DE10239829A1

DE10239829A1 - Steuersystem für die optische Achse von Fahrzeugscheinwerfern

Info

Publication number: DE10239829A1
Application number: DE10239829A
Authority: DE
Inventors: Yasutoshi Horii; Takamichi Nakase
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-08-31
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2003-03-20
Anticipated expiration: 2022-08-30
Also published as: US6778892B2; US20030055548A1; JP2003072460A; JP4396071B2; DE10239829B4

Abstract

Ein Steuersystem für die optische Achse von Fahrzeugscheinwerfern enthält einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (18R, 18L), einen Lenkwinkelsensor (16), eine Schaltung (20) zum Berechnen des Fahrerbeobachtungspunktes und eine Steuervorrichtung zum Steuern der optischen Achse entsprechend der Position des Fahrerbeobachtungspunktes. Die Schaltung gibt eine zukünftige Position des Fahrerbeobachtungspunktes entsprechend dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal und dem Lenkwinkelsignal an. Daher kann der Ausleuchtungsbereich der Scheinwerfer rechtzeitig den Fahrerbeobachtungspunkt abdecken.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuersystem für die optische Achse von Fahrzeugscheinwerfern.

Bei einem Steuersystem für die optische Achse von Scheinwerfern, wie es in JP- B-2950897 offenbart ist, wird die optische Achse der Scheinwerfer durch ein Drehen hzw. Schwenken nach links oder rechts gemäß einem Lenkwinkel des Lenkrades gesteuert. Ein solches Steuersystem sieht eine Totzone, d. h. einen Regelunempfindlichkeitbereich, bei der Neutralstellung des Lenkrades vor, um eine Bewegung der optischen Achse aufgrund des Lenkradspiels oder aufgrund einer geringfügigen Betätigung des Lenkrades zu verhindern. Obwohl die optische Achse des Scheinwerfers eines Fahrzeugs, beispielweise eines Automobils, gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Lenkwinkels des Lenkrades gesteuert wird, kann es für einen Fahrer schwierig sein, ein Objekt zu beobachten, während das Fahrzeug durch eine Kurve fährt, da der Ausleuchtungsbereich der Scheinwerfer das Objekt nicht immer ohne weiteres ausleuchten kann.

Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht des vorangehend erwähnten Problems gemacht worden.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuersystem für die optische Achse von Scheinwerfern für ein Fahrzeug zu schaffen, das das Objekt ausleuchten kann, das der Fahrer beobachten möchte.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des anliegenden Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen bilden Gegenstand der dem Anspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, deren Inhalt hierdurch ausdrücklich zum Bestandteil der Beschreibung gemacht wird, ohne an dieser Stelle des Wortlaut zu wiederholen.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung enthält ein Steuersystem für die optische Achse von Fahrzeugscheinwerfern eine Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung, eine Lenkwinkelerfassungseinrichtung, eine Berechnungseinrichtung des Fahrerbeobachtungspunktes zum Vorsehen einer Position eines Fahrerbeobachtungspunktes, der gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkwinkel nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit zukünftig zu erwarten ist, und eine Steuereinrichtung zum Steuern der optischen Achse derart, daß der Ausleuchtungsbereich den Fahrerbeobachtungspunkt überdeckt.

Die Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung erfaßt die Fahrzeuggeschwindigkeit und erzeugt ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal und die Lenkwinkelerfassungseinrichtung erfaßt den Lenkwinkel und erzeugt ein Lenkwinkelsignal.

Vorzugsweise enthält die Steuereinrichtung bzw. die Berechnungseinrichtung des Fahrerbeobachtungspunktes eine Abbildungsaufzeichnung bzw. eine Map und es wird eine Korrektureinrichtung vorgesehen. Die Map sieht Standardpositionen des Fahrerbeobachtungspunktes vor, die zahlreichen Fahrzeuggeschwindigkeiten und Lenkwinkeln entsprechen, und die Korrektureinrichtung korrigiert die Standardposition des Fahrerbeobachtungspunktes durch Multiplizieren der Standardposition mit einem vorbestimmten Koeffizienten, der proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit oder dem Lenkwinkel ist, falls die Fahrzeuggeschwindigkeit oder der Lenkwinkel sich von der Fahrzeuggeschwindigkeit oder dem Lenkwinkel unterscheidet, die in der Standardposition entspricht.

