-
Die vorliegende Erfindung betrifft
ein automatisches Kraftfahrzeugscheinwerferniveauausgleichsgerät, und insbesondere
ein automatisches Kraftfahrzeugscheinwerferniveauausgleichsgerät zum automatischen
Einstellen der optischen Achsen der Scheinwerfer auf der Grundlage
des Nickwinkels des Fahrzeugs, der im allgemeinen dann festgestellt wird,
wenn sich das Fahrzeug nicht bewegt.
-
Solche Kraftfahrzeugscheinwerfer
sind beispielsweise bereits aus der
DE 197 43 670 A1 bekannt und werden nachfolgend
in Zusammenhang mit
10 näher erläutert.
-
Aus der Druckschrift
DE 195 34 870 A1 ist bereits
ein Verfahren zur Eichung eines Systems zur Regelung der Leuchtweite
von Kraftfahrzeugscheinwerfern bekannt. Dabei werden die Signale
eines Fahrzeughöhensensors
zu den Sollwerten, d.h., den Stellwerten in Korrelation gebracht.
Dies erfolgt bei der Erstmontage oder bei Reparatur und Wartung
der Scheinwerfer. Zur Bestimmung des Korrekturwertes wird bei einem
festgesetzten Sollwert durch manuelle oder automatische Feinjustage
der lichtgebenden Einrichtung ein entsprechender Regelwert erzeugt. Somit
kann bei Aufschalten des Lagesignals der Korrekturwert durch Bildung
der Differenz zwischen Sollwert und Lagewert gebildet werden. Der
Korrekturwert kann gespeichert werden. Es ergibt sich die Beziehung
Sollwert = Korrekturwert + Lagewert. Die Stelleinrichtungen werden
auf eine Grundein Stellung eingestellt, die einen bestmöglichen
positiven und negativen Stellweg ermöglichen. Diese Druckschrift
beschreibt lediglich das Eichen eines Systems. Die Grundeinstellung
erfolgt in einem mittleren Bewegungsbereich, so dass positive oder
negative Bewegung möglich
ist.
-
-
Ein Scheinwerfer kann so aufgebaut
sein, daß ein
Reflektor, in welchen eine Lichtquelle sicher eingeführt ist,
verschwenkbar um eine Horizontalkippachse gehaltert werden kann,
in Bezug auf ein Leuchtengehäuse.
Die optische Achse des Reflektors (Scheinwerfers) kann um die horizontale
Kippachse verkippt werden.
-
Im Ruhezustand des Fahrzeugs kann
sich der Nickwinkel des Fahrzeugs in Bezug auf eine Bezugsposition ändern, wenn
eine Last in das Fahrzeug eingeladen oder aus diesem ausgeladen
wird, oder wenn Passagiere in das Fahrzeug hineingelangen oder aussteigen.
In den meisten Fällen
findet beim Fahrzeug ein Absenkung sowohl vorn als auch hinten statt.
Deswegen ist ein einzelner Fahrzeughöhensensor eines Systems mit
einem Sensor beispielsweise an der hinteren Aufhängung vorgesehen, um die Fahrzeughöhe (die
Vertikalentfernung zwischen der Hinterachse und der Fahrzeugkarosserie)
hinten mit dem Nickwinkel des Fahrzeugs zu korrelieren. Daher wird
eine annähernd
gerade Linie erhalten, welche Steuerdaten umfaßt, die ein Ausgangssignal des
Fahrzeughöhensensors
mit dem Nickwinkel des Fahrzeugs korrelieren. Die der Linie zugrundeliegende
Annahme besteht darin, daß sich
auch die Vorderseite des Fahrzeugs absenkt. Dann wird der Nickwinkel
auf der Grundlage eines Ausgangssignals von dem Fahrzeughöhensensor
und der annähernd
geraden Linie (Steuerdaten) berechnet.
-
Wie in 9 dargestellt
ist, weist ein herkömmliches
automatisches Kraftfahrzeugscheinwerferniveauausgleichsgerät folgende
Teile auf: ein Betätigungsglied 102 zum
vertikalen Verkippen einer optischen Achse L eines Scheinwerfers 100 in
Bezug auf die Fahrzeugkarosserie für die Einstellung, einen Fahrzeughöhensensor 104,
der auf der Aufhängung entweder
des linken oder rechten Hinterrades vorgesehen ist, um die Entfernung
zwischen der Achse und der Fahrzeugkarosserie festzustellen, und
eine Steuereinheit 106. Daten von dem Fahrzeughöhensensor 104 und
Nickwinkeldaten des Fahrzeugs sind in der Steuereinheit 106 als
Korrelationsfunktionen vorhanden (Steuerdaten, die annähernd durch
gerade Linien repräsentiert
werden). Die dort vorgesehenen Steuerdaten werden zur Berechnung
des Nickwinkels des Fahrzeugs auf der Grundlage eines Ausgangssignals
des Fahrzeughöhensensors 104 verwendet.
Das Betätigungsglied 102 wird
mit einem Betrag entsprechend dem berechneten Nickwinkel gesteuert.
-
Wenn eine statische Last, die auf
das Fahrzeug einwirkt, sich ändert,
stellt dies der Fahrzeughöhensensor 104 fest,
und schickt die Änderung
an die Steuereinheit 106. Die Steuereinheit 106 berechnet einen
Fahrzeugnickwinkel auf der Grundlage der Korrelationsfunktion, welche
Fahrzeughöhensensorausgangssignale
mit Fahrzeugnickwinkeln korreliert, die bereits in die Einheit 106 eingegeben
und dort eingestellt wurden. Die Einheit 106 betreibt darüber hinaus
das Betätigungsglied 102 (verkippt
die optische Achse um die horizontale Kippachse) in einem Ausmaß entsprechend
dem berechneten Fahrzeugnickwinkel, und stellt die optische Achse
L des Scheinwerfers 100 so ein, daß die optische Achse auf einem
vorbestimmten, geneigten oder gekippten Winkel in Bezug auf die
Straßenoberfläche gehalten wird,
und zwar jederzeit.
-
Bei einem System mit zwei Sensoren
ist ein Fahrzeughöhensensor
jeweils an der vorderen und der hinteren Aufhängung vorgesehen. Die Steuereinheit 106 berechnet
einen Fahrzeugnickwinkel aus der Beziehung θ = tan–1(h/D),
wobei θ der
Fahrzeugnickwinkel ist, h (= H1-H2) die Differenz zwischen dem Ausgangssignal
H1 von dem vorderen Fahrzeughöhensensor
und dem Ausgangssignal H2 von dem hinteren Fahrzeughöhensensor,
und D eine Entfernung entsprechend dem Radstand des Fahrzeugs ist.
-
Bei dem voranstehend geschilderten,
herkömmlichen,
automatischen Scheinwerferniveauausgleichsgerät wird der Fahrzeugnickwinkel
auf 0 eingestellt, wenn sich nur der Fahrer im Fahrzeug befindet.
Weiterhin wird die optische Achse L auf einen vorbestimmten Winkel
in Bezug auf die Straßenoberfläche geneigt,
wenn sich das Betätigungsglied 104 (genauer
gesagt, ein Längsrichtungsantriebsteil
des Betätigungsgliedes)
an der vordersten Endposition P1 befindet. Da sich der Fahrzeugnickwinkel
(die optische Achse des Scheinwerfers) nur dann nach oben hin ändert, wenn
die statische Belastung des Fahrzeugs zunimmt, beispielsweise infolge
zusätzlicher Passagiere,
muß die
optische Achse des Scheinwerfers zur Einstellung nur nach unten
verkippt werden. Daher ist das Betätigungsglied (dessen Antriebsteil in
Längsrichtung)
so ausgebildet, daß es
sich nur nach hinten bewegt, wenn die vorderste Endposition P1 als
die Ausgangsposition gewählt
ist. Der Antrieb des Betätigungsgliedes
wird unter der Annahme gesteuert, daß die vorderste Endposition
P1 des Längshubes
des Betätigungsgliedes
mit der Anfangsposition P0 übereinstimmt,
bei welcher der Fahrzeugnickwinkel gleich 0 ist. Es wird darauf
hingewiesen, daß das
Bezugszeichen P2 eine hinterste Endposition des Längshubes
des Betätigungsgliedes
bezeichnet.
