DE102004060880B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Fahrzeugscheinwerfers - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Fahrzeugscheinwerfers Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugscheinwerfers (1), dessen Lichtemissionsrichtung (L) um einen Schwenkwinkel um eine vertikale Achse (2) in horizontaler Richtung schwenkbar ist, bei dem eine instabile Fahrsituation des Fahrzeugs erfasst wird und der Schwenkwinkel in einer instabilen Fahrsituation angepasst wird, wobei zumindest die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einer instabilen Fahrsituation ein angepasster Schwenkwinkel zumindest in Abhängigkeit von der Längsbeschleunigung des Fahrzeugs berechnet wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugscheinwerfers, dessen Lichtemissionsrichtung um einen Schwenkwinkel um eine vertikale Achse in horizontaler Richtung schwenkbar ist. Ferner betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung, bei welcher der Fahrzeugscheinwerfer mit einem Lichtsteuergerät verbunden ist, das einen Soll-Schwenkwinkel an den Fahrzeugscheinwerfer überträgt.
  • 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.
  • Weitere Scheinwerfer mit Kurvenlichtfunktion sind aus der DE 102 57 868 A1 , der DE 103 54 088 A1 und der DE 38 08 000 A1 bekannt.
  • Die DE 103 45 304 A1 beschreibt ein Verfahren zur Ansteuerung einer Fahrzeugbeleuchtung. Bei dem Verfahren werden eine Beschleunigung des Fahrzeugs sowie ein Radlenkwinkel bestimmt. Wenn die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs einen vorbestimmten Wert überschreitet und in direktem zeitlichen Anschluss der Radlenkwinkel über einem vorgebbaren Wert liegt, wird die Fahrzeugbeleuchtung in eine achsparallele Referenzrichtung gebracht.
  • Die DE 199 05 114 A1 beschreibt eine Scheinwerferanlage für Fahrzeuge. Dabei kann eine potentielle Gefahrensituation über die Stärke der Betätigung der Bremsanlage erkannt werden. Bei Erkennen einer Gefahrensituation kann dann der Scheinwerfer verstellt werden.
  • Die DE 197 23 045 A1 beschreibt eine Scheinwerferanordnung für ein Fahrzeug. Mit der Scheinwerferanordnung werden ein Lenkwinkel des Lenkrads sowie eine Drehbewegung des Fahrzeuggrundkörpers erfasst. In Abhängigkeit von dem Lenkwinkel wird ein erster Leuchtwinkel und in Abhängigkeit von der erfassten Drehbewegung wird ein zweiter Leuchtwinkel berechnet. Anhand des ersten und des zweiten Leuchtwinkels wird dann ein Endleuchtwinkel berechnet und ein Leuchtbereich vor dem Fahrzeug in Abhängigkeit von dem Endleuchtwinkel verändert.
  • Die JP H05-305 845 A beschreibt schließlich einen Scheinwerfer für ein Fahrzeug, welcher einen Lenkwinkelsensor umfasst. Die Scheinwerfer werden der Lenkbewegung nachgeführt, stellen also ein Kurvenlicht bereit. Wenn das Fahrzeug ins Driften gerät, werden die Scheinwerter unabhängig vom Lenkwinkel achsenparallel ausgerichtet.
  • Des Weiteren sind sog. adaptive Scheinwerfersysteme bekannt, die dem Fahrer jeweils eine nach den speziellen Anforderungen der jeweiligen Situation optimierte Lichtverteilung zur Verfügung stellen und insbesondere die Lichtverteilung automatisch an unterschiedliche Straßenklassen anpassen. Dabei wird die Lichtemissionsrichtung des Scheinwerfers in horizontaler und/oder vertikaler Richtung um unterschiedliche Schwenkwinkel verstellt.
