DE10259196A1

DE10259196A1 - Elektrische Steuerung für Automobilscheinwerfer

Info

Publication number: DE10259196A1
Application number: DE10259196A
Authority: DE
Inventors: Heather Steiner Brown
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 2001-12-18
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2003-07-10
Anticipated expiration: 2022-12-11
Also published as: GB0227578D0; US20030112631A1; US6981787B2; GB2383407A; DE10259196B4; GB2383407B

Abstract

Eine elektronische Steuerung für Automobilscheinwerfer mit einem kugelförmigen Sensor, der aus einer Metallkugel besteht, die von einer in einer kugelförmigen Kapsel eingeschlossenen Flüssigkeit umgeben ist, wobei die Metallkugel mit dem Kugelsensorsystem verbunden ist. Die computergesteuerte Einheit ist auf und dicht hinter dem Scheinwerfer platziert, so dass die Metallkugel zur Nachführung des Scheinwerferlichts bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs mit den Sensoren innerhalb des Kugelsensorsystems kooperiert.

Description

Technisches Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung vereinfacht das Adaptive Frontlighting System (AFS) für bewegliche Automobilscheinwerfer.

Hintergrund der Erfindung

Heutige AFS-Systeme bestehen aus Sensoren, die normalerweise den Lenkwinkel, die Fahrzeuggeschwindigkeit und weitere Parameter erfassen, welche Signale für eine elektronische Steuereinheit (ESU) liefern. Die logischen Prozesse in der ESU verarbeiten diese Signale und senden dann die entsprechenden Eingaben an Schrittmotoren, die die Positionen der Beleuchtungseinheiten in den Scheinwerfern verändern. Die primäre Aufgabe eines AFS-Systems ist es, die Scheinwerfer bei einer Kurvenfahrt in Fahrtrichtung und bei unterschiedlichen Beladungszuständen in geeigneter Weise auszurichten. AFS im Stand der Technik benutzen typischerweise eine ESU, die im Kofferraum des Autos untergebracht ist. Systeme im Stand der Technik erfordern eine umfangreiche Verdrahtung zum Anschluss aller Sensoren an die ESU. Es wäre wünschenswert, die ESU an die Frontseite des Autos zu verlagern, den Lenkwinkel- oder den Geschwindigkeitssensor oder beide überflüssig zu machen und den Leitungsaufwand im System zu reduzieren.

Kurzbeschreibung der Erfindung

Die erfindungsgemäße elektrische Steuerung für Automobilscheinwerfer besteht aus einem Beschleunigungssensor, der Beschleunigungsbelastungen in zwei Richtungen erfasst. Der Beschleunigungssensor der Erfindung enthält eine Metallkugel, die von einer in einer kugelförmigen Polycarbonatkapsel eingeschlossenen viskosen Flüssigkeit umgeben ist. Wenn das Fahrzeug entweder in Längs- oder in seitlicher Richtung beschleunigt, misst ein Druckgeber an der Innenseite der Kapsel den Druck, der durch die Bewegung der Kugel gegen die Wand der Kapsel hervorgerufen wird. Bestimmte Druckwerte, die bestimmten Beschleunigungsbedingungen entsprechen, werden durch die ESU verarbeitet und veranlassen die entsprechende Scheinwerferbewegung. Indem er seitliche Beschleunigungen erfasst, ersetzt der Beschleunigungssensor (oder Beschleunigungsmesser) den Lenkradwinkelsensor. Dieses den Beschleunigungssensor enthaltende System mit gekapselter Kugel sitzt auf der Oberseite der ESU hinter dem Scheinwerfersystem und hat Drahtleitungen zur Verbindung des Sensors mit der ESU.

Eine typische derzeitige Konstruktion eines AFS umfasst Lenkwinkel-, Geschwindigkeits- und Armaturentafelsteuergeräte, die Eingaben in eine elektronische Einheit erzeugen. Die ESU verarbeitet diese Signale und sendet eine Eingabe an Schrittmotoren, die die Position der Scheinwerfereinheiten einstellen.

Erfindungsgemäß sitzt die den Beschleunigungssensor enthaltende sphärische Kapsel auf einem rohrförmigen Ständer aus Polycarbonat, der mit einer ESU verbunden ist. Dieses gesamte System befindet sich hinter den Scheinwerfern des Autos. Vorzugsweise beträgt die Höhe der sphärischen Kapsel mit rohrförmigen Ständer ungefähr drei Zoll (76,2 mm). Die Reibung zwischen der Kugel und der Flüssigkeit sollte so gering wie möglich sein, weshalb der Reibungskoeffizient der Kugeloberfläche und die Viskosität dieser Flüssigkeit niedrig sein sollten. Wenn das Fahrzeug vorwärts beschleunigt, übt die Kugel Druck auf die hintere Wand der Kapsel aus. Wenn das Fahrzeug eine Kurve befährt, übt die Kugel Druck auf die seitliche Wand der Kapsel aus.

