DE102012219032A1

DE102012219032A1 - Verfahren und Vorrichtung zur dynamischen Leuchtweitenregulierung eines Scheinwerfers eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102012219032A1
Application number: DE201210219032
Authority: DE
Inventors: Christian Zimmermann
Original assignee: Automotive Lighting Reutlingen GmbH
Current assignee: Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Priority date: 2012-10-18
Filing date: 2012-10-18
Publication date: 2014-04-24
Anticipated expiration: 2032-10-19
Also published as: DE102012219032B4

Abstract

Vorgestellt wird ein Verfahren zur Einstellung der Leuchtweite eines Scheinwerfers eines Kraftfahrzeugs, wobei wenigstens ein Abstand zwischen einer Fahrbahn und einer Karosserie des Kraftfahrzeugs oder zwischen beweglich an der Karosserie angelenkten Fahrwerkskomponenten des Kraftfahrzeugs und der Karosserie des Kraftfahrzeugs bestimmt wird, und wobei eine Stellgröße zum Einstellen der Leuchtweite in Abhängigkeit von dem bestimmten Abstand bestimmt wird. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Bestimmung der Stellgröße zusätzlich in Abhängigkeit von Signalen einer Sensorik erfolgt, die einen Rückschluss auf beim Durchfahren einer Kurve auftretende Fliehkräfte erlauben, wobei die Sensorik wenigstens einen Sensor aufweist, in dessen Signal sich eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs abbildet und einen Sensor aufweist, in dessen Signal sich eine Krümmung des vom Fahrzeug befahrenen Fahrwegs abbildet. Ferner wird ein zur Durchführung des Verfahrens programmiertes Steuergerät vorgestellt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur dynamischen Leuchtweitenregulierung eines Scheinwerfers eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Leuchtweitenregulierung eines Scheinwerfers eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
Ein solches Verfahren und ein solches Steuergerät ist jeweils per se bekannt. Im Einzelnen sehen die bekannten Gegenstände vor, zur Einstellung der Leuchtweite eines Scheinwerfers eines Kraftfahrzeugs wenigstens einen Abstand zwischen einer Fahrbahn und einer Karosserie des Kraftfahrzeugs oder zwischen beweglich an der Karosserie angelenkten Fahrwerkskomponenten des Kraftfahrzeugs und der Karosserie des Kraftfahrzeugs zu bestimmen, und eine Stellgröße zum Einstellen der Leuchtweite in Abhängigkeit vom dem bestimmten Abstand zu bestimmen. Um eine möglichst konstante Leuchtweite eines Kraftfahrzeugscheinwerfers zu erzielen, sollte sich der Abstrahlwinkel des Scheinwerfers gegengleich zu einer Änderung der Neigung der Fahrzeugkarosserie verändern, die in einer Längsrichtung des Kraftfahrzeugs auftritt. Hebt sich die Front des Fahrzeugs relativ zu seinem Heck an, so sollte die Abstrahlrichtung des Scheinwerfers um den gleichen Winkel nach unten geschwenkt werden, damit sich die Leuchtweite nicht verändert und insbesondere eine Blendung des Gegenverkehrs vermieden wird. Senkt sich die Front ab, sollte die Abstrahlrichtung nach oben geschwenkt werden, um eine Verringerung der Leuchtweite zu verhindern.
Der Gesetzgeber schreibt für alle Kraftfahrzeuge vor, dass statische Änderungen der Leuchtweite zumindest durch eine manuelle Verstellbarkeit des Abstrahlwinkels kompensierbar sein müssen. Statische Änderungen der Leuchtweite sind solche Änderungen, die bei ruhendem Fahrzeug auftreten. Hinreichend große Änderungen der Beladung des Fahrzeugs, die zu einer statischen Achslastveränderung führen, lösen solche Änderungen aus.
Zusätzlich zu solchen statischen Änderungen können auch im Fahrbetrieb Änderungen der Leuchtweite durch dynamische Achslastveränderungen auftreten. Solche dynamischen Achslastveränderungen treten insbesondere bei starkem Beschleunigen und Bremsen auf.
Für Kraftfahrzeugscheinwerfer, die bestimmte Lichtgrenzwerte überschreiten, schreibt der Gesetzgeber eine automatische erfolgende Korrektur (Regulierung) der Leuchtweite vor. Die in diesem Zusammenhang in Frage kommenden Lichtgrenzwerte werden insbesondere bei Scheinwerfern mit Gasentladungslampen überschritten, so das mit solchen Scheinwerfern ausgerüstete Fahrzeuge eine automatische Leuchtweitenregulierung aufweisen müssen. Das Ziel der auch als Leuchtweitenregelung bezeichneten Korrektur liegt darin, eine Blendung des Gegenverkehrs zu verhindern und die Leuchtweite in einem vorgegebenen Toleranzfenster zu halten. Gleichzeitig ergibt sich für den Fahrer ein Sicherheitsgewinn bei Nachtfahrten, da seine Sichtweite annähernd konstant gehalten wird. Teilweise erfolgt die automatische Korrektur bei heutigen Serienfahrzeugen so schnell, dass auch Einflüsse dynamischer Achslastveränderungen auf die Leuchtweite kompensiert werden können, was auch als dynamische Leuchtweitenregulierung bezeichnet wird.
