DE10343491A1

DE10343491A1 - Fahrzeugscheinwerfervorrichtung und Verfahren zum Einstellen der Stellung der optischen Achse

Info

Publication number: DE10343491A1
Application number: DE10343491A
Authority: DE
Inventors: Junji Baba; Atsushi Sugimoto; Naoki Takii; Masahiro Kusagaya
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2003-09-19
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2023-09-20
Also published as: FR2845049A1; JP2004106770A; DE10343491B4; JP4087201B2; KR100512338B1; CN1301873C; GB2394766A; US6984060B2; FR2845049B1; GB2394766B; CN1490197A; KR20040025831A; US20040057240A1; GB0321806D0

Abstract

Es wird eine Refernzwinkelpositionseinstellrichtung bereitgestellt, um eine optische Achse auf eine Referenzwinkelposition (Geradeausrichtung 0 DEG ) einzustellen, indem die maximalen Ablenkwinkel erfasst werden, wenn sich Schwenkleuchten in einer Richtung und dann in die entgegengesetzte Richtung drehen, und indem die Referenzwinkelposition auf der Grundlage der beiden erfassten maximalen Ablenkwinkel ermittelt wird. Projektionsleuchten werden in einer Richtung auf die Referenzwinkelposition zugedreht, um eine optische Achsenposition einzustellen, mittels folgender Schritte: Erfassen eines ersten maximalen Ablenkwinkels durch Drehen jeder Projektionsleuchte in einer Richtung, bis diese in dieser Richtung nicht mehr länger drehbar ist. Erfassen eines zweiten maximalen Ablenkwinkels durch Drehen eines Scheinwerfers in der entgegengesetzten Richtung, bis dieser in der entgegengesetzten Richtung nicht mehr drehbar ist, und Berechnen der Referenzwinkelposition der optischen Beleuchtungsachse aus dem ersten und dem zweiten maximalen Ablenkwinkel. Somit ist es möglich, nicht nur die in den Projektionsleuchten und dergleichen hervorgerufene Ablenkung zu kompensieren, sondern auch in genauer Weise die optische Achse auf die Referenzwinkelposition einzustellen, wenn die Projektionsleuchten mit den Stoppelementen auf beiden Seiten in Kontakt kommt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Fahrzeugscheinwerfervorrichtung für Automobile und betrifft insbesondere eine Fahrzeugscheinwerfervorrichtung oder beispielsweise ein AFS (adaptives Frontbeleuchtungssystem), das eine Nachführung der Beleuchtungsrichtung und des Beleuchtungsbereichs eines Scheinwerfers in Reaktion auf die Fahrbedingung ermöglicht, wobei die optische Achse eines Scheinwerfers präzise auf eine Referenzwinkelposition eingestellt wird; ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Einstellen der Position der optischen Achse der Fahrzeugscheinwerfervorrichtung.

Die Anmelderin hat die Verbesserung der Fahrzeugfahrsicherheit in Form eines AFS in der JP-A-2002-160581 vorgeschlagen. Wie in der schematischen Darstellung in 1 gezeigt ist, wird in dem AFS ein Sensor 1 verwendet, um Informationen zu erfassen, die die Fahrbedingungen eines Fahrzeuges kennzeichnen, um somit das Detektionsausgangssignal in eine ECU (elektronische Steuereinheit) 2 einzuspeisen. Der Sensor 1 umfasst beispielsweise einen Lenksensor 1a zum Erfassen des Lenkwinkels des Lenkrades SW des Fahrzeuges, einen Geschwindigkeitssensor 1b zum Erfassen der Geschwindigkeit des Fahrzeuges und einen Höhensensor 1c zum Erfassen der Höhe der Vorder- und Hinterachse (wobei lediglich die Hinterachse gezeigt ist), um die Neigung des Fahrzeuges zu erfassen; diese Sensoren 1a, 1b und 1c sind mit der ECU 2 verbunden. Die ECU 2 steuert einen Scheinwerfer 3, dessen Lichtverteilung variabel gestaltet ist, indem die Beleuchtungsrichtungen von Dreh- bzw. Schwenkleuchten 3R und 3L, die an der rechten und der linken Seite der Vorderpartie des Autos installiert sind, auf der Grundlage des erhaltenen Ausgangssignals des Sensors 1 abgelenkt werden. Bei derartigen Schwenkleuchten 3R und 3L können Reflektoren und Projektorleuchten, die in dem Scheinwerfer vorgesehen sind, beispielsweise in der horizontalen Richtung schwenken, und ferner ist eine Rotationsantriebseinrichtung vorgesehen, die mittels einer Antriebsquelle, etwa einem Antriebsmotor, eine Drehung bewirkt. Ein Mechanismus mit der Antriebsantriebeinrichtung wird im Weiteren als Aktuator bezeichnet. Mittels eines derartigen AFS ist es möglich, den vorausliegenden Straßenabschnitt entsprechend der Fahrgeschwindigkeit es Fahrzeuges zu beleuchten, wenn das Fahrzeug auf einer kurvigen Straße bewegt wird, wodurch wirksam die Fahrsicherheit gefördert wird.

Um eine geeignete Beleuchtung zu erreichen, sollte der Lenkwinkel des Lenkrades und der Ablenkwinkel jeder Schwenkleuchte in genauer Weise festgelegt werden; ansonsten kann die optische Achse der Schwenkleuchte auf eine ungewünschte Richtung in Bezug auf die Fahrrichtung des Fahrzeuges geschwenkt werden, so dass die Schwenkleuchte nicht die Fahrrichtung ausleuchtet, wenn das Fahrzeug sich geradeaus bewegt oder auf einer kurvigen Straße fährt. Des weiteren kann die Schwenkleuchte in Richtung der Gegenfahrbahn abgelenkt werden und kann den entgegenkommenden Verkehr blenden; daraus ergibt sich die Problematik, dass die Fahrsicherheit gefährdet ist.

Daher wird die Schwenkleuchte so initialisiert, dass diese auf eine vorbestimmte Referenzwinkelposition gerichtet wird, wobei für gewöhnlich die Schwenkleuchte in die Richtung für die Geradeausbewegung des Autos in konventionellen AFS gelenkt wird, wenn der Zündschalter des Automobils betätigt wird. Somit kann das Lenkrad SW mit dem Ablenkwinkel der Schwenkleuchte in Einklang gebracht werden, und eine geeignete Ablenkung kann danach mit der initialisierten Referenzwinkelposition als Referenzpunkt durchgeführt werden. Jedoch ist es erforderlich, bei der Initialisierung der Schwenkleuchte den momentanen Ablenkwinkel der Schwenkleuchte zu erfassen und daher ist in einem konventionellen Aktuator dieser Bauart ein Ablenkwinkeldetektor vorgesehen, um den Ablenkwinkel der Drehmomentausgangswelle des Aktuators, der mit dem Ablenkwinkel der Schwenkleuchte korreliert ist, zu erfassen. Beispielsweise ist ein Potentiometer an der Ausgangswelle der Drehantriebsvorrichtung zum Antreiben der Schwenkleuchte vorgesehen, um durch Drehung den Drehwinkel, d. h. den abgelenkten Winkel, der Ausgangswelle durch das Ausgangssignals des Potentiometers zu erfassen.

Das Vorsehen des Potentiometers ist jedoch unvorteilhaft, hauptsächlich auf Grund der Tatsache, dass damit der Aktuator an Kompliziertheit und Größe zunimmt. Es wurde daher vorgeschlagen, den Ablenkwinkel der Schwenkleuchte durch Erfassen des Drehwinkels des Antriebsmotors zu erfassen, der die Antriebsquelle der Drehantriebseinrichtung des Aktuators repräsentiert, und daher wurden Hall-Elemente und Hall-IC's (im Weiteren wird dies Hall-Element bezeichnet) vorgesehen, um Pulssignale entsprechend der Anzahl der Umdrehungen des Antriebsmotors der Drehansteuereinrichtung auszugeben. Anders ausgedrückt, der Ablenkwinkel des Aktuators wird indirekt erfasst, indem die Pulssignale, die von den Hall-Elementen ausgesandt und mit der Drehbewegung des Antriebsmotors verknüpft sind, gezählt werden, so dass eine geeignete Steuerung in dem AFS implementiert ist.

