DE102005044049A1

DE102005044049A1 - Scheinwerfereinrichtung für ein Kraftfahrzeug, sowie Verfahren zur Steuerung bzw.Regelung der Lichtverteilung einer Scheinwerfereinrichtung

Info

Publication number: DE102005044049A1
Application number: DE200510044049
Authority: DE
Inventors: Andreas Himmler; Roland Dr. Lachmayer; Björn Müller; Alexander SCHÄFER
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2005-09-15
Filing date: 2005-09-15
Publication date: 2007-04-05

Abstract

Scheinwerfereinrichtung für ein Fahrzeug, umfassend mindestens einen Scheinwerfer mit einer Kurvenlichtsteuerung/-regelung, wobei die Kurvenlichtsteuerung/-regelung dazu eingerichtet ist, die Lichtverteilung des Scheinwerfers in einer vorbestimmbaren Richtung in Abhängigkeit von der Fahrsituation des Fahrzeuges auszurichten, wobei die Kurvenlichtsteuerung/-regelung zur Steuerung bzw. Regelung der Lichtverteilung der Scheinwerfereinrichtung mittels eines Fahrdynamikmodells eingerichtet ist, sowie Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung der Lichtverteilung einer Scheinwerfereinrichtung eines Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung des Scheinwerfers unter Zuhilfenahme eines Fahrdynamikmodells erfolgt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheinwerfereinrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung der Lichtverteilung einer Scheinwerfereinrichtung eines Fahrzeuges nach Anspruch 9.
Scheinwerfereinrichtungen mit einer so genannten Kurvenlichtsteuerung sind hinreichend bekannt. Das Ziel besteht stets darin, den Scheinwerfer bzw. den Lichtkegel des Scheinwerfers entsprechend der Fahrzeugdynamik, insbesondere der Fahrtrichtung des Fahrzeuges auszurichten, vorzugsweise um eine bessere Ausleuchtung bei Kurvenfahrten zu ermöglichen.
Die Steuerung einer derartigen Scheinwerfereinrichtung erfolgt insbesondere durch Auswertung von Fahrzeugmessgrößen wie Lenkwinkel δ, Fahrzeuggeschwindigkeit v und/oder der Gierrate ψ .. Diese Fahrzeugmessgrößen werden mittels im Fahrzeug verbauter Sensoren gemessen und über ein Bussystem einer Kurvenlichtsteuerung/-regelung zur Verfügung gestellt, welche wiederum dazu geeignet ist eine Antriebseinrichtung zur geeigneten Ausrichtung des Fahrzeugscheinwerfers anzusteuern.

Eine derartige Scheinwerfereinrichtung ist beispielsweise aus der DE 198 03 002 A1 bekannt geworden. Hier wird eine Scheinwerfervorrichtung für ein Fahrzeug offenbart, welche mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit, einem Lenkwinkelsensor zur Erfassung des Lenkwinkels, einem Gierratensensor zur Erfassung der Bewegung des Fahrzeuges um seine Hochachse und/oder einem Navigationssystem zur Erfassung der Fahrzeugposition ausgestattet ist. Aus den Fahrzeugmessgrößen lässt sich die Positioniereinrichtung zur Ausrichtung des Fahrzeugscheinwerfers ansteuern.

Ein Lampensystem für Kurvenfahrten für Fahrzeuge ist aus der DE 43 39 555 A1 bekannt geworden. Hier wird aus den Daten eines Winkelgeschwindigkeitssensors und eines Abstandssensors die optimale Ausrichtung des Scheinwerfers berechnet und über eine Antriebseinrichtung eingestellt.

Ein System zur Ansteuerung einer Fahrzeugbeleuchtungseinrichtung ist ebenfalls aus der DE 102 17 738 A1 bekannt geworden. Hier wird eine Vorrichtung, umfassend mindestens einen Gierratensensor und einen Querbeschleunigungssensor beschrieben. Der Vorteil des hier vorgeschlagenen Systems liegt in der Unabhängigkeit von Fahrzeuggeometrien bzw. der frei wählbaren Anordnung der Sensorik innerhalb des Fahrzeuges.

