DE1806312C3

DE1806312C3 - Leuchtweiteregler fur Fahrzeugscheinwerfer

Info

Publication number: DE1806312C3
Application number: DE1806312A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.- Ing. Conzelmann; Helmut 7250 Leonberg Domann; Guenter Schirmer; Gerhard 7000 Stuttgart Woelffing-Seelig
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1968-10-31
Filing date: 1968-10-31
Publication date: 1980-11-20
Also published as: NL6916360A; DE1806312B2; BE741034A; DE1806312A1; CH500856A; AT310581B; GB1285586A; FR2022054A1; US3634677A; FR2022054B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung /um Konstanthalten der Leuchtweite von Scheinwerfern an Fahrzeugen bei Änderungen der Fahrzeug-Belastung, mit zwei an der Vorderachse und an der Hinterachse angebrachten elektrischen Meßwertgebern /ur Bestimmung der Ne'gung der Fahrzeug-Längsachse gegen die Straßenoberfläche und mit von diesen Meßwertgebern elektrisch betätigbaren Stellgliedern zur Einstellung der Neigung der Scheinwerfer gegen die Fahrzeug-Längsachse, und mit mindestens einem geschlossenen, einen elektronischen Regelverstärker enthaltenden Regelkreis, welcher einen Soll-Ist-Wert-Vergleicher umfaßt, dessen Ausgangsgröße über den Regelverstärker das Stellglied beaufschlagt und an dessen Ist-Eingang ein mit dem Scheinwerfer mechanisch verbundener, eine der Neigung der Scheinwerferachse proportionale elektrische Größe bildender Ist-Wert-Geber angeschlossen ist, wobei an den Soll-Eingang des SolMst-Wert-Vergleichers die aus den Meßwertgebern abgeleitete, der Neigung der Fahrzeuglängsachse proportionale elektrische Größe geführt ist.

Aus der FR-Zusatz-PS 86 626 ist eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art bekanntgeworden, die zwar einen Regler enthält, bei dem sich jedoch eine bleibende Regelabweichung nicht vermeiden läßt, und zwar sowohl dann, wenn der Regler als Zweipunktregler arbeitet, der erst beim Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes der R™°labweichung nachregelt, wie auch in der Ausbildung dü> sogenannter Proportionalregler, der dann nicht mehr wirksam werden kann, wenn die Eingangsgröße durch erhebliche Regelverstärkung nicht mehr ausreicht, ein an den Regler angeschlossenes Stellglied gegen Reibung und ähnliche Widerstände zu verstellen.

Zur Vermeidung bleibender Regelabweichungen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß dar Regelverstärker als Integralregler ausgebildet ist und mit mindestens einer ein Zeitglied enthaltenden Rückführung versehen ist. Da bei der Einstellung der Scheinwerferneigung

> bereits kleine bleibende Abweichungen der Regelgröße von einem vorgegebenen Soll-Wert große Veränderungen in den Beleuchtungsverhältnissen hervorrufen, ist das erfindungsgemäß vorgesehene Integralverhalten des Reglers besonders vorteilhaft weil dann keine

• bleibenden Regelabweichungen auftreten können und die Regelgröße genau der vorgegebenen Führungsgröße entspricht Bei einem Integralregler wird nämlich auch eine sehr kleine Eingangsgröße über die Zeit aufsummiert so daß dadurch am Ausgang des

• Verstärkers eine Ausgangsgröße in einer für das Ansprechen des Stellgliedes notwendigen Höhe auftritt

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Regelkreises,

Fig.2 und 3 Anordnungen von Gebern für die Neigung des Fahrzeuges.

Fig.4 ein Schaltschema eines Regelkreises mit

• Widerstandsgebern,

F i g. 5 eine schematische Anordnung eines induktiven Gebers em Fahrzeug,

F i g. 6 ein Schaltschema eines Regelkreises mit induktiven Gebern.

> In F i g. 1 ist bei 10 ein um eine horizontale Achse 11 schwenkbarer Scheinwerfer eines Fahrzeuges dargestellt, dessen Neigung um einen Winkel α, mit Hilfe eines Übertragungsstabes 12 von einem Stellglied 13 veränderbar ist. Der Winkel <x, ist die Regelgröße des nachstehend beschriebenen Regelkreises. Mechanisch mit dem Übertragungsstab 12 ist ein Geber 14 gekoppelt, der den Winkel x, in einen verhältnisgleichen Meßwert umformt. Das Stellglied 13 ist mit dem Ausgang eines Regelverstärkers 15 verbunden, dessen Eingang die Größe Δα zugeführt ist. Die Größe Δα., die als Regelabweichung bezeichnet wird, entsteht an dem Vergleicher 16 aus der Differenz einer Führungsgröße a_s und der Regelgröße λ». Die Führungsgröße a_s wird in einer Geberanordnung 17 erzeugt. Die Anordnung 17 enthält zwei Geber 18 und 19, aus denen in einem Vergleicher 20 ein Meßwert für die Neigung der Fahrzeuglängsachse zur Fahrbahn erzeugt wird, die Führungsgröße n_s des Regelkreises. In der Fi g. 1 ist nur ein Regelkreis für einen Scheinwerfer dargestellt. Durch die Verzweigung der aus der Anordnung 17 kommenden Leitung, die das Signal k_s führt, ist angedeutet, daß mehrere gleichartige Regelkreise von derselben Führungsgröße a_s angesteuert werden können.

