DE19704427A1 - Einrichtung zur Regelung der Leuchtweite von Scheinwerfern von Fahrzeugen - Google Patents
Einrichtung zur Regelung der Leuchtweite von Scheinwerfern von FahrzeugenInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur Regelung
der Leuchtweite von Scheinwerfern von Fahrzeugen nach der
Gattung des Anspruchs 1.
Eine solche Einrichtung ist durch die DE 43 41 409 A1
bekannt. Diese Einrichtung weist den Scheinwerfern
zugeordnete Verstelleinrichtungen auf, durch die die
Leuchtweite der Scheinwerfer verstellbar ist. Die
Einrichtung weist außerdem eine Sendeeinrichtung auf, die
elektromagnetische Strahlung aussendet, durch die ein
Bereich vor dem Fahrzeug bestrahlt wird. Die Einrichtung
weist eine Sensoreinrichtung auf, in der der bestrahlte
Bereich abgebildet wird. Durch eine Auswerteeinrichtung wird
die Entfernung des bestrahlten Bereichs vom Fahrzeug
ermittelt und mit einer eine korrekte Einstellung der
Leuchtweite repräsentierenden Soll-Entfernung verglichen.
Bei bestehender Abweichung zwischen der ermittelten
Entfernung und der Soll-Entfernung werden durch die
Auswerteeinrichtung die Verstelleinrichtungen derart
angesteuert, daß die Soll-Entfernung eingestellt wird.
Hierdurch kann die Leuchtweite der Scheinwerfer unabhängig
von einer Änderung der Neigung des Fahrzeugs konstant
gehalten werden. Bei dieser Ausführung der Einrichtung mit
der Auswertung der Entfernung des bestrahlten Bereichs vom
Fahrzeug kann eine Ungenauigkeit in der Regelung der
Leuchtweite bestehen, die darin begründet ist, daß die
Entfernung des Bereichs auch bei einer Änderung der Höhe des
Fahrzeugs, also bei einer Ein- oder Ausfederung des
Fahrzeugs, infolge der damit verbundenen Höhenänderung der
Sendeeinrichtung verändert wird. Diese Ungenauigkeit ist um
so größer, je geringer die Entfernung des bestrahlten
Bereichs vom Fahrzeug ist.
Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Regelung der
Leuchtweite von Scheinwerfern von Fahrzeugen hat
demgegenüber den Vorteil, daß die Genauigkeit der Regelung
der Leuchtweite größer ist, da durch die in der
Auswerteeinrichtung erfolgende Auswertung der Lage des
wenigstens einen in der Sensoreinrichtung abgebildeten
Bildpunkts in Bezug auf die Referenzlage der Einfluß einer
Höhenänderung des Fahrzeugs geringer ist.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen
Einrichtung angegeben. Die Ausbildung gemäß Anspruch 4 und
Anspruch 9 hat den Vorteil, daß nur eine Sendeeinheit für
die Sendeeinrichtung erforderlich ist. Die Weiterbildung
gemäß Anspruch 8 hat den Vorteil, daß eine Höhenänderung des
Fahrzeugs keinen Einfluß auf die Genauigkeit der Regelung
der Leuchtweite hat, da zwar der jeweilige Abstand noch von
der Höhenänderung abhängig ist, durch die Auswertung des
Verhältnisses der Abstände dieser Einfluß jedoch eliminiert
wird.
Vier Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der
Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 in vereinfachter
Darstellung ein Fahrzeug mit Scheinwerfern und einer
Einrichtung zur Regelung der Leuchtweite der Scheinwerfer
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 2 ein
vereinfachtes Schaltbild der Einrichtung zur Regelung der
Leuchtweite, Fig. 3 einen Ausschnitt des Fahrzeugs mit
einem Scheinwerfer und einer Sendeeinheit, Fig. 4 das
Fahrzeug mit einer Einrichtung zur Regelung der Leuchtweite
der Scheinwerfer gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 5 ein vereinfachtes Schaltbild der Einrichtung zur
Regelung der Leuchtweite gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel, Fig. 6 das Fahrzeug mit einer
Einrichtung zur Regelung der Leuchtweite der Scheinwerfer
gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, Fig. 7 ein
vereinfachtes Schaltbild der Einrichtung zur Regelung der
Leuchtweite gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, Fig. 8
das Fahrzeug mit einer Einrichtung zur Regelung der
Leuchtweite der Scheinwerfer gemäß einem vierten
Ausführungsbeispiel und Fig. 9 ein vereinfachtes Schaltbild
der Einrichtung zur Regelung der Leuchtweite gemäß dem
vierten Ausführungsbeispiel.
Ein in Fig. 1 dargestelltes Fahrzeug, insbesondere ein
Kraftfahrzeug, weist in bekannter Weise an seinem Frontende
zwei nahe den Seiten des Fahrzeugs angeordnete Scheinwerfer
10, 11 auf. Es kann vorgesehen sein, daß die Scheinwerfer
10, 11 nur zur Erzeugung des Abblendlichts dienen oder
alternativ zur wahlweisen Erzeugung des Abblendlichts und
des Fernlichts. Gegebenenfalls können die Scheinwerfer auch
noch zur Erzeugung anderer Lichtbündel dienen,
beispielsweise eines Nebellichts. In der Betriebsstellung
Abblendlicht werden von den Scheinwerfern 10, 11 Lichtbündel
12 ausgesandt, durch die die vor dem Fahrzeug liegende
Umgebung, unter anderem die Fahrbahn 14, beleuchtet werden.
