DE4040175C2

DE4040175C2 - Beleuchtungsverfahren

Info

Publication number: DE4040175C2
Application number: DE19904040175
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Hahn; Guenter Reichart
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1990-12-15
Filing date: 1990-12-15
Publication date: 2000-04-20
Anticipated expiration: 2010-12-16
Also published as: DE4040175A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Beleuchtungsverfahren für Kraftfahrzeuge. Trotz der sich ständig verbessernden Kraftfahrzeugtechnik bleibt es in den handelsübli chen Kraftfahrzeugen dem Fahrzeugbenutzer überlassen, die Beleuchtung einzu schalten bzw. die Beleuchtungsart zu wählen. Zwar existieren Vorschläge, das Ein schalten der Beleuchtung abhängig von einem Umgebungshelligkeitssensor zu ge stalten (vgl. DE 36 24 616 A). Jedoch werden dabei Fälle nicht berücksichtigt, bei denen es auch tagsüber erforderlich ist, die Beleuchtung einzuschalten. Dies gilt beispielsweise bei auftretendem Nebel.

Eine Automatisierung für das Einschalten einer bestimmten Beleuchtungsart in Ab hängigkeit von vorgegebenen Sichtbedingungen stößt jedoch auf besondere Schwierigkeiten. Wie aus Untersuchungen in diesem Zusammenhang hervorgeht, ist beispielsweise bei Nebel nicht in jedem Fall das Nebellicht vorteilhaft. Ebenso kann es abhängig von der Dichte, Zusammensetzung und radialen Dichteänderung eines Nebelfeldes sinnvoll, wenn nicht sogar vorteilhaft sein, Abblend- oder Fernlicht einzuschalten. Ursache für derartige Ungewißheiten ist in erster Linie die Streuung des Lichts bei verschiedenen Nebelsituationen, die sich in einer unterschiedlichen Eigenblendung des Fahrzeugbenutzers bemerkbar macht.

Durch die DE 38 10 840 C ist auch ein System zur Sichtweitenbestimmung vor zugsweise zur Anwendung in Abstandswarngeräten von Kraftfahrzeugen bekannt unter Anwendung eines optischen Pulsradars oder Dauerstrichradars zur Messung der Reemission und Sichtweite in Nebel, Schnee, Regen oder Rauch in Verbindung mit einem Helligkeitssensor.

Durch die bereits genannte DE 36 24 616 A ist auch eine Vorrichtung zur automati schen Betätigung von Scheinwerfern an Kraftfahrzeugen mit einer feuchtigkeits empfindlichen Einrichtung bekannt.

Durch die DE-OS 21 32 497 schließlich ist eine Anordnung zur selbsttätigen Ein schaltung der Nebelschlußleuchte bei Einschalten der Nebelleuchten eines Kraft fahrzeuges bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Beleuchtungsverfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem selbsttätig stets die richtige Beleuchtungsart gewählt wird.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patent anspruchs 1.

Ziel der Erfindung ist es, die durch die Beleuchtung hervorgeru fene Eigenblendung zu minimieren. Dabei soll die Erkennbarkeit von Zielen unter den jeweiligen Sichtbedingungen trotz der nie vollständig zu vermeidenden Eigenblendung noch möglich sein. Unter Eigenblendung ist die vom Fahrer eines Kraftfahrzeugs wahrgenommene Umfeldblendung zu verstehen. Sie entsteht da durch, daß Licht der Scheinwerfer des eigenen Fahrzeugs an dem Streumedium (z. B. Nebel, Schnee) so gestreut wird, daß das vom Fahrer wahrgenommene gesamte Umfeld des Sehobjekts bzw. Teile davon im Vergleich zum Infeld (Sehobjekt) eine zu große Leuchtdichte (Schleierleuchtdichte) aufweist. Diese (Schleier-) Leuchtdichte überlagert sich der am Objekt vorhandenen Leucht dichte und vermindert somit den Kontrast und damit die Erkenn barkeit des Sehobjekts.