Für die mit 17 bezeichnete Geberanordnung sind in den F i g. 2 und 3 zwei Ausführungsformen dargestellt. Diese Geberanordnungen arbeiten mit einem Regelkreis zusammen, in dem elektrische Signale verarbeitet werden; es sind jedoch auch pneumatische oder hydraulische Regelkreise ausführbar.

Die Geberanordnung 17 nach Fig.2 enthält zwei Potentiometer 24 und 25 mit verschiebbaren Abgriffen 26 und 27. Der obere Anschluß des Potentiometers 25 ist mit der Betriebsspannungsquelle Ub und der untere Anschluß mit dem Masseanschluß einer nicht dargestellten Fahrzeugbatterie verbunden. Das Potentiometer 24 ist so angeschlossen, daß sein oberer Anschluß mit dem Masseanschluß und sein unterer Anschluß mit U_B verbunden ist. Einander entsprechende Anschlüsse der

Spannungsteilerwiderstände sind also an entgegengesetzte Potentiale angeschlossen. An den Abgriffen 26 und 27 der Potentiometer 24 und 25 entstehen bei gleichsinnigem Verstellen auf diese Weise entgegengesetzte Spannungen. Die Abgriffe 26 und 27 sind über Entkopplungswiderstände 28 und 29 mit einem Punkt 30 verbunden. Mit 31 ist ein zweites Potentiometer angedeutet, das an die Betriebsspannungsquelle Ub angeschlossen ist und als Geber für die Regelgröße α» dient. Zwischen seinem Abgriff 32 und dem Punkt 30 tritt die Größe Δα. auf, wie nachfolgend näher erläutert wird.

Die Geberanordnung 17 nach Fig.3 enthält zwei Potentiometer 35 und 36, deren Abgriffe miteinander verbunden sind. Der untere Anschluß des Potentiometers 35 ist mit dem Masseanschluß verbunden, der obere Anschluß bleibt offen. Beim Potentiometer 36 bleibt der untere Anschluß offen und der obere Anschluß ist über einen Widerstand 37 mit der Betriebsspannungsquelle verbunden. In gleicher Weise, wie bei der Anordnung nach Fig. 2 ist das als Geber für die Regelgröße λ, dienende Potentiometer 31 mit der Betriebsspannung Ub verbunden. Der obere Anschluß des Potentiometers 36 führt zu dem Punkt 30. Zwischen dem Punkt 30 und dem Abgriff 32 des Potentiometer 31 tritt die Größe Δη auf. In beiden Figuren, der Fig. 2 und Fig.3. sind die Geberanordnungen 17 mit dem als Geber für die Regelgröße dienenden Potentiometer 31 zu einer Brückenschaltung zusammengefaßt. Die Brückendiagonale liegt zwischen den beiden Brückenmittelpunkten 30 und 32.

In Fig.4 ist ein Regelkreis gezeigt, in dem eine Geberanordnung 17 nach Fig. 3 verwende! ist. Diese liegt mit einem Widerstand 37 in Reihe und bildet den linken Brückenzweig einer Brücke, deren rechter Brückenzweig mit dem Mittelpunkt 32 aus dem Potentiometer 31 und zwei Einstellwiderstanden 40 und 41 besteht, die in Reihe mit dem Potentiometer geschaltet sind und zur Einstellung eines obersten und eines untersten Wertes für den rechten Brückenzweig dienen. Der Abgriff des Potentiometers 31 ist mechanisch mit dem Stellglied 13 gekoppelt, was durch eine strichpunktierte Linie 42 angedeutet ist.

Die Regelabweichung Δκ wird zwischen den Punkten 30 und 32 abgegriffen und dem Regler 15 zugeführt, dessen Ausgang mit dem Stellglied 13 verbunden ist. Das Stellglied 13 ist als beheiztes Bimetallstellglied ausgeführt, dessen Heizenergie von einen den Regler 15 darstellenden Transistorverstärker geliefert wird.

Der Regler 15 ist aus den Transistoren Tl, TI und T3 aufgebaut. Der NPN-Transistor ist mit seinem Emiiiei an dem runki 30 und mit seiner Basis über eine Diode D 2 an den Punkt 32 angeschlossen.