Die Lichtbündel 12 sind in Fig. 1 anhand mehrerer Linien
gleicher Beleuchtungsstärke angedeutet. Zur Verhinderung
einer Blendung des Gegenverkehrs weisen die Lichtbündel eine
obere Helldunkelgrenze auf, was bewirkt, daß die Fahrbahn 14
nur bis zu einer bestimmten Entfernung L vor dem Fahrzeug
beleuchtet wird. Die Reichweite L stellt dabei die
Leuchtweite der Scheinwerfer 10, 11 dar. Bei durch eine
wechselnde Beladung des Fahrzeugs oder bei während der Fahrt
des Fahrzeugs beispielsweise infolge von Brems- oder
Beschleunigungsvorgängen oder Fahrbahnunebenheiten
auftretenden Neigungsänderungen des Fahrzeugs wird die
Leuchtweite der Scheinwerfer, die mit dem Fahrzeug verbunden
sind, und die Lage der Helldunkelgrenze verändert. Dabei
wird entweder das Vorfeld der Fahrbahn 14 nicht mehr
ausreichend beleuchtet, wenn die Leuchtweite zu gering ist,
oder eine Blendung des Gegenverkehrs auftreten kann, wenn
die Leuchtweite zu groß ist. Erfindungsgemäß ist eine
Einrichtung zur Regelung der Leuchtweite vorgesehen, durch
die unabhängig von Neigungsänderungen des Fahrzeugs die
Leuchtweite konstant gehalten werden kann.
Die Einrichtung zur Regelung der Leuchtweite kann mit dem
Betrieb der Scheinwerfer 10, 11 aktiviert werden oder
alternativ ständig während des Betriebs des Fahrzeugs
aktiviert sein. Die Leuchtweiteregelungseinrichtung weist
eine Sendeeinrichtung, eine Sensoreinrichtung, eine
Auswerteeinrichtung sowie den Scheinwerfern zugeordnete
Verstelleinrichtungen auf. Durch die Sendeeinrichtung werden
beim Betrieb der Leuchtweiteregelungseinrichtung
Strahlungsbündel elektromagnetischer Strahlung auf die
Fahrbahn 14 vor dem Fahrzeug ausgesandt, wobei die Strahlung
sichtbares Licht oder andere Strahlung sein kann,
beispielsweise infrarote oder ultraviolette Strahlung. Die
Strahlungsbündel sind dabei möglichst konzentriert, so daß
durch diese jeweils nur ein kleiner Bereich der Fahrbahn 14
in Form eines Spots bestrahlt wird. Vom bestrahlten Bereich
reflektierte Strahlung wird durch die Sensoreinrichtung
erfaßt und in der Sensoreinrichtung werden die bestrahlten
Bereiche bzw. Spots abgebildet. Durch die
Auswerteeinrichtung wird die Lage der in der
Sensoreinrichtung abgebildeten Bereiche bzw. Spots ermittelt
und mit vorgegebenen, eine korrekte Einstellung der
Leuchtweite repräsentierenden Lagen verglichen.
In den Fig. 1 bis 3 ist die
Leuchtweiteregelungseinrichtung gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Sendeeinrichtung weist
dabei zwei getrennte Sendeeinheiten 20, 22 auf, die quer zur
vertikalen Längsmittelebene 13 des Fahrzeugs zueinander
beabstandet am Frontende des Fahrzeugs angeordnet sind. Die
Sendeeinheiten 20, 22 weisen einen Abstand e3 senkrecht zur
vertikalen Längsmittelebene 13 des Fahrzeugs auf. Es kann
dabei vorgesehen sein, daß wenigstens eine oder beide
Sendeeinheiten 20, 22 in einen der Scheinwerfer 10, 11
integriert sind. Alternativ können auch wenigstens eine oder
beide Sendeeinheiten 20, 22 getrennt von den Scheinwerfern
10, 11 angeordnet sein. Vorzugsweise sind die Sendeeinheiten
20, 22 nahe dem seitlichen Rand des Fahrzeugs angeordnet, so
daß sie einen möglichst großen Abstand e3 aufweisen und sich
die Integration in die Scheinwerfer 10, 11 anbietet. Durch
jede der beiden Sendeeinheiten 20, 22 werden jeweils zwei
konzentrierte Strahlungsbündel ausgesandt. Durch die von
jeder Sendeeinheit 20, 22 ausgesandten Strahlungsbündel
werden jeweils zwei Bereiche bzw. Spots bestrahlt, die in
unterschiedlicher Entfernung vor dem Fahrzeug angeordnet
sind. Durch die in Fahrtrichtung 9 gesehen rechte
Sendeeinheit 20 wird ein Spot 24 in der Entfernung d1 und
ein Spot 25 in der Entfernung d2 bestrahlt. Durch die in
Fahrtrichtung 9 gesehen linke Sendeeinheit 22 wird ein Spot
26 in der Entfernung d1 und ein Spot 27 in der Entfernung d2
bestrahlt. Die beiden Spots 24 und 26 weisen vorzugsweise
zumindest annähernd dieselbe Entfernung d1 vom Fahrzeug auf
und die beiden Spots 25 und 27 weisen ebenfalls zumindest
annähernd dieselbe Entfernung d2 vom Fahrzeug auf.
Die von jeweils einer Sendeeinheit 20, 22 ausgesandten
Strahlungsbündel verlaufen jeweils in einer gemeinsamen
vertikalen Ebene 28 bzw. 29. Die Ebenen 28, 29, in denen die
Strahlungsbündel jeweils einer der Sendeeinheiten 20, 22
verlaufen, können parallel zueinander verlaufen oder sich in
Fahrtrichtung 9 einander annähern, also konvergierend
verlaufen, oder sich in Fahrtrichtung 9 voneinander
entfernen, also divergierend verlaufen. Beim dargestellten
Ausführungsbeispiel verlaufen die beiden Ebenen 28, 29
zumindest annähernd parallel zueinander. Die beiden Spots 24
und 26 sind auf der Fahrbahn 14 mit einem Abstand e2
senkrecht zur vertikalen Längsmittelebene 13 des Fahrzeugs
zueinander angeordnet. Die beiden Spots 25 und 27 sind auf
der Fahrbahn 14 mit einem Abstand e1 senkrecht zur
vertikalen Längsmittelebene 13 des Fahrzeugs zueinander
angeordnet. Durch die parallele Anordnung der Ebenen 28, 29,
in denen die von den Sendeeinheiten 20, 22 ausgesandten
Strahlungsbündel verlaufen, sind die Abstände e1 und e2
zumindest annähernd gleich groß und ebenfalls zumindest
annähernd gleich groß, wie der Abstand e3 der Sendeeinheiten
20, 22 am Fahrzeug.
