Optische Technologien im Automobil

Transkript

1 Lichttechnisches Institut Optische Technologien im Automobil von Dr. Karl Manz Dipl.-Ing. Karsten Klinger Sommersemester 2005

2 Inhalt Signalbild Sichtbereiche - Fernbereich, Nahbereich Frontales Signalbild Seitliches Signalbild Verkehrszeichen Signalbild Verzögerung Richtlinien und Regelungen - ECE-R 48 Fahrzeugklassen

3 Fernfeld - Nahfeld

4 Mustererkennung

5 Grobes Signalbild - frontal Zweirad PKW LKW Anhänger Abstrakt

6 Grobes Signalbild - seitlich Zweirad PKW LKW Anhänger Abstrakt

7 Signalbild LKW - seitlich LKW Holztransporter

8 Signalbild LKW

9 Fahrzeugbewegungen positve Querbeschleunigung negative Querbeschleunigung keine Querbeschleunigung positive Längsbeschleunigung Beschleunigen und Einscheren Beschleunigen und Ausscheren Beschleunigen negative Längsbeschleunigung Abbremsen und Einscheren Abbremsen und Ausscheren Abbremsen keine Längsbeschleunigung Einscheren Ausscheren konstantes Fahren

10 Kritische Situationen Gefährlichkeit von Verkehrssituationen: 1. Ungünstige äußere Umstände (z.b.: Wetter) 2. Kreuzungen in der Stadt 3. Kreuzungen außerhalb Ortschaften 4. Gefährdete Straßenabschnitte (Baustellen, Engstellen) Autobahnen: Auffahrunfälle Landstraßen: Frontalunfälle

11 Signalbild PKW

12 Größenabschätzung Schmales Fahrzeug Breites Fahrzeug

13 Verkehrszeichen Gebot/Verbot Gefahr Stop

14 Position von Verkehrszeichen [Aus: H.-J. Schmidt.-Clausen, Handbuch der Beleuchtung Teil III]

15 Position von Verkehrszeichen [Aus: J. Damasky, Dissertation]

16 Bahnübergänge Besonderheit: Einziges rot blinkendes Signal

17 Bahnübergang - Beispiel Vorankündigung (Baken) Blinklichter Schranken

18 Brake Force Display - Advanced Brake Light [Bild: Detlef Decker, Hella]

19 Diverse Vorschläge für Bremsanzeigen Vergrößerung der Fläche Erhöhung der Leuchtdichte Veränderung der Position Blinken der Bremsleuchten / Warnblinklicht

20 Advanced Brake Light - Vorteil Effective Reaction Times with and without Distraction usual brakelights usual lower brakelights + flashing upper brakelight without distraction with distraction 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Effective Reaction Time / s [Quelle: DC]

21 Straßenmarkierung Lightpipe [Bild: 3M

22 Lightpipe

23 Richtlinien und Regelungen Anbau der Beleuchtungs- und Signaleinrichtungen ECE-R 48: ECE-R 53: Fahrzeuge L 3 Fahrzeuge (Krafträder) Kodierung im Folgenden: schwarz = R48 blau = R53

24 Definition Leuchte 2.7. (2.5) Leuchte ist eine Einrichtung die dazu dient, die Fahrbahn zu beleuchten oder Lichtsignale für andere Verkehrsteilnehmer zu geben Beispiele: Kennzeichenleuchte Rückstrahler Scheinwerfer Leuchten

25 Definition Leuchte 2.7. (2.5) Leuchte Lichtquelle ist der Leuchtkörper selbst also nicht ein sekundärstrahlendes Element (2.5.1) gleichwertige Leuchte Leuchten die die gleiche Funktion haben und im Zulassungsland des Fahrzeugs genehmigt wurden

26 Definition Leuchte 2.7. (2.5) Leuchte (2.5.2) unabhängige Leuchten sind Einrichtungen mit - eigenen leuchtenden Flächen - eigenen Lichtquellen - eigenem Gehäuse (2.5.3) zusammengebaute Leuchten sind Einrichtungen mit - eigenen leuchtenden Flächen - eigenen Lichtquellen - gemeinsamem Gehäuse

27 Definition Leuchte 2.7. (2.5) Leuchte (2.5.4) kombinierte Leuchten sind Einrichtungen mit - eigener leuchtende Fläche - gemeinsamer Lichtquelle - gemeinsamem Gehäuse (2.5.5) ineinandergebaute Leuchten sind Einrichtungen mit - gemeinsamen oder teilweise gemeinsamen leuchtenden Flächen - eigenen Lichtquellen oder eine Lichtquelle - gemeinsames Gehäuse

