DE102004052434A1

DE102004052434A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Leuchtweitenregelung von Fahrzeugscheinwerfern

Info

Publication number: DE102004052434A1
Application number: DE200410052434
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl.-Ing. Görnig; Arthur Ing.(Grad.) Schneider; Reinhard Dipl.-Ing. Helldörfer
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH; Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-10-28
Filing date: 2004-10-28
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2024-10-29
Also published as: DE102004052434B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung der Leuchtweite von Fahrzeugscheinwerfern mit DOLLAR A einem optischen Abstandssensor (3) zur Erfassung eines Bereichs vor einem Fahrzeug (1) und DOLLAR A einem Steuergerät (20), das zum Verarbeiten von Meßsignalen (24) des optischen Abstandssensors (3) und zum Erzeugen von Einstellsignalen (28) für die Steuerung der Leuchtweite (7) der Fahrzeugscheinwerfer (4) abhängig von den verarbeiteten Meßsignalen (26) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Leuchtweitenregelung von Fahrzeugscheinwerfern gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein entsprechendes Verfahren gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 19.
Die Einstellung der Leuchtweite von Scheinwerfern in Kraftfahrzeugen ist bekannt. Durch die Begrenzung der Leuchtweite soll die Blendung anderer Verkehrsteilnehmer reduziert werden. Bei vielen Fahrzeugen kann die Leuchtweite manuell über entsprechende Einstellelemente eingestellt werden, was allerdings aufwendig und langwierig sein kann. Zudem ist es im Straßenverkehr gefährlich, die Leuchtweite manuell während einer Fahrt zu verändern.
Bekannt sind auch automatische Leuchtweitenregelungen, die abhängig von der Beladung eines Fahrzeugs automatisch die Leuchtweite der Scheinwerfer einstellen. Hierzu erkennt ein Sensor die Beladung des Kraftfahrzeugs. Die Einstellung der Leuchtweite erfolgt über Servomotoren, die an den beweglich ausgeführten Scheinwerfern oder an optischen Linsen angebracht sind und abhängig von einem entsprechenden Steuersignal des Beladungssensors gesteuert werden.
Diese bekannten Einrichtungen zur Leuchtweitenregelung besitzen jedoch den gemeinsamen Nachteil, daß die Einstellung der Leuchtweite nur in absoluten Werten bezogen auf das Fahrzeug erfolgt und der Fahrbahnverlauf in Bezug auf die relative Höhenänderung, Beginn einer Steigung oder eines Gefälles nicht erfaßt wird.

Aus der DE 41 22 531 A1 ist ferner eine Einrichtung zur Regelung der Leuchtweite von Kraftfahrzeugscheinwerfern bekannt, bei der mittels eines optischen Sensors die Ausleuchtungssituation vor dem Kraftfahrzeug erfaßt wird. Die erfaßte Ausleuchtungssituation wird mit einer Sollausleuchtung verglichen. Abhängig vom Vergleichsergebnis werden dann die Scheinwerfer durch Verstelleinrichtungen derart verstellt, das die durch sie bewirkte Ausleuchtung zumindest annährend einer gespeicherten Sollausleuchtung entspricht. Aus der DE 41 22 531 A1 ergibt sich, daß die darin offenbarte Einrichtung entweder statisch, also bei stehendem Fahrzeug, oder dynamisch, also bei fahrendem Fahrzeug eingesetzt werden kann. In letzterem Fall erfolgt die Überprüfung der Einstellung der Scheinwerfer und eine entsprechende Anpassung der Einstellung nach einem iterativen Verfahren, also nicht fortlaufend. Ein Nachteil dieser bekannten Leuchtweitenregeleinrichtung besteht jedoch darin, daß die Erfassung der Ausleuchtungssituation schwierig ist, da sie von der Reflexion des Scheinwerferlichts von der Fahrbahn abhängt. Bei einer schlecht reflektierenden Fahrbahn kann die Regelung der Leuchtweite daher schwierig sein.

