DE19723045A1 - Scheinwerferanordnung für ein Fahrzeug - Google Patents

Scheinwerferanordnung für ein Fahrzeug

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Description

Die Erfindung befaßt sich mit der Steuerung der Lichtverteilung einer Scheinwerferanordnung, um einen Leuchtbereich in Richtungen nach rechts und links zu ändern.
Es wurden bis heute verschiedene Scheinwerferanordnungen vorgeschla­ gen, die in der Lage sind, einen Leuchtbereich in Richtungen nach rechts und links zu ändern. Bei fast allen dieser Scheinwerferanordnungen wird der Leuchtbereich grundsätzlich so gesteuert, daß er sich in Antwort auf den Lenkwinkel eines Lenkrads ändert (japanische offengelegte Patentschriften Nr. Sho 62-77249, Hei 3-14742). Der Leuchtbereich eines Scheinwerfers wird dabei in Lenkrichtung geändert, um die Lichtausbeute in derjenigen Richtung zu erhöhen, in die sich das Fahrzeug gerade fortbewegt.
Wenn der Leuchtwinkel lediglich nach Maßgabe des Lenkwinkels gesteuert wird, ändert sich bei einem schnellen Lenkvorgang auch der Leuchtwinkel nach Maßgabe der schnellen Änderung des Lenkwinkels schnell, so daß der Leuchtbereich in einem Moment schnell nach rechts oder links schwenkt, was dem Fahrer das Gefühl einer Unstimmigkeit verleiht. Beim Befahren einer Kurve bricht der hintere Teil des Fahrzeugs manchmal nach außen aus, wenn beispielsweise das Lenkrad verglichen mit der Fahrzeuggeschwindig­ keit zu schnell gedreht wird oder sich die Straßenoberfläche in einem glatten Zu stand befindet, beispielsweise bei einer verschneiten Straße, so daß dann das Fahrzeug zu stark nach innen gerichtet ist. Fig. 8 zeigt einen solchen Zustand, in dem ein mit durchgezogenen Linien gezeigtes Fahrzeug 02 in der Mitte einer in einer Rechtskurze verlaufenden Straße zu stark nach innen gerichtet ist. Wenn in einem solchen Fall das Lenkrad in dem nach rechts gedrehten Zustand belassen wird, dreht sich das Fahrzeug im Kreis. Durch Zurückdrehen des Lenkrads (Gegenlenken) kann jedoch die Richtung der Fahrzeugkarosserie oder des Fahrzeugrahmens wiederhergestellt werden. In Fig. 8 ist daher das Lenkrad durch Gegenlenken nach links verdreht, so daß die Vorderräder 03 bezüglich der Fahrzeugkarosserie nach links gerichtet sind.
Wenn der Leuchtbereich des Fahrzeugs 02 nach Maßgabe des Lenkwinkels geändert wird, wird vor dem Zurückdrehen des Lenkrads nach links der in bezug auf die Front der Fahrzeugkarosserie auf der rechten Seite liegende Bereich ausgeleuchtet, wie es in Fig. 8 durch gestrichelte Linien 04 angedeutet ist. Nach dem Gegenlenken wird der Leuchtbereich zur linken Seite bezüglich der Front der Fahrzeugkarosserie gerichtet, wie durch durchgezogene Linien 05 gezeigt.
Da das Gegenlenken plötzlich durchgeführt wird, ändert sich auch der Leuchtbereich augenblicklich von dem Bereich 04 in den Bereich 05. Die schnelle und starke Änderung des Leuchtbereichs gibt dem Fahrer dabei das Gefühl einer Mißstimmigkeit.
Angesichts dessen liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, eine Scheinwerferanordnung für ein Fahrzeug bereitzustellen, bei der eine Änderung des Leuchtbereichs so weit unterdrückt wird, daß sich beim Fahrer nicht das Gefühl einer Mißstimmigkeit einstellt, wenn das Lenkrad wie im Fall des Gegenlenkens schnell zurückgedreht wird.
Zur Lösung dieser Problemstellung sieht die Erfindung eine Scheinwerfer­ anordnung für ein Fahrzeug vor, die in der Lage ist, einen Leuchtbereich vor dem Fahrzeug in Richtungen nach rechts und links zu ändern, umfassend Leuchtbereichsänderungsmittel zum Ändern des Leuchtbereichs eines Scheinwerfers, Lenkwinkelerfassungsmittel zum Erfassen eines Lenkwin­ kels, Drehbewegungserfassungsmittel zum Erfassen einer Drehbewegung eines Fahrzeuggrundkörpers in Richtungen nach rechts und links, Erstleucht­ winkelberechnungsmittel zum Berechnen eines ersten Leuchtwinkels auf Grundlage des durch die Lenkwinkelerfassungsmittel erfaßten Lenkwinkels, Zweitleuchtwinkelberechnungsmittel zum Berechnen eines zweiten Leuchtwinkels auf Grundlage einer durch die Drehbewegungserfassungs­ mittel erfaßten Drehbewegung, Leuchtbereichsbestimmungsmittel zum Bestimmen eines Endleuchtwinkels anhand des ersten Leuchtwinkels und des zweiten Leuchtwinkels und Steuermittel zum Steuern der Leucht­ bereichsänderungsmittel, um den Leuchtbereich auf Grundlage des Endleuchtwinkels zu ändern.