Ein weiteres System zur Ansteuerung einer Fahrzeugbeleuchtungseinrichtung ist aus der DE 103 10 905 A1 bekannt geworden. Hier sind ebenfalls Sensoren zur Erfassung des Radlenkwinkels, sowie der Fahrzeuggeschwindigkeit vorgesehen. Vorteilhafterweise wird hier jedoch mindestens eine Glättungseinheit zur zeitlichen Glättung des Zeitwinkelsignals vorgeschlagen, die Zitterbewegungen des Fahrzeugscheinwerfers in bestimmten Fahrsituationen vermeiden soll.

Allen genannten Systemen ist gemeinsam, dass ausschließlich die Fahrzeugmessgrößen mittels im Fahrzeug verbauter Sensoren gemessen und über ein Bussystem einem geeigneten Steuergerät zur Ansteuerung der Ausrichtungseinrichtung des Scheinwerfers zur Verfügung gestellt werden. Die oben genannten Fahrzeugmessgrößen stellen allerdings nur einen Teil der Informationen dar, die für eine präzise Beschreibung der aktuellen Fahrdynamik notwendig sind. Beispielsweise wird durch die Verwendung der oben genannten Fahrzeugmessgrößen davon ausgegangen, dass die Fahrzeuglängsachse tangential zur Bewegungsrichtung des Fahrzeuges ausgerichtet ist.

Hier setzt die vorliegende Erfindung an und macht es sich zur Aufgabe, eine gattungsgemäße Schweinwerfereinrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, die eine verbesserte Ausrichtung des Scheinwerfers in Abhängigkeit von der Fahrdynamik des Fahrzeugs ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Scheinwerfereinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

VORTEILE DER ERFINDUNG

Dadurch, dass die Kurvenlichtsteuerung/-regelung zur Ausrichtung des Scheinwerfers mittels eines Fahrdynamikmodells eingerichtet ist, können weitere Größen, insbesondere Fahrzeuglagegrößen des Fahrzeugs berechnet werden, die sich beispielsweise nicht oder nur durch erheblichen Aufwand durch Sensoren erfassen lassen. Durch Kenntnis dieser weiteren Fahrzeuglagegrößen, insbesondere in Kombination mit Fahrzeugmessgrößen und Fahrzeugkenngrößen, lässt sich das Fahrverhalten des Fahrzeuges deutlich besser beschreiben, wodurch sich eine vorteilhaftere, insbesondere an das Fahrverhalten angepasstere, Ausrichtung der Scheinwerfer vornehmen lässt.

Vorteilhafterweise kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Kurvenlichtsteuerung/-regelung mindestens eine elektronische Rechnereinrichtung mit einem Speicher umfasst, wobei die Rechereinrichtung zur Ausführung von Berechnungen mittels eines im Speicher abgelegten Fahrdynamikmodells eingerichtet ist. Eine Rechnereinrichtung der zuvor genannten Art, beispielsweise eines Mikroprozessors, eignet sich in vorteilhafter Weise zur Berechnung von Fahrzeugszustandsgrößen über ein vorbestimmbares Fahrdynamikmodell.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kurvenlichtsteuerung/-regelung mit mindestens einem Sensor zur Erfassung mindestens einer Fahrzeugmessgröße gekoppelt ist. Dementsprechend können die benötigten Fahrzeugmessgrößen, wie beispielsweise Lenkwinkel, Fahrzeuggeschwindigkeit, Gierrate etc. auf einfache Art und Weise bestimmt werden.

Zur Erfassung von Fahrzeugmessgrößen kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass es sich bei dem mindestens einen Sensor um einen Sensor zur Erfassung des Lenkwinkels handelt.

Als weitere Fahrzeugmessgröße kommt die Fahrzeuggeschwindigkeit in Frage, so dass es sich vorteilhafterweise bei dem mindestens einen Sensor um einen Sensor zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit handelt.