Durch die dynamische Leuchtweitenregulierung werden insbesondere Einflüsse von Bremsvorgängen und Beschleunigungsvorgängen auf die Leuchtweite kompensiert, die sich ohne kompensierende Eingriffe als Folge von Änderungen der Karosserielängsneigung, also der Neigung der Karosserie in Richtung der Fahrzeuglängsachse, ergeben würden. Zur Ermittlung der Karosserielängsneigung werden üblicherweise Sensoreinrichtungen verwendet, welche die Einfederung von Fahrwerkskomponenten relativ zur Fahrzeugkarosserie erfassen. So kann zum Beispiel aus der Ein- bzw. Ausfederung an der Vorderachse und der Hinterachse und dem Radstand der Längsneigungswinkel berechnet werden, den die Leuchtweitenregulierung dynamisch ausgleicht. Hierfür sind typischerweise mehrere Sensoreinrichtungen nötig.
Die dynamische Leuchtweitenregulierung korrigiert die vertikale Ausrichtung (Neigung) des Scheinwerfers im Idealfall um den gleichen Betrag, um den sich die Karosserielängsneigung beim Fahren verändert. Der Karosserielängsneigungswinkel und der durch die dynamische Leuchtweitenregulierung erzeugte Scheinwerferneigungswinkel sind also in der Regel betragsmäßig gleich, haben aber entgegengesetzte Vorzeichen, so dass sich die Winkel kompensieren. So ergibt sich beim Fahren eine konstante Leuchtweite.
Für die Regelung ist es dabei wichtig, möglichst ausschließlich die Karosserieneigung in Längsrichtung zu erfassen. Dies wird bspw. dann erreicht, wenn die Einfederung der Fahrwerkskomponente, die von einem dafür vorgesehenen Sensor erfasst wird, nur von einer Längsneigung, nicht aber von einer Querneigung des Fahrzeugs beeinflusst wird. Diese Bedingung liegt zum Beispiel bei einer starren Hinterachse vor, deren Einfederung in der Mitte zwischen beiden Hinterrädern erfasst wird. Eine gegebenenfalls gleichzeitig auftretende Querneigung ändert die in der Mitte erfasste Einfederung nicht. In Bezug auf die Fahrzeugbreite außermittig angeordnete Sensoren liefern dagegen Signale, die von einer Querneigung beeinflusst werden. Eine Querneigung tritt insbesondere beim Befahren einer Kurve oder durch eine schräge Fahrbahn auf, ohne dass dabei gleichzeitig eine Längsneigung des Fahrzeugs auftritt.
Neue Verfahren in der Antriebstechnik (z. B. zusätzlicher Elektroantrieb) können dazu führen, dass eine mittige Montage der Sensoreinrichtungen nicht realisiert werden kann und die Sensoreinrichtung deshalb außermittig verbaut werden muss. Eine solche Konfiguration kann sich auch bei Einzelradaufhängungen ergeben, bei denen, anders als bei Starrachsen, keine einfedernden Fahrwerkskomponenten vorhanden sind, bei denen eine solche Abstandsänderung in der Mitte der Spurweite auftritt. Es ist daher davon auszugehen, dass es Konfigurationen gibt, bei denen das Signal eines Sensors, der eine Einfederung einer Fahrwerkskomponente gegenüber der Fahrzeugkarosserie erfasst, sowohl durch eine Längsneigung als auch durch eine Querneigung beeinflusst wird, so dass aus dem Sensorsignal nicht erkennbar ist, ob es durch eine Querneigung oder durch eine Längsneigung erzeugt wird.
Damit kommt es bei Querneigungen der Karosserie zu einer fehlerhaften Messung der Längsneigung, was wiederum eine fehlerhafte vertikale Verstellung der Scheinwerfer zur Folge hat. Dies führt zu einer falschen Ausleuchtung des Fahrzeugvorfeldes.
Es sind Lösungen bekannt, die zur Vermeidung dieser Verfälschung jeweils zwei symmetrisch zur Fahrzeuglängsachse montierte Sensoreinrichtungen verwenden. Eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung zur dynamischen Leuchtweitenregulierung, welche die Signale beider Sensoreinrichtungen verarbeitet, berechnet z. B. aus beiden Signalen einen Mittelwert der Einfederung an einem bestimmten Punkt der Fahrzeuglängsachse, wodurch der aus der Querneigung resultierende Stellfehler zum Verstellen der Leuchtweite eliminiert wird. Diese Lösung führt auf Grund der höheren Anzahl notwendiger Sensoreinrichtungen zu deutlich höheren Kosten.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung in der Angabe eines Verfahrens und einer Vorrichtung der jeweils eingangs genannten Art, das falsche Ausleuchtungen des Fahrzeugvorfeldes in diesem technischen Umfeld auch bei Konfigurationen einer Einfederungssensorik vermeidet, bei denen das Signal der Einfederungsensorik sowohl durch eine Längsneigung als auch durch eine Querneigung beeinflusst wird, so dass aus den Signalen der Sensorik nicht erkennbar ist, ob sie durch eine Querneigung oder durch eine Längsneigung erzeugt wird. Unter einer Sensorik wird dabei hier wenigstens ein Sensor verstanden, die Sensorik kann aber auch mehrere Sensoren aufweisen.