-
Allerdings kann es vorkommen, daß die vorderste
Endposition des Betätigungsgliedes
nicht unbedingt gleich der Anfangsposition PO ist, infolge eines
Fehlers bei der Montage des Fahrzeugs, eines Montagefehlers des
Fahrzeughöhensensors
auf der Aufhängung,
oder infolge eines mit der Ausgangsspannung im Zusammenhang stehenden
Fehlers des Fahrzeughöhensensors
selbst (nachstehend werden diese Fehler insgesamt als Montagefehler
eines Fahrzeughöhensensors
oder dergleichen. bezeichnet). Wenn die optische Achse L auf die
ordnungsgemäße Position
L0 durch Verkippen des Reflektors unter Verwendung des Ausrichtungsmechanismus 108 eingestellt
wird, kann der Zusammenbaufehler unter den Montagefehlern des Fahrzeughöhensensors
und dergleichen korrigiert werden. Allerdings bleiben andere Fehler
unkorrigiert, beispielsweise Fehler, die mit der Montage des Fahrzeughöhensensors
an der Aufhängung
zusammenhängen, oder
mit dem Fehler in Bezug auf die Ausgangsspannung des Fahrzeughöhensensors
selbst (was nachstehend als Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors
selbst bezeichnet wird).
-
10 zeigt
einen Fall, in welchem die Signalspannung des Fahrzeughöhensensors
einen Offset in einer Richtung aufweist, in welcher die optische Achse
angehoben wird (V1 → V0),
infolge der Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors. Weiterhin ist in
dieser Figur die Position der optischen Achse dargestellt, an welcher
der Fahrzeugnickwinkel gleich Null (0) ist, wenn sich nur der Fahrer
im Fahrzeug befindet. Diese Position entspricht einer Position P0,
die weiter vorn liegt als die vorderste Endposition P1 des Längshubes
des Betätigungsgliedes.
Selbst wenn die optische Achse auf die ordnungsgemäße Position L0
unter Verwendung des Ausrichtungsmechanismus 108 eingestellt
wird, bleibt die Positionsbeziehung zwischen der vordersten Endposition
P1 des Längshubes
des Betätigungsgliedes
und der Anfangsposition PO des Fahrzeugnickwinkels θ unverändert. Die
Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors
selbst ist jedoch immer noch vorhanden. Daher bildet zwischen Signalspannungen
V0 und V1 des Fahrzeughöhensensors
die optische Achse immer eine tote Zone entsprechend der vordersten
Position P1 des Betätigungsgliedes,
was einen ordnungsgemäßen Niveauausgleich
des Scheinwerfers verhindert.
-
Das Betätigungsglied ist so ausgebildet,
daß es
nur in der Richtung arbeitet, in welcher die optische Achse abgesenkt
wird. Da die vorderste Endposition P1 des Längshubes des Betätigungsgliedes nicht
ordnungsgemäß eingestellt
ist (die vorderste Endposition P1 des Längshubes des Betätigungsgliedes
stimmt nicht mit der Anfangsposition P0 überein), wenn die Rückseite
des Fahrzeugs sich absenkt, wird eine tote Zone erzeugt, während Signalspannungen
V0 bis V1 des Fahrzeughöhensensors ausgegeben
werden. Daher wird der Einfahrvorgang des Betätigungsgliedes unterbrochen.
Deswegen wird mit einem Vorgang der Absenkung der optischen Achse
erst begonnen, nachdem die optische Achse um einen Winkel Δθ' entsprechend
der Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors nach oben verkippt wurde,
wobei dieser Winkel den Signalspannungen V0 bis V1 des Fahrzeughöhensensors
entspricht. Der Fahrer eines entgegenkommenden Fahrzeugs kann daher
durch das Licht geblendet werden.
-
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der
voranstehend geschilderten Schwierigkeiten entwickelt. Ein Vorteil
der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines automatischen
Kraftfahrzeugscheinwerferniveauausgleichsgeräts, welches eine sehr genaue
Korrektur der optischen Achse ermöglicht, durch Steuern des Antriebs
eines Betätigungsgliedes,
ohne durch die Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors beeinflußt zu werden.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die
kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 2 gelöst
-
Um die voranstehend geschilderten
Vorteile zu erreichen wird gemäße einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung ein automatisches Kraftfahrzeugscheinwerferniveauausgleichsgerät zur Verfügung gestellt,
welches optische Achsen von Scheinwerfern aufweist, die so ausgebildet
sind, daß sie
sich in Vertikalrichtung in Bezug auf die Karosserie eines Fahrzeugs
durch Antrieb von Betätigungsgliedern
verkippen können,
einen Fahrzeughöhensensor,
der auf der Aufhängung
des Fahrzeugs vorgesehen ist, um die Vertikalentfernung zwischen
einer Achse und der Karosserie festzustellen, und eine Arithmetiksteuereinheit
zur Berechnung eines Fahrzeugnickwinkels entsprechend einem Ausgangssignal
von dem Fahrzeughöhensensor,
auf der Grundlage eines vorbestimmten Ausdrucks, und zum Steuern
des Antriebs der Betätigungsglieder
auf der Grundlage des berechneten Nickwinkels. Die Betätigungsglieder
sind jeweils so ausgebildet, daß sie
nur in einer Richtung arbeiten, in welcher die optischen Achsen
abgesenkt werden, von einer vordersten Endposition oder hintersten
Endposition eines Längshubes
der Betätigungsglieder,
an welchen der Fahrzeugnickwinkel gleich Null (0) ist, wobei sich
die optischen Achsen in einem vorbestimmten Neigungszustand in Bezug
auf einen Straßenoberfläche befinden.
-
Die Steuereinheit wird auf der Grundlage
der Annahme betrieben, daß Anfangspositionen
der Betätigungsglieder
Positionen darstellen, die einen Offset gegenüber den vordersten Endpositionen
oder den hintersten Endpositionen der Längshübe der Betätigungsglieder um zumindest
einen Betrag des Hubes entsprechend einer maximalen Montagetoleranz in
einer Richtung aufweisen, in welcher die optischen Achsen abgesenkt
werden. Darüber
hinaus subtrahiert die Steuereinheit ein Ausgangssignal (Ausgangswert)
entsprechend dem Offsetwert von einem Ausgangssignal (Ausgangswert)
des Fahrzeughöhensensors,
berechnet einen Fahrzeugnickwinkel entsprechend dem Ausgangssignal
(Ausgangswert), von welchem der Offset subtrahiert wurde, auf der Grundlage
des vorbestimmten Ausdrucks, und steuert den Antrieb der Betätigungsglieder
in Bezug auf die angenommenen Anfangspositionen auf der Grundlage
des Nickwinkels, der entsprechend dem Ausgangssignal (Ausgangswert)
berechnet wurde, von welchem der Offset subtrahiert wurde.
-
Die Steuereinheit kann eine ECU aufweisen, welche
die Kombination einer CPU, eines RAM und eines ROM bildet. In einem
System mit einem Sensor, bei welchem ein Fahrzeughöhensensor
auf der hinteren Aufhängung
vorgesehen ist, können
der Fahrzeugnickwinkel θ und
das Ausgangssignal (Ausgangswert) H von dem Fahrzeughöhensensor
durch eine Steuerlinie approximiert werden, welche eine Linie erster
Ordnung darstellt, die als θ = θο-kH dargestellt wird, wobei θ0 ein maximaler Nickwinkel der Fahrzeugkarosserie
ist, und k eine Konstante. Der Beziehungsausdruck (eine Steuerlinie)
wird als Ausdruck in der Steuereinheit eingegeben und eingestellt.
-
Weiterhin wird in einem System mit
zwei Sensoren, bei welchem ein Fahrzeughöhensensor jeweils an der vorderen
Aufhängung
als auch an der hinteren Aufhängung
vorgesehen ist, der Fahrzeugnickwinkel θ ausgedrückt durch tanθ = h/D,
wobei ein Ausgangssignal (Ausgangswert) von dem vorderen Fahrzeughöhensensor
mit H1 bezeichnet ist, ein Ausgangssignal (Ausgangswert) von dem
hinteren Fahrzeughöhensensor
durch H2 bezeichnet ist, die Differenz zwischen den Ausgangssignalen
(Ausgangswerten) der beiden Sensoren gleich h (= H1-H2) ist, und
der Radstand mit D bezeichnet wird. Dieser Beziehungsausdruck wird
als Ausdruck in die Steuereinheit eingegeben und eingestellt.
-
Weiterhin kann die maximale Montagetoleranz
des Fahrzeughöhensensors
auf der Grundlage von Erfahrungen erhalten werden, und können ein Offsetbetrag
für die
Anfangsposition des Betätigungsgliedes
(die angenommene Anfangsposition des Betätigungsgliedes) und ein Ausgangssignal (Ausgangswert)
von dem Fahrzeughöhensensor
entsprechend dem Offsetbetrag bestimmt werden.
