Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Schaltungsanordnung

- mit einem Beleuchtungsfeld, wobei das Beleuchtungsfeld wenigstens ein erstes Modul und ein zweites Modul umfasst, die jeweils wenigstens eine Lichtquelle umfassen,

- mit einem Steuer- und/oder Regelungsmittel für das Beleuchtungsfeld, wobei jede Lichtquelle vom Steuer- und/oder Regelungsmittel angesteuert wird und zwar derart, dass eine Helligkeit jeder Lichtquelle in Abhängigkeit einer gewünschten Lichtstärkeverteilung der einzelnen Module oder einer gewünschten Gesamtlichtstärkeverteilung eingestellt wird.

Beleuchtungsfelder mit mehr als einem Modul gehören in modernen Beleuchtungsmitteln, beispielsweise Scheinwerfern für Fahrzeuge zum Stand der Technik. Die Ansteuerung erfolgt über ein Steuer- und/oder Regelungsmittel, welches dazu eingerichtet ist, die Helligkeit der jeweiligen Lichtquellen in den Modulen einzustellen.

Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Steuer- und/oder Regelungsmittel ein zu einer Lichtquelle in Reihe geschaltetes steuerbares Schaltelement zum Schließen oder Öffnen ansteuert. Im einfachsten Fall ist das steuerbare Schaltelement ein Schalter. Durch das Schließen des Schalters ist ein Stromfluss durch die Lichtquelle möglich, durch das Öffnen wird dieser Stromfluss unterbrochen. Die steuerbaren Schaltelemente jedes Moduls werden so zum Schließen angesteuert, dass die Lichtquelle(n) in jedem Modul einen Anteil zur Lichtstärkeverteilung des Moduls beiträgt. Hierbei ist es zum einen wichtig, dass die Lichtstärkeverteilung eine gewünschte Homogenität aufweist und zum anderen eine gewünschte Intensität erbringt. Aus der Überlagerung der Lichtstärkeverteilungen der einzelnen Module ergibt sich dann für einen Betrachter eine Gesamtlichtstärkeverteilung. Die Ansteuerung heutiger Module in Beleuchtungsfeldern erfolgt zumeist auf der Grundlage von zwei unterschiedlichen Kriterien.

Es besteht entweder die Möglichkeit die Helligkeit der Lichtquellen in Abhängigkeit einer gewünschten Lichtstärkeverteilung der einzelnen Module zu ermitteln oder in Abhängigkeit einer gewünschten Gesamtlichtstärkeverteilung.

Wird eine optimale Lichtstärkeverteilung für die einzelnen Module ermittelt, ist dies besonders wichtig für die Wahrnehmung eines Betrachters. Die Lichtstärkeverteilung jedes Moduls kann von einem Betrachter wahrgenommen werden und sollte daher für eine Akzeptanz, beispielsweise bei einem Endkunden des Fahrzeugs, homogen sein, wenn sich ein Betrachter in der Nähe des Fahrzeugs befindet. Bei dieser Vorgehensweise ist jedoch die abgestrahlte Gesamtlichtstärkeverteilung, die aus der Überlagerung der einzelnen Lichtstärkeverteilungen der Module entsteht, nicht immer optimal.

Ein anderer Ansatzpunkt ist daher, eine optimale Gesamtlichtstärkeverteilung zu definieren, die insbesondere dann wünschenswert ist, wenn sich das Fahrzeug bewegt und der Eindruck der Gesamtlichtstärkeverteilung den Eindruck der Lichtstärkeverteilungen jedes einzelnen Moduls überwiegt. Dies kann dadurch erreicht werden, dass mindestens ein Modul so in der Ansteuerung angepasst wird, dass die einzelnen Module in ihrer Überlagerung die optimale Gesamtlichtstärkeverteilung abstrahlen.

In heutigen Schaltungsanordnungen für Beleuchtungsfelder wird eine der beiden Möglichkeiten gewählt und durch das Steuer- und/oder Regelungsmittel die steuerbaren Schaltelemente so angesteuert, dass entweder die gewünschte Lichtstärkeverteilung eines einzelnen Moduls oder die gewünschte Gesamtlichtstärkeverteilung erreicht wird. Durch diese Vorgehensweise wird nur für einen bestimmten Zustand, beispielsweise eine Parksituation oder eine Fahrsituation des Fahrzeugs die gewünschte Lichtstärkeverteilung bzw. Gesamtlichtstärkeverteilung erzeugt.