Auch die Gierrate lässt sich in vorteilhafter Weise als Fahrzeugmessgröße in dem Fahrdynamikmodell verwenden, so dass es sich bei dem mindestens einen Sensor um einen Sensor zur Erfassung der Gierrate des Fahrzeugs handelt. Selbstverständlich können alle oder auch nur einige oder weitere der zuvor genannten Sensoren mit der Kurvenlichtsteuerung/-regelung gekoppelt sein.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Speicher der Kurvenlichtsteuerung/-regelung mit mindestens einer Fahrzeugkenngröße ausgestattet ist. Zusammen mit der durch den mindestens einen Sensor gemessenen mindestens einen Fahrzeugmessgröße kann die Rechnereinrichtung unter Verwendung des Fahrzeugdynamikmodells mindestens eine Fahrzeuglagegröße berechnen. Es liegen demnach neben den Fahrzeugmessgrößen und den Fahrzeugkenngrößen weitere Fahrzeuglagegrößen vor. Dementsprechend kann die Fahrdynamik des Fahrzeuges wesentlich detaillierter beschrieben bzw. vorausgesagt werden, so dass eine Ausrichtung des Scheinwerfers entsprechend der Bewegung des Fahrzeuges besser und präziser möglich ist.

Auch kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Kurvenlichtsteuerung/-regelung mit einer Antriebseinrichtung zur Ausrichtung des Scheinwerfers gekoppelt ist. In diesem Zusammenhang ist zunächst unbeachtlich, ob die Kurvenlichtsteuerung/-regelung in der Scheinwerfereinrichtung integriert ist oder als externes Bauteil ausgelegt ist, beispielsweise als Bestandteil eines anderen Steuergerätes.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verfahren vorzuschlagen, welches eine präzisere, insbesondere an die Fahrdynamik angepasste Ausrichtung eines Fahrzeugscheinwerfers bei Kurvenfahren ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Verfahrens nach Anspruch 9 gelöst. Dadurch, dass die Ausrichtung des Scheinwerfers unter Zuhilfenahme eines Fahrdynamikmodells erfolgt, kann eine wesentlich präzisere Ausrichtung vorgenommen werden, insbesondere da sich weitere, die Fahrdynamik beschreibende Fahrzeuglagegrößen durch das Fahrdynamikmodell generieren lassen. Insgesamt lässt sich so eine wesentlich detaillierte Beschreibung des Fahrdynamik vornehmen, die letztendlich einer präziseren, an das Fahrverhalten angepassten Ausrichtung der Fahrzeugscheinwerfer zu Gute kommt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass es sich bei der Scheinwerfereinrichtung um eine Scheinwerfereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 handelt. Eine derartige Scheinwerfereinrichtung eignet sich in vorteilhafter Weise zur Ausführung des vorgeschlagenen Verfahrens.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des vorgeschlagenen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass es sich bei dem Fahrdynamikmodell um ein Einspurmodell handelt. Die je nach Anzahl der zu berücksichtigenden Einflussgrößen gestaltbaren Einspurmodelle eignen sich in vorteilhafter Weise zur Beschreibung der Fahrdynamik.

Es kann ebenfalls vorgesehen sein, dass es sich bei dem Fahrdynamikmodell um ein Zweispurmodell handelt. Zweispurmodelle ermöglichen eine noch genauere Beschreibung der Fahrdynamik, insbesondere können hier Parameter wie Schwerpunkthöhe, Spurweite, Kinematik und Elastokinematik der Radaufhängung, Kinematik und Elastokinematik der Lenkung, Wankfedersteifigkeiten der Achsen und nichtlineare Reifenkennlinien zur Beschreibung der Fahrdynamik berücksichtigt werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des vorgeschlagenen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass neben den Fahrdynamikmodellen auch lineare oder nichtlineare Reifenmodelle verwendet werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des vorliegenden Verfahrens kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Fahrzeuglagegröße aus mindestens einer Fahrzeugmessgröße und mindestens einer Fahrzeugkenngröße mittels des Fahrdynamikmodells berechnet wird. Die durch das Fahrdynamikmodell errechnete Fahrzeuglagegröße lässt sich nicht ohne weiteres messen. Andererseits ermöglicht die Kenntnis möglichst vieler, die Fahrdynamik beschreibender Parameter detailliertere Aussagen über die Fahrdynamik, so dass eine Ausrichtung der Scheinwerfer wesentlich präziser, insbesondere an die Fahrdynamik angepasster, möglich ist.

Vorteilhafterweise kann weiterhin vorgesehen sein, dass mindestens die Fahrzeuglagegröße in einem Schwenkalgorithmus der Kurvenlichtsteuerung/-regelung zur Ausrichtung des Scheinwerfers verwendet wird.