-
Die Steuereinheit ist so ausgebildet,
daß sie als
Anfangsposition des Längshubes
des Betätigungsgliedes
eine Position annimmt, welche einen Offset gegenüber der vordersten Endposition
oder der hintersten Endposition des Längshubes des Betätigungsgliedes
aufweist, und zwar in einer Richtung, in welcher die optische Achse
um zumindest einen Hubbetrag entsprechend der maximalen Montagetoleranz
des Fahrzeughöhensensors
abgesenkt wird. Weiterhin subtrahiert die Arithmetiksteuereinheit
ein Ausgangssignal (Ausgangswert) entsprechend dem Offsetwert von
dem Ausgangssignal (Ausgangswert) des Fahrzeughöhensensors, berechnet einen
Fahrzeugnickwinkel entsprechend einem Ausgangssignal (Ausgangswert),
von welchem ein Offset subtrahiert wurde, auf der Grundlage eines vorbestimmten
Ausdrucks, und steuert den Betrieb des Betätigungsgliedes in Bezug auf
die angenommene Anfangsposition auf der Grundlage des Nickwinkels
entsprechend dem Ausgangssignal (Ausgangswert), von welchem der
Offset abgezogen wurde.
-
Wenn sich der Fahrzeugnickwinkel ändert, beispielsweise
weil ein Passagier in das Fahrzeug (Fahrzeugkarosserie) hineingelangt,
stellt der Fahrzeugsensor diese Änderung
fest. Dann berechnet die Steuereinheit einen Fahrzeugnickwinkel
entsprechend einem Ausgangssignal (Ausgangswert) von dem Fahrzeughöhensensor
auf der Grundlage des vorbestimmten Ausdrucks, und steuert den Antrieb des
Betätigungsgliedes
so, daß der
Nickwinkel ausgeglichen wird, oder die Achse des Scheinwerfers jederzeit
in einem vorbestimmten Winkel in Bezug auf die Straßenoberfläche gehalten
wird.
-
Insbesondere ist die Steuereinheit
so ausgebildet, daß sie
eine Position annimmt, die einen Offset in Bezug auf die vorderste
Endposition oder hinterste Endposition des Längshubes des Betätigungsgliedes
aufweist, und zwar um zumindest den Betrag des Hubes entsprechend
der maximalen Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors in der Richtung, in
welcher die optische Achse abgesenkt wird, als Anfangsposition des
Längshubes
des Betätigungsgliedes.
Die Steuereinheit erhält
ein Fahrzeughöhensensorausgangssignal,
von welchem die Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors entfernt wurde (H-ΔH) (was die
Montagetoleranz ausschließt),
durch Subtrahieren eines Fahrzeughöhensensorausgangssignals (ΔH) entsprechend
dem Betrag des Offsets der Anfangsposition des Betätigungsgliedes
von einem Ausgangssignal (H), das von dem Fahrzeughöhensensor
ermittelt wird. Daraufhin berechnet die Arithmetiksteuereinheit
einen Fahrzeugnickwinkel entsprechend dem Fahrzeughöhensensorausgangssignals,
von welchem die Montagetoleranz entfernt wurde (H-ΔH), unter
Verwendung eines Ausdrucks θ = θο-kH für ein System mit einem Sensor,
oder unter Verwendung eines Ausdrucks θ = tan–1(h/D)
für ein System
mit zwei Sensoren. Die Steuereinheit berechnet daher den Fahrzeugnickwinkel
auf der Grundlage einer Steuerlinie (gestrichelte Linie B), die durch θ = θο-k(H-ΔH) gegeben ist, anstatt auf
der Grundlage einer Steuerlinie, die in 3 gezeigt
ist, und durch θ = θο-kH (durchgezogene Linie A) ausgedrückt wird,
für das
System mit einem Sensor, oder berechnet den Nickwinkel auf der Grundlage
des Ausdrucks θ =
tan–1((h-Δh)/D) für das System
mit zwei Sensoren. Dann steuert die Steuereinheit das Betätigungsglied
auf solche Weise, daß das
Betätigungsglied
die optische Achse in Bezug auf die Anfangsposition um einen Betrag
entsprechend dem Nickwinkel verkippt, von welchem die Montagetoleranz
entfernt wurde.
-
Es wird beispielsweise angenommen,
daß sich
die Anfangsposition des Betätigungsgliedes
an einer Position befindet, die einen Offset gegenüber der
vordersten Endposition P1 des Längshubes
des Betätigungsgliedes
aufweist, wie dies in 10 gezeigt
ist, und zwar um einen Betrag des Hubes entsprechend der maximalen
Montagetoleranz des Fahrzeugsensors in jener Richtung, in welcher
die optische Achse abgesenkt wird, und es wird weiterhin angenommen,
daß diese
Anfangsposition mit dem Bezugszeichen P0' in 10 bezeichnet ist. Weiterhin wird angenommen,
daß das
Ausgangssignal (der Ausgangswert) von dem Fahrzeughöhensensor dann
V0' beträgt.
Wenn die Signalspannung des Fahrzeughöhensensors einen Offset von ΔV (= V1-V0)
in einer Richtung aufweist, in welcher die optische Achse angehoben
wird, infolge der Montagetoleranz, kann eine Ausgangsspannung einen
Offset um ΔV'
(= V0'-V1) in entgegengesetzter Richtung zur Offsetrichtung der
Signalspannung aufweisen, infolge der Montagetoleranz, also in jener
Richtung, in welcher die optische Achse abgesenkt wird. Wegen der
Beziehung ΔV' > ΔV wird dann das Ausgangssignal
von dem Fahrzeughöhensensor
als Position hinter der vordersten Endposition P1 des Betätigungsgliedes übertragen.
Selbst wenn die Fahrzeughöhensensorsignalspannungen
zwischen V0 und V1 liegen, also in der toten Zone liegen, kann das
Betätigungsglied
so arbeiten, daß es
sich ohne irgendeine Verzögerung
zurückzieht,
da das Ausgangssignal zwischen V1 und V0' festgestellt werden kann,
wodurch das Risiko ausgeschaltet wird, daß eine Blendung hervorgerufen
wird.
-
Gemäß einer zweiten Zielrichtung
der Erfindung wird ein automatisches Kraftfahrzeugscheinwerferniveauausgleichsgerät zur Verfügung gestellt, welches
optische Achsen von Scheinwerfern aufweist, die so ausgebildet sind,
daß sie
in Vertikalrichtung in Bezug auf eine Karosserie eines Fahrzeugs durch
Betrieb von Betätigungsgliedern
verkippt werden können,
einen Fahrzeughöhensensor,
der auf der Aufhängung
des Fahrzeugs vorgesehen ist, um die Vertikalentfernung zwischen
einer Achse und der Karosserie festzustellen, und eine Steuereinheit
zur Berechnung eines Fahrzeugnickwinkels entsprechend einem Ausgangssignal
(Ausgangswert) von dem Fahrzeughöhensensor
auf der Grundlage eines vorbestimmten Ausdrucks, und zum Steuern
des Betriebs der Betätigungsglieder
auf der Grundlage des berechneten Nickwinkels. Die Betätigungsglieder sind
jeweils so ausgebildet, daß sie
nur in einer Richtung arbeiten, in welcher die optischen Achsen
abgesenkt werden, von einer vordersten Endposition oder einer hintersten
Endposition eines Längshubes
der Betätigungsglieder
aus, an welchen der Fahrzeugnickwinkel Null ist, wobei sich die
optischen Achsen in einem vorbestimmten Neigungszustand in Bezug auf
eine Straßenoberfläche befinden.
Die Steuereinheit wird auf der Grundlage der Annahme betrieben, daß Positionen
einen Offset gegenüber
den vordersten Endpositionen oder den hintersten Endpositionen der
Längshübe der Betätigungsglieder
um zumindest den Betrag des Hubes entsprechend einer maximalen Montagetoleranz
in einer Richtung aufweisen, in welcher die optischen Achsen abgesenkt
werden, als Anfangspositionen der Betätigungsglieder. Die Steuereinheit
addiert darüber
hinaus einen Nickwinkel entsprechend dem Offsetwert zu dem Fahrzeugnickwinkel,
der auf der Grundlage des vorbestimmten Ausdrucks berechnet wurde,
und steuert den Betrieb der Betätigungsglieder
in Bezug auf die angenommenen Anfangspositionen auf der Grundlage
des Nickwinkels, zu welchem der Offsetwert addiert wurde.
