DE102009045353A1 - Headlight range adjusting device for motor vehicle, has sensors formed as microwave radar sensors and arranged at shock absorber between body and front axle and body and rear axle of motor vehicle, where shock absorber has piston - Google Patents

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Abstract

The device has two distance sensors (20) formed as microwave radar sensors, for determining distance between a body (12) and a front axle and the body and a rear axle of a motor vehicle. The sensors are arranged at a shock absorber (22) between the body and the front axle and the body and the rear axle of the motor vehicle. The shock absorber comprises a piston (16) connected with a piston rod (13), where the piston and the piston rod are movably arranged in a shock-absorber cylinder (14) that is connected with a wheel over a wheel suspension (17). An independent claim is also included for a method for adjusting headlight range for a motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Leuchtweitenregulierung für ein Kraftfahrzeug, wobei zur Bestimmung des Abstands zwischen einer Karosserie und einer Vorderachse und der Karosserie und einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs zumindest ein erster Abstands-Sensor und ein zweiter Abstands-Sensor vorgesehen sind.The invention relates to a device for headlamp leveling for a motor vehicle, wherein for determining the distance between a body and a front axle and the body and a rear axle of the motor vehicle at least a first distance sensor and a second distance sensor are provided.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Leuchtweitenregulierung für ein Kraftfahrzeug, wobei ein Abstand zwischen einer Karosserie und einer Vorderachse und der Karosserie und einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs mittels zumindest einem ersten Abstands-Sensor und einem zweiten Abstands-Sensor bestimmt werden.The invention further relates to a method for headlamp leveling for a motor vehicle, wherein a distance between a body and a front axle and the body and a rear axle of the motor vehicle are determined by means of at least a first distance sensor and a second distance sensor.

Stand der TechnikState of the art

Leuchtweitenregelungen für Kraftfahrzeuge werden eingesetzt um eine gute Ausleuchtung der Fahrbahn zu gewährleisten, insbesondere aber auch eine Blendung von entgegenkommenden Verkehrsteilnehmern zu vermeiden. Mit Hilfe der Leuchtweitenregulierung kann in unterschiedlichen Beladungsfällen und Fahrsituationen eine korrekte Ausleuchtung der Umgebung durch die Scheinwerfer bewirkt werden.Headlamp leveling systems for motor vehicles are used to ensure a good illumination of the road, but in particular to avoid glare from oncoming road users. With the help of the headlamp range control, a correct illumination of the surroundings by the headlamps can be effected in different loading situations and driving situations.

Aus der DE 3129891 C2 ist eine Vorrichtung zur dynamischen Einstellung der Stellung von Scheinwerfern eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von der relativen Position der Räder in Bezug auf die Karosserie mit mindestens einem Fühler zur Lieferung eines der relativen Position entsprechenden Positionssignals, mit in Verbindung mit den Scheinwerfern stehenden Betätigungsorganen, mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Betätigungsorgane in Abhängigkeit von dem Positionssignal bekannt.From the DE 3129891 C2 is a device for dynamically adjusting the position of headlamps of a vehicle in dependence on the relative position of the wheels with respect to the body with at least one sensor for providing a position signal corresponding to the relative position, with associated with the headlamps actuators, with a control device to control the actuators in response to the position signal known.

Aus der DE 3827983 C1 ist ein Verfahren zur Regelung der Leuchtweite oder des Niveaus eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bekannt, bei dem an mindestens einer Stelle der Vorderachse und der Hinterachse Signale gemessen werden, die von der relativen Stellung der Fahrzeugkarosserie zu der Vorderachse und der Hinterachse abhängen. Gemäß dem Stand der Technik wird die Leuchtweite auf Basis der Abstände zwischen Karosserie und Vorder- und Hinterachse über Stellmotore in der Scheinwerfereinheit eingestellt.From the DE 3827983 C1 A method is known for controlling the headlamp range or the level of a vehicle, in particular a motor vehicle, in which signals are measured at at least one point of the front axle and the rear axle, which depend on the relative position of the vehicle body to the front axle and the rear axle. According to the prior art, the headlight range is adjusted on the basis of the distances between the body and front and rear axle via actuators in the headlamp unit.