Die Sensoreinrichtung 30 der Leuchtweiteregelungseinrichtung
ist zwischen den beiden Sendeeinheiten 20, 22 am Frontende
des Fahrzeugs angeordnet. Die Sensoreinrichtung 30 ist auf
die vor dem Fahrzeug liegende Fahrbahn 14 gerichtet und
weist eine Abbildungsoptik 31 und mehrere für die von den
Sendeeinheiten 20, 22 ausgesandte Strahlung empfindliche
Elemente 32 auf. Durch die Abbildungsoptik 31 wird von der
Fahrbahn 14 in den Spots 24 bis 27 reflektierte Strahlung
auf die Elemente 32 gerichtet, so daß die Spots 24 bis 27
auf die Elemente 32 abgebildet werden. In Fig. 1 und 2 ist
eine Anordnung der strahlungsempfindlichen Elemente 32
dargestellt, bei der die Elemente 32 matrixartig verteilt
sind. Die Sensoreinrichtung 30 ist beispielsweise in Form
einer Kamera, insbesondere einer Video-Kamera, ausgebildet.
Die Elemente 32 können dabei eine sogenannte CCD-Matrix
sein, das heißt Charge-Coupled-Device. Alternativ können die
Elemente 32 auch als Fotozellen oder Fotodioden ausgebildet
sein. Die Elemente 32 können anstelle der Anordnung in Form
einer Matrix auch linear angeordnet sein.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird durch die
Abbildungsoptik 31 jeweils ein Spot 24 bis 27 auf eines der
Elemente 32 abgebildet. Die optische Achse 33 der
Sensoreinrichtung 30 verläuft dabei in einer Ebene 34, die
zumindest annähernd parallel zu den Ebenen 28, 29 angeordnet
ist. Der Spot 24 wird in der Sensoreinrichtung 30 als
Bildpunkt 124 abgebildet, der Spot 25 wird als Bildpunkt
125, der Spot 26 als Bildpunkt 126 und der Spot 27 als
Bildpunkt 127. Die Matrix der Elemente 32 weist eine
vertikale Achse OY und eine horizontale Achse OX auf. Die
Achse OY entspricht dabei einer vertikalen Achse Y des
Fahrzeugs, die in der vertikalen Längsmittelebene 13 des
Fahrzeugs verläuft, und die Achse OX entspricht einer
horizontalen Achse X des Fahrzeugs, die senkrecht zur
vertikalen Längsmittelebene 13 des Fahrzeugs verläuft.
Zwischen den beiden Bildpunkten 124 und 126, die die
Abbildungen der beiden Spots 24 und 26 sind, ist ein Abstand
e20 vorhanden, der die Abbildung des Abstands e2 der beiden
Spots 24 und 26 auf der Fahrbahn 14 ist. Zwischen den beiden
Bildpunkten 125 und 127, die die Abbildungen der beiden
Spots 25 und 27 sind, ist ein Abstand e10 vorhanden, der die
Abbildung des Abstands e1 der beiden Spots 25 und 27 auf der
Fahrbahn 14 ist. Die beiden Abstände e10 und e20 sind dabei
jeweils parallel zur Achse OX gemessen und sind parallel
zueinander. Es kann dabei definiert werden, daß der
Bildpunkt 126 eine Referenzlage für den Bildpunkt 124
bildet, der den Abstand e20 von dieser Referenzlage
aufweist, wobei auch umgekehrt definiert werden kann, daß
der Bildpunkt 124 eine Referenzlage für den Bildpunkt 126
aufweist, der wiederum den Abstand e20 aufweist. In gleicher
Weise kann definiert werden, daß der Bildpunkt 127 eine
Referenzlage für den Bildpunkt 125 bildet, der den Abstand
e10 von dieser Referenzlage aufweist, wobei auch hier
umgekehrt definiert werden kann, daß der Bildpunkt 125 eine
Referenzlage für den Bildpunkt 127 bildet, der wiederum den
Abstand e10 aufweist.
In Fig. 2 ist die Leuchtweiteregelungseinrichtung in einem
vereinfachten Schaltschema dargestellt. Die
Auswerteeinrichtung ist dabei mit der Bezugszahl 40
bezeichnet. In den Scheinwerfern 10, 11 sind die
Sendeeinheiten 20, 22 der Sendeeinrichtung angeordnet und
zwischen diesen ist die Sensoreinrichtung 30 angeordnet. Die
Auswerteeinrichtung 40 ist mit der Sensoreinrichtung 30
verbunden, wobei einer Einheit 42 der Auswerteeinrichtung 40
Signale über die Abstände e10 und e20 zugeführt werden. In
dieser Einheit 42 der Auswerteeinrichtung 40 wird das
Verhältnis q(e10/e20) des Signals des Abstands e10 zum
Signal des Abstands e20 ermittelt und am Ausgang der Einheit
42 wird ein Signal für dieses Verhältnis q einem Komparator
43 zugeführt. Dem Komparator 43 wird außerdem ein Soll-Signal
für ein vorgegebenes Soll-Verhältnis q0 zugeführt
wobei alternativ das Soll-Verhältnis q0 auch im Komparator
43 gespeichert sein kann. Im Komparator 43 wird das von der
Einheit 42 ermittelte Signal für das momentane Verhältnis
q(e10/e20) mit dem vorgegebenen Soll-Signal für das Soll-Verhältnis
q0 verglichen, indem die Differenz Δq = q0 -
q(e10/e20) gebildet wird. Der Ausgang des Komparators 43 ist
mit einer Steuereinrichtung 44 verbunden, der ein Signal für
die aktuelle Differenz Δq zugeführt wird und durch die, wenn
Δq nicht Null ist, die Verstelleinrichtungen 18 der
Scheinwerfer angesteuert werden.