Beispielsweise zeigt das Dokument EP 3 543 593 A1 eine Beleuchtungsvorrichtung mit zwei Leuchtmitteln und zumindest eine dem zweiten Leuchtmittel zugeordnete zweite Projektionsoptik, wobei die zweite Projektionsoptik dazu eingerichtet ist, die von dem zweiten Leuchtmittel emittierbaren Lichtstrahlen als zweite Teil-Lichtvertei- lung vor die Beleuchtungsvorrichtung abzubilden, wobei diese zweite Teil-Lichtvertei- lung zur Gesamt-Lichtverteilung der Beleuchtungsvorrichtung beiträgt. Durch das zusätzliche Leuchtmittel, welches eine zweite Teil-Lichtverteilung erzeugen kann, kann in diesem Dokument die Gesamt-Lichtverteilung der Beleuchtungsvorrichtung verbreitert werden.

An diesem Punkt setzt die Erfindung an.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde einen Übergang zwischen der gewünschten Lichtstärkeverteilung eines einzelnen Moduls und einer gewünschten Gesamtlichtstärkeverteilung eines Beleuchtungsfeldes in einem Fahrzeug bei unterschiedlichen Zuständen des Fahrzeugs zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 , ein Steuer- und/oder Regelungsmittel gemäß Anspruch 11 und eine Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 13 gelöst.

Das Problem wird durch ein Verfahren zum Betreiben einer Schaltungsanordnung gelöst

- mit einem Beleuchtungsfeld, wobei das Beleuchtungsfeld wenigstens ein erstes Modul und ein zweites Modul umfasst, die jeweils wenigstens eine Lichtquelle umfassen, - mit einem Steuer- und/oder Regelungsmittel für das Beleuchtungsfeld, wobei jede Lichtquelle vom Steuer- und/oder Regelungsmittel angesteuert wird und zwar derart, dass eine Helligkeit jeder Lichtquelle in Abhängigkeit einer gewünschten Lichtstärkeverteilung der einzelnen Module oder einer gewünschten Gesamtlichtstärkeverteilung eingestellt wird, wobei ein Übergang zwischen der gewünschten Lichtstärkeverteilung der einzelnen Module und der gewünschten Gesamtlichtstärkeverteilung kontinuierlich erfolgt.

Durch das Verfahren ist eine situationsabhängige Auswahl der optimalen Lichtstärkeverteilung möglich. Zugleich erfolgt ein Übergang zwischen den beiden Möglichkeiten zur Ermittlung der Helligkeit nicht ruckartig, d.h. es wird nicht zu einem vorher festgelegten Moment von dem einen Verfahren auf das andere Verfahren umgestellt. Kontinuierlich kann im Zusammenhang mit dieser Erfindung insbesondere bedeuten, dass es einen Bereich gibt, in dem die Ermittlung der Helligkeit der Lichtquellen in Abhängigkeit einer gewünschten Lichtstärkeverteilung der einzelnen Module und einer gewünschten Gesamtlichtstärkeverteilung erfolgt.

Es kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass jedes Modul wenigstens ein steuerbares Schaltelement umfasst, wobei die steuerbaren Schaltelemente vom Steuer- und/oder Regelungsmittel angesteuert werden und zwar derart, dass

- das Einstellen der Helligkeit jeder Lichtquelle dadurch erfolgt, dass Einschaltzeitpunkte und/oder Ausschaltzeitpunkte für jede Lichtquelle durch das Steuer- und/oder Regelungsmittel definiert werden und

- das Steuer- und/oder Regelungsmittel ein und/oder mehrere steuerbare Schaltelemente der Module während der Einschaltzeitpunkte zum Schließen und während der Ausschaltzeitpunkte zum Öffnen ansteuert. Bei dieser Vorgehensweise erfolgt das Einstellen der Helligkeit der einzelnen Lichtquellen über eine Pulsweitenmodulation, d.h. jede Lichtquelle wird in einem bestimmten Zeitbereich für eine Zeitdauer eingeschaltet, die zu einer benötigten Helligkeit führt.