Der Einsatz von Sensoren zur Ermittlung des Abstands zwischen Radachse und Fahrzeugkarosserie zur Verwendung in aktiven Fahrwerksregelungen ist auch aus der DE 3930517 A1 bekannt. Die DE 3930517 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur fahrbahnabhängigen Fahrwerksregelung mit Sensoren, zur Ermittlung der Dämpferkraft, der vertikalen Radbeschleunigung und des Einfederwegs eines Rads. Der Einfederweg des Rads wird über eine Abstandsmessung zwischen einem Achsschenkel des Rads und einem entsprechenden Abschnitt der Karosserie bestimmt.The use of sensors to determine the distance between the wheel axle and the vehicle body for use in active chassis regulations is also from the DE 3930517 A1 known. The DE 3930517 A1 describes a device for road-dependent suspension control with sensors, to determine the damper force, the vertical wheel acceleration and the compression travel of a wheel. The compression travel of the wheel is determined by a distance measurement between a steering knuckle of the wheel and a corresponding section of the body.

Nachteilig bei den bekannten Vorrichtungen und Verfahren ist, dass die Sensoren zur Bestimmung des Abstands zwischen Karosserie und Radachse als mechanische Winkelsensoren ausgebildet sind, die aufgrund ihrer exponierten Lage am Fahrzeugunterboden anfällig für Beschädigungen sind.A disadvantage of the known devices and methods is that the sensors for determining the distance between the body and the wheel axle are designed as mechanical angle sensors, which are vulnerable to damage due to their exposed position on the vehicle underbody.

Aus der DE 10 2007 045 181 A1 ist eine Vorrichtung zur Erfassung der linearen Bewegung oder des Drehwinkels eines bewegten Objekts mit mindestens einer Codespur auf dem Objekt, die berührungslos von einer Sensoranordnung abtastbar ist und mit der ein von der Bewegung des Objekts relativ zur Sensoranordnung generiertes Signal auswertbar ist, bekannt, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die mindestens ein Codespur aus einem Relief mit in der Bewegungsrichtung sich ändernden Oberflächenstruktur hinsichtlich Vertiefungen oder Erhöhungen besteht und dass mindestens ein Sender und ein Empfänger eines Mikrowellenradars in der Sensoranordnung zur Abtastung der Oberflächenstruktur vorhanden ist.From the DE 10 2007 045 181 A1 is a device for detecting the linear movement or the rotation angle of a moving object with at least one code track on the object, which is scanned contactless by a sensor arrangement and with which a signal generated by the movement of the object relative to the sensor arrangement is evaluated, known thereby characterized in that the at least one code track consists of a relief with a surface structure changing in the direction of movement in terms of depressions or elevations, and that at least one transmitter and one receiver of a microwave radar are present in the sensor arrangement for scanning the surface structure.