In die Wände der Polycarbonatkapsel sind zwei Sensoren eingebaut. Der eine Sensor befindet sich an der Stelle der Kapsel, die zum Heck des Fahrzeugs weist. Wenn das Fahrzeug beschleunigt, misst dieser Sensor den Druck, der durch die Vor- und Rückwärtsbewegung (oder Längsbewegung) der Kugel auf die Kapselwand hervorgerufen wird. Jeder von diesem Sensor gemessene Druckwert ist der Beschleunigung des Fahrzeugs proportional, die bestrebt ist, das Fahrzeug nach rückwärts kippen zu lassen, was zu einem Scheinwerferrichtfehler führt, wenn keine Kompensation erfolgt. Diese Druckwerte werden über Drahtleitungen an die ESU gesandt.

Die ESU verarbeitet diese Signale und sendet die entsprechenden Signale an Schrittmotoren, die die Bewegungen der Scheinwerfereinheit steuern. Dieser Sensor ersetzt den in traditionellen AFS-Systemen anzutreffenden Lenkradwinkelsensor. Der andere Sensor in der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls in die Wand der sphärischen Kapsel eingebaut. Wenn das Fahrzeug eine Kurve befährt, erfasst dieser Sensor die Position der Kugel. Bestimmte Kugelpositionen (die bestimmten Lenkradstellungen entsprechen) werden von der ESU verarbeitet und veranlassen die entsprechenden Scheinwerferbewegungen.

Aus den obigen Darlegungen geht hervor, dass das sphärische AFS-Sensorsystem der Erfindung das frühere AFS-System insofern verbessert, dass die ESU dicht hinter dem zu steuernden Scheinwerfer platziert wird und weniger äußere Eingaben zu verarbeiten sind. Außerdem wird Verdrahtung in dem großen Umfang, wie bisher erforderlich, nicht benötigt.

Weitere allgemeine und speziellere Aspekte der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen bekannt gemacht.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht des AFS-Systems der Erfindung, die den auf der elektronischen Steuereinheit (ESU) angeordneten Sensor der Einrichtung zeigt.

Fig. 2 ist eine Ansicht eines Querschnitts des Sensors entlang der Geraden 2-2 in Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Seitenansicht eines Automobils und der am Auto angebrachten AFS.

