DE3808000A1

DE3808000A1 - Scheinwerfer-bewegungsvorrichtung fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3808000A1
Application number: DE3808000A
Authority: DE
Inventors: Takahiro Oikawa
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1988-03-09
Filing date: 1988-03-10
Publication date: 1989-09-21
Also published as: GB2215449B; US4858080A; GB8805589D0; GB2215449A

Description

Die Erfindung betrifft allgemein Scheinwerfer-Bewegungs vorrichtungen, insbesondere eine Vorrichtung zum einstell baren Verschwenken der Scheinwerfer eines Kraftfahrzeuges in Übereinstimmung mit der Fahrtrichtung des Fahrzeuges, so daß der oder die Scheinwerfer die vor dem Fahrzeug liegende Straßenfläche beleuchten können, insbesondere wenn das Fahrzeug entlang einer kurvigen Straße fährt.

Allgemein sind Scheinwerfer am Vorderende eines Kraftfahr zeuges fest angebracht. Solange das Fahrzeug entlang einer geraden Straße fährt, ergibt sich kein Problem, wie es in Fig. 1A dargestellt ist. Wenn jedoch das Fahrzeug ent lang einer kurvigen Straße fährt, können die Scheinwerfer die vor dem Fahrzeug liegende Straßenfläche nicht angemes sen beleuchten, wie dies ebenfalls in Fig. 1A dargestellt ist.

Um dieses Problem zu überwinden, ist eine Vorrichtung vorge schlagen worden, welche die Scheinwerfer nach links und nach rechts verschwenken kann auf der Basis der Winkel position des Lenkrades. Als Folge der Verschwenkung der Scheinwerfer nach links oder nach rechts in Übereinstimmung mit der Drehrichtung des Lenkrades ist diese Vorrichtung in gewissem Ausmaß zweckmäßig.

Bei der oben beschriebenen bekannten Vorrichtung zum Bewe gen oder Verschwenken der Scheinwerfer wird die Fahrtrich tung oder Kurvenfahrtrichtung des Fahrzeuges indirekt fest gestellt auf der Basis der Winkelposition des Lenkrades. Wenn hierbei der Fahrer das Lenkrad in entgegengesetzter Richtung dreht, um eine übermäßige Kurvenbewegung des Fahr zeuges zu korrigieren, nachdem das Fahrzeug eine kurvige Straße weitgehend durchfahren hat, stimmt die Fahrtrich tung des Fahrzeuges nicht notwendigerweise mit der Winkel position des Lenkrades überein, woraus sich das Problem er gibt, daß die Scheinwerfer den vor dem Fahrzeug liegenden Teil der Straße nicht angemessen beleuchten können, wie es in Fig. 1B mit ausgezogenen Linien dargestellt ist. Mit anderen Worten ausgedrückt, besteht bei der bekannten Vor richtung zum Bewegen oder Verschwenken der Scheinwerfer das Problem, daß die Scheinwerferposition von verschiedenen Faktoren abhängt, beispielsweise von dem Grad an Erfahrung oder Fahrpraxis des Fahrers, von der Fahrzeuggeschwindig keit, von dem Zustand der Straßenoberfläche, von den Fahrzeugeigenschaften usw. Dies ergibt sich daraus, daß die Fahrbedingungen des Fahrzeuges nicht direkt, sondern indirekt festgestellt werden auf der Basis der Winkel position des Lenkrades.

Es ist daher ein Hauptzweck der vorliegenden Erfindung, eine Scheinwerfer-Bewegungsvorrichtung für ein Kraftfahr zeug zu schaffen, welche die Scheinwerfer in eine zweck entsprechende Position bewegen kann auf der Basis der direkten Feststellung der Fahrbedingungen des Fahrzeuges.