Zur Bestimmung der Fahrdynamik bzw. zur Eingabe in das Fahrdynamikmodell eignen sich in diesem Zusammenhang vorteilhafterweise veränderliche Fahrzeugmessgrößen, die mittels Sensoren bestimmt werden. In diesem Zusammenhang kommen insbesondere Fahrzeugmessgröße wie Lenkwinkel, Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Gierrate in Frage. Denkbar sind selbstverständlich auch weitere, hier nicht explizit genannte Fahrzeugmessgrößen.

Auch können vorteilhafterweise statische Fahrzeugkenngrößen, die von der Masse und/oder Geometrie des Fahrzeuges und/oder Fahrzeugkomponenten abhängen in das Fahrdynamikmodell einfließen. Hierbei kann es sich vorteilhafterweise um die Schwerpunktlage des Fahrzeuges und/oder den Radstand des Fahrzeuges handeln. Denkbar sind selbstverständlich auch hier weitere, hier nicht explizit genannte Fahrzeugkenngrößen.

Durch die Berechnung mittels Fahrdynamikmodell ergeben sich vorteilhafterweise Fahrzeuglagegrößen die zur detailliertere Beschreibung der Fahrdynamik bzw. zur Ausrichtung des Fahrzeugscheinwerfers bei Kurvenfahrten herangezogen werden können. Hier ist insbesondere an den Schwimmwinkel des Fahrzeuges, den Schräglaufwinkel des Fahrzeuges und/oder den durchfahrenden Kurvenradius zu denken.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Berechnungen für das Fahrdynamikmodell sowohl in Echtzeit, als auch mittels einer „lookup-table" erfolgen können. Die jeweiligen Vorteile ergeben sich hinsichtlich des mehr oder minder aufwendigen Microprozessor- bzw. Speichereinsatzes.

ZEICHNUNGEN
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen
1 Bewegungsrichtungen und Freiheitsgrade eines Fahrzeuges;
2 Einspurmodell (Basismodell für Querdynamik);
3 Vergleich eines einfachen Einspurmodells mit einem ersten erweiterten Einspurmodell;
4 Schwenkwinkel des Fahrzeugscheinwerfers bei konstantem Lenkwinkel δ in Abhängigkeit von der Querbeschleunigung unter Berücksichtigung unterschiedlicher Fahrzeugdynamikmodelle.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nachfolgend sollen folgende Größen grundsätzlich mit zugeordneten Abkürzungen bezeichnet werden:

δ: Lenkwinkel
v: Fahrzeuggeschwindigkeit
Ψ: Gierwinkel
S/SP: Schwerpunkt/Schwerpunktlage
l: Radstand
β: Schwimmwinkel
α: Schräglaufwinkel
ρ: Kurvenradius
θ: Wankbewegung
φ: Nickbewegung

Ferner sollen nachfolgende Abkürzungen mit zugeordneten Indizes bzw. Ableitungen verwendet werden:

α_H: Schräglaufwinkel hinten
αV: Schräglaufwinkel vorne
β .: Schwimmwinkelgeschwindigkeit
δ_V: Lenkwinkel der Vorderachse
ρ_P: RadiusAbstand der Kurvenbahn zum MP
ψ .: Gierrate
m: Masse
v_V: Geschwindigkeit am Vorderrad
v_H: Geschwindigkeit am Hinterrad
l_H: Abstand der Hinterachse zum Schwerpunkt
l_V: Abstand der Vorderachse zum Schwerpunkt
M: Krümmungsmittelpunkt
MP: Momentanpol
K_A: Ackermann-Krümmungsmittelpunkt
F_yV: Reifenseitenkraft vorne
F_yH: Reifenseitenkraft hinten
F_xV: Reifenlängskraft vorne
F_xH: Reifenlängskraft hinten

