Zur Erhöhung der Sicherheit und des Komforts von Kraftfahrzeugen werden in zunehmendem Maße Funktionen des Fahrzeugs automatisiert, um den Fahrer zu entlasten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren bereitzustellen, um die Fahrzeugbeleuchtung zuverlässig und mit großer Sicherheit einzuschalten und auszuschalten und dabei unnötige Schaltvorgänge zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, bei welchem -die durchschnittliche Helligkeit Hamb in der Umgebung des Fahrzeugs ermittelt wird und -die Fahrzeugbeleuchtung eingeschaltet wird, wenn die Helligkeit ga während eines Zeitintervalls Tmin, Nacht kleiner oder gleich dem Schwellwert 5'Nacht ist.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass aufgrund des Zeitintervalls eine Dämpfung der Eingangssiganle erfolgt.

Varianten der Erfindung sehen vor, dass ein zeitlicher Mittelwert der Helligkeit Hamb, m (t+At) nach der Vorschrift Hamb, m (t+At) = Hamb, m (t) * (1-a) + Hamb (t) *a, mit 0 < a < 1 oder der Vorschrift Hamb, m (t+At) = Hamb, m (t) * (1-av) + Hamb (t) *av, mit 0 < a < 1 gebildet wird, und/oder dass die Fahrzeugbeleuchtung eingeschaltet wird, wenn die Helligkeit Hamb, m (t+At) kleiner oder gleich dem unteren Schwellwert SNacht ist, so dass durch die Mittelwertbildung unnötig Schaltvorgänge vermieden werden, ohne die momentane Helligkeit zu unterdrücken. Durch die exponentielle Mittelung des Helligkeitswerts wird trotz eines möglicherweise beschränkten Blickwinkels des oder der Helligkeitssensoren eine zutreffende Ermittlung der Helligkeit vorgenommen. Außerdem nimmt bei hohen Fahrgeschwindigkeiten v der Einfluss des aktuellen Helligkeitswerts gegenüber dem gemittelten Helligkeitswert zu, so dass insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten rechtzeitig auf einen Tunneleingang reagiert werden kann.

Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mindestens ein Helligkeitswert Hv, i... Hv, n in Fahrtrichtung des Fahrzeugs ermittelt, und wird die Fahrzeugbeleuchtung eingeschaltet, wenn die Helligkeit Hamb oder Hamb, m und mindestens einer der Helligkeitswerte Hv, l...

Hv, n während eines Zeitintervalls Tmin, Nacht kleiner oder gleich dem Schwellwert SNacht ist, so dass auch die Helligkeit in Fahrtrichtung des Fahrzeugs angemessen berücksichtigt wird.

In Ergänzung der Erfindung wird mindestens ein Helligkeitswert Hv, i... Hv, n in Fahrtrichtung des Fahrzeugs ermittelt und wird die Fahrzeugbeleuchtung eingeschaltet, wenn mindestens einer der Helligkeitswerte Hv, i... Hv, n unter einem Schwellwert Tunnel liegt, so dass die Einfahrt in einen Tunnel rechtzeitig erkannt und die Fahrzeugbeleuchtung eingeschaltet werden kann.

Bei weiteren Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der Schwellwert Tunnel mit zunehmender Umgebungshelligkeit Hamb zunimmt, dass der Schwellwert STurnel mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit v des Fahrzeugs zunimmt, und/oder dass der Lenkeinschlag der gelenkten Räder des Kraftfahrzeugs ermittelt wird, und dass der Schwellwert Srunneimit zunehmendem Lenkeinschlag zunimmt, so dass durch die Adaption der Schwellwerte eine frühe und gleichbleibende Erkennung von Tunneln bei verschiedenen Umgebungshelligkeiten ermöglicht wird. Über die Reihenfolge in der die ermittelten Helligkeiten abfallen, kann der Schwellwert weiter adaptiert werden. Bei mehreren vorwärtsgerichteten Helligkeitssensoren fällt der von dem Helligkeitssensor mit dem kleinsten Öffnungswinkel ermittelte Helligkeitswert am schnellsten ab. Außerdem ist auch bei kurvigem Straßenverlauf eine sichere Tunnelerkennung gewährleistet.