Daher kann der Ausleuchtungsbereich der Scheinwerfer rechtzeitig des Fahrerbeobachtungspunkt abdecken.

Andere Aufgaben, Aspekte, Eigenschaften der vorliegenden Erfindung ebenso wie Funktionen der dazugehörigen Teile der vorliegenden Erfindung werden nach Durchsicht der folgenden detaillierten Beschreibung, der beigefügten Ansprüche und der Zeichnung ersichtlich. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 ein schematisches Diagramm, das ein Steuersystem für die optische Achse für Fahrzeugscheinwerfern gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
Fig. 2 Ausleuchtungsbereiche, die durch festeingestellte Lampen und durch schenkbare Lampen gebildet werden, die durch das Steuersystem für die optische Achse der Fahrzeugscheinwerfer gemäß der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gesteuert werden;
Fig. 3 ein Beispiel des Betriebs des Steuersystems für die optische Achse von Fahrzeugscheinwerfern gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, während eines Durchfahrens einer Kurve mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit;
Fig. 4 ein Beispiel des Betriebs des Steuersystems für die optische Achse von Fahrzeugscheinwerfern gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, während des Durchfahrens einer Kurve mit einer Geschwindigkeit, die zweimal so hoch ist, wie die vorbestimmte Geschwindigkeit;
Fig. 5 ein Beispiel des Betriebs des Steuersystems für die optische Achse von Fahrzeugscheinwerfern gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, während des Durchfahrens einer Kurve mit einer Geschwindigkeit, die halb so groß ist, wie die vorbestimmte Geschwindigkeit;
Fig. 6 ein schematisches Diagramm, das eine dreidimensionale Map bzw. Speicherabbildung des Steuersystems für die optische Achse von Fahrzeugscheinwerfern gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 7 ein Beispiel des Betriebs des Steuersystems für die optische Achse von Fahrzeugscheinwerfern gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, während des Durchfahrens einer Kurve mit einem vorbestimmten Lenkwinkel;
Fig. 8 ein Beispiel des Betriebs des Steuersystems für die optische Achse von Fahrzeugscheinwerfern gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, während des Durchfahrens einer Kurve mit einem Lenkwinkel, der halb so groß ist, wie der vorbestimmte Lenkwinkel;
Fig. 9 ein Beispiel des Betriebs des Steuersystems für die optische Achse von Fahrzeugscheinwerfern gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, während des Durchfahrens einer Kurve mit einem Lenkwinkel, der zweimal so groß ist, wie der vorbestimmte Lenkwinkel.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist ein Fahrzeug mit rechten und linken Scheinwerfern 10R, 11L, rechts- und links schwenkenden Lampen 11R, 11L, deren Schwenkstellglieder 12R, 12L, einem Lenkrad 15, einem Lenkwinkelsensor 16, rechte und linke Raddrehzahlsensoren 18R, 18L, und einer elektronischen Steuereinheit (electronic control unit = ECU) 20 ausgerüstet.
Der Lenkwinkelsensor 16 erfaßt einen Lenkwinkel θs des Lenkrades 15, der von dessen Neutralstellung aus gemessen wird. Die ECU 20 enthält unter anderem eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 21, ein ROM 22, ein RAM 23, ein Backup RAM 24, eine I/O-Schaltung 25 und Busleitungen 26. Der ROM 22 enthält einen Speicherbereich bzw. eine Map, die Standarddrehwinkel θsw vorsieht, welche aufgrund einer Fahrzeuggeschwindigkeit V und einem Lenkwinkel θs bestimmt sind, wie es im Zusammenhang mit Fig. 6 eingehender beschrieben wird. Die ECU 20 ist mit den Schwenkstellgleidern 12R, 12L, dem Lenkwinkelsensor 16, den Raddrehzahlsensoren 18R, 18L und zahlreichen Sensoren verbunden.
Die ECU 20 berechnet im Voraus einen Fahrerbeobachtungspunkt zu einer vorbestimmten Zeit aufgrund der Fahrzeuggeschwindigkeit V, die durch die Raddrehzahlsensoren 18R und 18L erfaßt worden ist, und aufgrund des Lenkwinkel θs, der durch den Lenkwinkelsensor 16 erfaßt worden ist. Die ECU 20 steuert die Schwenkstellglieder 12R und 12L entsprechend einem Standarddrehwinkel θsw, der durch die Map vorgegeben ist, der der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Drehwinkel θs entspricht, wodurch die optische Achse der schwenkbaren Lampen 11R und 11L gedreht bzw. geschwenkt wird, so daß der Fahrerbeobachtungspunkt durch den Ausleuchtungsbereich der schwenkbaren Lampen 11R und 11L abgedeckt werden kann.
