Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Projektionseinrichtung, um eine Lichtverteilung zur Fahrerinformation vor dem Kraftfahrzeug zu projizie- ren.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, in einem Kraftfahrzeug Beleuchtungs- einrichtungen zu verbauen, welche Lichtverteilungen zur Fahrassistenz vor das Kraftfahrzeug projizieren.

In dem Dokument DE 10 2011 078 288 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit einer Warnein- richtung für den Fahrer gezeigt, welche eine oder mehrere Lichtstreifen auf die Fahrbahn im Sichtbereich des Fahrers projiziert.

Die Druckschrift DE 10 2017 000 878 A1 offenbart eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug, wobei die Frontscheinwerfer zusätzlich ein laserbasiertes Projek- tionsmodul umfassen, um eine virtuelle Fahrspurbegrenzung auf die Fahrspur zu projizieren.

Die Druckschrift DE 10 2011 119 923 A1 beschreibt ein Beleuchtungssystem für Luft- und Landfahrzeuge sowie Arbeitsmaschinen zur Projektion von optischen Orientierungshilfen. In diesem Dokument wird die Anpassung des Abstands einer Projektion vor einem Kraftfahrzeug in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindig- keit offenbart, ohne dass die Projektion selbst verändert wird.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Kraftfahrzeuge mit entsprechenden Projektionseinrichtungen weisen den Nachteil auf, dass die projizierten Lichtvertei- lungen bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten dem Fahrer nur noch einge- schränkt zur Information dienen können. Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Kraftfahrzeug mit einer Projektionsein- richtung zu schaffen, welche eine Lichtverteilung mit einer verbesserten Fahrerin- formation vor das Kraftfahrzeug projiziert.

Diese Aufgabe wird durch das Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst eine Projektionseinrichtung, um eine Lichtverteilung zur Fahrerinformation auf den Boden vor dem Kraftfahrzeug zu projizieren. Dabei unterscheidet sich die Lichtfunktion der projizierten Lichtver- teilung von einem Abblendlicht und einem Fernlicht, welche in der Regel durch ei- nen oder mehrere Frontscheinwerfer des Kraftfahrzeugs generiert werden. Je nach Ausgestaltung kann die Projektionseinrichtung an verschiedenen Positionen im Kraftfahrzeug verbaut sein. Die Projektionseinrichtung kann dabei ein einzelnes Projektionsmodul umfassen, welches beispielsweise zwischen einem Paar von Frontscheinwerfern in der Front des Kraftfahrzeugs verbaut ist. Ebenso kann die Projektionseinrichtung aus mehreren Modulen bestehen, wobei z.B. ein Modul in einem linken Frontscheinwerfer und ein anderes Modul in einem rechten Front- scheinwerfer integriert sein kann.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist derart ausgestaltet, dass im Betrieb der Projektionseinrichtung innerhalb eines vorgegebenen Intervalls der Fahrzeugge- schwindigkeit in Vorwärtsrichtung des Kraftfahrzeugs eine Zunahme der Ausdeh- nung der Lichtverteilung in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs (d.h. eine Zunahme der Ausdehnung der Lichtverteilung entlang der Längsachse des Kraftfahrzeugs in Richtung weg vom Kraftfahrzeug) bei steigender Fahrzeuggeschwindigkeit auftritt und dabei die Ausdehnung bei jeder Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb des vor- gegebenen Intervalls größer gleich der Ausdehnung bei Fahrzeuggeschwindigkei- ten ist, welche im vorgegebenen Intervall liegen und kleiner als die jeweilige Fahr- zeuggeschwindigkeit sind. Mit anderen Worten nimmt die Ausdehnung der Licht- Verteilung innerhalb des Intervalls mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit auf je- den Fall zu, sie kann jedoch abschnittsweise auch konstant bleiben. Eine Ab- nahme der Ausdehnung der Lichtverteilung in dem Intervall tritt jedoch bei steigen- der Fahrzeuggeschwindigkeit nicht auf. Analog zur Zunahme der Ausdehnung der Lichtverteilung nimmt deren Ausdehnung bei fallender Fahrzeuggeschwindigkeit auch wieder ab.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug hat den Vorteil, dass die projizierte Lichtver- teilung auch bei höheren Geschwindigkeiten im Blickfeld des Fahrers bleibt und somit gut durch den Fahrer wahrnehmbar ist, ohne dass dieser seine Blickrichtung verändern muss.