Diese Aufgabe wird in Bezug auf ihre Verfahrensaspekte durch die Summe der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. In Bezug auf ihre Vorrichtungsaspekte wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Bestimmung der Stellgröße zusätzlich in Abhängigkeit von Signalen einer Sensorik erfolgt, die einen Rückschluss auf beim Durchfahren einer Kurve auftretende Fliehkräfte erlauben. Dabei weist die Sensorik wenigstens einen Sensor auf, in dessen Signal sich eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs abbildet, und sie weist einen Sensor auf, in dessen Signal sich eine Krümmung des vom Fahrzeug befahrenen Fahrwegs abbildet.
Durch den Rückschluss auf beim Durchfahren einer Kurve auftretende Fliehkräfte erlaubt die Erfindung eine Einschätzung, ob eine Querneigung auftritt und gegebenenfalls zusätzlich eine Abschätzung der Größe des Einflusses der Querneigung auf den Abstand. Die Erfindung erlaubt damit eine Kompensation des unerwünschten Querneigungseinflusses oder eine zumindest eine Begrenzung dieses unerwünschten Einflusses.
Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass der Sensor, in dem sich eine Krümmung des vom Fahrzeug befahrenen Fahrwegs abbildet, ein Gierratensensor ist.
Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass der Sensor, in dem sich eine Krümmung des vom Fahrzeug befahrenen Fahrwegs abbildet, ein Lenkwinkelsensor ist.
Bevorzugt ist auch, dass der Sensor, in dessen Signal sich eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs abbildet, ein Raddrehzahlsensor oder ein Getriebeausgangsdrehzahlsensor ist.
Solche Sensoren sind bei modernen Kraftfahrzeugen häufig bereits vorhanden, um andere Funktionen wie Fahrstabilitätsregelungen und dergleichen verwirklichen zu können. Die Erfindung ist daher realisierbar, ohne dass dafür weitere Sensoren bereitgestellt werden müssen.
Ferner ist bevorzugt, dass aus den Signalen der Sensorik, die einen Rückschluss auf beim Durchfahren einer Kurve auftretende Fliehkräfte erlauben, eine Fliehkraft oder eine mit der Fliehkraft einhergehende Querneigung des Fahrzeugs bestimmt und mit einem Schwellenwert verglichen wird und dass die Bestimmung der Stellgröße eingefroren wird, wenn die Fliehkraft oder die Querneigung größer als der Schwellenwert ist.
Bevorzugt ist auch, dass aus den Signalen der Sensorik, die einen Rückschluss auf beim Durchfahren einer Kurve auftretende Fliehkräfte erlauben, eine Fliehkraft oder eine mit der Fliehkraft einhergehende Querneigung des Fahrzeugs bestimmt und mit einem Schwellenwert verglichen wird und dass die Bestimmung der Stellgröße zusätzlich in Abhängigkeit von den Signalen der Sensorik dann erfolgt, wenn die Fliehkraft oder die Querneigung größer als der Schwellenwert ist.
Ferner ist bevorzugt, dass ein Maß für die Querneigung bestimmt wird und der bestimmte Abstand mit dem bestimmten Maß korrigiert wird, so dass der Querführungseinfluss auf den Abstand kompensiert wird.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und der beigefügten Figur.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den jeweils angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird zusammen mit weiteren Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge, der ein zur Leuchtweitenregulierung verstellbares Lichtmodul aufweist;
2 eine Achse eines Kraftfahrzeuges mit einem bezüglich der Spurweite mittig angeordneten Abstandssensors zur Bestimmung der Einfederung;
3 die Achse aus der 2 bei einer Querneigung;
4 eine Achse wie in 2 und 3, jedoch mit zwei außermittig angeordneten Abstandssensoren;
5 eine Achse mit Querneigung wie in 3, jedoch mit einem außermittig angeordneten Sensor;
6 das technische Umfeld der Erfindung mit Fahrwerkskomponenten, Sensoren, Steuergerät und Scheinwerfern;
7 ein Flussdiagramm als Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
8 eine Ausgestaltung des Verfahrens nach 7; und
9 eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens.
Gleiche Bezugszeichen in verschiedenen Figuren sollen dabei jeweils gleiche Elemente bezeichnen.