Ausführliche Beschreibung der Vorzugsausgestaltung

Die folgende Beschreibung der Vorzugsausgestaltung der Erfindung soll nicht den Geltungsbereich der beschriebenen Erfindung beschränken, sondern eine mit dem Fachgebiet vertraute Person befähigen, die Erfindung zu bauen und zu verwenden. Was die Zeichnungen anbelangt, so sind durchgängig dieselben Teile mit denselben Bezugsnummern versehen.
Bezug nehmend auf Fig. 1 wird die AFS der Erfindung mit der Bezugsnummer 11 gekennzeichnet und umfasst eine elektronische Steuereinheit (ESU) 10, die am Fahrzeug 12 in einer Position dicht hinter dem Scheinwerfer 14 des Fahrzeugs 12 angebracht ist. Das sphärische Sensorsystem 15 besteht aus einer Metallkugel 16, die von einer in einer sphärischen Polycarbonatkapsel 20 eingeschlossenen viskosen Flüssigkeit 18 umgeben ist.
Die Reibung zwischen der Kugel 16 und der Flüssigkeit 18 und die Viskosität der Flüssigkeit 18 sind sehr gering. In die Innenwand der Polycarbonatkapsel 20 sind zwei Sensoren 22 und 24 eingebaut. Die Sensoren 22 und 24 erfassen Änderungen des von der viskosen Flüssigkeit 18 innerhalb der Kapsel 20 ausgeübten Drucks. Die Drucksensoren 22 und 24 sind an um 90° versetzten Positionen angeordnet. Dementsprechend ruft jede Bewegung der Kugel 16 in der Kapsel 20 zugehörige Druckänderungen hervor, die je nach der Bewegungsrichtung der Kugel entweder positive oder negative Druckänderungen sein können. Es kann ferner ermöglicht werden, Sensoren 22 und 24 bereitzustellen, die eine Relativbewegung zwischen der Kapsel 20 und der Kugel 16 zu messen vermögen. Das bietet eine weitere Möglichkeit zur Erfassung einer Kurvenbewegung des Fahrzeugs, weil die Kugel 16 infolge ihrer Trägheit bestrebt ist, bei einer Drehbewegung des Fahrzeugs 12 und der Kapsel 20 in Ruhe zu bleiben. Sensor 22 befindet sich an dem Ort der Kugel 16, der zur Rückseite der Kapsel weist. Der Drucksensor 24 kann in vielen Anwendungsfällen den Geschwindigkeitssensor ersetzen. Bestimmte Druckwerte werden durch die ESU verarbeitet und veranlassen die zugehörige Scheinwerferbewegung. Wenn das Fahrzeug eine Kurve befährt, erfasst der Sensor 24 die Position der Kugel 16. Der Positionssensor ersetzt den Lenkradwinkelsensor. Bestimmte Kugelpositionen (die bestimmten Lenkradstellungen entsprechen) werden von der ESU verarbeitet und veranlassen die zugehörigen Scheinwerferbewegungen.
Zusätzlich zu den Sensoren 22 und 24, die Druckänderungen messen, könnten andere Sensorarten benutzt werden. Beispielsweise könnten Annäherungssensoren oder lichtwellenbasierte Sensoren benutzt werden, insofern sie in der Lage sind, die Bewegung einer Masse, wie der Kugel 16, zu erfassen. Darüber hinaus ist es ferner möglich, zur Messung von längsgerichteten und seitlichen Beschleunigungen individuelle Beschleunigungsmesser zu benutzen. Eine vereinfachte Ausführung des AFS 11 würde lediglich seitliche Beschleunigungen messen, wodurch eine Lenkradwinkeleingabe ersetzt würde.
Dieses System mit gekapselter Kugel sitzt auf der Oberseite der ESU 10 hinter dem Scheinwerfer 14 und hat über die Drahtleitung 26 (Fig. 3) Verbindung mit der Armaturentafel 30, wo die Scheinwerfer ein- und ausgeschaltet werden. Die ESU 10 verarbeitet vom Sensorsystem 15 und von Steuerungen an der Armaturentafel 30 kommende Signale und sendet eine Eingabe an Schrittmotoren (nicht dargestellt), die die Position der Scheinwerfereinheiten einstellen.
Die Drahtleitungen 34 und 36 verbinden Sensoren 22 und 24 mit der Steuereinheit 10, die den Scheinwerfer 14 über die Drahtleitung 29 ansteuert.
Hervorzuheben ist, dass das Sensorsystem 15 auf der ESU 10 sitzt. Die Höhe des Sensorsystems 15 plus ESU 10 beträgt ungefähr drei Zoll (76,2 mm). Die Reibung zwischen der Kugel 16 und der Flüssigkeit 18 sollte so gering wie möglich sein. Aus diesem Grunde sollten der Reibungskoeffizient der Kugeloberfläche und die Viskosität dieser Flüssigkeit niedrig sein.
Die voranstehende Beschreibung offenbart und beschreibt eine Vorzugsausgestaltung der Erfindung. Eine mit dem Fach vertraute Person kann aus einer solchen Beschreibung und aus den zugehörigen Zeichnungen und Ansprüchen ohne Schwierigkeiten entnehmen, dass Veränderungen und Modifikationen der Erfindung vorgenommen werden können, ohne dass von der ihr innewohnenden Idee und dem angemessenen Geltungsbereich der Erfindung, wie er durch die folgenden Ansprüche definiert ist, abgewichen wird. Die Erfindung ist illustrierend beschrieben worden, und es gilt als vereinbart, dass die verwendete Terminologie beschreibend, nicht einschränkend, gemeint ist.

Claims

1. Ein Fahrzeug-Adaptive-Frontlighting-System (AFS), bestehend aus:

a) einem beweglichen Scheinwerfer;

b) einer elektronischen Steuereinheit (ESU);

c) einem Beschleunigungssensor,

d) wobei bei vom Fahrzeug erlittenen Beschleunigungen diese Beschleunigungen durch den Beschleunigungssensor erfasst werden, wobei die ESU den beweglichen Scheinwerfer zwecks seiner Ausrichtung zu einer Bewegung veranlasst.

2. Das AFS nach Anspruch 1, wobei der Beschleunigungssensor Beschleunigungen in Längs- und Seitenrichtung erfasst.

3. Das AFS nach Anspruch 1, wobei der Beschleunigungssensor eine Metallkugel in einer mit einer Flüssigkeit gefüllten Kugelkapsel enthält.

4. Das AFS nach Anspruch 3, ferner umfassend einen auf der Innenseite der Kapsel positionierten ersten Sensor, wobei dieser erste Sensor an der Hinterseite der Kapsel platziert ist, so dass er Längsbeschleunigungen erfassend fungiert.

5. Das AFS nach Anspruch 4, ferner bestehend aus einem an der Innenseite der Kapsel positionierten zweiten Sensor, wobei dieser zweite Sensor an der Innenseite der Kapsel seitlich platziert ist, so dass er seitliche Beschleunigungen erfassend fungiert und auf den Scheinwerfer drehend wirkt.

6. Das AFS nach Anspruch 1, wobei das AFS ferner einen Schalter auf der Armaturentafel des Fahrzeugs umfasst.

7. Das AFS nach Anspruch 1, wobei die ESU die beweglichen Scheinwerfer veranlasst, sich ohne eine den Lenkradwinkel des Fahrzeugs messende Eingabe zu bewegen.