Um eine gewünschte Lichtstärkenverteilung zu erreichen, kann beispielsweise zunächst eine Ermittlung der Einschaltzeitpunkte und/oder Ausschaltzeitpunkte in Abhängigkeit einer gewünschten Lichtstärkeverteilung der einzelnen Module erfolgen. Um zu einer Ermittlung der Einschaltzeitpunkte und/oder Ausschaltzeitpunkte in Abhängigkeit einer gewünschten Gesamtlichtstärkeverteilung zu kommen, erfolgt für einen vorgegebenen Zeitraum eine gewichtete Ermittlung. Zunächst mit hohen Anteilen, die in Abhängigkeit der gewünschten Lichtstärkeverteilung der einzelnen Module gewonnen wird. Dieser Anteil sinkt dann zugunsten einer Ermittlung, die in Abhängigkeit einer gewünschten Gesamtlichtstärkeverteilung erfolgt, bis ausschließlich eine Ermittlung der Einschaltzeitpunkte und/oder Ausschaltzeitpunkte in Abhängigkeit einer gewünschten Gesamtlichtstärkeverteilung vorgenommen wird.

Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Gesamtlichtstärkeverteilung durch die Überlagerung der Lichtstärkeverteilungen der einzelnen Module entsteht.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass das erste Modul ein LED-Modul ist mit einer geringen Auflösung und das zweite Modul ein LED-Modul mit einer hohen Auflösung ist. LED-Module werden in heutigen Fahrzeugen bevorzugt verwendet, da sie eine große Flexibilität in der Ansteuerung bieten. Gleichzeitig verfügen sie über eine lange Lebensdauer. Als Modul mit einer geringen Auflösung kann beispielsweise ein Matrix- LED-Moduls sein mit einer Anzahl an LED kleiner als 100. Dieses Modul wird zumeist wegen seiner großen Intensität bei gleichzeitig geringen Kosten eingesetzt. Das zweite Modul kann ein HD-Modul sein mit einer Anzahl an LED von mehr als 10.000 LED. Da jede einzelne LED in einem HD-Modul zu der Lichtstärkeverteilung des Moduls beiträgt, bietet dies besonders viele Möglichkeiten in der Ansteuerung. Es kann vorgesehen sein, dass der Übergang zwischen der gewünschten Lichtstärkeverteilung der einzelnen Module und der gewünschten Gesamtlichtstärkeverteilung anhand mindestens eines gemessenen Parameters erfolgt, wobei der gemessene Parameter beispielsweise die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder der Abstand des Fahrzeugs zu anderen Objekten sein kann.

Dabei kann es vorgesehen sein, dass für den mindestens einen gemessenen Parameter eine untere und eine obere Schwelle definiert und im Steuer- und/oder Regelungsmittel hinterlegt ist. Diese Schwellen können für unterschiedliche Situationen unterschiedlich ausfallen. Beispielsweis ist es denkbar, dass die Schwellen bei einer Messung der Geschwindigkeit bei gutem Wetter anders definiert sind als bei Regen. In einem solchen Fall sind möglicherweise weitere Sensoren erforderlich, die den gemessenen Parameter unterstützen.

Es besteht die Möglichkeit, dass bei einem Messwert für den mindestens einen gemessenen Parameter, der Unterhalb der unteren Schwelle liegt, die Helligkeit für jede Lichtquelle in Abhängigkeit einer gewünschten Lichtstärkeverteilung der einzelnen Module ermittelt wird. Steht ein Fahrzeug, z.B. vor einer Garagenwand oder fährt langsam an anderen Fahrzeugen oder Hindernissen vorbei, ist es wünschenswert, dass jedes Modul eine optimale Lichtstärkeverteilung aufweist. Abgeschattete Bereiche, die nicht angesteuert werden, könnten als Fehlfunktion interpretiert werden.

Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass bei einem Messwert für den mindestens einen gemessenen Parameter, der Oberhalb der oberen Schwelle liegt, die Helligkeit für jede Lichtquelle in Abhängigkeit einer gewünschten Gesamtlichtstärkeverteilung ermittelt wird. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn ein Fahrzeug schneller fährt und die Straße vor dem Fahrzeug ohne Hindernisse, wie Gegenverkehr, ist. Die gewünschte Gesamtlichtstärkeverteilung bietet in diesem Fall eine bessere Ausleuchtung der Straße und eine höhere Lichtintensität.

Insbesondere besteht die Möglichkeit, dass bei einem Messwert für den mindestens einen gemessenen Parameter, der zwischen der unteren Schwelle und der oberen Schwelle liegt, die Helligkeit für jede Lichtquelle in Abhängigkeit vom Abstand des Messwerts zu der jeweiligen Schwelle gewichtet ermittelt wird.

