DE102004016713A1 - Verfahren und System zum Steuern eines Fahrzeugscheinwerfers - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugscheinwerfers (1), dessen Lichtemission (L) horizontal schwenkbar ist, bei dem ein Steuersignal für das horizontale Schwenken der Lichtemission (L) in Abhängigkeit von dem Radius der gefahrenen oder zu durchfahrenden Kurve erzeugt wird und die zeitliche Änderung des Steuersignals in Abhängigkeit von Beschleunigungen und Verzögerungen des Fahrzeugs erfolgt. Ferner betrifft die Erfindung ein Steuersystem für einen Fahrzeugscheinwerfer (1), dessen Lichtemission (L) horizontal schwenkbar ist, wobei das Steuersystem umfasst: eine Kurvenerfassungseinrichtung (5) zum Erfassen des Radius der gefahrenen oder zu durchfahrenden Kurve und ein Steuergerät (3) zum Generieren eines Steuersignals für das horizontale Schwenken der Lichtemission (L) in Abhängigkeit von dem erfassten Radius und der erfassten Geschwindigkeit. Das erfindungsgemäße Steuersystem ist gekennzeichnet durch eine Einrichtung (5, 3) zum Erfassen von Beschleunigungen und Verzögerungen des Fahrzeugs, die mit dem Steuergerät (3) verbunden ist, wobei das Steuergerät (3) eine Zeitkonstante für die zeitliche Änderung des Steuersignals in Abhängigkeit von den erfassten Beschleunigungen und Verzögerungen bestimmt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Steuern eines Fahrzeugscheinwerfers, dessen Lichtemission horizontal schwenkbar ist. Das Steuersystem umfasst eine Kurvenerfassungseinrichtung zum Erfassen des Radius der gefahrenen oder zu durchfahrenden Kurve und ein Steuergerät zum Generieren eines Steuersignals für das horizontale Schwenken der Lichtemission in Abhängigkeit von dem erfassten Radius und der erfassten Geschwindigkeit.
  • Es ist bekannt, die Lichtemission von Fahrzeugscheinwerfern in einer horizontalen Ebene, d.h. um eine vertikale Achse zu schwenken. Durch diese Funktion wird ein sog. Kurvenlicht bereitgestellt, durch welches einerseits eine bessere Ausleuchtung der durchfahrenden Kurve erreicht werden soll und andererseits die Blendung des Gegenverkehrs verringert werden soll. Das Steuersignal für das horizontale Schwenken der Lichtemission des Scheinwerfers wird bekanntermaßen aus dem Lenkwinkeleinschlag ermittelt. In der WO 03/098098 A1 sind jedoch auch anderer Verfahren beschrieben, die Krümmung einer Fahrspur durch Sensoren des Fahrzeugs zu ermitteln. Ferner ist es bekannt auf Daten eines Satellitennavigationssystems, wie z.B. dem Global Positioning System (GPS) zurückzugreifen, um die Krümmung der befahrenen Straße zu bestimmen.
  • Fahrzeugscheinwerfer mit Kurvenlichtfunktion sind z.B. in den folgenden Druckschriften beschrieben: DE 100 57 367 A1 , DE 38 08 000 A1 , DE 196 01 572 A1 , DE 197 22 457 A1 , DE 197 23 045 A1 , DE 198 03 002 A1 , DE 101 39 152 A1 , DE 101 04 773 A1 , DE 44 36 684 A1 , DE 101 12 996 A1 , DE 197 23 045 A1 , DE 197 46 183 A1 , DE 101 23 618 A1 , DE 101 39 152 A1 .
  • Nachteilhaft an bekannten Verfahren und Systemen zum Steuern eines Fahrzeugscheinwerfers mit Kurvenlichtfunktion ist, dass die verschiedenen Stellgrößen zu einem Aufschwingen des Regelungssystems führen können. Ferner ist es bei vielen Systemen nachteilhaft, dass die Stellgrößen nur sehr aufwendig gewonnen werden können, wie dies z.B. bei der Ausnutzung von Satellitennavigationssystemen der Fall ist.
