DE10145923B4

DE10145923B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Leuchtweitenregulierung an einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10145923B4
Application number: DE10145923.8A
Authority: DE
Inventors: Dr. Witte Bastian; Dieter van Gerpen
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-09-18
Filing date: 2001-09-18
Publication date: 2016-09-08
Anticipated expiration: 2021-09-19
Also published as: DE10145923A1

Abstract

Verfahren zur Leuchtweitenregulierung an einem Kraftfahrzeug, mittels Scheinwerfern (1, 2), denen Stellorgane (3, 4) zugeordnet sind und einer Einrichtung (6) zur elektronischen Bremskraftverteilung, wobei aus der elektronischen Bremskraftverteilung die Radlastverteilung ermittelt wird und die Stellorgane (3, 4) der Scheinwerfer (1, 2) mit einem Steuersignal beaufschlagt werden, so dass Niveauunterschiede der Scheinwerfer (1, 2) aufgrund der Radlastverteilung ausgeglichen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur elektronischen Bremskraftverteilung Raddrehzahlsensoren (7) umfasst, wobei die Bremskraft abhängig von Radschlupf und Raddrehzahlen so geregelt wird, dass die hinteren Räder niemals vor den vorderen Rädern blockieren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Leuchtweitenregulierung an einem Kraftfahrzeug.
Aus der DE 40 24 916 A1 ist ein Verfahren zur Regelung der Leuchtweite eines Kraftfahrzeuges bekannt bei dem an einer Stelle der Vorderachse und an einer Stelle der Hinterachse Signale gemessen werden, die von der relativen Stellung der Fahrzeugkarosserie zu der Vorderachse und der Hinterachse abhängen, bei dem eine Differenzbildung der Signale von der Vorderachse zu denen von der Hinterachse durchgeführt wird, bei dem das sich ergebende Differenzsignal als Sollwertsignal durch eine erste Mittelwertbildung gefiltert wird, wobei die Zeit für die erste Mittelwertbildung durch eine erste Filterzeitkonstante bestimmt ist, und bei dem Stellelemente in ihrer Lage geregelt werden, wenn das erste gefilterte Sollwertsignal von einem vorgegebenen und zuvor eingestellten Wert abweicht, wobei gleichzeitig zur ersten Mittelwertbildung eine zweite Mittelwertbildung des Sollwertsignals mit einer zweiten kleinen Filterzeitkonstante und eine dritte Mittelwertbildung des Sollwertsignals mit einer dritten Filterzeitkonstante erfolgt, dass das so erzeugte zweite gefilterte Sollwertsignal mit dem so erzeugten dritten gefilterten Sollwertsignal verglichen wird und dass bei Vorliegen einer Differenz zwischen dem zweiten gefilterten Sollwertsignal und dem dritten gefilterten Sollwertsignal die Regelung von dem ersten gefilterten Sollwertsignal auf das dritte gefilterte Sollwertsignal umgeschaltet wird und nach dem Wegfall einer Differenz wieder von dem dritten gefilterten Sollwertsignal auf das erste gefilterte Sollwertsignal umgeschaltet wird.
Nachteilig an dem bekannten Verfahren ist, dass jeweils der Einfederweg der Karosserie an der Vorder- und Hinterachse durch eine geeignete Sensorik erfasst werden muss. Des weiteren werden bestimmte Einflussgrößen wie beispielsweise Reifendruck oder veränderter Reifendurchmesser nicht berücksichtigt.
Aus der DE 44 37 949 C1 ist eine Leuchtweitenregelung an einem Fahrzeug mit in Abhängigkeit von der Beschleunigung bzw. Verzögerung des Fahrzeuges in Fahrzeuglängsrichtung automatisch verstellbaren Scheinwerfern bekannt, wobei das Fahrzeug eine die Drehzahl der Fahrzeugräder erfassende Vorrichtung, insbesondere eines Antiblockiersystems (ABS) bzw. einer Antischlupfregelung, aufweist, wobei aus den Drehzahlsignalen zur Längsbeschleunigung bzw. Bodenabstand und insbesondere von Nickbewegungen des Fahrzeuges analoge Signale ermittelt werden. Diese Signale dienen zur Steuerung von Stellorganen, die antriebsmäßig mit den Scheinwerfern des Fahrzeuges verbunden sind, um die Leuchtweite der Scheinwerfer weitestgehend unabhängig von den dynamischen Änderungen des Niveaus bzw. Bodenabstandes bzw. den Nickbewegungen zu halten. Nachteilig dem bekannten Verfahren ist, dass statische Neigungsänderungen aufgrund unterschiedlicher Beladungszustände nicht erfasst werden.