Daher ist aus der DE 43 41 409 C2 eine Leuchtweitenregelung bekannt, bei der zusätzlich zu dem vom Scheinwerfer eines Fahrzeugs ausgesandten Lichtbündel ein Sender elektromagnetische Strahlung aussendet, die einen Bereich mit einer geringen Ausdehnung vor dem Fahrzeug bestrahlt. Dadurch soll eine genauere Einstellung einer vorgegebenen Leuchtweite erreicht werden als es aufgrund einer Auswertung von Beleuchtungsstärkewerten in einzelnen Bereichen der Fahrbahn vor dem Fahrzeug oder einer Auswertung der Lage der Hell/Dunkel-Grenze des vom Scheinwerfer ausgesandten Lichtbündels möglich wäre. Eine Auswerteeinrichtung ermittelt anhand der von der Fahrbahnoberfläche reflektierten Strahlung des Senders, ob die Leuchtweite korrekt eingestellt ist. Ist eine Korrektur erforderlich, wird der Scheinwerfer entsprechend verstellt. Nachteilig ist an dieser Leuchtweitenregelung ist allerdings, daß bei der Einstellung der Leuchtweite ebenfalls der Fahrbahnverlauf nicht berücksichtigt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Leuchtweitenregelung von Fahrzeugscheinwerfern und ein entsprechendes Verfahren vorzuschlagen, die bei der Leuchtweitenregelung auch den Fahrbahnverlauf dahingehend berücksichtigen, daß er in Bezug auf eine relative Höhenänderung erfaßt wird und die Leuchtweite entsprechend eingestellt wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Leuchtweitenregelung von Fahrzeugscheinwerfern mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein entsprechendes Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 19 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, den Fahrbahnverlauf durch einen optischen Abstandssensor, beispielsweise einen für eine Pre-Crash-Sensierung vorgesehenen CV (Closing Velocity)-Sensor, fortlaufend zu erfassen und abhängig von den Ausgangssignalen des Abstandssensors die Leuchtweitenregelung vorzunehmen. Unter einem CV-Sensor wird ein spezieller Pre-Crash-Sensor verstanden, mit dem der Abstand, die Geschwindigkeit und Richtung eines sich einem Fahrzeug nährenden Objekts ermittelt werden kann. Außerdem ermöglicht ein CV-Sensor, die Schwere eines Unfalls zu berechnen. Ein CV-Sensor sendet codiertes Laserlicht aus, das von Hindernissen im Erfassungsbereich des Sensors reflektiert wird. Ein Decoder des Sensors ermittelt dann die Zeit zwischen ausgesendetem und rückkehrendem Lasersignal. Beispielsweise kann nach der Erfindung ein in einem Fahrzeug bereits vorhandener CV-Sensor nicht nur für die Pre-Crash-Sensierung, also Hindernisdetektion, sondern auch zur Leuchtweitenregelung eingesetzt werden. Ein derartiger CV-Sensor eignet sich daher optimal für die Erfassung des Fahrbahnverlaufs, da er drauf ausgelegt ist, den Bereich vor einem Fahrzeug durch Laufzeitmessungen von Laserpulsen abzutasten. Durch die Laufzeitmessung kann der CV-Sensor daher feststellen, ob sich der Verlauf der Fahrbahn in der Höhe ändert, also ob eine Steigung oder ein Gefälle der Fahrbahn vorliegt. Entsprechend dem erfaßten Fahrbahnverlauf kann dann von einem Steuergerät die Leuchtweite eingestellt werden.

Die Erfindung betrifft nun konkret eine Vorrichtung zur Regelung der Leuchtweite von Fahrzeugscheinwerfern mit
einem optischen Abstandsensor zur Erfassung eines Bereichs vor einem Fahrzeug, und
einem Steuergerät, das zum Verarbeiten von Meßsignalen des optischen Abstandssensors und zum Erzeugen von Einstellsignalen für die Steuerung der Leuchtweite der Fahrzeugscheinwerfer abhängig von den verarbeiteten Meßsignalen ausgebildet ist.

Vorzugsweise ist der optische Abstandssensor ausgebildet, die Ausleuchtung des Bereichs vor dem Fahrzeug zu erfassen; das Steuergerät ist vorzugsweise zum Verarbeiten der abhängig von der erfaßten Ausleuchtung erzeugten Meßsignale und zum entsprechenden Erzeugen der Einstellsignale ausgebildet.

Zusätzlich oder alternativ kann der optische Abstandssensor auch ausgebildet sein, den Fahrbahnverlauf vor dem Fahrzeug zu erfassen; in diesem Fall ist das Steuergerät zum Verarbeiten der abhängig vom erfaßten Fahrbahnverlauf erzeugten Meßsignale und zum entsprechenden Erzeugen der Einstellsignale ausgebildet.