Hierbei kann es vorgesehen sein, dass die Lichtstärkeverteilungen nach folgender Formel ermittelt werden, wobei aus den ermittelten Lichtstärkeverteilungen die Helligkeiten für jede Lichtquelle bestimmt werden:

GesamtLSV — SVModuii,opt " SVM _O dui2,opt

GesamtLSV ₀ = GesamtLSV _opt = LSV _Moduil + LSV _Modul2

GesamtLSV _m = (1 — v) * GesamtLSV _u + v * GesamtLSV ₀ wobei

GesamtLSV _u die Lichtstärkeverteilung bei Parameterwerten unterhalb der unteren

Schwelle ist,

GesamtLSV ₀ die Lichtstärkeverteilung bei Parameterwerten oberhalb der oberen

Schwelle ist,

GesamtLSV _m die Lichtstärkeverteilung bei Parameterwerten oberhalb der unteren Schwellen und unterhalb der oberen Schwelle ist, s ^v Moduii,opt die gewünschte Lichtstärkeverteilung des ersten Moduls ist, s ^v Modui2,opt die gewünschte Lichtstärkeverteilung des zweiten Moduls ist,

GesamtLSV _opt die gewünschte Gesamtlichtstärkeverteilung ist,

LSV _MO duii die zur Erreichung der gewünschten Gesamtlichtstärkeverteilung berechnete Lichtstärkeverteilung des ersten Moduls,

LSV _Modu i2 die zur Erreichung der gewünschten Gesamtlichtstärkeverteilung berechnete Lichtstärkeverteilung des zweiten Moduls, und wobei v der Abstand zwischen der unteren Schwelle und dem Messwert in Prozenten vom Abstand der beiden Schwellen voneinander ist.

Der Übergang zwischen der gewünschten Lichtstärkeverteilung der einzelnen Module und der gewünschten Gesamtlichtstärkeverteilung erfolgt in diesem Fall kontinuierlich, so dass der Wechsel einem Betrachter nicht auffällt.

Die Erfindung betrifft ein Steuer- und/oder Regelungsmittel für ein Beleuchtungsfeld, mit einem Messsignaleingang, an welchem ein Sensorsignal des mindestens einen gemessenen Parameters anlegbar ist, wobei das Steuer- und/oder Regelungsmittel zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet und eingerichtet ist.

Es kann vorgesehen sein, dass das Steuer- und/oder Regelungsmittel wenigstens zwei Ausgänge umfasst an denen Steuersignale zum Steuern von steuerbaren Schaltelementen des Beleuchtungsfeldes abgreifbar sind.

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Schaltungsanordnung, zum Steuern und/oder Regeln eines Beleuchtungsfeldes. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung weist ein Steuer- und/oder Regelungsmittel gemäß Anspruch 11 bis 12 auf und ein Beleuchtungsfeld, wobei das Beleuchtungsfeld wenigstens ein erstes Modul und ein zweites Modul umfasst, die jeweils wenigstens eine Lichtquelle umfassen.

Es kann vorgesehen sein, dass jedes Modul mindestens ein steuerbares Schaltelement umfasst, wobei ein Steueranschluss jedes steuerbaren Schaltelements mit einem Ausgang des Steuer- und/oder Regelungsmittels verbunden ist.

Dabei kann es vorgesehen sein, das Steuer- und/oder Regelungsmittel ein und/oder mehrere steuerbare Schaltelemente der Module zum Schließen oder Öffnen ansteuert.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung

Fig. 2 Lichtstärkeverteilungen bei einer optimalen Lichtstärkeverteilung von mindestens einem Modul

Fig. 3 Lichtstärkeverteilungen bei einer optimalen Gesamtlichtstärkeverteilung

Die in der Figur 1 dargestellte erfindungsgemäße Schaltungsanordnung 6 umfasst ein Beleuchtungsfeld 7 mit zwei Modulen 1 , 2. Jedes Modul 1 , 2 umfasst eine Lichtquelle 3, in diesem Fall eine Leuchtdiode und ein steuerbares Schaltelement 5. Entsprechend der Indizes der Bezeichnungen der Bauelemente wird nachfolgend von dem ersten Modul 1 und dem zweiten Modul 2 gesprochen werden. Die Module 1 , 2 sind parallelgeschaltet. Die Lichtquellen 3 sind innerhalb der Module 1 , 2 so angeordnet, dass ihre Anoden an einem gemeinsamen Knoten anliegen. Fig. 1 zeigt einen beispielhaften Aufbau einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Es besteht ohne erfinderisches Zutun ebenso die Möglichkeit, dass die Module elektrisch entkoppelt sind.