Ferner wurde die Initialisierung mittels eines Einseitenkontaktsystems als ein Mittel zum Initialisieren von Schwenkleuchten unter Verwendung von Pulssignalen von den Hall-Elementen untersucht. Die Initialisierung mittels des Einseitenkontaktsystems wird, wie in 12b anschaulich dargestellt ist, durch ein einseitiges Drehen der Schwenkleuchte, d. h eine Projektionsleuchte 30, erreicht, bis die Projektionsleuchte mit einem Stopelement an einer ersten Position S im Anschlag ist, d. h. bis zur Position des maximalen Ablenkwinkels θr auf der rechten Seite. Die Projektionsleuchte 30 wird von der Kontaktposition 8r in die entgegengesetzte Richtung gedreht und gleichzeitig werden die Pulssignale von dem Hall-Element gezählt, wobei zu einem Zeitpunkt angehalten wird, wenn eine vorgegebene Zahl von Pulssignalen erreicht ist. Wenn daher unter der Bedingung, dass die gezählte Anzahl der Pulssignale in Abhängigkeit von dem Ablenkwinkel der Projektionsleuchte 30 zuvor ermittelt wird, kann die Projektionsleuchte 30 von der Kontaktposition θr um einen vorbestimmten Ablenkwinkel θz, abhängig von der gezählten Anzahl der Pulssignale, gedreht werden, wodurch die vorbestimmte Referenzwinkelposition der Projektionsleuchte 30 in der Geradeausrichtung in diesem Falle eingestellt werden kann.

Bei der Ausführung der Initialisierung mit dem Einseitenkontaktsystem ist die Position θr, an der die Projektionsleuchte 30 mit dem Stopelement entlang einer Richtung in Kontakt gebracht wird, äquivalent zu einer Sollposition des Winkels zu Beginn der Einstellung, und Pulssignale werden von der eingestellten Startwinkelposition aus entsprechend dem Ablenkwinkel θz gezählt, um die Referenzwinkelposition in der Geradeausrichtung festzulegen. Folglich wird eine Ablenkung θx erzeugt und wenn die eingestellte Startwinkelposition mit der Position θr' zusammenfällt, bewirkt die Ablenkung θx unmittelbar einen Fehler in der Referenzwinkelposition. Anders ausgedrückt, wenn die Projektionsleuchte 30 mit dem Stopelement in einer Richtung in Kontakt gebracht wird, tritt in der Projektionsleuchte und dem Aktuator eine belastungsbedingte Ablenkung auf und dies führt zu einer Drehung des Antriebsmotors um den Winkel θx auf Grund der Ablenkung, so dass ein Fehler bei der festgelegten Starkwinkelposition erzeugt wird. Wenn der Elastizitätsmodul und der thermische Ausdehnungskoeffizient des Materials, etwa von Harz und Metall, die für die Projektionsleuchte und den Aktuator verwendet sind, in Betracht gezogen wird, können die Werte des Elastizitätsmoduls und des thermischen Ausdehnungskoeffizienten temperaturbedingt variieren und damit variiert ebenso die Ablenkung θx bei Temperaturänderung, wodurch wiederum ein Fehler in der eingestellten Startwinkelposition hervorgerufen wird. Daher wird ein Fehler in der Referenzwinkelposition erzeugt, wenn die Projektionsleuchte 30 in die entgegengesetzte Richtung um den vorbestimmten Ablenkwinkel θz zurückgeschwenkt wird, wodurch eine korrekte Steuerung des AFS im Folgenden beeinträchtigt wird.

ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugscheinwerfervorrichtung bereitzustellen, die so ausgebildet ist, um Initialisierungsfehler in einem AFS zu reduzieren und um die korrekte Steuerung des AFS sicherzustellen.

Eine Fahrzeugscheinwerfervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Lichtverteilungssteuerungseinrichtung zum Ablenken der optischen Beleuchtungsachse eines Scheinwerfers nach rechts und nach links in Reaktion auf den Steuerwinkel eines Fahrzeugs, und eine Referenzwinkelpositionseinstelleinrichtung ist vorgesehen, um den maximalen Ablenkwinkel zu erfassen, wenn der Scheinwerfer in einer Richtung geschwenkt wird, sowie den maximalen Ablenkwinkel zu erfassen, wenn der Scheinwerfer in die entgegengesetzte Richtung geschwenkt wird, und um eine Referenzwinkelposition auf der Grundlage der beiden detektierten maximalen Ablenkwinkel zu ermitteln, um damit die Referenzwinkelposition für die optische Beleuchtungsachse festzulegen. Beispielsweise ist die Lichtverteilungssteuerungseinrichtung so ausgebildet, um den Scheinwerfer mit einem Antriebsmotor zu schwenken, und die Referenzwinkelpositionseinstelleinrichtung umfasst eine Detektionseinrichtung zum Erfassen eines Drehwinkels eines Antriebsmotors und eine Detektionseinrichtung zum Erfassen der Schwenkposition des Scheinwerfers aus dem detektieren Drehwinkel, wodurch der maximale Ablenkwinkel aus der detektierten geschwenkten Position des Scheinwerfers ermittelt und wobei der maximale Ablenkwinkel als die Referenzwinkelposition festgelegt wird.

Ein Verfahren zum Einstellen der Position der optischen Achse einer Fahrzeugscheinwerfervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei eine Lichtverteilungssteuerungseinrichtung zum Ablenken der optischen Beleuchtungsachse eines Scheinwerfers nach rechts und nach links in Reaktion auf den Steuerwinkel eines Fahrzeuges vorgesehen ist, umfasst die Schritte: Detektieren eines ersten maximalen Ablenkwinkels durch Schwenken des Scheinwerfers in einer Richtung, bis der Scheinwerfer in dieser Richtung nicht mehr drehbar ist, Detektieren eines zweiten maximalen Ablenkwinkels durch Schwenken des Scheinwerfers in der entgegengesetzten Richtung, bis der Scheinwerfer in der entgegengesetzten Richtung nicht mehr schwenkbar ist und Berechnen der Referenzwinkelposition der optischen Beleuchtungsachse aus dem ersten und dem zweiten maximalen Ablenkwinkel und Schwenken des Scheinwerfers in eine Richtung zur Referenzwinkelposition.

Erfindungsgemäß wird unter Verwendung eines sogenannten Zweiseitenkontaktsystems, in welchem die maximalen Ablenkwinkel durch Schwenken des Scheinwerfers in eine Richtung und in die entgegengesetzte Richtung erfasst werden, die Referenzwinkelposition aus dem maximalen Ablenkwinkel berechnet; anschließend wird die optische Achse auf die berechnete Referenzwinkelposition festgelegt, wodurch es möglich ist, nicht nur die in dem Scheinwerfer und dem Aktuator erzeugte Ablenkung zu berücksichtigen, sondern auch in genauer Weise die optische Achse des Scheinwerfers auf die Referenzwinkelposition festzulegen. Somit kann eine korrekte Steuerung des AFS beim Fahren des Fahrzeuges im Folgenden sichergestellt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine schematische Darstellung eines AFS;

2 ist eine vertikale Schnittansicht einer Schwenkleuchte;

3 ist eine perspektivische Aufrissansicht eines wesentlichen Teiles des inneren Aufbaus der Schwenkleuchte;

4 ist eine perspektivische Teilaufrissansicht eines Aktuators;

5 ist eine Draufsicht des Aktuators;

6 ist eine vertikale Schnittansicht des Aktuators;

7 ist eine vergrößerte perspektivische Teilansicht eines bürstenlosen Motors;

8 ist ein Blockschaltbild, das eine AFS-Schaltungsanordnung zeigt;

9 ist ein Schaltbild, das eine Aktuator-Schaltanordnung zeigt;

10 ist ein Flussdiagramm zum Ausführen der Initialisierung einer Projektionsleuchte, wenn der Anlasser betätigt wird;