Das dem Komparator 43 zugeführte bzw. in diesem gespeicherte
Soll-Signal für das Soll-Verhältnis q0 der abgebildeten
Abstände e10 und e20 repräsentiert eine korrekte Einstellung
der Leuchtweite der Scheinwerfer 10. In diesem Fall werden
die Abstände e1 und e2 der Spots 24 bis 27 auf der Fahrbahn
14 als Abstände e10 und e20 in der Sensoreinrichtung 30
abgebildet und das durch die Einheit 42 der
Auswerteeinrichtung 40 ermittelte Signal für das Verhältnis
q(e10/e20) ist gleich dem Soll-Signal für das Soll-Verhältnis
q0, so daß die Differenz Δq gleich Null ist und
keine Ansteuerung der Verstelleinrichtungen 18 der
Scheinwerfer 10 durch die Steuereinrichtung 44 erforderlich
ist. Wenn infolge einer Änderung der Neigung des Fahrzeugs
die tatsächliche Einstellung der Leuchtweite von der
korrekten Einstellung der Leuchtweite abweicht, so befinden
sich die Spots 24 bis 27 auf der Fahrbahn 14 in anderen
Entfernungen vom Fahrzeug als die Entfernungen d1 und d2 bei
korrekter Einstellung der Leuchtweite. In diesem Fall werden
die Spots 24 bis 27 in anderer Weise in der
Sensoreinrichtung 30 abgebildet, als bei korrekter
Einstellung der Leuchtweite, so daß die Bildpunkte 124 bis
127 der Spots 24 bis 27 in der Sensoreinrichtung 30 eine
andere Lage einnehmen und sich andere Abstände e10 und e20
zwischen diesen ergeben. Durch die Einheit 42 der
Auswerteeinrichtung 40 wird wiederum ein Signal für das
Verhältnis q(e10/e20) gebildet und im Komparator 43 wird ein
Signal für die Differenz Δq gebildet, die in diesem Fall
nicht gleich Null ist. Abhängig vom Signal dieser Differenz
Δq werden durch die Steuereinrichtung 44 die
Verstelleinrichtungen 18 der Scheinwerfer 10, 11 derart
angesteuert, daß die Differenz Δq gleich Null wird. Dabei
werden die Sendeeinheiten 20, 22 und vorzugsweise auch die
Sensoreinrichtung 30 synchron mit den Scheinwerfern 10, 11
mitverstellt, was durch zusätzliche Verstelleinrichtungen
erfolgen kann, oder bei Integration der Sendeeinheiten 20, 22
in die Scheinwerfer 10, 11 durch deren Verstelleinrichtungen
18 erfolgen kann.
Die Genauigkeit der Leuchtweiteregelungseinrichtung hängt
dabei unter anderem von der Größe des Verhältnisses q ab. Es
kann beispielsweise vorgesehen sein, daß das eine korrekte
Einstellung der Leuchtweite repräsentierende Verhältnis q0
etwa 0,5 beträgt, wobei somit der Abstand e20 etwa doppelt
so groß ist wie der Abstand e10 und entsprechend die
Entfernung d2 der Spots 25 und 27 vom Fahrzeug etwa doppelt
so groß ist wie die Entfernung d1 der Spots 24 und 26 vom
Fahrzeug. Die Entfernungen d1 und d2 können dabei zwischen
einigen Metern bis etwa 40 m betragen. Beispielsweise kann
die Entfernung d1 zwischen etwa 2 m und etwa 5 m betragen und
die Entfernung d2 zwischen etwa 4 m und etwa 10 m.
In Fig. 3 ist vereinfacht das Frontende des Fahrzeugs
dargestellt, mit einem der Scheinwerfer 10 und einer
Sendeeinheit 20. Bei einer Änderung der Neigung, das heißt
des Neigungswinkels t des Fahrzeugs bezüglich einer
Horizontalen H tritt dabei auch eine Änderung Δh der Höhe h
des Anbauorts des Scheinwerfers 10 und der Sendeeinheit 20
am Fahrzeug auf. Diese Änderung Δh der Höhe h führt
ebenfalls zu einer Änderung der Abbildung der Spots 24 bis
27 in der Sensoreinrichtung 30, die jedoch die Einstellung
der Leuchtweite nicht beeinflussen soll. Abhängig von der
Änderung Δh der Höhe h ergeben sich unterschiedliche
Abstände e10 und e20 der Bildpunkte 124 bis 127 zu den Spots
24 bis 27. Bei der Bildung des Verhältnisses q(e10/e20) der
Abstände e10 und e20 wird der Einfluß der Änderung Δh der
Höhe h jedoch eliminiert, so daß das Verhältnis q(e10/e20)
nur noch von der Änderung des Neigungswinkels t des
Fahrzeugs abhängig ist.
