DE19602622C2 - Scheinwerferanordnung für ein Fahrzeug - Google Patents

Scheinwerferanordnung für ein Fahrzeug

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Description

Die Erfindung betrifft eine Scheinwerferanordnung für ein Fahrzeug und insbesondere eine Anordnung zum Einstellen des Leuchtbereichs eines Scheinwerfers nach Maßgabe eines Stra­ ßenzustands oder einer Fahrumgebung.
Der Scheinwerfer eines Fahrzeugs wird derart bedient, daß manuell zwischen "Fernlicht" mit einem Leuchtbereich, der in der Nacht ein weit entfernt befindliches Hindernis zu erfas­ sen vermag, und "Abblendlicht" mit einem Leuchtbereich, der ein entgegenkommendes Fahrzeug nicht blendet, wenn das Fahr­ zeug an diesem entgegenkommenden Fahrzeug vorbeifährt, umge­ schaltet wird.
Da außerdem in jüngeren Jahren ein Navigationssystem in Fahr­ zeuge eingebaut worden ist, gibt es das Beispiel, daß eine Kurve unter Bezugnahme auf Karteninformationen eines Naviga­ tionssystems und Informationen über die Position eines Fahr­ zeugs auf der Karte im voraus abgeschätzt wird und der Leuchtbereich vor Erreichen der Kurve in seitlicher Richtung verändert wird, um die Sicht zu verbessern (japanisches of­ fengelegtes Patent Nr. Hei 2-296550 (1990)).
Bei dem vorbeschriebenen bekannten System wurde jedoch unter Berücksichtigung der Fahrzeuginformationen der Krümmungsra­ dius der Kurve im voraus abgeschätzt und lediglich eine dem Krümmungsradius der Kurve entsprechende Steuerung der Licht­ verteilung durchgeführt. Eine der Fahrumgebung, wie bei­ spielsweise der Straßenbreite oder dem Umkreis um die Straße, entsprechende Feinsteuerung der Lichtverteilung wurde nicht durchgeführt.
Aus der DE 43 27 780 A1 ist ein Fahrzeug-Navigationssystem be­ kannt, das durch Satellitennavigation die aktuelle Fahrposition eines Fahrzeugs bestimmt und auf einem am Armaturenbrett des Fahrzeugs angeordneten Anzeigeschirm anzeigt. In dem Naviga­ tionssystem sind Straßenkarten gespeichert, mit denen die ange­ zeigte Fahrposition optisch unterlegt wird.
Aus der US 5 247 440 ist es bekannt, Scheinwerfer eines Fahr­ zeugs nach Maßgabe von Gesetzesvorschriften, die für den momen­ tanen Aufenthaltsort des Fahrzeugs gelten, automatisch ein- und auszuschalten. Die Gesetzesvorschriften regeln, wann die Scheinwerfer, bezogen auf Sonnenaufgangs- und Sonnenuntergangs­ zeiten, ein- und auszuschalten sind. Sie sind in einem Naviga­ tionssystem abgespeichert, mit dessen Hilfe die momentane Fahr­ zeugposition und die Lokalzeit ermittelt werden. Anhand der ermittelten Fahrzeugposition und der momentanen Lokalzeit prüft das Navigationssystem, ob die Gesetzesvorschriften das Ein- oder Ausschalten der Scheinwerfer verlangen.
Aus der US 3 671 733 ist es schließlich bekannt, neben einem Paar von Hauptscheinwerfern Zusatzscheinwerfer an einem Fahr­ zeug anzubringen, die bei Fernlichtbetrieb der Hauptscheinwer­ fer oder bei einer Blinkerbetätigung zugeschaltet werden. Im Falle des Fernlichtbetriebs der Hauptscheinwerfer werden die Zusatzscheinwerfer abhängig vom Lenkwinkel der Fahrzeuglenkung verschwenkt. Bei Blinkerbetätigung werden die Zusatzscheinwer­ fer zunächst um einen vorbestimmten Betrag in die beabsichtigte Abbiegerichtung geschwenkt und sodann ebenfalls abhängig vom Lenkwinkel bewegt.
Den bekannten Systemen zur Leuchtbereichseinstellung von Scheinwerfern ist demnach gemein, daß bauliche Merkmale der Straße oder der Straßenumgebung nicht bei der Leuchtbereichs­ einstellung berücksichtigt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es demnach, eine Scheinwerferanord­ nung für ein Fahrzeug bereitzustellen, die in der Lage ist, entsprechend dem Straßenzustand oder der Fahrumgebung eine geeignete Einstellung der Lichtverteilung vorzunehmen und die Sicht zu verbessern.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Scheinwer­ feranordnung für ein Fahrzeug mit einem in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs einstellbaren Leuchtbereich vorgesehen, umfas­ send Fahrzeugpositions-Erfassungsmittel zum Erfassen einer Fahrposition des Fahrzeugs in Seitenrichtung einer Straße und Steuermittel, um den Abstand der Fahrposition des Fahrzeugs von einer Straßenmittellinie zu berechnen und den Leuchtbe­ reich der Scheinwerferanordnung derart einzustellen, daß der Leuchtbereich bei einem größeren Abstand mehr zur Straßenmit­ tellinie hin ausgedehnt ist.
Falls der Abstand des Fahrzeugs von der Straßenmittellinie groß ist, kann der Bereich der Lichtverteilung zwecks Verbes­ serung der Sicht bis zur Mittellinie ausgedehnt werden, ohne auf ein entgegenkommendes Fahrzeug einen grellen Schein zu werfen, d. h. dieses zu blenden.
In gleicher Weise wie oben kann die Sicht auch dadurch ver­ bessert werden, daß Fahrspur-Erfassungsmittel zum Erfassen einer Fahrspur des Fahrzeugs in Seitenrichtung einer Straße und Steuermittel vorgesehen werden, um die Zahl der von der Fahrspur des Fahrzeugs bis zu einer Straßenmittellinie rei­ chenden Spuren zu berechnen und den Leuchtbereich der Schein­ werferanordnung derart einzustellen, daß der Leuchtbereich bei einer größeren Zahl von Spuren mehr zur Straßenmittelli­ nie hin ausgedehnt ist.