Aus der DE 10 2007 058 083 A1 ist ein Verfahren zur berührungslosen Bestimmung von Ortsgrößen eines Objekts bekannt, indem das Objekt mit einem Signal abgetastet wird, wobei die Beschaffenheit einer Oberfläche des Objekts ausgenutzt wird. Bei dem Verfahren wird ein Mikrowellenradar zur Abtastung benutzt. Im Gegensatz zu bekannten Verfahren wird keine Codierung der Oberfläche benutzt.From the DE 10 2007 058 083 A1 For example, a method for the non-contact determination of local sizes of an object is known in which the object is scanned with a signal, whereby the nature of a surface of the object is utilized. The method uses a microwave radar for scanning. In contrast to known methods, no coding of the surface is used.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit welchen eine Bestimmung des Abstands zwischen Karosserie und Radachse möglich ist, und wobei die Vorrichtung besonders robust sein soll und an einem geschützten Ort eingebaut sein soll.It is an object of the invention to provide an apparatus and a method with which a determination of the distance between the body and wheel axle is possible, and wherein the device should be particularly robust and should be installed in a sheltered location.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die die Vorrichtung betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass der erste und der zweite Abstands-Sensor als Mikrowellen-Radar-Sensoren ausgebildet sind und dass diese an zumindest je einem Stoßdämpfer zwischen der Karosserie und der Vorderachse und der Karosserie und der Hinterachse angeordnet sind. Die Anordnung im Bereich der Oberseite der Stoßdämpfer ist eine besonders geschützte Position und insbesondere leichter schätzbar als die derzeitige Position der Winkelgeber an den Fahrzeugachsen. Prinzipiell reichen zur Einstellung der Leuchtweite je ein Abstands-Sensor an Stoßdämpfern der Vorder- und Hinterachse aus, es können jedoch alle vier Stoßdämpfer mit Abstands-Sensoren bestückt sein. Es wurden auch bereits Lösungen vorgeschlagen, die nur den Abstand der Hinterachse von der Karosserie überwachen, da bei einer Beladung des Fahrzeugs sich vor allem die Belastung der Hinterachse verändert und die Neigung der Karosserie beeinflusst.The device-related object of the invention is achieved in that the first and the second distance sensor are designed as microwave radar sensors and that they are arranged on at least one shock absorber between the body and the front axle and the body and the rear axle , The arrangement in the region of the upper side of the shock absorbers is a particularly protected position and in particular easier to estimate than the current position of the angle sensors on the vehicle axles. In principle, a distance sensor on shock absorbers of the front and rear axles is sufficient for adjusting the headlight range However, all four shock absorbers can be equipped with distance sensors. There have also been proposed solutions that monitor only the distance of the rear axle of the body, since when a load of the vehicle, especially the load on the rear axle changes and affects the inclination of the body.

In der DE 10 2007 045 181 A1 und in der DE 10 2007 058 083 A1 wird beschrieben, dass ein auf Mikrowellenradar basierender Abstands-Sensor auch in einem mit Öl gefüllten Messraum eingesetzt werden kann. Weiterhin kann er als Ein-Chip-Lösung platzsparend und hoch temperaturfest ausgestaltet werden. Ein solches System ist daher zur Entfernungsmessung im Inneren eines Stoßdämpfers besonders geeignet. Es ist auch beschrieben, dass eine solche Vorrichtung zur Messung der Hubhöhe von hydraulischen oder pneumatischen Zylindern und der Position von Kraftfahrzeugrädern geeignet ist.In the DE 10 2007 045 181 A1 and in the DE 10 2007 058 083 A1 It is described that a microwave radar based distance sensor can also be used in an oil filled measuring space. Furthermore, it can be made space-saving and highly temperature-resistant as a one-chip solution. Such a system is therefore particularly suitable for measuring the distance inside a shock absorber. It is also described that such a device is suitable for measuring the lifting height of hydraulic or pneumatic cylinders and the position of motor vehicle wheels.

Eine besonders gut geschützte Anordnung kann erreicht werden, indem die Abstands-Sensoren zwischen einem Stoßdämpfer-Zylinder und einem Kolben des Stoßdämpfers angeordnet sind. Durch die Verwendung von Mikrowellen-Radar-Sensoren können diese auch durch einen mit Öl gefüllten Messweg hindurch messen, wie er in einem Stoßdämpfer vorliegt. Die Messrichtung des Abstands-Sensors wird dabei durch die Strahlrichtung einer Antenne des Radar-Sensors festgelegt. Es kann ein Einbau an der Oberseite des Stoßdämpfer-Zylinders mit Strahlrichtung auf den Kolben oder ein Einbau an der Oberseite des Stoßdämpfer-Kolbens mit Strahlrichtung auf die Oberseite des Stoßdämpfer-Zylinders vorgesehen sein.A particularly well-protected arrangement can be achieved by the distance sensors between a shock absorber cylinder and a piston of the shock absorber are arranged. Through the use of microwave radar sensors, they can also measure through an oil-filled measuring path as it exists in a shock absorber. The measuring direction of the distance sensor is determined by the beam direction of an antenna of the radar sensor. There may be an installation on the top of the shock absorber cylinder with jet direction on the piston or installation on the top of the shock absorber piston with jet direction on top of the shock absorber cylinder.