Das Steuergerät ist in einer bevorzugten Ausführungsform ferner zum Empfangen und Verarbeiten von Signalen von Beladungssensoren derart ausgebildet, daß es die Beladung des Fahrzeugs beim Erzeugen der Einstellsignale für die Leuchtweite der Fahrzeugscheinwerfer berücksichtigt.

Insbesondere weist das Steuergerät einen Mikrokontroller auf, der programmtechnisch derart eingerichtet ist, daß er Meßsignale des optischen Abstandssensors verarbeiten und davon abhängig Leuchtweitensteuersignale erzeugen kann.

Weiterhin kann das Steuergerät, das eine Schnittstelle zur Motorelektronik aufweist, über die Einstellmittel zum Einstellen der Leuchtweite wie beispielsweise Servomotoren angesteuert werden können.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der optische Abstandssensor ausgebildet, einfallendes Licht eines entgegenkommenden Fahrzeugs zu erfassen und bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes ein Signal an das Steuergerät auszugeben, um eine Abblendung der Scheinwerfer durch eine Zurücknahme der Leuchtweite zu bewirken.

Die im Steuergerät implementierte Regelung zur Zurücknahme der Leuchtweite bei Überschreiten des Schwellwertes durch einfallendes Licht eines entgegenkommenden Fahrzeugs kann eine Hysterese aufweisen, um ein mögliches Flackern des Scheinwerferlichts des entgegenkommenden Fahrzeugs bei der Regelung der Leuchtweite auszugleichen.

Vorzugsweise ist der optische Abstandssensor ein CV-Sensor, der für Pre-Crash-Sensorsysteme ausgebildet ist.

Insbesondere weist der optische Abstandssensor mindestens eine Laserdiode auf, die ausgebildet ist, um Lichtimpulse im Infrarotbereich auszusenden und zu empfangen, insbesondere in einem Frequenzbereich von etwa 910 nm.

Der optische Abstandssensor weist in einer bevorzugten Ausführungsform einen kegelförmigen Erfassungsbereich auf, der einen Öffnungswinkel von etwa 8° besitzt.

Das Steuergerät ist in einer bevorzugten Ausführungsform ausgebildet, um bei Ausrichtung des Fahrzeugs horizontal zur Fahrbahn die Leuchtweite der Scheinwerfer automatisch auf einen Sollwert einzustellen.

Die Erfindung betrifft auch ein Steuergerät für eine Vorrichtung zur Regelung der Leuchtweite von Fahrzeugscheinwerfern gemäß der Erfindung mit einer ersten Schnittstelle zum Anschließen eines optischen Abstandsensors zur Erfassung eines Bereichs vor einem Fahrzeug, Mitteln, die zum Verarbeiten von Meßsignalen des optischen Abstandssensors und zum Erzeugen von Einstellsignalen für die Steuerung der Leuchtweite der Fahrzeugscheinwerfer abhängig von den verarbeiteten Meßsignalen ausgebildet sind, und einer zweiten Schnittstelle zum Ausgeben der erzeugten Einstellsignale an Einstellmittel für die Leuchtweite der Fahrzeugscheinwerfer.

Die Mittel können einen Mikrokontroller aufweisen, der programmtechnisch derart eingerichtet ist, daß er Meßsignale des optischen Abstandssensors verarbeiten und davon abhängig Leuchtweitensteuersignale zur Ausgabe an die zweite Schnittstelle erzeugen kann.

Ferner kann das Steuergerät zum Empfangen und Verarbeiten von Signalen von Beladungssensoren derart ausgebildet sein, daß es die Beladung des Fahrzeugs beim Erzeugen der Einstellsignale für die Leuchtweite der Fahrzeugscheinwerfer berücksichtigt.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, in dem eine Vorrichtung zur Regelung der Leuchtweite der Scheinwerfer gemäß der Erfindung eingebaut ist.

Insbesondere ist der optische Abstandssensor im Bereich des Rückspiegels an der Windschutzscheibe im Fahrzeuginnenraum des Kraftfahrzeugs montiert.

Der optische Abstandssensor ist vorzugsweise ferner in einem Pre-Crash-Sensorsystem eines Insassenschutzsystems des Kraftfahrzeugs eingesetzt.

Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Regelung der Leuchtweite von Fahrzeugscheinwerfern bei dem ein optischer Abstandsensor einen Bereich vor einem Fahrzeug erfaßt, insbesondere den Fahrbahnverlauf und/oder die Ausleuchtung des Bereichs vor dem Fahrzeug erfaßt, und ein Steuergerät Meßsignale des optischen Abstandssensors verarbeitet und abhängig von den verarbeiteten Meßsignalen Einstellsignale für die Steuerung der Leuchtweite der Fahrzeugscheinwerfer erzeugt.

Das Steuergerät stellt in einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens bei Erfassen einer horizontalen Fahrbahn bzw. eines im wesentlichen ebenen Fahrbahnverlaufs die Leuchtweite automatisch auf einen Sollwert ein.

Insbesondere erhöht das Steuergerät bei Erfassen einer ansteigenden Fahrbahn bzw. eines ansteigenden Fahrbahnverlaufs die Leuchtweite automatisch, indem die von den Scheinwerfern erzeugten Lichtkegel angehoben werden.

Bei Erfassen einer abfallenden Fahrbahn bzw. eines abfallenden Fahrbahnverlaufs kann das Steuergerät die Leuchtweite automatisch verringern, indem die von den Scheinwerfern erzeugten Lichtkegel abgesenkt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform gibt der optische Abstandssensor bei Erfassen von einfallendem Licht eines entgegenkommenden Fahrzeugs und bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes ein Signal an das Steuergerät aus, das daraufhin die Leuchtweite automatisch verringert, indem die von den Scheinwerfern erzeugten Lichtkegel abgesenkt werden.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
In der Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Zusammenfassung und in den Zeichnungen werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.
Die Zeichnungen zeigen in:
1 ein Fahrzeug mit einer Leuchtweitenregelung gemäß der Erfindung;
2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zur Leuchtweitenregelung gemäß der Erfindung;
3 der Einsatz der erfindungsgemässen Leuchtweitenregelung bei einem Kraftfahrzeug auf einer ebenen Fahrbahn;
4 der Einsatz der erfindungsgemässen Leuchtweitenregelung bei einem Kraftfahrzeug auf einer ansteigenden Fahrbahn; und
5 der Einsatz der erfindungsgemässen Leuchtweitenregelung bei einem Kraftfahrzeug auf einer abfallenden Fahrbahn.
Gleiche und funktional gleiche Elemente können in den Zeichnungen und der folgenden Beschreibung mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein.
In 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 dargestellt, das mit mindestens einem Scheinwerfer 4 und einem Servomotor 5 zur Leuchtweitenregelung ausgerüstet ist. Der Servomotor 5 ist mit dem Scheinwerfer 4 mechanisch gekoppelt und kann diesen verkippen, so daß die von ihm bewirkte Ausleuchtung 7 vor dem KFZ 1 verändert werden kann. Insbesondere kann dadurch die Leuchtweite 8 des Scheinwerfers 4 eingestellt werden.
Die Ausleuchtung 7 wird über einen optischen CV-Sensor 3 erfaßt, der im Kraftfahrzeug 1 vorzugsweise in einem gewissen Abstand 10 zur Scheinwerferlängsachse 11 installiert ist und als optischer Abstandssensor dient. Um eine möglichst umfassende Erfassung der Ausleuchtungssituation vor dem KFZ 1 zu erreichen, sollte der optische CV-Sensor 3 über der Scheinwerferlängsachse 11 angebracht sein. Als geeignete Position erweist sich eine Installation des optischen CV-Sensors 3 hinter der Windschutzscheibe 12, beispielsweise im Bereich des an der Windschutzscheibe 12 angebrachten Rückspiegels des KFZs 1. Der optische CV-Sensor 3 verfügt über einen Sensierungsbereich 6, der kegelförmig mit einem Öffnungswinkel von etwa 8° ausgebildet ist und Idealerweise den gesamten Bereich der Ausleuchtung 7 überdeckt, der vom Scheinwerfer 4 erzielt werden kann, d.h. also vorzugsweise einen Bereich von der kleinsten einstellbaren bis zur größten einstellbaren Leuchtweite 8 überdeckt.