  • Bekannte Verfahren und Vorrichtungen zum Steuern eines Fahrzeugscheinwerfers der eingangs genannten Art haben jedoch den Nachteil, dass sie nicht in allen Situationen ein Ergebnis liefern, das einerseits eine gute Ausleuchtung bereitstellt und andererseits eine Blendung des Gegenverkehrs verhindert.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die in möglichst vielen Fahrsituationen eine möglichst gute Ausleuchtung der Fahrbahn bereitstellt und dabei eine Blendung des Gegenverkehrs vermeidet.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Bevorzugte Aus- und Weiterbildungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.
  • Es hat sich herausgestellt, dass herkömmliche Verfahren und Vorrichtungen zum Steuern eines Fahrzeugscheinwerfers geeignete Schwenkwinkel für die Lichtemissionsrichtung nur in stabilen Fahrsituationen bereitstellen. In instabilen Fahrsituationen führt die herkömmliche Berechnung des Schwenkwinkels beispielsweise aus der Berechnung der Fahrbahnkrümmung im Scheinwerfer-Steuergerät zu einem Ergebnis, das für diese Fahrsituation zu einer Verschlechterung der Ausleuchtung und ggf. einer Blendung des Gegenverkehrs führt.
  • Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, dass eine instabile Fahrsituation des Fahrzeugs erfasst wird und der Schwenkwinkel in einer instabilen Fahrsituation angepasst wird.
  • Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zumindest die Längsbeschleunigung, insbesondere auch der Lenkwinkel, die Gierrate, die Querbeschleunigung und/oder die Geschwindigkeit, des Fahrzeugs erfasst und in einer instabilen Fahrsituation ein angepasster Schwenkwinkel zumindest in Abhängigkeit von der Längsbeschleunigung, insbesondere auch von dem Schwenkwinkel, der Gierrate, der Querbeschleunigung und/oder der Geschwindigkeit, des Fahrzeugs berechnet.
  • Ist die Lichtemissionsrichtung zur Bereitstellung eines Kurvenlichts um eine vertikale Achse schwenkbar, wird bevorzugt der Schwenkwinkel in einer instabilen Fahrsituation auf geradeaus gesetzt, d. h. der Schwenkwinkel ist in diesem Fall 0°. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die instabile Fahrsituation von einem Steuergerät für ein elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) und/oder von einem Steuergerät für eine Anti-Schlupf-Regelung (ASR) erfasst. In einem dieser Steuergeräte bzw. in beiden Steuergeräten wird eine instabile Fahrsituation unabhängig von der Steuerung des Scheinwerfers erfasst. Somit kann die in diesen Steuergeräten ohnehin vorliegende Information für die Steuerung des Scheinwerfers genutzt werden.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Scheinwerfer-Steuergerät mit einer Einrichtung zum Erfassen einer instabilen Fahrsituation verbunden ist, die dem Scheinwerfer-Steuergerät beim Auftreten einer instabilen Fahrsituation ein damit korreliertes Signal überträgt und dass das Scheinwerfer-Steuergerät einen angepassten Soll-Schwenkwinkel in Abhängigkeit von dem Signal der Einrichtung zum Erfassen einer instabilen Fahrsituation berechnet. Dabei ist das Scheinwerfer-Steuergerät mit einem Sensor für die Längsbeschleunigung verbunden. Erfindungsgemäß berechnet das Scheinwerfer-Steuergerät einen angepassten Soll-Schwenkwinkel in Abhängigkeit von dem Signal des Sensors in einer instabilen Fahrsituation.
  • Das Scheinwerfer-Steuergerät ist bevorzugt mit einem oder mehreren Sensoren für den Lenkwinkel, die Gierrate, die Querbeschleunigung und/oder die Geschwindigkeit des Fahrzeugs verbunden, wobei das Scheinwerfer-Steuergerät einen angepassten Soll-Schwenkwinkel in Abhängigkeit von dem Signal oder den Signalen eines oder mehrerer dieser Sensoren in einer instabilen Fahrsituation berechnet.