Um diesen Zweck zu erreichen, umfaßt eine Scheinwerfer- Bewegungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, welches mit wenigstens einem Scheinwerfer versehen ist, gemäß der Erfindung: (a) eine Einrichtung zum Feststellen des Aus maßes an Gieren des Kraftfahrzeuges, (b) eine Einrichtung zum Feststellen der Fahrzeuggeschwindigkeit, (c) eine Einrichtung zum Feststellen der Scheinwerferposition, (d) eine mit der Einrichtung zum Feststellen des Ausmaßes an Gieren des Fahrzeuges, der Einrichtung zum Feststellen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Einrichtung zum Fest stellen der Scheinwerferposition gekoppelte Einrichtung zum Erzeugen eines Scheinwerferbetätigungssignals, welches eine angemessene oder zweckentsprechende Scheinwerferdreh position anzeigt, und zwar auf der Basis des festgestell ten Ausmaßes an Gieren, der festgestellten Fahrzeugge schwindigkeit und der festgestellten Scheinwerferposition, und (e) eine mit der Signalerzeugungseinrichtung gekoppelte Einrichtung zum Betätigen des Scheinwerfers oder der Schein werfer beim Ansprechen auf das erzeugte Scheinwerferbetäti gungssignal.

Die Einrichtung zum Feststellen des Gierens ist ein Schwing- Winkelfühler. Weiterhin wird der Scheinwerfer oder werden die Scheinwerfer mit einer Geschwindigkeit bewegt, die zur festgestellten Fahrzeuggeschwindigkeit proportional ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung bei spielsweise erläutert.

Fig. 1A ist eine Darstellung zur Unterstützung der Er läuterung eines Problems, welches bei einer be kannten Scheinwerfer-Bewegungsvorrichtung besteht.

Fig. 1B ist eine Darstellung zur Unterstützung der Erläuterung eines anderen Problems bei einer be kannten Scheinwerfer-Bewegungsvorrichtung.

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Scheinwerfer-Bewegungsvorrichtung gemäß der Er findung.

Fig. 3 ist eine schaubildliche Ansicht einer Anordnung der Scheinwerfer-Bewegungsvorrichtung gemäß Fig. 2 an einem Kraftfahrzeug.

Fig. 4A ist eine schaubildliche Ansicht eines Schwing- Winkelfühlers, der in der Vorrichtung gemäß der Erfindung vorhanden ist.

Fig. 4B ist eine Darstellung der grundsätzlichen Schwin gungsverteilung des Fühlers, wenn an ihn keine äußere Winkelgeschwindigkeit angelegt wird.

Fig. 4C ist eine Darstellung der grundsätzlichen Schwin gungsverteilung des Fühlers, wenn an ihn eine Winkelgeschwindigkeit angelegt wird.

Fig. 5 ist ein Fließdiagramm zur Unterstützung der Er läuterung der Arbeitsweise der in Fig. 2 darge stellten zentralen Verarbeitungseinheit (CPU):

