteln zur Messung der Umgebungshellig­ keit z. T. auch weitere Sensoren aufweisen. Keiner dieser Schriften kann jedoch die zusätzliche Verwendung von Mitteln zur Detektion des Straßentyps entnommen werden, um die Be­ leuchtungsstärke auch in Abhängigkeit vom befahrenen Straßen­ typ zu steuern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine automa­ tische, umgebungsadaptive Ansteuerung für Scheinwerfer von Kraftfahrzeugen anzugeben, welche in der Lage ist, auf sich ändernde Beleuchtungsverhältnisse in der momentanen Umgebung automatisch zu reagieren und die jeweils optimale Beleuch­ tungsstärke und Beleuchtungscharakteristik der Scheinwerfer durch eine entsprechende Ansteuerung zu gewährleisten und dabei die Beleuchtungsstärke auch in Abhängigkeit vom befah­ renen Straßentyp zu steuern.

Diese Aufgabe wird durch eine umgebungsadaptive Ansteuerung für Scheinwerfer von Kraftfahrzeugen mit Merkmalen nach An­ spruch 1 gelöst. Bei dieser umgebungsadaptiven Steuerung für Scheinwerfer von Kraftfahrzeugen sind Mittel zur Messung der momentanen Umgebungshelligkeit sowie Mittel zur Detektion des momentan befahrenen Straßentyps (innerstädtische Straße, Landstraße, Autobahn, etc.) vorgesehen. Ferner sind Mittel zur optimalen Einstellung der Beleuchtungsstärke und/oder der Beleuchtungscharakteristik (z. B. Abblendlicht, Fernlicht) in Abhängigkeit von der gemessenen Umgebungshelligkeit und vom detektierten Straßentyp vorgesehen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausfüh­ rungsbeispiele ausführlich beschrieben.

Die Notwendigkeit, Scheinwerfer an- oder auszuschalten bzw. auf- oder abzublenden kann nicht allein von der momentanen Umgebungshelligkeit abhängig gemacht werden, sondern muß sich auch am Straßentyp (Stadt, Überland, Autobahn) orientieren. Durch die Integration von Lichtsensoren mit einem geeigneten Straßenerkennungssystem kann eine intelligente Scheinwerfer­ steuerung erstellt werden. Bei einem bevorzugten Ausführungs­ beispiel der erfindungsgemäßen Steuerung ist daher eine per­ manente Ermittelung des aktuellen Straßentyps, wie sie z. B. in der Europäischen Patentanmeldung 93108427.1 vom 25.5.93, die diesen Anmeldungsunterlagen beigefügt wurde, beschrieben ist, vorgesehen und zur Ermittelung der optimalen Beleuch­ tungsstärke und Beleuchtungscharakteristik kann vorteilhaft ein mehrstufiges Fuzzy-System der folgenden Form eingesetzt werden:

Ein System S0 ermittelt permanent den aktuellen Straßentyp (AST).

In einem ersten Schritt ermittelt ein System S1 folgende Informationen:

• - ein Maß für die momentane durchschnittliche Umgebungshel­ ligkeit (DUH)
• - eine unscharfe Aussage darüber, ob sich das Fahrzeug momen­ tan in einer künstlich oder einer natürlich beleuchteten Umgebung befindet, d. h. ein Tupel (Beleuchtung, Sicher­ heit), wobei Beleuchtung einen Wert aus (Künstlich, Natür­ lich) und Sicherheit einen Wert aus [0 . . 1] annehmen kann. Sicherheit beschreibt die Sicherheit der Aussage (Wahrheitswert zwischen Null und Eins). Diese Informationen können aus dem Helligkeitsprofil (periodische Helligkeits­ schwankungen, Varianz der Helligkeit, Absolutwert der durchschnittlichen Helligkeit, . . . ) gewonnen werden.

In einem zweiten Schritt wertet ein System S2 die Informatio­ nen AST, DUH (Beleuchtung, Sicherheit) sowie eigene intern aufgebaute, aus der Historie abgeleitete Größen wie z. B. mittlere Helligkeitsschwankung in der Weise aus, daß das System den Sollzustand der Scheinwerfer ausgibt (Sollzustand kann sein (AUS; ABBLEND; AUFBLEND)).

S2 kann als Fuzzy-System implementiert werden und damit leicht die unscharfe Information aus S1 verwerten. Beispiel­ haft werden einige Regeln (keineswegs vollständig) aus der Scheinwerfersollzustandsermittlungslogik angegeben:
wenn Beleuchtung = Künstlich und Sicherheit = hinreichend groß dann Licht = ABBLEND | AUFBLEND
wenn Beleuchtung = Natürlich und Sicherheit = hinreichend groß und DUH < Schwelle 1 dann Licht = AUS
wenn AST = Stadt dann Licht = AUS | ABBLEND
wenn AST = Autobahn oder AST = Überland und DUH < Schwelle 2 dann Licht = ABBLEND | AUFBLEND
wenn Beleuchtung = Künstlich und Sicherheit = hinreichend groß dann Licht = ABBLEND | AUFBLEND

Der von S2 ermittelte Schweinwerfersollzustand kann in zwei Weisen verwendet werden:

Die intelligente Scheinwerferansteuerung sollte so implemen­ tiert werden, daß der Kraftfahrer zwischen zwei Modi - im folgenden als AUTO bzw. PROP bezeichnet - wählen kann. Dabei bezeichnet der Modus AUTO ein völlig automatisches Ansteuern der Scheinwerfer und der Modus PROP einen Betriebszustand mit einer Anzeige des vorgeschlagenen Scheinwerferzustands im Cockpit. Ein manuelles Eingreifen seitens des Kraftfahrers ist dabei jeder Zeit möglich und führt das System automatisch vom Zustand AUTO in den Zustand PROP. Dadurch ist sichergestellt, daß eine bewußt vom Kraftfahrer gewünschte Scheinwerfereinstellung nicht von der intelligenten Schein­ werferansteuerung "korrigiert" wird.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die automatische umgebungsadaptive Steuerung deshalb mit ei­ ner konventionellen Steuerung für die Scheinwerfer kombiniert und kann vom Bediener wahlweise zu- bzw. abgeschaltet werden.

Claims (2)

1. Umgebungsadaptive Ansteuerung für Scheinwerfer von Kraft­ fahrzeugen mit Mitteln zur Messung der momentanen Umgebungs­ helligkeit, Mitteln zur Detektion des momentan befahrenen Straßentyps und Mitteln zur optimalen Einstellung der Be­ leuchtungsstärke und/oder Beleuchtungscharakteristik in Ab­ hängigkeit von der gemessenen Umgebungshelligkeit und vom de­ tektierten Straßentyp.

2. Steuerung nach Anspruch 1, welche mit einer konventionellen Steuerung für Scheinwerfer kombiniert ist und vom Bediener wahlweise zu- bzw. abgeschal­ tet werden kann.