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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungssystem eines Winkels
einer optischen Achse eines Frontlichts für Fahrzeuge, sowie ein zugehöriges Verfahren,
wobei die Steuerung des Winkels der optischen Achse des Frontlichts
in Verbindung mit der Ausgabe eines Höhensensors erfolgt.
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Bei
einem bekannten adaptiven Frontlichtsystem (AFS) bzw. Frontscheinwerfersystem
erfolgt die Änderung
der radialen Lichtrichtung (Winkel der optischen Achse, Optikachsenwinkel)
der Frontlichter (Scheinwerfer) eines Fahrzeugs derart, dass ein Frontbereich
vor dem Fahrzeug, den ein Fahrer überschauen möchte, ausgeleuchtet
wird. Dieses System umfasst zwei Steuerungen. Die eine besteht aus
einer Niveauausgleichssteuerung zum Ändern des Optikachsenwinkels
des Frontlichts in vertikaler Richtung (Auf- und Abwärtsrichtung),
und die andere besteht in einer Schwenkungssteuerung zum Ändern des
Optikachsenwinkels eines Frontlichts in horizontaler Richtung (Richtungen
nach den Seiten bzw. Links- und Rechtsrichtung).
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Bei
der Niveauausgleichssteuerung gemäß der Offenbarung in der Druckschrift
JP 2005-350 014 A wird beispielsweise ein Neigungswinkel zur Angabe
der Neigung eines Fahrzeugs auf der Basis einer Differenz zwischen
den Fahrzeughöhen
eines vorderen Teils und eines hinteren Teils berechnet, und es wird
ein Optikachsenwinkel des Frontlichts auf der Basis des berechneten
Neigungswinkels und der gleichen verändert, um einer Differenz der
Fahrzeughöhen
entgegen zu wirken. Ist beispielsweise entsprechend der Lage des
Fahrzeugs die vordere Höhe niedriger
als die hintere Höhe,
dann wird der Optikachsenwinkel relativ zu dem Erdboden bzw. der Strassenoberfläche vergrößert, sodass
die optische Achse mehr nach oben bewegt wird. Durch diese Schwenkungssteuerung
erfolgt durch das Frontlicht (Scheinwerfer) immer eine Ausleuchtung
eines vorderen Bereichs, der in einem vorbestimmten Abstand zu dem
Fahrzeug liegt, wobei andere entgegenkommende Fahrzeuge nicht geblendet
werden.
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Hierbei
werden Höhensensoren
verwendet zur Erfassung der vorderen und hinteren Höhen des Fahrzeugs.
Falls ein Ausgangswert wie eine Ausgangsspannung des Höhensensors
einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, der zur Sensorausfallerfassung
eingestellt ist, dann wird bestimmt, dass der Höhensensor einen Fehler aufweist bzw.
fehlerhaft arbeitet. In dem bekannten System ist jedoch eine Zeitdauer
erforderlich zur Bestimmung des Fehlers des Höhensensors. Auch wenn daher der
vordere Höhensensor
abgeschaltet wird und sein Ausgangswert unmittelbar abfällt, wird
aus bestimmten Gründen
die vordere Höhe
als vermindert bzw. abgesenkt ermittelt, und es wird daraufhin der
Winkel der optischen Achse vergrößert. Diese
Vergrößerung des
Winkels der optischen Achse ist geeignet, entgegen kommende Fahrzeuge
zu blenden.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Steuerungssystem
für einen Optikachsenwinkel
(d. h. den Winkel einer optischen Achse) eines Frontlichts und ein
zugehöriges
Verfahren zur Steuerung derart auszugestalten, das im Falle eines
Fehlers eines Höhensensors
die Steuerung des Winkels der optischen Achse des Frontlichts unterdrückt wird.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Steuerungssystem einer
optischen Achse eines Frontlichts eines Fahrzeugs ein Frontlicht,
einen Höhensensor
zur Erfassung der Höhe
des Fahrzeugs, und eine Betätigungseinrichtung
zum Ändern
des Optikachsenwinkels des Frontlichts auf der Basis eines Ausgangswerts
des Höhensensors.