Fig. 6 ist eine Darstellung zur Erläuterung der Arbeits weise der Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Nachstehend wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Gemäß Fig. 2 umfaßt eine Scheinwerfer-Bewegungsvorrichtung gemäß der Erfindung einen das Ausmaß des Gierens feststellenden Fühler 1 bzw. Gierfühler 1 zum Feststellen eines Winkels bzw. einer Winkelgeschwindigkeit, die an das Fahrzeug in der rechten oder der linken Richtung angelegt wird, einen Fühler 2 (beispielsweise ein Proportionalmesser) zum Feststellen einer Winkelposition des Scheinwerfers oder der Schein werfer, einen mechanischen oder elektrischen Fühler 3 zum Feststellen der Fahrzeuggeschwindigkeit, ein Interface mit zentraler Verarbeitungseinheit (CPU) 4 zum Berechnen einer angemessenen Winkelposition der Scheinwerfer auf der Basis von Signalen, die von dem Gierfühler 1, dem Positionsfühler 2 und dem Geschwindigkeitsfühler 3 er zeugt und an das Interface 4 geliefert sind, in Über einstimmung mit vorbestimmten Programmen, um ein Schein werferbetätigungssignal zu erzeugen, und eine Betätigungs einrichtung 5 zum Betätigen des Scheinwerfers oder der Scheinwerfer in die berechnete Winkelposition beim Anspre chen auf das erzeugte Scheinwerferbetätigungssignal. Dies bedeutet, daß die Betätigungseinrichtung 5 die Scheinwer fer 6 beim Ansprechen auf ein von der CPU 4 erzeugtes Steuersignal antreibt, um die Richtung der Scheinwerfer 6 einzustellen. Die Betätigungseinrichtung 5 ist ein Motor, ein Schrittmotor, ein Solenoid od.dgl., um beispielsweise die Scheinwerfer 6 beim Ansprechen auf ein einziges oder mehrere Impulssignale zu bewegen.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Scheinwerfer- Bewegungsvorrichtung, die an einem Kraftfahrzeug angebracht ist. Die beiden Scheinwerfer 6 sind am Vorderende nahe der Seiten des Fahrzeuges angetrieben und werden durch zwei Betätigungseinrichtungen 5 nach rechts und nach links be wegt. Der Positionsfühler 2 ist für jede Betätigungsein richtung 5 vorgesehen, um die Winkelposition des bewegten Scheinwerfers 6 festzustellen. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 sind eine Betätigungsvorrichtung 5 und ein Positionsfühler 2 für jeden Scheinwerfer vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich, die beiden Scheinwerfer mittels einer einzigen Betätigungseinrichtung 5 zu bewegen, die einen einzigen Positionsfühler 2 umfaßt, und zwar mittels eines Lenkermechanismus. Der Gierfühler 1 kann an irgend einer Position angebracht werden, an welcher Drehbewegung des Fahrzeuges festgestellt werden kann. Der Fahrzeugge schwindigkeitsfühler 1 kann ebenfalls an irgendeiner geeig neten Position angebracht werden, beispielsweise an der Hinterradwelle.

Als ein Gierfühler 1 kann beispielsweise ein Schwing-Winkel fühler verwendet werden. In einem solchen Schwing-Winkel fühler ist ein Vibrator in Form einer rechteckigen oder quadratischen Säule oder eines solchen Balkens derart abge stützt, daß er frei vibrieren oder schwingen kann, und eine in dem Vibrator als Folge der Corioliskraft erzeugte Ver schiebung wird zu elektrischen Signalen umgewandelt, welche das Ausmaß der angelegten Winkelverschiebung bzw. Winkelge schwindigkeit darstellen.

Der Schwing-Winkelfühler wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Gemäß Fig. 4A ist der Vibrator (Balken) B durch zwei Stifte P abgestützt, angetrieben durch zwei Antriebsflächen S _d (aus piezoelektrischer Keramik) und abgetastet oder abgefühlt durch zwei Fühlflächen S _s, die ebenfalls aus piezoelektrischer Keramik gebildet sind. Weiterhin bezeichnen in Fig. 4A P _d eine Antriebsebene, P _s eine Fühlebene, der schraffierte Teil eine Verteilung der Balkenvibration oder Balkenschwingung, und ω eine an den Fühler angelegte Winkelgeschwindigkeit.

Der Fühler kann das Ausmaß einer Winkelbewegung bzw. eine Winkelgeschwindigkeit ω der Drehung auf der Basis der Corioliskraft feststellen. Daher kann ein Winkel festge stellt werden durch Integrieren der Winkelgeschwindigkeit ω wie folgt:.

R = ω dt.

Der Balken oder Stab B vibriert im Querschwingungsbetrieb mit einer Frequenz von annähernd 3,3 kHz. Die Abstützstifte P stützen den Balken oder Stab B an Knotenpunkten der grundsätzlichen Balkenschwingung ab. Wenn der Winkelfühler mit der Winkelgeschwindigkeit ω rund um die Z-Achse gedreht wird, wobei der Winkelfühler in X-Richtung vibriert oder schwingt, wie es in Fig. 4B dargestellt ist, wird durch eine Corioliskraft als Folge der Drehung eine Vibration oder Schwingung in Y-Richtung induziert, wie es in Fig. 4C dargestellt ist. Daher ist es möglich, die Corioliskraft, welche die Winkelgeschwindigkeit angibt, in Form von elektrischen Signalen festzustellen, die zwischen den piezoelektrischen keramischen Fühlflächen P _s erzeugt bzw. festgestellt werden.