Da der Endleuchtwinkel nicht nur anhand des ersten Leuchtwinkels auf Basis des Lenkwinkels bestimmt wird, sondern anhand des ersten Leucht­ winkels und des auf der Drehbewegung basierenden zweiten Leuchtwinkels bestimmt wird, kann eine Änderung des Leuchtbereichs geeignet abge­ schwächt oder unterdrückt werden, so daß der Fahrer nicht das Gefühl eines Mißverhältnisses hat, auch wenn das Lenkrad schnell zurückgedreht wird.
Die Leuchtwinkelbestimmungsmittel können den auf der Drehbewegung basierenden zweiten Leuchtwinkel als Endleuchtwinkel bestimmen, wenn der erste und der zweite Leuchtwinkel aufeinander entgegengesetzten Seiten bezüglich der unmittelbaren Front des Fahrzeuggrundkörpers liegen, und den größeren des ersten und des zweiten Leuchtwinkels als Endleucht­ winkel bestimmen, wenn der erste und der zweite Leuchtwinkel auf derselben Seite bezüglich der unmittelbaren Front des Fahrzeuggrundkörpers liegen.
Wenn das Fahrzeug um eine Kurve fährt, läuft der Lenkwinkel anfangs beim Einfahren in die Kurve der Drehbewegung voraus, wobei der auf dem Lenkwinkel basierende erste Leuchtwinkel größer als der auf der Drehbewe­ gung basierende zweite Leuchtwinkel ist, der auf der gleichen Seite liegt. Wenn zu diesem Zeitpunkt das Lenkrad in umgekehrter Richtung gedreht wird, wird der auf dem Lenkwinkel basierende erste Leuchtwinkel kleiner als der auf der Drehbewegung basierende zweite Leuchtwinkel, weil der Lenkwinkel rasch klein wird, während die Änderung der Drehbewegung trägheitsbedingt langsam erfolgt.
Demgemäß wird, solange der erste und der zweite Leuchtwinkel auf der gleichen Seite liegen und der auf dem Lenkwinkel basierende erste Leuchtwinkel größer als der auf der Drehbewegung basierende zweite Leuchtwinkel ist, der Leuchtbereich unter Verwendung des ersten Leucht­ winkels als Endleuchtwinkel geändert. Nachdem der auf dem Leuchtwinkel basierende erste Leuchtwinkel kleiner als der auf der Drehbewegung basierende zweite Leuchtwinkel geworden ist, wird der Leuchtbereich unter Verwendung des zweiten Leuchtwinkels, der sich langsam ändert und groß ist, als Endleuchtwinkel geändert. Selbst wenn sich dabei der erste Leuchtwinkel auf die entgegengesetzte Seite des Leuchtwinkels bewegt, wird der auf der Drehbewegung basierende zweite Leuchtwinkel als End­ leuchtwinkel verwendet. Auf diese Weise kann die Änderung des Leucht­ bereichs auch dann, wenn das Lenkrad schnell in umgekehrter Richtung gedreht wird, ausreichend abgeschwächt werden, um den Fahrer vor einem Gefühl des Mißverhältnisses zu schützen.
Die Leuchtwinkelbestimmungsmittel können eine direkt geradeaus vor dem Fahrzeuggrundkörper liegende Richtung als Endleuchtrichtung bestimmen, wenn der erste und der zweite Leuchtwinkel aufeinander entgegen­ gesetzten Seiten bezüglich dieser Geradeausrichtung vor dem Fahrzeug­ grundkörper liegen, einen auf dem Lenkwinkel basierenden Leuchtwinkel als Endleuchtwinkel bestimmen, wenn der erste und der zweite Leuchtwinkel auf der gleichen Seite bezüglich dieser Geradeausrichtung vor dem Fahrzeuggrundkörper liegen und der erste Leuchtwinkel größer als der zweite Leuchtwinkel ist, und die Geradeausrichtung vor dem Fahrzeug­ grundkörper als Endleuchtrichtung bestimmen, wenn der erste und der zweite Leuchtwinkel auf der gleichen Seite bezüglich dieser Geradeaus­ richtung vor dem Fahrzeuggrundkörper liegen und der erste Leuchtwinkel kleiner als der zweite Leuchtwinkel ist.