Eine alternative Ausführung sieht vor, dass die Abstands-Sensoren zwischen einem Stoßdämpfer-Zylinder und einem zugeordneten Teil der Karosserie angeordnet sind. Hier kann ausgenutzt werden, dass Mikrowellen-Radar-Sensoren gegen Verschmutzung der Umgebung wenig anfällig sind.An alternative embodiment provides that the distance sensors between a shock absorber cylinder and an associated part of the body are arranged. Here can be exploited that microwave radar sensors are less susceptible to pollution of the environment.

Die das Verfahren betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass der Abstand zwischen der Vorderachse und der Karosserie mit dem an einem Stoßdämpfer an der Vorderachse angebrachten ersten Abstands-Sensor und dass der Abstand zwischen der Hinterachse und der Karosserie mit dem an einem Stoßdämpfer an der Hinterachse angebrachten zweiten Abstands-Sensor bestimmt werden. Aus der Position der Stoßdämpfer kann die Lage der Karosserie zur Fahrbahn abgeleitet werden. Auf Basis dieser Information können die aktuelle Leuchtweite sowie die notwendige Stellgröße zur Einstellung der gewünschten Leuchtweite errechnet werden.The object of the invention relating to the method is achieved in that the distance between the front axle and the body with the mounted on a shock absorber on the front axle first distance sensor and that the distance between the rear axle and the body with the on a shock absorber on the Rear axle mounted second distance sensor can be determined. From the position of the shock absorbers, the position of the body can be derived to the road. Based on this information, the current headlamp range and the required manipulated variable for setting the desired headlamp range can be calculated.

Werden bei einem Kraftfahrzeug mit einer aktiven Fahrwerksregelung die Abstände von der Karosserie zu der Vorderachse und von der Karosserie zu der Hinterachse so eingestellt, dass eine vorgegebene Leuchtweite erreicht wird, kann eine Einstellung der Leuchtweite über Vorrichtungen im Scheinwerfer entfallen.If the distances from the body to the front axle and from the body to the rear axle are adjusted in a motor vehicle with an active suspension control in such a way that a predetermined headlamp range is achieved, an adjustment of the headlamp range via devices in the headlamp can be dispensed with.

Eine Berücksichtigung der Fahrzeugbewegung bei sehr dynamischen Vorgängen wird ermöglicht, indem die Leuchtweite unter Berücksichtigung einer Bewegungsgeschwindigkeit des mit der Vorderachse und des mit der Hinterachse verbundenen Stoßdämpfers eingestellt wird und indem die Bewegungsgeschwindigkeit der Stoßdämpfer mit den mit den Stoßdämpfern verbundenen Abstands-Sensoren bestimmt wird. Hierbei ist eine Verbesserung bereits erzielbar, wenn die Vertikal-Geschwindigkeit nur einer Fahrzeugachse, beispielhaft der Hinterachse, berücksichtigt wird.Consideration of the vehicle motion in highly dynamic operations is made possible by adjusting the headlight range considering a moving speed of the shock absorber connected to the front axle and the rear axle, and determining the moving speed of the shock absorbers with the distance sensors connected to the shock absorbers. In this case, an improvement can already be achieved if the vertical speed of only one vehicle axle, for example the rear axle, is taken into account.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment shown in the figure. It shows:

1 Einbauvarianten für Abstands-Sensoren zur Leuchtweitenregulierung. 1 Installation variants for distance sensors for headlamp leveling.