Im Einzelnen zeigt die 1 einen Scheinwerfer 1 für Kraftfahrzeuge, der ein Lichtmodul 10 aufweist. Das Lichtmodul 10 ist insbesondere dazu eingerichtet, eine Abblendlicht-Lichtverteilung zu erzeugen. Der Scheinwerfer 1 kann auch mehrere Lichtmodule aufweisen, mit denen Leuchtenfunktionen, wie Blinklicht oder Positionslicht, etc. verwirklicht werden. In der dargestellten Ausgestaltung weist das Lichtmodul 10 einen Reflektor 12 und eine Lichtquelle 14 auf. Die Lichtquelle ist zum Beispiel eine Glühlampe, eine Gasentladungslampe oder eine Halbleiterlichtquelle. Das dargestellte Lichtmodul ist ein sogenanntes Projektionslichtmodul.
Das von der Lichtquelle 14 ausgehende Licht wird von dem Reflektor 12 in eine erste Lichtverteilung gebündelt, die etwa am oberen Rand der Blende 17 lokalisiert ist. Die Blende 17 ragt in diese Lichtverteilung hinein und schattet einen Teil des Lichtbündels ab. Die obere Kante der Blende 17 liegt in einem Brennpunkt einer Sammellinse 18. Die Sammellinse 18 projiziert die abgeschattete erste Lichtverteilung auf die Straße und bildet dabei die obere Blendenkante als Hell-Dunkel-Grenze ab. Eine Lichtaustrittsöffnung des Gehäuses 15 ist mit einer lichtdurchlässigen Abdeckscheibe 16 aus Glas oder Kunststoff verschlossen.
Das Lichtmodul 10 ist an einer Halterung 19 in dem Gehäuse 15 schwenkbar befestigt. Die Halterung 19 ist dabei so ausgestaltet, dass ein Schwenken des Lichtmoduls 10 das Lichtbündel nach oben und/oder unten auslenkt, so dass die Hell-Dunkel-Grenze vertikal verstellt wird. Je höher die Hell-Dunkel-Grenze liegt, desto größer ist die Leuchtweite des Lichtbündels. Eine Leuchtweiten-Stelleinrichtung 20 weist einen elektrischen Antriebsmotor 21 auf, der über ein am Lichtmodul 10 angelenktes Verstellelement 22 eine Schwenkbewegung des Lichtmoduls 10 um eine Drehachse des Halteelements 19 antreibt. Die Verstellrichtung wird in der 1 mit dem Pfeil 23 veranschaulicht.
Der Antriebsmotor 21 ist vorzugsweise als Schrittmotor ausgebildet und wird von einem Steuergerät 24 angesteuert, das in der dargestellten Ausgestaltung innerhalb des Scheinwerfers angeordnet ist. Das Steuergerät könnte aber auch außerhalb des Scheinwerfers 1 angeordnet sein. Das Steuergerät 24 erhält unter anderem Signale von Sensoren des Kraftfahrzeugs. Aus diesen Signalen bestimmt das Steuergerät Stellsignale und steuert den Antriebsmotor 21 so an, dass der Einfluss von Winkeländerungen der Längsachse der Karosserie gegenüber dem Straßenniveau in der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 24 auf die Leuchtweite durch eine gegensinnig erfolgende Verschwenkung des Lichtmoduls kompensiert wird.
Die 2 bis 4 zeigen aus dem Stand der Technik bekannte Anordnungen von Sensoren 26 zur Realisierung der Leuchtweitenregulierung in Bezug zu einer aktuellen Neigung des Kraftfahrzeugs. Die Sensoren 26 sind in der Regel Drehwinkelsensoren. Ein erster Teil des Drehwinkelsensors ist starr mit dem Chassis oder der Karosserie 25 des Kraftfahrzeugs verbunden, während ein zweiter Teil des Sensors über eine Hebelmechanik an eine Fahrwerkskomponente angelenkt ist, die sich beim Einfedern relativ zum Chassis oder zur Karosserie bewegt. Die Fahrwerkskomponente ist zum Beispiel eine Starrachse oder ein Längslenker oder Querlenker einer Einzelradaufhängung. Beim Einfedern tritt ein Drehwinkel im Sensor auf, aus dem der Sensor ein elektrisches Signal erzeugt. In diesem Signal bildet sich damit ein Abstand zwischen einer Fahrbahn und einer Karosserie des Kraftfahrzeugs oder zwischen beweglich an der Karosserie angelenkten Fahrwerkskomponenten des Kraftfahrzeugs und der Karosserie des Kraftfahrzeugs ab. Alternativ kann der Abstand auch durch die Laufzeit eines aktiv ausgesandten und an der Fahrbahn reflektierten Signals bestimmt werde
In den 2 bis 4 steht die Längsachse des Kraftfahrzeugs jeweils senkrecht auf der Papierebene. Die 2 und 3 zeigen jeweils einen bezüglich der Spurweite des Kraftfahrzeugs mittig zwischen Rädern 29.1, 29.2 angeordneten Abstandssensor 26. Der Abstandssensor 26 ist hier also auf der der Längsachse 30 des Kraftfahrzeugs angeordnet.