In einer bevorzugten Variante nimmt die Ausdehnung der Lichtverteilung in Längs- richtung des Kraftfahrzeugs bei steigender Fahrzeuggeschwindigkeit kontinuierlich zu, vorzugsweise linear oder quadratisch oder exponentiell. Ebenso ist es möglich, dass die Zunahme der Ausdehnung der Lichtverteilung stufenförmig erfolgt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahr- zeugs beginnt das vorgegebene Intervall der Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem Geschwindigkeitswert zwischen 50 km/h bis 80 km/h. Alternativ oder zusätzlich endet das vorgegebene Intervall bei einem Geschwindigkeitswert zwischen 100 km/h und 150 km/h. Außerhalb dieses Intervalls bleibt die Ausdehnung der Licht- verteilung in Längsrichtung vorzugsweise konstant.

Die kürzeste Ausdehnung der Lichtverteilung in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs liegt in einer weiteren bevorzugten Variante zwischen 10 m und 15 m. Demgegen- über liegt die längste Ausdehnung der Lichtverteilung in Längsrichtung des Kraft- fahrzeugs vorzugsweise zwischen 40 m und 50 m. Die obigen Werte der Fahrzeuggeschwindigkeit und Ausdehnung der Lichtvertei- lung haben sich insbesondere zur Unterstützung des Fahrers bei Durchfahren von Engstellen als praktikabel erwiesen.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die mit der Projektionsein- richtung projizierte Lichtverteilung derart ausgestaltet, dass dem Fahrer des Kraft- fahrzeugs die Fahrzeugbreite in Querrichtung des Kraftfahrzeugs vermittelt wird. Hierdurch wird der Fahrer sehr gut beim Durchfahren von Engstellen unterstützt.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung liegt die mit der Projektionseinrich- tung projizierte Lichtverteilung ausschließlich in einem Bereich vor dem Kraftfahr- zeug, der durch die Fahrzeugbreite in Querrichtung des Kraftfahrzeugs begrenzt ist. Vorzugsweise grenzt die Lichtverteilung dabei zumindest abschnittsweise an den Rand dieses Bereichs an. Hierdurch kann dem Fahrer des Kraftfahrzeugs auf einfache Weise die Fahrzeugbreite angezeigt werden. Gegebenenfalls kann sich die Lichtverteilung jedoch auch über die Fahrzeugbreite hinaus erstrecken. Zum Beispiel kann sie bei Überschreiten der Fahrzeugbreite abgedimmt werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die mittels der Projekti onseinrichtung projizierte Lichtverteilung einen oder mehrere im Wesentlichen ge- rade Balken, welche sich in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs erstrecken.

In einer bevorzugten Variante der soeben beschriebenen Ausführungsform hat ein Balken in Querrichtung des Kraftfahrzeugs eine Position, welche der Position des linken Rands des Kraftfahrzeugs in der Querrichtung entspricht, und ein anderer Balken befindet sich an einer Position, welche der Position des rechten Rands des Kraftfahrzeugs in der Querrichtung entspricht. Der Rand ist vorzugsweise durch den äußeren Rand des linken bzw. rechten Außenspiegels definiert. Beispiels- weise können die innenliegenden Kanten der beiden Balken oder die außenliegen- den Kanten der beiden Balken an den entsprechenden Positionen des linken bzw. rechten Rands des Kraftfahrzeugs in Querrichtung liegen. Mit dieser Variante kann besonders einfach und intuitiv dem Fahrer des Kraftfahrzeugs die Fahrzeugbreite vermittelt werden. Vorzugsweise sind die Balken dabei schmäler als die Reifen- breite des Kraftfahrzeugs,.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das benachbart zum Kraftfahr- zeug liegende Ende der mittels der Projektionseinrichtung projizierten Lichtvertei- lung aus der Fahrerposition im Kraftfahrzeug nicht sichtbar. Im Falle, dass die Lichtverteilung die oben beschriebenen Balken umfasst, sind somit die zum Kraft- fahrzeug benachbart liegenden Enden der Balken für den Fahrer nicht sichtbar.