-
Bei der zweiten Ausführungsform
der Erfindung ist die Steuereinheit so ausgebildet, daß sie als die
Anfangspositionen der Betätigungsglieder
jene Positionen annimmt, die einen Offset um zumindest den Betrag
des Hubes entsprechend der maximalen Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors
gegenüber
den vordersten Endpositionen oder den hintersten Endpositionen der
Längshübe des Betätigungsgliedes
aufweisen.
-
Die Steuereinheit berechnet den Fahrzeugnickwinkel
entsprechend einem Ausgangssignal (Ausgangswert) H von dem Fahrzeughöhensensor einschließlich der
Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors
aus dem Ausdruck θ = θο-kH für ein System mit einem Sensor,
und aus dem Ausdruck θ = tan–1(h/D)
für ein
System mit zwei Sensoren. Das Ergebnis einer derartigen Operation
(der Nickwinkel einschließlich
der Montagetoleranz) ist ein Fahrzeugnickwinkel, von welchem die
Montagetoleranz entfernt wurde (der die Montagetoleranz nicht enthält) (θ+Δθ), durch
Addieren eines Fahrzeugnickwinkels Δθ entsprechend dem Offsetbetrag
der Anfangsposition des Betätigungsgliedes
(3). Um die optische Achse um einen
Betrag entsprechend dem Fahrzeugnickwinkel zu verkippen, von welchem
die Montagetoleranz entfernt wurde (θ+Δθ), wird der Betrieb des Betätigungsgliedes
in Bezug auf die angenommene Anfangsposition gesteuert.
-
Weiterhin wird gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung ein automatisches Kraftfahrzeugscheinwerferniveauausgleichsgerät gemäß der ersten
oder zweiten Ausführungsform
der Erfindung zur Verfügung
gestellt, wobei die optischen Achsen der Scheinwerfer so ausgebildet
sind, daß sie
zur Einstellung durch einen Ausrichtungsmechanismus verkippt werden
können, und
der Offsetbetrag der angenommenen Anfangsposition so gewählt ist,
daß er
gleich dem Betrag des Hubes entsprechend der maximalen Montagetoleranz
ist.
-
Wenn die optischen Achsen der Scheinwerfer
von den ordnungsgemäßen Positionen
an der vordersten Endposition oder der hintersten Endposition des
Längshubes
des Betätigungsgliedes
abweichen, können
die optischen Achsen zur Einstellung auf die richtigen Positionen
durch den Ausrichtungsmechanismus verkippt werden.
-
Da der Offsetbetrag der angenommenen
Anfangsposition des Betätigungsgliedes
auf den Betrag des Hubes ? entsprechend der maximalen Montagetoleranz
des Fahrzeughöhensensors
beschränkt
ist (2), wie dies in 10 gezeigt ist, ist ein
Bereich entsprechend dem automatischen Niveauausgleich der Scheinwerfer
in dem Längshub
P1 bis P2 des Betätigungsgliedes
gleich einem Bereich P0' bis P2. Daher wird die Verringerung des
Bereiches entsprechend dem automatischen Niveauausgleich der Scheinwerfer
begrenzt (der Hubbetrag ? entsprechend der maximalen Montagetoleranz
des Fahrzeughöhensensors),
und daher kann die Verringerung des Bereiches für den automatischen Niveauausgleich
der Scheinwerfer in diesem Ausmaß unterdrückt werden.
-
Gemäß einer vierten Ausführungsform
der Erfindung wird ein automatisches Kraftfahrzeugscheinwerferniveauausgleichsgerät gemäß einer
der Ausführungsformen
eins bis drei zur Verfügung
gestellt, wobei das automatische Niveauausgleichsgerät eine Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektorvorrichtung,
eine Beschleunigungsdetektorvorrichtung, und eine Detektorvorrichtung
für einen
stabilen Fahrzustand aufweist. Die Steuereinheit steuert den Betrieb
der Betätigungsglieder, wenn
sich das Fahrzeug nicht bewegt, oder während das Fahrzeug stabil fährt, wenn
die Geschwindigkeit des Fahrzeugs größer oder gleich einem vorbestimmten
Wert ist, und die Beschleunigung des Fahrzeugs kleiner oder gleich
einem vorbestimmten Wert ist, und zwar ständig über einen vorbestimmten Zeitraum.
Weiterhin berechnet die Steuereinheit einen Fahrzeugnickwinkel entsprechend
einem Ausgangssignal von dem Fahrzeughöhensensor, das während des
stabilen Fahrens ermittelt wurde, um den Betrieb der Betätigungsglieder
auf der Grundlage des berechneten Fahrzeugnickwinkels zu steuern.
-
Der automatische Scheinwerferniveauausgleich
muß möglicherweise
manchmal unter ungeeigneten Bedingungen durchgeführt werden, beispielsweise
wenn ein Fahrzeug so parkt, daß es
sich teilweise auf dem Randstein befindet. Allerdings kann ein ungeeigneter
Niveauausgleich in diesem Zustand korrigiert werden, da der Fahrzeugnickwinkel
einfach dann berechnet werden kann, wenn das Fahrzeug stabil fährt, und
daher konstante Ausgangssignale des Fahrzeughöhensensors erzeugt. Der Fahrzeugnickwinkel
wird aus dem Fahrzeughöhensensorausgangssignal
berechnet, und der Betrieb des Betätigungsgliedes wird auf der
Grundlage des Fahrzeugnickwinkels gesteuert.
-
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch
dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erläutert, aus
welchen sich weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
-
1 eine
Vorderansicht eines Scheinwerfers eines Kraftfahrzeugs, bei welchem
ein automatischer Scheinwerferniveauausgleich gemäß einer ersten
Ausführungsform
der Erfindung eingesetzt wird;
-
2 eine
schematische Darstellung des Gesamtaufbaus des automatischen Scheinwerferniveauausgleichsgeräts gemäß der ersten
Ausführungsform;
-
3A ein
Diagramm mit einer Darstellung der Korrelation zwischen Ausgangssignalen
von einem Fahrzeughöhensensor
und Ausrichtungen eines Fahrzeugs;
-
3B ein
Diagramm mit einer Darstellung der Beziehung zwischen einem Fahrzeugnickwinkel und
einem Ausgangssignal (Ausgangswert) des Fahrzeughöhensensors;
-
4 ein
Flußdiagramm
zur Erläuterung
des Betriebsablaufes zum Steuern des Antriebs eines Motors durch
eine CPU;
-
5 ein
Flußdiagramm
mit einer Darstellung des Betriebsablaufs zum Steuern eines Motors durch
eine CPU, die ein Steuerteil eines automatischen Scheinwerferniveauausgleichsgeräts gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung darstellt;
-
6 eine
schematische Darstellung des Gesamtaufbaus eines automatischen Kraftfahrzeugscheinwerferniveauausgleichsgeräts gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung;
-
7 ein
Flußdiagramm
mit einer Darstellung des Betriebsablaufes zum Steuern eines Motors durch
eine CPU;
-
8 eine
Vertikalschnittansicht eines Scheinwerfers, der ein Hauptteil einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung bildet;
-
9 eine
schematische Darstellung des Gesamtaufbaus eines herkömmlichen
automatischen Scheinwerferniveauausgleichsgeräts; und
-
10 ein
Diagramm zur Erläuterung
der Auswirkung der Montagetoleranz eines Fahrzeughöhensensors
auf das Fahrzeughöhensensorausgangssignal
bzw. die Eigenschaften des Hubes eines Betätigungsgliedes.
-
Die 1 bis 4 zeigen eine Ausführungsform der
Erfindung. 1 ist eine
Vorderansicht eines Kraftfahrzeugscheinwerfers, bei welchem ein
automatisches Scheinwerferniveauausgleichsgerät gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung eingesetzt wird. 2 zeigt
schematisch den Gesamtaufbau des automatischen Scheinwerferniveauausgleichsgeräts. 3A zeigt die Korrelation zwischen Ausgangssignalen
eines Fahrzeughöhensensors
und Ausrichtungen eines Fahrzeugs (Fahrzeugnickwinkeln). 3B zeigt die Korrelation zwischen Fahrzeugnickwinkeln
und Ausgangssignalen (in Bezug auf die Fahrzeughöhe) von dem Fahrzeughöhensensor. 4 ist ein Flußdiagramm
zur Erläuterung
des Betriebsablaufs einer Motorantriebssteuerung durch eine CPU,
die ein Steuerteil des automatischen Scheinwerferniveauausgleichsgeräts darstellt.