Andere Ausgestaltung sehen vor, dass die Beleuchtung des Kraftfahrzeugs eingeschaltet wird, wenn die Scheibenwischer des Kraftfahrzeugs mindestens während eines Zeitintervalls Tmin, Regen eingeschaltet sind und/oder, dass der Schwellwert SNacht heraufgesetzt wird und dass das Zeitintervall Tmin, Nacht verringert wird, wenn die Scheibenwischer des Kraftfahrzeugs mindestens während des Zeitintervalls Tmin, Regen eingeschaltet sind, so dass das Fahrzeug bei Regen besser von anderen Verkehrsteilnehmern wahrgenommen wird und die Einschaltbedingungen bei Regenwetter dahingehend geändert werden, dass die Fahrzeugbeleuchtung frühzeitig eingeschaltet wird.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass der Ort, an dem die Fahrzeugbeleuchtung eingeschaltet wird, sich bei größerer Umgebungshelligkeit nicht zum Tunneleingang hin verlagert.

Außerdem wird durch die Berücksichtigung der Fahrgeschwindigkeit beim Festlegen des unteren Schwellwerts STunnel ausgeschlossen, dass z. B. an einer Ampel, ein vor dem fahrenden Fahrzeug stehender Lkw die Helligkeit in Fahrtrichtung des Fahrzeugs so stark vermindert, dass fälschlicherweise ein Tunnel erkannt wird. Schließlich werden durch die Anpassung des unteren Schwellwerts in Abhängigkeit der Umgebungshelligkeit falsche Detektionen eines Tunnels bei geringer Umgebungshelligkeit deutlich reduziert.

In Ergänzung der Erfindung wird die Beleuchtung des Kraftfahrzeugs eingeschaltet, wenn die ermittelten Helligkeitswerte Harmb, Hamb, m oder/und Hv, l... Hv, n starken Schwankungen unterliegen und ein Schwellwert SWald unterschritten wird, so dass auch beim Durchfahren eines Waldes erforderlichenfalls die Fahrzeugbeleuchtung aktiviert wird. In weiterer Ergänzung ist vorgesehen, dass der Schwellwert SWald mit zunehmender Umgebungshelligkeit Hamb zu zunimmt, so dass eine Adaption an die jeweilige Situation möglich ist.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die durchschnittliche Helligkeit Hamb in der Umgebung des Fahrzeugs bei dessen Inbetriebnahme zu ermitteln und die Fahrzeugbeleuchtung einzuschalten, wenn die Helligkeit Hamb kleiner oder gleich dem Schwellwert Scarage ist, so dass bei Inbetriebnahme des Fahrzeugs in einer Garage dessen Beleuchtung automatisch eingeschaltet wird.

Die eingangs genannte Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum automatischen Ausschalten der Beleuchtung eines Fahrzeugs, bei welchem -die durchschnittliche Helligkeit Hamb in der Umgebung des Fahrzeugs ermittelt wird, -die Fahrzeugbeleuchtung ausgeschaltet wird, wenn die Helligkeit Hamb während eines Zeitintervalls Tmin, Tag größer oder gleich dem Schwellwert STag ist, so dass eine gewisse Trägheit gegenüber dem vorzeitigen Ausschalten der Beleuchtung gegeben ist. Dadurch ist sichergestellt, dass beispielsweise erst nach Verlassen des Tunnels die Fahrzeugbeleuchtung ausgeschaltet wird.