Es können Lenkwinkel-Erfassungsmittel zum Erfassen eines Lenkwinkels einer Lenkvorrichtung vorgesehen sein, wobei die Steuermittel einen Einstellbetrag für den Leuchtbereich nach Maßgabe des Lenkwinkels zusammen mit einer bis zur Mittelli­ nie reichenden Entfernung steuern. Auf diese Weise erfolgt eine feine Einstellung der Lichtverteilung in einer Kurve, so daß eine ausgezeichnete Sicht erzielt werden kann.
Bei einer Scheinwerferanordnung für ein Fahrzeug mit einem in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs einstellbaren Leuchtbereich können auch Stadtgebiet-Erfassungsmittel vorgesehen sein, um zu erfassen, ob ein Gebiet, in dem das Fahrzeug fährt, ein Stadtgebiet ist, ferner Lenkwinkel-Erfassungsmittel zum Er­ fassen eines Lenkwinkels einer Lenkvorrichtung und schließ­ lich Steuermittel, um einen Einstellbetrag für den Leuchtbe­ reich nach Maßgabe des Lenkwinkels zu bestimmen und die Ver­ größerung eines vorbestimmten Basis-Unempfindlichkeitsbe­ reichs für den Scheinwerfer zu steuern, wenn das Fahrzeug in einem Stadtgebiet fährt, wobei bei in einem Stadtgebiet fah­ rendem Fahrzeug verhindert wird, daß sich die Lichtverteilung in zu empfindlicher Weise in Antwort auf eine Lenkradbetäti­ gung ändert, und eine feine Einstellung der Lichtverteilung vorgenommen werden kann, die nicht als unharmonisch oder un­ angenehm empfunden wird.
Der Unempfindlichkeitsbereich ist ein Bereich, in dem der Winkel der optischen Achse(n) bei einer Änderung des Lenkwin­ kels nicht verändert wird.
Eine Scheinwerferanordnung für ein Fahrzeug mit einem in Vor­ wärtsrichtung des Fahrzeugs einstellbaren Leuchtbereich kann auch Wohngebiet-Erfassungsmittel umfassen, um zu erfassen, ob ein Gebiet, in dem das Fahrzeug fährt, ein Wohngebiet ist, sowie Steuermittel, um die seitliche Ausdehnung des Leucht­ bereichs so zu steuern, daß sie bei in einem Wohngebiet fah­ rendem Fahrzeug größer als ein vorbestimmter Referenzwert ist. Wenn das Fahrzeug in einem Wohngebiet fährt, wird die Lichtverteilung in seitlicher Richtung breiter gemacht, so daß der Straßenrand oder ein Gehweg ausgeleuchtet werden kann, insbesondere die Sicht auf Fußgänger oder dergleichen verbessert werden kann und eine an die Umgebung angepaßte Einstellung der Lichtverteilung vorgenommen werden kann.
Eine Scheinwerferanordnung für ein Fahrzeug mit einem in Vor­ wärtsrichtung des Fahrzeugs einstellbaren Leuchtbereich kann auch Mitteltrennungszonen-Erfassungsmittel umfassen, um zu erfassen, ob eine Mitteltrennungszone vorhanden ist, die eine Spur, in der ein Fahrzeug fährt, von einer Spur für ein ent­ gegenkommendes Fahrzeug trennt, und ferner Steuermittel um­ fassen, um eine optische Achse der Scheinwerferanordnung auf­ wärts zu richten, wenn das Fahrzeug auf einer Straße mit Mit­ teltrennungszone fährt, so daß die Reichweite des Leuchtbe­ reichs zur Seite vergrößert wird. Da für den Fall eines auf einer Straße mit Mitteltrennungszone fahrenden Fahrzeugs durch die Mitteltrennungszone ein greller Schein auf ein ent­ gegenkommendes Fahrzeug verhindert werden kann, kann die Reichweite des Leuchtbereichs vergrößert und die Sicht ver­ bessert werden.
An dem Fahrzeug kann ein Empfänger für Informationen vorgesehen sein, die von einem straßenseitigen Sender gesendet werden, wobei die Erfassung der Fahrposition des Fahrzeugs durch die Fahrzeugpositions-Erfassungsmittel oder/und die Erfassung der Fahrspur des Fahrzeugs durch die Fahrspur-Erfassungsmittel oder/und die Erfassung eines Stadtgebiets durch die Stadtge­ biet-Erfassungsmittel oder/und die Erfassung eines Wohngebiets durch die Wohngebiet-Erfassungmittel oder/und die Erfassung einer Mitteltrennungszone durch die Mitteltrennungszonen-Erfas­ sungsmittel unter Verwendung der von dem Empfänger empfangenen Informationen durchgeführt wird. Die baulichen Verhältnisse der Straße oder der Straßenumgebung können so leicht ermittelt wer­ den und die Lichtverteilung feiner eingestellt werden.
Das Fahrzeug kann zudem mit einem Navigationssystem ausgestat­ tet sein, welches einen Karteninformationsspeicher zum Spei­ chern von Karteninformationen einschließlich Straßendaten um­ faßt, wobei die Erfassung der Fahrposition des Fahrzeugs durch die Fahrzeugpositions-Erfassungsmittel oder/und die Erfassung der Fahrspur des Fahrzeugs durch die Fahrspur-Erfassungsmittel oder/und die Erfassung eines Stadtgebiets durch die Stadtge­ biet-Erfassungsmittel oder/und die Erfassung eines Wohngebiets durch die Wohngebiet-Erfassungsmittel oder/und die Erfassung einer Mitteltrennungszone durch die Mitteltrennungszonen-Erfas­ sungsmittel unter Verwendung der in dem Karteninformationsspei­ cher gespeicherten Informationen durchgeführt wird. Auch auf diese Weise kann der bauliche Zustand der Straße oder der Stra­ ßenumgebung leicht ermittelt werden, was eine sehr feine Ein­ stellung der Lichtverteilung ermöglicht.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeich­ nungen näher erläutert. Es stellen dar:
Fig. 1 eine Ansicht von oben auf ein Fahrzeug zur Darstel­ lung eines Lichtverteilungszustands;
Fig. 2 schematisch einen Schwenkmechanismus für einen Scheinwerfer des Fahrzeugs der Fig. 1;
Fig. 3 ein schematisches Blockdiagramm eines Steuersy­ stems;
Fig. 4 ein Flußdiagramm einer Prozedur bei der Lichtver­ teilungssteuerung;
Fig. 5A-5C Beziehungen zwischen einem Lenkwinkel α und ei­ nem Winkel θ von optischen Achse(n) in Koordinaten­ darstellung;
Fig. 6A-6C Lichtverteilungszustände, welche abhängig von den Fahrspuren unterschiedlich sind;
Fig. 7 ein Beispiel zur Verdeutlichung eines Unempfind­ lichkeitsbereichs;
Fig. 8A und 8B Ansichten von Lichtverteilungszuständen, die sich abhängig davon unterscheiden, ob das Fahrzeug in einem Wohngebiet fährt oder nicht, und
Fig. 9 Ansichten von Lichtverteilungszuständen, die sich abhängig vom Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Mitteltrennungsbereichs unterscheiden.