    •
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein Steuersystem der Eingangs genannten Art bereitzustellen, bei dem das Steuersignal für das horizontale Schwenken der Lichtemission des Scheinwerfers auf einfache Weise gewonnen werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Steuersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Steuersignal für das horizontale Schwenken der Lichtemission in Abhängigkeit von dem Radius der gefahrenen oder zu durchfahrenden Kurve erzeugt. Die zeitliche Änderung des Steuersignals erfolgt in Abhängigkeit von Beschleunigungen und Verzögerungen des Fahrzeugs. Unter Verzögerungen werden dabei Beschleunigungen mit negativem Vorzeichen verstanden. Bei höheren Beschleunigungen und Verzögerungen des Fahrzeugs ist die Zeitkonstante für die Änderung des Steuersignals kürzer als bei niedrigeren Beschleunigungen und Verzögerungen. Ferner wird vorzugsweise die zeitliche Änderung des Steuersignals auch in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgen.
  • Falls das Steuersignal für das horizontale Schwenken der Lichtemission nur von dem Radius der gefahrenen Kurve abhängt, kann es passieren, dass die Lichtemission dem Fahrer unruhig erscheint, wenn das Fahrzeug Gierbewegungen durchführt, die unabhängig von dem eigentlichen Verlauf der Fahrbahn sind. Ferner können Fehler bei der Interpretation der Daten auftreten, aus denen der Radius der gefahrenen Kurve bestimmt wird. Um derartige Fehlsteuerungen herauszufiltern, wird als zusätzliche Stellgröße die positive oder negative Beschleunigung sowie ggf. zusätzlich die Geschwindigkeit verwendet, welche die zeitliche Änderung des Steuersignals beeinflussen.
  • Die zeitliche Änderung des Steuersignals erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit von dem Signal oder den Signalen folgender Messeinrichtungen: dem Gaspedalwertgeber, dem Drosselklappenpotentiometer, dem Bremspedalwertgeber und/oder dem Bremsdruckmesser. Die Signale dieser Messgeräte werden auch zu anderen Zwecken benötigt, so dass sie unabhängig von dem Scheinwerfer vorliegen. Die Signale dieser Einrichtungen als Stellgrößen für die zeitliche Änderung des Steuersignals zu verwenden kann somit sehr einfach und kostengünstig realisiert werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die zeitliche Änderung des Steuersignals in Abhängigkeit von der ersten und/oder einer mehrfachen zeitlichen Ableitung des Signals des Gaspedalwertgebers, des Drosselklappenpotentiometers, des Bremspedalwertgebers und/oder des Bremsdruckmessers. Schließlich kann die zeitliche Änderung des Steuersignals auch in Abhängigkeit von dem Signal oder den Signalen eines Lenkwinkelmessers, eines Gierratenmessers und/oder eines Querbeschleunigungsmessers oder von der ersten oder einer mehrfachen zeitlichen Ableitung dieser Signale erfolgen.
  • Das erfindungsgemäße Steuersystem ist gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Erfassen von Beschleunigungen und Verzögerungen des Fahrzeugs, die mit dem Steuergerät verbunden ist, wobei das Steuergerät eine Zeitkonstante für die zeitliche Änderung des Steuersignals in Abhängigkeit von den erfassten Beschleunigungen und Verzögerungen bestimmt. Bei der Einrichtung zum Erfassen von Beschleunigungen und Verzögerungen des Fahrzeugs kann es sich insbesondere um einen Gaspedalwertgeber, ein Drosselklappenpotentiometer, einen Bremspedalwertgeber und/oder einen Bremsdruckmesser handeln. Ferner kann ein Lenkwinkelmesser, ein Gierratenmesser und/oder ein Querbeschleunigungsmesser mit dem Steuergerät verbunden sein. In diesem Fall ist mit dem Steuergerät die Zeitkonstante in Abhängigkeit von Signalen dieser Messgeräte bestimmbar.
    •
  • Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug zu den Zeichnungen erläutert.
  • Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Steuersystems.
  • Das Steuersystem umfasst einen Fahrzeugscheinwerfer 1, dessen Lichtemission L in einer horizontalen Ebene schwenkbar ist. In der Figur ist die Schwenkbewegung durch den Pfeil H angedeutet. Der Fahrzeugscheinwerfer 1 kann somit als Kurvenscheinwerfer in einem adaptiven Scheinwerfersystem eingesetzt werden. Die Schwenkbewegung der Lichtemission L kann auf an sich bekannte Weise verwirklicht werden. Beispielsweise wird der Scheinwerfer 1 um die Achse 2 mittels eines Motors geschwenkt.
