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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Leuchtweitenregelung von
verstellbaren Scheinwerfern eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Wird
ein Nutzfahrzeug beladen, erfolgt die Nutzlastzunahme hauptsächlich an
der Hinterachse. Obwohl die Federung an der Hinterachse wesentlich härter als
an der Vorderachse ist, sind die Einfederwege an der Hinterachse
größer als
an der Vorderachse. Bei luftgefederten Fahrzeugen erfolgt eine weitgehende
Kompensation der Einfederwege zwischen leer und beladen. Bei stahlgefederten
Fahrzeugen führt
dies hingegen dazu, dass sich der Nickwinkel zwischen leer und beladen ändert und
damit auch die Leuchtweite der Scheinwerfer beladungsabhängig verändert wird.
Bei zunehmender Helligkeit und Leuchtweite heutiger Scheinwerfer
nimmt auch die Blendwirkung in unerwünschter Weise zu. 1 zeigt
eine Darstellung eines Fahrzeugs 1, bei welcher ein leerer
ausgefederter Zustand des Fahrzeugs 1 mit einem beladenen
eingefederten Zustand des Fahrzeugs 1 überlagert ist. Das Bezugszeichen 2 bezeichnet
einen Lichtstrahl für
den beladenen Zustand des Fahrzeugs 1 und das Bezugszeichen 3 bezeichnet
einen Lichtstrahl für
den leeren Zustand des Fahrzeugs 1. Wie aus 1 ersichtlich ist, ändert sich
bei einer Änderung
des Nickwinkels um beispielsweise nur 1° zwischen dem leeren Zustand
des Fahrzeugs 1 und dem beladenen Zustand des Fahrzeugs 1,
die Höhe
des „Lichtstrahls" in 50m Entfernung
zum Fahrzeug 1 bereits um ca. Δh = 0,9 m. Für Xenon Scheinwerfer wird deshalb
vom Gesetzgeber eine automatische Leuchtweitenregelung gefordert.
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Bekannte
Leuchtweitenregelungen können mit
einer geeigneten Sensorik durch Messen der Federwege an der Vorderachse
und der Hinterachse den Nickwinkel berechnen und ein Signal zur
Korrektur der Scheinwerfereinstellung erzeugen.
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In
der Patentschrift
DE
44 37 949 C1 wird eine Leuchtweitenregelung an einem Fahrzeug
beschrieben, welche Scheinwerfer in Abhängigkeit von der Beschleunigung
bzw. Verzögerung
des Fahrzeugs in Fahrzeuglängsrichtung
automatisch verstellt. Das Fahrzeug umfasst eine die Drehzahl der Fahrzeugräder erfassende
Vorrichtung, insbesondere ein Antiblockiersystem (ABS) bzw. eine
Antischlupfregelung (ASR). Aus den Drehzahlsignalen zur Längsbeschleunigung
bzw. Längsverzögerung und damit
zu dynamischen Änderungen
von Niveau bzw. Bodenabstand und insbesondere Nickbewegungen des
Fahrzeugs werden analoge Signale ermittelt und diese Signale dienen
zur Steuerung von Stellorganen, welche antriebsseitig mit den Scheinwerfern
des Fahrzeugs verbunden sind, um die Leuchtweite der Scheinwerfer
weitestgehend unabhängig
von den dynamischen Änderungen
des Niveaus bzw. des Bodenabstandes bzw. den Nickbewegungen zu halten. Zudem
kann die Leuchtweitenregelung über
einen zusätzlichen
Neigungssensor verfügen,
mit dessen Signalen der Einfluss von Hangabtriebkräften auf
das Niveau bzw. den Bodenabstand erfassbar ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Leuchtweitenregelung
von verstellbaren Scheinwerfern eines Fahrzeugs anzugeben, welche in
der Lage ist, auf Basis von im Kraftfahrzeug vorhandenen Systemen
die Leuchtweite zu regeln.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe durch Bereitstellung einer Vorrichtung zur Leuchtweitenregelung
von verstellbaren Scheinwerfern eines Fahrzeugs mit den Merkmalen
der Patentanspruchs 1.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß umfasst
eine Vorrichtung zur Leuchtweitenregelung von verstellbaren Scheinwerfern
eines Fahrzeugs eine Auswerte- und Steuereinheit, welche von mindestens