Solange der auf dem Lenkwinkel basierende erste Leuchtwinkel größer als der auf der Drehbewegung basierende zweite Leuchtwinkel ist, wird die Änderung des Leuchtbereichs unter Verwendung des auf dem Lenkwinkel basierenden ersten Leuchtwinkel als Endleuchtwinkel gesteuert. Wenn der auf dem Lenkwinkel basierende erste Leuchtwinkel kleiner als der auf der Drehbewegung basierende zweite Leuchtwinkel wird, wird die Richtung unmittelbar geradeaus vor dem Fahrzeuggrundkörper als Endleuchtrichtung festgelegt. Selbst wenn dann der erste und der zweite Leuchtwinkel auf einander entgegengesetzten Seiten liegen, wird diese Richtung unmittelbar geradeaus vor dem Fahrzeuggrundkörper als Endleuchtrichtung festgelegt und der Leuchtbereich auf den unmittelbaren Vorderbereich des Fahrzeug­ grundkörpers gesteuert. Wenn also das Lenkrad schnell in umgekehrter Richtung bewegt wird, wird der Leuchtbereich auf den unmittelbaren Vorderbereich des Fahrzeuggrundkörpers eingestellt, so daß eine Änderung des Leuchtbereichs ausreichend unterdrückt werden kann, um dem Fahrer nicht das Gefühl einer Unstimmigkeit zu verleihen.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung wird, wenn der erste und der zweite Leuchtwinkel auf der gleichen Seite bezüglich des unmittelbaren Vorder­ bereichs des Fahrzeuggrundkörpers liegen, ein auf dem Lenkwinkel basierender Leuchtwinkel als Endleuchtwinkel bestimmt, falls der erste Leuchtwinkel größer als der zweite Leuchtwinkel ist. Falls sich dann der erste Leuchtwinkel dahingehend ändert, daß er kleiner als der zweite Leuchtwinkel wird, wird ein Leuchtwinkel im Moment der Änderung als Endleuchtwinkel bestimmt und fest eingestellt. Falls sich danach der erste und der zweite Leuchtwinkel derart ändern, daß sie aufeinander entgegen­ gesetzten Seiten bezüglich des unmittelbaren Vorderbereichs des Fahrzeug­ grundkörpers liegen, wird ein Leuchtwinkel im Moment der Änderung als Endleuchtwinkel bestimmt und fest eingestellt.
Solange der auf dem Lenkwinkel basierende erste Leuchtwinkel größer als der auf der Drehbewegung basierende zweite Leuchtwinkel ist, wird der auf dem Lenkwinkel basierende erste Leuchtwinkel als Endleuchtwinkel bestimmt und dieser Leuchtwinkel fest eingestellt. Wenn der auf dem Lenkwinkel basierende erste Leuchtwinkel kleiner als der auf der Drehbewe­ gung basierende zweite Leuchtwinkel wird, wird der Leuchtwinkel zu diesem Zeitpunkt als Endleuchtwinkel festgelegt. Auch wenn der erste und der zweite Leuchtwinkel dann aufeinander gegenüberliegenden Seiten zu liegen kommen, bleibt der Leuchtwinkel fest. Wenn also das Lenkrad schnell betätigt wird, wird der Leuchtbereich fixiert, um so dem Fahrer nicht das Gefühl einer Unstimmigkeit zu verleihen.
Falls Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungsmittel zum Erfassen der Fahrzeug­ geschwindigkeit vorgesehen sind und die Drehbewegungserfassungsmittel eine Gierwinkelgeschwindigkeit der Gierbewegung des Fahrzeuggrundkör­ pers erfassen und die Zweitleuchtwinkelberechnungsmittel ferner den zweiten Leuchtwinkel auf Basis der Gierwinkelgeschwindigkeit und der durch die Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungsmittel erfaßten Fahrzeug­ geschwindigkeit berechnen, kann auf Basis der Gierbewegung des Fahrzeuggrundkörpers ein exakter zweiter Leuchtwinkel berechnet werden.
Die Zweitleuchtwinkelberechnungsmittel können einen Drehradius des Fahrzeugs aus der Gierwinkelgeschwindigkeit und der Fahrzeuggeschwindig­ keit berechnen, um den zweiten Leuchtwinkel in Abhängigkeit von dem Drehradius zu erhalten. Ein an eine Kurve einer Straße angepaßter zweiter Leuchtwinkel kann so berechnet werden.
Falls Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungsmittel zum Erfassen der Fahrzeug­ geschwindigkeit vorgesehen sind und die Erstleuchtwinkelberechnungsmittel den durch die Lenkwinkelerfassungsmittel erfaßten Lenkwinkel in Ab­ hängigkeit von der durch die Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungsmittel erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit korrigieren, um den ersten Leuchtwinkel zu erhalten, ist es möglich, für den auf dem Lenkwinkel basierenden ersten Leuchtwinkel einen exakten, von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängigen Winkel zu erhalten.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es stellen dar:
Fig. 1 Leuchtbereiche eines Fahrzeugs bei Betrachtung von oben,
Fig. 2 in schematischer Perspektive einen Schwenkmechanismus für einen Scheinwerfer,
Fig. 3 ein grobes Blockdiagramm eines Steuersystems zum Ändern des Leuchtbereichs,
Fig. 4 eine Skizze zur Herleitung einer Formel für die Berechnung eines Drehradius R,
Fig. 5 eine Skizze zur Herleitung einer Formel für die Berechnung eines zweiten Leuchtwinkels Θ₂,
Fig. 6 ein Flußdiagramm einer Prozedur zur Steuerung der Änderung des Leuchtbereichs,
Fig. 7A-7D in grafischer Form zeitliche Verläufe eines Lenkwinkels Φ, einer Gierwinkelgeschwindigkeit ω, eines ersten und des zweiten Leuchtwinkels Θ₁, Θ₂ bzw. eines Endleuchtwinkels Θ und
Fig. 8 skizzenhaft die Änderung des Leuchtbereichs beim Gegenlenken im Stand der Technik.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel besitzt ein Fahrzeug 1 Scheinwer­ fer 2 zur Ausleuchtung des Raums vor dem Fahrzeug. Die Scheinwerfer 2 sind derart eingebaut, daß sie in horizontaler Richtung nach rechts und nach links verschwenkbar sind. Fig. 1 zeigt das Fahrzeug 1 von oben. In dieser Figur sind der rechte und der linke Scheinwerfer 2, 2 nach rechts ver­ schwenkt, so daß die rechten vorderen Bereiche zu Leuchtbereichen 3, 3 geworden sind.