Mit dieser Ausführungsform wird dem Fahrer einfach und intuitiv vermittelt, dass die Lichtverteilung zu seinem Fahrzeug gehört.

Die mittels der Projektionseinrichtung generierte Lichtverteilung kann je nach Aus- gestaltung durch unterschiedliche Ereignisse aktiviert werden. Beispielsweise kann die Lichtverteilung automatisch in relevanten Situationen durch intelligente Vernetzung mit über Umfeldsensorik erfassten Umfelddaten eingeschaltet werden oder sie kann durch den Fahrer manuell aktiviert werden. Die Lichtverteilung kann dabei zusätzlich zum Abblendlicht und/oder Fernlicht angeschaltet werden, sie kann jedoch gegebenenfalls auch unabhängig vom Abblendlicht und Fernlicht akti viert werden. In einer bevorzugten Variante weist die Lichtverteilung einen ausrei- chenden Positivkontrast zum Abblendlicht auf, so dass die Lichtverteilung auch bei eingeschaltetem Abblendlicht sichtbar ist. Somit kann die Lichtverteilung auch bei Dunkelheit zur Fahrassistenz genutzt werden.

In einer weiteren bevorzugten Variante hat das Ende der Lichtverteilung, das in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs benachbart zum Kraftfahrzeug liegt, einen Ab- stand vom vorderen Ende des Kraftfahrzeugs, der zwischen 3 m und 10 m, vor- zugsweise zwischen 5 m und 8 m, liegt. Aus solchen Abständen ist in der Regel das benachbart zum Kraftfahrzeug liegende Ende der Lichtverteilung für den Fah- rer des Kraftfahrzeugs nicht mehr sichtbar. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Projektionseinrichtung der- art ausgestaltet, dass sie, vorzugsweise ausschließlich, weißes Licht auf den Bo- den projiziert. Hierdurch wird gesetzlichen Anforderungen Rechnung getragen.

Um eine besonders helle Projektion zu erreichen, verwendet die Projektionsein- richtung in einer bevorzugten Variante eine Laserlichtquelle, die beispielsweise Bestandteil eines Laserscanner-Systems ist.

Die Projektionseinrichtung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs kann auf an sich bekannten Technologien basieren. Insbesondere kann die Projektionseinrich- tung eine DMD-Vorrichtung (DMD = Digital Mirror Device) und/oder einen La- serscanner-System und/oder einen LCD-Projektor umfassen.

In einer weiteren bevorzugten Variante ist das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug derart ausgestaltet, dass die Projektionseinrichtung die Lichtverteilung verändert, wenn durch eine Umfeldsensorik des Kraftfahrzeugs eine Kollisionsgefahr mit ei- nem Objekt detektiert wird. Beispielsweise kann ein Aufblinken der Lichtverteilung und/oder ein Farbwechsel der Lichtverteilung, z. B. von weiß auf rot, bei einem solchen Ereignis bewirkt werden. Mit dieser Ausführungsform wird eine sehr effek- tive Warnung des Fahrers vor Kollisionen erreicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung von drei Szenarien, basierend auf denen die Erzeugung einer Lichtverteilung mittels einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs beispielhaft erläutert wird; und Fig. 2 ein Diagramm, das die Abhängigkeit der Ausdehnung der in Fig. 1 gezeig- ten Lichtverteilung von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs beispiel haft wiedergibt.