  • Vorzugsweise ist die Lichtemissionsrichtung zur Bereitstellung eines Kurvenlichts um die vertikale Achse schwenkbar. Ferner kann es sich bei dem Scheinwerfer um ein adaptives Scheinwerfersystem handeln.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzen den Vorteil, dass sie eine bessere Ausleuchtung für den Fall instabiler Fahrsituationen bereitstellen und dabei gleichermaßen die Blendung des Gegenverkehrs besser verhindern.
  • Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug zu der beigefügten Figur erläutert.
  • Die Figur zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Steuern eines Fahrzeugscheinwerfers.
  • Die Steuervorrichtung umfasst einen Fahrzeugscheinwerfer 1, dessen Lichtemission L um den Winkel α schwenkbar ist. Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Lichtemission L um eine vertikale Achse 2 in horizontaler Richtung schwenkbar, um ein Kurvenlicht bereitzustellen. Gleichermaßen oder alternativ kann die Lichtemission jedoch auch um eine horizontale Achse in vertikaler Richtung schwenkbar sein. Der Scheinwerfer 1 kann in einem adaptiven Scheinwerfersystem eingesetzt werden. Die Schwenkbewegung 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 übertragen wird. In stabilen Fahrsituationen hängt das Steuersignal in erster Linie von dem Radius der gefahrenen oder der zu durchfahrenden Kurve ab. Hierdurch wird eine Kurvenlichtfunktion bereitgestellt. Der Schwenkwinkel kann dabei auf an sich bekannte Weise berechnet werden. Beispielsweise kann der Schwenkwinkel aus den Fahrzeuggrößen Lenkwinkel, Gierrate und Geschwindigkeit berechnet werden. Hierfür ist ein Lenkwinkelsensor 7, ein Gierratensensor 8 und ein Geschwindigkeitssensor 9 über einen Fahrzeugbus 4 mit dem Steuergerät 3 für den Scheinwerfer 1 verbunden.
  • Des Weiteren sind Steuergeräte 5 und 6 für ein elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) und eine Anti-Schlupf-Regelung (ASR) vorgesehen. Diese Steuergeräte 5 und 6 sind in vielen Fahrzeugen, unabhängig von den Scheinwerfern, vorgesehen. Sie erfassen eine instabile Fahrsituation. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein Signal für eine instabile Fahrsituation von den Steuergeräten 5 und 6 über den Fahrzeugbus 4 an das Scheinwerfer-Steuergerät 3 übertragen. Falls eine instabile Fahrsituation auftritt, wird der von dem Scheinwerfer-Steuergerät 3 erzeugte Soll-Schwenkwinkel angepasst.
  • Gemäß einer Ausgestaltung wird der Schwenkwinkel auf geradeaus gesetzt, d. h. der horizontale Schwenkwinkel für das Kurvenlicht wird auf 0° gesetzt.
  • Gemäß einer anderen Ausgestaltung wird in der instabilen Fahrsituation der angepasste Schwenkwinkel aus den Größen Lenkwinkel, Gierrate, Querbeschleunigung, Längsbeschleunigung und Geschwindigkeit berechnet. Hierfür sind zusätzlich ein Querbeschleunigungs- und ein Längsbeschleunigungssensor 10 und 11 vorgesehen, deren Signale über den Fahrzeugbus 4 an das Scheinwerfer-Steuergerät 3 übertragen werden. In diesem Fall kann die instabile Fahrsituation auch aus den von diesen Sensoren 7 bis 10 übertragenen Signalen bestimmt werden, anstatt durch die Steuergeräte 5 und 6 für das elektronische Stabilitätsprogramm und die Anti-Schlupf-Regelung. Die Signale der Steuergeräte 5 und 6 und der Sensoren 7 bis 11 können jedoch auch kombiniert in dem Scheinwerfer-Steuergerät 3 verwertet werden. Beispielsweise kann der Schwenkwinkel für das Kurvenlicht in einer instabilen Fahrsituation geringer sein als in einer stabilen Fahrsituation.