einem Assistenzsystem eine Kenngröße empfängt, welche von dem mindestens
einen Assistenzsystem aus erfassten fahrdynamischen Größen berechnet
wird. Die erfassten fahrdynamischen Größen umfassen eine Vorderachsendrehzahl,
eine Hinterachsendrehzahl und eine Antriebskraft des Fahrzeugs,
wobei die Auswerte- und Steuereinheit während der Fahrt aus der berechneten
Kenngröße einen
aktuellen durch die Beladung des Fahrzeugs verursachten Nickwinkel
abschätzt und
die Leuchtweite der verstellbaren Scheinwerfer über einen Verstellantrieb entsprechend
dem abgeschätzten
Nickwinkel einstellt. Das mindestens eine Assistenzsystem ist beispielsweise
als elektronisches Bremsensystem ausgeführt, welches ein Antiblockiersystem
und/oder eine Antischlupfregelung umfasst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
ermöglicht
in vorteilhafter Weise eine Abschätzung eines augenblicklichen
Beladungszustands des Fahrzeugs und einen damit verbundene Korrektur
der Leuchtweite der verstellbaren Scheinwerfer ohne eine zusätzliche
Sensorik zu verwenden, welche Einfederwege an der Vorderachse und/oder
Hinterachse des Fahrzeugs ermittelt.
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In
Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bestimmt die Auswerte- und Steuereinheit aus dem abgeschätzten Nickwinkel
mehrere Beladungsstufen zwischen einem minimalen Beladungszustand
und einem maximalen Beladungszustand. Das bedeutet, dass mit Hilfe
der von dem mindestens einen Assistenzsystem berechneten Kenngröße zwischen
einem unbeladenen und einem maximal beladenen Fahrzeug ungefähr 3 bis
4 Beladungszustände
sicher erkannt und unterschieden werden können, wodurch eine deutlich
verbesserte Scheinwerfereinstellung realisiert werden kann, auch wenn
sich die tatsächlichen
Federwege nur baureihenspezifisch grob zuordnen lassen können. Die Kenngröße wird
in dem mindestens einen Assistenzsystem als Kraftkonstante aus dem
Differenzdrehzahlverhältnis
zwischen Vorderachse und Hinterachse und der Antriebskraft bzw.
Bremskraft, wie z.B. Motorbremse, Retarder usw., berechnet und stellt den
Kehrwert einer bekannten Schlupfsteifigkeit eines Reifens im linearen
Bereich dar. Die Kraftkonstante wird in dem mindestens einen Assistenzsystem
insbesondere zur Integration einer Dauerbremse ausgewertet. Die
Schlupfsteifigkeit des Reifens ist allgemein von einem Elastizitätsmodul
der Gummimischung, von geometrischen Daten des Reifenprofils, von
einer Radaufstandsfläche
und einer Länge
der Radaufstandsfläche
und vom Reifenluftdruck abhängig.
Primär
sind die Schlupfsteifigkeit und damit die Kraftkonstante von der
Achslast abhängig,
d.h., die Streubreite der Kraftkonstante infolge unterschiedlicher
Elastizitätsmodule
und Reifenprofile, welche sich beispielsweise aus den Unterschieden
zwischen Sommer- und Winterreifen ergeben, sind deutlich geringer
als der Einfluss der Achslast auf die Radaufstandsfläche und
Radaufstandslänge.
Zudem wirken sich normale Schwankungen des Reifendruckes sich nicht
störend
auf die Berechnungen der Kraftkonstanten aus.
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In
Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
vergleicht die Auswerte- und Steuereinheit zur Bestimmung des aktuellen
Beladungszustands die aktuell berechnete Kenngröße mit einer fahrzeugtypindividuellen
Mittelwertkennlinie, welche in einem Speicher gespeichert ist. Diese
Mittelwertkennlinie stammt beispielsweise aus einer „Sammlung" von mehreren durchgeführten Messfahrten
mit einem Fahrzeugtyp und kann einen idealisierten Mittelwert für Fahrzeuge
mit Hinterachsantrieb darstellen, wobei auch angetriebene Doppelachsaggregate zu
gleichen Werten für
die Kraftkonstante führen.
