DE102006031678B4

DE102006031678B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Fahrbahnzustands zur Beeinflussung von Scheinwerfersystemen

Info

Publication number: DE102006031678B4
Application number: DE102006031678.9A
Authority: DE
Inventors: Peter Karas; Dietmar Baum; Malte Drost
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2006-07-08
Filing date: 2006-07-08
Publication date: 2017-07-27
Anticipated expiration: 2026-07-09
Also published as: DE102006031678A1

Abstract

Vorrichtung zur Ermittlung des Fahrbahnzustands zur Beeinflussung von Scheinwerfersystemen in Kraftfahrzeugen, – mit zumindest einem Eingang zum Einlesen von Daten zur Höhelage des Kraftfahrzeuges über der Fahrbahn und/oder Änderungen der Höhelage, – mit einem Mittel zum Ermitteln von Amplituden der Änderungen der Höhelage, – mit einem Mittel zum Zuordnen der Änderungen der Höhelage zu Klassen in Abhängigkeit der Größe der auftretenden Amplitude, – mit einem Mittel zum Ermitteln der Häufigkeit des Auftretens von Änderungen der Höhelage in einer Klasse während eines Zeitintervalls, – mit einem Mittel zum Ermitteln der Klasse, für die während des Zeitintervalls die größte Häufigkeit ermittelt wurde.