  • Die Schwenkbewegung des Scheinwerfers 1 wird von einem Steuergerät 3 gesteuert. Dieses Steuergerät generiert ein Steuersignal, das an den Motor für das Schwenken des Scheinwerfers 1 um die Achse 2 übertragen wird.
  • Das Steuersignal hängt in erster Linie von dem Radius der gefahrenen oder der zu durchfahrenden Kurve ab, so dass eine Kurvenlichtfunktion bereitgestellt werden kann.
  • Der Radius der gefahrenen oder zu durchfahrenden Kurve wird mittels einer Kurvenerfassungseinrichtung 5 gewonnen. Der Radius wird an einen Fahrzeugbus 4 übertragen, von dem es vom Steuergerät 3 ausgelesen werden kann. Der Radius kann insbesondere, wie in der WO 03/098098 A1 beschrieben, gewonnen werden.
  • Die zeitliche Änderung des Steuersignals hängt somit in erster Linie auch von der Änderung des Radius der Kurve ab. Um jedoch Fehlmessungen oder plötzliche Gierbewegungen des Fahrzeugs herauszufiltern, verwendet das Steuergerät 3 bei der Bestimmung der zeitlichen Änderung des Steuersignals einen Filteralgorithmus. Als Stellgrößen für diesen Filteralgorithmus werden fahrtypische Zusatzgrößen verwendet, die aus bereits vorhandenen Messeinrichtungen des Fahrzeugs gewonnen werden. Der Filteralgorithmus umfasst dabei eine Zeitkonstante, welche ein Zeitintervall bestimmt, über das der erfasste Radius der gefahrenen Kurve integriert wird. Diese Zeitkonstante bewirkt somit eine Glättung des Signals für den Kurvenradius, damit sehr kurzzeitige Änderungen dieses Radius zu keinen zeitlichen Änderungen des Steuersignals führen.
  • Zur Gewinnung einer Stellgröße für den Filteralgorithmus ist insbesondere ein Geschwindigkeitsmesser 6 vorgesehen, der auf an sich bekannte Weise die Fahrzeuggeschwindigkeit misst. Auch der Geschwindigkeitsmesser 6 überträgt die Fahrzeuggeschwindigkeit an den Fahrzeugbus 4, von dem er von dem Steuergerät 3 ausgelesen werden kann. Aus der zeitlichen Änderung der Geschwindigkeit berechnet das Steuergerät 3 die (positive oder negative) Beschleunigung des Fahrzeugs. Die zeitliche Änderung des Steuersignals erfolgt in Abhängigkeit von der auf diese Weise ermittelten Beschleunigung bzw. Verzögerung des Fahrzeugs. Dabei wird bei höheren Beschleunigungen/Verzögerungen des Fahrzeugs die Zeitkonstante für die Änderung des Steuersignals kürzer gewählt als bei niedrigeren Beschleunigungen und Verzögerungen.
  • Des Weiteren sind mit dem Steuergerät 3 folgende Messwerte über den Fahrzeugbus 4 verbunden: ein Gaspedalwertgeber 7, ein Drosselklappenpotentiometer 8, ein Bremspedalwertgeber 9 und ein Bremsdruckmesser 10.
  • Aus dem Signal jeder dieser Messeinrichtungen kann das Steuergerät 3 die Beschleunigung und Verzögerung des Fahrzeugs berechnen. Für eine genauere Ermittlung der Beschleunigungen können auch die Signale mehrerer der vorstehend beschriebenen Messgeräte verwendet werden.
  • Ferner kann das Steuergerät 3 über den Bus 4 mit einem Lenkwinkelmesser 11, einem Gierratenmesser 12 und einem Querbeschleunigungsmesser 13 verbunden sein. Auch die Signale dieser Einrichtungen können bei der Berechnung der Änderung des Steuersignals für das horizontale Schwenken des Scheinwerfers 1 berücksichtigt werden.
  • Schließlich werden außerdem ein oder mehrere zeitliche Ableitungen der Signale der Einrichtungen 7 bis 13 als Stellgröße für den Filteralgorithmus bei der Bestimmung der zeitlichen Änderung des Steuersignals verwendet.