Zudem offenbart die DE 198 60 400 A1 ein Verfahren, bei dem Messgrößen zur Leuchtweitenregulierung, beispielsweise stationäre Radlasten, an ein Steuergerät zur Schlupfregelung übertragen und dort zur Regelung verwendet werden.
Weiterhin zeigt die gattungsgemäße DE 17 80 341 A ein Verfahren zur Leuchtweitenreulierung an einem Fahrzeug, bei dem über Radlasttaster die stationaren Radlasten ermittelt werden und sowohl zur Leuchtweitenregulierung als auch zur Bremskraftverteilung genutzt werden. Nachteilig daran ist das Verwenden separte Sensoren zur Radlastermittelung und der dazugehörigen aufwendige, konstruktive Aufbau.
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Leuchtweitenregelung an einem Kraftfahrzeug zu schaffen mittels derer mit geringem konstruktiven Aufwand unterschiedliche Beladungszustände ausregulierbar sind.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 5. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Hierzu wird aus einer Einrichtung zur elektronischen Bremskraftverteilung wie beispielsweise einem Antiblockier-System und/oder einem System zur elektrischen Stabilisierung eines Kraftfahrzeuges und/oder einer Antischlupfregelung aus der Bremskraftverteilung die Radlastverteilung ermittelt und die Stellorgane der Scheinwerfer mit einem Steuersignal beaufschlagt, so dass Niveauunterschiede der Scheinwerfer aufgrund der Radlastverteilung bzw. des damit verbundenen Beladungszustandes des Kraftfahrzeuges ausgeglichen werden. Dabei kann vollständig auf separate Sensoren zur Erfassung des Einfederweges der Karosserie verzichtet werden. Der Grundgedanke dabei ist, dass in Einrichtungen zur elektronischen Bremskraftverteilung wie beispielsweise ABS/ESP-Anlagen die Bremskraft abhängig von Radschlupf und von den Drehzahlen so geregelt wird, dass die hinteren Räder niemals vor den vorderen Rädern blockieren, was zu einem unkontrollierbaren Fahrverhalten führen könnte. Hierzu wird der Bremsdruck derart variiert, dass die hinteren Räder beim Bremsen immer etwas schneller als die vorderen Räder drehen. Die Größenanordnung der Differenz liegt dabei bei ca. 1%. Die Blockierneigung der hinteren Räder ist aber abhängig von der Gewichtsbelastung der Achsen. Ist das Fahrzeug an der Hinterachse höher belastet, muss entsprechend die Bremskraft an der Hinterachse erhöht werden. Entsprechend wird bei unbelasteter Achse die Bremskraft verringert. Durch die Regelung stellt sich ein bestimmtes Verhältnis von Bremskraft an der Hinterachse zu Bremskraft an der Vorderachse ein. Abhängig von diesem Verhältnis kann auf die Beladung, zumindest aber auf die Beladungsverteilung geschlossen werden, so dass statische Niveauunterschiede ohne zusätzliche Sensorik erfassbar und ausgleichbar sind. Hierzu ist anzumerken, dass die Bremskraftverteilung erst nach einem ersten Bremsvorgang vorliegt, so dass vor dem ersten Bremsvorgang kein Steuersignal erzeugbar ist oder aber auf ein vorgebbares Steuersignal zurückgegriffen wird, beispielsweise einen Bremskraftverteilungswert für eine mittlere Beladung.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird aus den Raddrehzahlinformationen der Einrichtung zur elektronischen Bremskraftverteilung die Längsbeschleunigungen und aus den Längsbeschleunigungen Steuersignale für die Stellorgane ermittelt, die die dynamischen Niveauunterschiede aufgrund von Beschleunigungen und Verzögerungen des Kraftfahrzeuges ausgleichen, also insbesondere die dynamischen Nickbewegungen der Scheinwerfer. Hierzu wird aus den 4 Raddrehzahlen die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit ermittelt, deren zeitliche Ableitung die Längsbeschleunigung darstellt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Raddrehzahlen der einzelnen Räder verglichen, wobei aus den Differenzen der Raddrehzahl auf unterschiedliche Reifendrücke und Reifenumfänge zurückgeschlossen werden kann, die dann bei der Generierung der Steuersignale für die Stellorgane berücksichtigt und so kompensiert werden können. Dabei wird ausgenutzt, dass sich ein geringerer Reifendruck oder Reifenumfang in einer höheren Drehzahl bemerkbar macht. Hierdurch ist eine Niveauregelung von den Scheinwerfern zur Fahrbahn und nicht nur wie bisher zur Karosserie möglich.