1 zeigt schematisch eine Karosserie 12 eines Kraftfahrzeugs mit einem damit verbundenen Rad 18. Das Rad 18 ist über eine Radaufhängung 17 und einen Stoßdämpfer 22 an einem Befestigungspunkt 11 mit der Karosserie 12 verbunden. Der Stoßdämpfer 22 besteht aus einer Kolbenstange 13 und einem damit verbundenen Kolben 16, die beide beweglich in einem Stoßdämpfer-Zylinder 14 gelagert sind. Die Kolbenstange 13 ist am Befestigungspunkt 11 mit der Karosserie 12 verbunden; der Stoßdämpfer-Zylinder 14 ist über die Radaufhängung 17 mit dem Rad 18 verbunden. Insgesamt kann die Karosserie 12 eine Vertikalbewegung gegenüber dem Rad 18 ausführen, wobei sich der Kolben 16 vertikal im Stoßdämpfer-Zylinder 14 verschiebt. 1 schematically shows a body 12 a motor vehicle with an associated wheel 18 , The wheel 18 is about a suspension 17 and a shock absorber 22 at an attachment point 11 with the body 12 connected. The shock absorber 22 consists of a piston rod 13 and an associated piston 16 both movable in a shock absorber cylinder 14 are stored. The piston rod 13 is at the attachment point 11 with the body 12 connected; the shock absorber cylinder 14 is about the suspension 17 with the wheel 18 connected. Overall, the bodywork 12 a vertical movement relative to the wheel 18 Run, with the piston 16 vertically in the shock absorber cylinder 14 shifts.

In einer ersten Ausführungsform ist ein erster Abstands-Sensor 10 an einer Zylinder-Oberseite 21 angebracht und bestimmt den Abstand zu einer Kolben-Oberseite 15 des Kolbens 16. Bewegen sich die Karosserie 12 und das Rad 18 relativ zueinander, wird das mit dem ersten Abstands-Sensor 10 gemessen. Der Abstands-Sensor 10 nutzt ein Mikrowellen-Radar-Prinzip zur Bestimmung des Abstands und kann somit auch in einem mit Öl gefüllten Zylinder 14 arbeiten. Der Abstands-Sensor 10 kann alternativ auch an der Kolben-Oberseite 15 angebracht sein und zur Zylinder-Oberseite 21 hin ausgerichtet sein.In a first embodiment, a first distance sensor 10 on a cylinder top 21 attached and determines the distance to a piston top 15 of the piston 16 , Move the body 12 and the wheel 18 relative to each other, that will be with the first distance sensor 10 measured. The distance sensor 10 uses a microwave radar principle to determine the distance and can thus also in a cylinder filled with oil 14 work. The distance sensor 10 can alternatively also on the piston top 15 be attached and to the cylinder top 21 be aligned.

In einer zweiten Ausführungsform ist anstatt dem ersten Abstands-Sensor 10 ein zweiter Abstands-Sensor 20 an der Karosserie 12 angebracht und bestimmt den Abstand zu der Zylinder-Oberseite 21. Bewegen sich die Karosserie 12 und das Rad 18 relativ zueinander, wird das mit dem zweiten Abstands-Sensor 20 gemessen. Der Abstands-Sensor 20 nutzt ein Radar-Prinzip zur Bestimmung des Abstands. Der Abstands-Sensor 20 kann alternativ auch an der Zylinder-Oberseite 21 angebracht sein und zur Karosserie 12 hin ausgerichtet sein. In a second embodiment, instead of the first distance sensor 10 a second distance sensor 20 at the body 12 attached and determines the distance to the cylinder top 21 , Move the body 12 and the wheel 18 relative to each other, that becomes with the second distance sensor 20 measured. The distance sensor 20 uses a radar principle to determine the distance. The distance sensor 20 can alternatively also on the cylinder top 21 be attached and to the bodywork 12 be aligned.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (6)