    • 1
    Fahrzeugscheinwerfer
    2
    Schwenkachse
    3
    Steuergerät
    4
    Fahrzeugbus
    5
    Kurvenerfassungseinrichtung
    6
    Geschwindigkeitsmesser
    7
    Gaspedalwertgeber
    8
    Drosselklappenpotentiometer
    9
    Bremspedalwertgeber
    10
    Bremsdruckmesser
    11
    Lenkwinkelmesser
    12
    Gierratenmesser
    13
    Querbeschleunigungsmesser
    L
    Lichtemission

Claims (15)

  1. Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugscheinwerfers (1), dessen Lichtemission (L) horizontal schwenkbar ist, bei dem – ein Steuersignal für das horizontale Schwenken der Lichtemission (L) in Abhängigkeit von dem Radius der gefahrenen oder zu durchfahrenden Kurve erzeugt wird und – die zeitliche Änderung des Steuersignals in Abhängigkeit von Beschleunigungen und Verzögerungen des Fahrzeugs erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei höheren Beschleunigungen und Verzögerungen des Fahrzeugs die Zeitkonstante für die Änderung des Steuersignals kürzer ist als bei niedrigeren Beschleunigungen und Verzögerungen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Änderung des Steuersignals in Abhängigkeit von einem Signal eines Gaspedalwertgebers (7) erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Änderung des Steuersignals in Abhängigkeit von einem Signal eines Drosselklappenpotentiometers (8) erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Änderung des Steuersignals in Abhängigkeit von einem Signal eines Bremspedalwertgebers (9) erfolgt.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Änderung des Steuersignals in Abhängigkeit von einem Signal eines Bremsdruckmessers (10) erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Änderung des Steuersignals in Abhängigkeit von der ersten zeitlichen Ableitung des Signals des Gaspedalwertgebers (7), des Drosselklappenpotentiometers (8), des Bremspedalwertgebers (9) und/oder des Bremsdruckmessers (10) erfolgt.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Änderung des Steuersignals in Abhängigkeit von einer mehrfachen zeitlichen Ableitung des Signals des Gaspedalwertgebers (7), des Drosselklappenpotentiometers (8), des Bremspedalwertgebers (9) und/oder des Bremsdruckmessers (10) erfolgt.
  9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Änderung des Steuersignals in Abhängigkeit von den Signalen eines Lenkwinkelmessers (11), eines Gierratenmessers (12) und/oder eines Querbeschleunigungsmessers (13) und/oder der ersten oder einer mehrfachen zeitlichen Ableitung dieser Signale erfolgt.
  10. Steuersystem für einen Fahrzeugscheinwerfer (1), dessen Lichtemission (L) horizontal schwenkbar ist, wobei das Steuersystem umfasst: – eine Kurvenerfassungseinrichtung (5) zum Erfassen des Radius der gefahrenen oder zu durchfahrenden Kurve, und – ein Steuergerät (3) zum Generieren eines Steuersignals für das horizontale Schwenken der Lichtemission (L) in Abhängigkeit von dem erfassten Radius und der erfassten Geschwindigkeit, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (5, 3) zum Erfassen von Beschleunigungen und Verzögerungen des Fahrzeugs, die mit dem Steuergerät (3) verbunden ist, wobei das Steuergerät (3) eine Zeitkonstante für die zeitliche Änderung des Steuersignals in Abhängigkeit von den erfassten Beschleunigungen und Verzögerungen bestimmt.
  11. Steuersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Erfassen von Beschleunigungen und Verzögerungen des Fahrzeugs ein Gaspedalwertgeber (7) ist.
  12. Steuersystem nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Erfassen von Beschleunigungen und Verzögerungen des Fahrzeugs ein Drosselklappenpotentiometer (8) ist.
  13. Steuersystem nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Erfassen von Beschleunigungen und Verzögerungen des Fahrzeugs ein Bremspedalwertgeber (9) ist.
  14. Steuersystem nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Erfassen von Beschleunigungen und Verzögerungen des Fahrzeugs ein Bremsdruckmesser (10) ist.
  15. Steuersystem nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ferner ein Lenkwinkelmesser (11), ein Gierratenmesser (12) und/oder ein Querbeschleunigungsmesser (13) mit dem Steuergerät (3) verbunden ist/sind und mit dem Steuergerät (3) die Zeitkonstante in Abhängigkeit von Signalen dieser Messgeräte bestimmbar ist.
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