Vom Emitter zur Basis des Transistors Ti ist eine Diode D1 in Durchlaßrichtung geschaltet, so daß bei dem Punkt 43 die Kathode von D1 mit der Anode von DI verbunden ist. Dem Kollektor des Transistors Ti wird über die Arbeitswiderstände Λ 10 und RH und eine Leitung 44 das gegenüber einer Masseleitung 45 positive Potential Ub der Betriebsspannungsquelle zugeführt. Die Basis des Transistors Ti ist zur Festlegung des Arbeitspunktes des Transistors über den Widerstand R 12 mit der Leitung 44 verbunden. Die Basis des Transistors ΤΊ ist am Verbindungspunkt 46 an die Widerstände R 10 und R11 angeschlossen. Der Transistor TI ist von entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp wie der Transistor TI, also vom PNP-Typ; demgemäß ist durch das Verhältnis der Widerstände R10 und RH sein Arbeitspunkt eingestellt. Sein Emitter ist über den Widerstand R 13 mit der Leitung 44 verbunden. Der Emitter des Transistors 7"2 liegt an der Basis eines PNP-Leistungstransistors 7"3, dessen Emitter mit der Leitung 44 und dessen Kollektor über das Stellglied 13 mit der Leitung 45 verbunden ist. Vom Kollektor des Transistors T3 führt die Reihenschaltung aus einem Kondensator ClO und einem Widerstand R 15 zum Punkt 43 und zur Basis des Transistors Ti. Diese Reihenschaltung aus Kondensator und Widerstand bildet die Rückführung. Für die Rückführung ist jedoch auch eine Kombination nur aus Widerständen bzw. aus Reihen- und Parallelschaltungen aus Widersländen und Kondensatoren möglich, um ein für den jeweiligen Betriebsfall geeignetes Zeitverhalten des Reglers zu erzielen.

Die in der Fig.4 nicht dargestellte mechanische Kopplung zwischen dem Scheinwerfer 10 und dem Stellglied 13 arbeitet folgendermaßen mit der beschriebenen Anordnung nach dem Regelkreisprinzip zusammen: Jeweils einer der beiden Geber 18, 19; 24, 25; 35, 36 ist mit der Vorderachse des Fahrzeuges, der andere mit der Hinterachse verbunden. Wenn beide Achsen des Fahrzeuges gleichmäßig belastet sind, entstehen an den beiden Gebern jeweils gleiche Meßwerte. Durch die Gegeneinande^rachaltung der beiden Geber heben sich diese Meßwerte auf, so daß «_s Null ist. Die Geber 14 oder 31 der Regelgröße sind in diesem Zustand so eingestellt, daß die Regelabweichung Δλ Null ist. Das Gegeneinanderschalten der Geber ist in allgemeiner Weise in F i g. 1 durch Differenzbildung am Vergleicher 20 dargestellt. Bei der Geberanordnung nach Fig. 2 erfolgt eine Addition der Geberspannungswerte an Widerständen. Gegebenenfalls ist bei dieser Anordnung ein Anheben des Potentiales des Punktes 30 durch Addition einer konstanten Spannung oder aber durch Einstellung eines bestimmten Reglerarbeitspunktes notwendig, da bei gleicher Stellung der Abgriffe an den Potentiometern 24 und 25 die Regelabweichung Δη. Null wird, die Scheinwerfer aber bei etwa halb ausgelenktem Bimetall ihre Ruhelage einnehmen und die Auslenkung des Bimetalls einer bestimmten Verstärkerausgangslei· stung entspricht.

Eine sehr einfache Arbeitsweise ergibt sich bei der Geberanordnung 17 nach F i g. 3 wenn das Potentiometer 35 mit der Vorderachse und das Potentiometer 36 mit der Hinterachse verbunden ist. Bei gleichmäßiger Belastung des Fahrzeuges sind die Widerstandsänderungen an den Potentiometern einander entgegengesetzt gleich, so daß keine Widerstandsänderung resultiert und das Potential am Punkt 30 konstant bleibt. Bei den verwendeten Brückcrsschailur.gcn nach F i g. 2 bis 4 hat die Brückendiagonale die Funktion des in Fig. 1 mit 16 bezeichneten Vergleichers. Wird nun das Fahrzeug ungleichmäßig belastet, ergibt sich eine positive oder negative Führungsgröße α* da die Regelgröße α» zunächst noch den Wert des vorgenannten Zustandes hat, und der Regelverstärker wird demgemäß mit einer positiven oder negativen Regelabweichung Δλ angesteuert. Durch die darauf resultierende Ausgangsgröße des Regelverstärkers wird das Bimetall mehr oder weniger erwärmt, bis sich am Eingang des Regelverstärkers wieder Ax = 0 eingestellt hat

Bei dem in Fi g. 4 dargestellten Regelverstärker liegt der Transistor Tl mit seiner Basis-Emitter-Strecke in der Brückendiagonale zwischen den Punkten 30 und 32. Um die Schwellenspannung der Basis-Emitter-Strecke