Neben dem Beleuchtungsfeld 7 umfasst die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung 6 ein Messmittel für einen Parameter 4. Bei dem Parametermessmittel handelt es sich beispielsweise um ein Geschwindigkeitsmessmittel oder ein Abstandsmessmittel. Außerdem ist bei einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung 6 ein erfindungsgemäßes Steuer- und/oder Regelungsmittel 9 vorgesehen. Das Steuer- und/oder Regelungsmittel 9 hat mindestens einen Eingang 8 und mehrere Ausgänge 10. Über diese Ausgänge 10 ist das Steuer und/oder Regelungsmittel 9 den steuerbaren Schaltelementen 5 des Beleuchtungsfeldes 7 verbunden. Über diese Ausgänge 10 können Steuerimpulse an die Schaltelemente 5 gegeben werden, um diese zu Schließen oder zu Öffnen. Der mindestens eine Eingang 8 ist mit dem Parametermessmittel für den gemessenen Parameter 4 verbunden. An diesen Eingang 8 ist ein Sensorsignal des mindestens einen gemessenen Parameters 4 anlegbar. Das Steuer- und/oder Regelungsmittel 9, ist so eingerichtet, dass das Beleuchtungsfeld 7 eine gewünschte Lichtstärkeverteilung aufweist. Dies wird dadurch erreicht, dass das, einer Lichtquelle 3 zugeordnete steuerbare Schaltelement 5 innerhalb einer Taktperiode so lange zum Schließen angesteuert wird, bis eine gewünschte Lichtstärkeverteilung erreicht ist. Eine Ermittlung der Einschaltzeitpunkte für das Schließen der steuerbaren Schaltelemente 5 und/oder Ausschaltzeitpunkte für das Öffnen der Steuerbaren Schaltelemente 5 wird in Abhängigkeit einer gewünschten Lichtstärkeverteilung der einzelnen Module 1 , 2 oder einer gewünschten Gesamtlichtstärkeverteilung erbracht, wobei ein Übergang zwischen der gewünschten Lichtstärkeverteilung der einzelnen Module 1 , 2 und der gewünschten Gesamtlichtstärkeverteilung kontinuierlich erfolgt. In Figur 2 sind zwei beispielshafte Lichtstärkeverteilungen 11 , 12 gezeigt, die durch die einzelnen Module 1 , 2 in dem Beleuchtungsfeld 7 erzeugt werden. Die dritte Lichtstärkeverteilung 13 ist die Gesamtlichtstärkeverteilung, die sich aus der Überlagerung der beiden einzelnen Lichtstärkeverteilungen 11 , 12 ergibt.

Die Lichtstärkeverteilung 12 des ersten Moduls 1 , in diesem Fall ein Matrix-LED- Modul, ist durch die niedrige Auflösung dieses Moduls 1 wenig beeinflussbar. Die Lichtstärkeverteilung 11 des zweiten Moduls 2, in diesem Fall ein HD-Modul mit hoher Auflösung ist in Fig. 1 optimal in Homogenität und Intensität. Dies ist insbesondere für Beleuchtungsfelder 7 in Fahrzeugen relevant, die von einem Betrachter aus der Nahe angeschaut werden können.

Die Gesamtlichtstärkeverteilung 13, die sich aus der Überlagerung der einzelnen Lichtstärkeverteilungen 11 , 12 der einzelnen Module 1 , 2 ergibt, zeigt durch die Inhomogenitäten der Lichtstärkeverteilung des ersten Moduls 1 ebenfalls einen inhomogenen Verlauf.

Fig. 3 hingegen zeigt einen optimalen Gesamtlichtstärkeverlauf 13. Die Lichtstärkeverteilung 12 des ersten Moduls 1 ist mit dem Verlauf in Fig. 1 identisch. Die Lichtstärkeverteilung 12 des zweiten Moduls 2 wird aus der gewünschten Gesamtlichtstärkeverteilung 13 abzüglich der Lichtstärkeverteilung 12 des ersten Moduls 1 berechnet.

Bezugszeichenliste

1 erstes Mudul

2 zweites Modul

3 Lichtquelle

4 gemessener Parameter

5 steuerbares Schaltelement

6 Schaltungsanordnung

7 Beleuchtungsfeld

8 Eingang des Steuer- und/oder Regelungsmittels

9 Steuer- und/oder Regelungsmittel

10 Ausgang des Steuer- und/oder Regelungsmittels

11 Lichtstärkeverteilung des zweiten Moduls

12 Lichtstärkeverteilung des ersten Moduls

13 Gesamtlichtstärkeverteilung