11a und 11b sind Diagramme, die die Schwenkbewegung der Projektionsleuchte und einen Zeitablauf dabei zeigen;

12a und 12b sind erläuternde Ansichten, die eine Abweichung der Ablenkung während des Initialisierungsvorganges in einem Zweiseitenkontaktsystem und in einem Einseitenkontaktsystem zeigen; und

13 ist ein Graph, der einen Vergleich der Positioniergenauigkeit in Abhängigkeit der Temperaturänderung während des Initialisierungsvorganges in dem Zweiseitenkontaktsystem mit dem Einseitenkontaktsystem darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Weiteren wird eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 2 ist eine vertikale Schnittansicht des inneren Aufbaus eines Scheinwerfers, der eine Schwenkleuchte aufweist, die die Beleuchtungsrichtung nach rechts und nach links ablenken kann, mittels der Komponenten eines AFS, die als eine Ablenkwinkelsteuerungseinrichtung für die Leuchte gemäß der Erfindung, wie sie in 1 gezeigt ist, dient; 3 zeigt eine perspektivische Teilaufrissansicht des wesentlichen Teils des inneren Aufbaus der Schwenkleuchte. Eine Linse 12 ist an der Vorderseitenöffnung eines Leuchtengehäuses 11 angebracht und eine Rückabdeckung 13 ist an der hinteren Öffnung vorgesehen, um eine Leuchtenkammer 14 zu bilden. Eine Projektionsleuchte 30 ist in der Leuchtenkammer 14 angeordnet. Die Projektionsleuchte 30 umfasst eine Hülse 301, einen Reflektor 302, eine Linse 303 und eine Lichtquelle 304 als integrale Bestandteile; eine detaillierte Beschreibung dieser Teile wird jedoch weggelassen, da die Projektionsleuchte 30 gut bekannt ist. In diesem Falle wird eine Entladungsleuchte als die Lichtquelle 304 verwendet. Die Projektionsleuchte 30 wird von einer im Wesentlichen U-förmigen Klammer 31 gehalten. Ein Erweiterungselement 15 ist um die Projektionsleuchte 30 innerhalb des Leuchtengehäuses 11 herum so angeordnet, dass das Innere nicht über die Linse 12 nach außen sichtbar ist. Ferner ist eine Zündschaltung 7 darin installiert, um die Entladungsleuchte der Projektionsleuchte 30 zu zünden, wobei zur Halterung eine untere Abdeckung 16, die an der Basisöffnung des Leuchtengehäuses 11 angebracht ist, gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung verwendet ist.
Die Projektionsleuchte 30 ist so befestigt, dass diese zwischen einer unteren und einer oberen Platte 312 und 313, die im Wesentlichen unter rechten Winkeln zur vertikalen Platte 311 der Klammer 31 gebogen sind, gehalten wird. Ein Aktuator 4, der später beschrieben wird, ist mit Schrauben 314 unter der unteren Platte 312 befestigt, und die Drehmomentausgangswelle 448 des Aktuators 4 ragt nach oben über eine Wellenöffnung 315, die in der unteren Platte 312 vorgesehen ist, hervor. Die Schrauben 314 sind in entsprechende Halterungen 318 eingeschraubt, die aus der Unterseite der unteren Platte 312 hervorstehen. Ein Wellenbereich 305, der an der oberen Fläche der Projektionsleuchte 30 gebildet ist, ist in ein Lager 316 eingepasst, das an der oberen Platte 313 vorgesehen ist, wohingegen ein Kopplungsbereich 306, der an der unteren Oberfläche der Projektionsleuchte 30 vorgesehen ist, mit der Drehmomentausgangswelle 448 des Aktuators 4 im Eingriff und gekoppelt ist, wodurch die Projektionsleuchte 30 seitlich drehbar bzw. schwenkbar ist in Bezug auf die Klammer 31 und zusammen mit der Drehmomentausgangswelle 448, die auch horizontal drehbar ist, wenn der Aktuator 4 betrieben wird.
Justiermuttern 321 und 322 sind integral an den entsprechenden oberen rechten und linken Abschnitten der Klammer 31 angebracht ist, wenn dies von oben betrachtet wird, und ein Nivellierlager 323 ist in integraler Weise an dem unteren rechten Bereich davon angebracht. Eine horizontale Justierschraube 331 und eine vertikale Justierschraube 332, die an dem Leuchtengehäuse 11 so gehalten werden, dass diese um die Drehachse drehbar sind, sind in die entsprechenden Justiermuttern 321 und 322 eingeschraubt. Die Justierkugel 51 eines Nivelliermechanismus 5, der von dem Leuchtengehäuse 11 gehalten wird, ist in das Nivellierlager 323 eingepasst. Wenn in dieser Ausgestaltung die horizontale Justierschraube 331 um die Drehachse gedreht wird, kann sich die Klammer 31 horizontal drehen bzw. schwenken entsprechend einer Linie, die die rechte Justiermutter 322 und das Nivellierlager 323 als Drehpunkt verbindet. Wenn die horizontale Justierschraube 331 und die vertikale Justierschraube 332 gleichzeitig um die Drehachse gedreht werden, kann sich die Klammer 31 vertikal nach oben und unten drehen, wobei das Nivellierlager 323 als Drehpunkt dient. Die Justierkugel 51 wird axial vor und zurückbewegt, indem der Nivelliermechanismus 5 betätigt wird und die Klammer 31 kann sich vertikal entsprechend einer Linie, die die rechte und die linke Justiermutter 321 und 322 verbindet, als Drehachse drehen. Somit ist es möglich, eine zielgerichtete Einstellung zur Justierung der optischen Achse der Projektionsleuchte 30 in lateraler und vertikaler Richtung durchzuführen, und eine zielgerichtete Einstellung zur Justierung der optischen Achse der Projektionsleuchte 30 entsprechend dem Nivellierzustand, der sich aus einer Änderung der Höhe eines Fahrzeuges ergibt, vorzunehmen. In. diesem Falle sind eine Erhebung 307 aus der unteren Fläche des Reflektors 302 der Projektionsleuchte 30 und zwei Stopelemente 317, die an der rechten und der linken Seite der unteren Platte 312 der Klammer 31 ausgeschnitten und aufgebogen sind, gegenüber der Klammer 31 gebildet. Wenn die Erhebung 307 mit einem der Stopelemente 317 entsprechend einer stoßartigen Belastung bei Drehung der Projektionsleuchte 30 in Kontakt kommt, wird der Dreh- bzw. Schwenkbereich der Projektionsleuchte 30 geregelt.
4 ist eine perspektivische Aufrissansicht des wesentlichen Teils des Aktuators 4, der zur Durchführung des Schwenkens der Schwenkleuchten 3R und 3L dient; 5 ist eine Draufsicht in zusammengebautem Zustand; und 6 ist eine vertikale Schnittansicht davon. Ein Gehäuse 41 ist mit einer unteren und einer oberen Hälfte 41D und 41U in Form einer im Wesentlichen pentagonalen tellerförmigen Platte gebildet. Mehrere Erhebungen 410, die aus der Randfläche der unteren Hälfte 41d hervorragen, sind in mehrere zugeordnete Teile 411 eingepasst, die von der Randfläche der oberen Hälfte 41U herunterhängen, um im Inneren eine Gehäusekammer zu bilden. Ein Halteteil 412 ragt von jeder Seite der unteren Hälfte 41D hervor, und ein Halteteil 413 ragt aus jeder Seite der oberen Hälfte 41U hervor, so dass diese Halteteile 412 und 413 verwendet werden, um das Gehäuse 41 an den Aufnahmen 318 der Klammer 31 mittels Schrauben 314 zu befestigen. Die Drehmomentsausgangswelle 448 ist als Keilwelle ausgebildet und ragt aus der oberen Fläche des Gehäuses 41 hervor und ist mit dem Kopplungsbereich 306 der Grundplatte der Projektionsleuchte 30 verbunden, und ein Stecker 451 ist an der hinteren Oberfläche des Gehäuses 41 vorgesehen, so dass ein externer Stecker 21 (siehe 2), der mit einer ECU 2 verbunden ist, mit dem Stecker 451 verbindbar ist.