des Eingangstransistors Ti auszugleichen, durch welche die Brücke ständig um diesen Betrag verstimmt wäre, liegt die Diode D2 in der umgekehrten Flußrichtung wie die Basis-Emitter-Strecke des Transistors Ti in der Brückendiagonale. Zu dem Potential jedes Brückenpunktes addiert sich dann die Schwellenspannung je einer Diode: Die Schwellenspannung der Basis-Emitter-Diode des Transistors Ti addiert sich zu dem Potential des Punktes 20 und die Schwellenspannung der Diode D 2 zu dem Potential des Punktes 32. Auf diese Weise wird gleichzeitig die thermische Abhängigkeit der Schwellenspannung gleichzeitig die thermische Abhängigkeit der Schwellenspannung des Transistors Ti ausgeglichen. An Stelle der Diode D2, deren Temperaturabhängigkeit dem Transistor Ti ähnlich sein muß, kann auch ein als Diode geschalteter Transistor verwendet werden. Vom Ausgang des Transistors Γ3 führt eine Rückführung zur Basis des Transistors Ti. Die Diode Di,die mit entgegengesetzter Stromrichtung der Basis-Emitter-Strecke des Transistors Π parallelgeschaltet ist, schützt die Basis-Emitter-Strecke des Transistors Ti vor zu hoher Beanspruchung in Sperrichtung. Durch ein sprungartiges Sperren des Transistors Γ3 tritt an dessen Emitter ein negativer Spannungssprung auf, der etwa die Höhe der Betriebsspannung hat. Dieser Spannungssprung wird im ersten Schaltaugenblick durch den Kondensator ClO auf die Basis des Transistors 7Ί übertragen. Die Diode Di wird durch ihn jedoch leitend, so daß die Basis-Emitter-Strecke des Transistors Ti nur mit der Schwellenspannung der Diode D1 in Sperrichtung beansprucht wird. Diese Schwellenspannung ist zum Sperren des Transistors Ti völlig ausreichend. Durch geeignete Bemessung dieser Rückführung kann man erreichen, daß der Regler als Zweipunktregler, als Taktverstärker oder als analoger Regler arbeitet. Die Arbeitsweise als Taktverstärker hat sich in der Praxis als besonders vorteilhaft erwiesen. Der Transistor TZ ist dabei entweder ein- oder ausgeschaltet. Bei der Regelabweichung Null pendelt die Ausgangsgröße des Verstärkers mit einer bestimmten Frequenz zwischen den beiden Extremwerten, so daß sich ein mittlerer Strom durch das Stellglied einstellt, der die Stellung des Bimetallstellgliedes bei unbelastetem Fahrzeug bestimmt. Aufgrund der thermischen Trägheit des Bimetalles erscheint die Regelgröße «x als stetig, obwohl der Transistor 7"3 nur in zwei stabilen Endlagen betrieben wird; die im Transistor T3 entstehende Verlustleistung ist bei dieser Betriebsart wesentlich geringer als bei stetigem Verstärkerbetrieb.

Da im Kraftfahrzeugbetrieb erhebliche Beanspruchungen, besonders für bewegte Teile, wie Potentiornctcrabgriffc. entstehen, müssen aus Potentiometern aufgebaute Geber mechanisch besonders sorgfältig und widerstandsfähig ausgeführt sein. Werden die Geber eines Regelkreises als induktive Geber ausgeführt, so können meßspannungsführende Abgriffe durch schleifkontaktlose Anordnungen ersetzt werden. Induktive Geber sind wegen ihres einfachen Aufbaues sehr robust, so daß die Genauigkeit ihrer Arbeitsweise durch den Kraftfahrzeugbetrieb wenig beeinflußt wird.

In Fig.5 ist ein induktiver Geber schematisch dargestellt. Bei 50 ist ausschnittsweise die Karosserie des im übrigen nicht dargestellten Fahrzeuges und mit 51 ein mit der Fahrzeugachse verbundenes Teil bezeichnet Eine harte Feder 52 ist an der Karosserie und eine weiche Feder 53 an der Achse befestigt. Zwischen den Federn 52 und 53 greift ein Hebel 54 an, der über eine Führungsstange 55 mit einem bewegbar in einer Spulenanordnung 56, 57 angeordneten Eisenkern 58 befestigt ist. Die Spulenanordnung besteht aus den elektrisch in Reihe geschalteten räumlich axial hintereinander angeordneten Spulen 56 und 57.
Durch die Anordnung einer harten und einer weichen Feder erhält man eine Übersetzung der gesamten Abstandsänderungen zwischen Karosserie 50 und Achse 51 des Fahrzeuges auf die Bewegungen des Eisenkernes 58 in der Spulenanordnung 56, 57, für die