Damit nicht temporäre Unterschiede der Raddrehzahlen zueinander zu häufigen Stellsignalen für die Scheinwerfer führen, kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Unterschiede über einen längeren Zeitraum erfasst und ausgewertet werden, bevor diese im Steuersignal der Stellorgane berücksichtigt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Stellorgane bei Ausfall der Einrichtung zur elektronischen Bremskraftverteilung mit einem vorgebbaren Wert als Steuersignal beaufschlagt, beispielsweise einen mittleren Wert für die Beladung oder für ein voll beladenes Fahrzeug (das ist der „sichere”, blendfreie Zustand).
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Leuchtweitenregulierung an einem Kraftfahrzeug.
Die Vorrichtung zur Leuchtweitenregulierung umfasst zwei Scheinwerfer 1, 2, zwei Stellorgane 3, 4, eine Auswerte- und Steuereinheit 5 und eine Einrichtung 6 zur elektronischen Bremskraftverteilung. Die Einrichtung 6 ist jeweils mit Drehzahlsensoren 7 und Bremszylindern 8 verbunden, die jeweils einem Rad 9, 10 des Kraftfahrzeuges zugeordnet sind. Die Einrichtung 6 ist beispielsweise als integriertes ABS/ESP-Modul ausgebildet. In Abhängigkeit von einem Bremssignal erfasst die Einrichtung 6 die Signale der einzelnen Drehzahlsensoren 7 und steuert die Bremszylinder 8 derart an, dass abhängig von Radschlupf und von den Raddrehzahlen die hinteren Räder 9 nicht vor den vorderen Rädern 10 blockieren. Hierzu wird der Bremsdruck der Bremszylinder 8, insbesondere an den Hinterrädern derart variiert, dass die hinteren Räder 9 etwas schneller als die vorderen Räder 10 drehen.
Nachfolgend soll nun zunächst angenommen werden, dass die Verhältnisse für die beiden hinteren Räder 9 und die beiden vorderen Räder 10 gleich sind. In diesem Fall erzeugt also die Einrichtung 6 eine Bremskraft B₉ für die hinteren Räder und eine Bremskraft B₁₀ für die vorderen Räder 10. Da jedoch die Blockierneigung der hinteren Räder 9 von der Gewichtsbelastung der Achsen 11, 12 abhängig ist, gibt das Verhältnis der Bremskräfte auch das Verhältnis der Beladungsverteilung des Kraftfahrzeuges wieder. Die Beladungsverteilung wiederum hat einen Einfluss auf die Ausrichtung der Scheinwerfer 1, 2. Die Einrichtung 6 überträgt daher die Bremskräfte B_9,10 an die Auswerte- und Steuereinheit 5, die dann jeweils ein Steuersignal für die Stellorgane 3, 4 der Scheinwerfer 1, 2 erzeugt und diese ansteuert. So erfolgt eine statische, beladungsabhängige Leuchtweitenregulierung der Scheinwerfer 1, 2, die die Fehlausrichtung der Scheinwerfer 1, 2 aufgrund der Beladungsverteilung kompensiert.
Des weiteren können auch dynamische Belastungen wie das Eintauchen des Kraftfahrzeuges beim Bremsen und Beschleunigungen kompensiert werden. Hierzu wird aus den Raddrehzahlen der Drehzahlsensoren 7 eine Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit ermittelt, aus deren zeitlicher Ableitung die Längsbeschleunigung ermittelbar ist. Hierzu übermittelt die Einrichtung 6 die Drehzahlen an die Auswerte- und Steuereinheit 5, wo beispielsweise aufgrund von Look-up-Tabellen den Beschleunigungswerten ein Nickwinkel zuordenbar ist. Die Auswerte- und Steuereinheit 5 erzeugt daraufhin Steuersignale für die Stellorgane 3, 4, die den Nickwinkel aufgrund der Beschleunigung kompensieren.