In Fig. 4 ist das Fahrzeug mit der
Leuchtweiteregelungseinrichtung gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel dargestellt. Dabei werden gleiche oder
entsprechende Bauteile mit denselben Bezugszahlen versehen
wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Es ist nur eine
Sendeeinheit 20 vorgesehen, die beispielsweise im in
Fahrtrichtung 9 gesehen rechten Scheinwerfer 10 integriert
ist. Durch die Sendeeinheit 20 werden zwei Strahlungsbündel
ausgesandt, die die Spots 24 und 25 auf der Fahrbahn 14 vor
dem Fahrzeug bestrahlen. Die Sensoreinrichtung 30 ist im in
Fahrtrichtung 9 gesehen linken Scheinwerfer 11 integriert
und deren optische Achse 33 verläuft in einer Ebene 34
parallel zur Fahrzeuglängsmittelebene 13 und parallel zur
Ebene 28, in der die Strahlungsbündel der Sendeeinheit 20
verlaufen. Der Spot 24 ist in einer Entfernung d1 vom
Fahrzeug angeordnet und der Spot 25 ist in einer Entfernung
d2 angeordnet. Wie in Fig. 4 und 5 dargestellt wird der
Spot 24 in der Sensoreinrichtung 30 als Bildpunkt 124
abgebildet und der Spot 25 wird als Bildpunkt 125
abgebildet.
Wäre im in Fahrtrichtung 9 gesehen linken Scheinwerfer 11
zusätzlich zur Sensoreinrichtung 30 eine weitere
Sendeeinheit angeordnet, so würden die durch von dieser
ausgesandte Strahlungsbündel bestrahlten Spots in der
Sensoreinrichtung 30 zwar abhängig von deren Entfernung vom
Fahrzeug in Richtung der vertikalen Achse OY der Matrix der
Elemente 32 entsprechend den Bildpunkten 124 und 125
unterschiedliche Lagen einnehmen, würden jedoch in Richtung
der Achse OX betrachtet immer denselben Abstand von der
Achse OY einnehmen. Bei entsprechender Anordnung der
optischen Achse 33 der Sensoreinrichtung 30 in der Ebene, in
der die von der zusätzlichen Sendeeinheit ausgesandten
Strahlungsbündel verlaufen, würden die Spots auf der
vertikalen Achse OY angeordnet sein. Aus diesem Grund kann
eine zusätzliche Sendeeinheit im linken Scheinwerfer 11
entfallen, vielmehr braucht nur gemäß Fig. 5 der jeweilige
Abstand e20 und e10 der die Spots 24 und 25
repräsentierenden Bildpunkte 124 und 125 von der Achse OY in
Richtung der Achse OX ausgewertet zu werden. Die Abstände
e20 und e10 sind dabei Abbildungen der Abstände e2 und e1
der Spots 24 und 25 auf der Fahrbahn 14 von der Schnittlinie
35 der die optische Achse 33 der Sensoreinrichtung 30
enthaltenden Ebene 29 und der Fahrbahn 14. Die vertikale
Achse OY der Sensoreinrichtung 30 bildet somit eine
virtuelle Referenzlage für die Bildpunkte 124 und 125, die
jeweils den Abstand e20 bzw. e10 von dieser Referenzlage
aufweisen. Die Referenzlage in Form der Achse OY für die
Bildpunkte 124 und 126 ist somit fest in der
Sensoreinrichtung 30 vorgegeben. Abhängig von der Entfernung
d1 bzw. d2 vom Fahrzeug werden die Spots 24 und 25 in der
Sensoreinrichtung 30 in unterschiedlicher Weise abgebildet
und diese weisen unterschiedliche Abstände e20 und e10 von
der vertikalen Achse OY in Richtung der Achse OX der Matrix
der Elemente 32 in Richtung der Achse OX betrachtet auf.
Der Einheit 42 der Auswerteeinrichtung 40 gemäß Fig. 5
werden dabei wiederum Signale über die Abstände e10 und e20
zugeführt und in dieser wird eine Signal für das Verhältnis
q(e10/e20) gebildet und dem Komparator 43 zugeführt. Im
Komparator 43 wird die Differenz Δq zwischen dem Soll-Signal
für das vorgegebene Soll-Verhältnis q0 und dem aktuellen
Signal für das Verhältnis g gebildet und ein Signal hierüber
der Steuereinrichtung 44 zugeführt, durch die die
Verstelleinrichtungen 18 in der erforderlichen Weise
angesteuert werden, wenn die Differenz Δq nicht gleich Null
ist. Dabei werden vorzugsweise auch die Sendeinheit 20 und
die Sensoreinrichtung 30 entsprechend mitverstellt.
Bei der Leuchtweiteregelungseinrichtung gemäß dem vorstehend
erläuterten zweiten Ausführungsbeispiel kann zwar das
Verhältnis q(e10/e20) ermittelt werden, das jedoch keine
Information über die Einstellung des Scheinwerfers 11 gibt,
in dem die Sensoreinrichtung 30 angeordnet ist. Es kann
davon ausgegangen werden, daß der die Sendeeinheit 20
enthaltende rechte Scheinwerfer 10 und der die
Sensoreinrichtung 30 enthaltende linke Scheinwerfer 11 im
Ausgangszustand derart eingestellt sind, daß die von den
Scheinwerfern 10, 11 ausgesandten Lichtbündel die korrekte
Leuchtweite aufweisen. Während der Gebrauchsdauer des
Fahrzeugs kann es jedoch vorkommen, daß der linke
Scheinwerfer 11 eine andere Neigung aufweist als der rechte
Scheinwerfer 10. In diesem Fall nehmen die beiden Bildpunkte
124 und 125 in der Sensoreinrichtung 30 in vertikaler
Richtung, das heißt in Richtung der Achse OY betrachtet eine
andere Lage ein. Die Neigungswinkeländerung α des linken
Scheinwerfers 11 relativ zum rechten Scheinwerfer 10 ist
dabei relativ klein und kann durch die Gleichung
α = (Py . DY)/f
angenähert werden, wobei Py die Erstreckung eines Elements
32 der Sensoreinrichtung 30 in Richtung der vertikalen Achse
OY ist, DY die Änderung der Lage der Bildpunkte 124, 125 in
Richtung der vertikalen Achse OY ist und f die Brennweite
der Abbildungsoptik 31 der Sensoreinrichtung 30 ist. Eine
Neigungswinkeländerung α in dem Sinne, daß der linke
Scheinwerfer 11 stärker nach unten geneigt ist, führt dazu,
daß die Bildpunkte 124, 125 in der Sensoreinrichtung 30 in
Richtung der Achse OY höher abgebildet werden, wobei die
Verschiebung DY dabei negatives Vorzeichen aufweist. Eine
Neigungswinkeländerung α in dem Sinne, daß der linke
Scheinwerfer 11 weniger stark nach unten geneigt ist, führt
dazu, daß die Bildpunkte 124, 125 in der Sensoreinrichtung 30
in Richtung der Achse OY tiefer abgebildet werden, wobei die
Verschiebung DY dabei positives Vorzeichen aufweist. Durch
die Auswerteeinrichtung 40 kann die Verschiebung DY
ermittelt werden, wobei kontinuierlich oder in bestimmten
zeitlichen Abständen eine Synchronisierung der Einstellung
der Neigung der beiden Scheinwerfer 10, 11 erfolgen kann,
indem die Verschiebung DY ausgewertet wird und die
Verstelleinrichtung 18 des linken Scheinwerfers 11 in der
Weise angesteuert wird, daß die Verschiebung DY beseitigt
wird.