Wesentlich für die Erfindung ist darüber hinaus die Verwendung eines Testlichtstrahls, mit dem die Sichtbedingungen bestimmt werden. Aus der Intensität des aus dem jeweiligen Beobach tungsfeldabschnitts zurückgesandten Lichtsignals läßt sich die Dichte und die Streueigenschaft beispielsweise von Nebel in dem zu beleuchtendem Feld bestimmen und die Beleuchtungsart in der gewünschten Weise einstellen. Die jeweilige Beleuchtungsart ist aus einem Kennfeld zu entnehmen, in das die für die Eigenblen dung maßgeblichen Parameter eingegeben werden.

Diese ergeben sich zum einen aus der Schwächung des Testlicht strahls bis hin zum jeweiligen Reflexionsort sowie der sich daran anschließenden Schwächung des reflektierten Lichtsignals, das sich vom Reflexionsort bis zum Empfänger hin ausbreitet. Jedes Wegelement zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Reflexionsort bewirkt somit eine zweifache Streuung und damit Schwächung des durchtretenden Lichts, die jedoch in beiden Fällen relativ das selbe Ausmaß annimmt.

Zum anderen ist die Umgebungshelligkeit (L_u) zu berücksichtigen, die den Kontrast (C) eines Objekts in zweifacher Hinsicht herab setzt, wie aus dem bekannten Zusammenhang

C = (Lo - Lu) : (Lu + Ls)

mit Lo = Objektleuchtdichte und
Ls = Schleierleuchtdichte
hervorgeht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Patentansprüchen. Dabei bestehen die Vorteile der Merkmale des Patentanspruchs

1. 2 in der Möglichkeit, Erfahrungen aus der Verwendung von monochromatischem Licht, vorzugsweise Laserlicht im Rahmen von Abstandsmeßgeräten ausnützen zu können und handelsübliche (Laser-)Lichtquellen einzusetzen
2. 3 in der verbesserten Anpassung der Beleuchtung an die jeweiligen Sichtverhältnisse
3. 4 in der Berücksichtigung der unterschiedlichen Blend empfindlichkeit bei Tag- und bei Nachtfahrt und
4. 5 in der Anwendung auf das erfindungsgemäße Verfahren.

In der Zeichnung ist anhand von verschiedenen Diagrammen die Erfindung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Schaubild zur prinzipiellen Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens

Fig. 2 den Verlauf der Intensität des reflektierten Lichtsignals und

Fig. 3 eine Entscheidungstabelle für die Wahl der je weils richtigen Beleuchtung.

Bei der Anordnung von Fig. 1 wird von einem nicht im einzelnen dargestellten Kraftfahrzeug ein Testlichtstrahl 1 von einer Laser lichtquelle 2 mit einer Weitenlänge von 900 nm in das zu be leuchtende Feld ausgesandt.

Es handelt sich dabei um den Bereich, der vor dem Kraftfahrzeug liegt. Damit soll die Front-Beleuchtung des Kraftfahrzeugs einge stellt werden. Hierzu sind ein ebenfalls nicht dargestellter Abblend scheinwerfer, ein Fernlichtscheinwerfer und ein Nebelscheinwerfer an den beiden vorderen Ecken des Kraftfahrzeugs vorgesehen.

Der Testlichtstrahl 1 trifft im angenommenen Fall auf ein Nebel feld 3, das eine relativ eindeutige Grenze in einem Abstand von beispielsweise 50 Metern und das eine homogene Dichte besitzt. Durch das Nebelfeld wird ein reflektiertes Lichtsignal 4 erzeugt, das mit einem Empfänger 5 im Kraftfahrzeug aufgenommen wird. Dieses Lichtsignal zeigt den im oberen Teil von Fig. 2 mit log arithmischen Maßstab dargestellten Intensitätsverlauf. In einem Abstand, der dem Abstand des Nebelfelds 3 entspricht, zeigt sich ein deutlicher Anstieg, dem für Entfernungen E des Reflexionsor tes, die gröber als 50 Meter sind, ein Abfall folgt. Für Reflexions orte, die 100 Meter und mehr vom Kraftfahrzeug entfernt sind, ist die Intentsität wieder auf einen Wert von 0 abgesunken.