Die Mittelwertkennlinie kann beispielsweise während einer Lernphase fahrzeugindividuell
mittels Testfahrten mit vorgebbaren Beladungszuständen ermittelt
werden. Sehr einfach kann eine Einlernprozedur realisiert werden,
während
der ein bekannter Beladungszustand vorgegeben wird, z. B. leer, ¼ beladen ½ beladen
usw., und mit der aktuellen Bereifung die zugehörige Kraftkonstante während einer
kurzen Fahrt gelernt und abgespeichert wird.
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Alternativ
kann die Auswerte- und Steuereinheit zur Bestimmung des aktuellen
Beladungszustands die aktuell berechnete Kenngröße mit einer „normierten
Mittelwertkennlinie" vergleichen,
welche jeweils auf den maximalen Beladungszustand des zugehörigen Fahrzeugs
normiert und im Speicher gespeichert ist und für alle Fahrzeugtypen verwendet werden
kann. Zudem kann die normierte Mittelwertkennlinie durch einen Korrekturfaktor
an Allradfahrzeuge angepasst werden.
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In
weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kontrolliert
und optimiert die Auswerte- und Steuereinheit die berechnete Kenngröße fortlaufend.
Zur Kontrolle berechnet die Auswerte- und Steuereinheit aus der
berechneten Kenngröße, einem
ermittelten Rollschlupf und einer ständig aus einem Motormoment
berechneten Antriebskraft ein Differenzdrehzahlverhältnis zwischen
der Vorderachse und der Hinterachse und vergleicht das berechnete
Differenzdrehzahlverhältnis
mit einem aktuellen über
Messungen ermittelten Differenzdrehzahlverhältnis. Die Auswerte- und Steuereinheit
verwendet die ermittelte Abweichung zwischen dem berechneten und
dem gemessenen Differenzdrehzahlverhältnis während stationärer Phasen
zur Korrektur der Kenngröße und des
Rollschlupfs.
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In
weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung stellt die
Auswerte- und Steuereinheit die Leuchtweite der Scheinwerfer bei
Fahrtbeginn auf einen Anfangswert bzw. Rückfallwert ein, welcher dem
maximalen Beladungszustand des Fahrzeugs entspricht, da bei einem
Fahrzeugneustart zunächst
keine Information über
den Beladungszustand vorliegen, sondern erst ein kurzer Anfahrvorgang
zur Berechnung der Kraftkonstante erforderlich ist. Während dieser
Zeitspanne ist die Leuchtweite auf den unkritischen Anfangswert
bzw. Rückfallwert
eingestellt, der eine Blendung des Gegenverkehrs in vorteilhafter
Weise verhindert.
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Es
gibt nun verschiedene Möglichkeiten,
die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten
und weiterzubilden. Dazu wird einerseits auf die untergeordneten
Ansprüche
und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung von Ausführungsformen
verwiesen. Es sollen auch die vorteilhaften Ausgestaltungen einbezogen
sein, die sich aus einer beliebigen Kombination der Unteransprüche ergeben.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend
beschrieben.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
Darstellung eines Fahrzeugs, bei welcher ein leerer ausgefederter
Zustand des Fahrzeugs mit einem beladenen eingefederter Zustand des
Fahrzeugs überlagert
ist,
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2 ein
schematisches Blockdiagramm von erfindungswesentlichen Komponenten
eines Fahrzeugs,
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3 ein
Diagramm einer Kennlinie zur Bestimmung einer Kraftkonstanten,
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4 ein
Diagramm von aus Messreihen berechneten Kraftkonstantenkennlinien
für unterschiedliche
Beladungszustände
des Fahrzeugs,
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5 ein
Diagramm zur Darstellung der Bandbreite der berechneten Kraftkonstanten
für unterschiedliche
Beladungszustände,
und
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6 ein
Diagramm zur Darstellung der Abhängigkeit
der Kraftkonstanten vom Nickwinkel.