-
In 1 und 2 ist ein Kraftfahrzeugscheinwerfer 1 mit
einer Vorderlinse 4 versehen, die so an einer vorderen Öffnung eines
Leuchtengehäuses 2 angebracht
ist, daß eine
Leuchtenkammer S ausgebildet wird. In der Leuchtenkammer S ist ein
parabelförmiger
Reflektor 5, in welchem sicher eine Lampe 6 als
Lichtquelle eingeführt
ist, so gehaltert, daß der Reflektor 5 zur
Einstellung um eine horizontale Kippachse Lx und eine vertikale
Kippachse Ly mit Hilfe eines Ausrichtungsmechanismus E verkippt
werden kann. Der Reflektor 5 ist weiterhin so ausgebildet, daß er zur
Einstellung um eine horizontale Kippachse Lx1 durch
eine in Längsrichtung
gleitende Welle 60 verkippt wird, die durch einen Motor
angetrieben wird, als Betätigungsglied.
-
Der Ausrichtungsmechanismus E weist
ein Paar aus einer linken und einer rechten Ausrichtungsschraube 40 bzw. 50 auf,
die sich nach vorn erstrecken, und drehbar auf dem Leuchtengehäuse 2 gehaltert
sind, Mutternteile 42, 52, die auf einer Stütze 44 bzw. 54 angebracht
sind, die von dem Reflektor 5 ausgehen, wobei die Ausrichtungsschrauben 40, 50 durch
Schraubeneingriff in das jeweilige Mutternteil 42 bzw.
52 eingepaßt
sind, sowie ein Kugelgelenk 62 (einen Kugelabschnitt 54 an
einem vorderen Endabschnitt der Längsrichtungsgleitwelle 601,
und einen Kugelaufnahmeabschnitt 66 auf der Seite des Reflektors 5),
das zwischen dem vorderen Endabschnitt der Längsrichtungsgleitwelle 60 und
dem Reflektor 5 vorgesehen ist. Daher kann der Reflektor 5 zur
Einstellung um die vertikale Kippachse Ly verkippt werden, welche
das Mutternteil 42 und das Kugelgelenk 62 verbindet,
nämlich
durch Drehen der Ausrichtungsschraube 50. Zusätzlich kann
der Reflektor 5 zur Einstellung um die Horizontalkippachse Lx,
die durch das Kugelgelenk 62 geht, durch Drehen der Ausrichtungsschrauben 40, 50 verkippt
werden. Die optische Achse L kann zur Einstellung vertikal und horizontal
verkippt werden.
-
Weiterhin weist das automatische
Niveauausgleichsgerät
für den
Scheinwerfer 1 einen Motor 10 auf, der als Betätigungsglied
zur Kippeinstellung der optischen Achse L des Scheinwerfers 1 vertikal und
horizontal dient, sowie die in Längsrichtung
verlaufende Gleitwelle 60, einen Beleuchtungsschalter 11 für den Scheinwerfer 1,
einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12, der eine Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektorvorrichtung
zur Feststellung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs darstellt,
einen Fahrzeughöhensensor 14,
der auf der hinteren Aufhängung
vorgesehen ist, und ein Teil einer Detektorvorrichtung für den Fahrzeugnickwinkel
bildet (Nickwinkel in Längsrichtung
des Fahrzeugs), sowie eine CPU 16. Die CPU 16 ist
ein Steuerteil zur Feststellung, ob der Scheinwerfer 1 ein-
oder ausgeschaltet ist, zur Feststellung, ob das Fahrzeug fährt oder
anhält,
auf der Grundlage eines Signals von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12,
zur Berechnung eines Fahrzeugnickwinkels auf der Grundlage eines Signals
von dem Fahrzeughöhensensor 14 und
von Steuerdaten, die in ein Speicherteil 20 eingegeben und
dort eingestellt wurden, und zum Schicken eines Steuersignals an
einen Motortreiber 18 zum Betrieb des Motors 10 auf
der Grundlage eines so berechneten Fahrzeugnickwinkels. Das Speicherteil 20 speichert
Fahrzeugnickwinkel, die von dem Fahrzeugsensor 14 festgestellt
wurden, und von der CPU 16 berechnet wurden, und legt eine
Korrelation zwischen einem Ausgangssignal von dem Fahrzeughöhensensor 14 und
dem Fahrzeugnickwinkel fest.
-
Das Betätigungsglied ist so ausgebildet,
daß die
in Längsrichtung
verlaufende Gleitwelle 60 durch den Antrieb des Motors 10 von
einer vordersten Endposition P1 aus arbeitet, welche eine maximal
vorspringende Position nur in Rückziehrichtung
darstellt (eine Richtung, in welcher die optische Achse des Scheinwerfers
abgesenkt wird). Die optische Achse des Scheinwerfers wird so eingestellt,
daß sie
sich an einer geeigneten Position befindet (einer Position, an welcher
der Fahrzeugnickwinkel gleich Null ist), durch den Ausrichtungsmechanismus
E, wenn sich nur der Fahrer in dem Fahrzeug befindet, jedoch liegt infolge
der Tatsache, daß das
Betätigungsglied
die Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors enthält, die
tatsächliche
Position des vordersten Endabschnitts P1 des Längshubes des Betätigungsgliedes
irgendwo zwischen der vordersten Endposition des Längshubes
des Betätigungsgliedes
und einer Position Po', die weiter zurückliegt (ein Offset in jener Richtung,
in welcher die optische Achse abgesenkt wird), und zwar um einen
Hub ? entsprechend der maximalen Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors.
-
Weiterhin ist das Speicherteil 20 so
aufgebaut, daß es
ein RAM zum Speichern verschiedener Arten von Daten aufweist, ein
ROM zum Speichern von Steuerprogrammen, und ein Reserve-ROM, und sind
die CPU 16 und das Speicherteil 20 zu einer ECU
vereinigt (einer elektronischen Steuereinheit), die nicht nur einer
Eingabe/Ausgabeschaltung darstellt, sondern darüber hinaus eine Logikarithmetikberechnungseinheit.
-
Wenn ein Signal (für eine Fahrzeuggeschwindigkeit)
von dem Fahrzeugsensor 12 an die CPU 16 geschickt
wird, stellt die CPU 16 fest, ob das Fahrzeug anhält oder
fährt,
auf der Grundlage des so empfangenen Signals. Nur wenn das Fahrzeug
nicht fährt,
treibt die CPU 16 den Motor 10 in bestimmten Abständen an.
-
Der Fahrzeughöhensensor 14 gibt
eine Signalspannung (ein Spannungssignal) entsprechend der Vertikalentfernung
(Fahrzeughöhe)
zwischen der Achse und der Fahrzeugkarosserie aus. Wie in 3B gezeigt ist, ist der Fahrzeugnickwinkel
(der Betrag der Aufwärtsverschiebung
der optischen Achse, der eine Neigung in Längsrichtung der Fahrzeughöhe darstellt)
so gewählt,
daß er
zunimmt, wenn die Vertikalentfernung H (Fahrzeughöhe) zwischen
der Achse und der Fahrzeugkarosserie abnimmt, zusammen mit dem Absinken
am Heck des Fahrzeugs infolge der Zunahme der Anzahl an Passagieren,
die in dem Fahrzeug mitfahren, wie dies durch eine gestrichelte
Linie in 3 angedeutet ist. Wenn dann
ein Signal von dem Fahrzeughöhensensor 14 an
die CPU 16 geschickt wird, berechnet die CPU 16 eine Neigung
in Längsrichtung
(eine Fahrzeugnickwinkel) aus dem eingegebenen Signal, welche der
Vertikalentfernung (Fahrzeughöhe)
zwischen der Achse und der Fahrzeugkarosserie entspricht.
-
Die Korrelation zwischen dem Ausgangssignal
(mm) von dem Fahrzeughöhensensor 14 und dem
Fahrzeugnickwinkel (Grad) oder der Ausrichtung des Fahrzeugs wird
in das Speicherteil 20 eingegeben und dort eingestellt,
und zwar als Art und Weise (nämlich
je kleiner (größer) das
Ausgangssignal (Fahrzeughöhe)
vom Fahrzeughöhensensor
ist, desto größer (kleiner)
der Fahrzeugnickwinkel wird), festgelegt durch eine Steuerlinie
A (eine annähernd gerade
Linie), die in 3A gezeigt ist. Die
Steuerlinie A ist eine Linie erster Ordnung (θ = θο-kH),
die angibt, wie sich das Ausgangssignal H (mm) von dem Fahrzeughöhensensor 14 und
der Fahrzeugnickwinkel θ (Grad) ändern, wobei
als Bezugsgröße eine
Position genommen wird, an welcher der Fahrzeugnickwinkel maximal
(θο) ist, wenn das Ausgangssignal von
dem Fahrzeughöhensensor
gleich Null ist.