Weiterhin sind Sensoren 13 zur Erkennung der Kraftfahrzeugbeladung im Bereich der hinteren Räder des KFZs 1 vorgesehen. Die Sensoren 13 messen den Abstand zwischen Rad und Karosserie des KFZs 1. Der Abstand kann neben der Ausleuchtungssituation vor dem KFZ 1 zur Leuchtweitenregelung herangezogen werden.
In einem Steuergerät 20 werden die Informationen des optischen CV-Sensors 3 und der Sensoren 13 zur Erkennung der Kraftfahrzeugbeladung verarbeitet. Die Einstellung der Leuchtweite erfolgt durch vom optischen CV-Sensor 3 ermittelte Daten, die über eine Kommunikationsleitung 24 an das Steuergerät 20 übertragen werden. Ein Blockschaltbild des Steuergeräts 20 ist in 2 dargestellt. Das Steuergerät 20 verfügt über eine Spannungsversorgung 25, ein integriertes Netzteil 23, einen Mikrokontroller 22 und eine Schnittstelle 21 zur Motorelektronik, insbesondere zur Ansteuerung der Servomotoren 5, die zur Leuchtweiteneinstellung eingesetzt sind. Über einen weiteren Dateneingang 26 wird die Information über die Gewichtsverteilung des Kraftfahrzeugs 1 dem Mikrokontroller 22 zugeführt, d.h. die Meßsignale der Sensoren 13.
Der Mikrokontroller 22 ist derart programmiert, daß er abhängig von den Signalen des CV-Sensors 3 und der Sensoren 13 die Einstellung der Leuchtweite 8 der Scheinwerfer 4 über die Servomotoren 5 einstellt. Hierzu führt der Mikrokontroller 22 einen Regelalgorithmus aus, der aus den zugeführten Signalen entsprechende Steuersignale für die Servomotoren 5 ableitet. Aufgrund der Signale der Sensoren 13 können mit dem Regelalgorithmus die Beladungsabhängigkeit der Leuchtweite 8 sowie die Einflüsse beim Beschleunigen oder Verzögern des Kraftfahrzeugs 1 kompensiert werden.
Wie bereits erwähnt erfolgt die Einstellung der beweglich ausgeführten Scheinwerfer oder optischen Linsen über die Servomotoren 5. Zusätzlich sind integrierte Rückmeldungen 27 der Scheinwerfer 4 an die Servomotoren 5 vorgesehen, die an den Scheinwerfern 4 angebracht sind. Dadurch wird eine genaue Einstellung der Scheinwerfer 4 erzielt. Die Servomotoren 5 sind mit dem Steuergerät 20 über die Kommunikationsleitungen 27 und die Schnittstelle 21 verbunden, über die eine Sollwertvorgabe der Scheinwerfereinstellung erfolgt.
Die Bestimmung der Leuchtweite erfolgt über die Messung der Ausleuchtung auf der Fahrbahn. Der eingesetzte optische CV-Sensor 3 weist hierzu einen geeigneten vertikalen Erfassungsbereich auf und ist in der Lage, die Entfernung des Lichtkegels bzw. der Ausleuchtung 7 vor dem KFZ 1 zu messen. Die Montage des optischen Sensors 3 kann auf eine vorgeschriebene Leuchtweite von ca. 30m abgestimmt, der Erfassungsbereich kann z.B. 8° sein. Der optische CV-Sensor 3 arbeitet im nicht sichtbaren Infrarot-Bereich, die Wellenlänge kann beispielsweise 910 nm betragen. Die Messung des CV-Sensors 3 erfaßt die Lichtintensität des von der Fahrbahn reflektierten Lichtkegels, der durch das Abblendlicht des Scheinwerfer 4 erzeugt wird, unter Berücksichtigung der vom optischen Sensor gemessenen Entfernung.
Der CV-Sensor 3 dient ferner zum Erfassen des Fahrbahnverlaufs. Hierzu sendet er selbst Laserpulse aus und empfängt die von der Fahrbahn vor dem KFZ 1 reflektierten Laserpulse. Bekannterweise dient der CV-Sensor 3 zur Abstandsdetektion durch Messung der Laufzeit der ausgesendeten und reflektierten Laserpulse. Durch die Laufzeitmessung kann der CV-Sensor 3 Höhenunterschiede der Fahrbahn detektieren. Bei einer ansteigenden Fahrbahn verringert sich die Laufzeit der Laserpulse, während sie bei einer abfallenden Fahrbahn steigt. Diese Meßergebnisse werden zusammen mit der vom CV-Sensor 3 detektierten Ausleuchtung des Bereichs vor dem KFZ 1 im Steuergerät 20 verarbeitet, genauer gesagt von dem darin implementierten Algorithmus. Dadurch kann eine sehr genaue Einstellung der Leuchtweite 8 der Scheinwerfer 4 des KFZ 1 erreicht werden.