Zunächst wird auf 1 Bezug genommen.
Grundsätzlich wird die Verwendung von Fahrdynamikmodellen zur Steuerung von Kurvenlichtsystemen vorgeschlagen.
Das Funktionsprinzip baut auf der Kenntnis des Verhaltens von Fahrzeugen bei Kurvenfahrt (Querdynamik) auf. Zur Beschreibung der allgemeinen Bewegungen eines Fahrzeugs können zunächst drei Koordinatensysteme gemäß DIN 70000 eingeführt werden, die nachfolgend in 1 kurz dargestellt werden sollen.
Das Fahrzeug wird vom ortsfesten System (Inertialsystem) aus beobachtet. Das ortsfeste System ist mit den kartesischen Koordinatenachsen x₀, y₀ und z₀ eingezeichnet. Das fahrzeugfeste Bezugssystem hat seinen Ursprung im Fahrzeugschwerpunkt SP und ist durch die kartesischen Koordinatenachsen x_A, y_A und z_A definiert. Mit diesem System hängt schließlich das radfeste System zusammen, welches durch die kartesischen Koordinatenachsen x_R, y_R und z_R aufgespannt wird. In 1 sind zunächst die Bewegungsrichtungen und Freiheitsgrade eines Fahrzeuges dargestellt. Demnach hat das Fahrzeug als diskrete Masse grundsätzlich sechs Freiheitsgrade, die ihren Unterschied in translatorischer und rotatorischer Bewegungsrichtung haben. Die rotatorischen Bewegungen sind die Wankbewegung θ, die Nickbewegung φ und die Gierbewegung ψ.
Die Querdynamik bezieht sich auf das Fahrverhalten eines Fahrzeugs in der Kurve und beschreibt die Reaktion des Fahrzeugs auf das Lenken des Fahrers, auf das Beschleunigen und Verzögern während der Kurvenfahrt sowie auf äußere Einflüsse. Wie in der Vertikaldynamik werden auch hier theoretische Ersatzmodelle verwendet. Die Funktionsweise aller Modelle basiert darauf, das Fahrzeug bzw. Fahrverhalten mittels physikalischer Zusammenhänge nachzubilden, wobei sich die Unterschiede in den Modellen im Wesentlichen aus den vorgenommenen Vereinfachungen ergeben.
Ein grundlegendes Modell für die Beschreibung des Fahrzeugverhaltens bei Kurvenfahrt ist das im Jahre 1940 von Riekert und Schunk entwickelte sogenannte Einspurmodell. Dieses Einspurmodell zeichnet sich grundsätzlich durch Vereinfachungen insbesondere hinsichtlich der Berücksichtigung von Freiheitsgraden und Masseverhältnissen aus. Beispielsweise werden die linken und rechten Räder zu einem Rad je Achse zusammengefasst. Auch befindet sich der Schwerpunkt des Fahrzeugs auf Fahrbahnhöhe und es treten keine Radlastdifferenzen auf. Darüber hinaus werden keine Wankbewegungen berücksichtigt, da jeweils die Räder einer Achse zu einem Rad zusammengefasst sind. Auch Hub- und Nickbewegungen werden nicht berücksichtigt. Eine weitere wichtige Vereinfachung des Modells behandelt die Reifeneigenschaften als linear, d.h. die Reifenseitenkraft ist proportional zum Schräglaufwinkel.
Letztendlich ergeben sich durch die Vereinfachungen zwei Freiheitsgrade für das Einspurmodell, nämlich die Gierbewegung und die Schwimmbewegung. Das Gieren beschreibt die Bewegung des Fahrzeugs um seine Hochachse, wohingegen die Schwimmbewegung das Abweichen der Fahrzeuglängsachse von der Tangente der Kreisbewegung des Fahrzeugschwerpunktes beschreibt. Dieses lineare System ist im Wesentlichen geeignet zur Modellierung des Fahrzeugverhaltens in Normalsituationen, bei denen die Querbeschleunigung 0,4g nicht überschreiten sollte.
Eine graphische Darstellung eines einfachen Einspurmodells ist in der 2 abgebildet, wobei die eingezeichneten rechteckförmigen Kästchen jeweils Räder des Fahrzeuges darstellen.
Je nach Berücksichtigung weiterer Freiheitsgrade existieren nahezu beliebige weitere Modelle, die das Fahrzeugverhalten unter Berücksichtigung weiterer Freiheitsgrade detaillierter beschreiben können, insbesondere das sogenannte Zweispurmodell, aber auch erweiterte Einspurmodelle, die beispielsweise die Wankbewegung ebenfalls berücksichtigen.
