DE19817594A1

DE19817594A1 - Motorrad-Scheinwerferstabilisator-System

Info

Publication number: DE19817594A1
Application number: DE1998117594
Authority: DE
Inventors: Karl Baier; Klaus Freudenberg; Stephan Gropp
Original assignee: Karl Baier; Klaus Freudenberg; Stephan Gropp
Current assignee: BAIER, KARL, 79669 ZELL, DE FREUDENBERG, KLAUS, 79
Priority date: 1998-04-20
Filing date: 1998-04-20
Publication date: 1999-10-21
Anticipated expiration: 2018-04-21
Also published as: DE19817594C2

Abstract

Während der Kurvenfahrt des Motorrades (1) verläßt das Strahlmuster (3) des Abblendlichtkegels durch die Neigung (5) des Fahrzeuges die verkehrstechnisch vorgeschriebene Form und Reichweite erheblich. Hierdurch wird zum einen die Sichtweite in der Kurve stark reduziert, zum anderen der Gegenverkehr geblendet (6). Dies führt zu einer deutlichen Beeinträchtigung der Verkehrssicherheit. DOLLAR A Die Erfindung besteht aus einer vollelektronischen Piezo-Sensor-Einheit mit Scheinwerfer und Verstellmechanik (2), die den Lichtkegel (4) des Abblendlichtes während der Kurvenfahrt des Motorrades (1) in horizontaler Lage stabilisiert. Durch die Verwendung von zwei Piezokristallsensoren in zwei unterschiedlichen Achsen, (x-x) und (z-z), ergibt sich ein reduntantes System. Ein Blendstrahl (6) tritt nicht mehr auf. DOLLAR A Zu verwenden bei Motorrädern, Zweiradfahrzeugen oder ähnlichen Einspurfahrzeugen, welche bei einem Richtungswechsel (Kurve) eine Neigung um die Längsachse vollführen.

Description

Stand der Technik und Fundstellen

Es ist bekannt daß die Scheinwerfer von Fahrzeugen dem Kurvenverlauf nachgeführt werden, um bessere Sichtverhältnisse zu erhalten und um die Blendung des Gegen verkehrs zu minimieren. Aus bereits erloschenen und noch bestehenden Patenten ist bei einer derartigen Einrichtung für Motorradscheinwerfer bekannt, daß zur Steuerung der Scheinwerfereinheit Gyroskopkreisel, mechanische Gewichte oder Ultraschallab tastung der Straßenoberfläche verwendet werden sollen.

Die bisher veröffentlichten Versuche, durch Strahlmusterhöheneinstellungen und -rotation den Stand der Technik zu verbessern, sind von der Konzeption her störanfällig, wartungsintensiv oder gar technisch nicht realisierbar (z. B. die Erfassung der seitlich gerichteten Fliehkraftkomponente, die beim Motorrad durch die Neigung bei Kurvenfahrt gar nicht vorhandenen ist).

Patente DE 28 40 714 C2, DE 25 56 876 B2, DE 24 15 783 B2: Aus diesen Patenten ist bekannt, daß die Strahlmuster der Scheinwerfer dem Kurvenverlauf angepaßt wer den. Bei allen Patenten ist die technische Machbarkeit der Schräglagenmessung in Frage zu stellen.

Beim Patent DE 38 27 149 C2 wird die Straße mit 4 oder mehr Ultraschallsensoren abgetastet. Bei schräger werdender Straße, die die Echofläche darstellt, werden die Ultraschallempfänger nicht mehr vom Ultraschallecho erreicht. Der Erfinder nutzt zum Ausgleich noch mehr Empfänger. Unterschiedliche Straßenbeläge, Randsteine, Sen sorverschmutzung und auch die Eigengeschwindigkeit des Motorrades machen eine Messung mit Ultraschall nur schwierig möglich. Ganz offensichtlich war zudem bisher keines der vorgeschlagenen Konzepte wirtschaftlich.