2 zeigt die Anordnung ohne eine Querneigung und 3 zeigt die Anordnung mit einer Querneigung des Kraftfahrzeugs. Eine Querneigung des Kraftfahrzeugs tritt insbesondere bei einer Kurvenfahrt auf. Der von dem Abstandssensor 26 ermittelte Abstand zur Fahrbahn zeigt durch die mittige Anordnung auf der Fahrzeuglängsachse 30 in jedem Fall den aktuellen Abstand zur Fahrbahn, sodass der Abstandssensor 26 eine Längsneigung des Kraftfahrzeugs zuverlässig ermitteln kann. Die in 3 dargestellte Querneigung beeinflusst nicht die Signale zur Ermittlung der Längsneigung.
4 zeigt eine Anordnung aus dem Stand der Technik mit zwei Sensoren 26, die symmetrisch zur Längsachse 30 an dem Kraftfahrzeug angeordnet und dazu eingerichtet sind, den Abstand zwischen einer Fahrbahn und einer Karosserie des Kraftfahrzeugs oder zwischen beweglich an der Karosserie angelenkten Fahrwerkskomponenten des Kraftfahrzeugs und der Karosserie des Kraftfahrzeugs zu erfassen. Hierbei kann in dem Steuergerät aus beiden ermittelten Abständen zur Fahrbahn ein Mittelwert errechnet werden, der den für die Leuchtweitenregulierung notwendigen Abstand der Achse 28 zur Fahrbahn darstellt.
5 zeigt eine bezüglich der Spurweite außermittige Anordnung eines einzigen Abstandssensors 26, so dass der Abstandssensor dort nicht mehr auf der Längsachse liegt. Eine solche Anordnung kann sich zum Beispiel bei Einzelradaufhängungen ergeben, oder sie kann sich dann ergeben, wenn der Bauraum in der Mitte der Spurweite nicht zur Verfügung steht, weil dort zum Beispiel Komponenten eines Elektroantriebs angeordnet sind. Bei einer solchen außermittigen Anordnung ergibt sich am Sensorort ein Abstand der Karosserie zur Fahrbahn, der sowohl von der Längsneigung als auch von der Querneigung abhängig ist. In dem Signal des Abstandssensors 26 bildet sich dieser Abstand ab, ohne dass der Abstandssensor zwischen einem auf die Querneigung zurückzuführenden Anteil und einem auf die Längsneigung zurückzuführenden Anteil unterscheiden kann. Diese fehlende Unterscheidbarkeit führt bei einer Querneigung des Kraftfahrzeugs zwangsläufig zu einer Verfälschung der Bestimmung der Längsneigung des Fahrzeugs, wenn das Signal genauso ausgewertet wird wie bei einem mittig angeordneten Sensor. Die Einstellung der Leuchtweite wäre dann ebenfalls mit einem Fehler behaftet.
6 zeigt das technische Umfeld, mit dem die Erfindung einen solchen Fehler vermeidet. Im Einzelnen zeigt die 6 zwei Hinterräder 29.1. und 29.2 sowie zwei lenkbare Vorderräder 29.3. und 29.4. Moderne Kraftfahrzeuge sind mit Raddrehzahlsensoren ausgerüstet. 6 zeigt solche Raddrehzahlsensoren 30.1 und 30.2 an den Hinterrädern. Auch die Vorderräder werden im Allgemeinen solche Raddrehzahlsensoren aufweisen. Jeder Radrehzahlsensor wirkt mit einem Geberrad 32.1, beziehungsweise 32.2 zusammen, das sich mit einem der Hinterräder mitdreht. Die Signale n1, n2 der Raddrehzahlsensoren erlauben daher eine Bestimmung der Geschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs. Alternativ kann die Geschwindigkeit v auch aus dem Signal eines gegebenenfalls vorhandenen Getriebeausgangsdrehzahlsensors bestimmt werden.
Darüber hinaus erlaubt eine Auswertung der Signale der Raddrehzahlsensoren eines inneren Rades und eines äußeren Rades auch eine Bestimmung von Kurvenradien, die vom Fahrzeug durchfahren werden. Aus einem Radius, bzw. einer Krümmung einer vom Fahrzeug durchfahrenen Kurve und der Fahrgeschwindigkeit sowie der bekannten Masse des Kraftfahrzeugs ergibt sich eine Fliehkraft, die zu einer Querneigung des Fahrzeugs führt. Das bedeutet, dass sich aus den Radrehzahlen n1, n2 an einer Achse und weiteren fahrzeugtypischen Parametern wie Masse des Fahrzeugs und Federhärte seines Fahrwerks die Querneigung des Fahrzeugs bestimmen lässt, die mit einem für die Bestimmung der Längsneigung unerwünschten Einfluss auf den Abstand d einhergeht.