Der rechte und der linke Scheinwerfer 2, 2 werden zusammen in der gleichen Richtung um den gleichen Winkel verschwenkt. Aus Fig. 1 erkennt man, daß die Winkel ihrer optischen Achsen L, L bezüglich einer Fort­ bewegungsrichtung des Fahrzeugs, d. h. die Leuchtwinkel, beide auf Θ eingestellt sind. Was den Winkel Θ anbelangt, so besitzt er auf der rechten Seite bezüglich der Fortbewegungsrichtung ein positives Vorzeichen und auf der linken Seite ein negatives Vorzeichen.
Alternativ kann auch nur der Scheinwerfer auf der Kurvenseite verschwenkt werden, oder es können der rechte und der linke Scheinwerfer um ver­ schiedene Winkel verschwenkt werden.
Ein Schwenkmechanismus zum Verschwenken des Scheinwerfers 2 bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist schematisch in Fig. 2 gezeigt. Eine Lampeneinheit 4 des Scheinwerfers 2 ist an einer Drehwelle 5 befestigt. Eine an einer Antriebswelle eines Motors 8 ausgebildete Schnecke 7 steht mit einem Schneckenrad 6 in Eingriff, das an der Drehwelle 5 angebracht ist. Demnach wird die Lampeneinheit 4 zusammen mit der Drehwelle 5 infolge des Eingriffs zwischen der Schnecke 7 und dem Schneckenrad 6 bei Antrieb durch den Motor 8 verschwenkt. Der Motor 8 wird hinsichtlich seiner Antriebstätigkeit durch eine elektronische Lichtverteilungssteuer­ einheit ECU 10 gesteuert.
Fig. 3 ist ein grobes Blockdiagramm eines Steuersystems zum Ändern des Leuchtbereichs. Das Fahrzeug besitzt einen Lenkwinkelsensor 21 zum Erfassen der Richtung eines Vorderrads bezüglich der Fahrzeugkarosserie oder des Fahrzeugrahmens, allgemein eines Fahrzeuggrundkörpers, d. h. zum Erfassen eines Lenkwinkels Φ, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 22 zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit v sowie einen Gierratensensor 23 zum Erfassen einer Gierwinkelgeschwindigkeit (Gierrate) ω.
Der durch den Lenkwinkelsensor 21 erfaßte Lenkwinkel Φ und die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 22 erfaßte Fahrzeuggeschwindigkeit v werden in eine Erstleuchtwinkelberechnungseinrichtung 11 in der Lichtverteilungssteuereinheit ECU 10 eingegeben, wobei ein erster Leuchtwinkel Θ₁ anhand der folgenden Formel (1) berechnet wird:
Θ₁ = K(v) x Φ (1)
wobei K(v) ein anhand der Fahrzeuggeschwindigkeit v bestimmter Korrektur­ koeffizient ist, der etwa proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit v ist. Der Maximalwert von K(v) ist 1.
Die Erstleuchtwinkelberechnungseinrichtung 11 berechnet so einen ersten Leuchtwinkel Θ₁, der auf dem Lenkwinkel Φ basiert und nach Maßgabe der Fahrzeuggeschwindigkeit v korrigiert ist, so daß ein der Fahrzeuggeschwin­ digkeit v entsprechender, geeigneter erster Leuchtwinkel Θ₁ erhalten werden kann.
Die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 22 erfaßte Fahrzeug­ geschwindigkeit v und die durch den Gierratensensor 23 erfaßte Gierwinkel­ geschwindigkeit werden in eine Zweitleuchtwinkelberechnungseinrichtung 12 in der Lichtverteilungssteuereinheit ECU 10 eingegeben, um einen zweiten Leuchtwinkel Θ₂ zu berechnen. In der Zweitleuchtwinkelberech­ nungseinrichtung 12 wird zunächst ein Dreh- oder Kurvenradius des Fahrzeugs aus der Fahrzeuggeschwindigkeit v und der Gierwinkelge­ schwindigkeit w ermittelt.
In Fig. 4 erkennt man, daß die Gierwinkelgeschwindigkeit ω des Fahrzeug­ grundkörpers der Winkelgeschwindigkeit der Drehbewegung oder Richtungs­ änderung des Fahrzeugs 1 entspricht, wenn das Fahrzeug 1 mit der Fahrzeuggeschwindigkeit v eine Rechtskurve entlang fährt. Der Drehradius R kann daher mittels der folgenden Gleichung (2) berechnet werden:
R = v/ω (2).