Vier Vorsprünge mit Bohrung 414, 415, 416 und 417 sind aufrecht an der inneren Grundplatte der unteren Hälfte 41D des Gehäuses 41 vorgesehen, und ein bürstenloser Motor 42 als Antriebsmotor, der später beschrieben ist, ist an dem ersten Vorsprung mit Bohrung 414 angeordnet. Wellen eines Getriebemechanismus 44 sind jeweils in dem zweiten, dritten und vierten Vorsprung mit Bohrung 415, 416 und 417 eingefügt und werden dort gehalten. Eine abgestufte Rippe 418 ist in integraler Weise mit dem Rand der inneren Grundplatte der unteren Hälfte 41D ausgebildet, und eine Platine 45 ist an der gestuften Rippe 418 so montiert, dass der Randbereich mit der gestuften Rippe 418 in Kontakt ist und von dem Gehäuse 41 so gehalten wird, dass die Platine 45 zwischen einer nach unten gerichteten (nicht gezeigten) Rippe, die in der oberen Hälfte 41U vorgesehen ist, und der abgestuften Rippe 418 gehalten wird. Der erste Vorsprung mit Bohrung 414 ist durch die Platine 45 durchgeführt und der bürstenlose Motor 42, der dort angeordnet ist, ist elektrisch mit der Platine 45 verbunden, auf der diverse elektronische Teile (nicht gezeigt), die eine später beschriebene Steuerschaltung 43 bilden, und der Stecker 451 montiert sind.
Die Welle 423 des bürstenlosen Motors 42 ist, wie in der teilweise ausgeschnittenen perspektivischen Ansicht aus 7 dargestellt ist, an dem ersten Vorsprung mit Bohrung 414 der unteren Hälfte 41D so gehalten, dass dieser in der Rotationsachse mittels einem Drucklager 421 und einem Gleitlager 422 drehbar ist. Eine Statorwicklung 424 mit drei Wicklungspaaren, die in der Umfangsrichtung unter gleichem Abstand angeordnet sind, sind fest in dem ersten Vorsprung mit Bohrung 414 gehalten und sind elektrisch mit der Platine 45 verbunden, so dass diese mit elektrischer Energie versorgt werden. Dabei ist die Statorwicklung 424 mit einer Basiseinheit 425 zusammengefügt und so angeordnet, dass diese elektrisch mit der Platine 45 verbunden sind, indem Anschlüsse 425A, die an der Basiseinheit 425 vorgesehen sind, verwendet sind. Ein Rotor 426 in Form einer zylindrischen Aufnahme ist an dem oberen Endbereich der Welle 423 so befestigt, dass die Statorwicklung 424 abgedeckt ist. Der Rotor 426 ist mit einem Joch 427 in Form einer aus Harz gegossenen zylindrischen Aufnahme und einem Ringrotormagnet 428 ausgebildet, der an der inneren Randfläche des Jochs 427 befestigt ist, und dessen magnetische Bereiche in Umfangsrichtung einen magnetischen Südpol und einen magnetischen Nordpol aufweisen.
In dem bürstenlosen Motor 42 werden die Magnetfeldrichtungen durch Zuführen von Wechselströmen unterschiedlicher Phase zu den jeweiligen drei Spulen der Statorwicklung 424 variiert, wodurch der Rotor 426 und die Welle 423 eine Drehung vollführen. Wie in 7 gezeigt ist, sind mehrere Hall-Elemente, und zwar drei Hall-Elemente H1, H2 und H3 in dieser Ausführungsform, mit gewünschten Abständen angeordnet und werden von der Platine 45 entlang der Umfangsrichtung des Rotors 426 gehalten. Wenn der Rotormagnet 428 zusammen mit dem Rotor 426 in Drehung versetzt wird, variieren die magnetischen Felder an den Hall-Elementen N1, H2 und H3 und dementsprechend variieren die Ein/Aus-Zustände der Hall-Elemente H1, H2 und H3, so dass Pulssignale in Reaktion auf die Drehung des Rotors 426 ausgesendet werden.
Das Joch 427 des Rotors 426 und ein erstes Zahnrad 441 sind in integraler Weise aus Harz gegossen; das erste Zahnrad 441 ist als Teil des Getriebemechanismus 44 so ausgebildet, um die Drehmomentausgangswelle 448 so anzutreiben, dass diese sich mit reduzierter Geschwindigkeit dreht. Genauer gesagt, der Getriebemechanismus 44 enthält zusätzlich zu dem ersten Getriebezahnrad 441, ein zweites Zahnrad 443, das auf einer ersten fixierten Welle 442, die durch den zweiten Vorsprung mit Bohrung 415 gehalten wird, drehbar befestigt ist, ein drittes Zahnrad 445, das drehbar von einer zweiten fixierten Welle 444, die von dem dritten Vorsprung mit Bohrung 416 gehalten wird, drehbar befestigt ist, und ein Zahnsegmentrad 447, das mittels einer dritte Welle 446, die von dem vierten Vorsprung mit Bohrung 417 gehalten wird, drehbar aufgenommen ist und in integraler Weise mit der Drehmomentausgangswelle 448 gebildet ist. Diese Zahnräder sind aus Harz gegossen. Wie in den 5 und 6 gezeigt ist, sind das zweite Zahnrad 443a mit großem Durchmesser und das zweite Zahnrad mit kleinem Durchmesser des zweiten Getriebezahnrads 443 axial miteinander verbunden, und das zweite Zahnrad 443a mit großem Durchmesser ist mit dem ersten Zahnrad 441 im Eingriff. Das dritte Zahnrad 445a mit großem Durchmesser und das dritte Zahnrad 445b mit kleinem Durchmesser des dritten Getriebezahnrads 445 sind in axialer Richtung miteinander verbunden und das dritte Zahnrad 445a mit großem Durchmesser ist mit dem zweiten Zahnrand 443b mit kleinem Durchmesser im Eingriff. Ferner ist das dritte Zahnrad 445b mit kleinem Durchmesser mit dem Sektorzahnrad 447 im Eingriff. Somit wird das Drehmoment des ersten Getriebezahnrads 441, das sich zusammen mit dem Rotor 427 des bürstenlosen Motors 42 dreht, mittels des zweiten Getrieberads 443, des dritten Getriebezahnrads 445 und des Sektorgetrieberads 447 reduziert und auf die Drehmomentsausgangswelle 448 übertragen. Stopelemente 419, die mit einer Stoßkraft durch entsprechende Endbereiche des Sektorzahnrades 447 beaufschlagt werden, stehen aus der inneren Oberfläche der unteren Hälfte 41D hervor, und mittels dieser Stopelemente 419 wird der Drehbereich der Drehmomentsausgangswelle 448 eingestellt. Der Drehbereich des Sektorzahnrades 447 ist so gestaltet, dass dieser geringfügig größer ist als der Drehbereich der Projektionsleuchte 30, der durch die Erhebung 207 und die Stopelemente 317 vorgegeben ist, wodurch verhindert wird, dass die Projektionsleuchte 30 durch die Erhebung 307 ohne Begrenzung geschwenkt wird, wenn die Funktion der Stopelemente 317 nicht gewährleistet ist.
8 ist ein Blockschaltbild, das eine elektrische Schaltungsanordnung in einer Beleuchtungsvorrichtung mit der ECU 2 und dem Aktuator 4 zeigt. Der Aktuator 4 ist in der rechten und der linken Schwenkleuchte 3R und 3L des Fahrzeuges installiert, wodurch eine bidirektionale Kommunikation zwischen der ECU 2 und diesen Schwenkleuchten 3R und 3L möglich ist. In der ECU 2 sind vorgesehen: eine Haupt-CPU 201 zum Ausführen eines vordefinierten Algorithmusses entsprechend der Information von einem Sensor 1 und eine Schnittstellen-(im Weiteren I/F) Schaltung 202 zur Verwendung beim Austausch von Steuersignalen CO zwischen der Haupt-CPU 201 und dem Aktuator 4 auszuführen. Ferner kann das Ein/Aus-Signal eines Beleuchtungsschalters S1, der in dem Fahrzeug vorgesehen ist, in die ECU 2 eingespeist werden und ein Steuersignal U basierend auf dem Ein/Aus-Zustand des Beleuchtungsschalters S1 wird zur Steuerung der Beleuchtungsschaltung 7, die mit einem fahrzeuginternen Stromversorgungsgerät (nicht gezeigt) verbunden ist und zum Zuführen von elektrischer Leistung zu der Entladungsleuchte 204 der Projektionsleuchte 30 verwendet ist, angewendet, um das Einschalten und Ausschalten der Schwenkleuchten 3R und 3L schaltbar zu machen. Die ECU 2 steuert ferner eine Nivelliersteuerschaltung 6 zum Steuern des Nivelliermechanismus 5 für das vertikale Einstellen der optischen Achse der Klammer 31, die zum Halten der Projektionsleuchte 30 verwendet ist, mittels eines Nivelliersignals DK, um die optische Achse der Projektionsleuchte 30 einzustellen, wenn sich die Höhe des Fahrzeugs ändert. Selbstverständlich ist die Verbindung dieser elektrischen Schaltungen mit der Stromversorgung schaltbar durch einen Zündschalter S2, der zum Ein- und Ausschalten des in dem Fahrzeug vorgesehen elektrischen Systems dient.