Die Fig. 1 bis 9 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Dabei ist ein Fahrzeug 1 so ausgeführt, daß ein rechter Scheinwerfer 2R und ein linker Scheinwerfer 2L zur Ausleuchtung des Frontbereichs unabhängig voneinander in seitlicher und vertikaler Richtung verschwenkt werden können. Beispielsweise besitzt in Fig. 1, die das Fahrzeug 1 von oben zeigt, der linke Scheinwerfer 2L einen Winkel θL der opti­ schen Achse nach links, d. h. die optische Achse L des linken Scheinwerfers 2L ist um den Winkel θL bezüglich einer geraden Referenz-Fortbewegungsrichtung F des Fahrzeugs 1 nach links ausgelenkt. Die optische Achse des rechten Scheinwerfers 2R ist um einen Winkel θR nach rechts ausgelenkt, welcher klei­ ner als θL ist. Als Folge weist der durch den rechten und linken Scheinwerfer 2R, 2L vor dem Fahrzeug geschaffene Leuchtbereich 3 eine vergrößerte seitliche Ausdehnung auf und ist dabei von der Referenz-Richtung F nach links hin ausge­ lenkt.
Ein Schwenkmechanismus für die Scheinwerfer 2L und 2R ist in Fig. 2 mit Bezug auf den Scheinwerfer 2R schematisch darge­ stellt. Eine L-förmig gebogene Tragbasis 9 ist am rechten vorderen Ende des Fahrzeugs 1 schwenkbar angeordnet, wobei eine Lampeneinheit 4 des Scheinwerfers 2R an einem oberen Ende einer Drehwelle 5 befestigt ist, welche an einer Hori­ zontalplatte 9a der Tragbasis 9 drehbar und vertikal angeord­ net ist. Eine an einer Antriebswelle eines zur horizontalen Verschwenkung bestimmten Motors 8 ausgebildete Schnecke 7 steht mit einem Schneckenrad 6 in Eingriff, welches an oer Drehwelle 5 angebracht ist. Die Lampeneinheit 4 wird demnach infolge des kämmenden Eingriffs zwischen der Schnecke 7 und dem Schneckenrad 6 bei Antrieb des Motors 8 zusammen mit der Drehwelle 5 in horizontaler Richtung verschwenkt.
In der Lampeneinheit 4 sind zwei Arten von Fäden vorgesehen, nämlich einer für Fernlicht zur Fernbereichsausleuchtung und einer für Abblendlicht zur Nahbereichsausleuchtung.
Die Tragbasis 9 selbst ist ebenfalls schwenkbar gelagert, wobei von drei Ecken einer Vertikalplatte 9b drei Wellen nach hinten ausgehen, um die Stellung der Tragbasis 9, d. h. die Stellung der Lampeneinheit 4, mittels der drei Weilen einzu­ stellen. Eine der drei Wellen ist eine feststehende Welle 10 zur Festlegung der Position einer Ecke der Vertikalplatte 9b. Eine weitere Welle ist eine Schraubspindel 11 zur Einstellung in horizontaler Richtung. Die Spindel 11 kann eine Ecke der Vertikalplatte 9b vor und zurück bewegen, indem sie manuell betätigt wird, so daß die Tragbasis 9 in horizontaler Rich­ tung um den durch die feststehende Welle 10 festgelegten Festpunkt genau eingestellt werden kann. Die verbleibende, tiefer angeordnete Welle ist eine Antriebsschraubspindel 12 eines zur vertikalen Verschwenkung bestimmten Motors 13. Die Spindel 12 wird durch den Motor 13 angetrieben, um eine Ecke der Vertikalplatte 9b vor- und zurückzubewegen, so daß die Tragbasis 9 in vertikaler Richtung um den durch die festste­ hende Welle 10 festgelegten Festpunkt eingestellt werden kann.
Die Antriebstätigkeit des Motors 8 zur horizontalen Ver­ schwenkung und des Motors 13 zur vertikalen Verschwenkung wird von einer elektronischen Steuereinheit ECU 20 für die Lichtverteilungssteuerung gesteuert.
Ein schematisches Blockdiagramm eines Steuersystems ist in Fig. 3 gezeigt und wird im folgenden beschrieben. Das Fahr­ zeug 1 ist mit einem Navigationssystem 30 ausgestattet, von dem die Steuereinheit ECU 20 Karteninformationen (d. h. Land- oder Straßenkarteninformationen), Informationen über die Fahrzeugposition sowie Informationen erhält, welche einen Straßenzustand oder eine Fahrumgebung betreffen. Der Steuer­ einheit ECU 20 werden außerdem ein Richtungsanzeigesignal von einem Drehschalter 21, der bei Betätigung eines Blinkerhebels ein- oder ausgeschaltet wird, ein Lenkwinkelsignal von einem Lenkwinkelsensor 22 zur Erfassung der Drehrichtung eines Lenkrads sowie ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 23 zur Erfassung der Fahrzeug­ geschwindigkeit eingegeben. Die ECU 20 verarbeitet die Infor­ mationen und Signale, um die jeweils erforderlichen Winkel θL, θR der optischen Achse(n) zu bestimmen, und gibt ein ent­ sprechendes Signal an einen Motortreiber 24 aus, um die Win­ kel θL, θR der optischen Achse(n) zu erhalten. Der Motortrei­ ber 24 steuert die Antriebsvorgänge des Motors 8 hinsichtlich der seitlichen, horizontalen Verschwenkung und des Motors 13 hinsichtlich der vertikalen Verschwenkung.