Fig. 1 zeigt in schematischer Draufsicht drei Szenarien SC1 , SC2 und SC3, die je- weils die Erzeugung einer Lichtverteilung durch eine Variante des erfindungsge- mäßen Kraftfahrzeugs 1 wiedergeben. In Fig. 1 ist dabei ein Koordinatensystem mit den senkrechten Achsen x und y wiedergegeben. Die Achse x repräsentiert dabei die Längsrichtung des Kraftfahrzeugs 1 und erstreckt sich in dessen Fahrt- richtung. Demgegenüber repräsentiert die Achse y die Querrichtung des Kraftfahr- zeugs, d.h. dessen Breitenrichtung.

Das Kraftfahrzeug 1 umfasst in der Front die beiden Scheinwerfer 2 und 2', die zur Erzeugung von Abblendlicht und Fernlicht dienen. Darüber hinaus beinhaltet das Kraftfahrzeug im vorderen Bereich ein Projektionsmodul 3, das rein schematisch durch ein schwarzes Quadrat angedeutet ist. Dieses Projektionsmodul dient dazu, während der Fahrt des Kraftfahrzeugs zwei gerade, parallele Balken B und B' vor das Kraftfahrzeug 1 zu projizieren. Die beiden Balken B und B' stellen eine Aus- führungsform einer erfindungsgemäßen Lichtverteilung dar. Es handelt sich bei den Balken um eine Weißlichtverteilung, welche einen gut erkennbaren Positiv- kontrast zum mit den Scheinwerfern 2 und 2' generierten Abblendlicht haben, so dass die Balken auch bei angeschaltetem Abblendlicht sichtbar sind.

Das Projektionsmodul 3 kann verschieden ausgestaltet sein. Beispielsweise kann es sich um eine DMD-Vorrichtung, einen Laserscanner, ein LCD-Display und der- gleichen handeln. Vorzugsweise ist das Projektionsmodul auf mehrere Einheiten verteilt. In der hier beschriebenen Ausführungsform ist ein Teilmodul in dem Scheinwerfer 2 zur Generierung des Balkens B und ein anderes Teilmodul in dem Scheinwerfer 2' zur Generierung des Balkens B' vorgesehen. Ein erfindungswesentliches Merkmal besteht darin, dass die Ausdehnung der Bal- ken B und B' in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs 1 von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs abhängt, wie im Folgenden anhand der in Fig. 1 dargestellten Sze- narien SC1 , SC2 und SC3 erläutert wird. In dem Szenario SC1 bewegt sich das Kraftfahrzeug 1 mit einer ersten Geschwindigkeit v1 von etwa 80 km/h in Vor- wärtsrichtung. Bei dieser Geschwindigkeit haben die Balken B und B' jeweils eine Länge in Längsrichtung x von etwa 15 m. Der Abstand der Balken in Querrichtung y ist dabei derart gewählt, dass er der Breite des Kraftfahrzeugs 1 entspricht. D.h., der Balken B befindet sich in der Höhe des äußeren Rands des linken Außenspie- gels des Kraftfahrzeugs 1 , wohingegen der Balken B' in der Höhe des äußeren Rands des rechten Außenspiegels des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet ist. Hierdurch wird dem Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 die Breite seines Fahrzeugs vermittelt, so dass er bei Durchfahren von Engstellen einfach und intuitiv erkennen kann, ob bzw. wie er die Engstelle kollisionsfrei passieren kann. Es wird somit durch die Balken B und B' ein Führungslicht zur Assistenz des Fahrers des Kraftfahrzeugs 1 geschaffen.