Das System umfasst ferner eine elektronische Steuerungseinheit ECU
zur Erfassung einer abnormalen Änderung
des Ausgabewerts des Höhensensors,
und zur Unterdrückung
eines Winkeländerungsvorgangs
der Betätigungseinrichtung,
wenn die abnormale Änderung
ermittelt wird. Die Unterdrückung
kann darin bestehen, das der Optikachsenwinkel des Frontlichts unverändert aufrechterhalten
wird, ungeachtet des Ausgangswerts des Höhensensors.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch ein Steuerungssystem für einen Optikachsenwinkel eines
Frontlichts eines Fahrzeugs sowie durch ein Steuerungsverfahren
für einen
Optikachsenwinkel eines Frontlichts eines Fahrzeugs gemäß den zugehörigen Patentansprüchen gelöst.
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Weitere
Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
vorstehenden und weiteren Aufgabenmerkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung
der zugehörigen
Ausführungsbeispiele verständlich,
die in Verbindung mit den zugehörigen Figuren
erfolgt.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung zur Veranschaulichung eines Steuerungssystems
eines Optikachsenwinkels eines Frontlichts gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung,
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2 ein
Ablaufdiagram zur Veranschaulichung einer gemäß dem in 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel
durchgeführten
Steuerung des Optikachsenwinkels des Frontlichts,
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3A und 3B Zeitdiagrame
zur Veranschaulichung der Steuerungsvorgänge des Optikachsenwinkels
des Frontlichts, die jeweils gemäß dem in 1 gezeigtem
Ausführungsbeispiel
und in einem System gemäß dem Stand
der Technik durchgeführt
werden, und
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4A und 4B Zeitdiagrame
zur Veranschaulichung von Steuerungsvorgängen des Optikachsenwinkels
des Frontlichts, die jeweils gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung und einem System gemäß dem Stand der Technik durchgeführt werden.
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Gemäß der Darstellung
in 1 umfasst ein Steuerungssystem eins eines Optikachsenwinkels (Winkel
der optischen Achse) eines Frontlichts ein Frontlicht 10,
eine Niveauausgleichs-Betätigungseinrichtung 11,
Höhensensoren 19 und
eine elektronische Steuerungseinheit ECU 20.
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Das
Frontlicht 10 umfasst eine Licht-Reflektionsplatte (bzw.
Reflektionsplatte) 10a und ist an beiden linken und rechten
Seiten eines vorderen Endes eines Fahrzeugs angeordnet. Die Betätigungseinrichtung 11 umfasst
einen Elektromotor und eine (nicht gezeigte) Motoransteuerungsschaltung,
wodurch eine Änderung
des Winkels der Reflexionsplatte 10a bewirkt und dadurch
eine Änderung
des Winkels der optischen Achse des Frontlichts 10 durchgeführt wird.
Die Höhensensoren 19 sind
in einem Vorderachsenbereich der vorderen Räder und einem Hinterachsenbereich
der hinteren Räder
des Fahrzeugs angeordnet und bilden bzw. erzeugen Ausgangsspannungen,
die mit der Höhe
des vorderen Achsenbereichs und des hinteren Achsenbereichs des
Fahrzeugs veränderlich
sind und die vorderen Fahrzeughöhen
Hf und die hinteren Fahrzeughöhen Hr
bezeichnen. Der Höhensensor
kann in der Weise ausgelegt sein, dass er das Ausdehnen (Expansion) oder
das Zusammenziehen (Kontraktion) eines Fahrgestells bzw. einer Radaufhängung des
Fahrzeugs erfasst.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
wird ein Neigungswinkel des Fahrzeugs gegenüber der Bodenoberfläche gemäß tan-1 {(Hf – Hr)/Wb}
ausgedrückt, wobei
Wb ein Radstand (Achsstand) des Fahrzeugs zwischen der Vorderachse
und der Hinterachse des Fahrzeugs bezeichnet.
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Die
elektronische Steuerungseinheit ECU 20 umfasst eine Zentralverarbeitungseinheit
(CPU) 21 zum Verarbeiten unterschiedlicher arithmetischer und
logischer Operationen, eine Speichereinrichtung ROM 22 zum
Speichern von Steuerungsprogrammen, eine Speichereinrichtung RAM 23 zum
Speichern unterschiedlicher Daten, und andere zugehörige Teile.