In Fig. 6 ist die Leuchtweiteregelungseinrichtung gemäß
einem dritten Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei gleiche
oder entsprechende Bauteile mit denselben Bezugszahlen
versehen sind wie bei den ersten beiden
Ausführungsbeispielen. Es sind zwei Sendeeinheiten 20, 22
vorgesehen, die jeweils nahe den Scheinwerfern 10 angeordnet
sind oder in diesen integriert sind. Zwischen den beiden
Sendeeinheiten 20, 22 ist die Sensoreinrichtung 30
angeordnet. Durch die in Fahrtrichtung 9 gesehen rechte
Sendeeinheit 20 wird ein Strahlungsbündel ausgesandt, durch
das der Spot 24 in einer Entfernung d1 vom Fahrzeug
bestrahlt wird. Durch die in Fahrtrichtung 9 gesehen linke
Sendeeinheit 22 wird ein Strahlungsbündel ausgesandt, durch
das der Spot 26 in einer Entfernung d1 vom Fahrzeug
bestrahlt wird. Die beiden Spots 24 und 26 weisen auf der
Fahrbahn 14 einen Abstand e1 auf.
In der Sensoreinrichtung 30 werden die beiden Spots 24 und
26 wie in Fig. 5 und 6 dargestellt durch die
Abbildungsoptik 31 als Bildpunkte 124 und 126 auf die Matrix
der Elemente 32 abgebildet. Zwischen den Bildpunkten 124 und
126 ist der Abstand e10 vorhanden, der die Abbildung des
Abstand e1 der Spots 24 und 26 ist. Es kann dabei definiert
werden, daß der Bildpunkt 124 eine Referenzlage für den
Bildpunkt 126 bildet bzw. umgekehrt der Bildpunkt 126 eine
Referenzlage für den Bildpunkt 124 bildet, wobei jeweils
zwischen dem Bildpunkt 124 bzw. 126 und der Referenzlage der
Abstand e10 vorhanden ist. Bei einer Änderung der Neigung
des Fahrzeugs ändert sich die Entfernung d1 der Spots 24 und
26 vom Fahrzeug und die Lage der Bildpunkte 124 und 126 in
der Sensoreinrichtung 30 ändert sich ebenfalls, wobei dabei
auch der Abstand e10 verändert wird.
Der Auswerteeinrichtung 40 gemäß Fig. 7 wird ein Signal
über den Abstand e10 der beiden Bildpunkte 124 und 126
zugeführt. Im Komparator 43 wird ein Signal für die
Differenz Δe zwischen einem Soll-Signal für einen
vorgegebenen Soll-Abstand e0, das im Komparator 43
gespeichert ist oder diesem zugeführt wird, und dem
aktuellen Signal für den Abstand e10 ermittelt. Ein Signal
für die Differenz Δe wird der Steuereinrichtung 44
zugeführt, durch die die Verstelleinrichtungen 18 in der
erforderlichen Weise angesteuert werden, wenn die Differenz
Δe nicht gleich Null ist.
Das dem Komparator 43 zugeführte bzw. in diesem gespeicherte
Soll-Signal für den Soll-Abstand e0 repräsentiert eine
korrekte Einstellung der Leuchtweite der Scheinwerfer 10. In
diesem Fall wird der Abstand e1 der Spots 24 und 26 auf der
Fahrbahn 14 als Abstand e10=e0 in der Sensoreinrichtung 30
abgebildet, so daß die Differenz Δe gleich Null ist und
keine Ansteuerung der Verstelleinrichtungen 18 der
Scheinwerfer 10 durch die Steuereinrichtung 44 erforderlich
ist. Wenn infolge einer Änderung der Neigung des Fahrzeugs
die tatsächliche Einstellung der Leuchtweite von der
korrekten Einstellung der Leuchtweite abweicht, so befinden
sich die Spots 24 und 26 auf der Fahrbahn 14 in anderen
Entfernungen vom Fahrzeug als die Entfernungen d1 bei
korrekter Einstellung der Leuchtweite. In diesem Fall werden
die Spots 24 und 26 in anderer Weise in der
Sensoreinrichtung 30 abgebildet, als bei korrekter
Einstellung der Leuchtweite, so daß die Bildpunkte 124 und
126 der Spots 24 und 26 in der Sensoreinrichtung 30 eine
andere Lage einnehmen und sich ein anderer Abstand e10
zwischen diesen ergibt. Durch den Komparator 43 wird die
Differenz Δe gebildet, die in diesem Fall nicht gleich Null
ist. Abhängig von dieser Differenz Δe werden durch die
Steuereinrichtung 44 die Verstelleinrichtungen 18 der
Scheinwerfer 10 sowie der Sendeeinheiten 20, 22 sowie der
Sensoreinrichtung 30 derart angesteuert, daß die Differenz
Δe gleich Null wird.