Zugrundeliegendes Problem

Während der Kurvenfahrt des Motorrades, insbesondere mit Abblendlicht, verläßt das Strahlmuster des Lichtkegels durch die Neigung des Fahrzeuges die verkehrstech nisch vorgeschriebene Form und Reichweite, je nach Radius und Geschwindigkeit, erheblich. Hierdurch wird zum einen die Sichtweite in der Kurve stark reduziert, zum anderen durch die asymmetrische Form des Lichtkegels insbesondere in Linkskurven (resp. bei Linksverkehr in Rechtskurven) der Gegenverkehr geblendet. Dies führt zu einer deutlichen Beeinträchtigung der Verkehrssicherheit.

Nur eine gewerblich anwendbare, kostengünstige, technisch machbare und zuverläs sige Steuerung der Scheinwerfereinheit für alle Motorräder, Motorroller und Einspur fahrzeuge, welche auch in der Schräglage in Kurven eine Ausleuchtung wie bei Gera deausfahrt haben und den Gegenverkehr durch den aufsteigenden Lichtkegel nicht blenden, kann dieses Problem lösen und funktionssicher machen.

Istzustand der technischen Merkmale des Motorradlichtes nach heutigem tech nischen Stand

Die Einstellung des Fahrlichtes, insbesondere des Abblendlichtes wird vom Gesetz geber vorgeschrieben und am gerade stehenden Fahrzeug gemessen. In jeder Kurve neigt sich das Fahrzeug mit dem Scheinwerfer um die Längsachse. Das Motorrad hat als Einspurfahrzeug durch die Schräglage des Fahrzeuges in den Kurven eine ver zerrte, stark verkleinerte ausgeleuchtete Fläche.

Fig. 01 zeigt die ausgeleuchtete Fläche 04 bei Geradeausfahrt mit dem in Fahrtrich tung linken Begrenzungsstrahl 03 und dem in Fahrtrichtung rechten Begrenzungs strahl 02, wobei der rechte Begrenzungsstrahl 02 bei Rechtsverkehr und aufgrund des asymmetrischen Abblendlichtes weiter vor dem Fahrzeug 01 auf dem Boden auf trifft.

Fig. 02 zeigt das Fahrzeug 01 bei der Kurvenfahrt in einer Linkskurve. Die Schrägla ge des Fahrzeuges 01 um den Winkel 13 ergibt eine ausgeleuchtete Fläche 05. Der in Kurvenrichtung liegende Bereich 09 wird nicht mehr ausgeleuchtet. Zusätzlich trifft der rechte Begrenzungsstrahl 02 nicht mehr auf dem Boden auf und wird damit zum Blendstrahl 10.

Fig. 03 zeigt das Fahrzeug 01 bei der Kurvenfahrt in einer Rechtskurve. Die Schräg lage des Fahrzeuges 01 um den Winkel α ergibt eine ausgeleuchtete Fläche 06. Die Bereiche 11 werden nicht mehr ausgeleuchtet. Zusätzlich trifft der linke Begrenzungs strahl 03 nicht mehr auf dem Boden auf und wird damit zum Blendstrahl 12. Der Ge genverkehr wird trotz Abblendlicht geblendet.

Realisierung der Erfindung

Unsere Erfindung korrigiert den Lichtkegel des Fahrlichtes während der Kurvenfahrt des Motorrades. Durch das Motorrad-Scheinwerferstabilisator-System wird das Fahr licht, insbesondere das Abblendlicht, korrigiert.

Fig. 04 zeigt das Fahrzeug 01 bei der Kurvenfahrt in einer Linkskurve. Die Schrägla ge des Fahrzeuges 01 um den Winkel β ergibt eine ausgeleuchtete Fläche 07. Durch den Einsatz des Motorrad-Scheinwerferstabilisator-Systems wird die Scheinwerferein heit um den Winkel β korrigiert. Die ausgeleuchtete Fläche 07 ist gegenüber der aus geleuchteten Fläche bei Geradeausfahrt (siehe Fig. 01) nicht mehr verändert. Ein Blendstrahl 10 (siehe Fig. 02) tritt nicht mehr auf.