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Wie
aus 2 ersichtlich ist, umfasst ein Fahrzeug 1 eine
erfindungsgemäße Vorrichtung 20 zur
Leuchtweitenregelung von verstellbaren Scheinwerfern 26.
Die Vorrichtung 20 zur Leuchtweiterregulierung umfasst
eine Auswerte- und Steuereinheit 22 und einen Verstellantrieb 24 zur
Einstellung der Leuchtweite der Scheinwerfer 26. Wie weiter
aus 1 ersichtlich ist, umfasst das Fahrzeug mindestens
ein Assistenzsystem 10, welches über Sensoren 12, 14, 16, 18 fahrdynamische
Größen erfasst
und auswertet. Die erfassten fahrdynamischen Größen umfassen eine Vorderachsendrehzahl,
welche beispielsweise über
einen ersten Sensor 12 erfasst wird, eine Hinterachsendrehzahl,
welche beispielsweise über
einen zwei ten Sensor 14 erfasst wird, und eine Antriebskraft
des Fahrzeugs 1, welche beispielsweise durch Auswerten
der Signale von weiteren Sensoren 16, 18 ermittelt
wird. Das mindestens eine Assistenzsystem 10 ist beispielsweise
als elektronisches Bremssystem ausgeführt, welches ein Antiblockiersystem
und/oder eine Antischlupfregelung umfasst, und berechnet aus den
erfassten fahrdynamischen Größen eine
Kraftkonstante FK als Kenngröße, welche
im Antiblockiersystem und/oder zur Antischlupfregelung verwendet
wird. Erfindungsgemäß wird die aus
den fahrdynamischen Größen berechnete
Kenngröße FK an
die Auswerte- und Steuereinheit 22 ausgegeben, welche während der
Fahrt aus der berechneten Kenngröße FK einen
aktuellen durch die Beladung des Fahrzeugs 1 verursachten
Nickwinkel abschätzt
und die Leuchtweite der verstellbaren Scheinwerfer 26 über den
Verstellantrieb 24 entsprechend dem abgeschätzten Nickwinkel
einstellt. Die Auswerte- und Steuereinheit 22 bestimmt
aus dem abgeschätzten
Nickwinkel mehrere Beladungsstufen zwischen einem minimalen Beladungszustand
und einem maximalen Beladungszustand.
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf 3 die zur
Leuchtweitenregelung maßgebliche Kenngröße, d.h.
die Kraftkonstante FK, näher
betrachtet. Die Kraftkonstante FK wird im elektronischen Bremssystem 10 aus
dem Differenzdrehzahlverhältnis Δds zwischen
Vorderachse und Hinterachse und der Differenzantriebskraft ΔFHA bzw. Bremskraft, wie z.B. Motorbremse,
Retarder usw., berechnet und stellt den Kehrwert einer bekannten
Schlupfsteifigkeit eines Reifens im linearen Bereich dar, siehe 3.
Die Kraftkonstante FK wird in der elektronischen Bremsanlage 10 insbesondere
zur Integration einer Dauerbremse ausgewertet. Die Schlupfsteifigkeit
des Reifens ist allgemein vom Elastizitätsmodul der Gummimischung,
von geometrischen Daten des Reifenprofils, von einer Radaufstands fläche und
einer Länge
der Radaufstandsfläche
und vom Reifenluftdruck abhängig.
Primär
ist die Schlupfsteifigkeit und damit die Kraftkonstante FK aber
von der Achslast abhängig,
d.h., dass die Streubreite der Kraftkonstante FK infolge unterschiedlicher
Elastizitätsmodule
und Reifenprofile, welche sich beispielsweise durch die Unterschiede
zwischen Sommer und Winterreifen ergeben, deutlich geringer als
der Einfluss der Achslast auf die Radaufstandsfläche und Radaufstandslänge sind.
Zudem wirken sich auch normale Schwankungen des Reifendruckes nicht
störend
auf die Berechnung der Kraftkonstanten FK aus.