Der anhand der Fig. 3 vorstehend erläuterte Einfluß einer
Änderung Δh der Höhe der Scheinwerfer 10 und der
Sendeeinheiten 20, 22 kann gering gehalten werden, indem die
Entfernung d1 der Spots 24, 26 vom Fahrzeug relativ groß
gewählt wird, beispielsweise größer als etwa 30 m,
insbesondere größer oder gleich 40 m. Außerdem ist ein
möglichst großer Abstand e3 zwischen den Sendeeinheiten
20, 22 am Fahrzeug und eine möglichst große Brennweite der
Abbildungsoptik 31 der Sensoreinrichtung 30 vorteilhaft, um
eine große Genauigkeit der Regelung der Leuchtweite zu
erreichen. Es kann auch eine zusätzlich Sensoreinrichtung
vorgesehen werden, durch die die Änderung Δh der Höhe der
Scheinwerfer 10 und der Sendeeinheiten 20, 22 ermittelt wird
und der Auswerteeinrichtung 40 ein Signal über diese
zugeführt wird, so daß in der Auswerteeinrichtung 40 der
Einfluß der Änderung Δh der Höhe eliminiert werden kann. Die
zusätzliche Sensoreinrichtung kann beispielsweise als
Ultraschallsensor ausgebildet sein. Bei Verwendung einer
zusätzlichen Sensoreinrichtung kann die Entfernung d1 der
Spots 24, 26 vom Fahrzeug geringer als 40 m oder 30 m gewählt
werden.
In Fig. 8 ist die Leuchtweiteregelungseinrichtung gemäß
einem vierten Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei
wiederum gleiche oder entsprechende Bauteile mit denselben
Bezugszahlen versehen sind wie bei den ersten drei
Ausführungsbeispielen. Es ist nur eine Sendeeinheit 20
vorgesehen, die beispielsweise im Bereich des in
Fahrtrichtung 9 gesehen rechten Scheinwerfers 10 angeordnet
ist oder in diesem integriert ist. Die Sensoreinrichtung 30
ist im Bereich des linken Scheinwerfers 10 angeordnet und
kann in diesem integriert sein. Durch die Sendeeinheit 20
wird ein Strahlungsbündel ausgesandt, durch das der Spot 24
in einer Entfernung d1 vom Fahrzeug bestrahlt wird. Der Spot
24 wird in der Sensoreinrichtung 30 durch die
Abbildungsoptik 31 als Bildpunkt 124 auf die Matrix der
Elemente 32 abgebildet.
Wäre im in Fahrtrichtung 9 gesehen linken Scheinwerfer 10
zusätzlich zur Sensoreinrichtung 30 eine weitere
Sendeeinheit angeordnet, so würde der durch das von dieser
ausgesandte Strahlungsbündel bestrahlte Spot in der
Sensoreinrichtung 30 zwar abhängig von dessen Entfernung vom
Fahrzeug in Richtung der vertikalen Achse OY der Matrix der
Elemente 32 unterschiedliche Lagen einnehmen, würde jedoch
in Richtung der Achse OX immer denselben Abstand von der
Achse OY einnehmen. Bei Anordnung der optischen Achse 33 der
Sensoreinrichtung 30 in der Ebene 34, in der das von der
zusätzlichen Sendeeinheit ausgesandte Strahlungsbündel
verläuft, wäre der Spot auf der vertikalen Achse OY
angeordnet. Aus diesem Grund kann eine zusätzliche
Sendeeinheit im linken Scheinwerfer 10 entfallen, vielmehr
braucht nur gemäß Fig. 8 der Abstand e10 des den Spot 24
repräsentierenden Bildpunkts 124 von der Achse OY
ausgewertet zu werden. Die vertikale Achse OY der
Sensoreinrichtung 30 bildet dabei eine Referenzlage für den
Bildpunkt 124, der von dieser den Abstand e10 aufweist. Die
Referenzlage für den Bildpunkt 124 ist somit in der
Sensoreinrichtung 30 mit der vertikalen Achse OY fest
vorgegeben. Der Abstand e10 ist dabei eine Abbildung des
Abstands e1 des Spots 24 auf der Fahrbahn 14 von der
Schnittlinie 35 der die optische Achse 33 der
Sensoreinrichtung 30 enthaltenden Ebene 34 und der Fahrbahn
14. Abhängig von der Entfernung d1 vom Fahrzeug wird der
Spot 24 in der Sensoreinrichtung 30 in unterschiedlicher
Weise als Bildpunkt 124 abgebildet und dieser weist
unterschiedliche Abstände e10 von der vertikalen Achse OY
der Matrix der Elemente 32 auf.
Dem Komparator 43 der Auswerteeinrichtung 40 gemäß Fig. 9
wird dabei wiederum ein Signal über den aktuellen Abstand
e10 zugeführt und in diesem wird die Differenz Δe zwischen
dem Soll-Signal für den vorgegebenen Soll-Abstand e0 und dem
aktuellen Abstand e10 gebildet und ein Signal hierüber der
Steuereinrichtung 44 zugeführt, durch die die
Verstelleinrichtungen 18 der Scheinwerfer 10 in der
erforderlichen Weise angesteuert werden, wenn die Differenz
Δe nicht gleich Null ist, wobei die Sendeeinheit 20 sowie
die Sensoreinrichtung 30 mitverstellt werden. Es kann auch
beim vierten Ausführungsbeispiel eine zusätzliche
Sensoreinrichtung vorgesehen werden, durch die die Änderung
Δh der Höhe der Scheinwerfer 10 und der Sendeeinheiten 20, 22
ermittelt wird und der Auswerteeinrichtung 40 ein Signal
über diese zugeführt wird, so daß in der Auswerteeinrichtung
40 der Einfluß der Änderung Δh der Höhe eliminiert werden
kann. Die zusätzliche Sensoreinrichtung kann beispielsweise
als Ultraschallsensor ausgebildet sein.