-
Wie in 2 gezeigt
ist, ist die CPU 16 so ausgebildet, daß sie auf der Grundlage der
Annahme arbeitet, daß die
Position Po' als Anfangsposition des Längshubes einen Offset gegenüber der
vordersten Endposition P1 des Längshubes
des Betätigungsgliedes
um einen Betrag δ aufweist. Die CPU 16 steuert
den Betrieb des Betätigungsgliedes
in Bezug auf die Anfangsposition. Der Hub ? entspricht der maximalen
Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors
in jener Richtung, in welcher die optische Achse abgesenkt wird.
-
Weiterhin ist, wie in 3 gezeigt, die CPU 16 so ausgebildet,
daß sie
ein Fahrzeughöhensensorausgangssignal
erhält,
von welchem die Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors entfernt ist (H-ΔH) (Ausschluß der Montagetoleranz),
durch Subtrahieren des Fahrzeughöhensensorausgangssignals
(ΔH) entsprechend
dem Betrag des Offsets der Anfangsposition des Betätigungsgliedes
von dem Ausgangssignal (H), das von dem Fahrzeughöhensensor 14 festgestellt
wird. Weiterhin ist sie so ausgebildet, daß sie einen Fahrzeugnickwinkel θ entsprechend
dem durch die Montagetoleranz verminderten Fahrzeughöhensensorausgangssignal (H-ΔH) berechnet,
auf der Grundlage des Ausdrucks θ = θο-kH (der Steuerlinie A), und dem
Betrieb des Motors 10 durch den berechneten Nickwinkel
steuert, welcher dem um die Montagetoleranz verminderten Ausgangssignal
in Bezug auf die angenommene Anfangsposition Po' des Betätigungsgliedes
entspricht.
-
Es wird darauf hingewiesen, daß in dem Speicherteil 20 statt
der Steuerlinie A auch ein Ausdruck (eine Steuerlinie B) θ = θο-k(H-ΔH) gespeichert werden kann,
welcher das Fahrzeughöhensensorausgangssignal
(ΔH) entsprechend
dem Offsetbetrag der Anfangsposition des Betätigungsgliedes berücksichtigt.
Daher kann der Fahrzeugnickwinkel θ entsprechend dem Ausgangssignal
H des Fahrzeughöhensensors
auf der Grundlage der Steuerlinie B berechnet werden.
-
Weiterhin stellt die CPU 16 fest,
ob der Beleuchtungsschalter 11 ein- oder ausgeschaltet
ist, und schickt ein Ausgangssignal (einen Ausgangswert) an den
Motortreiber 18 zum Betrieb des Motors 10 nur
dann, wenn der Beleuchtungsschalter 11 eingeschaltet ist.
-
Weiterhin ist die CPU 16 so
ausgebildet, daß sie
den Scheinwerferniveauausgleich (Korrektur der optischen Achse)
nur einmal dann durchführt,
wenn das Fahrzeug fährt,
jedoch nur dann, wenn das Fahrzeug stabil fährt.
-
Während
die CPU 16 den Antrieb des Betätigungsgliedes 10 auf
der Grundlage der Nickwinkeldaten steuert, die aus dem Ausgangssignal
von dem Fahrzeughöhensensor 14 berechnet
werden, während
das Fahrzeug anhält,
kann der Niveauausgleich des Scheinwerfers (Korrektur der optischen
Achse) auf der Grundlage der Nickwinkeldaten erfolgen, die ermittelt
wurden, während
das Fahrzeug nicht ordnungsgemäß geparkt
wurde, also das Fahrzeug an einem Gefälle anhielt, oder teilweise
auf einem Randstein geparkt wurde.
-
Um dieser unzutreffenden Korrektur
der optischen Achse zu begegnen, kann die CPU 16 so ausgebildet
sein, daß sie
den Antrieb des Betätigungsgliedes
nur einmal während
des Fahrens des Fahrzeugs in stabilem Zustand steuert, auf der Grundlage des
Nickwinkels, der aus einem Ausgangssignal des Fahrzeughöhensensors
während
des stabilen Zeitraums berechnet wurde. Üblicherweise kann ein Fahrzeug
auf einer unebenen Straßenoberfläche, die beispielsweise
Höcker
und Schlaglöcher
aufweist, nicht mit einer Geschwindigkeit von mehr als 30 km/h fahren.
Darüber
hinaus sollte normalerweise die Beschleunigung des Fahrzeugs nicht
größer sein
als 0,78 m/s2, um eine drastische Beschleunigung
oder Verzögerung
zu vermeiden, welche die Ausrichtung des Fahrzeugs ändern würde. Damit
ein Fahrzeug so stabil ist, daß ein
Niveauausgleich bei seinen Scheinwerfern erfolgen kann, sollte daher
die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht kleiner als 30 km/h sein, und gleichzeitig
die Beschleunigung über
einen Zeitraum von zumindest 3 Sekunden nicht mehr als 0,78 m/s2 betragen. Der Fahrzeugnickwinkel wird berechnet, wenn
die voranstehend geschilderten Anforderungen erfüllt sind. Hierdurch werden
anomale Werte ausgeschaltet, die sonst ermittelt werden, wenn das
Fahrzeug durch anomale Bedingungen beeinflußt wird. Um festzustellen,
ob der stabile Fahrzustand über
zumindest 3 Sekunden angedauert hat, zählt die CPU 16 die
Zeit unter Verwendung eines Zeitgebers 24 zur Feststellung
der stabilen Fahrzeit, der aktiviert wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
nicht kleiner als 30 km/h ist, und die Beschleunigung nicht mehr
als 0,78 m/s2 beträgt.
-
Wenn die Nickwinkeldaten, die aufgenommen
wurden, während
das Fahrzeug anhielt, ordnungsgemäß sind (also das Fahrzeug nicht
an einem Gefälle
oder teilweise auf einem Bordstein geparkt wurde), dann sind die
Nickwinkeldaten, die während eines
stabilen Fahrzustandes aufgenommen werden, im wesentlichen gleich
jenen, die im Anhaltezustand des Fahrzeugs aufgenommen wurden. Daher
ist die Position der optischen Achse des Scheinwerfers nach Durchführung eines
Niveauausgleichs des Scheinwerfers auf der Grundlage der Nickwinkeldaten,
die während
des stabilen Fahrzeitraums aufgenommen wurden, im wesentlichen gleich
der Position der optischen Achse des Scheinwerfers, die zuletzt eingestellt
wurde, während
das Fahrzeug anhielt.
-
Als nächstes wird unter Bezugnahme
auf das in 4 dargestellte
Flußdiagramm
die Steuerung des Betriebs des Motors 10 durch die CPU 16 beschrieben,
die ein Steuerteil darstellt.
-
Im Schritt 102 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit
aus einem Ausgangssignal des Fahrzeugsensors 12 berechnet,
und wird die berechnete Geschwindigkeit in dem Speicherteil 20 gespeichert.
Im Schritt 103 wird die Beschleunigung aus der Differenz zwischen
der Fahrzeuggeschwindigkeit, die im Schritt 102 erhalten wurde,
und der letzten Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet, die in dem Speicherteil 20 gespeichert
ist, und wird die berechnete Beschleunigung in dem Speicherteil 20 gespeichert.
-
Im Schritt 104 wird ein um die Toleranz
vermindertes Fahrzeughöhensensorausgangssignal (H-ΔH) erhalten,
bei welchem ein Ausgangssignal ΔH
entsprechend der maximalen Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors
von einem Ausgangssignal H des Fahrzeughöhensensors 14 subtrahiert wurde.
Im Schritt 105 wird ein Fahrzeugnickwinkel θ entsprechend dem um die Toleranz
verminderten Fahrzeughöhensensorausgangssignals
(H-ΔH) berechnet,
auf der Grundlage der Steuerlinie A, welche einer Korrelation zwischen
dem Fahrzeughöhensensorausgangssignal
und dem Fahrzeugnickwinkel entspricht. Wenn die Steuerlinie, die
in dem Speicherteil 20 gespeichert ist, nicht die Steuerlinie
A ist, sondern die Steuerlinie B, ist der Schritt 104 nicht erforderlich.
Daher wird im Schritt 105 ein Fahrzeugnickwinkel entsprechend dem
Fahrzeughöhensensorausgangssignal
H auf der Grundlage der Steuerlinie berechnet (des Ausdrucks θ = θο-k(H-ΔH)).