In Fig. 5 sei ein gekrümmter Bordstein 30 an der rechten Seite einer in einer rechten Kurve verlaufenden Straße als idealer Kreisbogen angenommen, wobei der Abstand zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Bordstein 30 als x angenommen wird. Der zweite Leuchtwinkel Θ₂ wird unter der Annahme berechnet, daß die von dem Fahrzeug 1 zu dem kreisbogenförmigen Bord­ stein 30 gezogene Tangente die Grundleuchtrichtung des Scheinwerfers ist. Wenn man den Drehmittelpunkt mit C bezeichnet, die Position des Fahrzeugs 1 mit M bezeichnet und den Berührpunkt zwischen der Tangente und dem Bordstein 30 mit N bezeichnet, ist der zweite Leuchtwinkel Θ₂ gleich dem Winkel des rechtwinkligen Dreiecks MNC im Scheitelpunkt C. Daher läßt sich die folgende Formel aufstellen:
cos Θ₂ = NC/MC = (R-x)/R.
Dies bedeutet:
Θ₂ = cos-1 {(R-x)/R} (3)
Die Zweitleuchtwinkelberechnungseinrichtung 12 berechnet den zweiten Leuchtwinkel Θ₂ anhand dieser Gleichung (3).
Aus dem auf dem Lenkwinkel Φ basierenden ersten Leuchtwinkel Θ₁ und dem auf der Gierwinkelgeschwindigkeit ω basierenden zweiten Leuchtwinkel Θ₂ wird von einer Leuchtwinkelbestimmungseinrichtung 13 ein Endleucht­ winkel Θ bestimmt.
Der Endleuchtwinkel e wird abhängig davon bestimmt, ob der erste Leuchtwinkel Θ₁ und der zweite Leuchtwinkel Θ₂ auf der gleichen Seite bezüglich der Fortbewegungsrichtung des Fahrzeugs liegen oder nicht, d. h. ob Θ₁, Θ₂ das gleiche Vorzeichen haben oder nicht, und anhand eines Vergleichs der Absolutwerte |Θ₁| und |Θ₂| der Leuchtwinkel Θ₁, Θ₂.
Nach Maßgabe des auf diese Weise erhaltenen Endleuchtwinkels Θ wird ein Steuersignal an einen Motortreiber 24 ausgegeben, welcher den rechten und den linken Motor 8 ansteuert, um den Scheinwerfer 2 in eine dem Leuchtwinkel Θ entsprechende Richtung zu verschwenken.
Die vorstehend beschriebenen Abläufe sind in dem Flußdiagramm der Fig. 6 gezeigt. Zunächst werden die Fahrzeuggeschwindigkeit v, der Lenkwinkel Φ und die Gierwinkelgeschwindigkeit w, die von den jeweiligen Sensoren erfaßt werden, gelesen (Schritt 1). Sodann wird der erste Leuchtwinkel Θ₁ anhand der Gleichung (1) aus dem Lenkwinkel Φ und der Fahrzeug­ geschwindigkeit v berechnet (Schritt 2), der Dreh- oder Kurvenradius R anhand der Gleichung (2) aus der Gierwinkelgeschwindigkeit ω und der Fahrzeuggeschwindigkeit v berechnet (Schritt 3) und der zweite Leucht­ winkel Θ₂ anhand der Gleichung (3) aus dem Drehradius R berechnet (Schritt 4).
Als nächstes wird geprüft, ob das Vorzeichen des Produkts Θ₁xΘ₂ des ersten Leuchtwinkels Θ₁ und des zweiten Leuchtwinkels Θ₂ positiv ist oder nicht (Schritt 5). Wenn das Vorzeichen positiv ist, wird festgestellt, daß beide Leuchtwinkel Θ₁ und Θ₂ das gleiche Vorzeichen besitzen und auf der gleichen rechten oder linken Seite bezüglich der Fortbewegungsrichtung des Fahrzeugs liegen. Der Ablauf rückt vor zu Schritt 6. Wenn das Vorzeichen negativ ist, wird festgestellt, daß der erste und der zweite Leuchtwinkel Θ₁, Θ₂ aufeinander gegenüberliegenden Seiten bezüglich der Fortbewegungs­ richtung des Fahrzeugs liegen. Der Ablauf rückt vor zu Schritt 8.
In Schritt 8 wird stets der auf der Gierwinkelgeschwindigkeit basierende zweite Leuchtwinkel Θ₂ als Endleuchtwinkel Θ bestimmt.
In Schritt 6, bei dem Θ₁ und Θ₂ das gleiche Vorzeichen besitzen und auf der gleichen Seite liegen, wird |Θ₁| mit |Θ₂| verglichen. Falls |Θ₁| < |Θ₂|, rückt der Ablauf vor zu Schritt 7, wo der erste Leuchtwinkel Θ₁ als Endleuchtwinkel Θ bestimmt wird. Falls in Schritt 6 |Θ₁| |Θ₂|, rückt der Ablauf vor zu Schritt 8, wo der zweite Leuchtwinkel Θ₂ als Endleuchtwinkel Θ bestimmt wird.
In Schritt 9 wird die Lichtverteilungssteuerung auf Basis des in Schritt 7 oder 8 bestimmten Endleuchtwinkels Θ durchgeführt.