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4 zeigt
zusammenfassend die bei Messfahrten mit insgesamt drei verschiedenen
Beladungszuständen
des Fahrzeugs 1 von dem mindestens einen Assistenzsystem 10 jeweils
berechneten Kraftkonstante FK. Ein erster Beladungszustand entspricht
z.B. einem leeren Fahrzeug 1 mit einem Gesamtgewicht von
6,8t. Ein zweiter Beladungszustand entspricht z.B. einem teilbeladenen
Fahrzeug 1 mit einem Gesamtgewicht von 10,5t und ein dritter
Beladungszustand entspricht z.B. einem maximal beladenen Fahrzeug 1 mit
einem Gesamtgewicht von 13,8t. Die Messfahrten umfassen beispielsweise
eine vorgegebene Strecke mit mehreren Anfahrvorgängen mit unterschiedlichen
Beschleunigungsphasen. Wie aus dem Diagramm gemäß 4 ersichtlich
ist, lassen sich nach einer Fahrzeit von ca. 100s die drei verschiedenen
Beladungszustände
mit Hilfe der Kraftkonstante FK deutlich unterscheiden. Da ungefähr drei
bis vier Beladungszustände
sicher unterschieden werden können,
kann eine deutlich verbesserte Scheinwerfereinstellung realisiert
werden. Da bei einem Fahrzeugneustart zunächst keine Information über den
Beladungszustand des Fahrzeugs vorliegt, sondern erst ein kurzer
Anfahrvorgang zur Berechnung der Kraftkonstante FK erforderlich
ist, wird während
dieser Zeit spanne die Leuchtweite der einstellbaren Scheinwerfer 26 auf
einen unkritischen Ausgangswert bzw. Rückfallwert eingestellt, welcher beispielsweise
dem maximalen Beladungszustand des Fahrzeugs 1 entspricht.
Wird der Beladungszustand des Fahrzeugs 1 bei eingeschalteter
Zündung geändert, lässt sich über die
in der elektronischen Bremsanlage 10 realisierte Beladungsänderungserkennung
auch die Leuchtweite der Scheinwerfer 26 wieder schnell
anpassen.
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Um
die Streubreite der Kraftkonstante FK nach der Anfangsphase zu verringern,
kann die Auswerte- und Steuereinheit 22 die berechnete
Kenngröße FK fortlaufend
kontrollieren und optimieren. Die Auswerte- und Steuereinheit 22 kann
beispielsweise die in 3 gezeigte Gleichung auf ds
= FK·FHA + dsU0 und ds
= (VVA – VHA)/VVA umstellen,
so dass mit der ermittelten Kraftkonstante FK, dem Rollschlupf dsU0 und der ständig aus dem Motormoment berechneten
Antriebskraft FHA das Differenzdrehzahlverhältnis ds
berechnet werden kann, wobei die Größe VHA die
Geschwindigkeit an der Hinterachse und VVA die Geschwindigkeit
an der Vorderachse repräsentiert. Dieses
berechnete Differenzdrehzahlverhältnis
ds wird dann mit dem aus den gemessenen Raddrehzahlen ermittelten
tatsächlichen
Drehzahlverhältnis ds
verglichen. Die Auswerte- und Steuereinheit 22 verwendet
die ermittelte Abweichung zwischen dem berechneten und dem gemessenen
Differenzdrehzahlverhältnis
während
stationärer
Phasen zur Korrektur der Kenngröße FK und
des Rollschlupfs dsU0. Zudem ermöglicht diese
Korrektur, dass noch schneller ein stabiler Wert für die Kraftkonstante
FK verfügbar
wird. Für
eine Nutzung im elektronischen Bremssystem 10 sind die
Streuungen in der Anfangsphase bisher nicht relevant, da die Integration
der Dauerbremse ohnehin erst nach einer Lernphase zugeschaltet wird
und sich dann die Kraftkonstante FK weitgehend stabilisiert hat.
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5 zeigt
die Bandbreite der Kraftkonstante FK, welche über der gewogenen Hinterachslast aufgetragen
ist. Ausgewertet wurden nur die Werte nach der Anfangsphase. Das
Diagramm gemäß 5 verdeutlicht
die eindeutige Abhängigkeit
der Kraftkonstante FK von der Hinterachslast, auch unter Berücksichtigung
einer Vielzahl von Fahrmanövern. Zur
Bestimmung der Hinterachslast in der Auswerte- und Steuereinheit 22 ist
eine in 5 mit „Mittelwert" bezeichnete Kennlinie
hinterlegt. Aus einem berechneten Wert der Kraftkonstante FK lässt sich
damit die Hinterachslast ermitteln. Aus dem Kennlinienverlauf lässt sich
abschätzen,
dass sich im dargestellten Beispiel drei Beladungszustände sicher
unterscheiden lassen.