Je ein auf der Kurveninnenseite und ein auf der Kurvenaußenseite des Kraftfahrzeugs angeordneter Radrehzahlsensor stellen daher als Paar ein Ausführungsbeispiel eines Sensors dar, in dessen Signal sich eine Krümmung des vom Fahrzeug befahrenen Fahrwegs abbildet. Das Signal ist in diesem Fall die Raddrehzahldifferenz, denn diese ist bei Geradeausfahrt gleich Null und weicht bei einer Kurvenfahrt vom Wert Null ab.
Ein bezüglich einer Spurweite außermittig und damit außerhalb einer Fahrzeuglängsachse 42 angeordneter Abstandssensor 26 ermittelt ein Maß für die Einfederung an diesem Punkt. Der Abstandssensor 26 entspricht bevorzugt dem weiter oben bereits erläuterten Abstandssensor 26 und weist eine Hebelmechanik 34 auf, die den Abstandssensor 26 an eine Fahrwerkskomponente 36 ankoppelt. Die Fahrwerkskomponente 36 ist in der dargestellten Ausgestaltung ein Längslenker, mit dem das Rad 29.2 an das Chassis oder die Karosserie 25 angelenkt ist. Darüber hinaus ist bevorzugt wenigstens ein weiterer Abstandssensor an einem in Richtung der Längsachse vom Einbauort des Abstanddssensors 26 verschiedenen Ort vorhanden, sodass sich durch eine Verknüpfung der an diesen Orten oder für diese Orte ermittelten Abstände eine Längsneigung des Fahrzeugs bestimmen lässt.
Alternativ oder ergänzend zu einer Ermittlung von Kurvenradien aus den Signalen von zwei Raddrehzahlsensoren einer Achse kann eine Krümmung eines Fahrwegs auch aus den Signalen eines Lenkwinkelsensors 38 abgeleitet werden. In der dargestellten Ausgestaltung wirkt der Drehwinkelsensor 38 mit einem Geberrad 40 zusammen, das drehfest mit einem Lenkrad 44 gekoppelt ist. Die Paarungen aus je einem Sensor und einem Geberrad wirken zum Beispiel durch eine induktive Kopplung zusammen, bei der sich die Bewegung ferromagnetischer Strukturen des Geberrades in einem elektrischen Induktionssignal des jeweiligen Sensors abbildet. Dies gilt auch für die Raddrehzahlsensoren. Der Lenkwinkelsensor stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Sensors dar, in dessen Signal sich eine Krümmung des vom Fahrzeug befahrenen Fahrwegs abbildet.
Moderne Kraftfahrzeuge besitzen häufig einen Gierratensensor 46 und verarbeiten dessen Signal für Fahrstabilitäts-Steuerungsfunktionen, zum Beispiel für automatisch erfolgende Bremseingriffe und/oder Antriebsmomenteingriffe. Ein solcher Gierratensensor stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Sensors dar, in dessen Signal sich eine Krümmung des vom Fahrzeug befahrenen Fahrwegs abbildet. Bei einer Geradeausfahrt ist die Gierrate zum Beispiel gleich Null, während sie bei einer Kurvenfahrt einen von Null verschiedenen Wert annimmt. Aus der Gierrate und der Fahrgeschwindigkeit lässt sich der Krümmungsradius der durchfahrenen Kurve bestimmen.
Die Sensorsignale werden in einem Steuergerät 24 zu Stellgrößen I für die Antriebsmotoren 21 der Leuchtweitenregulierung verarbeitet und an diese Antriebsmotoren ausgegeben. Das Steuergerät 24 ist daher ein zur Einstellung der Leuchtweite eines Scheinwerfers 1.1, 1.2 eines Kraftfahrzeugs eingerichtetes Steuergerät, das dazu eingerichtet, insbesondere dazu programmiert ist, einen Abstand d_26 zwischen einer Fahrbahn und einer Karosserie 25 des Kraftfahrzeugs oder zwischen einer beweglich an der Karosserie angelenkten Fahrwerkskomponente 36 des Kraftfahrzeugs und der Karosserie des Kraftfahrzeugs aus dem Signal d_26 eines diesen Abstand erfassenden Abstandsensors 26 zu bestimmen und in Abhängigkeit von diesem Abstand eine Stellgröße I zum Einstellen der Leuchtweite zu bestimmen.
Das Steuergerät zeichnet sich dadurch aus, dass es dazu eingerichtet, insbesondere dazu programmiert ist, die Stellgröße I zusätzlich in Abhängigkeit von Signalen einer Sensorik 30.1, 30.2, 38, 46 zu bestimmen, die einen Rückschluss auf beim Durchfahren einer Kurve auftretende Fliehkräfte erlauben, wobei die Sensorik wenigstens einen Sensor 30.1, 30.2 aufweist, in dessen Signal sich eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs abbildet und einen Sensor 46, 44 oder ein Sensorpaar 30.1 und 30.2 aufweist, in dem sich eine Krümmung des vom Fahrzeug befahrenen Fahrwegs abbildet. Allgemein gilt, dass das Steuergerät 24 dazu eingerichtet ist, wenigstens eines der in dieser Anmeldung vorgestellten Verfahren auszuführen.