Fig. 5 zeigt ein Fließdiagramm von Arbeitsschritten, die von der zentralen Verarbeitungseinheit 4 in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Programm ausgeführt werden. Das Programm startet, wenn beispielsweise ein Zündschalter angeschaltet wird, und es initiiert oder leitet alle Fühlersignale im Schritt S 1 ein. Die Steuerung liest zu erst die Signale des Gierfühlers 1, welche die Drehge schwindigkeit des Fahrzeuges anzeigen, des Scheinwerfer- Positionsfühlers 2 und des Fahrzeuggeschwindigkeitsfühlers 3 im Schritt S 2 ab. Diesen Daten werden sofort in der zen tralen Verarbeitungseinheit 4 gespeichert. Auf der Basis der abgelesenen Fühlersignale berechnet die zentrale Verarbeitungseinheit bzw. CPU 4 einen augenblicklichen Fahrzeugdrehwinkel und danach eine entsprechende Schein werferposition auf der Basis des festgestellten Winkels (im Schritt S 3). Die Steuerung prüft im Schritt S 4, ob das Fahrzeug entlang einer Kurve fährt oder auch nicht, und zwar auf der Basis der vom Gierfühler 1 gelieferten Signale, die in einem inneren Speicher der CPU 4 gespei chert sind. Wenn die Antwort auf die Prüfung Nein ist, kehrt die Steuerung zum Schritt S 2 zurück. Wenn die Antwort Ja ist, erzeugt die Steuerung ein Betätigungssignal, welches einen geeigneten Wert für die Scheinwerferposition angibt, und zwar im Schritt S 3. Beim Ansprechen auf dieses Betätigungssignal bewegt die Betätigungseinrichtung 5 den oder die Scheinwerfer 6 zu der berechneten Position. Die Scheinwerferposition wird durch den Positionsfühler 2 fest gestellt. Die Steuerung prüft dann, ob die gegenwärtige Scheinwerferposition der berechneten Position entspricht (Schritt S 6). Wenn dies der Fall ist, kehrt die Steuerung zum Schritt S 2 zurück, um nachfolgende Fühlersignale fest zustellen, weil der oder die Scheinwerfer 6 in eine rich tige Position bewegt worden sind. Wenn dies nicht der Fall ist, fährt die Steuerung fort, ein Betätigungssignal zu erzeugen und an die Betätigungseinrichtung 5 zu liefern (Schritt S 5). Bei dieser Arbeitsweise dient der Positions fühler 2 dazu, ein Rückkopplungssignal an die CPU 4 zu lie fern.

Weiterhin wird es bei der obigen Ausführung bevorzugt, die Bewegungsgeschwindigkeit der Scheinwerfer beim Verstellen in Übereinstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit zu ändern, um den oder die Scheinwerfer glatt oder weich nach rechts oder links zu bewegen, wenn das Fahrzeug ent lang einer Kurve der Straße fährt. Um dies auszuführen, ist die Betätigungseinrichtung 5 derart gestaltet, daß die Geschwindigkeit der Bewegung der Scheinwerfer beim Verstellen zu dem Spannungspegel des Betätigungssignals proportional ist, welches von der CPU 4 erzeugt worden ist. Weiterhin wird der Spannungspegel des Betätigungssignals durch die CPU 4 derart bestimmt, daß er zur Fahrzeugge schwindigkeit proportional ist. In diesem Fall wird es bevorzugt, daß der Spannungspegel des Betätigungssignals zur Fahrzeuggeschwindigkeit proportional ist, und daß die Spannungsdauer (Impulsbreite oder Anzahl der Impulse) des Betätigungssignals proportional zum Drehwinkel des Fahr zeuges ist, der von dem Gierfühler 1 festgestellt worden ist.