Die elektronische Steuerungseinheit ECU ist mit den Höhensensoren 19 über Signalleitungen 19a verbunden,
wobei die elektronische Steuerungseinheit ECU 20 die Ausgangsspannungen
der Höhensensoren 19 empfängt.
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Die
elektronische Steuerungseinheit 20, und insbesondere die
Zentraleinheit CPU 21 berechnet einen Neigungswinkel (Front-Heck-Neigung) des Fahrzeugs,
und berechnet einen Optikachsenwinkel (Winkel der optischen Achse)
auf der Basis der vorderen und hinteren Höhen Hf und Hr, die durch die Sensorausgangsspannungen
angegeben sind, und berechnet einen Steuerungswert des Optikachsenwinkels,
um auf diese Weise den Optikachsenwinkel des Frontlichts 10 mittels
der Betätigungseinrichtung 11 zu
steuern. Bei der normalen (fehlerfreien) Optikachsensteuerung vergrößert oder
vermindert jeweils die elektronische Steuerungseinheit ECU 20 den
Optikachsenwinkel relativ zu dem Boden bzw. der Erdoberfläche, wenn
die vordere Höhe
Hf niedriger oder höher
als die hintere Höhe
Hr wird. Daher wird das Frontlicht 10 (d. h. werden die
Scheinwerfer) in der Weise gesteuert, dass ein Frontbereich bis
zu einem vorbestimmten Abstand vor dem Fahrzeug ausgeleuchtet wird,
und dass entgegenkommende Fahrzeuge oder der gleichen nicht geblendet
werden.
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Die
elektronische Steuerungseinheit ECU 20 und insbesondere
die Zentraleinheit CPU 21 sind in der Weise angeordnet,
dass sie den Steuerungsvorgang für
den Optikachsenwinkel gemäß der Darstellung
in 2 alle vorbestimmten Intervalle durchführen.
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Die
Zentraleinheit CPU 21 gibt zuerst in einem Schritt S1 die
Ausgangswerte Hf und Hr der Ausgangsspannung der Höhensensoren 19 nach
einer Analog/Digital-Wandlung ein. Die Ausgangswerte Hf und Hr entsprechen
normalerweise jeweils der vorderen Höhe und der hinteren Höhe des Fahrzeugs,
solange die Höhensensoren 19 normal,
d.h. fehlerfrei arbeiten. Die Zentraleinheit CPU 21 überprüft sodann
in Schritt S2, ob die Sensorausgangswerte Hf und Hr innerhalb eines
vorbestimmten normalen Bereichs liegen. Ist beispielsweise der Höhensensor 19 mit
der elektronischen Steuerungseinheit ECU 20 über die
Leitung 19a in der Weise verbunden, dass der Ausgangswert
vermindert wird, wenn der Höhensensor 19 abgeschaltet
oder die Signalleitung 19a unterbrochen wird, dann kann
der Höhensensor 19 als
normal bestimmt werden, wenn der Ausgangswert gleich oder größer als
ein vorbestimmter Schwellenwert T1 ist. Liegt der Ausgangswert in
dem normalen Bereich, dann berechnet die Zentraleinheit CPU 21 ferner
gemäß Schritt
S3 eine Zeitänderung
|ΔH| der
Höhe, d.h.
ein Absolutwert einer Änderung
zwischen dem gegenwärtigen
Eingabewert und dem vorherigen Eingabewert, und vergleicht diese
Zeitänderung
mit einem vorbestimmten Schwellenwert T2. Diese Zeitänderungsberechnung und
der Vergleich kann für
jeden der Ausgangswerte des vorderen Höhensensors und des hinteren
Höhensensors
(Fronthöhensensor,
Heckhöhensensor) durchgeführt werden.