to ein ausreichend linearer Meßwert abgegeben wird. Befindet sich bei unbelastetem Fahrzeug der Eisenkern in der Mitte zwischen beiden Spulen 56 und 57, so daß er in beide Spulen gleichweit eintaucht, so ist die Induktvität und damit der induktive Widerstand beider Spulen gleichgroß. Bei unbelastetem Fahrzeug wird eine an die Anschlüsse 60 und 61 dieses induktiven Gebers gelegte Wechselspannung durch die Induktivitäten der Spulen 50 und 57 halbiert, so daß am Abgriff 59 die halbe angelegte Wechselspannung abgreifbar ist. Durch Verschieben des Eisenkernes 58 in der Spulenanordnung 56, 57 verändern sich die an den Spulen 56 und 57 abfallenden Teilspannungen so, wie sich deren Induktivitäten verändern.
Gemäß Fig.5 können die induktiven Geber aufgebaut und mit dem Kraftfahrzeug verbunden sein, die bei der Anordnung nach F i g. 6 schematisch durch ihre Induktivitäten dargestellt sind. Für jede Fahrzeugachse ist ein induktiver Geber 66, 67 als Geber für die Führungsgröße und für jeden Scheinwerfer ist ein induktiver Geber 68, 69 als Geber für die Regelgröße vorhanden. Der eine Anschluß jedes Gebers ist mit dem Ausgang eines Oszillators 70 verbunden, der andere Anschluß liegt auf Massenpotential. Jeder induktive Geber ist aus den Spuien 56 und 57 und dem beweglichen Eisenkern 58 aufgebaut. Für jeden Scheinwerfer ist ein Regler 15 und ein Stellglied 13 vorhanden. Die Eisenkerne der induktiven Geber für die Regelgröße sind mechanisch mit dem Bimetallstellglied 13 gekoppelt, das die Neigung der nicht dargestellten Scheinwerfer verstellt. Anstatt für jede Fahrzeugachse einen induktiven Geber zu verwenden, ist es auch möglich, für jedes Rad einen Geber zu verwenden, wobei dann jeweils die Geber für ein Vorderrad und ein Hinterrad gegeneinandergeschaltet werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.6 sind die induktiven Geber für die Neigung des Fahrzeuges und für den Meßwert der Regelgröße gleich ausgebildet, so daß für die gesamte Anordnung nur Geber einer Bauart benötigt werden.

Die Induktivitäten der Geber stellen gleichzeitig die Induktivitäten des Oszillators 70 dar. Der Oszillator 70

Kollektor über den Widerstand Λ 21 mit einem Anschluß der Betriebsspannungsquelle Ub und dessen Emitter über den Widerstand R 22 mit Masse verbunden ist. Die Basis des Transistors Γ6 ist über einen Widerstand R 24 mit einem Punkt 71 verbunden. Der Punkt 71 ist über einen Widerstand R 23 mit der Betriebsspannungsquelle Ub und über die Reihenschaltung zweier Kondensatoren CIl und C12 mit Masse verbunden. Der Emitter des Transistors Γ6 liegt am Verbindungsgunkt der beiden Kondensatoren CIl und C12. Mit dem Punkt 71 sind die Anschlüsse aller induktiven Geber verbunden, so daß deren Induktivitäten parallel geschaltet sind. Die Oszillatorfrequenz bleibt auch bei unterschiedlicher Stellung der Eisenkerne in den induktiven Gebern konstant, da wegen des symmetrischen Aufbaues für jeden induktiven Geber

dem Zuwachs der Induktivität einer Spule die Abnahme der Induktivität der anderen Spule entspricht, wenn deren Eisenkern verschoben wird, so daß die gesamte induktivität unverändert bleibt.

Die Regler 15 des Ausführungsbeispieles nach F i g. 6 sind als vierstufige Transistorverstärker aus den Transistoren Tl bis TiO aufgebaut. Die Leitung 44 ist mit dem Potential Ub der Betriebsspannungsquelle und die Leitung 45 mit Masse verbunden. Der Transistor T7 ist vom PNP-Typ, die Transistoren T9 bis 7*10 sind vom NPN-Typ. Die Emitter des Transistors T8und TlO und der Kollektor des Transistors 7"7 sind mit der Leitung 45 verbunden und haben somit Massepotential. Der Kollektor des Transistors Tl ist über einen Widerstand Λ 25 und der Kollektor des Transistors T8 über einen Widerstand R2% mit der Leitung 44 verbunden. Der Emitter des Transistors Tl ist mit der Basis des Transistors TS, der Kollektor des Transistors 7"8 mit der Basis des Transistors T9 und der Emitter des Transistors 7"9 mit der Basis des Transistors TlO verbunden. Alle Transistoren sind somit galvanisch gekoppelt, die Transistoren 7"9 und TlO sind zu einer sogenannten Darlingtonstufe zusammengeschaltet; ihre Kollektoranschlüsse sind miteinander bei dem Punkt 72 verbunden.

Zwischen dem Punkt 72 und der Leitung 44 ist ein Bimetallstellglied 13 eingeschaltet, dessen nicht näher bezeichnete Heizwicklung von dem Kollektorstrom der Transistoren 7"9 und Γ10 durchflossen wird. Von dem Punkt 72 führt eine aus der Reihenschaltung eines Kondensators C13 und eines Widerstandes R 21 bestehende Rückführung zu der Basis des Transistors 7*7. Eine weitere Rückführung, die aus dem Integrationskondensator C14 besteht, führt vom Kollektoranschluß des Transistors 78 zu dem Basisanschluß des Transistors Tl.

Die Basis des Transistors Π ist mit einem Punkt 73 verbunden, an dem die Regelabweichung Δη. auftritt. Mit dem Punkt 73 sind ferner vier Anschlüsse von vier Widerständen /?28bis /? 31 verbunden. Den Widerständen R2S bis /?31 des oberen Regelkreises entsprechen die Widerstände R 32 bis R 35 des unteren Regelkreises, dessen Regler 15 genau wie der bereits beschriebene Regler aufgebaut ist.