Fig. 05 zeigt das Fahrzeug 01 bei der Kurvenfahrt in einer Rechtskurve. Die Schräg lage des Fahrzeuges 01 um den Winkel α ergibt eine ausgeleuchtete Fläche 08. Durch den Einsatz des Motorrad-Scheinwerferstabilisator-Systems wird die Schein werfereinheit um den Winkel α korrigiert. Die ausgeleuchtete Fläche 08 ist gegenüber der ausgeleuchteten Fläche bei Gerade ausfahrt (siehe Fig. 01) nicht mehr verändert. Ein Blendstrahl 12 (siehe Fig. 03) tritt nicht mehr auf.

Fig. 06 und 07 der Scheinwerfereinheit 14 in der Motorradverkleidung 13 wird derart gestaltet, daß das Strahlmuster um die Längsachse (x-x) des Fahrzeugs verstellbar ist.

Am Motorrad wird eine Sensoreinheit 15 angebaut, die aus einem oder zwei Sensoren auf Basis von handelsüblichen schwingenden Piezokristallen besteht, deren abwei chendes Schwingungsverhalten bei Beschleunigungen in bestimmte Richtungen ge messen wird.

Die Sensoreinheit 15 mißt die um die Hochachse und/oder die Längsachse auftreten den Beschleunigungen. Aus den gemessenen Beschleunigungswerten wird die Nei gung des Fahrzeugs während der Kurvenfahrt auf annähernd horizontaler Straße be stimmt und die Verstellung der Scheinwerfereinheit entsprechend angesteuert.

Der Drehantrieb 17 im Gehäuse 18 bewegt über die Gabel 20 die Scheinwerfereinheit 14, welche mit dem Winkelsensor 16 überwacht wird. Weiterhin ist die Scheinwer fereinheit mit einer Rückstelleinrichtung 19 versehen, welche bei Ausfall des Schein werferstabilisierungssystems die Scheinwerfereinheit in Mittelstellung zurückführt.

Fig. 09 durch die Verwendung von zwei Piezokristallsensoren 35 und 36 in zwei unter schiedlichen Achsen ergibt sich ein redundantes System. Die Lagesensorik 34 auf Piezo- und Halbleiterbasis, vollelektronisch aufgebaut, erfaßt kontinuierlich die Win kelgeschwindigkeit der Fahrzeugbewegung um die Längsachse 36 und Hochachse 35 und meldet sie an die übergeordnete Regelungselektronik 38. Der Winkelsensor 37 erfaßt die eingestellte Verdrehung des Scheinwerfersystems um die Längsachse (x-x) (siehe Fig. 06) und meldet sie an die Regelungselektronik 38 zurück.

Wird die Lagesensorik 34 am beweglichen Teil des Scheinwerfersystems 40 ange bracht, kann auf den Winkelsensor 37 verzichtet werden. In diesem Fall enthält das Integral über das Ausgangssignal des Längsachsensensor 36 direkt Information über die Verdrehung des Scheinwerfersystems 40 gegenüber der Horizontalen.

Die Regelungselektronik 38 wertet die von der Lagesensorik 34 erfaßte Lageänderung aus und bildet daraus die für die Scheinwerfer-Verstellung erforderlichen Steuersi gnale. Gleichzeitig überwacht sie die korrekte Funktion der Lagesensorik 34 und kann ggf. einen Nullierungsvorgang durchführen. Die Treiberstufe 39 verstärkt die Steuersi gnale der Regelungselektronik auf die für die Scheinwerferverstellung 40 erforderliche Ausgangsleistung.

Der Spannungswandler 33 erzeugt aus dem vorhandenen Bordnetz 32 die für den Betrieb von Lagesensorik 34 und Regelungselektronik 38 erforderlichen, störungsfrei en Versorgungsspannung.

Vorteilhafte Wirkung der Erfindung

Die Erfindung ist wirtschaftlich auszuführen.