  • Bezugszeichenliste
    • L
    Lichtemissionsrichtung
    1
    Scheinwerfer
    2
    Schwenkachse
    3
    Scheinwerfer-Steuergerät
    4
    Fahrzeugbus
    5
    Steuergerät für ein elektronisches Stabilitätsprogramm
    6
    Steuergerät für eine Anti-Schlupf-Regelung
    7
    Lenkwinkelsensor
    8
    Gierratensensor
    9
    Geschwindigkeitssensor
    10
    Querbeschleunigungssensor
    11
    Längsbeschleunigungssensor

Claims (12)

  1. Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugscheinwerfers (1), dessen Lichtemissionsrichtung (L) um einen Schwenkwinkel um eine vertikale Achse (2) in horizontaler Richtung schwenkbar ist, bei dem eine instabile Fahrsituation des Fahrzeugs erfasst wird und der Schwenkwinkel in einer instabilen Fahrsituation angepasst wird, wobei zumindest die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einer instabilen Fahrsituation ein angepasster Schwenkwinkel zumindest in Abhängigkeit von der Längsbeschleunigung des Fahrzeugs berechnet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Lenkwinkel, die Gierrate, die Querbeschleunigung und/oder die Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfasst wird und in einer instabilen Fahrsituation ein angepasster Schwenkwinkel zumindest in Abhängigkeit von dem Lenkwinkel, der Gierrate, der Querbeschleunigung und/oder der Geschwindigkeit des Fahrzeugs berechnet wird.
  3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtemissionsrichtung (L) zur Bereitstellung eines Kurvenlichts um die vertikale Achse (2) schwenkbar ist.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkwinkel in einer instabilen Fahrsituation auf geradeaus gesetzt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die instabile Fahrsituation von einem Steuergerät (5) für ein elektronisches Stabilitätsprogramm erfasst wird.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die instabile Fahrsituation von einem Steuergerät (6) für eine Anti-Schlupf-Regelung erfasst wird.
  7. Vorrichtung zum Steuern eines Fahrzeugscheinwerfers (1), dessen Lichtemissionsrichtung (L) um einen Schwenkwinkel um eine vertikale Achse (2) in horizontaler Richtung schwenkbar ist, bei welcher der Fahrzeugscheinwerfer (1) mit einem Scheinwerfer-Steuergerät (3) verbunden ist, das einen Soll-Schwenkwinkel an den Fahrzeugscheinwerfer überträgt, wobei das Scheinwerfer-Steuergerät (3) mit einer Einrichtung zum Erfassen einer instabilen Fahrsituation verbunden ist, die dem Scheinwerfer-Steuergerät (3) beim Auftreten einer instabilen Fahrsituation ein damit korreliertes Signal überträgt, und dass das Scheinwerfer-Steuergerät (3) einen angepassten Soll-Schwenkwinkel in Abhängigkeit von dem Signal der Einrichtung zum Erfassen einer instabilen Fahrsituation berechnet und wobei das Scheinwerfer-Steuergerät (3) mit einem Sensor (11) für die Längsbeschleunigung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Scheinwerfer-Steuergerät (3) einen angepassten Soll-Schwenkwinkel in Abhängigkeit von dem Signal des Sensors (11) in einer instabilen Fahrsituation berechnet.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Scheinwerfer-Steuergerät (3) mit einem oder mehreren Sensoren (7 bis 10) für den Lenkwinkel, die Gierrate, die Querbeschleunigung und/oder die Geschwindigkeit des Fahrzeugs verbunden ist und dass das Scheinwerfer-Steuergerät (3) einen angepassten Soll-Schwenkwinkel in Abhängigkeit von dem Signal oder den Signalen eines oder mehreren dieser Sensoren (7 bis 10) in einer instabilen Fahrsituation berechnet.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Erfassen einer instabilen Fahrsituation ein Steuergerät (5) für ein elektronisches Stabilitätsprogramm ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Erfassen einer instabilen Fahrsituation ein Steuergerät (6) für eine Anti-Schlupf-Regelung ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtemissionsrichtung zur Bereitstellung eines Kurvenlichts um die vertikale Achse (2) schwenkbar ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheinwerfer (1) ein adaptives Scheinwerfersystem ist.
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