Der Mittelabgriff des induktiven Gebers 66 zur Messung der Fahrzeugneigung ist mit der Anode einer Diode D 5 verbunden, deren Kathode über den Widerstand R 29 an den Punkt 73 angeschlossen ist. Mit der Kathode der Diode D 5 ist außerdem der zum unterem Regelkreis gehörende Widerstand R 32 verbunden. Der Abgriff 75 des induktiven Gebers 67 ist an die Kathode einer Diode D 6 angeschlossen, deren Anode —lit den Widerständen R 33 und R 23 verbunden ist. Die Dioden D 5 und D 6 sind einander entgegengesetzt gepolt. Die Widerstände Ä31 und Ä35 sind mit den Anoden der Dioden D1 und D 8 verbunden, deren Kathoden an die Abgriffe 76 und 77 der induktiven Geber 68 und 69 für die Regelgröße angeschlossen sind. Ober die Widerstände Λ 30 und Λ34 ist dem Eingang der Regler 15 außerdem noch eine Kompensationsspannung UK zugeführt

Die Anordnung nach Fig.6 arbeitet folgendermaßen: An den vier Widerständen am Eingang jedes Reglers 15 werden vier Spannungen summiert, ähnlich wie bei Summierverstärkern der Analogrechentechnik. Die Höhe einer Kompensationsspannung UK bestimmt den Ruhestrom durch das Stellglied 13. Sie ist ebenfalls über eine im übrigen nicht dargestellte Diode von dem Oszillator 70 abgenommen. An den Widerständen Λ 28 und R 29 werden die Spannungen von den induktiven Gebern für die Neigung des Fahrzeuges addiert. Durch die Stromflußrichtung der Dioden wird für jeden Meßwert das Vorzeichen der Summation am Eingang der Verstärker 15 bestimmt. Zwar sind die Spannungen an den Widerständen /228 und R 29 um eine Halbwelle gegeneinander versetzt, jedoch wird durch den nachfolgenden Regler, der wegen des Kondensators C14

ίο integrierendes Verhalten zeigt, der Einfluß der Phasenverschiebung ausgeglichen. Auch ohne integrierendes Verhalten des Reglers wird der Einfluß dieser Phasenverschiebung durch die thermische Trägheit des Bimetailstellgliedes aufgehoben. Mit der Spannung UK am Widerstand R 30 wird bei unbelastetem oder gleichmäßig belastetem Fahrzeug die Spannung, die einen Meßwert der Scheinwerferneigung darstellt, vom induktiven Geber für die Regelgröße dann kompensiert, wenn der Scheinwerfer sich in der vorschriftsmäßigen Ruhestellung befindet. Die Spannung UK dient somit als Sollwert für die Anfangsneigung der Scheinwerfer. Die Anfangsneigung der Scheinwerfer kann nicht durch den kalten Zustand des Bimetallstellgliedes festgelegt werden, da dann eine Verstellung der Scheinwerfer in nur einer Richtung möglich wäre, und die Anfangsneigung von der Umgebungstemperatur abhängen würde.

Der Regler arbeitet als Integralregler. Die Integrationszeitkonstante wird dabei durch die Größe des Integrationskondensators C14 maßgeblich bestimmt.

Außerdem arbeitet der Regler im Taktbetrieb, so daß der Transistor Γ10, der fast ausschließlich den Strom für die Heizenergie des Bimetallstellgliedes führt, entweder nur voll stromleitend oder nur voll gesperrt ist. Mittelwerte des effektiven Heizstromes stellen sich

j? durch das Verhältnis von siromieitenden zu gesperrten Zeiten des Transistors ein. Wegen der thermischen Trägheit des Bimetalls verstellt sich ein mit dem Stellglied gekoppelter Scheinwerfer durch das Schwingen des Reglers nicht sprunghaft, sondern stetig. Ist

•ίο beispielsweise die Größe Δα. Null, so schwingt der Regier mit einer Frequenz, die wesentlich von dem Widerstand Λ 27, dem Kondensator C13 sowie von dem Integrationskondensator C14 bestimmt wird.

Zu einem bestimmten betrachteten Zeitpunkt ist der Transistor 7" 10 leitend. Die Eingangsspannung an der Basis des Transistors 7"7 nimmt dann einen kleinen, gegenüber dem Massepotential positiven Spannungswert an. Da der Transistor Tl als Emitterfolger geschaltet ist, wird auch sein Emitter etwas positiver.