Description

STAND DER TECHNIK
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung des Fahrbahnzustands zur Beeinflussung von Scheinwerfersystemen in Kraftfahrzeugen. Die Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zur Ermittlung des Fahrbahnzustands.
Verfahren zur Bestimmung der Fahrbahnoberfläche unter Verwendung von Licht- oder Ultraschallsensoren sind zum Beispiel aus der Druckschriften DE 34 47 015 C2 oder oder DE 41 17 991 C2 bekannt. Die Verwendung von Höhen beziehungsweise Lagesensoren eines Kraftfahrzeugs für die dynamische Leuchtweitenregulierung ist aus den Dokumenten EP 0 554 663 B1 und EP 0 803 401 B1 bekannt. Allerdings werden bei den beschriebenen dynamischen Leuchtweitenregelungen nur für Höhenbeziehungsweise Neigungsänderungen aufgrund von Beladungen und/oder Beschleunigungsvorgängen berücksichtigt. Eine Berücksichtigung von Höhen- oder Neigungsänderungen des Kraftfahrzeuges aufgrund der Fahrbahnoberfläche (Unebenheiten, Rauhigkeiten, Bodenwellen oder Ähnliches) erfolgt nicht. Die derzeitigen dynamischen Leuchtweitenregelungen für Scheinwerfersysteme weisen daher bei Fahrten auf sehr unebenen Fahrbahnen, zum Beispiel Schlechtwegstrecken oder Geländestrecken im Vergleich zu Fahrbahnen mit einem guten Fahrbahnzustand, häufig sehr starke dynamische Stellvorgänge auf. Der Grund dafür liegt im vermeintlich erkannten Nicken des Fahrzeugs. Tatsächlich muss es sich in solchen Fällen jedoch nicht um ein Nicken des Fahrzeugs aufgrund eines Bremsbeziehungsweise Beschleunigungsvorgangs oder aufgrund einer Änderung des Fahrzeugbelastungszustandes handeln. Ebenso sind nämlich Änderungen der Höhenlage aufgrund von unebenen Fahrbahnen bei Schlechtwegstrecken oder bei deutlichen Unebenheiten auf Geländestrecken möglich. Während unebene Fahrbahnen bei Schlechtwegstrecken in der Regel tatsächlich nicht zu Nickbewegungen des Kraftfahrzeugaufbaus führen, können deutliche Unebenheiten im Gelände, zu sehr starken Nickbewegungen des Fahrzeugaufbaus führen. Im Fall der unebenen Fahrbahnen bei Schlechtwegstrecken führt dies zu unruhigen beziehungsweise unharmonischen und für den Fahrer störenden Bewegungen des Lichts auf der Fahrbahn. Im Falle der Geländestrecken können die starken Nickbewegungen des Kraftfahrzeugaufbaus zu stark dynamischen und langen Stellwegen führen, die den Fahrzeugführer irritierenden Bewegungen des Lichts auf dem befahrenen Untergrund führen.
Sowohl die deutlichen Unebenheiten im Gelände als auch die unebenen Fahrbahnen bei einer Schlechtwegstrecke können eine Reduzierung der Lebensdauer von Stellantrieben durch erhöhte mechanische und thermische Belastung führen.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Hier setzt die vorliegende Erfindung an. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung des Fahrbahnzustandes vorzuschlagen, welches für eine verbesserte dynamische Leuchtweitenregulierung verwendet werden kann.
Aus dem Dokument DE 199 47 408 A1 ist ein System zur Leuchtweitenregelung der Scheinwerfer in Kraftfahrzeugen bekannt, das mit zwei in Längsrichtung versetzten Höhensensoren zur Messung des Karosserie-Nickwinkels in Form einer Höhendifferenz und mit einem elektronischen Steuergerät zur Bestimmung des Sollwertes zur Scheinwerfereinstellung in Abhängigkeit von der gemessenen Höhendifferenz ausgestattet ist. Das Steuergerät ist derart ausgestaltet, dass der Sollwert abhängig von der ersten Ableitung der direkt gemessenen oder einer weiterverarbeiteten Höhendifferenz bestimmt wird. Das der Erfindung zu Grunde liegende Problem wird in dem Dokument nicht angesprochen.
Aus dem Dokument DE 3129 891 A1 ist eine Vorrichtung zur dynamischen Einstellung der Stellung von Scheinwerfern eines Fahrzeuges in Abhängigkeit von der relativen Position der Räder in Bezug auf die Karosserie bekannt. Diese ist mit mindestens einem Fühler zur Lieferung eines der relativen Position entsprechenden Signales und mit in Verbindung mit den Scheinwerfern stehenden Betätigungsorganen ausgestattet, wobei die Betätigungsorgane durch eine Steuervorrichtung steuerbar sind und die Steuervorrichtung durch das Positionssignal über ein Tiefpaßfilter schaltbar ist und wobei über das Tiefpaßfilter unerwünschte Frequenzen des Positionssignales ableitbar sind. Das der Erfindung zu Grunde liegende Problem wird in dem Dokument nicht angesprochen.
Aus dem Dokument EP 0 928 719 A2 ist schließlich eine Neigungswinkel-Berechnungsvorrichtung für ein Fahrzeug bekannt. Diese umfasst Höhenerfassungseinheiten, die sowohl in einer vorderen Position als auch in der hinteren Position des Fahrzeugs angeordnet sind, zum Erfassen einer Fahrzeughöhe der vorderen Position und einer Fahrzeughöhe der hinteren Position; und einen Berechnungsabschnitt zum Berechnen eines Neigungswinkels des Fahrzeugs gemäß den Fahrzeughöhen und einer Distanz zwischen der vorderen Position und der hinteren Position. Das der Erfindung zu Grunde liegende Problem wird in dem Dokument nicht angesprochen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Vorrichtung zur Ermittlung des Fahrbahnzustands zur Beeinflussung von Scheinwerfersystemen in Kraftfahrzeugen zumindest einen Eingang zum Einlesen von Daten zur Höhenlage des Kraftfahrzeugs über der Fahrbahn und/oder von Daten zu Änderungen der Höhenlage des Kraftfahrzeugs über der Fahrbahn aufweist. Die Vorrichtung weist ferner Mittel zum Ermitteln von Amplituden der Änderungen der Höhenlage auf, das die eingelesenen Daten verarbeitet. Ferner weist die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Mittel zum Zuordnen der Änderungen der Höhenlagen zu Klassen in Abhängigkeit der Größe der auftretenden Amplitude auf. Mit einem Mittel zum Ermitteln der Häufigkeit des Auftretens von Änderungen der Höhenlage in einer Klasse während eines Zeitintervalls kann die Häufigkeit des Auftretens eines Ereignisses in einer Klasse ermittelt werden. Schließlich weist die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Mittel auf, mit welchem die Klasse ermittelt werden kann, für die während des Zeitintervalls die größte Häufigkeit des Auftretens von Änderungen der Höhenlage festgestellt wurden.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann so ausgestaltet sein, dass mittels eines Mittels zum Ermitteln eines Indexes aus der Klasse mit der größten Häufigkeit und der über einen Eingang der Vorrichtung einzulesenden Fahrzeuggeschwindigkeit ein Index zum Fahrbahnzustand ermittelt wird.
Bei der Ermittlung des Indexes kann das dazu vorgesehene Mittel den Index in Abhängigkeit von der Klasse mit der größten Häufigkeit berechnen. Je nachdem welche Klasse die größte Häufigkeit hat, kann dies beispielsweise die bei der Ermittlung des Indexes zu berücksichtigenden Parameter verändern. Diese Mittel kann insofern auch als adaptives Filter bezeichnet werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann so ausgestaltet sein, dass das Mittel zum Ermitteln der Amplituden die Amplituden derart berechnet, dass als Amplituden die Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Maxima und Minima beziehungsweise Minima und Maxima genommen werden.
Über einen Ausgang, den die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhafter Weise hat, kann der ermittelte Index des Fahrbahnzustandes aus der Vorrichtung ausgelesen werden.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ermittlung des Fahrbahnzustandes zur Beeinflussung von Scheinwerfersystemen in Kraftfahrzeugen werden folgende Schritte durchlaufen: Zunächst werden Daten zur Höhenlage und/oder Änderung der Höhenlage des Kraftfahrzeugs eingelesen. Dann werden Amplituden der Änderungen der Höhenlage ermittelt. Anschließend werden die Änderungen der Höhenlage nach der Größe der aufgetretenen Amplituden klassifiziert. In einem nächsten Schritt wird die Häufigkeit des Auftretens von Änderungen der Höhenlage in einer Klasse während eines Zeitintervalls ermittelt. Schließlich wird die Klasse festgestellt, für die während des Zeitintervalls die größte Häufigkeit ermittelt wurde.
Abschließend kann dann in Abhängigkeit von der Klasse, für welche die größte Häufigkeit ermittelt wurde und in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit ein Index für den Fahrbahnzustand ermittelt werden.
ZEICHNUNGEN
Ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Ermittlung des Fahrbahnzustandes zur Beeinflussung von Scheinwerfersystemen in Kraftfahrzeugen ist anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt
1 ein Diagramm zum Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 eine zeitliche Abfolge von klassifizierten Amplituden und
3 ein Diagramm zur Häufigkeit des Auftretens von Impulsen in verschiedenen Klassen während eines vorgegebenen Zeitintervalls.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens (1) werden die in einem Kraftfahrzeug über ein BUS-System zur Verfügung gestellten Sensorinformationen über die Höhenlage des Kraftfahrzeugs ausgewertet. Es werden dabei Differenzen zwischen aufeinanderfolgenden Maxima und Minima beziehungsweise Minima und Maxima berechnet (Mittel zum Ermitteln der Amplituden). Diese so berechneten Amplituden der Änderungen werden in einem weiteren Schritt vier verschiedenen Klassen zugeordnet (Mittel zum Klassifizieren der Amplituden). Die Zugehörigkeit einer Amplitude zu einer Klasse ergibt sich dabei aus der Höhe der Amplitude.
In einem nächsten Schritt wird nun ausgewertet, zu welcher Klasse innerhalb eines bestimmten Zeitabschnitts die häufigsten Ereignisse registriert worden sind (Mittel zum Ermitteln der Häufigkeit). Als Ergebnis dieser Ermittlung wird eine Klasse festgestellt, der ein numerischer Wert zugewiesen wird. Dieser numerische Wert wird zur weiteren Ermittlung der gewünschten Daten berücksichtigt, während die übrigen Informationen über die anderen Ereignisse beziehungsweise Häufigkeit des Auftretens von Ereignissen in bestimmten Klassen verworfen werden können.
Aus dem numerischen Wert, der der Klasse mit der häufigsten Anzahl von Ereignissen zugewiesen wurde, wird nun in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit ein Index für den Fahrbarenzustand errechnet (Mittel zum Ermitteln des Index für den Fahrbahnzustand). In die Berechnung des Index für den Fahrbahnzustand kann dabei der numerische Wert beziehungsweise der Index für den Fahrbahnzustand aus der zeitlich zuvor erfolgten Berechnung mit einfließen. Dieses ist insbesondere dann sinnvoll, wenn bei häufig wechselndem Fahrbahnzustand ein ständiges hin- und herspringen zwischen einem Index für einen guten Fahrbahnzustand und einem Index für einen schlechten Fahrbahnzustand vermieden werden soll.