In Ergänzung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein zeitlicher Mittelwert der Helligkeit Hamb, m (t+At) nach der Vorschrift Hamb, m (t+At) = Hamb, m (t) * (1-a) + Hamb (t) *a, mit 0 < a < 1 gebildet wird, und dass die Fahrzeugbeleuchtung ausgeschaltet wird, wenn die Helligkeit Han) m (t+At) größer oder gleich dem Schwellwert STag ist. Alternativ ist vorgesehen, dass die Fahrgeschwindigkeit v des Fahrzeugs ermittelt wird, dass ein zeitlicher Mittelwert der Helligkeit Hamb, m (t+At) nach der Vorschrift Hamb, m (t+At) Hamb m (t) * (1-av) + Hamb (t) *av, mit 0 < a < 1 gebildet wird, und dass die Fahrzeugbeleuchtung ausgeschaltet wird, wenn die Helligkeit Hanb, m (t+At) größer oder gleich dem Schwellwert STag ist, so dass die o. g. Vorteile der Mittelwertbildung auch beim Ausschalten zum Tragen kommen.

In Ergänzung der Erfindung wird mindestens ein Helligkeitswert Hv, l... Hv, n in Fahrtrichtung des Fahrzeugs ermittelt und wird die Fahrzeugbeleuchtung ausgeschaltet, wenn die Helligkeit Ha oder Ha,, b, m und mindestens einer der Helligkeitswerte Hv, i... HV, n während eines Zeitintervalls Tmin. Tag größer oder gleich dem Schwellwert Tunnel, aus sind, so dass die Ausfahrt aus einem Tunnel rechtzeitig erkannt und die Fahrzeugbeleuchtung eingeschaltet werden kann.

In weiterer Ergänzung ist vorgesehen, dass die Beleuchtung des Kraftfahrzeugs ausgeschaltet wird, wenn die Scheibenwischer des Kraftfahrzeugs mindestens während eines Zeitintervalls Tmin, Regen ausgeschaltet sind und die Umgebungshelligkeit Hamb größer oder gleich dem Schwellwert STag ist, so dass die Beleuchtung nicht unnötig lang eingeschaltet bleibt.

Eine andere Ergänzung sieht vor, dass die Fahrzeugbeleuchtung ausgeschaltet wird, wenn nach Inbetriebnahme des Fahrzeugs die Helligkeit Hamb für die Dauer eines Zeitintervalls Tmin, Garage größer oder gleich dem Schwellwert SGarage ist und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs größer oder gleich einer Mindestgeschwindigkeit Vmin ist, so dass nach Verlassen der Garage ggf. die Beleuchtung ausgeschaltet werden kann.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung betreffen die Kombination der Verfahren zum Einschalten und zum Ausschalten der Beleuchtung, so dass sich deren Vorzüge ergänzen.

Die eingangs genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch eine Vorrichtung zum automatischen Ein-oder Ausschalten der Beleuchtung eines Fahrzeugs mit einem ersten Lichtsensor, der die Helligkeit im Vorfeld bzw. der Umgebung des Fahrzeugs ermittelt, mit einem zweiten Lichtsensor, der die Helligkeit in Fahrtrichtung ermittelt, wobei der erste Lichtsensor die durchschnittliche Helligkeit Hi der innerhalb eines Spots mit einem großen Kegelwinkel eintretenden Lichtstrahlen ermittelt, wobei der zweite Lichtsensor die durchschnittliche Helligkeit H2 der innerhalb eines Spots mit einem kleinen Kegelwinkel eintretenden Lichtstrahlen ermittelt, wobei die Längsachse des zweiten Spots im wesentlichen horizontal verläuft und die Längsachse des ersten Spots gegenüber der Horizontalen ansteigt, wobei ein dritter Lichtsensor vorhanden ist, der die durchschnittliche Helligkeit H3 der innerhalb eines Spots mit einem kleineren Kegelwinkel als der zweite Lichtsensor eintretenden Lichtstrahlen ermittelt und wobei die Längsachsen des zweiten und dritten Spots koaxial verlaufen.