Wenn das Fahrzeug eine Kurve mit einer Standardgeschwindigkeit durchfährt, wird eine der schwenkbaren Lampen 11R und 11L (z. B. die linke Lampe 11L während einer Linkskurve) gemäß der Map, die in Fig. 6 gezeigt ist, zum links- oder lechts schwenken derart gesteuert, daß der Ausleuchtungsbereich der linken schwenkbaren Lampe 11L einen Fahrerbeobachtungspunkt (weißer Kreis in Fig. 3) abdecken kann, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. In diesem Fall überlappt der berechnete Beobachtungspunkt (schwarzer Kreis in Fig. 3) aus der Map einen gewünschten Fahrerbeobachtungspunkt.
Wenn das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit fährt, die zweimal so hoch wie die Standardgeschwindigkeit ist, ist der berechnete Beobachtungspunkt (schwarzer Kreis) zweimal so weit von dem Fahrerbeobachtungspunkt beabstandet lokalisiert. Es ist jedoch für die schwenkbaren Lampen nicht möglich, eine derartige lange Distanz abzudecken. In diesem Fall wird der Drehwinkel der optischen Achse der schwenkbaren Lampe 11L durch Multiplizieren des Standardschwenkwinkels θsw mit S derart korrigiert, daß der Ausleuchtungsbereich der schwenkbaren Lampe den Fahrerbeobachtungspunkt abdecken kann.
Wenn das Fahrzeug mit der Hälfte der Standardgeschwindigkeit fährt, ist der für die Standardgeschwindigkeit berechnete Beobachtungspunkt halb so weit beabstandet lokalisiert, wie der Fahrerbeobachtungspunkt. In diesem Fall wird der Schwenkwinkel der optischen Achse der schwenkbaren Lampe 11L durch ein Multiplizieren des Standardschwenkwinkels θsw mit 2 korrigiert, so daß der Ausleuchtungsbereich der schwenkbaren Lampe einen Bereich abdecken kann, der zweimal so lang ist wie der berechnete Beobachtungspunkt. Folglich kann der Abstand des Fahrerbeobachtungspunktes auf das doppelte des berechneten Beobachtungspunktes vergrößert werden.
Fig. 7 zeigt einen Standardausleuchtungsbereich, wenn der Fahrer das Lenkrad 15 um einen Standardlenkwinkel θs dreht, während er eine Linkskurve durchfährt. In diesem Fall überlappen der Fahrerbeobachtungspunkt (weißer Kreis) und der berechnete Beobachtungspunkt (schwarzer Kreis) einander.
Wenn das Fahrzeug eine Linkskurve durchfährt, die einen zweimal so großen Radius aufweist, wie die in Fig. 7 gezeigte Linkskurve, dreht der Fahrer das Lenkrad um einen Winkel θs, der halb so groß ist wie der Standardlenkwinkel. In diesem Fall sieht die Map einen Standardschwenkwinkel θsw vor, der einem Winkel für ein Fahrzeug entspricht, das mit einer Geschwindigkeit fährt, die zweimal so groß ist, wie die Standardgeschwindigkeit. Daher wird der Standardschwenkwinkel θsw mit 2 multipliziert, um einen korrigierten Schwenkwinkel vorzusehen, wie in Fig. 8 gezeigt.
Wenn das Fahrzeug eine Linkskurve durchfährt, die einen halb so großen Radius aufweist, wie die in Fig. 7 gezeigte Linkskurve, dreht der Fahrer das Lenkrad um einen Winkel θs, der doppelt so groß ist wie der Standardlenkwinkel. In diesem Fall sieht die Map einen Standardschwenkwinkel θsw vor, der einem Winkel für ein Fahrzeug entspricht, das mit der Hälfte der Standardgeschwindigkeit fährt, daher wird der Standardschwenkwinkel θsw mit S multipliziert, um einen korrigierten Schwenkwinkel vorzusehen, wie in Fig. 9 gezeigt.
Falls der Lenkwinkel oder die Fahrzeuggeschwindigkeit sich während eines Durchfahrens einer Kurve ändert, kann eine Korrektur durch Multiplizieren des Schwenkwinkels mit einem Koeffizienten, der proportional zu einer Winkeländerung oder einer Geschwindigkeitsänderung ist, in einer zu der oben beschriebenen ähnlichen Art und Weise durchgeführt werden.
Bei der vorhergehenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung ist die Erfindung mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen davon offenbart worden. Es ist jedoch offensichtlich, daß zahlreiche Modifikationen und Änderungen an diesen spezifischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist, abzuweichen.