Claims

Vorrichtung zur Ermittlung des Fahrbahnzustands zur Beeinflussung von Scheinwerfersystemen in Kraftfahrzeugen, – mit zumindest einem Eingang zum Einlesen von Daten zur Höhelage des Kraftfahrzeuges über der Fahrbahn und/oder Änderungen der Höhelage, – mit einem Mittel zum Ermitteln von Amplituden der Änderungen der Höhelage, – mit einem Mittel zum Zuordnen der Änderungen der Höhelage zu Klassen in Abhängigkeit der Größe der auftretenden Amplitude, – mit einem Mittel zum Ermitteln der Häufigkeit des Auftretens von Änderungen der Höhelage in einer Klasse während eines Zeitintervalls, – mit einem Mittel zum Ermitteln der Klasse, für die während des Zeitintervalls die größte Häufigkeit ermittelt wurde.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Mittel zum Ermitteln eine Index aus der Klasse mit der größten Häufigkeit und der über einen Eingang der Vorrichtung einzulesenden Fahrzeuggeschwindigkeit aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Ermitteln des Index geeignet und eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der Klasse mit der größten Häufigkeit den Index mit unterschiedlichen Parametern zu berechnen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Ermitteln der Amplituden der Änderungen der Höhelage geeignet und eingerichtet sind, als Amplituden die Differenz zwischen zwei aufeinander folgenden Maxima und Minima bzw. Minima und Maxima zu nehmen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Ausgang aufweist, über den der ermittelte Index aus der Vorrichtung auslesbar ist.
Verfahren zur Ermittlung des Fahrbahnzustands zur Beeinflussung von Scheinwerfersystemen in Kraftfahrzeugen umfassend folgende Schritte – Einlesen von Daten zur Höhelage und/oder Änderungen der Höhelage des Kraftfahrzeugs, – Ermitteln von Amplituden der Änderungen der Höhelage, – Klassifiziere der Änderungen der Höhelage nach der Größe der auftretenden Amplitude, – Ermitteln der Häufigkeit des Auftretens von Änderungen der Höhelage in einer Klasse während eines Zeitintervalls, – Ermitteln der Klasse, für die während des Zeitintervalls die größte Häufigkeit ermittelt wurde.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Index aus der Klasse mit der größten Häufigkeit. und einer Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Index in Abhängigkeit von der Klasse mit der größten Häufigkeit den Index mit unterschiedlichen Parametern berechnet wird.
Steuergerät für adaptive Kraftfahrzeugscheinwerfer, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 umfasst.