3 zeigt das KFZ 1 von 1 auf einer ebenen Fahrbahn, d.h. einer Fahrbahn, die im wesentlichen keine Steigung und kein Gefälle besitzt. Das KFZ 1 befindet sich in diesem Fall horizontal 30 zur Fahrbahn 2. Die Leuchtweite 32 wird automatisch auf einen Sollwert eingestellt. Dieser Sollwert ist abhängig von den entsprechenden Straßenverkehrszulassungsvorschriften und im Steuergerät 20 gespeichert. Bei der Einstellung der Leuchtweite 32 der Scheinwerfer 4 durch die Servomotoren 5 wird vom Steuergerät 20 sowohl der Beladungszustand des KFZ 1 als auch die Information des CV-Sensors 3 berücksichtigt. Dadurch ist gewährleistet, daß die Leuchtweite 32 unter Berücksichtigung des Beladungszustandes des KFZ 1 immer innerhalb der durch den Sollwert vorgegebenen Entfernung eingestellt wird. Dabei ist es unerheblich, ob sich das KFZ 1 in der Horizontalen oder auf einer schiefen Ebene, Steigung oder Gefälle befindet.
Nähert sich das KFZ 1, wie es in 4 dargestellt ist, einem Übergang zu einer ansteigenden Fahrbahn 40, z.B. dem Beginn einer Steigung, so ergibt sich geometrisch bedingt ohne Leuchtweitenregelung eine Reduzierung der Ausleuchtung der Fahrbahn vor dem KFZ 1 durch die Scheinwerfer 4. Durch den CV-Sensor 3 wird diese Reduzierung der Ausleuchtung und ein geringerer Abstand 41 zur Fahrbahnoberfläche 2 detektiert. Das Steuergerät 20 regelt aufgrund der entsprechenden Information des CV-Sensors 3 über die detektierte Steigung die Stellung der Scheinwerfer 4 über die Servomotoren 5 nach, so daß die Leuchtweite 42 wieder der vorschriftsgemässen Leuchtweite entspricht. In diesem Fall erfolgt die Korrektur der Leuchtweite 42 durch ein Anheben des Lichtkegels 7 der Scheinwerfer 4, indem diese entsprechend verkippt werden, und einer dem Fahrbahnanstieg entsprechenden Regulierung der Leuchtweite 42.
Anders verhält es sich, wenn sich das KFZ 1 wie in 5 gezeigt einem Übergang zu einer abfallenden Fahrbahn 50 nähert, z.B. dem Beginn eines Gefälles. In diesem Fall ergibt sich ohne Leuchtweitenregelung geometrisch bedingt eine Erweiterung der Ausleuchtung der Fahrbahn vor dem KFZ 1. Durch den CV-Sensor 3 wird diese Erweiterung der Ausleuchtung und ein weiterer Abstand zur Fahrbahnoberfläche 2 detektiert und entsprechend nachgeregelt. Die Korrektur erfolgt dann durch ein Absenken des Lichtkegels 7 und einer dem Fahrbahnabfall 50 entsprechenden Regulierung der Leuchtweite 32 um den Bereich vor dem Kraftfahrzeug 1 besser auszuleuchten.
Ein weiterer Einsatz des CV-Sensors ist die automatische Abblendung des Fernlichtes, da mit dem Optischen Sensor der zusätzliche Lichtanteil eines entgegenkommenden Fahrzeugs zu erkennen ist. Bei eingeschaltetem Fernlicht ist damit eine automatische Abblendung des Fernlichtes, durch eine Zurücknahme der Leuchtweite, möglich. Zweckmäßiger Weise ist die Regelung zur Zurücknahme des Fernlichtes mit einer geeigneten Hysterese ausgestattet, um ein mögliches Flackern des Fernlichtes, bei einem straßenführungsbedingtem flackerndem einfallenden Licht eines entgegenkommenden Fahrzeugs, zu unterdrücken.
Die Erfindung ermöglicht eine automatische Adaption der optimalen Leuchtweite auf die Anforderungen durch die Fahrbahnführung in Bezug auf Steigungen und Gefälle. Die adaptive Leuchtweitenregelung erfordert keine Eingriffe des Fahrzeugführers auf die Grundeinstellung und Regelung. Die adaptive Leuchtweitenregelung kann auch den Beladungszustand des Kraftfahrzeugs bei der Einstellung der optimalen Leuchtweite berücksichtigen. Die Erfindung kompensiert ebenfalls eine Erweiterung der Leuchtweite bei einem Beschleunigungsvorgang und auch die Reduzierung der Leuchtweite bei einer Verzögerung bzw. Abbremsung. Dadurch wird ein wesentlicher Beitrag zur aktiven Sicherheit und der allgemeinen Verkehrssicherheit geleistet.