und der vorher gesperrte Transistor Γ8, dessen Basis mit dem Emitter des Transistors Tl verbunden ist, beginnt, etwas leitend zu werden; das positive Potential seines Kollektors wird etwas abgebaut Diese Änderung der Kollektorspannung des Transistors TS wird über den Integrationskondensator C14 auf den Transistor 7*7 übertragen, und zwar entgegenwirkend der Eingangsgröße am Transistor Tl, bis der Kondensator C14 auf die jeweilige Spannung aufgeladen ist. Durch das Abnehmen des positiven Potentiales am Kollektor des Transistors TS in einer durch durch die Integrationszeitkonstante bestimmte Zeit wird die nachfolgende, aus den Transistoren 7*9 und TlO bestehende Darlingtonstufe gesperrt. Dieser Sperrvorgang wird durch die Rückführung aus dem Kondensator C13 und dem Widerstand R 27 zu einem Schaltvorgang, da die Verstärkung zwischen der Basis des Transistors T7 und dem Kollektor der Darlingtonstufe T9, TlO hoch ist und die Rückführung als Mitkopplung wirkt Da sich die

Spannung am Kondensator C13 nicht sprunghaft ändern kann, wird der positive Spannungssprung am Punkt 72 auf die Basis des Transistors Tl übertragen. Der Transistor Tl wird dadurch gesperrt und kann erst wieder leitend werden, wenn der Kondensator C13 umgeladen ist.

Wenn die an der Basis des Transistors Tl anliegende, der Regelabweichung Δκ entsprechende Spannung einen bestimmten beispielsweise positiven Wert erreicht, so wird der Transistor Tl bereits wieder nach to erheblich kürzerer Zeit leitend, da der Kondensator C13 auf einen geringeren Spannungswert umgeladen werden muß. Die Zeit, während der der Transistor Γ10 gesperrt ist, ist demnach kurzer; umgekehrt verlängert sich diese Zeit, wenn die Spannung an der Basis des

Transistors Tl negativ gegenüber dem Massepotential wird. Ein im Bimetall.stellglied fließender veränderbarer Strom verändert dessen Durchbiegung so lange, bis der mit ihm gekoppelte induktive Geber einen Meßwert am Eingang des Verstärkers abgibt, der die am Punkt 73 anliegende Spannung aufhebt.

Das unstetige, taktweise Arbeiten des Reglers ist für den Leistungstransistor Γ10 vorteilhaft, da in ihm nur eine geringe Verlustleistung entsteht. Außerdem wirken sich Exemplarstreuungen der Transistoren nicht so stark auf das Verhalten des Reglers aus, weil dieser als Taktverstärker arbeitet und daher ein Einfluß der gesamten Verstärkung des Reglers auf dessen Zeitverhalten weitgehend ausgeschaltet ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Konstanthalten der Leuchtweite von Scheinwerfern an Fahrzeugen bei Änderungen der Fahrzeug-Belastung, mit zwei an der Vorderachse und an der Hinterachse angebrachten elektrischen Meßwertgebern zur Bestimmung der Neigung der Fahrzeug-Längsachse gegen die Straßenoberfläche und mit von diesen Meßwertgebern elektrisch betätigbaren Stellgliedern zur Einstellung der Neigung der Scheinwerfer gegen die Fahrzeug-Längsachse, und mit mindestens einem geschlossenen, einen elektronischen Regelverstärker enthaltenden Regelkreis, welcher einen Soll-Ist-Wert-Vergleicher umfaßt, dessen Ausgangsgröße über den Regelverstärker das Stellglied beaufschlagt und an dessen Ist-Eingang ein mit dem Scheinwerfer mechanisch verbundener, eine der Neigung der Scheinwerferachse proportionale elektrische Größe bildender Ist-Wert-Geber angeschlossen ist, wobei an den Soll-Eingang des Soll-Ist-Wert-Vergleichers die aus den Meßwertgebern abgeleitete, der Neigung der Fahrzeuglängsachse proportionale elektrische Größe geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelverslärker (15) als Integralregler ausgebildet ist und mit mindestens einer ein Zeitglied (R 15. ClO bzw. Λ 27, C13; C14) enthaltenden Rückführung versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelverstärker (15) durch geeignete Bemessung von in der Rückführung wirksamen Kapazitäten als Taktverstärker ausgebildet ist, der nur zwei stabile Endlagen aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden von mindestens zwei Scheinwerfern ein gesonderter Regelkreis vorhanden ist, und daß beiden Regelkreisen dieselbe Fuhrungsgrößc (<*,) zugeführt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis \ dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Karosserie (50) und jeder Achse (51) eines Fahrzeuges mindestens ein Geber angeordnet ist, der die Abstandsänderungen an seinen Befestigungspunklen in einen elektrischen Meßwert umwandelt, und daß die Ausgänge der Geber zweier Achsen gegeneinander geschaltet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennteichnet, daß für jedes Rad des Fahrzeuges ein Geber vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Scheinwerfer ein gesonderter Regelkreis und gesonderte Geber zur Erzeugung der Führungsgröße vorhanden sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Geber induktive Spannungsteiler verwendet werden, die aus zwei hintereinandergeschalteten Wicklungen (56, 57) bestehen, in deren Innenraum ein Eisenkern (58) bewegbar angeordnet ist (F i g. 5).