Anhand eines in den Fig. 7A bis 7D gezeigten Beispiels wird eine der zuvor beschriebenen Lichtverteilungssteuerung gemäße Änderung des Leucht­ winkels Θ erläutert.
Die Fig. 7A und 7B zeigen zeitliche Verläufe des Lenkwinkels Φ bzw. der Gierwinkelgeschwindigkeit w, wobei die Zeitachsen (horizontalen Achsen) in diesen Figuren miteinander überstimmen. Bei Betrachtung der Fig. 8 wird unter den zeitlichen Verläufen des Lenkwinkels Φ und der Gierwinkelge­ schwindigkeit ω der Fig. 7A und 7B folgendes verstanden. Wenn das Fahrzeug entlang einer Rechtskurve fährt, wird das Lenkrad zunächst nach rechts gedreht, so daß es einen positiven Lenkwinkel Φ besitzt. Nach der Änderung des Lenkwinkels Φ giert der Fahrzeuggrundkörper etwas, so daß die Gierwinkelgeschwindigkeit ω auf die Zunahme des Lenkwinkels Φ hin größer wird.
In der Zwischenzeit schwenkt der hintere Teil des Fahrzeugs stark nach außen, weswegen der Fahrer gegenlenkt und das Lenkrad in umgekehrter Richtung nach links dreht, um das Fahrzeug wieder in seine Richtung zurückzubringen. Dabei ändert sich der Lenkwinkel Φ in Fig. 7A von einem Anstieg in einen Abfall. Die Gierwinkelgeschwindigkeit ω bleibt aber trägheitsbedingt erhalten.
Wenn sich die Richtung des Fahrzeugs wieder etwas stabilisiert, dreht der Fahrer das Lenkrad erneut nach rechts, um die Rechtskurve entlangzufah­ ren, wobei er jedoch bald danach erneut eine Gegenlenkung durchführt. Der Lenkwinkel Φ schwingt daher stark nach rechts und nach links. Während jedoch der Lenkwinkel in solcher Weise nach rechts und nach links schwingt, bleibt die Gierwinkelgeschwindigkeit ω im allgemeinen stabil bei einer bestimmten Winkelgeschwindigkeit, wobei die Gierwinkelgeschwindig­ keit ω in Übereinstimmung mit dem Lenkwinkel Φ kommt, kurz bevor das Fahrzeug die Kurve vollständig durchfahren hat.
Wenn sich das Fahrzeug in der zuvor beschriebenen Weise bewegt, ändern sich der erste Leuchtwinkel Θ₁ und der zweite Leuchtwinkel Φ₂ wie in Fig. 7C. Der auf dem Lenkwinkel Φ basierende erste Leuchtwinkel Θ₁ wird anhand der Fahrzeuggeschwindigkeit v korrigiert. Wenn man jedoch davon ausgeht, daß sich die Fahrzeuggeschwindigkeit v nicht sehr stark ändert, ändert sich der erste Leuchtwinkel Θ₁ in der gleichen Weise wie der Lenkwinkel Φ, wie dies in Fig. 7C gestrichelt angedeutet ist. Auch der auf der Gierwinkelgeschwindigkeit ω basierende zweite Leuchtwinkel Θ₂ wird durch die Fahrzeuggeschwindigkeit v beeinflußt. Unter der Annahme, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit v annähernd konstant ist, ändert sich jedoch der zweite Leuchtwinkel Θ₂ in der gleichen Weise wie die Gierwinkelge­ schwindigkeit w (Fig. 7B), wie man anhand der Gleichungen (2) und (3) erkennen kann. In Fig. 7C ist dieser zweite Leuchtwinkel Θ₂ strichpunktiert angedeutet.
In Fig. 7D ist mit durchgezogener Linie der Endleuchtwinkel e gezeigt, der dadurch bestimmt wird, daß der erste Leuchtwinkel Θ₁ oder der zweite Leuchtwinkel Θ₂ im Rahmen der Prüfschritte 5 und 6 in dem Flußdiagramm der Fig. 6 ausgewählt wird.
In einem Abschnitt, wo das Fahrzeug beginnt, um die Rechtskurve zu fahren, existiert die Bedingung (Θ₁ < Θ₂ < 0), so daß der Ablauf den Weg über die Schritte 5, 6 und 7 nimmt und der erste Leuchtwinkel Θ₁ als Endleuchtwinkel e ausgewählt wird. Wenn gegengelenkt wird und sich die Beziehung zwischen dem ersten Leuchtwinkel Θ₁ und dem zweiten Leuchtwinkel Θ₂ nach 0 < Θ₁ < Θ₂ umkehrt, nimmt der Ablauf den Weg über die Schritte 5, 6 und 8, wobei der zweite Leuchtwinkel Θ₂ als Endleuchtwinkel Θ ausgewählt wird.
Auch wenn danach Θ₁ negativ wird, während Θ₂ positiv bleibt, durchläuft der Ablauf die Schritte 5 und 8, so daß der zweite Leuchtwinkel Θ₂ als Endleuchtwinkel Θ ausgewählt wird.