1: Kraftfahrzeug (KFZ)
2: Fahrbahn
3: CV-Sensor
4: Scheinwerfer
5: Servomotor
6: Sensierungsbereich
7: Ausleuchtung
8: Leuchtweite
9: Abstand zwischen dem CV-Sensors 3 und der Fahrbahn 2
10: Abstand zwischen dem CV-Sensor 3 und der Längsachse 11 der
: Scheinwerfer 4
11: Längsachse der Scheinwerfer 4
12: Windschutzscheibe
13: Beladungssensor
20: Steuergerät
21: Schnittstelle zur Motorelektronik
22: Mikrokontroller
23: integriertes Netzteil
24: Kommunikationsleitung zwischen CV-Sensor 3 und Steuergerät 20
25: Spannungsversorgungsleitung
26: Kommunikationsleitung zwischen Beladungssensor 13 und
: Steuergerät 20
27: integrierte Rückmeldung der Servomotoren 5
28: Leuchtweiten-Steuerleitungen
30: horizontale Fahrbahn
31: Sensierungsbereich
32: Leuchtweite
40: ansteigende Fahrbahn
41: Sensierungsbereich
42: Leuchtweite
50: abfallende Fahrbahn
51: Sensierungsbereich
52: Leuchtweite

Claims

Vorrichtung zur Regelung der Leuchtweite von Fahrzeugscheinwerfern mit einem optischen Abstandsensor (3) zur Erfassung eines Bereichs vor einem Fahrzeug (1), und einem Steuergerät (20), das zum Verarbeiten von Meßsignalen (24) des optischen Abstandssensors (3) und zum Erzeugen von Einstellsignalen (28) für die Steuerung der Leuchtweite (7) der Fahrzeugscheinwerfer (4) abhängig von den verarbeiteten Messsignalen (26) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Abstandssensor (3) ausgebildet ist, die Ausleuchtung (7) des Bereichs vor dem Fahrzeug (1) zu erfassen, und das Steuergerät (20) zum Verarbeiten der abhängig von der erfaßten Ausleuchtung (7) erzeugten Meßsignale (24) und zum entsprechenden Erzeugen der Einstellsignale (28) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Abstandssensor (3) ausgebildet ist, den Fahrbahnverlauf vor dem Fahrzeug (1) zu erfassen, und das Steuergerät (20) zum Verarbeiten der abhängig vom erfaßten Fahrbahnverlauf erzeugten Meßsignale (24) und zum entsprechenden Erzeugen der Einstellsignale (28) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (20) zum Empfangen und Verarbeiten von Signalen von Beladungssensoren (13) derart ausgebildet ist, daß es die Beladung des Fahrzeugs (1) beim Erzeugen der Einstellsignale (28) für die Leuchtweite (7) der Fahrzeugscheinwerfer (4) berücksichtigt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (20) einen Mikrokontroller (22) aufweist, der programmtechnisch derart eingerichtet ist, daß er Meßsignale (24) des optischen Abstandssensors (3) verarbeiten und davon abhängig Leuchtweitensteuersignale erzeugen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (20) eine Schnittstelle (21) zur Motorelektronik aufweist, über die Einstellmittel (5) zum Einstellen der Leuchtweite angesteuert werden können.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Abstandssensor (3) ausgebildet ist, einfallendes Licht eines entgegenkommenden Fahrzeugs zu erfassen und bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes ein Signal an das Steuergerät (20) auszugeben, um eine Abblendung der Scheinwerfer (4) durch eine Zurücknahme der Leuchtweite (8) zu bewirken.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine im Steuergerät (20) implementierte Regelung zur Zurücknahme der Leuchtweite (8) bei Überschreiten des Schwellwertes durch einfallendes Licht eines entgegenkommenden Fahrzeugs eine Hysterese aufweist, um ein mögliches Flackern des Scheinwerferlichts des entgegenkommenden Fahrzeugs bei der Regelung der Leuchtweite auszugleichen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Abstandssensor (3) ein CV-Sensor ist, der für Pre-Crash-Sensorsysteme ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Abstandssensor (3) mindestens eine Laserdiode aufweist, die ausgebildet ist, um Lichtimpulse im Infrarotbereich auszusenden und zu empfangen, insbesondere in einem Frequenzbereich von etwa 910 nm.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Abstandssensor (3) einen kegelförmigen Erfassungsbereich (6) aufweist, der einen Öffnungswinkel von etwa 8° besitzt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (20) ausgebildet ist, um bei Ausrichtung des Fahrzeugs (1) horizontal (30) zur Fahrbahn (2) die Leuchtweite (32) der Scheinwerfer automatisch auf einen Sollwert einzustellen.