8. Vorrichtung nach Anspruch 4 mit zwei Spannungsteilern zum Messen der Neigung des Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß einander entsprechende Anschlüsse der Spannungsteilerwiderstände mit den entgegengesetzten Polen einer Gleichspannungsquelle verbunden sind, und daß jeder Abgriff der Spannungsteiler über einen Widerstand mit einem gemeinsamen Anschlußpunkt verbunden ist (F ig. 2).

9. Vorrichtung nach Anspruch 4 mit zwei Spannungsteilern zum Messen der Neigung eines Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Anschluß eines Spannungsteilerwiderstandes über einen Widerstand (37) mit dem einen Pol einer Gleichspannungsquelle verbunden ist, und da-3 der untere Anschluß des zweiten Spannungsteilerwiderstandes mit dem anderen Pol der Gleichspannungsquelle verbunden ist, daß jeweils der zweite Anschluß jedes Spannungsteilerwiderstandes nicht angeschlossen ist, und daß die verschiebbaren Abgriffe beider Spannungsteiler miteinander elektrisch leitend verbunden sind (F i g. 3).

10. Vorrichtung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsteiler zum Messen der Neigung der Fahrzeugachse einen Zweig einer Brückenschaltung bilden, dessen Mittelpunkt durch den gemeinsamen Anschlußpunkt der beiden Widerstände, die mit je einem Abgriff der Spannungsteiler verbunden sind, gebildet wird, und daß der zweite Brückenzweig von einem Spannungsteilerwiderstand (31) gebildet wird, an dessen Abgriff (32) der Meßwert für die Regelgröße abnehmbar ist (F i g. 2).

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Messen der Neigung des Fahrzeuges dienenden Spannungsteiler (35, 36) zusammen mit einem festen Widerstand (37) einen Brik'kenzweig bilden, dessen Mittelpunkt durch den Verbindungspunkt des oberen Anschlusses des einen Spannungsteilers (36) zum Messen der Neigung einer Fahrzeugachse gebildet ist, bei dem der untere Anschluß offen bleibt, und dessen Abgriff mit dem Angriff des zweiten Spannungsteilers (35) zum Messen der Neigung der zweiten Fahrzeugachse verbunden ist, wobei der zweite Spannungsteiler (35) mit seinem unteren Anschluß an die Gleichspannungsquelle und mit seinem oberen Anschluß offen ist, und daß der zweite Brückenzweig aus einem Spannungsteiler (31) besteht, der den Meßwert für die Regelgröße liefert, und dessen Mittelpunkt durch den Abgriff des Spannungsteilers (31) gebildet wird (Fig. 3).

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder II, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter eines ersten Transistors (Ti) mit dem Mittelpunkt (30) des Brückenzweiges, in dem sich die Spannungsteiler (35, 36) zum Messen der Neigung des Fahrzeuges befinden, verbunden ist, daß der Mittelpunkt (32) des Brückenzweiges, in dem sich der Spannungsteiler (31) fur den Meßwert der Regelgröße befindet, über eine Diode (D 2) an die Basis des ersten Transistors (Tl) angeschlossen ist, daß die Stromflußrichtung der Diode (D2) der Stromflußrichtung der Basis-Emitter-Strecke des ersten Transistors (TX) entgegengesetzt ist und daß von dem ersten Transistor (Tl) weitere Transistoren (T2, 7~3) entgegengesetzter Leitfähigkeit angesteuert werden, die zusammen mit dem ersten Transistor den Regelverstärker (15) bilden (F ig. 4).

13. Vorrichtung nach Anspruch 12 mit einer Kapazität in der Rückführung, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der Basis-Emitter-Strecke des ersten Transistors (Tl) eine Diode (Dl) so angeschlossen ist, daß ihre Stromflußrichtung der Basis-Emitter-Strecke des ersten Transistors entgegengesetzt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der induktive Geber verwendet werden, dadurch gekennzeich-

nei daß ein Oszillator (70) vorhanden ist, mit dem die Wicklungen (56, 57) der induktiven Geber gespeist werden, und daß die Spannungen an den Mittelabgriffen (74, 75, 76, 77) der induktiven Geber über Dioden (D5,D6,D7,D8) abgenommen werden.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14. dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität der Geber die Oszillatorinduktivität darstellt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang des Regelverstärkers \15) mit einem Anschluß von Summierwiderständen verbunden ist, deren anderer Anschluß mit Dioden (D5, D6, Dl, D 8) verbunden ist die an die Mittelabgriffe der induktiven Geber (66, 67, 68, 6«) angeschlossen sind, und daß die Stromflußrichtung der Dioden so gewählt ist, daß dadurch das Vorzeichen für die Summation am Eingang des Regelverstärkers für jeden Meßwert bestimmt ist

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß dem Eingang jedes Regelverstärkers eine einstellbare Kompensationsspannung über einen weiteren Summierwiderstand (R 30, R 34) zugeführt ist, die ebenfalls von dem Oszillator (70) erzeugt wird.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellglied (13) ein mit einer Heizung versehenes Bimetall verwendet ist, dessen Heizenergie von dem Regelverstärker (15) geliefert wird.