Im Unterschied zu dem Szenario SC1 fährt das Kraftfahrzeug 1 in dem Szenario SC2 mit einer höheren Geschwindigkeit v2, die z.B. bei etwa 90 km/h liegt. Die Zu nahme der Geschwindigkeit wird in Fig. 1 durch den Pfeil P angedeutet. Es be- steht nunmehr das Problem, dass die Balken B und B' aufgrund der schnelleren Fahrt des Kraftfahrzeugs nicht mehr lang genug ist, so dass der Fahrer des Kraft- fahrzeugs mit ausreichendem Vorlauf erkennen kann, ob bzw. wie er eine Eng- steile kollisionsfrei passieren kann. Demzufolge wird in der hier beschriebenen Ausführungsform die Länge der Balken B bzw. B' in Abhängigkeit von der Ge- schwindigkeit erhöht, d.h. die Balken werden umso länger, je größer die Ge- schwindigkeit ist. Bei einer Geschwindigkeit v2 von etwa 90 km/h verlängern sich die Balken z.B. auf eine Länge von etwa 25 m. In dem Szenario SC3 der Fig. 1 wurde das Kraftfahrzeug 1 auf eine noch höhere Geschwindigkeit v3 beschleunigt, was durch den Pfeil P' angedeutet ist. Diese Ge- schwindigkeit v3 liegt z.B. bei etwa 120 km/h. Als Konsequenz werden die beiden Balken B und B' noch weiter verlängert, so dass sie beispielsweise eine Länge von etwa 40 m haben. Die weitere Verlängerung des Balkens stellt wiederum sicher, dass dem Fahrer auch bei höheren Geschwindigkeiten rechtzeitig die Breite sei- nes Fahrzeugs vermittelt wird, so dass er frühzeitig Kollisionsgefahren erkennen kann. Unabhängig von der Länge der Balken bleibt deren Abstand in Querrichtung y für alle Fahrzeuggeschwindigkeiten konstant, um die Fahrzeugbreite anzuzei- gen.

Es existiert ferner eine Minimallänge der Balken, wobei die Balken zunächst bei niedrigen Geschwindigkeiten in der Minimallänge wiedergegeben werden und erst bei Überschreiten eines unteren Geschwindigkeitswerts in der Länge zunehmen.

In gleicher weise existiert eine Maximallänge der Balken, wobei die Balken nicht länger als diese Maximallänge werden, sobald ein oberer Geschwindigkeitswert überschritten wird.

In den in Fig. 1 gezeigten Szenarien erkennt man ferner, dass die Balken B und B' unabhängig von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs immer an der gleichen Position in einem festen Abstand vor dem Kraftfahrzeug beginnen. Der Abstand ist dabei derart gewählt, dass aus der Fahrerposition des Kraftfahrzeugs das benach- bart zu dessen Front liegende Ende der Balken nicht sichtbar ist, sondern durch die Motorhaube verdeckt ist. Hierdurch entsteht für den Fahrer des Kraftfahrzeugs der Eindruck, dass die Balken direkt am Kraftfahrzeug beginnen, so dass er die Balken seinem Fahrzeug zuordnen kann. Die Beabstandung der Balken von der Front des Kraftfahrzeus hat ferner den Vorteil, dass die Projektion der Balken durch das Projektionsmodul 3 vereinfacht wird.