Es wird nun das Navigationssystem 30 kurz beschrieben. Eine Navigationssystem-ECU 31, die ein Steuerzentrum darstellt, arbeitet derart, daß ein Momentanpositions-Erfassungsteil 32 Sensorsignale von einem Gyrosensor 33 und dem Fahrzeugge­ schwindigkeitssensor 23 erhält, eine Bewegungsposition des Fahrzeugs berechnet, einen Kartenabgleich durchführt und die­ se Position anhand einer Fahrzeugposition korrigiert, welche aus elektrischen Satellitenwellen berechnet wird, die von ei­ nem GPS-Empfänger 34 empfangen werden, um so die exakte Fahr­ zeugposition zu ermitteln. Die auf diese Weise berechnete Fahrzeugposition wird zusammen mit den von einer Karteninfor­ mations-Ausgabeeinrichtung 35 ausgegebenen Straßendaten auf einer Sichtanzeige 35 angezeigt.
Das Navigationssystem 30 legt viele vorbestimmte Punkte (Kno­ ten) fest, die der Reihe nach entlang der Straße gesucht wer­ den können. Die entlang der Straße in der Karte festgelegten Knoten sind derart angeordnet, daß die Knotenabstände an be­ stimmten Stellen unterschiedlich sind. Normalerweise sind die Abstände bei einem geraden Straßenabschnitt groß und bei ei­ nem gekrümmten Straßenabschnitt eng gesetzt. An Kreuzungs­ punkten sind grundsätzlich Knoten gesetzt. In Verbindung mit jedem dieser Knoten sind verschiedene Arten von Informationen über die Straßen der Karte gespeichert, beispielsweise die Straßenbreite oder ein Straßenzustand wie der Kurvengrad an den Knoten sowie die Fahrumgebung um die Straße, wie bei­ spielsweise in einem Stadtgebiet oder einem Wohngebiet. Zu­ sätzlich besitzt das Navigationssystem 30 eine Wegführungs­ funktion, bei der der kürzeste Weg zu einem Ziel berechnet und das Fahrzeug dann längs dieses Wegs geführt wird.
Mit Bezug auf das Flußdiagramm der Fig. 4 wird nun eine Pro­ zedur der Lichtverteilungssteuerung beschrieben, die in Ant­ wort auf das obige Steuersystem gesteuert wird. Als Lichtver­ teilungssteuerungen sind eine Steuerung der optischen Ach­ se(n) in horizontaler Richtung vorgesehen, mit dem Zweck, auf Basis der Straßeninformationen eine Beziehung zwischen dem Lenkwinkel α und dem Winkel θ der optischen Achse(n) zu be­ stimmen und den Antrieb des Motors 8 hinsichtlich der hori­ zontalen Verschwenkung zu steuern, sowie eine Steuerung der optischen Achse(n) in vertikaler Richtung vorgesehen, um den Antrieb des Motors 13 hinsichtlich der vertikalen Verschwen­ kung zu steuern.
Zunächst werden Fahrzeuginformationen, wie beispielsweise der Zustand des Drehschalters 21, der von dem Lenkwinkelsensor 22 erfaßte Lenkwinkel und die von dem Fahrzeuggeschwindigkeits­ sensor 23 erfaßte Fahrzeuggeschwindigkeit, eingegeben (Schritt 1). Dann werden die für jeden Knoten des Naviga­ tionssystems 30 gespeicherten Karteninformationen, d. h. Stra­ ßeninformationen, eingegeben (Schritt 2).
Im nachfolgenden Schritt 3 werden anhand der Straßeninforma­ tionen die Eigenschaften der Straße bewertet, auf der das Fahrzeug momentan fährt, insbesondere wieviele Spuren auf der Straße vorhanden sind. Dann wird die Zahl n der von der Mo­ mentanposition des Fahrzeugs bis zur Straßenmittellinie rei­ chenden Spuren ausgewertet. Wenn das Fahrzeug auf der der Straßenmittellinie nächsten Spur fährt, rückt der Betriebs­ ablauf mit n = 1 zu Schritt 5 vor, wo für eine Neigung K, die ein Koeffizient des Verhältnisses zwischen dem Winkel θ der optischen Achse(n) und dem Lenkwinkel α ist, der Wert K1 festgelegt wird. Wenn in Schritt 3 nicht n = 1 erhalten wur­ de, rückt der Betriebsablauf vor zu Schritt 4, wo untersucht wird, ob n = 2 erhalten wurde, d. h. ob das Fahrzeug auf der zweiten Spur von der Mittellinie aus fährt. Wenn in Schritt 4 n = 2 erhalten wurde, rückt der Betriebsablauf vor zu Schritt 6, wo eine Neigung K = K2 erhalten wird. Wenn in Schritt 4 nicht n = 2 erhalten wurde, rückt der Betriebsablauf vor zu Schritt 7, wo eine Neigung K = K3 erhalten wird. Nachdem die Neigung K in dieser Weise bestimmt worden ist, rückt der Be­ triebsablauf vor zu Schritt 8. Die Werte der Neigung K genü­ gen der Beziehung K1 < K2 < K3.
Die Fig. 5A bis 5C zeigen den Zusammenhang zwischen dem zu steuernden Winkel θ der optischen Achse des rechtsseitigen Scheinwerfers 2R und dem Lenkwinkel α, wobei an der Abszisse der Lenkwinkel α und an der Ordinate der Winkel θ aufgetragen ist. Fig. 5A zeigt den in den vorgenannten Schritten 3 bis 7 zu bestimmenden Zusammenhang zwischen beiden Größen. D. h., daß in diesem Fall ein Zusammenhang θ = Kα bestimmt wird. Demgemäß wird eine stärkere Änderung des Winkels θ gegenüber dem Lenkwinkel α erhalten, wenn der Wert der Neigung K größer ist.