Diese Vorrichtung hat den Vorteil, dass ein weiterer Helligkeitswert ermittelt wird, der zur sicheren Durchführung des Ein-und Ausschaltens der Fahrzeugbeleuchtung unerläßlich ist, so dass einerseits die Erkennung einer Tunneleinfahrt aus großer Entfernung möglich ist, andererseits die Möglichkeit unnötiger, beispielsweise durch einen vorausfahrenden LKW verursachter, Einschaltvorgänge reduziert wird. Außerdem kann sicher zwischen einem Tunnel und einer zu unterfahrenden Brücke odgl. unterschieden werden.

Schließlich erlaubt der erste Lichtsensor die Detektion der Dämmerung und die Bestätigung, dass das Fahrzeug sich in einem Tunnel befindet. Außerdem wird die Sicherheit der Tunneldetektion durch zwei Lichtsensoren, die auch unabhängig voneinander auswertbar sind, weiter erhöht.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Kegelwinkel des ersten Spots größer 40°, so dass ein ausreichend großer Teil des Umgebungslichts zur Ermittlung des Helligkeitswerts Hi herangezogen wird. Trotzdem erfolgt noch eine gewisse Selektion des Umgebungslichts zur Ermittlung des Helligkeitswerts Hi.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Kegelwinkel des zweiten Spots kleiner 20°, insbesondere 15° und/oder ist der Kegelwinkel des dritten Spots kleiner 6°, insbesondere 5°, so dass eine gerichtete bzw. nahezu punktförmige Ermittlung der Helligkeitswerte H2 und/oder H3 erfolgt.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung verlaufen die Längsachsen des ersten und des zweiten Spots parallel, so dass die Lichtsensoren parallel zueinander angeodnet werden können.

Die eingangs genannte Aufgabe wird auch gelöst mit einem Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bei dem die Längsachsen des zweiten und dritten Spots in Richtung der Fahrzeuglängsachse verlaufen und bei dem die Längsachse des ersten Spots in der Draufsicht in Richtung der Fahrzeuglängsachse verläuft.

Dieses Fahrzeug hat den Vorteil, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung starr mit dem Fahrzeug verbunden werden kann und somit eine hohe Ausfallsicherheit gewährleistet ist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verlaufen die Längsachsen des zweiten und dritten Spots in Fahrtrichtung des Fahrzeugs und verläuft die Längsachse des ersten Spots in der Draufsicht in Fahrtrichtung, so dass die Helligkeit in Fahrtrichtung ermittelt wird, was bei kurviger Fahrbahn, insbesondere wenn ein Tunnelanfang oder ein Tunnelausgang in einer Kurve liegt, von Vorteil ist.

Eine andere Variante sieht vor, dass die Längsachsen des zweiten und dritten Spots in der Rollrichtung der gelenkten Räder verlaufen, und dass die Längsachse des ersten Spots in der Draufsicht in der Rollrichtung der gelenkten Räder verläuft, so dass die Nachführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei Richtungsänderungen des Fahrzeugs einfach und kostengünstig möglich ist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Längsachsen des ersten, zweiten und dritten Spots frei wählbar, so dass die Anpassung der Vorrichtung, beispielsweise an verschiedende Beladungszustände oder asymmetrische Fahrzeuge, möglich ist.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen : Fig. 1 : eine graphische Veranschaulichung eines erfindungsgemäßen Verfahrens und Fig. 2 : ein mit einer erfindungsgemäßen Vorichtung ausgestattetes Fahrzeug.

In Fig. 1 sind die verschiedenen Betriebsmodi, nachfolgend als"Modus"bezeichnet, und die möglichen Wechsel zwischen diesen Modi dargestellt. Im Modus"Tag"ist die Fahrzeugbeleuchtung ausgeschaltet, während sie in den Modi "Garage","Nacht","Regen","Tunnel","Vor-Tunnel"und "Wald"eingeschaltet ist.

Eine Sonderstellung nimmt der Modus"Start"ein. Mit Inbetriebnahme des Fahrzeugs ist das System im"Start"- Modus und geht, abhängig von der ermittelten Umgebungshelligkeit, in den Modus"Tag"oder"Nacht"über.