Aus dem Anstieg des reflektierten Lichtsignals bei 50 Meter, der maximalen Intensität des reflektierten Lichtsignals und dem An stiegsverhalten läßt sich mit Hilfe einer nicht dargestellten Analy siereinrichtung, die dem Empfänger 5 nachgeschaltet ist, die Dichte und die Reflexionseigenschaft des vorhandenen Nebelfelds 3 bestimmen. Zur Erläuterung ist im unteren Teil von Fig. 2, ebenfalls im logarithmischer Darstellung, der Intensitätsverlauf des Lichtsignals dargestellt, wenn sich das Kraftfahrzeug inner halb desselben Nebelfeldes 3 befindet. Gegenüber dem anderen Diagramm ist der Anstieg flacher, das Signalmaximum kleiner und der Abfall weniger stark ausgeprägt (zur Erklärung: e - 11/e + 01 be deutet 10 exp (-11)/10 exp (+01)).

Für das Verständnis der Erfindung ist es ausreichend, eine Ein teilung des Nebels in die drei Kategorien schwacher Nebel, dich ter Nebel und sehr dichter Nebel vorzunehmen. Daraus läßt sich ermitteln, wie groß die Eigenblendung des Fahrzeugbenutzers für die verschiedenen möglichen Kfz-Beleuchtungen ist. Ziel der Erfin dung ist es dabei, die Beleuchtung so zu wählen, daß die Eigen blendung möglichst gering ist.

Dieses Ziel wird erreicht, indem die Beleuchtungsart, z. B. Ab blendlicht und/oder Fernlicht und/oder Nebellicht in geeigneter Weise gewählt wird. Dabei ist zusätzlich zwischen Tag- und Nachtbetrieb zu unterscheiden. Unter der vereinfachten Annahme ergibt sich damit eine Beleuchtungszusammenstellung die in Fig. 3 in einer Entscheidungstabelle angegeben ist. Dabei bedeutet AL Abblendlicht, FL Fernlicht und NL Nebellicht.

Zusätzlich ist es möglich, die Eigenblendung zu beeinflussen, in dem die Intensität der jeweiligen Beleuchtungsart, d. h. die Licht stärke und/oder die Geometrie des verwendeten Scheinwerfers verändert werden wird. Erstes wird erreicht, in dem der Einschaltstrom der Scheinwerfer mit einer Frequenz getaktet wird, die größer als die für das menschliche Auge wahrnehmbare ist und deren Im puls-/Pausen-Verhältnis der gewünschten Leistung entspricht.

Die Veränderung der Geometrie wird erreicht, in dem die Schein werfer in ihrer Höhenlage am Kraftfahrzeug oder in ihrem Ab strahlwinkel verändert werden.

Damit ist es möglich, die Beleuchtung den jeweiligen Bedürfnissen optimal anzupassen.

Claims

1. Beleuchtungsverfahren für Kraftfahrzeuge, gekenn zeichnet durch folgende Verfahrensschritte

a) Vom Kraftfahrzeug wird ein Testlichtstrahl in das zu beleuchtende Feld ausgesandt,
b) das entstehende reflektierte Lichtsignal wird empfangen und hinsichtlich seiner Laufzeit und Intensität ausgewertet und
c) die Beleuchtung wird so eingestellt, daß die erzeugte Eigenblendung ein vorgegebenes Maß nicht übersteigt.

2. Beleuchtungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Testlichtstrahl monochromatisch ist.

3. Beleuchtungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtung hinsichtlich ihrer Lichtstärke und/oder Geometrie gesteuert wird.

4. Beleuchtungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich das Aus gangssignal eines Umgebungshelligkeitssensors ausge wertet wird.

5. Beleuchtungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß das vorgegebene Maß für die Ei genblendung vom Ausgangssignal des Umgebungshel ligkeitssensors abhängt.