Vorrichtung zur Leuchtweitenregulierung für ein Kraftfahrzeug, wobei zur Bestimmung des Abstands zwischen einer Karosserie (12) und einer Vorderachse und der Karosserie (12) und einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs zumindest ein erster Abstands-Sensor (10) und ein zweiter Abstands-Sensor (20) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Abstands-Sensor (10, 20) als Mikrowellen-Radar-Sensoren ausgebildet sind und dass diese an zumindest je einem Stoßdämpfer (22) zwischen der Karosserie (12) und der Vorderachse und der Karosserie (12) und der Hinterachse angeordnet sind.Device for adjusting the headlight range of a motor vehicle, wherein for determining the distance between a body ( 12 ) and a front axle and the body ( 12 ) and a rear axle of the motor vehicle at least a first distance sensor ( 10 ) and a second distance sensor ( 20 ) are provided, characterized in that the first and the second distance sensor ( 10 . 20 ) are designed as microwave radar sensors and that these on at least one shock absorber ( 22 ) between the body ( 12 ) and the front axle and the body ( 12 ) and the rear axle are arranged. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstands-Sensoren (10, 20) zwischen einem Stoßdämpfer-Zylinder (14) und einem Kolben (16) des Stoßdämpfers angeordnet sind.Apparatus according to claim 1, characterized in that the distance sensors ( 10 . 20 ) between a shock absorber cylinder ( 14 ) and a piston ( 16 ) of the shock absorber are arranged. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstands-Sensoren zwischen einem Stoßdämpfer-Zylinder (14) und einem zugeordneten Teil der Karosserie (12) angeordnet sind.Apparatus according to claim 1, characterized in that the distance sensors between a shock absorber cylinder ( 14 ) and an associated part of the body ( 12 ) are arranged. Verfahren zur Leuchtweitenregulierung für ein Kraftfahrzeug, wobei ein Abstand zwischen einer Karosserie (12) und einer Vorderachse und der Karosserie (12) und einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs mittels zumindest einem ersten Abstands-Sensor und einem zweiten Abstands-Sensor bestimmt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der Vorderachse und der Karosserie (12) mit dem an einem Stoßdämpfer (22) an der Vorderachse angebrachten ersten Abstands-Sensor und dass der Abstand zwischen der Hinterachse und der Karosserie (12) mit dem an einem Stoßdämpfer (22) an der Hinterachse angebrachten zweiten Abstands-Sensor bestimmt werden.Method for headlight range adjustment for a motor vehicle, wherein a distance between a body ( 12 ) and a front axle and the body ( 12 ) and a rear axle of the motor vehicle are determined by means of at least a first distance sensor and a second distance sensor, characterized in that the distance between the front axle and the body ( 12 ) with the on a shock absorber ( 22 ) mounted on the front axle first distance sensor and that the distance between the rear axle and the body ( 12 ) with the on a shock absorber ( 22 ) are determined on the rear axle mounted second distance sensor. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Kraftfahrzeug mit einer aktiven Fahrwerksregelung die Abstände von der Karosserie (12) zu der Vorderachse und von der Karosserie (12) zu der Hinterachse so eingestellt werden, dass eine vorgegebene Leuchtweite erreicht wird.A method according to claim 4, characterized in that in a motor vehicle with an active chassis control the distances from the body ( 12 ) to the front axle and the body ( 12 ) are adjusted to the rear axle so that a given lighting range is achieved. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtweite unter Berücksichtigung einer Bewegungsgeschwindigkeit des mit der Vorderachse und des mit der Hinterachse verbundenen Stoßdämpfers (22) eingestellt wird und dass die Bewegungsgeschwindigkeit der Stoßdämpfer (22) mit den mit den Stoßdämpfern (22) verbundenen Abstands-Sensoren bestimmt wird.A method according to claim 4 or 5, characterized in that the headlight range, taking into account a movement speed of the front axle and the rear axle connected to the shock absorber ( 22 ) and that the speed of movement of the shock absorbers ( 22 ) with the shock absorbers ( 22 ) associated distance sensors is determined.
DE200910045353 2009-10-06 2009-10-06 Headlight range adjusting device for motor vehicle, has sensors formed as microwave radar sensors and arranged at shock absorber between body and front axle and body and rear axle of motor vehicle, where shock absorber has piston Withdrawn DE102009045353A1 (en)

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