Die 7 offenbart ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Nach einem Start des Verfahrens, der zum Beispiel durch ein Einschalten des Lichtes ausgelöst wird, bestimmt das Steuergerät 24 im Schritt 54 zunächst eine Geschwindigkeit v des Kraftfahrzeuges und eine Krümmung des gerade befahrenen Fahrwegs sowie ein Maß für die tatsächliche Einfederung der Karosserie oder der Chassis gegenüber der Fahrbahn. Dazu verarbeitet das Steuergerät 24 insbesondere das Signal d_26 des Abstandssensors 26 und das Signal eines Sensors, in dem sich die Fahrgeschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs abbildet, sowie das Signal eines Sensors, in dem sich eine Krümmung K des Fahrwegs abbildet. Beispiele solcher Signale sind bereits erwähnt worden, ohne dass die Nennung der Sensoren Anspruch auf Vollständigkeit erhebt.
Im Schritt 56 wird dann eine Stellgröße I, z. B. ein Strom, mit dem der Antriebsmotor 21 betrieben wird, als Funktion I(d_26, v, K), also als Funktion des Abstands d_26, der Geschwindigkeit v und der Krümmung K gebildet. Diese Stellgröße wird anschließend im Schritt 58 ausgegeben. Die Schleife aus den Schritten 54–58 wird im Fahrbetrieb immer wieder durchlaufen, so dass sich eine kontinuierliche Anpassung der Leuchtweite an die jeweilige Situation ergibt. Die Stellgrößenbildung erfolgt bevorzugt nicht in einem geschlossenem Regelkreis, sondern in einer offenen Schleife, was auch als Steuerung bezeichnet wird.
8 zeigt eine erste Ausgestaltung des Schrittes 56 aus der 7. Im Schritt 56.1 wird aus den vorher im Schritt 54 bestimmten Werten der Geschwindigkeit v und der Krümmung K ein Wert der Fliehkraft Fz = Fz(v, K) oder ein Wert der Querneigung Qn = Qn(v, K) bestimmt. Die Bestimmung erfolgt mit einer Rechenvorschrift oder durch Rückgriff auf Kennfeldspeicher, in denen Fz- oder Qn-Werte als Funktion der Geschwindigkeit v und der Krümmung K oder dazu äquivalenten Größen abgelegt sind. Im Schritt 56.2 wird entweder die Fliehkraft Fz oder die Querneigung Qn mit einem jeweils passend gewählten Schwellenwert S verglichen. Der Schwellenwert S ist dabei so gewählt, dass eine Überschreitung von S mit einem vergleichsweise großen Einfluss der Querneigung Qn auf die Abstandsmessung des Sensors 26 einhergeht. Sofern der Schwellenwert S nicht überschritten wird, verzweigt das Verfahren in den Schritt 56.3, in dem die Stellgröße I nur in Abhängigkeit vom gemessenen Abstand d_26 gebildet wird.
Wird der Schwellenwert im Schritt 56.2 dagegen überschritten, wird im Schritt 56.4 ein vorgegebener Standardwert I0 für die Stellgröße bestimmt. Bei dem Standardwert handelt es sich z. B. um einen neutralen Wert, der die aktuell eingestellte Leuchtweite nicht verändert. Die Leuchtweitenregulierung wird bei diesem Beispiel also gewissermaßen eingefroren. Damit werden einerseits unerwünschte Querneigungseinflüsse auf die Bestimmung der Längsneigung und die darauf basierende Leuchtweitenregelung ausgeschlossen. Andererseits muss dann akzeptiert werden, dass dynamische Änderungen der Leuchtweite, die durch Bremsen oder Beschleunigung bei eingefrorener Leuchtweitenregulierung auftreten, nicht kompensiert werden können.
9 zeigt eine weitere Ausgestaltung, bei der der Schritt 56.4 durch die Schritte 56.5, 56.6 und 56.7 ersetzt worden ist. Diese Schritte 56.5, 56.6, 56.7 zeichnen sich dadurch aus, dass bei der Bildung der Stellgröße I zusätzlich zum Abstand d_26 auch die Fliehkraft Fz oder die aus der Fliehkraft resultierende Querneigung Qn berücksichtigt wird. Dazu wird z. B. aus der Fliehkraft Fz oder Querneigung Qn ein Abstandsanteil d_Qn an dem gemessenen Abstand d_26 bestimmt. Dies erfolgt im Schritt 56.5. Der Wert d_Qn kann alternativ auch direkt aus der Geschwindigkeit v und der Krümmung K bestimmt werden, wobei auch diese Bestimmung durch Berechnung oder Kennfeldzugriff erfolgen kann. Anschließend wird der auf die Querneigung zurückzuführende Abstandsanteil d_Qn im Schritt 56.6 vom gemessenen Abstand d_26 subtrahiert. Die Bildung der Stellgröße I erfolgt dann im Schritt 56.7 als Funktion des korrigierten Abstandes, also insbesondere als Funktion der Differenz d_26-d_Qn.