Claims

1. Steuersystem für die optische Achse von Fahrzeugscheinwerfern, das ein Lampe (11R, 11L) mit einer optischen Achse zum Vorsehen eines Ausleuchtungsbereichs vor dem Fahrzeug aufweist, wobei das Steuersystem aufweist:
eine Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung (18R, 18L) zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit;
Lenkwinkelerfassungseinrichtung (16) zum Erfassen eines Lenkwinkel des Lenkrades (15);
Berechnungseinrichtung (20) für einen Fahrerbeobachtungspunkt zum Vorsehen einer zukünftigen Position eines Fahrerbeobachtungspunktes entsprechend dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal und dem Lenkwinkelsignal; und
eine Steuereinrichtung (12R, 12L, 20) zum Steuern der optischen Achse entsprechend der zukünftigen Position des Fahrerbeobachtungspunktes, wodurch der Ausleuchtungsbereich zum Abdecken des Fahrerbeobachtungspunktes bewegt wird.

2. Steuersystem für die optische Achse von Fahrzeugscheinwerfern nach Anspruch 1, wobei die Berechnungseinrichtung (20) des Fahrerbeobachtungspunktes aufweist:
eine Abbildungsaufzeichnung zum Vorsehen von Standardpositionen des Fahrerbeobachtungspunktes, der zahlreichen Standardfahrzeuggeschwindigkeiten und Standardlenkwinkeln entspricht, und
eine Korrektureinrichtung (20) zum Korrigieren der Standardposition des Fahrerbeobachtungspunktes durch Multiplizieren der Standardposition mit einem vorbeschriebenen Koeffizienten, der proportional zu der Fahrzeuggeschwindigkeit ist, falls sich die Fahrzeuggeschwindigkeit von der Standardfahrzeuggeschwindigkeit unterscheidet.

3. Steuersystem für die optische Achse von Fahrzeugscheinwerfern nach Anspruch 1, wobei die Berechnungseinrichtung (20) des Fahrerbeobachtungspunktes aufweist:
eine Abbildungsaufzeichnung zum Vorsehen von Standardpositionen des Fahrerbeobachtungspunktes, die zahlreichen Standardfahrzeuggeschwindigkeiten und Standardlenkwinkeln entsprechen, und
eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren der Standardposition des Fahrerbeobachtungspunktes durch Multiplizieren der Standardposition mit einem vorbeschriebenen Koeffizienten, der proportional zu dem Lenkwinkel ist, falls der Lenkwinkel sich von dem Standardlenkwinkel unterscheidet.

4. Steuersystem für die optische Achse von Fahrzeugscheinwerfern nach Anspruch 1, wobei die Berechnungseinrichtung (20) des Fahrerbeobachtungspunktes aufweist:
eine Abbildungsaufzeichnung zum Vorsehen von Standardpositionen des Fahrerbeobachtungspunktes, die zahlreichen Fahrzeugstandardgeschwindigkeiten und Standardlenkwinkeln entsprechen, und
eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren der Standardposition des Fahrerbeobachtungspunktes durch Multiplizieren mit einem vorbestimmten Steuerkoefizienten, der eine Funktion einer Fahrzeuggeschwindigkeitsveränderung ist.

5. Steuersystem für die optische Achse von Fahrzeugscheinwerfern nach Anspruch 1, wobei die Berechnungseinheit des Fahrerbeobachtungspunktes aufweist:
eine Abbildungsaufzeichnung zum Vorsehen von Standardpositionen des Fahrerbeobachtungspunktes, die zahlreichen Standardfahrzeuggeschwindigkeiten und Standardlenkwinkeln entsprechen, und
eine Korrektureinrichtung (20) zum Korrigieren der Standardposition des Fahrerbeobachtungspunktes durch Multiplizieren mit einem vorbestimmten Steuerkoefizienten, der eine Funktion einer Lenkwinkelveränderung ist.