-
Im Schritt 106 wird aus einem Ausgangssignal
von dem Beleuchtungsschalter 11 festgestellt, ob der Scheinwerfer
leuchtet oder nicht. Leuchtet der Scheinwerfer, so geht der Vorgang
zum Schritt 107 über,
und wenn nicht, wird eine Fahrmarke im Schritt 108 zurückgesetzt,
und daraufhin kehrt der Vorgang zum Schritt 102 zurück.
-
Im Schritt 107 wird die Tatsache,
ob das Fahrzeug anhält
oder nicht, aus einem Ausgangssignal von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12 ermittelt.
Hält das
Fahrzeug an, so wird im Schritt 108A eine Fahrkorrektur erneut markiert,
und dann geht der Vorgang mit dem Schritt 109 weiter, in welchem ein
Signal an den Motortreiber 18 geschickt wird, um den Motor
in einem vorbestimmten Ausmaß anzutreiben.
Wenn andererseits im Schritt 107 festgestellt wird, daß das Fahrzeug
fährt,
so wird im Schritt 110 ermittelt, ob die Fahrkorrekturmarke zurückgesetzt ist
oder nicht. Im Schritt 110 geht, wenn die Fahrkorrekturmarke nicht
zurückgesetzt
ist, oder die optische Achse bislang noch nicht korrigiert wurde,
nachdem das Fahrzeug begonnen hat, sich in Bewegung zu setzen, der
Vorgang zum Schritt 111 über.
-
Im Schritt 111 wird festgestellt,
ob die Fahrzeuggeschwindigkeit größer oder gleich dem Bezugswert
(30 km/h) ist oder nicht, und wenn dies der Fall ist, geht der Vorgang
zum Schritt 112 über,
in welchem festgestellt wird, ob die Beschleunigung kleiner oder
gleich dem Bezugswert (0,78 m/s2) ist. Ist
im Schritt 112 die Beschleunigung kleiner oder gleich 0,78 m/s2, so geht der Vorgang zum Schritt 113 über, in
welchem der Zeitgeber 24 zum Feststellen des stabilen Fahrens
in Betrieb gesetzt wird. Im Schritt 113 wird festgestellt, ob die
Fahrzeuggeschwindigkeit 30 km/h oder mehr beträgt, und die Beschleunigung 0,78
m/s2 oder weniger ist, für zumindest drei (3) Sekunden.
-
Wenn dann im Schritt 113 die Fahrzeuggeschwindigkeit
größer oder
gleich 30 km/h ist, und die Beschleunigung kleiner oder gleich 0,78
m/s2 ist, über zumindest drei (3) Sekunden,
wird der Zählwert des
Zeitgebers 24 zum Feststellen des stabilen Fahrens gelöscht. Dann
geht im Schritt 114, nachdem die Fahrkorrekturmarke gesetzt wurde,
der Vorgang zum Schritt 109 über,
in welchem ein Signal an den Motortreiber 18 geschickt
wird, um den Motor 10 um ein vorbestimmtes Ausmaß anzutreiben.
Daher kann die Niveauausrichtung korrigiert werden, selbst wenn
ein falscher automatischer Niveauausgleich des Scheinwerfers beispielsweise
infolge eines falschen Nickwinkels durchgeführt wurde, etwa weil das Fahrzeug zum
Teil auf einem Randstein geparkt wurde.
-
Darüber hinaus geht der Vorgang
zum Schritt 102 zurück,
ohne den Motor 10 anzutreiben, wenn die Marke für die Fahrkorrektur
gesetzt wurde (also die optische Achse während des Fahrens korrigiert wurde,
oder die automatische Scheinwerferniveauausrichtung durchgeführt wurde),
oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb des Bezugswertes
von 30 km/h liegt, oder die Beschleunigung den Bezugswert von 0,78
m/s2 überschritt,
im Schritt 111 bzw. 112, oder wenn zwar die Fahrzeuggeschwindigkeit
größer oder
gleich dem Bezugswert von 30 km/h ist, und die Beschleunigung kleiner oder
gleich dem Bezugswert von 0,78 m/s2 ist,
jedoch dieser Zustand nicht über
zumindest drei (3) Sekunden angedauert hat.
-
5 zeigt
eine zweite Ausführungsform
der Erfindung, wobei das Flußdiagramm
einer CPU dargestellt ist, die ein Steuerteil eines automatischen Kraftfahrzeugscheinwerferniveauausrichtungsgerätes gemäß der zweiten
Ausführungsform
darstellt.
-
Bei der voranstehend geschilderten,
ersten Ausführungsform
ist die CPU 16 so ausgebildet, daß sie zuerst das Ausgangssignal
entsprechend der maximalen Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors
von dem Ausgangssignal des Fahrzeughöhensensors 14 subtrahiert,
und dann den Fahrzeugnickwinkel entsprechend dem um die Montagetoleranz verringerten
Fahrzeughöhensensorausgangssignal berechnet,
auf der Grundlage der Steuerlinie A, die in dem Steuerteil 20 gespeichert
ist. Bei der zweiten Ausführungsform
ist, wie in 3 gezeigt, die CPU 16 so
ausgebildet, daß sie
zuerst einen Fahrzeugnickwinkel θ entsprechend
einem Ausgangssignal eines Fahrzeughöhensensors 14 aus
einer Steuerlinie A berechnet, die in einem Speicherteil 20 gespeichert ist,
und danach einen Fahrzeugnickwinkel erhält, von welchem eine Montagetoleranz
entfernt ist (θ+Δθ) (also
nicht die Montagetoleranz enthält),
aus dem Ergebnis (dem berechneten Fahrzeugnickwinkel (θ)) der voranstehend
geschilderten Berechnung, durch Hinzuaddieren eines Nickwinkels Δθ entsprechend der
Montagetoleranz.
-
Das Flußdiagramm der zweiten Ausführungsform
unterscheidet sich von jenem der ersten Ausführungsform hauptsächlich in
der Hinsicht, daß statt
der Schritte 104, 105 die Schritte 104A und 105A vorgesehen sind,
entsprechend der unterschiedlichen, voranstehend geschilderten Konfiguration.
Im übrigen
sind die beiden Ausführungsformen gleich
ausgebildet. Daher werden nachstehend nur die unterschiedlichen
Schritte erläutert,
wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile bezeichnen.
-
Im Schritt 104A wird ein Fahrzeugnickwinkel θ entsprechend
einem Ausgangssignal von dem Fahrzeughöhensensor 14 aus der
Steuerlinie A berechnet, die in dem Speicherteil 20 gespeichert
ist, welche die Korrelation der Fahrzeughöhensensorausgangssignale und
der Fahrzeugnickwinkel angibt. Dann wird im Schritt 105A ein Nickwinkel Δθ entsprechend
der maximalen Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors 14 zu dem
Fahrzeugnickwinkel θ addiert,
der im Schritt 104A erhalten wurde, und wird dann dieser Fahrzeugnickwinkel
(θ+Δθ), der den Fahrzeugnickwinkel
entsprechend der maximalen Montagetoleranz enthält, in dem Speicherteil 20 gespeichert.
-
Die 6 und 7 zeigen eine dritte Ausführungsform
der Erfindung, wobei 6 schematisch den
Gesamtaufbau eines automatischen Kraftfahrzeugscheinwerferniveauausgleichsgeräts gemäß der dritten
Ausführungsform
zeigt, und 7 ein Flußdiagramm
einer CPU zeigt, die ein Steuerteil des automatischen Niveauausgleichsgerätes ist.
-
Die voranstehend geschilderten ersten
und zweiten Ausführungsformen
sind so ausgebildet, daß nur
ein einzelner Fahrzeughöhensensor 14 auf
der hinteren Aufhängung
angebracht ist, und die annähernd
gerade Linie entsprechend der Korrelation zwischen den Ausgangssignalen
von dem Fahrzeughöhensensor
und den Fahrzeugnickwinkeln als die Steuerlinie A gespeichert ist.