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Bei
Fahrzeugen mit einem Allradantrieb kann sich der Nachteil ergeben,
dass bei eingelegter Längssperre
keine Differenzdrehzahlen zwischen Vorderachse und Hinterachse vorhanden
sind bzw. diese nicht ausgewertet werden können, so dass sich während dieser
Phase keine Kraftkonstante FK berechnen lässt. In diesem Fall bleibt
die Leuchtweitenregelung etwas länger
in dem unkkritischen Rückfallmodus
mit einer reduzierten Leuchtweite. Für ein maximal beladenes Fahrzeug 1 wäre dies
ohnehin der korrekte Zustand. Für
ein unbeladenes Fahrzeug 1 wäre die Leuchtweite zwar zu
gering, was sich aber im Längssperrenmodus
mit normalerweise niedrigen Geschwindigkeiten nicht nachteilig auswirkt.
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Da
die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Leuchtweitenregelung für
viele Fahrzeugvarianten, welche leichte und schwere Fahrzeuge umfassen, funktionieren
soll, reicht die Spanne der zulässigen Hinterachslasten
von ca. 4t bis zu 16t. Zur Realisierung der unterschiedlichen Hinterachslasten
werden jeweils Bereifungen mit entsprechender Tragfähigkeit eingesetzt.
Ein Merkmal aller Reifen ist, dass sie im ausgelasteten Zustand ähnliche
Werte für
die Kraftkonstante FK aufweisen. Im Idealfall kann die Auswerte-
und Steuereinheit 22 mit einer einzigen normierten Kennlinie
der Kraftkonstante FK auskommen, die in einem Speicher 28 abgelegt
ist, wobei der Speicher 28 auch als Teil der Auswerte-
und Steuereinheit 22 ausgeführt sein kann. Die Werte der
Kraftkonstante FK für
Fahrzeuge mit Allradantrieb sind kleiner als bei Fahrzeugen mit
Hinterachsenantrieb. Hier kann die Auswerte- und Steuereinheit 22 auf
Basis einer ebenfalls „vereinheitlichten" Momentenverteilung
von ca. 1:3 eine pauschale Korrektur der Kennlinie der Kraftkonstante
FK vornehmen.
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Die
Kennlinie „Mittelwert" aus 5 wird
beispielsweise aus einer „Sammlung" durchgeführter Messungen
gewonnen und stellt einen idealisierten Mittelwert für alle Fahrzeuge
dar. Die Kennlinie „Mittelwert" kann beispielsweise
durch Lernalgorithmen im Fahrbetrieb angepasst werden. Sehr einfach
zu realisieren ist eine Einlernprozedur, während der ein bekannter Beladungszustand
vorgegeben wird, z. B. leer, ¼ beladen, ½ beladen
usw. Die zugehörige Kennlinie „Mittelwert" zur Bestimmung der
Kraftkonstante FK kann dann mit der aktuellen Bereifung während eines
kurzen Fahrvorgangs gelernt und abgespeichert werden.
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Normale
Schwankungen des Reifendruckes wirken sich nicht störend auf
die Berechnung der Kraftkonstante FK aus. Bei stärkerem Luftverlust wird beispielsweise
im Falle der Bremsenregelung ein Rad mit geringerem Luftdruck folgerichtig
weniger stark gebremst. Daher nimmt auch der Wert der Kraftkonstante
FK bei abnehmendem Reifendruck ab. Die Vorrichtung 20 zur
Leuchtweitenregelung würde
darauf richtig reagieren und die Leuchtweite der Scheinwerfer 26 auf
einen vermeintlich höhe ren Beladungszustand
einstellen. Da bei einem zu niedrigen Reifendruck auch der Reifen
stärker
einfedert, wird dieser Anteil bei zu geringem Hinterachsenluftdruck
folgerichtig korrigiert. Bei zu geringem Vorderachsenluftdruck würde die
Kraftkonstante FK unbeeinflusst bleiben und die Vorderachsenreifeneinfederung
würde die
Leuchtweite reduzieren. Bei Allradfahrzeugen würde auch bei zu geringem Vorderachseluftdruck
eine folgerichtige Korrektur erfolgen. Insgesamt ist deshalb der
Einfluss des Reifendruckes auf die Leuchtweitenregelung als eher
unkritisch einzustufen.