Steuergerät (20) für eine Vorrichtung zur Regelung der Leuchtweite von Fahrzeugscheinwerfern nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer ersten Schnittstelle zum Anschließen eines optischen Abstandsensors (3) zur Erfassung eines Bereichs vor einem Fahrzeug (1) Mitteln (22), die zum Verarbeiten von Meßsignalen (24) des optischen Abstandssensors (3) und zum Erzeugen von Einstellsignalen (28) für die Steuerung der Leuchtweite (7) der Fahrzeugscheinwerfer (4) abhängig von den verarbeiteten Meßsignalen (26) ausgebildet sind, und einer zweiten Schnittstelle (21) zum Ausgeben der erzeugten Einstellsignale (28) an Einstellmittel (5) für die Leuchtweite der Fahrzeugscheinwerfer (4).
Steuergerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (22) einen Mikrokontroller aufweisen, der programmtechnisch derart eingerichtet ist, daß er Meßsignale (24) des optischen Abstandssensors (3) verarbeiten und davon abhängig Leuchtweitensteuersignale zur Ausgabe an die zweite Schnittstelle (21) erzeugen kann.
Steuergerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß es zum Empfangen und Verarbeiten von Signalen von Beladungssensoren (13) derart ausgebildet ist, daß es die Beladung des Fahrzeugs (1) beim Erzeugen der Einstellsignale (28) für die Leuchtweite (7) der Fahrzeugscheinwerfer (4) berücksichtigt.
Kraftfahrzeug (1), in dem eine Vorrichtung zur Regelung der Leuchtweite der Scheinwerfer (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingebaut ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Abstandssensor (3) im Bereich des Rückspiegels an der Windschutzscheibe (12) im Fahrzeuginnenraum des Kraftfahrzeugs (1) montiert ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Abstandssensor (3) ferner in einem Pre-Crash-Sensorsystem eines Insassenschutzsystems des Kraftfahrzeugs (1) eingesetzt ist.
Verfahren zur Regelung der Leuchtweite von Fahrzeugscheinwerfern bei dem ein optischer Abstandsensor (3) einen Bereich vor einem Fahrzeug (1) erfaßt, insbesondere den Fahrbahnverlauf und/oder die Ausleuchtung des Bereichs vor dem Fahrzeug erfaßt, und ein Steuergerät (20) Meßsignale (24) des optischen Abstandssensors (3) verarbeitet und abhängig von den verarbeiteten Meßsignalen (26) Einstellsignale (28) für die Steuerung der Leuchtweite (7) der Fahrzeugscheinwerfer (4) erzeugt.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (20) bei Erfassen einer horizontalen Fahrbahn (30) bzw. eines im wesentlichen ebenen Fahrbahnverlaufs die Leuchtweite (32) automatisch auf einen Sollwert einstellt.
Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (20) bei Erfassen einer ansteigenden Fahrbahn (30) bzw. eines ansteigenden Fahrbahnverlaufs die Leuchtweite (32) automatisch erhöht, indem die von den Scheinwerfern (4) erzeugten Lichtkegel (7) angehoben werden.
Verfahren nach Anspruch 19, 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (20) bei Erfassen einer abfallenden Fahrbahn (30) bzw. eines abfallenden Fahrbahnverlaufs die Leuchtweite (32) automatisch verringert, indem die von den Scheinwerfern (4) erzeugten Lichtkegel (7) abgesenkt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Abstandssensor (3) bei Erfassen von einfallendem Licht eines entgegenkommenden Fahrzeugs und bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes ein Signal an das Steuergerät (20) ausgibt, das daraufhin die Leuchtweite (32) automatisch verringert, indem die von den Scheinwerfern (4) erzeugten Lichtkegel (7) abgesenkt werden.