Fig. 2 zeigt beispielhaft einen Verlauf, wie sich die Länge der Balken B und B' in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bei einer Vorwärtsfahrt verändern kann. In Fig. 2 ist entlang der Abszisse die Geschwindigkeit v des Kraft- fahrzeugs und entlang der Ordinate die jeweilige Länge L der Balken B und B' an- gedeutet. Es existieren dabei ein Mindestgeschwindigkeitswert vmin und ein Höchstgeschwindigkeitswert vmax sowie eine Minimallänge Lmin und Maximal- länge Lmax der Balken B und B'. Die Geschwindigkeiten zwischen diesen beiden Werten stellen ein Geschwindigkeitsintervall IN dar, innerhalb dessen sich die Länge der Balken B und B' in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit verändert. Wie man bei Fig. 2 erkennt, bleibt die Länge der Balken bei Geschwindigkeiten unterhalb des Geschwindigkeitswerts vmin immer auf dem Wert Lmin. Der Ge- schwindigkeitswert vmin liegt vorzugsweise zwischen 50 km/h und 80 km/h, wo- hingegen die Länge Lmin vorzugsweise zwischen 10 m und 15 m liegt. Nach Überschreiten von vmin nimmt die Länge der Balken linear zu, bis die Balken beim Geschwindigkeitswert vmax die Maximallänge Lmax haben. Der Geschwindig- keitswert vmax liegt vorzugsweise zwischen 100 km/h und 150 km/h, wohingegen die Länge Lmax vorzugsweise zwischen 40 m und 50 m liegt. Wird die Geschwin- digkeit des Kraftfahrzeugs über vmax erhöht, kommt es zu keiner weiteren Verlän- gerung der Balken, d.h. die Balken behalten ihre Länge Lmax bei.

Der in Fig. 2 gezeigte lineare Verlauf der Verlängerung der Balken in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit ist lediglich beispielhaft und die Balken können sich auch basierend auf einer anderen Abhängigkeit verlängern, z.B. basierend auf einem stufenförmigen Verlauf. Darüber hinaus sind die in Zusammenhang mit Fig. 1 und Fig. 2 genannten Geschwindigkeitswerte bzw. Balkenlängen nur beispielhaft und sie können je nach Ausgestaltung auch anders gewählt werden. Erfindungswe- sentlich ist vielmehr, dass in einem bestimmten Geschwindigkeitsbereich die Länge der Balken zunimmt, um hierdurch zu gewährleisten, dass die Balken im Blickfeld des Fahrers bleiben und ihn bei Durchfahren von Engstellen unterstüt zen. Die im Vorangegangenen beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung wei- sen eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere kann der Fahrer eines Kraftfahr- zeugs durch die auf den Boden projizierten Balken in schwierigen Verkehrssituati- onen, wie z.B. Engstellen auf Autobahnen, Landstraßen und in der Stadt, besser abschätzen, ob und wie gut sein Fahrzeug durch die entsprechende Engstelle passt. Solche Engstellen können durch Baustellen oder andere Gegebenheiten verursacht sein. Darüber hinaus wird dem Fahrer einfach und intuitiv angezeigt, ob er bei einem Überholvorgang kollisionsfrei passieren kann. Durch die direkte Pro- jektion der Balken auf die Straße wird der Fahrer nicht vom Verkehrsgeschehen abgelenkt und bleibt in seiner Fahraufgabe auf den relevanten Streckenabschnit- ten vor dem Fahrzeug fokussiert. Durch die direkte Projektion ist weiterhin ge- währleistet, dass die Fahrzeugbreite unabhängig von der Augenposition des Fah- rers absolut angezeigt wird. Durch die Verlängerung der Balken mit zunehmender Geschwindigkeit folgen die Balken dem Blickpunkt des Fahrers und geben die re- levanten Informationen in dem Bereich, auf den der Fahrer bei einer entsprechen- den Geschwindigkeit fokussiert ist. Um die Zugehörigkeit zum eigenen Fahrzeug zu bestätigen, beginnt die Projektion der Balken vor dem Kraftfahrzeug an einer Stelle, so dass der Anfang der Balken für den Fahrer nicht sichtbar ist.

Bezugszeichenliste

1 Kraftfahrzeug

2, 2' Frontscheinwerfer

3 Projektionseinrichtung

B, B' projizierte Balken

P, P' Pfeile

SC1 , SC2, SC3 Szenarien v, v1 , v2, v3 Geschwindigkeiten vmin Mindestgeschwindigkeit vmax Höchstgeschwindigkeit

IN Geschwindigkeitsintervall L Länge der Balken

Lmin Minimallänge der Balken Lmax Maximallänge der Balken