Die System kosten liegen gegenüber den bisher bekannten Systemen wesentlich nied riger.

Die Erfindung macht es möglich, auch Scheinwerfer mit höheren Lichtleistungen ein zusetzen. Dies war aufgrund der starken Blendwirkung bisher nicht möglich.

Die Sensorik ist vollelektronisch aufgebaut und hat daher gegenüber bisher vorge schlagenen Ansätzen mit Kreisel und mechanischen Pendeln den Vorteil der absolu ten Verschleißfreiheit.

Auch die Empfindlichkeit der ebenfalls zur Erfassung der Fahrzeugneigung bekannten Ultraschall-Sensoren gegen Verschmutzung besteht hier nicht. Dies gilt ebenso für die Einflüsse unbekannter Umgebungsbedingungen wie der Beschaffenheit der Straßen oberfläche. Daraus ergibt sich auch gegenüber diesem System eine ungleich höhere Betriebssicherheit.

Claims

1. Motorrad-Scheinwerferstabilisator-System, zu verwenden als aktive Steuerung und Drehantrieb der Scheinwerfereinheit, um das beim stehenden Fahrzeug eingestellte Lichtstrahl-Muster (Abblendlicht) insbesondere bei Zweiradfahrzeugen, Motorrädern oder ähnlichen Einspurfahrzeugen, welche bei einem Richtungswechsel (Kurve) eine Neigung um die Längsachse vollführen, zu stabilisieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfindung den Lichtkegel des Fahrlichtes (Abblendlichtes ) während der Kur venfahrt des Motorrad es mit einer wartungsfreien vollelektronischen Sensoreinheit auf Piezobasis, welche bodenabtastungsunabhängig, sowie schmutzunempfindlich, das Ein- und Ausleiten der seitlichen Kippbewegung und die Winkelbeschleunigung im Kurvensegment erfaßt und den Scheinwerfer korrigierend in Horizontallage hält, wobei das Motorrad-Scheinwerferstabilisator-System, dargestellt in Fig. 08, folgendes auf weist:
Eine Scheinwerfereinheit 30, die ihre Strahlrichtung gegenüber dem Fahrzeug 21 aktiv und drehbar verändern kann.
Ein Winkelsensor 23, der die Verdrehung des Scheinwerfersystems gegenüber dem Fahrzeug 21 erfaßt.
Eine Sensoreinheit 26 und 27, die auf Basis von Beschleunigungsmessung die Win kelgeschwindigkeit in Kurven 22 und damit die Drehung des Fahrzeugs 21 um die Hochachse 24 mit dem Sensor 27 und/oder die Winkelgeschwindigkeit beim Neigen des Fahrzeuges 21 um die Längsachse 25 mit dem Sensor 26 erfaßt.
Eine analoge od. digitale Auswerteelektronik 28, die die eingehenden Daten der Sen soreinheiten 26 und 27 einschließlich Winkelsensor in 23, verrechnet und für die Richtungsstabilität des Scheinwerfersystem 30 erforderliche Korrektursignale ableitet und an die Steuerelektronik 29 weitergibt.
Eine Rückstelleinrichtung 31, die bei Systemausfall eine Mittelstellung der Schein werfereinheit 30 garantiert.

2. Motorrad-Scheinwerferstabilisator-System nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Motorrad-Scheinwerferstabilisator-System in den meisten vorhandenen Scheinwerfergehäusen bei Motorrädern oder ähnlichen Einspurfahrzeugen mit gerin gen Konstruktionsänderungen eingebaut werden kann und die Möglichkeit bietet, Scheinwerfer mit höherer Lichtleistung blendfrei einzusetzen.
Die Sicherheit für den Fahrer durch erheblich besseres Ausleuchten der Kurvenberei che ist erhöht.
Erst mit dem Einsatz der Erfindung kann die vom Gesetzgeber vorgeschriebene Ein stellung des Fahrlichtes nicht nur im Stillstand od. bei Geradeausfahren eingehalten werden.