Als Beispiel für ein einfaches Einspurmodell im Vergleich zu einem ersten erweiterten Einspurmodell sei auf die in 3 verwiesen. Für das hier vorgeschlagene erste erweiterte Einspurmodell sind ebenfalls der Schwimmwinkels β und der Schräglaufwinkel α dargestellt und berücksichtigt. Zur Verdeutlichung der Unterschiede ist für die Darstellung des einfachen Einspurmodells eine durchgezogene Linienart und für das erweiterte Modell eine gestrichelte Linienart verwendet worden.
Um das Fahrzeugverhalten noch detaillierter zu beschreiben, insbesondere um das Verhalten des gesamten Fahrzeugs zu betrachten, können weitere Erweiterungen gegenüber dem Einspurmodell vorgenommen werden. Diese bestehen hauptsächlich darin, dem Einspurmodell eine zweite Spur hinzuzufügen und den Schwerpunkt auf eine reale Höhe anzuheben. Hieraus ergibt sich das bereits angesprochene Zweispurmodell. Resultierend aus der räumlichen Ausdehnung des Fahrzeugs können wesentliche weitere Parameter modelliert werden, insbesondere Schwerpunkthöhe, Spurweite, Kinematik und Elastokinematik der Radaufhängung, Kinematik und Elastokinematik der Lenkung, Wankfedersteifigkeiten der Achsen und nichtlineare Reifenkennlinien. Weiterhin kann der Einfluss von Antriebs- und Bremskräften auf das querdynamische Fahrzeugverhalten hinzugezogen werden.
Aus den vorausgegangenen Ausführungen wird deutlich, dass ein Modell zur Beschreibung des Fahrzeugverhaltens nahezu beliebig modelliert werden kann.
In 4 sind nunmehr resultierende Schwenkwinkel des Fahrzeugscheinwerfers bei konstantem Lenkwinkel δ in Abhängigkeit von der Querbeschleunigung unter Berücksichtigung unterschiedlicher Fahrzeugdynamikmodelle dargestellt. Die durchgezogene Linie steht hier für das einfache Einspurmodell, die strichpunktierte Linie für das erste erweitere Einspurmodell mit Berücksichtigung des Schwimmwinkels β, die gestrichelte Linie für ein zweites erweitertes Einspurmodell ohne Berücksichtigung des Schwimmwinkels β.
Erfindungsgemäß ist nunmehr vorgesehen, die Lichtverteilung des/der Scheinwerfer zumindest teilweise mittels eines Fahrdynamikmodells vorzunehmen. Insbesondere ist eine Kurvenlichtsteuerung/-regelung vorgesehen, die zur Auswertung von Eingangsgrößen, insbesondere von Fahrzeugmessgrößen und den Fahrzeugkenngrößen mittels eines Fahrdynamikmodells geeignet ist. Per Fahrdynamikmodell lassen sich aus Fahrzeugmessgrößen und den Fahrzeugkenngrößen weitere Fahrzeuglagegrößen wie Schwimmwinkel β, Schräglaufwinkel α, Kurvenradius ρ etc. bestimmen. Durch Kenntnis dieser weiteren Fahrzeuglagegrößen, insbesondere in Kombination mit den Fahrzeugmessgrößen und den Fahrzeugkenngrößen, lässt sich das Fahrverhalten des Fahrzeuges deutlich besser beschreiben, wodurch sich eine vorteilhaftere, insbesondere an das Fahrverhalten angepasstere, Ausrichtung der Scheinwerfer vornehmen lässt.
Zu den Eingangsgrößen zählen insbesondere per Sensor bestimmbare dynamische Fahrzeugmessgrößen, wie Lenkwinkel δ, Fahrzeuggeschwindigkeit v und/oder Gierrate ψ . als auch statische Fahrzeugkenngrößen, wie Schwerpunktlage SP und Radstand 1. Die nunmehr bekannten Fahrzeuglagegrößen (Schwimmwinkel β, Schräglaufwinkel α, Kurvenradius ρ usw.) dienen als Eingangsgröße für den bereits vorhandenen Schwenkalgorithmus und ermöglichen somit eine der Situation angepasste bessere Ausleuchtung.
Für die Realisierung der Steuerung bzw. Regelung der Leuchtverteilung der Scheinwerfereinrichtung sind selbstverständlich unterschiedliche Verfahren bzw. Vorrichtungen denkbar. Als eine mögliche Ausgestaltung kommt die Verschwenkung des gesamten Scheinwerfereinrichtung bzw. des Scheinwerfers bzw. des Scheinwerferreflektors mittels mechanischer Mittel in Frage, beispielsweise durch eine geeignete Antriebseinrichtung. Selbstverständlich können auch andere Einrichtungen verwendet werden, die grundsätzlich zur Ausrichtung des Leuchtkegels bzw. zur Lichtverteilung des Scheinwerfereinrichtung geeignet sind.