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Ist
die Zeitänderung
|ΔH| kleiner
als der Schwellenwert T2 und ist er damit normal, dann führt die
Zentraleinheit CPU 21 eine normale Optikachsenwinkelsteuerung
gemäß Schritt
S6 in Verbindung mit einem Neigungswinkel durch, der als eine Differenz
zwischen den Ausgangswerten Hf und Hr zur Angabe der vorderen Höhe und der
hinteren Höhe berechnet
wurde. Bei dieser normalen Steuerung wird der Optikachsenwinkel
(Winkel der optischen Achse) innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs
(beispielsweise von +/- 3°)
in der vertikalen Richtung geändert.
Ist die Zeitänderung
|ΔH| gleich oder
größer als
der Schwellenwert T2 und damit abnormal, dann überprüft die Zentraleinheit CPU 21 gemäß Schritt
S4, ob die Zeitänderung
|ΔH| weiter
andauernd größer als
der Schwellenwert T2 für
länger als
eine vorbestimmte Zeitdauer ist, d.h. ob mehr als eine vorbestimmte
Zeitdauer abgelaufen ist, nachdem die Zeitänderung |ΔH| zum ersten Mal größer als
der vorbestimmte Schwellenwert T2 wurde.
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Liegt
dies nicht länger
als die vorbestimmte Zeit vor, d.h. befindet man sich unmittelbar
nach einer großen
Zeitänderung,
dann führt
die Zentraleinheit CPU 21 gemäß Schritt S5 eine Unterdrückungssteuerung
durch, bei der die Betätigungseinrichtung 11 angetrieben
bzw. angesteuert wird zur Aufrechterhaltung des Optikachsenwinkels
unverändert
gegenüber
dem Optikachsenwinkel, der erhalten wird, wenn die Zeitänderung
|ΔH| zum
ersten Mal größer als
der Schwellenwert T2 wurde. Dies bedeutet, dass der gegenwärtige Optikachsenwinkel
aufrechterhalten wird, ungeachtet etwaiger Änderungen in dem Neigungswinkel
und der gleichen. Diese Unterdrückungssteuerung
gemäß Schritt
S5 wird lediglich während
der vorbestimmten Zeit durchgeführt,
nachdem die Zeitänderung
größer als
der Schwellenwert T2 wird.
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Dauert
die Zeitänderung
|ΔH| mit
einem Wert größer als
der Schwellenwert T2 für
länger
als die vorbestimmte Zeitdauer an, während die Sensorausgabe innerhalb
des normalen Bereichs liegt, dann wird angenommen, dass der Höhensensor 19 und die
Signalleitung 19a in normaler Weise (fehlerfrei) arbeiten.
In diesem Fall schaltet die Zentraleinheit CPU 21 ihre
Steuerung von der Unterdrückungssteuerung
(Schritt S5) zur normalen Steuerung (Schritt S6) um.
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Liegt
die Sensorausgabe (Ausgangssignal des Sensors) nicht innerhalb des
normalen Bereichs, d.h. ist die Höhe Hf oder Hr kleiner als der
Schwellenwert T1, dann liegt bei dem Höhensensor 19 oder
der Signalleitung 19a ein Fehler wie beispielsweise eine Unterbrechung
vor. Daher führt
die Zentraleinheit CPU 21 eine Ausfallsicherungssteuerung
gemäß Schritt
S7 nachfolgend zu Schritt S2 durch. Bei dieser Ausfallsicherungssteuerung
kann die Zentraleinheit CPU 21 die Betätigungseinrichtung 11 bezüglich eines
vorbestimmten Winkels (von beispielsweise +/- 0°) relativ zu dem Boden ansteuern
oder den Optikachsenwinkel unverändert
belassen. Die Ausfallsicherungssteuerung kann um eine bestimmte
Zeitdauer verzögert
werden.
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Der
Betrieb des vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiels ist in 3A im
Vergleich zu einem Beispiel gemäß dem Stand
der Technik in 3B gezeigt, wobei keine Unterdrückungssteuerung
durchgeführt
wird.