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Gegenüber einer
herkömmlichen
Federwegsensorik, welche die Reifeneinfederung nicht erfassen kann,
weist die erfindungsgemäße Vorrichtung 20 in
diesem Punkt einen weiteren Vorteil auf.
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Wie
für die
Kraftkonstante FK wird auch für den
Nickwinkel eine möglichst über alle
Baureihen einheitliche Kennlinie vorgeschlagen. Versuche haben ergeben,
dass für
alle Fahrzeuge zwischen leer und beladen pauschal ein Nickwinkelbereich
von 0 bis ca. 1° angesetzt
werden kann. Dies ist im Diagramm gemäß 6 dargestellt.
Die Leuchtweitenregelung in Abhängigkeit
von der Kraftkonstante FK kann dann z.B. gemäß der in 6 dargestellten Kennlinie
vorgenommen und der entsprechende Verstellwinkel der Scheinwerfer 26 über den
Stellantrieb 24 eingestellt werden, wobei FKleer den
Wert der Kraftkonstanten FK bei einem unbeladenen Fahrzeug 1 repräsentiert
und FKvoll einen Wert der Kraftkonstanten
FK bei einem maximal beladenen Fahrzeug 1 repräsentiert.
Bei Bedarf ließe
sich auch ein höherer
Detaillierungsgrad durch mehrere vom Fahrzeugtyp abhängige Parameter
in der Leuchtweitenregelung realisieren.
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Da
der Nickwinkel auch vom Radstand abhängig ist und aus den Raddrehzahlen
und anderen Informationen in einem längerfristigen Lernprozess auch
der Radstand erlernbar ist, kann der ermittelte Nickwinkel bzw.
Verstellwinkel auch im Bezug auf verschiedene Radstände korrigiert
werden. Auch hier ist eine grobe Unterscheidung zwischen kurzen,
mittleren und langen Radständen
ausreichend. Der Radstand lässt
sich beispielsweise bei möglichst
stationärer
Kurvenfahrt mit konstantem Lenkwinkel nach folgender Beziehung berechnen:
wobei gilt: r
v =
Kurvenradius Vorderachse, r
h = Kurvenradius
Hinterachse.
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Der
Kurvenradius an Vorderachse und Hinterachse kann mit Hilfe der als
bekannt vorausgesetzten Spurweite und den gemessenen Radgeschwindigkeiten
berechnet werden, so dass aus den erfassten fahrdynamischen Größen auch
mindestens drei verschiedene Radstände unterschieden werden können. Die
berechneten Einzelwerte für
den vorliegenden Radstand können
im Speicher 28 abgelegt werden, so dass nach einer Anfangsphase
immer ein guter Mittelwert des Radstandes bereits bei „Zündung ein" vorliegt.
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Durch
die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich
in vorteilhafter Weise eine Leuchtweitenregelung mit Hilfe der Kraftkonstante
FK und Schätzungen
des Nickwinkels bzw. Verstellwinkels darstellen. Die Phasen in denen
die Kraftkonstante FK noch nicht zur Verfügung steht sind relativ kurz,
so dass während
dieser Zeit eine unkritische Einstellung eines Anfangswertes bzw.
eines Rückfallwertes
vorgenommen wird, welcher beispielsweise einem maximalen Beladungszustand
des Fahrzeugs entspricht.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Leuchtweitenregelung von verstellbaren Scheinwerfern eines Fahrzeugs
kann bei Fahrzeugen mit Stahlfedern als auch bei Fahrzeugen mit
Luftfederung mit entsprechend geringerer Anpassungen der Leuchtweite
eingesetzt werden.