Claims

Scheinwerfereinrichtung für ein Fahrzeug, umfassend mindestens – einen Scheinwerfer mit einer Kurvenlichtsteuerung/-regelung, wobei – die Kurvenlichtsteuerung/-regelung dazu eingerichtet ist, die Lichtverteilung des Scheinwerfers in einer vorbestimmbaren Richtung in Abhängigkeit von der Fahrsituation des Fahrzeuges auszurichten, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenlichtsteuerung/-regelung zur Steuerung bzw. Regelung der Lichtverteilung der Scheinwerfereinrichtung mittels eines Fahrdynamikmodells eingerichtet ist.
Scheinwerfereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenlichtsteuerung/-regelung mindestens eine elektronische Rechnereinrichtung mit einem Speicher umfasst, wobei die Rechereinrichtung zur Ausführung von Berechnungen mittels eines im Speicher abgelegten Fahrdynamikmodells eingerichtet ist.
Scheinwerfereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenlichtsteuerung/-regelung mit mindestens einem Sensor zur Erfassung mindestens einer Fahrzeugmessgröße gekoppelt ist.
Scheinwerfereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Sensor um einen Sensor zur Erfassung des Lenkwinkels (δ) handelt.
Scheinwerfereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Sensor um einen Sensor zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit (v) handelt.
Scheinwerfereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Sensor um einen Sensor zur Erfassung der Gierrate (ψ .) des Fahrzeugs handelt.
Scheinwerfereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenlichtsteuerung/-regelung mit einer Speichereinrichtung für mindestens eine Fahrzeugkenngröße ausgestattet ist.
Scheinwerfereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenlichtsteuerung/-regelung mit einer Antriebseinrichtung zur Ausrichtung des Scheinwerfers gekoppelt ist.
Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung der Lichtverteilung einer Scheinwerfereinrichtung eines Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung bzw. Regelung der Lichtverteilung der Scheinwerfereinrichtung unter Zuhilfenahme eines Fahrdynamikmodells erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Scheinwerfereinrichtung um eine Scheinwerfereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 handelt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Fahrdynamikmodell um ein Einspurmodell handelt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Fahrdynamikmodell um ein Zweispurmodell handelt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neben den Fahrdynamikmodellen auch lineare oder nichtlineare Reifenmodelle verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Fahrzeuglagegröße aus mindestens einer Fahrzeugmessgröße und mindestens einer Fahrzeugkenngröße mittels des Fahrdynamikmodells berechnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Fahrzeuglagegröße in einem Schwenkalgorithmus der Kurvenlichtsteuerung/-regelung zur Ausrichtung des Scheinwerfers verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der mindestens einen Fahrzeugmessgröße um eine veränderliche Größe handelt, die mittels Sensoren bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der mindestens einen Fahrzeugmessgröße um den Lenkwinkel (δ) handelt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der mindestens einen Fahrzeugmessgröße um die Fahrzeuggeschwindigkeit handelt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der mindestens einen Fahrzeugmessgröße um die Gierrate (ψ .) handelt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der mindestens einen Fahrzeugkenngröße um eine statische Größe handelt, die von der Masse und/oder Geometrie des Fahrzeuges und/oder Fahrzeugkomponenten abhängt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der mindestens einen Fahrzeugkenngröße um die Schwerpunktlage (SP) des Fahrzeuges handelt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der mindestens einen Fahrzeugkenngröße um den Radstand (l) des Fahrzeuges handelt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der mindestens einen Fahrzeuglagegröße um eine Größe handelt, die ausschließlich mittels Berechnung aus dem Fahrdynamikmodell erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der mindestens einen Fahrzeuglagegröße um den Schwimmwinkel (β) des Fahrzeuges handelt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der mindestens einen Fahrzeuglagegröße um den Schräglaufwinkel (α) des Fahrzeuges handelt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der mindestens einen Fahrzeuglagegröße um den Kurvenradius (ρ) handelt, den das Fahrzeug durchfährt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungen für das Fahrdynamikmodell sowohl in Echtzeit, als auch mittels einer „lookup-table" erfolgen können.