Fig. 6 zeigt die Wirkung der Vorrichtung gemäß der Erfin dung. In Fig. 6 ist mit unterbrochenen Linien der Bereich dargestellt, der durch die Scheinwerfer beleuchtet wird, wenn diese ortsfest angeordnet sind. Mit ausgezogenen Linien ist der von den Scheinwerfern beleuchtete Bereich darge stellt, wie er erhalten wird, wenn die Scheinwerfer beim Durchfahren der Linkskurve mittels der Vorrichtung gemäß der Erfindung nach links bewegt werden oder sind.

Bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung wird die Drehrich tung oder Drehstellung des Fahrzeuges durch den Gierfühler 1 direkt festgestellt ohne irgendeine Abhängigkeit von einer Winkelposition des Lenkrades. Demgemäß ist es möglich, die Bewegung der Scheinwerfer im Vergleich zu der bekannten Vorrichtung variabler oder flexibler zu gestalten. Wenn beispielsweise der Fahrer das Lenkrad in einer Richtung dreht, die zu der Richtung entgegengesetzt ist, in welcher das Fahrzeug durch eine scharfe Kurve fährt, d.h. selbst wenn die Drehrichtung des Lenkrades mit der Drehbewegung des Fahrzeuges nicht übereinstimmt, kann der Gierfühler 1 die tatsächliche Drehbewegung oder den tatsächlichen Dreh zustand des Fahrzeuges und die Richtung der Bewegung zuver lässig feststellen. Daher ist es möglich, die Scheinwerfer nach rechts und nach links zuverlässig zu bewegen, wenn das Fahrzeug entlang einer kurvigen Straße fährt. Als Ergebnis kann der Fahrer beim Fahren entlang einer Kurve einen größeren Bereich der Straße vor dem Fahrzeug sehen, so daß das Fahren sicherer wird.

Claims

1. Scheinwerfer-Bewegungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, welches mit wenigstens einem Scheinwerfer versehen ist, gekennzeichnet durch

(a) eine Einrichtung (1) zum Feststellen der Gierrate des Kraftfahrzeuges,
(b) eine Einrichtung (3) zum Feststellen der Fahrzeug geschwindigkeit,
(c) eine Einrichtung (2) zum Feststellen der Schein werferposition,
(d) eine mit der Einrichtung (1) zum Feststellen der Gierrate des Fahrzeuges, mit der Einrichtung (3) zum Feststellen der Fahrzeuggeschwindigkeit und mit der Einrichtung (2) zum Feststellen der Scheinwerfer position gekoppelte Einrichtung (4) zum Erzeugen eines Scheinwerferbetätigungssignals, welches eine geeigne te Scheinwerferdrehposition darstellt, auf der Basis der festgestellten Gierrate, der Fahrzeuggeschwindig keit und der Scheinwerferposition, und
(e) eine mit der Signalerzeugungseinrichtung gekoppelte Einrichtung (5) zum Betätigen der Scheinwerfer (6) beim Ansprechen auf das erzeugte Scheinwerferbetäti gungssignal.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Gierrate feststellende Einrichtung (1) ein Schwing-Winkelfühler ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (4) zum Erzeugen eines Scheinwerfer betätigungssignals ein Scheinwerferbetätigungssignal erzeugt, um die Scheinwerfer in eine Winkelposition zu bringen proportional zu dem festgestellten Drehwinkel des Fahrzeuges.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die das Scheinwerferbetätigungssignal erzeugende Ein richtung (4) ein Scheinwerferbetätigungssignal erzeugt, um die Scheinwerfer mit einer Geschwindigkeit proportional zur festgestellten Fahrzeuggeschwindigkeit zu betätigen oder zu bewegen.