Diese Modusänderungen sind in Fig. 1 durch die Pfeile mit den Nummern 2 und 1 veranschaulicht. In der nachfolgenden Tabelle sind die zu den Modusänderungen 1 bis 18 gehörigen Eingangsgrößen, Schwellwerte und Zeitkonstanten aufgelistet. Dabei stellt der Schwellwert S einen Grenzwert für die Helligkeit in Lux [lx] dar. Das Intervall T bestimmt die Dauer, während der die Eingangsgrößen über oder unter dem Schwellwert S oder ggf. der Fahrgeschwindigkeit v liegen müsen, um eine Modusänderung auszulösen. Die Fahrgeschwindigkeit v ist die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, dessen Beleuchtung ein-oder ausgeschaltet wird.

In der Spalte"Spot"sind die Lichtsensoren aufgeführt, deren Helligkeitswerte mit dem Schwellwert S verglichen werden. Mit A wird ein erster Lichtsensor bezeichnet, der die Umgebungshelligkeit Ha ermittelt. Mit"B"und"C" werden in Fahrtrichtung des Fahrzeugs gerichtete Lichtsensoren bezeichnet. Der Öffnungswinkel des Spots B ist größer als der von Spot C und kleiner als der von Spot A.

Bei den Modusänderungen 7 und 8 kommt es lediglich darauf an, ob es regnet oder nicht. Wenn es länger als 50 s regnet, was durch das Einschalten des Scheibenwischers oder ein entsprechendes Signal eines Regensensors erkannt wird, wird die Beleuchtung eingeschaltet (Modusänderung 8). Der Wechsel zurück in den Tag-Modus (Modusänderung 7) und das damit verbundene Ausschalten der Beleuchtung erfolgt, wenn der Scheibenwischer länger als 50 s ausgeschaltet wird oder der Regensensor langer als 50 s keinen Regen detektiert.

Bei der Modusänderung 12 erfolgt der Wechsel vom"Tunnel"- Modus in den"Nacht"-Modus nach dem Ablauf der Zeitkonstante"In-Tunnel-Zeit".

Manche Schwellwerte werden adaptiv in Abhängigkeit von der oder den ermittelten Helligkeiten und/oder der Fahrgeschwindigkeit v angepasst. Deshalb ist in Spalte 2 in diesen Fällen kein fester Schwellwert S angegeben.

Tabelle Modus-Schwellwert S Intervall Fahr-Spot Beleuch- änderung [lx] T [s] geschwindig-tung keit v [km/h] 1 > 3000 0 - A, B "aus" 2 < 3000 0 - A "ein" 3 > 3000 > 25 < 35 A, B "aus" 4 < 3000 > 25 > 35 A, B "ein" 5 > 8000 > 120 - A "aus" 6 < 2500 >120 - A, B "ein" 7 - > 50 - Wischer "aus" "aus" 8->50-Nischer"ein" "ein" < 2500"ein" 10 > 8000 > 20-A, B"aus" 11 > Tunnel- - - A, B "ein" schwellwert 12 > "IN- - - Tunnel"- Zeit 13 > 8000 > 20s - A, B "aus" 14 < adapt. 0-B, C"ein" Schwellwert 15 < adapt.--A, B, C"ein" "Wald"- Schwellwert, Spot A starke Signaländerung 16 > 8000 > 30 s - A, B "aus" 17 < adapt. - - A, B, C "ein" "Wald"- Schwellwert, Spot A starke Signaländerung 18 < Tunnel-A, B"ein" Schwellwert Nachfolgend werden einige Modusänderungen exemplarisch beschrieben. Die anderen Modusänderungen ergeben sich in analoger Weise aus der Tabelle.