Für den Winkel θ existiert eine bestimmte Grenze. Er wird so gesteuert, daß er nicht größer als ein maximaler Winkel θMAX wird. Wenn demnach die Neigung K bestimmt wird, wird auch ein maximaler Lenkwinkel αMAX zur Steuerung des Winkels θ sowie ein Steuergrenzpunkt P (αMAX, θMAX) bestimmt.
Die Fig. 6A bis 6C zeigen Lichtverteilungszustände, welche sich abhängig von der Spur, in der das Fahrzeug fährt, unter­ scheiden. Zu beachten ist, daß das Fahrzeug 1 im Linksverkehr fährt. Fig. 6A zeigt einen Fall, in dem das Fahrzeug auf der­ jenigen Spur fährt, die der Straßenmittellinie 40 am nächsten ist (n = 1). Fig. 6B zeigt einen Fall, in dem das Fahrzeug auf der von der Straßenmittellinie 40 aus gesehen zweiten Spur fährt (n = 2). Fig. 6C schließlich zeigt einen Fall, in dem das Fahrzeug auf der von der Straßenmittellinie 40 aus gesehen dritten Spur fährt (n = 3). In allen drei Fällen nä­ hert sich das Fahrzeug einer Rechtskurve.
Im Fall n = 1 (Fig. 6A), in dem das Fahrzeug auf der der Straßenmittellinie 40 nächsten Spur fährt, besitzt die Nei­ gung K einen kleinen Wert K1. Der Winkel θ der optischen Ach­ se(n) wird nach Maßgabe des Lenkwinkels α allmählich nach rechts verändert und der Lichtverteilungsbereich langsam nach rechts ausgelenkt. Daher ist eine geeignete Ausleuchtung in Fortbewegungsrichtung möglich, ohne ein entgegenkommendes Fahrzeug unnötig dadurch zu blenden, daß zur Mittellinie 40 hin geleuchtet wird.
Wenn die Werte n = 2, 3 erreicht werden, wird der Wert der Neigung K auf K2, K3 erhöht, die Rate der Änderung des Win­ kels θ der optischen Achse(n) in Richtung nach rechts bezüg­ lich des Lenkwinkels α vergrößert und, wie in den Fig. 6B und 6C gezeigt, das Licht in einem frühen Stadium in Fahrtrich­ tung nach rechts gerichtet, um so eine oder mehrere Spuren auf der rechten Seite auszuleuchten und die Sicht des auf der Spur fahrenden Fahrzeugs zu verbessern.
Obwohl die in diesem Fall bestimmte Neigung K in einem nach­ folgenden Steuervorgang geringfügig verändert werden kann, wird der vorgenannte Steuergrenzpunkt P (αMAX, θMAX) nicht ver­ ändert.
Nachdem die Neigung K und der Steuergrenzpunkt P (αMAX, θMAX) wie oben beschrieben bestimmt wurden, rückt der Betriebsab­ lauf vor zu Schritt 8; dort wird unter Rückgriff auf die Straßeninformationen des Navigationssystems entschieden, ob das Fahrzeug momentan in einem Stadtgebiet fährt oder nicht. Im Fall, daß das Fahrzeug nicht in einem Stadtgebiet fährt, sondern beispielsweise auf einer Landstraße, rückt der Be­ triebsablauf vor zu Schritt 9 und setzt einen Unempfindlich­ keitsbereich D auf D0. Im Fall, daß das Fahrzeug in einem Stadtgebiet fährt, springt der Betriebsablauf zu Schritt 10 und setzt den Unempfindlichkeitsbereich D auf D1.
Der hier definierte Unempfindlichkeitsbereich D stellt einen Bereich des Lenkwinkels α dar, in dem der Winkel der opti­ schen Achse(n) nicht verändert und in dem der Geradeausbewe­ gung des Fahrzeugs zugeordnete Zustand gehalten wird, selbst wenn das Lenkrad gedreht wird. Dies bedeutet, daß der Winkel der optischen Achse(n) stets fest auf 0° oder einen bestimm­ ten Winkel eingestellt ist und sich nicht ändert, wenn der Lenkwinkel α innerhalb des Unempfindlichkeitsbereichs D liegt, wie in Fig. 5B gezeigt. Dies geschieht aufgrund der Tatsache, daß es für den Fahrer ärgerlich ist und gleichzei­ tig den Menschen um das Fahrzeug ein Ärgernis bereitet, wenn der Winkel θ der optischen Achse(n) unmittelbar als Reaktion auf jeden geringen Lenkwinkel α verändert wird. Insbesondere in Stadtgebieten bereitet dieser Zustand ein unwohles Gefühl, so daß es erforderlich ist, den Unempfindlichkeitsbereich 20 breiter zu machen, um soweit wie möglich zu verhindern, daß die optischen Achsen bewegt werden. Diesbezüglich ist der Unempfindlichkeitsbereich D1 in einem Stadtgebiet breiter als der Unempfindlichkeitsbereich D0 für eine Landstraße oder dgl.
Wenn beispielsweise in dem Fall, daß das Lenkrad gedreht wird, um an einem am Straßenrand in Vorwärtsrichtung gepark­ ten Fahrzeug 50 (wie in Fig. 7 gezeigt) vorbeizufahren, die Straße eine Landstraße ist, wird der Fahrer kein unangenehmes Gefühl empfinden, selbst wenn der Winkel der optischen Ach­ se(n) entsprechend dem Lenkwinkel verändert wird; dafür kann eine bessere Sicht erzielt werden, weil der Umgebungsbereich dunkel ist. Wenn die Straße in einem Stadtgebiet liegt, ist die Änderung des Winkels der optischen Achse(n) zur bloßen Umgehung des geparkten Fahrzeugs 50 ärgerlich und ruft ein unangenehmes Gefühl hervor, weswegen der Winkel der optischen Achse(n) nicht verändert wird; wegen der hellen Umgebung in einem Stadtgebiet besteht selbst dann kein Problem mit der Sicht, wenn der Winkel der optischen Achse(n) nicht verändert wird.