28 Definition Leuchte - Zusammenfassung Leuchtenart leuchtende Fläche Lichtquelle Gehäuse unabhängig eigene eigene eigenes zusammengebaut eigene eigene gemeinsames kombiniert eigene gemeinsame gemeinsames ineinandergebaut gemeinsame eigene gemeinsames

29 Fahrtrichtungsanzeiger 2.7. (2.5) Leuchte (2.5.8) Fahrtrichtungsanzeiger ist eine Leuchte, die dazu dient, anderen Verkehrsteilnehmern anzuzeigen, dass der Fahrzeugführer die Absicht hat, die Fahrtrichtung nach rechts oder links zu ändern. Fahrtrichtungsanzeiger können auch nach den Bedingungen der Regelung Nr. 97 (Fahrzeugalarmsysteme) verwendet werden

30 Flächen 2.8 (2.6) Lichtaustrittsfläche 2.9 (2.7) leuchtende Fläche 2.10 (2.8) sichtbare leuchtende Fläche

31 Sichtbare leuchtende Fläche 2.10 (2.8) sichtbare leuchtende Fläche Ein Hersteller hat die Wahl zwischen zwei verschiedenen Möglichkeiten für die Bestimmung der sichtbaren leuchtenden Fläche 1.) Parallelprojektion der leuchtenden Fläche 2.) Parallelprojektion der Lichtaustrittsfläche auf eine Ebene, die senkrecht zur Beobachtungsrichtung liegt und den äußersten Punkt der Abschlussscheibe berührt.

32 Lichtaustrittsfläche Lichtaustrittsfläche: ist die ganze Außenfläche oder eines Teiles der Außenfläche des lichtdurchlässigen Werkstoffes entsprechend den Angaben in der Zeichnung, die dem Antrag des Herstellers der Einrichtung beigefügt ist.

33 Lichtaustrittsfläche - Schema Lichtaustrittsfläche: c-d Linie: Glühwendel - Reflektorrand - Abschlussscheibe

34 Leuchtende Fläche - Schema Leuchtende Fläche: a-b 98% Regel

35 Lichtaustrittsfläche - Schema Lichtaustrittsfläche: c-d Linie: Glühwendel - Reflektorrand - Abschlussscheibe

36 Leuchtende Fläche - Schema Leuchtende Fläche: a-b 98% Regel

37 Definition Scheinwerfer - Leuchten 2.9 ( 2.7) leuchtende Fläche - einer Beleuchtungseinrichtung - einer Lichtsignaleinrichtung - Rückstrahler Beleuchtungseinrichtung - Scheinwerfer für Fernlicht - Scheinwerfer für Abblendlicht - Nebelscheinwerfer - Rückfahrscheinwerfer Lichtsignaleinrichtung - sämtliche andere Leuchten

38 Leuchtende Fläche - Scheinwerfer ( 2.7.1) leuchtende Fläche einer Beleuchtungseinrichtung Parallelprojektion - der Reflektoröffnung - der Linse - Abblendscheinwerfer: Abbildung der Hell-Dunkel-Grenze begrenzt leuchtende Fläche

39 Leuchtende Fläche - Leuchten ( 2.7.2) leuchtende Fläche einer Lichtsignaleinrichtung - Ränder von Blenden, wobei jede einzelne Blende die Gesamtlichtstärke in Bezugsrichtung auf 98% herabsetzt 100,00 % Blende Leuchte Anzeige

40 Leuchtende Fläche - Beispiel Blende Leuchte 100,00 % Anzeige

46 Leuchtende Fläche - Lage der Blenden Lage der Blenden für die Bestimmung der Grenzen der Leuchtenden Fläche zur Ermittlung des Anbaus der Leuchte: horizontale und vertikale Blenden

47 Abstand - Lage der Blenden Lage der Blenden für die Bestimmung - des Abstandes zweier Leuchten - der 60%-Regel schräg verlaufende Blenden sind zulässig

48 Eine einzige Leuchte (2.14) Definition: Eine einzige Leuchte ( 60%-Regel ) Einrichtung mit einer sichtbaren leuchtenden Fläche und einer oder mehrerer Lichtquellen Zusammenfassung von zwei unabhängigen Leuchten wenn: a) gleiche Funktion und b) sichtbare leuchtende Fläche mindestens 60% der Fläche des kleinstmöglichen um diese sichtbaren leuchtenden Flächen umschriebenen Rechtecks ausfüllen

49 60% Regel A1 A2 Größe der Flächen: Rot A2 = 2 x A1 A1 + A2 = 3 x A1 Größe des umschreibenden Rechteckes: A = 4 x A1 3xA1 / 4xA1 = 0,75 = 75% gelb

50 Schräge Blenden Künftig dürfen auch schräg verlaufende Blenden zur Bestimmung der umschreibenden Fläche verwendet werden.