Ausgehend vom Start-Modus gelangt das System in den Garagen-Modus (Modusänderung 2), wenn der Spot A eine Helligkeit von weniger als 3000 lx in der Umgebung des mit einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Einschalten der Fahrzeugbeleuchtung ausgestatteten Fahrzeugs ermittelt. In diesem Fall wird die Beleuchtung des Fahrzeugs eingeschaltet.

Wenn bei der Inbetriebnahme die Helligkeit in der Umgebung des Fahrzeugs größer als 3000 lx ist, und zwar gemessen von den Spots A und B, wird die Beleuchtung des Fahrzeugs nicht eingeschaltet, und das System geht in den Tag-Modus (Modusänderung 1)-aber. Das System kann auch aus dem Garagen-Modus in den Modus"Tag"übergehen (Modusänderung 3), wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs größer als 35 km/h ist und die Spots A und B eine Helligkeit von mehr als 3000 lx während eines Zeitintervalls T von mehr als 25 s ermitteln.

Das System gelangt vom Garagen-Modus in einen Nacht-Modus (Modusänderung 4), wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs größer als 35 km/h ist und die von den Spots A und B ermittelte Helligkeit für mehr als 25 s kleiner als 3000 lx ist.

Der Wechsel vom Tag-in den Nacht-Modus (Modusänderung 6) erfolgt, wenn die Spots A und B eine Helligkeit von weniger als 2000 lx ermitteln für eine Dauer von mehr als 120 s.

Umgekehrt wechselt das System vom Nacht-in den Tag-Modus (Modusänderung 5), wenn der exponentielle Mittelwert der von Spot A ermittelten Helligkeit für mehr als 120 s größer als 8000 lx ist.

Aus dem Tag-Modus kann das System in einen Wald-Modus übergehen (Modusänderung 17), wenn der Spot A starke Signaländerungen feststellt und der exponentielle Mittelwert der Spots A, B und C kleiner als ein adaptiver Waldschwellwert ist. Der Wechsel vom Waldmodus in den Tagmodus erfolgt (Modusänderung 16), wenn die Spots A und B mehr als 8000 lx Helligkeit für eine Dauer T von mehr als 30 s ermitteln. Durch das Erkennen starker Signaländerungen des Spots A, die durch die Baumkronen der Bäume des Waldes verursacht werden, wird die Fahrzeugbeleuchtung zuverlässig auch im Wald eingeschaltet und erhöht so die Wahrnehmbarkeit des Fahrzeugs für andere Verkehrsteilnehmer.

Die Helligkeitswerte der Spots A, B und C können Momentanwerte oder"exponentielle Mittelwerte"gemäß den in der Beschreibungseinleitung aufgeführten Berechnungsvorschriften sein.

Figur 2 zeigt ein mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattetes Fahrzeug 1. Im Bereich der Windschutzscheibe der Fahrzeugs 1 ist eine nicht näher dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung 3 zum automatischen Ein-oder Ausschalten der Fahrzeugbeleuchtung installiert. Weiter sind drei Spots A, B, C dargestellt, innerhalb derer drei Lichtsensoren der Vorrichtung 3 die Helligkeit ermitteln.

Diese Spots A, B, C sind durch je eine Längsachse 5, 7 und 9 sowie die Mantellinien 11, 13 und 15 der ersten Spots A, des zweiten Spots B und des dritten Spots C kenntlich gemacht. Es ist ohne weiteres denkbar, anstelle der Spot innerhalb derer die Helligkeit von den Lichtsensoren ermittelt wird, die Helligkeit eines Punktes zu ermitteln.

In diesem Fall beträgt der Kegelwinkel 0°.

Der Winkel zwischen der Längsachse 5 des ersten Spots A und der Horizontalen ist mit 17 bezeichnet. Die Längsachsen des zweiten und dritten Spots B, C verlaufen bei diesem Ausführungsbeispiel in Richtung der Horizontalen.

Alle in der Beschreibung, der Zeichnung und den nachfolgenden Ansprüchen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination, miteinander erfindungswesentlich sein.