Nach der Bestimmung des Unempfindlichkeitsbereichs D wird außerdem die Neigung K geringfügig verändert, wie in Fig. 5B gezeigt. Dies bedeutet, daß zu einer Steuerkurve eine gerade Linie QP wird, welche den Punkt Q (D, 0) mit dem Steuergrenz­ punkt P (αMAX, θMAX) im Koordinatensystem der Fig. 5B verbindet; der Wert K der Neigung wird auf einen Wert K' der geraden Li­ nie QP verändert. Da der Unempfindlichkeitsbereich D vergli­ chen mit dem maximalen Lenkwinkel αMAX ein ziemlich kleiner Winkel ist, ist die Veränderung der Neigung winzig.
Nachdem der Unempfindlichkeitsbereich D in dieser Weise be­ stimmt worden ist, wird in Schritt 11 unter Bezugnahme auf die Straßeninformationen in dem Navigationssystem entschie­ den, ob das Fahrzeug momentan in einem Wohngebiet fährt. Für den Fall, daß das Fahrzeug in einem anderen Gebiet als einem Wohngebiet fährt, rückt der Betriebsablauf direkt zu Schritt 13 vor; wenn das Fahrzeug in einem Wohngebiet fährt, rückt der Betriebsablauf vor zu Schritt 12.
Falls der Betriebsablauf zu Schritt 12 vorrückt, werden die Winkel der optischen Achsen des rechten und linken Scheinwer­ fers 2R, 2L in einander entgegengesetzten Richtungen um einen Winkel θ1 innerhalb des in den Schritten 9 und 10 bestimmten Unempfindlichkeitsbereichs D vergrößert. Dies bedeutet, daß die Lichtverteilung eine in Geradeausrichtung des Fahrzeugs gerichtete, normale Lichtverteilung ist, wenn das Fahrzeug in einem anderen Bereich als einem Wohngebiet fährt (siehe Fig. 8A). Falls das Fahrzeug aber in einem Wohngebiet fährt, wird die Lichtverteilung seitlich aufgeweitet, wie in Fig. 8B ge­ zeigt, um den Straßenrand oder einen Fußgängerweg zu erhellen und insbesondere die Sicht auf Fußgänger zu verbessern; auf diese Weise kann eine an die Umgebung angepaßte Einstellung der Lichtverteilung vorgenommen werden.
Eine derartige Ausdehnung der Lichtverteilung wie oben wird innerhalb des Unempfindlichkeitsbereichs D vorgenommen. Dem­ entsprechend wird die Lichtverteilung innerhalb des Unempfindlichkeitsbereichs D auf den speziellen Winkel θ1 der optischen Achsen (siehe Fig. 5C) ausgedehnt, was darin resul­ tiert, daß die den Punkt R (0, θ1) mit dem Punkt Q' (D, θ1) verbindende Gerade RQ' die Steuerkurve im Unempfindlichkeits­ bereich bildet und die den Punkt Q' (D, θ1) mit dem Steuer­ grenzpunkt P (αMAX, θMAX) verbindende Gerade Q'P zur Steuerkurve für einen den Unempfindlichkeitsbereich D überschreitenden Lenkwinkel wird, deren Neigung auf K'' verändert ist.
Obwohl die Neigungen K' und K'' einander relativ ähnlich sind, wird der Winkel θ der optischen Achsen bezüglich des Lenkwin­ kels α längs der gekrümmten Linie RQ'P bestimmt, wenn das Fahrzeug in einem Wohngebiet fährt.
Die den Winkel θ der optischen Achse(n) bezüglich des Lenk­ winkels α bestimmende Steuerkurve wird durch die vorangehen­ den Schritte festgelegt. Im nächsten Schritt 13 wird unter Bezugnahme auf die Straßeninformationen entschieden, ob auf der Fahrstraße eine Mitteltrennungszone vorhanden ist oder nicht. Wenn es keine Mitteltrennungszone gibt, rückt der Be­ triebsablauf direkt vor zu Schritt 15; wenn es eine Mittel­ trennungszone gibt, rückt der Betriebsablauf vor zu Schritt 14, wo die optische(n) Achse(n) in eine Aufwärtsorientierung eingestellt wird (werden). Dies bedeutet, daß der Vertikal­ verschwenkungsmotor 13 betätigt wird, um die Scheinwerfer 2L, 2R aufwärts zu verschwenken und ihre optischen Achsen auf­ wärts zu richten.
Fig. 9 zeigt Zustände der vorgenannten Lichtverteilungssteue­ rung. Für den Fall, daß es keine Mitteltrennungszone 60 gibt, ist die Lichtverteilung eine normale Lichtverteilung, die in Fig. 9 gestrichelt angedeutet ist; es handelt sich um das Abblendlicht, das nach unten gerichtet ist, um ein auf der gegenüberliegenden Spur fahrendes Fahrzeug nicht zu blenden.
Wenn es jedoch eine Mitteltrennungszone 60 gibt, wird (wer­ den) die optische(n) Achse(n) aufwärts gerichtet, um den Lichtverteilungsbereich so einzustellen, wie er in Fig. 9 mit durchgezogener Linie angedeutet ist, denn selbst wenn die Reichweite zur Verbesserung der Sicht vergrößert wird, unter­ bricht die Mitteltrennungszone 60 das Licht, weshalb ein auf der gegenüberliegenden Spur fahrendes Fahrzeug nicht geblen­ det wird.
Wie oben beschrieben, erfolgt die Justierung der optischen Achse(n) in vertikaler Richtung in Schritt 14 und die eigent­ liche Lichtverteilungssteuerung in seitlicher, horizontaler Richtung der optischen Achse(n) anhand der zuvor bestimmten Steuerkurve in Schritt 15.
Wie oben beschrieben, kann die Lichtverteilung stets der Um­ gebung bzw. Umwelt entsprechend richtig eingestellt werden, d. h. nach Maßgabe der Zahl (n) der Spuren, die von derjenigen Spur, auf der das Fahrzeug fährt, bis zur Mittellinie 40 rei­ chen, oder abhängig davon, ob das Fahrzeug in einem Stadtge­ biet oder einem Wohngebiet fährt oder ob eine Mitteltren­ nungszone vorhanden ist; die Sicht kann dabei verbessert wer­ den.