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In
den 3A und 3B wird
angenommen, dass die Signalleitung 19a des Höhensensors 19,
der die vordere Höhe
Hf ermittelt, zu dem Zeitpunkt T1 unterbrochen ist und somit die
vordere Höhe
Hf gemäß der Darstellung
mittels durchgezogener Linien erheblich absinkt. Gemäß der Darstellung
in 3B ist der Optikachsenwinkel θ mittels einer gestrichelten
Linie dargestellt und wird kontinuierlich vergrößert, da der Ausgangswert Hf,
der in die elektronische Steuerungseinheit ECU 20 eingegeben wird,
sich in dem System gemäß dem Stand
der Technik vermindert. Diese kontinuierliche Vergrößerung kann
zu einer Blendung entgegen kommender Fahrzeuge führen. Der Optikachsenwinkel θ wird als die
Ausfallsicherungssteuerung von dem Zeitpunkt T3 unverändert aufrechterhalten,
nachdem der Ausgangswert Hf kleiner als der Schwellenwert T1 wird.
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In
der gleichen Situation, dass die Signalleitung 19a unterbrochen
ist, wird gemäß dem Ausführungsbeispiel
der Ausgangswert Hf mit einer größeren Geschwindigkeit
als eine normale Verminderung Hfn vermindert, wie es mittels einer
strichpunktierten Linie in 3A angegeben
ist. Im Ergebnis wird der Optikachsenwinkel θ, der mittels gestrichelter
Linien bezeichnet ist, beginnen sich zu vergrößern. Diese Vergrößerung wird
jedoch beendet und es erfolgt eine unveränderte Aufrechterhaltung nach
dem Zeitpunkt t2, wenn die Zeitänderung
|ΔH| des
Ausgangswerts Hf größer als
der Schwellenwert T2 wird. Fällt der
Ausgangswert Hf weiter unter den Schwellenwert T1, dann wird die
Ausfallsicherungssteuerung zu dem Zeitpunkt t3 durchgeführt durch
Aufrechterhalten des Optikachsenwinkels in unveränderter Weise, oder durch Steuern
des selben auf einen vorbestimmten Winkel. Dabei ist zu beachten,
das in dem Fall der Unterbrechung der Signalleitung 19a des
Höhensensors 19 zur
Erfassung der hinteren Höhe
Hr der Optikachsenwinkel θ im
Sinne einer Verminderung gesteuert wird. Es wird jedoch die Verminderung unterdrückt und
auf die gleiche Weise beschränkt, wie
es vorstehend beschrieben wurde.
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Im
Gegensatz zu dem vorliegenden und vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiel
können die
Höhensensoren 19 und
die Signalleitungen 19a in der Weise aufgebaut sein, dass
der Ausgangswert des Höhensensors 19 ansteigt,
wenn die zugehörige Signalleitung 19a unterbrochen
ist. In diesem Fall wird entsprechend dem System gemäß dem Stand der
Technik und gemäß der Darstellung
in 4B der Optikachsenwinkel θ kontinuierlich bis zu dem Zeitpunkt
t3 ansteigend bzw. vergrößert. Durch
die Unterdrückungssteuerung
gemäß der Darstellung
in 4A wird der Optikachsenwinkel θ lediglich nach dem Punkt t1
leicht angehoben und nach dem Zeitpunkt t2 unverändert aufrechterhalten, wobei
zu dieser Zeit die Zeitänderung
|ΔH| den
Schwellenwert T2 erreicht.
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Die
vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiele
können
weiter auf unterschiedliche Weise abgewandelt werden, die innerhalb
des Bereichs der zugehörigen
Patentansprüche
liegen.
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Somit
umfasst ein Steuerungssystem 1 für einen Winkel θ einer optischen
Achse (Optikachsenwinkel) eines Frontlichts eines Fahrzeugs ein
Frontlicht 10, einen Höhensensor 19 zur
Erfassung der Höhe
des Fahrzeugs, sowie eine Betätigungseinrichtung 11 zum Ändern des Optikachsenwinkels θ des Frontlichts
auf der Basis eines Ausgangswerts des Höhensensors. Das System umfasst
ebenfalls eine elektronische Steuerungseinheit ECU 20,
die eine abnormale Änderung
des Ausgangswerts des Höhensensors
ermittelt, und die die Betätigungseinrichtung
ansteuert zum unveränderten
Aufrechterhalten des Optikachsenwinkels θ des Frontlichts ungeachtet des
Ausgangswerts des Höhensensors,
wenn eine abnormale Änderung
ermittelt wird.