Weiter besteht die Möglichkeit auch Fehlausrichtungen der Scheinwerfer 1, 2 aufgrund von unterschiedlichen Reifendrücken und Reifenumfängen zu kompensieren. Hierzu werden die Raddrehzahlen miteinander verglichen, da sich ein geringer Reifendruck und/oder -umfang in einer höheren Raddrehzahl niederschlägt.
Die Erfindung ermöglicht somit eine vollautomatische statische und dynamische Leuchtweitenregulierung ohne zusätzliche eigene Sensorik. Prinzipiell kann die Auswerte- und Steuereinheit 5 auch in die Einrichtung 6 zur elektronischen Bremskraftverteilung integriert werden.

Claims

Verfahren zur Leuchtweitenregulierung an einem Kraftfahrzeug, mittels Scheinwerfern (1, 2), denen Stellorgane (3, 4) zugeordnet sind und einer Einrichtung (6) zur elektronischen Bremskraftverteilung, wobei aus der elektronischen Bremskraftverteilung die Radlastverteilung ermittelt wird und die Stellorgane (3, 4) der Scheinwerfer (1, 2) mit einem Steuersignal beaufschlagt werden, so dass Niveauunterschiede der Scheinwerfer (1, 2) aufgrund der Radlastverteilung ausgeglichen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur elektronischen Bremskraftverteilung Raddrehzahlsensoren (7) umfasst, wobei die Bremskraft abhängig von Radschlupf und Raddrehzahlen so geregelt wird, dass die hinteren Räder niemals vor den vorderen Rädern blockieren.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Raddrehzahlinformationen der Einrichtung (6) zur elektronischen Bremskraftverteilung die Längsbeschleunigungen ermittelt werden, aus den Längsbeschleunigungen Steuersignale für die Stellorgane (3, 4) ermittelt werden, die die dynamischen Niveauunterschied aufgrund von Beschleunigungen und Verzögerungen des Kraftfahrzeuges ausgleichen.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Raddrehzahlen der einzelnen Räder (9, 10) verglichen werden, daraus auf die Reifendrücke und Reifenumfänge zurückgeschlossen wird und diese bei den Steuersignalen für die Stellorgane (3, 4) berücksichtigt werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausfall der Einrichtung (6) zur elektronischen Bremskraftverteilung die Stellorgane (3, 4) mit einem vorgebbaren Wert beaufschlagt werden.
Vorrichtung zur Leuchtweitenregulierung an einem Kraftfahrzeug, umfassend Scheinwerfer (1, 2), denen Stellorgane (3, 4) zugeordnet sind und eine Einrichtung (6) zur elektronischen Bremskraftverteilung, wobei aus den Daten der elektronischen Bremskraftverteilung die Radlastverteilung ermittelbar und die Stellorgane (3, 4) der Scheinwerfer (1, 2) mit einem Steuersignal beaufschlagbar sind, so dass Niveauunterschiede der Scheinwerfer (1, 2) aufgrund der Radlastverteilung ausgleichbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur elektronischen Bremskraftverteilung Raddrehzahlsensoren (7) umfasst, wobei die Bremskraft abhängig von Radschlupf und Raddrehzahlen so geregelt wird, dass die hinteren Räder niemals vor den vorderen Rädern blockieren.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Raddrehzahlinformationen der Einrichtung (6) zur elektronischen Bremskraftverteilung die Längsbeschleunigungen des Kraftfahrzeuges und hieraus Steuersignale für die Stellorgane (3, 4) ermittelbar sind, so dass dynamische Niveauunterschiede der Scheinwerfer (1, 2) aufgrund von Beschleunigungen und Verzögerungen des Kraftfahrzeuges ausgleichbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Raddrehzahlen der einzelnen Räder abgleichbar sind und aus der Differenz die Reifendrücke und/oder Reifenumfänge der Räder ermittelbar und bei der Erzeugung der Steuersignale für die Stellorgane (3, 4) berücksichtigbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass den Stellorganen (3, 4) ein vorgebbarer Wert für die Steuersignale bei Ausfall der Einrichtung (6) zur elektronischen Bremskraftverteilung zuordenbar ist.