Claims (12)
1. Einrichtung zur Regelung der Leuchtweite von
Scheinwerfern von Fahrzeugen mit den Scheinwerfern (10)
zugeordneten Verstelleinrichtungen (18) zur Verstellung der
Leuchtweite, mit einer Sendeeinrichtung (20; 20, 22), durch
die wenigstens ein elektromagnetisches Strahlungsbündel
ausgesandt wird, das einen Bereich (24, 25, 26, 27) vor dem
Fahrzeug bestrahlt, mit einer optoelektronischen
Sensoreinrichtung (30), in der der wenigstens eine
bestrahlte Bereich (24, 25, 26, 27) als Bildpunkt
(124, 125, 126, 127) abgebildet wird, und mit einer
Auswerteeinrichtung (40), durch die die Lage des wenigstens
einen bestrahlten Bereichs (24, 25, 26, 27) ausgewertet und
hieraus ein Signal gebildet wird, das mit einem eine
korrekte Einstellung der Leuchtweite repräsentierenden Soll-Signal
verglichen wird und daß bei bestehender, Abweichung
zwischen dem aktuellen Signal und dem Soll-Signal die
Verstelleinrichtungen (18) zur Beseitigung der Abweichung
angesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß durch die
Auswerteeinrichtung (40) die Lage des wenigstens einen
Bildpunkts (124, 125, 126, 127) in Bezug zu wenigstens einer
Referenzlage in der Sensoreinrichtung (30) ausgewertet und
ein Signal hierfür gebildet wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
durch die Auswerteeinrichtung (40) der Abstand (e10, e20) des
wenigstens einen Bildpunkts (124, 125, 126, 127) von einer
diesem zugeordneten Referenzlage ausgewertet wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
durch die Auswerteeinrichtung (40) der Abstand (e10) des
wenigstens einen Bildpunkts (124) von der Referenzlage (126)
ausgewertet wird und hieraus ein Signal (e10) gebildet wird,
das mit einem einen Soll-Abstand (e0) repräsentierenden
Soll-Signal verglichen wird.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Referenzlage fest in der Sensoreinrichtung (30)
vorgegeben ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
durch die Sendeeinrichtung (20, 22) wenigstens ein weiteres
Strahlungsbündel ausgesandt wird, das einen weiteren, vom
wenigstens einen Bereich (26) vor dem Fahrzeug beabstandeten
Bereich (26) bestrahlt und daß der weitere Bereich (26) als
weiterer Bildpunkt (126) in der Sensoreinrichtung (30)
abgebildet wird und als Referenzlage für den Bildpunkt (124)
dient, und daß der Abstand (e10) zwischen dem Bildpunkt
(124) und dem weiteren Bildpunkt (126) in der
Auswerteeinrichtung (40) ausgewertet wird.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
der durch das weitere Strahlungsbündel bestrahlte weitere
Bereich (26) zumindest annähernd in derselben Entfernung
(d1) vom Fahrzeug angeordnet ist wie der wenigstens eine
Bereich (26).
7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die beiden Strahlungsbündel von
getrennten Sendeeinheiten (20, 22) der Sendeeinrichtung
ausgesandt werden, die am Fahrzeug zueinander beabstandet
angeordnet sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
durch die Sendeeinrichtung (20, 22) wenigstens zwei
Strahlungsbündel ausgesandt werden, die in unterschiedlichen
Entfernungen (d1, d2) vom Fahrzeug angeordnete Bereiche
(24, 25) bestrahlen, die als Bildpunkte (124, 125) in der
Sensoreinrichtung (30) abgebildet werden, daß in der
Auswerteeinrichtung (40) der jeweilige Abstand (e10, e20) der
beiden Bildpunkte (124, 125) von der Referenzlage ausgewertet
wird und das Verhältnis (q) der beiden Abstände (e10, e20)
ermittelt wird und hieraus ein Signal gebildet wird, das mit
einem ein Soll-Verhältnis (q0) repräsentierenden Soll-Signal
verglichen wird.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Referenzlage fest in der Sensoreinrichtung (30)
vorgegeben ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnete daß
durch die Sendeeinrichtung (20, 22) wenigstens zwei weitere
Strahlungsbündel ausgesandt werden, die zwei weitere, von
den wenigstens zwei Bereichen (24, 25) vor dem Fahrzeug
beabstandete Bereiche (26, 27) bestrahlen, die, in der
Sensoreinrichtung (30) als weitere Bildpunkte (125, 126)
abgebildet werden, daß jeweils einer der heiteren Bildpunkte
(126, 127) als Referenzlage für jeweils einen der Bildpunkte
(124, 125) dient, und daß in der Auswerteeinrichtung (40) der
jeweilige Abstand (e10, e20) der beiden Bildpunkte (124, 125)
von den beiden weiteren Bildpunkten (126, 127) ausgewertet
wird.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils einer der Bereiche (24, 25) und einer der
weiteren Bereiche (26, 27) zumindest annähernd in derselben
Entfernung (d1, d2) vom Fahrzeug angeordnet sind.
12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sendeeinrichtung zwei getrennte
Sendeeinheiten (20, 22) aufweist, durch die jeweils zwei
Strahlungsbündel ausgesandt werden.
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