Daher wird ein Fahrzeugnickwinkel entsprechend einem Ausgangssignal von
dem Fahrzeughöhensensor
berechnet. Die dritte Ausführungsform
ist dagegen so ausgebildet, daß auf
der vorderen Aufhängung
und der hinteren Aufhängung
jeweils ein Fahrzeughöhensensor 14A bzw. 14B vorgesehen
ist, und in ein Speicherteil 20 ein Ausdruck θ = tan–1(h/D)
eingegeben und dort gespeichert wird, wobei θ den Fahrzeugnickwinkel bezeichnet,
H1 ein Ausgangssignal von dem vorderen Fahrzeughöhensensor, H2 ein Ausgangssignal
von dem hinteren Fahrzeughöhensensor,
h (= H1-H2) die Differenz der Ausgangssignale von den beiden Sensoren,
und D den Radstand des Fahrzeugs. Unter Verwendung dieses Ausdrucks
berechnet eine CPU 16 einen Fahrzeugnickwinkel entsprechend
der Differenz der Ausgangssignale der beiden Fahrzeughöhensensoren
h (= H1-H2).
-
Der Betriebsablauf bei der dritten
Ausführungsform
unterscheidet sich von jenem bei der zweiten Ausführungsform
hauptsächlich
in der Hinsicht, daß die
Schritte 104B und 105B die Schritte 104A, 105A der zweiten Ausführungsform
ersetzen, entsprechend der voranstehend geschilderten, unterschiedlichen
Konfiguration. Im übrigen
entspricht das Flußdiagramm
der dritten Ausführungsform
jenem der zweiten Ausführungsform.
Daher wird auf eine erneute Beschreibung der übrigen Teile der Ausführungsform
verzichtet, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile bezeichnen.
-
Im einzelnen wird im Schritt 104B
ein Fahrzeugnickwinkel θ entsprechend
der Differenz h (= H1-H2) der Ausgangssignale der beiden Fahrzeughöhensensoren 14A und 14B aus
dem Ausdruck θ = tan–1(h/D)
berechnet. Dann wird im Schritt 105B ein Nickwinkel Δθ entsprechend
einer mittleren maximalen Montagetoleranz der beiden Fahrzeughöhensensoren 14A, 148 zum
Fahrzeugnickwinkel θ addiert, und
wird der Fahrzeugnickwinkel einschließlich der hinzuaddierten Montagetoleranz
(θ+Δθ) in dem
Speicherteil 20 gespeichert.
-
Die übrigen Vorgänge sind ebenso wie bei den
voranstehend geschilderten Ausführungsformen,
und gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
-
Bei den voranstehend geschilderten
Ausführungsformen
sind die Anforderungen für
den stabilen Fahrzustand so gewählt,
daß die
Fahrzeuggeschwindigkeit 30 km/h oder höher ist, die Beschleunigung 0,78
m/s2 oder weniger beträgt, und ein derartiger Zustand
drei Sekunden oder länger
andauert, jedoch ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt.
-
Weiterhin ist bei den voranstehenden
Ausführungsformen
das Betätigungsglied
(der Motor 10) zwischen der unteren Position des Leuchtengehäuses 2 und
der unteren Position des Reflektors 5 angeordnet. Der Niveauausgleich
des Scheinwerfers wird so durchgeführt, daß die in Längsrichtung verlaufende Gleitwelle 60 des
Betätigungsgliedes
vorgeschoben wird (so daß sie
vorspringt), und zwar von ihrer hintersten Endposition aus. Wie
in 8 gezeigt ist, kann
jedoch ein Betätigungsglied
(ein Motor 10) auch zwischen einer oberen Position eines Leuchtengehäuses 2 und
einer oberen Position eines Reflektors 5 angeordnet sein,
und kann eine Längsrichtung
verlaufende Gleitwelle 60 des Betätigungsgliedes vorgeschoben
(zum Vorspringen veranlaßt) werden,
von ihrer hintersten Endposition aus, so daß der Niveauausgleich des Scheinwerfers
auf diese Weise durchgeführt
wird. In diesem Fall ist es vorzuziehen, daß die Anfangsposition des Betätigungsgliedes
gegenüber
der hintersten Endposition des Betätigungsgliedes in einer Richtung
verschoben ist, in welcher die optische Achse des Scheinwerfers
abgesenkt wird, oder sich an einer Position befindet, die einen
Offset in Vorwärtsrichtung
um eine vorbestimmte Entfernung gegenüber der äußersten rückwärtigen Endposition des Betätigungsgliedes
aufweist.
-
Weiterhin ist bei den voranstehend
geschilderten Ausführungsformen
die Anfangsposition des Betätigungsgliedes
so gewählt,
daß sie
einen Offset mit einem Hub entsprechend der maximalen Montagetoleranz
des Fahrzeughöhensensors
aufweist, wobei der Betrag des Offsets größer oder gleich jenem Hub sein
kann, welcher der maximalen Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors
entspricht. Mit Zunahme des Betrages des Offsets wird jedoch die
Länge des
Gleithubes des Betätigungsgliedes
kurz, die dazu genutzt werden kann, die optische Achse des Scheinwerfers
zu steuern, und daher wird vorzugsweise der Betrag des Offsets gleich
einem Hub entsprechend der maximalen Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors
eingestellt.
-
Weiterhin wurde zwar bei den voranstehenden
Ausführungsformen
ein automatischer Niveauausgleich eines Scheinwerfers mit bewegbarem
Reflektor beschrieben, bei welchem der Reflektor 5 so ausgebildet
ist, daß er
sich in Bezug auf das Leuchtengehäuse 2 verkippt, das
an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist, jedoch können diese
Ausführungsformen
ebenfalls bei einem Scheinwerfer mit einheitlicher Bewegung eingesetzt
werden, bei welchem eine Einheit aus Leuchtengehäuse und Reflektor so ausgebildet
ist, daß sie
sich in Bezug auf ein weiteres Gehäuse bewegt, das an der Fahrzeugkarosserie angebracht
ist.
-
Wie aus der voranstehenden Beschreibung deutlich
geworden sein sollte, ist bei der ersten Ausführungsform der Erfindung das
Risiko ausgeschaltet, daß Blendlicht
zu entgegenkommenden Fahrzeugen hin ausgestrahlt wird, da keine
Totzone infolge der Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors beim
Steuern des Betriebs des Betätigungsgliedes vorhanden
ist. Daher kann die Niveauausrichtung des automatischen Scheinwerfers
mit hoher Genauigkeit durchgeführt
werden.
-
Da bei der zweiten Ausführungsform
der Erfindung keine Totzone vorhanden ist, infolge der Montagetoleranz
des Fahrzeughöhensensors
zum Steuern des Antriebs des Betätigungsgliedes,
ist das Risiko ausgeschaltet, daß Blendlicht zu entgegenkommenden
Fahrzeugen hin ausgestrahlt wird, wodurch es ermöglicht wird, ein sehr genaues
automatisches Scheinwerferniveauausgleichsgerät zur Verfügung zu stellen.
-
Bei der dritten Ausführungsform
der Erfindung kann, wenn die Position der optischen Achse, welche
die Bezugsgröße für den automatischen Scheinwerfer
bildet, gegenüber
der richtigen Position eine Abweichung zeigt, die optische Achse
auf eine vorbestimmte, ordnungsgemäße Position durch den Ausrichtungsmechanismus
eingestellt werden. Daher kann jederzeit ein ordnungsgemäßer, automatischer
Scheinwerferniveauausgleich sichergestellt werden.
-
Da der Betrag des Offsets der ursprünglich eingestellten
Position des Betätigungsgliedes
dem Betrag des Hubes entsprechend der maximalen Montagetoleranz
des Fahrzeughöhensensors
entspricht, wird darüber
hinaus der Bereich für
die automatische Scheinwerferniveaueinstellung nur durch einen kleinen
Winkel eingeengt. Daher ist kein Risiko in Bezug auf die Beeinträchtigung
der Sicht des Fahrers vorhanden.
-
Zwar wird bei der vierten Ausführungsform der
Erfindung angenommen, daß der
Scheinwerfer eine automatische Niveaueinstellung erfahren sollte, während das
Fahrzeug anhält,
jedoch kann, wenn die Niveaueinstellung des Scheinwerfers erfolgt,
während
das Fahrzeug zum Teil auf einem Randstein geparkt ist, eine derartige
unzutreffende, automatische Scheinwerferniveaueinstellung später richtig
gestellt werden.
-
Da bei der fünften Ausführungsform der Erfindung die
Steuereinheit mit der ECU vereinigt ist, weist das Geräte einen
einfachen Aufbau auf, und wird auch dessen Anbringung an der Fahrzeugkarosserie
erleichtert.
-
Zwar wurden verschiedene Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben, jedoch wird darauf hingewiesen, daß sich verschiedene
Abänderungen und
Hinzufügungen
vornehmen lassen, ohne vom Wesen und Umfang der vorliegenden Erfindung
abzuweichen, die sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen
ergeben und von den beigefügten
Patentansprüchen
umfaßt
sein sollen.