Die Steuerschaltung 43 auf der Platine 45, die in dem Aktuator 4 installiert ist, der sowohl in der rechten als auch in der linken Schwenkleuchte 3R und 3L des Fahrzeugs vorgesehen ist, besitzt eine I/F-Schaltung 432 zur Anwendung beim Signalaustausch mit der ECU 2, eine SUB-CPU 431 zum Ausführen eines vorbestimmten Algorithmusses gemäß einem von der I/F-Schaltung 432 zugeleiteten Signal und gemäß Pulssignalen P, die von den Hall-Elementen H1, H2 und H3 ausgesendet werden, und eine Motoransteuerschaltung 434 zum Ansteuern des bürstenlosen Motors 42, der als Rotationsantriebseinrichtung zur Drehung dient. Dabei wird das Lateralablenkwinkelsignal DS der Schwenkleuchten 3R und 3L als Teil des Steuersignals CO von der ECU 2 ausgegeben und dem Aktuator 4 eingespeist.
9 ist ein erläuterndes Schaltbild, das die Motoransteuerschaltung 434 der Steuerschaltung 43 und den bürstenlosen Motor 42 in dem Aktuator 4 zeigt. Die Motoransteuerschaltung 434 besitzt eine Schaltmatrixschaltung 435 zum Empfangen eines Geschwindigkeitssteuersignals V, eines Start/Stop-Signals S und eines Vorwärts/Rückwärtsdrehsignals R als Steuersignale von der SUB-GPU 431 der Steuerschaltung 43, und empfängt ferner die Pulssignale P von den drei Hall-Elementen H1, H2 und H3; und eine Ausgangschaltung 436 zum Einstellen der elektrischen Dreiphasenleistung (U-, V-, und W-Phase), die den drei Spulen der Statorwicklung 424 des bürstenlosen Motors 42 bei Eingang des Ausgangssignals der Schaltmatrixschaltung 435 zugeführt wird. Der Rotormagnet 428 wird bei Anlegen der U-, V-, und W-Phasen an die Statorwicklung 424 mittels der Motoransteuerschaltung 434 in Drehung versetzt, wodurch das Joch 427 zusammen mit dem Rotormagneten 428, d. h., der Rotor 426 und die Drehwelle 423 in Drehung versetzt werden. Wenn sich der Magnetrotor 428 dreht, detektieren die Hall-Elemente H1, H2 und H3 Änderungen des Magnetfeldes und geben die Pulssignale P aus. Die Pulssignale P werden dann der Schaltmatrixschaltung 435 zugeführt und ein Schaltvorgang wird in der Ausgangsschaltung 436 synchron zur zeitlichen Lage der Pulssignale aus der Schaltmatrixschaltung ausgeführt, wodurch die Drehung des Rotors 436 fortgesetzt wird.
Die Schaltmatrixschaltung 435 speist ein gewünschtes Steuersignal C1 in die Ausgangsschaltung 436 auf der Grundlage des Geschwindigkeitssteuersignals V, dem Start/Stop-Signal S und dem Vorwärts/Rückwärtsdrehungssignal R aus der SUB-CPU 431 ein, und bei Empfang des Steuersignals C1 stellt die Ausgangsschaltung 436 die drei Phasen der elektrischen Leistung, die der Statorwicklung 424 zugeführt wird, so ein, um zu steuern, wann die Drehung zu beginnen oder anzuhalten ist, um die Richtung der Drehung und die Drehgeschwindigkeit des bürstenlosen Motors 42 einzustellen. Die SUB-CPU 431 empfängt einen Teil jedes Pulssignals P, das von den Hall-Elementen H1, H2 und H3 ausgesandt wird, um damit den Drehzustand des bürstenlosen Motors 42 zu erkennen. Ein Aufwärts/Abwärts-Zähler 437 ist in der SUB-GPU 431 enthalten, so dass durch Zählung der Pulssignale von den Hall-Elementen H1, H2, H3 eine Zuordnung zu der Drehposition des bürstenlosen Motors 42 mittels des Zählerwertes erhalten wird.
Bei der obigen Anordnung bewirkt bei Empfang von Informationen hinsichtlich des Steuerwinkels des Lenkrades SW, der Geschwindigkeit und der Höhe des Fahrzeuges von dem Sensor 1, wie dies in 1 gezeigt ist, die ECU 2, wenn der Zündschalter S2 und der Beleuchtungsschalter S1 eingeschaltet sind, dass die CPU 201 Berechnungen auf der Grundlage des zugeführten Sensorausgangssignals ausführt, um das Lateralablenkwinkelsignal DS der Projektionsleuchte 30 zu berechnen, und das Signal DS wird in den Aktuator 4 in jeder der Schwenkleuchten 3R und 3L eingespeist. In dem Aktuator 4 führt die SUB-GPU 431 Berechnungen entsprechend dem zugeführten Lateralablenkwinkelsignal DS aus und speist ein berechnetes Signal entsprechend dem Lateralablenkwinkelsignal DS in die Motoransteuerschaltung 434 ein, um eine entsprechende Drehung des bürstenlosen Motors 42 zu bewirken. Wenn das Antriebsmoment des bürstenlosen Motors 42 durch den Getriebemechanismus 44 vor dem Übertragen auf die Drehmomentausgangswelle 448 reduziert wird, dreht sich die mit der Drehmomentsausgangswelle 448 gekoppelte Projektionsleuchte 30 horizontal und die optische Achse jeder Schwenkleuchte 3R und 3L wird seitlich abgelenkt. Wenn die Projektionsleuchte 30 die Dreh- bzw. Schwenkbewegung ausführt, wird der Ablenkwinkel der Projektionsleuchte 30 aus dem Drehwinkel des bürstenlosen Motors 42 detektiert; anders ausgedrückt, die SUB-CPU 431 erfasst den Ablenkwinkel der Projektionsleuchte 30 entsprechend mindestens einem der Pulssignale P (P1, P2 und P3), die von drei Hall-Elementen H1, H2 und H3 ausgegeben werden, die für den bürstenlosen Motor 42 vorgesehen sind, wie dies in 8 gezeigt ist. Des weiteren vergleicht die SUB-CPU 431 das von der SUB-CPU 431 erfasste Ablenkwinkelsignal mit dem Lateralablenkwinkelsignal DS, das von der ECU 2 empfangen wird; es wird eine Rückkopplungssteuerung des Drehwinkels des bürstenlosen Motors 42 so ausgeführt, dass beide Signale gleich sind, wodurch die Richtungen der optischen Achse der Projektionsleuchten 30, d. h. die Richtungen der optischen Achse der Schwenkleuchten 3R und 3L so genau steuerbar ist, dass die Richtungen der optischen Achsen den abgelenkten Positionen entsprechen, die entsprechend dem Lateralablenkwinkelsignal DS festgelegt wurden.
Wenn die Projektionsleuchte 30 daher eine Ablenkbewegung ausführt, beleuchtet das von den entsprechenden Schwenkleuchten 3R und 3L ausgesandte abgelenkte Licht einen Bereich, der von der Richtung, die durch eine geradlinige Bewegung des Fahrzeugs definiert ist, nach rechts oder nach links abweicht, und selbst während der Bewegung des Fahrzeuges ist es möglich, nicht nur die Geradeausrichtung des Fahrzeuges zu beleuchten, sondern auch die Richtung entsprechend der Vorwärtsbewegung, in welche der Lenkeinschlag erfolgt ist; somit wird die Fahrsicherheit verbessert.
Dabei wird ein Initialisierungsvorgang so ausgeführt, dass die optischen Achsen der Schwenkleuchten 3R und 3L auf eine vorbestimmte Ablenkwinkelposition, d. h. eine Referenzwinkelposition, gesetzt werden, wenn der Zündschalter S2 eingeschaltet wird. Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung sind die rechte und die linke Schwenkleuchte 3R und 3L so gestaltet, um eine Ablenkbewegung in einem Winkelbereich von ungefähr 5.5° nach innen und von ungefähr 20.5° nach außen auszuführen, wobei die Winkel in Bezug auf die Richtung für geradlinige Bewegung definiert sind. 10 zeigt ein Flussdiagramm zur Illustrierung des Ablaufes der Initialisierungsschritte. 11a und 11b sind Zeitablaufdiagramme, die die Ablenkbewegung der Projektionsleuchte in der vertikalen und der seitlichen Richtung zeigt. Wenn der Zündschalter S2 eingeschaltet wird (Schritt S101), wird eine Entscheidung gefällt, ob der Beleuchtungsschalter S1 zuerst im Ein-Zustand ist (Schritt S102). Wenn der Beleuchtungsschalter S1 im Ein-Zustand ist, werden die Projektionsleuchten 30 gegebenenfalls im eingeschalteten Zustand belassen und da die Möglichkeit besteht, entgegenkommenden Verkehr auf Grund des Initialisierungsprozesses zu blenden, wird die Klammer 31 weiter nach unten geneigt als die horizontale Linie, die durch den Nivellierungsmechanismus 5 vorgegeben ist, und der Initialisierungsvorgang wird ausgeführt, nachdem die optische Achse jeder Projektionsleuchte 30 nach unten gerichtet ist (Schritt S103). Somit wird das Blenden entgegenkommenden Verkehrs selbst in dem Falle verhindert, wenn der Ablenkwinkel der Projektionsleuchte 30 eine Drehung in einer beliebigen Richtung während des folgenden Initialisierungsprozesses bewirkt. Ansonsten wird der Initialisierungsvorgang unmittelbar ausgeführt, wenn der Beleuchtungsschalter S1 sich im Aus-Zustand befindet.
