DE102006024367A1 - Device for headlight range control of adjustable headlights, has assistance system, which detects and evaluates dynamic values by sensors, where evaluation and control unit receives characteristic fiber reinforced plastic from system - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Leuchtweitenregelung von verstellbaren Scheinwerfern eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a device for headlight range control of adjustable headlamps of a vehicle according to the preamble of claim 1
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.
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.Known Headlamp leveling can with a suitable sensor by measuring the spring travel on the front axle and the rear axle calculate the pitch angle and send a signal to Correct the headlight setting.
In
der Patentschrift
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.task The invention is an apparatus for headlight range control indicate adjustable headlamps of a vehicle, which in is capable of, based on existing systems in the motor vehicle to regulate the lighting range.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch Bereitstellung einer Vorrichtung zur Leuchtweitenregelung von verstellbaren Scheinwerfern eines Fahrzeugs mit den Merkmalen der Patentanspruchs 1.The Invention solves this object by providing a device for headlight range control of adjustable headlamps of a vehicle with the features of claim 1.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in the dependent claims.
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.According to the invention a device for headlamp leveling of adjustable headlamps a vehicle, an evaluation and control unit, which of at least an assistance system receives a parameter, which of the at least an assistance system calculated from recorded driving dynamics variables becomes. The detected driving dynamics variables include a front axle speed, a Hinterachsendrehzahl and a driving force of the vehicle, wherein the evaluation and control unit while driving from the calculated Characteristic one current pitch caused by the vehicle loading appraises and the lighting range of the adjustable headlights via an adjustment accordingly the estimated one Pitch angle adjusts. The at least one assistance system is, for example designed as an electronic brake system, which is an anti-lock braking system and / or traction control. The device according to the invention allows advantageously an estimate of an instantaneous one Loading state of the vehicle and an associated correction the headlight range of the adjustable headlights without an additional Sensors to use which compression travel on the front axle and / or Rear axle of the vehicle determined.
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.In an embodiment of the device according to the invention, the evaluation and control unit determines from the estimated pitch angle a plurality of loading stages between a minimum load state and a maximum load state. This means that with the aid of the parameter calculated by the at least one assistance system between an unloaded and a maximally loaded vehicle, approximately 3 to 4 load states are reliably detected and distinguished can be realized, whereby a significantly improved headlamp setting can be realized, even if the actual spring travel can only be coarse assigned to type of construction. The parameter is calculated in the at least one assistance system as a force constant from the differential speed ratio between the front axle and rear axle and the driving force or braking force, such as engine brake, retarder, etc., and represents the reciprocal of a known slip stiffness of a tire in the linear range. The force constant is evaluated in the at least one assistance system in particular for integrating a retarder. The slip stiffness of the tire is generally dependent on a modulus of elasticity of the rubber compound, geometric data of the tire tread, a wheel tread surface and a length of the tread area, and tire air pressure. Primarily, the slip stiffness and thus the force constant of the axle load dependent, ie, the spread of the force constant due to different moduli of elasticity and tire profiles, resulting for example from the differences between summer and winter tires, are significantly lower than the influence of axle load on the Radaufstandsfläche and Radaufstandslänge. In addition, normal fluctuations of the tire pressure do not interfere with the calculations of the force constants.
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.In Embodiment of the device according to the invention compares the evaluation and control unit to determine the current Loading state, the currently calculated characteristic with a vehicle type individual Mean value characteristic stored in a memory. These The mean value characteristic, for example, comes from a "collection" of several test runs with a vehicle type and can be an idealized mean for vehicles represent Hinterachsantrieb, with powered Doppelachsaggregate too same values for lead the force constant. The mean value characteristic can be vehicle-specific during a learning phase, for example determined by means of test drives with predefinable loading conditions become. Very easy a learning procedure can be realized while a known loading condition is specified, z. Empty, ¼ loaded ½ loaded etc., and with the current tires the associated force constant during a learned and stored on a short drive.
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.alternative can the evaluation and control unit to determine the current Loading state, the currently calculated characteristic with a "normalized Mean value characteristic ", which in each case to the maximum load state of the associated vehicle normalized and stored in memory and used for all vehicle types can. In addition, the normalized average characteristic can be corrected by a correction factor be adapted to four-wheel drive vehicles.
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.In further embodiment of the device according to the invention controlled and optimizes the evaluation and control unit, the calculated characteristic continuously. For control, the evaluation and control unit calculates from the calculated parameter, one determined rolling slip and one constantly from an engine torque calculated driving force a differential speed ratio between the front axle and the rear axle and compares the calculated Differential speed ratio with a current over Measurements determined differential speed ratio. The evaluation and control unit uses the calculated deviation between the calculated and the measured differential speed ratio during stationary phases to correct the characteristic and the Roll slip.
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.In further embodiment of the device according to the invention provides the Evaluation and control unit, the headlight range of the headlights Start of journey to an initial value or return value, which the maximum load condition of the vehicle corresponds, as at a Vehicle restart first no information about the loading state, but only a short startup is required to calculate the force constant. During this Time span is the range of illumination to the uncritical initial value or fallback value adjusted, the glare of oncoming traffic in more advantageous Way prevented.
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.It are now different ways to design the teaching of the present invention in an advantageous manner and further education. This is done on the one hand to the subordinate claims and on the other hand to the following explanation of embodiments directed. It should also include the advantageous embodiments be, resulting from any combination of subclaims.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.advantageous embodiments The invention is illustrated in the drawings and will be described below described.
Dabei zeigen:there demonstrate:
Wie
aus
Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf
Um
die Streubreite der Kraftkonstante FK nach der Anfangsphase zu verringern,
kann die Auswerte- und Steuereinheit
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
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
Die
Kennlinie „Mittelwert" aus
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
Gegenüber einer
herkömmlichen
Federwegsensorik, welche die Reifeneinfederung nicht erfassen kann,
weist die erfindungsgemäße Vorrichtung
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
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: rv = Kurvenradius Vorderachse, rh = Kurvenradius Hinterachse.Since the pitch angle is also dependent on the wheelbase and the wheelbase is learnable from the wheel speeds and other information in a longer-term learning process, the determined pitch angle or adjustment angle can also be corrected with respect to different wheelbases. Again, a rough distinction between short, medium and long wheelbase is sufficient. The wheelbase can be calculated, for example, as steady as possible cornering with constant steering angle according to the following relationship: where: v = curve radius front axle, r h = curve radius rear axle.
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
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.By the device according to the invention can be advantageously a headlight range control using the force constant FK and estimates represent the pitch angle or adjustment angle. The phases in which the force constant FK is not yet available are relatively short, so while This time an uncritical setting of an initial value or a fallback value is made, which, for example, a maximum load condition of the vehicle corresponds.
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.The inventive device for headlamp leveling of adjustable headlamps of a vehicle can be used on vehicles with steel springs as well as on vehicles with Air suspension with correspondingly smaller adjustments of the lighting range be used.
Claims (11)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200610024367 DE102006024367A1 (en) | 2006-05-24 | 2006-05-24 | Device for headlight range control of adjustable headlights, has assistance system, which detects and evaluates dynamic values by sensors, where evaluation and control unit receives characteristic fiber reinforced plastic from system |
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Family Applications (1)
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Country | Link |
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- 2006-05-24 DE DE200610024367 patent/DE102006024367A1/en not_active Withdrawn
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