Obwohl die Lichtverteilungssteuerung bei der vorigen bevor­ zugten Ausführungsform in den Schritten 3 bis 7 dadurch er­ folgt, daß die Zahl (n) der Spuren erfaßt wird, welche von der Fahrspur des Fahrzeugs zur Mittellinie 40 reichen, ist es ebenso möglich, daß anstelle der Zahl der Spuren direkt die Entfernung vom Fahrzeug zur Mittellinie 40 erfaßt wird und bei der Lichtverteilungssteuerung verwertet wird. Hierzu ist es notwendig, die Fahrposition des Fahrzeugs mit hoher Genau­ igkeit zu erfassen, und es wird ebenfalls ein hochgenaues Navigationssystem benötigt. Darüber hinaus ist es denkbar, zur Erfassung einer positionsmäßigen Beziehung zwischen der Straße und dem Fahrzeug den Vorausbereich des Fahrzeugs mit einer Kamera zu fotografieren, deren Bild verarbeitet wird, um die exakte Position des Fahrzeugs auf der Straße zu ermit­ teln. Diese Methode der Benutzung einer Kamera ermöglicht die Erfassung der Mittellinie sowie die Berechnung einer von der exakten Position des Fahrzeugs auf der Straße zur Mittellinie reichenden Entfernung und erleichtert die Ermittlung des Vor­ handenseins oder Nichtvorhandenseins einer Mitteltrennungs­ zone; gleichzeitig kann entschieden werden, ob sich die Stra­ ße in einem Stadtgebiet oder einem Wohngebiet befindet oder nicht.
Weiterhin ist es denkbar, mit einem optischen Sensor die Lichtmenge im Vorausbereich des Fahrzeugs zu erfassen, um zu entscheiden, ob das Gebiet ein Stadtgebiet ist oder nicht. Ferner kann entschieden werden, ob das Gebiet ein Wohngebiet ist oder nicht, indem mit einem Infrarotstrahlungssensor oder dgl. die Temperatur um das Fahrzeug erfaßt wird, um so auf das Vorhandensein von Fußgängern zu schließen; falls viele Fußgänger erfaßt werden können, kann das Gebiet als Wohnge­ biet bestimmt werden.
Bei der vorigen bevorzugter Ausführungsform werden die Stra­ ßeninformationen von einem Navigationssystem erhalten. Es kann aber auch ein System zum Informationsaustausch zwischen Straße und Fahrzeug benutzt werden, bei dem in jedes Fahrzeug ein Empfänger eingebaut ist und Informationen von Bodensta­ tionen oder Baken (straßenseitigen Sendern) erhalten werden, welche längs der Straße angeordnet sind. Dies führt dazu, daß detailliertere Informationen erhalten werden können und eine feinere Lichtverteilungssteuerung in Übereinstimmung mit der Umgebung möglich wird.
Bei der Erfindung wird die Entfernung von der mittels geeig­ neter Fahrzeugpositions-Erfassungsmittel erfaßten Fahrposi­ tion des Fahrzeugs zur Straßenmittellinie berechnet und der Leuchtbereich der Scheinwerfer so eingestellt, daß er mit größerer Entfernung mehr zur Seite der Mittellinie hin ausge­ dehnt ist. Daher kann im Fall einer großen Entfernung zwi­ schen dem Fahrzeug und der Straßenmittellinie der Leuchtbe­ reich zwecks Sichtverbesserung zur Mittellinie hin aufgewei­ tet werden, ohne ein entgegenkommendes Fahrzeug zu blenden.
Die Sicht kann in ähnlicher Weise dadurch verbessert werden, daß die Zahl der von der Fahrspur des Fahrzeugs zur Straßen­ mittellinie reichenden Spuren berechnet wird und der Leucht­ bereich der Scheinwerfer so eingestellt wird, daß der Leucht­ bereich zur Straßenmittellinie hin aufgeweitet wird, wenn die Zahl der Spuren groß ist.
Es können Lenkwinkel-Erfassungsmittel zum Erfassen eines Lenkwinkels einer Lenkvorrichtung vorgesehen sein, wobei die Steuermittel einen Einstellbetrag für den Leuchtbereich nach Maßgabe des Lenkwinkels zusammen mit der zur Straßenmittel­ linie reichenden Entfernung steuern. Hierdurch wird die Lichtverteilungssteuerung in einer Kurve feiner, so daß eine bessere Sicht erreicht werden kann.
Während des Fahrens in einem Stadtgebiet wird ein vorbestimm­ ter Referenz-Unempfindlichkeitsbereich so gesteuert, daß er vergrößert ist. Wenn das Fahrzeug daher in einem Stadtgebiet fährt, sind empfindliche Änderungen der Lichtverteilung in Antwort auf eine Lenkradbetätigung vermieden, so daß eine feine Lichtverteilungseinstellung bei gleichzeitiger Beseiti­ gung jedweden unangenehmen Gefühls durchgeführt werden kann.
Während des Fahrens in einem Wohngebiet wird eine seitliche Weite des Leuchtbereichs so gesteuert, daß sie größer als ein vorbestimmter Referenzwert ist. Wenn das Fahrzeug daher in einem Wohngebiet fährt, kann die Lichtverteilung seitlich ausgedehnt werden, um den Straßenrand oder den Fußgängerweg auszuleuchten und insbesondere die Sicht auf Fußgänger zu verbessern. Auf diese Weise kann eine für die Umgebung geeig­ nete Lichtverteilungseinstellung vorgenommen werden.
Wenn das Fahrzeug auf einer Straße mit einer Mitteltrennungs­ zone fährt, wird die optische Achse der Scheinwerfer in Rich­ tung aufwärts verstellt und die Reichweite des Leuchtbereichs erhöht. Angesichts der Tatsache, daß durch die Mitteltren­ nungszone ein Blenden eines entgegenkommenden Fahrzeugs bis zu einem gewissen Grad vermieden werden kann, kann zur Ver­ besserung der Sicht die Reichweite des Leuchtbereichs daher vergrößert werden, wenn das Fahrzeug auf einer Straße mit Mitteltrennungszone fährt.