Gemäß der 12a bewirkt während des Initialisierungsvorganges die SUB-CPU 431, dass die Motoransteuerschaltung 434 den bürstenlosen Motor 42 für eine Drehung in einer Richtung zum Drehen jeder Projektionsleuchte 30 nach innen von der momentanen Position der optischen Achse in der seitlichen Richtung ansteuert (Schritt S104). In der folgenden Beschreibung ist die Uhrzeigerrichtung als positiv, wohingegen die Gegenuhrzeigerrichtung als negativ definiert. Es wird dann ein Zählwert X1 erfasst (Schritt S105), wenn das Drehen der Projektionsleuchte 30 angehalten wird, d. h., wenn die Projektionsleuchte 30 bis zur maximalen Ablenkwinkelposition θ₁ (ungefähr -5,5° in Bezug auf die Geradeausrichtung) auf der einen Seite abgelenkt wird, wenn die Erhebung 307, die in der Projektionsleuchte 30 vorgesehen ist, mit einem der Stopelemente 371, die an der Projektionsleuchte 30 vorgesehen sind, in Kontakt kommt. Anschließend wird der bürstenlose Motor 42 so angesteuert, um sich in die entgegengesetzte Richtung zu drehen, um dieses Mal die Projektionsleuchte 30 in lateraler Richtung nach außen zu drehen, anstatt in die Geradeausrichtung (Schritt S106). Ferner wird ein Zählwert X2 erfasst (Schritt S107), wenn das Drehen der Projektionsleuchte 30 beendet wird, d. h. wenn die Projektionsleuchte 30 bis zu einer Position gelenkt wird, die der maximalen Ablenkwinkelposition θ₂ (ungefähr +20.5° in Bezug auf die Geradeausrichtung) in der entgegengesetzten Seite abgelenkt wird, wenn die Erhebung 307 mit dem Stopelement 371 auf der entgegengesetzten Seite in Kontakt kommt. Die Drehbewegung des bürstenlosen Motors 42 in der einen Richtung und in der entgegengesetzten Richtung wird in diesem Ablauf bei relativ hoher und konstanter Geschwindigkeit durchgeführt.
Dann kann eine mittlere Winkelposition θ_c als mittlere Position zwischen der maximalen Ablenkwinkelposition θ₁ auf der einen Seite und der maximalen Ablenkwinkelposition θ₂ auf der gegenüberliegenden Seite wie folgt ermittelt werden:
Die Berechnung der mittleren Winkelposition θ_c wird ausgeführt, indem der Zählwert X1 des Pulssignals zum Zeitpunkt des Kontakts mit dem Stopelement in der nach innen weisenden Richtung und der Zählwert X2 des Pulssignals zum Zeitpunkt des Kontakts mit dem Stopelement in der entgegengesetzten Richtung hergestellt wird (Schritt S108).
Anders ausgedrückt, der Zählwert Xc der mittleren Winkelposition θ_c ergibt sich zu:
Mit der mittleren Winkelposition θ_c als Referenz wird die Winkelposition, die um einen vorbestimmten Winkel θ_z von dem Referenzpunkt nach innen gerichtet ist, als eine Referenzwinkelposition θ₀ festlegt, d. h. als eine Winkelposition in Richtung der Geradeausbewegung. Genauer gesagt
Bei der tatsächlichen Berechnung wird ein Zählwert Xz entsprechend dem vorbestimmten Winkel θ_z von dem berechneten Wert Xc abgezogen, um einen Zählwert Xo (Schritt S109) zu erhalten, d. h. die Referenzwinkelposition Xo ergibt sich wie folgt:
Anschließend wird der bürstenlose Motor 42 angesteuert, um sich in einer Richtung wiederum von der Außenseitekontaktposition im Schritt S107 zu drehen und das Drehen der Projektionsleuchte 30 in die nach innen weisende Richtung wird begonnen (Schritt S110). Dabei wird die Umdrehungsgeschwindigkeit des bürstenlosen Motors 42 größer als zuvor eingestellt. Ferner wird die Drehung des bürstenlosen Motors 42 fortgesetzt bis der Zählwert Xo der Referenzwinkelposition θ_o, die im Schritt S109 ermittelt wurde, erreicht ist und bei einem Zeitpunkt, an dem der Zählwert Xo erreicht ist, wird die Drehung des bürstenlosen Motors 42 unterbrochen (Schritt S111). Somit kann die optische Achse jeder Projektionsleuchte 30 auf die Referenzwinkelposition θ_o festgelegt werden, d. h. in die Geradeausrichtung, so dass das Einstellen der optischen Achse der Projektionsleuchte 30 initiiert werden kann.
Wie in 12a gezeigt ist, können bei der maximalen Ablenkwinkelposition θ₁ als Kontaktposition auf einer Seite, wenn die Projektionsleuchte 30 sich von der Startposition S in die nach innen weisende Richtung dreht, der Aktuator 4, die Projektionsleuchte 30 und dergleichen eine Deformierung auf Grund der Belastung oder Deformation, die mit einem Temperaturwechsel auf Grund der thermischen Ausdehnung des Materials verknüpft ist, erleiden, wodurch ein Ablenkwinkel θ_x1 erzeugt wird. In ähnlicher Weise wird ein Ablenkwinkel θ_x2 an der maximalen Ablenkwinkelposition θ₂ als Kontaktposition in der entgegengesetzten Richtung erzeugt, wenn die Projektionsleuchte 30 sich in die nach außen weisende Richtung dreht. Folglich ändern sich beide maximale Ablenkwinkelpositionen θ₁ und θ₂ tatsächlich zu θ_1' und θ_2' auf Grund der zuvor genannten Ablenkwinkel.
Wenn daher die Berechnung von Xc im Schritt S108 unter Anwendung dieser Winkel θ₁ und θ₂ ausgeführt wird, ergibt sich die mittlere Winkelposition θ_c wie folgt:
Daher repräsentiert (θ_x2–θ_x1)/2 einen Fehler.
Da die Hälfte der Differenz zwischen dem Ablenkwinkel θ_x2 in der nach außen weisenden Richtung und dem Ablenkwinkel θ_x1 in der nach innen weisenden Richtung einen Fehler bildet, der oben beschrieben ist, wird ein Fehler bei der Einstellung der mittleren Winkelposition θ_c sowie bei der Einstellung der Referenzwinkelposition θ₀ minimiert. Insbesondere in diesem Beispiel sind der Ablenkwinkel θ_x1 in der nach innen weisenden Richtung und der Ablenkwinkel θ_x2 in der nach außen weisenden Richtung jeweils in dem gleichen Aktuator und der gleichen Projektionsleuchte enthalten, und wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit des bürstenlosen Motors 42 in dieser Zeit konstant ist, werden die Ablenkwinkel θ_x1 und θ_x2 im Wesentlichen gleich. Somit wird der Fehler auf Grund der Ablenkwinkel θ_x1 und θ_x2 in diesem Falle auf nahezu Null reduziert. Wenn daher angenommen wird, dass der Ablenkwinkel θ_x im Falle eines Einseitenkontaktsystems aus 12b gleich den Ablenkwinkeln θ_x1 und θx2 in einem Zweiseitenkontaktsystem ist, kann die Einstellgenauigkeit der Referenzwinkelposition θ₀ die in dem Zweiseitenkontaktsystem erreichbar ist, äußerst hoch werden.
Die Anpassung des Zweiseitenkontaktsystems, in welchem jede Projektionsleuchte 30 in einer Richtung und in der entgegengesetzten Richtung bis zur Kontaktbildung gedreht wird, macht es möglich, die Ablenkwinkel, die durch die Kontaktbildung hervorgerufen werden, zu kompensieren, wobei die optische Achse jeder Projektionsleuchte 30 in genauer Weise auf die Referenzwinkelposition gesetzt wird, unabhängig von der Ablenkung des Aktuators 4 und der Projektionsleuchte 30 auf Grund von Belastungs- und Ablenkfluktuationen durch Temperaturänderung. 13 ist ein Graph, der einen Vergleich zwischen einem Einseitenkontaktsystem (einschließlich der Fälle mit einem einwärts- und einem auswärtsgerichteten Kontakt) und einem Zweiseitenkontaktsystem, die konventioneller Weise in Hinblick auf die Einstellgenauigkeit einer Referenzwinkelposition bei einer Temperaturänderung betrieben werden. Wie aus der graphischen Darstellung erkennbar ist, wird eine hohe Einstellgenauigkeit mit dem Zweiseitenkontaktsystem unabhängig von Temperaturänderungen erreicht.
Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung wird die Projektionsleuchte 30 in der nach innen gerichteten Richtung mit konstanter Geschwindigkeit bei der ersten Initialisierung gedreht, bis ein Kontakt mit dem Stopelement erfolgt, und anschließend wird diese in die auch außen weisende Richtung gedreht, bis der Kontakt mit dem Stopelement erfolgt. Dies erfolgt deswegen, da durch die Drehung der Projektionsleuchte bis zum Kontakt mit den Stopelementen auf beiden Seiten mit konstanter Geschwindigkeit die Ablenkwinkel θ_x1 und θ_x2 nicht nur im Wesentlichen gleich, sondern auch konstant gemacht werden können. Der Zündschalter wird normalerweise ausgeschaltet, wenn das Auto angehalten oder geparkt wird, und die optischen Achsen der Projektionsleuchten 30 werden oft in die Geradeausrichtung gesteuert, d. h. in die Referenzwinkelposition. Daher gibt es eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass die Startposition zum Zeitpunkt des Einschaltens des Zündschalters so ist, dass die optischen Achsen der Projektionsleuchten in die Referenzwinkelposition zeigen. Wenn jede Projektionsleuchte 30 gedreht wird, um an beiden Seiten entsprechenden Schritten S104 bis S107 mit dem Stopelementen in Kontakt zu kommen, ist es vorteilhaft, anfänglich die Projektionsleuchte nach innen zu drehen, wo der Drehwinkel gering ist und anschließend nach außen, da die Drehdistanz kleiner wird als im Falle, dass die Projektionsleuchte in der umgekehrten Reihenfolge gedreht wird; die zur Vervollständigung des Vorgangs erforderliche Zeit kann dadurch reduziert werden.
Da ferner die Drehgeschwindigkeit des bürstenlosen Motors 42 höher eingestellt wird, als zuvor, wenn die Referenzwinkelposition nach Kontaktieren mit dem Stopelement in der nach außen weisenden Richtung gesetzt wird, wird die Zeit, die zur Einstellung der Projektionsleuchte auf die Referenzwinkelposition erforderlich ist, noch weiter reduziert. Anders ausgedrückt, es ist nicht notwendig, die Ablenkung der Projektionsleuchte 30 und dergleichen in diesem Falle zu beachten, so dass die Projektionsleuchte mit hoher Geschwindigkeit gedreht werden kann, wodurch das Einstellen der Projektionsleuchte auf die Referenzwinkelposition mit lediglich den Schritten S109 und S110 ausführbar ist.
Wie aus den Zeitablaufdiagrammen aus 11 erkennbar ist, gibt es, da die Projektionsleuchten 30 der Schwenkleuchten 3R und 3L zur Zeit des Kontaktherstellens mit dem Stopelementen auf beiden Seiten nach innen und nach außen abgelenkt werden, die Möglichkeit, dass, da Fahrzeuge sich in Japan auf der linken Straßenseite aufhalten müssen, die linke Schwenkleuchte 3L entgegenkommende Fahrzeuge blendet, wenn diese nach innen abgelenkt wird, wohingegen die rechte Schwenkleuchte 3R entgegenkommende Fahrzeuge blendet, wenn diese nach außen abgelenkt wird, wenn beide Leuchten eingeschaltet sind. Wenn in diesem Falle nach Schritt S103 aus 10 beide optischen Achsen der Schwenkleuchten 3R und 3L nach unten geneigt werden anstelle horizontal zu bleiben, mittels des Nivelliermechanismus 5, während die Lampen eingeschaltet sind, kann daher ein Blenden des entgegenkommenden Verkehrs verhindert werden. Wenn die Möglichkeit des Blendens des entgegenkommenden Verkehrs nach Abschluss der anfänglichen Einstellung der optischen Achsen der Schwenkleuchten 3R und 3L in der lateralen Richtung vermieden wird, werden die optischen Achsen der Schwenkleuchten 3R und 3L mittels des Nivelliermechanismus 5 (Schritt S111) wieder in die horizontale Richtung zurückgedreht, und die anfängliche Einstellung der optischen Achsen in der vertikalen Richtung ist ebenso erreicht. Gemäß der Ausführungsform der Erfindung wird auf Grund der für das Einstellen der horizontalen Richtung mittels des Nivelliermechanismus erforderlichen Zeit der Vorgang des Zurückdrehens der optischen Achsen der Schwenkleuchten 3R und 3L in die horizontale Richtung zu dem Zeitpunkt begonnen, bevor die anfängliche Einstellung der Schwenkleuchten 3R und 3L in der seitlichen Richtung abgeschlossen ist. Wenn die Schwenkleuchten 3R und 3L im Schritt S102 ausgeschaltet bleiben, werden die optischen Achsen der Projektionsleuchten 30 weiter nach unten geneigt als die horizontale Linie, und der Schritt S103 wird nicht ausgeführt, da keine Gefahr des Blendens besteht.
Gemäß der Ausführungsform der Erfindung wird der Ablenkwinkel in der nach innen gerichteten Richtung kleiner eingestellt als der Ablenkwinkel in der nach außen weisenden Richtung in Bezug auf die Richtung, in der das Fahrzeug sich geradeaus bewegt, und jede Projektionsleuchte 30 wird nach der Drehung nach innen anschließend nach außen gedreht. In einem Scheinwerfersystem, dessen Ablenkwinkel nach innen und nach außen gleich sind, d. h. wenn die Referenzposition auf die Mitte zwischen den Ablenkwinkeln nach innen und nach außen festgelegt ist, kann jedoch die Reihenfolge, in der die Projektionsleuchten gedreht werden, beliebig sein.
Des weiteren kann das Zählen der Pulssignale in dem Aufwärts/Abwärtszähler 437 der SUB-CPU 431 ausgeführt werden, indem die Pulssignale P1, P2 und P3 der Hall-Elemente H1, H2 und H3 gezählt werden. Wenn die Periode der Pulssignale von dem Hall-Element äußerst gering ist, kann das Zählen der Pulssignale durch eine Frequenzteilung erfolgen.
Obwohl die Erfindung auf einen Scheinwerfer angewendet wird, in welchem die Projektionsleuchten, die die Schwenkleuchten bilden, vertikal und seitlich abgelenkt werden, um die optischen Achsen zu ändern, kann beispielsweise die Erfindung ebenso auf einen Scheinwerfer angewendet werden, der so angeordnet ist, dass lediglich Reflektoren eine Ablenkbewegung ausführen, oder dass Zusatzreflektoren vorgesehen sind, unabhängig von den Hauptreflektoren, die eine Ablenkbewegung so vollführen, dass sie praktisch einen Beleuchtungsbereich variieren.
Wie zuvor dargestellt ist, wird erfindungsgemäß das sogenannte Zweiseitenkontaktsystem angewendet, wobei die maximalen Ablenkwinkel durch Drehen des Scheinwerfers in sowohl einer Richtung als auch in der entgegengesetzten Richtung erfasst werden; ferner ist eine Referenzwinkelpositionseinstelleinrichtung vorgesehen, um die optische Beleuchtungsachse auf die Referenzwinkelposition festzulegen, indem die Referenzwinkelposition auf der Grundlage der beiden detektierten maximalen Ablenkwinkel ermittelt wird. Ferner wird der Scheinwerfer in einer Richtung auf die Referenzwinkelposition gedreht durch die Schritte: Erfassen des ersten maximalen Ablenkwinkels durch Drehen des Scheinwerfers in einer Richtung, bis der Scheinwerfer in dieser Richtung nicht mehr drehbar ist, Erfassen des zweiten maximalen Ablenkwinkels durch Drehen des Scheinwerfers in der entgegengesetzten Richtung, bis der Scheinwerfer nicht mehr in dieser entgegengesetzten Richtung drehbar ist, und Berechen der Referenzwinkelposition der optischen Beleuchtungsachse aus dem ersten und dem zweiten maximalen Ablenkwinkel. Somit ist es möglich, nicht nur die in dem Scheinwerfer und dem Aktuator hervorgerufene Ablenkung bzw. Verformung zu kompensieren, sondern auch die optische Achse des Scheinwerfers in präziser Weise auf die Referenzwinkelposition zu setzen, wodurch eine korrekte Steuerung des AFS beim Fahren eines Fahrzeuges nach der Initialisierung gewährleistet werden kann.