Bei dieser Ausgestaltung wird das durch eine Querneigung verfälschte Sensorsignal daher in Abhängigkeit von der geschätzten oder bestimmten Querneigung korrigiert. Dies erfolgt dadurch, dass das Steuergerät einen auf die Querneigung zurückzuführenden Anteil an dem Abstand, der vom Abstandssensor 26 erfasst wird, bei der Berechnung der Längsneigung rechnerisch kompensiert.

Claims

Verfahren zur Einstellung der Leuchtweite eines Scheinwerfers (1; 1.1, 1.2) eines Kraftfahrzeugs, wobei wenigstens ein Abstand (d_26) zwischen einer Fahrbahn und einer Karosserie (25) des Kraftfahrzeugs oder zwischen beweglich an der Karosserie angelenkten Fahrwerkskomponenten (36) des Kraftfahrzeugs und der Karosserie des Kraftfahrzeugs bestimmt wird, und wobei eine Stellgröße (I) zum Einstellen der Leuchtweite in Abhängigkeit von dem bestimmten Abstand bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Stellgröße zusätzlich in Abhängigkeit von Signalen einer Sensorik erfolgt, die einen Rückschluss auf beim Durchfahren einer Kurve auftretende Fliehkräfte erlauben, wobei die Sensorik wenigstens einen Sensor (30.1, 30.2) aufweist, in dessen Signal sich eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs abbildet und einen Sensor (38; 46; (30.1, 30.2)) aufweist, in dessen Signal sich eine Krümmung des vom Fahrzeug befahrenen Fahrwegs abbildet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor, in dem sich eine Krümmung des vom Fahrzeug befahrenen Fahrwegs abbildet, ein Gierratensensor (46) ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor, in dem sich eine Krümmung des vom Fahrzeug befahrenen Fahrwegs abbildet, ein Lenkwinkelsensor (38) ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor, in dessen Signal sich eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs abbildet, ein Raddrehzahlsensor (30.1, 30.2) oder ein Getriebeausgangsdrehzahlsensor ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Signalen der Sensorik, die einen Rückschluss auf beim Durchfahren einer Kurve auftretende Fliehkräfte erlauben, eine Fliehkraft oder eine mit der Fliehkraft einhergehende Querneigung des Fahrzeugs bestimmt und mit einem Schwellenwert verglichen wird und dass die Bestimmung der Stellgröße eingefroren wird, wenn die Fliehkraft oder die Querneigung größer als der Schwellenwert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Signalen der Sensorik, die einen Rückschluss auf beim Durchfahren einer Kurve auftretende Fliehkräfte erlauben, eine Fliehkraft oder eine mit der Fliehkraft einhergehende Querneigung des Fahrzeugs bestimmt und mit einem Schwellenwert verglichen wird und dass die Bestimmung der Stellgröße zusätzlich in Abhängigkeit von den Signalen der Sensorik dann erfolgt, wenn die Fliehkraft oder die Querneigung größer als der Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Maß für die Querneigung bestimmt wird und der bestimmte Abstand mit dem bestimmten Maß korrigiert wird, so dass der Querführungseinfluss auf den Abstand kompensiert wird.
Zur Einstellung der Leuchtweite eines Scheinwerfers (1; 1.1, 1.2) eines Kraftfahrzeugs eingerichtetes Steuergerät (24), das dazu eingerichtet, insbesondere dazu programmiert ist, einen Abstand (d_26) zwischen einer Fahrbahn und einer Karosserie (25) des Kraftfahrzeugs oder zwischen einer beweglich an der Karosserie angelenkten Fahrwerkskomponente (36) des Kraftfahrzeugs und der Karosserie des Kraftfahrzeugs aus dem Signal eines diesen Abstand erfassenden Abstandsensors (26) zu bestimmen und in Abhängigkeit von diesem Abstand eine Stellgröße (I) zum Einstellen der Leuchtweite zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät dazu eingerichtet, insbesondere dazu programmiert ist, die Stellgröße zusätzlich in Abhängigkeit von Signalen einer Sensorik zu bestimmen, die einen Rückschluss auf beim Durchfahren einer Kurve auftretende Fliehkräfte erlauben, wobei die Sensorik wenigstens einen Sensor (30.1, 30.2) aufweist, in dessen Signal sich eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs abbildet und einen Sensor (38; 46; (30.1, 30.2)) aufweist, in dem sich eine Krümmung des vom Fahrzeug befahrenen Fahrwegs abbildet.
Steuergerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es dazu eingerichtet ist, wenigstens eines der Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 6 durchzuführen.