Da die eigentliche Lichtverteilungssteuerung auf Grundlage des Endleucht­ winkels Θ durchgeführt wird, wird selbst bei einer raschen Gegenlenkbewe­ gung oder ähnlichem des Lenkrads die Änderung des Leuchtbereichs hinreichend unterdrückt, so daß der Fahrer nicht das Gefühl eines Miß­ verhältnisses bekommt.
Anzumerken ist, daß dann, wenn die Lichtverteilungssteuerung lediglich in Abhängigkeit von dem auf dem Lenkwinkel Φ basierenden ersten Leucht­ winkel Θ₁ erfolgen würde, die Lichtverteilung in kurzer Zeit stark nach rechts und nach links schwingen würde, wie dies in Fig. 7C gestrichelt gezeigt ist. Dies würde nicht nur dem Fahrer das Gefühl eines Mißverhält­ nisses geben, sondern auch Fahrzeuge in der Umgebung stören.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der zweite Leuchtwinkel Θ₂ als Endleuchtwinkel Θ ausgewählt, wenn Θ₁ × Θ₂ < 0 oder wenn Θ₁ × Θ₂ < 0 und |Θ₁| <| Θ₂|. Der Endleuchtwinkel Θ kann in diesem Fall aber auch auf 0 (rad) fixiert werden, d. h. es kann die Leuchtrichtung auf den unmittelbaren Vorderbereich des Fahrzeuggrundkörpers fixiert werden.
Da der Leuchtbereich bei einer schnellen Betätigung des Lenkrads dann in den Bereich unmittelbar vor dem Fahrzeuggrundkörper zurückgebracht und fixiert wird, um ein Schwingen der Lichtverteilung nach rechts und nach links zu vermeiden, bekommt der Fahrer nicht das Gefühl eines Mißverhält­ nisses. Die Richtung des Fahrzeuggrundkörpers kann leicht erkannt werden.
Des weiteren kann der Endleuchtwinkel Θ auf den Leuchtwinkel zu dem Zeitpunkt, wenn |Θ₁| und |Θ₂| umgekehrte Größe besitzen, fest eingestellt werden. Selbst bei einer schnellen Betätigung des Lenkrads wird dann ein Schwingen des Leuchtbereichs nach rechts und nach links vermieden, so daß der Fahrer nicht das Gefühl eines Mißverhältnisses hat.
Es wird eine Scheinwerferanordnung für ein Fahrzeug vorgeschlagen, die in der Lage ist, einen Leuchtbereich vor dem Fahrzeug in Richtungen nach rechts und nach links zu ändern, wobei die Änderung des Leuchtbereichs reduziert oder unterdrückt wird, wenn ein Lenkrad schnell in umgekehrter Richtung bewegt wird, wie etwa im Fall des Gegenlenkens, um so einem Fahrer nicht das Gefühl einer Unstimmigkeit zu geben. Die Anordnung umfaßt Leuchtbereichsänderungsmittel zum Ändern des Leuchtbereichs eines Scheinwerfers, Lenkwinkelerfassungsmittel zum Erfassen eines Lenkwinkels, Drehbewegungserfassungsmittel zum Erfassen einer Drehbe­ wegung eines Fahrzeuggrundkörpers oder Fahrzeugrumpfs in Richtung nach rechts und links, Erstleuchtwinkelberechnungsmittel zum Berechnen eines ersten Leuchtwinkels auf Basis des durch die Lenkwinkelerfassungsmittel erfaßten Lenkwinkels, Zweitleuchtwinkelberechnungsmittel zum Berechnen eines zweiten Leuchtwinkels auf Basis einer durch die Drehbewegungs­ erfassungsmittel erfaßten Drehbewegung, Leuchtwinkelbestimmungsmittel zum Bestimmen eines Endleuchtwinkels anhand des ersten Leuchtwinkels und des zweiten Leuchtwinkels sowie Steuermittel zum Steuern der Leuchtbereichsänderungsmittel, um den Leuchtbereich auf Grundlage des Endleuchtwinkels zu ändern.

Claims (7)

1. Scheinwerferanordnung für ein Fahrzeug (1), die in der Lage ist, einen Leuchtbereich (3) vor dem Fahrzeug (1) in Richtungen nach rechts und links zu ändern, umfassend
  • - Leuchtbereichsänderungsmittel (6, 7, 8) zum Ändern des Leuchtbereichs (3) eines Scheinwerfers (2),
  • - Lenkwinkelerfassungsmittel (21) zum Erfassen eines Lenkwin­ kels (Φ),
  • - Drehbewegungserfassungsmittel (23) zum Erfassen einer Drehbewegung eines Fahrzeuggrundkörpers in Richtungen nach rechts und links,
  • - Erstleuchtwinkelberechnungsmittel (11) zum Berechnen eines ersten Leuchtwinkels (Θ₁) auf Grundlage des durch die Lenkwinkelerfassungsmittel (21) erfaßten Lenkwinkels (Φ),
  • - Zweitleuchtwinkelberechnungsmittel (12) zum Berechnen eines zweiten Leuchtwinkels (Θ₂) auf Grundlage einer durch die Drehbewegungserfassungsmittel (23) erfaßten Drehbewegung,
  • - Leuchtbereichsbestimmungsmittel (13) zum Bestimmen eines Endleuchtwinkels (Θ) anhand des ersten Leuchtwinkels (Θ₁) und des zweiten Leuchtwinkels (Θ₂) und
  • - Steuermittel (24) zum Steuern der Leuchtbereichsänderungs­ mittel (6, 7, 8), um den Leuchtbereich (3) auf Grundlage des Endleuchtwinkels (Θ) zu ändern.
2. Scheinwerferanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtwinkelbestimmungsmittel (13) den auf einer Drehbe­ wegung basierenden zweiten Leuchtwinkel (Θ₂) als Endleuchtwinkel (Θ) bestimmen, wenn der erste und der zweite Leuchtwinkel (Θ₁, Θ₂) aufeinander entgegengesetzten Seiten bezüglich eines Bereichs unmittelbar vor dem Fahrzeuggrundkörper liegen, und den jeweils größeren des ersten und des zweiten Leuchtwinkels (Θ₁, Θ₂) als Endleuchtwinkel (Θ) bestimmen, wenn der erste und der zweite Leuchtwinkel (Θ₁, Θ₂) auf der gleichen Seite bezüglich des Bereichs unmittelbar vor dem Fahrzeuggrundkörper liegen.
3. Scheinwerferanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Leuchtwinkelbestimmungsmittel (13) die Richtung eines Bereichs unmittelbar vor dem Fahrzeuggrundkörper als Endleuchtrichtung bestimmen, wenn der erste und der zweite Leuchtwinkel (Θ₁, Θ₂) aufeinander gegenüberliegenden Seiten bezüglich dieses Bereichs unmittelbar vor dem Fahrzeuggrundkörper liegen, daß sie einen auf dem Lenkwinkel (Φ) basierenden Leucht­ winkel (Θ₁) als Endleuchtwinkel (Θ) bestimmen, wenn der erste und der zweite Leuchtwinkel (Θ₁, Θ₂) auf der gleichen Seite bezüglich des Bereichs unmittelbar vor dem Fahrzeuggrundkörper liegen und der erste Leuchtwinkel (Θ₁) größer als der zweite Leuchtwinkel (Θ₂) ist, und daß sie die Richtung des Bereichs unmittelbar vor dem Fahrzeug­ grundkörper als Endleuchtrichtung bestimmen, wenn der erste und der zweite Leuchtwinkel (Θ₁, Θ₂) auf der gleichen Seite bezüglich dieses Bereichs unmittelbar vor dem Fahrzeuggrundkörper liegen und der erste Leuchtwinkel (Θ₁) kleiner als der zweite Leuchtwinkel (Θ₂) ist.
4. Scheinwerferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn der erste und der zweite Leucht­ winkel (Θ₁, Θ₂) auf der gleichen Seite bezüglich eines Bereichs unmittelbar vor dem Fahrzeuggrundkörper liegen, ein auf dem Lenkwinkel (Φ) basierender Leuchtwinkel (Θ₁) als Endleuchtwinkel (Θ) bestimmt wird, falls der erste Leuchtwinkel (Θ₁) größer als der zweite Leuchtwinkel (Θ₂) ist, und falls der erste Leuchtwinkel (Θ₁) sich dahingehend ändert, daß er kleiner als der zweite Leuchtwinkel (Θ₂) wird, ein Leuchtwinkel im Zeitpunkt dieser Änderung als Endleucht­ winkel (Θ) bestimmt und fixiert wird, und daß im Anschluß daran, falls sich der erste und der zweite Leuchtwinkel (Θ₁, Θ₂) dahingehend ändern, daß sie aufeinander gegenüberliegenden Seiten bezüglich des Bereichs unmittelbar vor dem Fahrzeuggrundkörper liegen, ein Leuchtwinkel im Zeitpunkt dieser Änderung als Endleuchtwinkel (Θ) bestimmt und fixiert wird.
5. Scheinwerferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ferner Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungs­ mittel (22) zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit (v) vor­ gesehen sind, daß die Drehbewegungserfassungsmittel (23) eine Gierwinkelgeschwindigkeit (ω) einer Gierbewegung des Fahrzeug­ grundkörpers erfassen und daß die Zweitleuchtwinkelberechnungs­ mittel (12) den zweiten Leuchtwinkel (Θ₂) auf Grundlage der Gierwinkelgeschwindigkeit (ω) und der durch die Fahrzeuggeschwin­ digkeitserfassungsmittel (22) erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit (v) berechnen.
6. Scheinwerferanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweitleuchtwinkelberechnungsmittel (12) einen Drehradius (R) des Fahrzeugs (1) anhand der Gierwinkelgeschwindigkeit (ω) und der Fahrzeuggeschwindigkeit (v) berechnen, um den zweiten Leuchtwinkel (Θ₂) nach Maßgabe des Drehradius (R) zu erhalten.
7. Scheinwerferanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Erstleuchtwinkelberechnungsmittel (11) den durch die Lenkwinkelerfassungsmittel (21) erfaßten Lenkwinkel (Φ) nach Maßgabe der durch die Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungsmittel (22) erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit (v) korrigieren, um den ersten Leuchtwinkel (Θ₁) zu erhalten.
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