Claims

Fahrzeugscheinwerfervorrichtung mit: einer Lichtverteilungssteuereinrichtung zum Ablenken der optischen Beleuchtungsachse eines Scheinwerfers nach rechts und nach links in Reaktion auf den Lenkwinkel eines Fahrzeuges; und einer Referenzwinkelpositionseinstelleinrichtung zum Detektieren des maximalen Ablenkwinkels, wenn der Scheinwerfer in einer Richtung gedreht wird, sowie des maximalen Ablenkwinkels, wenn der Scheinwerfer in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird, und zum Ermitteln einer Referenzwinkelposition auf der Grundlage der beiden detektierten maximaler Ablenkwinkel, um damit die Referenzwinkelposition auf die optische Beleuchtungsachse einzustellen.
Fahrzeugscheinwerfervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lichtverteilungssteuereinrichtung so ausgebildet ist, um den Scheinwerfer mit einem Antriebsmotor zu drehen, und wobei die Referenzwinkelpositionseinstelleinrichtung eine erste Detektiereinrichtung zum Detektieren eines Drehwinkels des Antriebsmotors und eine zweite Detektiereinrichtung zum Detektieren der Drehposition des Scheinwerfers aus dem detektierten Drehwinkel aufweist, und zum Ermitteln des maximalen Ablenkwinkels aus der detektierten Drehposition des Scheinwerfers und zum Einstellen des maximalen Ablenkwinkels auf die Referenzwinkelposition verwendet wird.
Fahrzeugscheinwerfervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die erste Detektiereinrichtung ein Sensorelement aufweist, das Pulssignale in Reaktion auf die Drehung des Antriebsmotors ausgibt, und wobei die zweite Detektiereinrichtung einen Aufwärts/Abwärts-Zähler zum Zählen der Anzahl der Pulse aufweist.
Fahrzeugscheinwerfervorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Referenzwinkelpositionseinstelleinrichtung ausgebildet ist, die optische Achse des Scheinwerfers auf der Grundlage eines Rotationsbereiches einzustellen, der aus einer ersten Zählerzahl des Aufwärts/Abwärts-Zählers ermittelt wird, wenn der Antriebsmotor sich in einer Richtung dreht, und einer zweiten Zählerzahl des Aufwärts/Abwärts-Zählers bei Drehung in der entgegengesetzten Richtung.
Verfahren zum Einstellen der Position der optischen Achse einer Fahrzeugscheinwerfervorrichtung mit einer Lichtverteilungssteuereinrichtung zum Ablenken der optischen Beleuchtungsachse eines Scheinwerfers nach rechts und nach links in Reaktion auf den Lenkwinkel eines Fahrzeuges, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Detektieren eines ersten maximalen Ablenkwinkels durch Drehen des Scheinwerfers in einer Richtung bis der Scheinwerfer in dieser Richtung nicht mehr drehbar ist; Detektieren eines zweiten maximalen Ablenkwinkels durch Drehen des Scheinwerfers in der entgegengesetzten Richtung, bis der Scheinwerfer in der entgegengesetzten Richtung nicht mehr drehbar ist; Berechnen der Referenzwinkelposition der optischen Beleuchtungsachse aus dem ersten und dem zweiten Ablenkwinkel; und Drehen des Scheinwerfers in eine Richtung in Richtung der Referenzwinkelposition.
Verfahren zum Einstellen der Position der optischen Achse einer Fahrzeugscheinwerfervorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Scheinwerfer mit einer vorbestimmten ersten Geschwindigkeit beim Schritt des Detektierens des ersten und des zweiten maximalen Ablenkwinkels gedreht wird, und wobei der Scheinwerfer mit einer zweiten Geschwindigkeit, die höher als die erste Geschwindigkeit ist, beim Schritt des Annäherns des Scheinwerfers an der Referenzwinkelposition gedreht wird.
Verfahren zum Einstellen der Position der optischen Achse einer Fahrzeugscheinwerfervorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei, wenn eine Differenz zwischen der Größe des ersten und des zweiten maximalen Ablenkwinkels vorliegt, die Drehrichtung so gesteuert wird, dass der erste maximale Ablenkwinkel kleiner als der zweite maximale Ablenkwinkel gemacht wird.