Es wird eine Scheinwerferanordnung für ein Fahrzeug vorge­ schlagen, bei der die Lichtverteilung in Antwort auf einen Straßenzustand oder eine Fahrumgebung geeignet eingestellt und die Sicht verbessert werden kann. Die Scheinwerferanord­ nung, deren Leuchtbereich in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs eingestellt werden kann, umfaßt geeignete Fahrzeugpositions- Erfassungsmittel zur Erfassung einer Fahrposition des Fahr­ zeugs in Seitenrichtung einer Straße und Steuermittel, um den Abstand der Fahrposition des Fahrzeugs von einer Straßenmit­ tellinie zu berechnen und den Leuchtbereich der Scheinwerfer­ anordnung derart einzustellen, daß der Leuchtbereich bei gro­ ßem Abstand zur Straßenmittellinie hin erweitert ist.

Claims (8)

1. Scheinwerferanordnung für ein Fahrzeug (1) mit einem in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs (1) einstellbaren Leucht­ bereich (3), umfassend:
Fahrzeugpositions-Erfassungsmittel zum Erfassen einer Fahrposition des Fahrzeugs (1) in Seitenrichtung einer Straße und Steuermittel (20), um den Abstand der Fahrposition des Fahrzeugs (1) von einer Straßenmittel­ linie (40) zu berechnen und den Leuchtbereich (3) der Scheinwerferanordnung derart einzustellen, daß der Leuchtbereich (3) bei einem größeren Abstand mehr zur Straßenmittellinie (40) hin ausgedehnt ist.
2. Scheinwerferanordnung für ein Fahrzeug (1) mit einem in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs (1) einstellbaren Leucht­ bereich (3), insbesondere nach Anspruch 1, umfassend: Fahrspur-Erfassungsmittel zum Erfassen einer Fahr­ spur des Fahrzeugs in Seitenrichtung einer Straße und Steuermittel (20), um die Zahl der von der Fahrspur des Fahrzeugs (1) bis zu einer Straßenmittellinie (40) rei­ chenden Spuren zu berechnen und den Leuchtbereich (3) der Scheinwerferanordnung derart einzustellen, daß der Leuchtbereich (3) bei einer größeren Zahl von Spuren mehr zur Straßenmittellinie (40) hin ausgedehnt ist.
3. Scheinwerferanordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Lenkwinkel-Erfassungsmittel (22) zum Erfassen eines Lenkwinkels (α) einer Lenkvorrich­ tung, wobei die Steuermittel (20) einen Einstellbetrag für den Leuchtbereich (3) nach Maßgabe einer sich bis zur Straßenmittellinie (40) erstreckenden Entfernung und des Lenkwinkels (α) steuern.
4. Scheinwerferanordnung für ein Fahrzeug (1) mit einem in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs (1) einstellbaren Leucht­ bereich (3), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend:
Stadtgebiet-Erfassungsmittel, um zu erfassen, ob ein Gebiet, in dem das Fahrzeug (1) fährt, ein Stadtge­ biet ist, Lenkwinkel-Erfassungsmittel (22) zum Erfassen eines Lenkwinkels (α) einer Lenkvorrichtung und Steuer­ mittel (20), um einen Einstellbetrag für den Leuchtbe­ reich (3) nach Maßgabe des Lenkwinkels (α) zu bestimmen und einen vorbestimmten Referenz-Unempfindlichkeitsbe­ reich (D) des Leuchtbereichs (3) gegenüber dem Lenkwin­ kel (α) zu vergrößern, wenn das Fahrzeug (1) in einem Stadtgebiet fährt.
5. Scheinwerferanordnung für ein Fahrzeug (1) mit einem in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs (1) einstellbaren Leucht­ bereich (3), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend:
Wohngebiet-Erfassungsmittel, um zu erfassen, ob ein Gebiet, in dem das Fahrzeug (1) fährt, ein Wohngebiet ist, und Steuermittel (20), um die seitliche Ausdehnung des Leuchtbereichs (3) so zu steuern, daß sie größer als ein vorbestimmter Referenzwert ist, wenn das Fahrzeug (1) in einem Wohngebiet fährt.
6. Scheinwerferanordnung für ein Fahrzeug (1) mit einem in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs (1) einstellbaren Leucht­ bereich (3), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend:
Mitteltrennungszonen-Erfassungsmittel, um zu erfas­ sen, ob eine Mitteltrennungszone (60) vorhanden ist, die eine Spur, in der ein Fahrzeug (1) fährt, von einer Spur trennt, in der ein entgegenkommendes Fahrzeug fährt, und Steuermittel (20), um eine optische Achse der Scheinwer­ feranordnung aufwärts zu richten, wenn das Fahrzeug (1) auf einer Straße mit Mitteltrennungszone (60) fährt, so daß die Reichweite des Leuchtbereichs (3) ver­ größert wird.
7. Scheinwerferanordnung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Fahrzeug ein Empfänger für Informationen vorgesehen ist, die von einem straßenseitigen Sender gesendet werden, und daß die Erfassung der Fahr­ position des Fahrzeugs (1) durch die Fahrzeugpositions- Erfassungsmittel oder/und die Erfassung der Fahrspur des Fahrzeugs (1) durch die Fahrspur-Erfassungsmittel oder/und die Erfassung eines Stadtgebiets durch die Stadtgebiet- Erfassungsmittel oder/und die Erfassung eines Wohngebiets durch die Wohngebiet-Erfassungsmittel oder/und die Erfassung einer Mitteltrennungszone (60) durch die Mitteltrennungs­ zonen-Erfassungsmittel unter Verwendung der von dem Empfänger empfangenen Informationen durchgeführt wird.
8. Scheinwerferanordnung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug (1) mit einem Navigationssystem (30) ausgestattet ist, welches einen Karteninformationsspeicher (35) zum Speichern von Karten­ informationen einschließlich Straßendaten umfaßt, und daß die Erfassung der Fahrposition des Fahrzeugs (1) durch die Fahrzeugpositions-Erfassungsmittel oder/und die Erfassung der Fahrspur des Fahrzeugs (1) durch die Fahrspur-Erfassungs­ mittel oder/und die Erfassung eines Stadtgebiets durch die Stadtgebiet-Erfassungsmittel oder/und die Erfassung eines Wohngebiets durch die Wohngebiet-Erfassungsmittel oder/und die Erfassung einer Mitteltrennungszone (60) durch die Mitteltrennungszonen-Erfassungsmittel unter Verwendung der in dem Karteninformationsspeicher (35) gespeicherten Informa­ tionen durchgeführt wird.
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