51 Abstand zweier Leuchten Abstand zweier Leuchten - kürzeste Abstand zwischen den beiden Leuchten - schräge Blenden sind zulässig

52 Leuchte Typ D Anzahl der - Schlussleuchten 2 - Bremsleuchten 2 - Blinkleuchten 2... Eine linke und eine rechte! Möchte man mehr als ein Gerät am Fahrzeug anbringen muss jedes mit dem Buchstaben D gekennzeichnet sein. Abstand der Geräte: 60% Regel

53 Besonderheiten ECE-R 53 Bei zwei Scheinwerfern für Fernlicht oder Abblendlicht, darf der Abstand zwischen den beiden leuchtenden Flächen nicht größer als 200 mm sein. Grund: Einspuriges Fahrzeug muß deutlich als solches erkennbar sein.

54 Scheinwerfer-Kodierung Buchstabe Definition Lichtart A Begrenzungslicht B Nebellicht C Croisement Abblendlicht R Route Fernlicht CR Croisement-Route Fern- und Abblendlicht C/R Croisement/Route Abblendlicht oder Fernlicht HC HalogenCroisement Halogen-Abblendlicht HR HalogenRoute Halogen-Fernlicht HCR HalogenCroisementRoute Halogen-Fern-und Abblendlicht HC/R HalogenCroisement/Route Halogen-Fern- oder Abblendlicht DC DischargeCroisement Xenon-Abblendlicht DR DischargeRoute Xenon-Fernlicht DC/R HalogenCroisement/Route Bi-Xenon / nicht zus ammen einzuschalten C, D, E, D/E Konturmarkierung K Merkhilfe: Kornering Abbiegeleuchte X, T, A, B Kennleuchte

55 Leuchten-Kodierung Buchstabe Leuchten A Begrenzungsleuchte AR Rückfahrscheinwerfer F Nebelschlussleuchte 1,1a Vordere Blinkleuchte (unterschiedliche technische Auslegungen) 5 Zusätzliche seitliche Blinkleuchte (für Fahrzeuge bis 6 m Länge) 6 Zusätzliche seitliche Blinkleuchte (für Fahrzeuge länger als 6m) IA Rückstrahler R Schlussleuchte S1 Bremsleuchte 2a Hintere Blinkleuchte Pfeil zur Fahrzeugaußenseite (rechts) Pfeil zur Fahrzeugaußenseite (links) SM1 Seitenmarkierungsleuchte (für alle Fahrzeuge) SM2 Seitenmarkierungsleuchte (für Fahrzeuge bis 6m Länge)

56 Kodierungsbeispiel F 2 a A R R S

57 Fahrzeugklassen - M Definitionen: 70/156/EWG Anh. II Klasse M Fahrzeuge: Fahrzeuge zur Personenbeförderung mit mindestens 4 Rädern M1: höchstens 8 Sitzplätze + Fahrersitz M2: mehr als 8 Sitze + Fahrersitz und zul. Ges. Gew. < 5t M3: mehr als 8 Sitze + Fahrersitz und zul. Ges. Gew. > 5t

58 Fahrzeugklassen - N Definitionen: 70/156/EWG Anh. II Klasse N Fahrzeuge: Fahrzeuge zur Güterbeförderung mit mindestens 4 Rädern N1: Zul. Ges. Gew. bis zu 3,5t N2: Zul. Ges. Gew. 3,5t < X < 12t N3: Zul. Ges. Gew. > 12t

59 Fahrzeugklassen - O Definitionen: 70/156/EWG Anh. II Klasse O Fahrzeuge: Anhänger einschließlich Sattelanhänger O1: zul. Ges. Gew. Bis zu 0,75t O2: zul. Ges. Gew. 0,75t < X < 3,5t O1: zul. Ges. Gew. 3,5t < X < 10t O1:zul.Ges.Gew. > 10t

60 Literaturangaben Battelle-Bericht - Verbesserung der Heckbeleuchtung von Kraftfahrzeugen, Johannes Bol, Hans-Joachim Decker, VDI-Verlag GmbH, Düsseldorf, 1971 Optimierung des rückwärtigen Signalbildes zur Reduzierung von Auffahrunfällen bei Gefahrenbremsung, BAST, 2002 Lichttechnische Entwicklung von Anforderungen an Kraftfahrzeug- Scheinwerfer, J. Damasky, Dissertation, TH Darmstadt, 1995 Optimierung der visuellen Informationsübermittlung durch adaptive Kraftfahrzeugleuchten, Daniel Armbruster Dissertation, TH Darmstadt, 2001 Vorlesungsunterlagen zu Automobile Licht- und Displaytechnik Karlsruhe 2005