DE4026553C2 - Vorrichtung zur Leuchtweitenregelung der Scheinwerfer in Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Leuchtweitenregelung der Scheinwerfer in Kraftfahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Scheinwerfer in Kraftfahrzeugen sind meist starr mit der Ka­ rosserie verbunden, so daß bei ungleichmäßiger Beladung die Leuchtweite der Scheinwerfer verändert wird. Zur Abschwächung dieses Effektes werden an den Scheinwerfern meist mechanische Stellhebel angebracht, die vom Fahrer bei starker Beladung betätigt werden können. Die Scheinwerfereinstellung kann also nur gefühlsmäßig optimal erfolgen. Neuerdings werden zur Kom­ fortverbesserung auch elektronische Steuerungen angeboten. Mit einem Steller, meist ein Potentiometer am Armaturenbrett kann der Scheinwerfer stufenlos mit Hilfe eines Stellmotors nachgeführt werden. Gegenüber dem bisherigen Verfahren wird allerdings nur der Einstellbereich und die Einstellauflösung der Leuchtweite der Scheinwerfer verbessert. Der Fahrer be­ kommt keinerlei Anhaltspunkte, ob sich der Leuchtweitenbe­ reich der Scheinwerfer innerhalb eines optimalen Bereichs befindet. Vollautomatische Nachregelungen der Scheinwerfer sind bisher sehr aufwendig, da der Federweg zwischen Karosserie und Achse an mindestens zwei Stellen gemessen, ausgewertet und als Stellgröße den motorisch verstellbaren Scheinwerfern zugeführt werden muß.

Eine derartige vollautomatische Nachregelung ist in der deutschen Offenlegungsschrift DE 31 10 094 beschrieben. Zur Messung des Federwegs zwischen Karosserie und Achse sind bei­ spielsweise Dehn-Meßstreifen an der Radaufhängung oder an den Stoßdämpfern vorgesehen. Mittels eines Mikroprozessors wird die Abweichung der Momentanlage von einer genau einzustellenden Sollage berechnet und in entsprechende Steuersignale für die Scheinwerferstellung umgesetzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur automatischen Leuchtweitenregelung der Scheinwerfer in Kraftfahrzeugen anzugeben, die es ermöglicht, die Leuchtweite der Schein­ werfer auf einfache Weise möglichst unabhängig von der Fahr­ bahnsteigung und abhängig von der Beladung konstant zu halten.

Die Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Weiterbildungen sind Kennzeichen der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist den Vorteil auf, daß analoge Sensoren an den Federwegeinrichtungen entfallen können und statt dessen ein einfacherer Waagensensor geschützt im Lampenraum untergebracht werden kann. Der Waagensensor er­ faßt wie z. B. eine Wasserwaage den waagerechten Zustand. Durch einen weiteren Sensor erfolgt auf einfache Weise eine Wegsteigungskompensation. Hierzu ist ein zweiter Waagensensor an dem ungefederten Fahrgestell oder der Radachse anzubringen. Dieser Sensor hat die Aufgabe, die Leuchtweitenverstel­ lung zu blockieren, wenn sich das Fahrgestell nicht im waage­ rechten Zustand befindet.

Die Erfindung wird anhand von sieben Figuren näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 einen Scheinwerfer mit integriertem Sensor und Stell­ motor,

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel für einen Sensor,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel für einen Sensor,

Fig. 4 eine Auswerteschaltung für den in Fig. 3 gezeigten Sensor,

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel für eine Leuchtweitenrege­ lungsschaltung mit dem in Fig. 2 gezeigten Sensor,

Fig. 6 eine erfindungsgemäße Anordnung eines zweiten Sensors zur Wegsteigungskompensation,

Fig. 7 eine Leuchtweitenregelungsschaltung mit Wegsteigungs­ kompensation.

Der in Fig. 1 gezeigte Scheinwerfer ist drehbar an einem gefederten Karosserieteil befestigt. Die Drehung erfolgt zur horizontalen Achse 3 und wird z. B. durch einen Stellmotor 4 über eine Gewindestange 5, die in eine am Ende des Scheinwer­ fers angebrachten Schraubwindung führt, ermöglicht. Durch Dreh­ bewegung der Gewindestange erfolgt eine Drehung des Scheinwer­ fers zur horizontalen Achse 3 im oder gegen den Uhrzeigersinn. Im Scheinwerfergehäuse befindet sich ein Sensor 2, der eine Neigung im oder gegen den Uhrzeigersinn zur horizontalen Grund­ stellung des Scheinwerfers ermittelt.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel für einen derartigen Sensor. Der Sensor 2 enthält im Inneren drei Kontakte 6, 7, 8. Der erste Kontakt 6 liegt parallel zur Grundplatte des Sensors. An zwei einander ge­ genüberliegenden Seiten befinden sich die beiden weiteren Kontak­ te 7, 8. Im Inneren des Sensors 2 befindet sich eine aus leiten­ dem Material bestehende Kugel 10, die sich innerhalb des Gehäu­ ses frei bewegen kann. Der Radius dieser Kugel 10 ist vorzugs­ weise derart gewählt, daß die Oberfläche der Kugel bei horizon­ taler Lage des Sensors 2 nur den Kontakt 6 berührt und keinen Kontakt zum Deckel des Sensors hat. Im Inneren des Sensors 2 befindet sich vorzugsweise eine dämpfende Flüssigkeit. Dadurch reagiert der Sensor 2 nur auf langanhaltende Drehbewegungen, kurzzeitige Auslenkungen werden so ausgefiltert. Bei einer Drehbewegung der Kugel um eine horizontale Achse, die durch die Pfeilrichtungen angedeutet sind, verbindet die aus leitendem Material bestehende Kugel 10 entweder die Kontakte 6 und 8 oder die Kontakte 6 und 7 mit­ einander. Befindet sich der Sensor 2 in der horizontalen Grund­ stellung 3, so verbindet die Kugel 10 keine der Kontakte 6, 7, 8 miteinander.

In Fig. 3 ist eine weitere Möglichkeit für einen Sensor dargestellt. Der Sensor 2 besteht aus einem Gehäuse, auf dessen Grundplatte ein Permanentmagnet 20 angebracht ist. Auf diesem Permanentmagneten 20 befinden sich zwei in Differenzschal­ tung geschaltete Hall-Sensoren 24. Die Anschlüsse der Hall-Sen­ soren sind über Elektroden 22 nach außen geführt. Aus Übersicht­ lichkeitsgründen sind nur 2 der 4 Elektroden 22 dargestellt. Oberhalb der Hall-Sensoren befindet sich ein Hohlraum, innerhalb dessen sich eine frei bewegliche Kugel 21 aus magnetisch leiten­ dem Material befindet. Der Hohlraum ist wiederum vorzugsweise mit dämpfender Flüssigkeit gefüllt. Bei Bewegung des Sensors außerhalb der horizontalen Grundstellung kann sich die Kugel 21 gemäß den angedeuteten Richtungspfeilen bewegen. Dadurch wird das Magnetfeld im Inneren des Hohlraumes verändert und durch die in Differenzschaltung verschalteten Hall-Sensoren 24 ausgewer­ tet.

Die in Fig. 2 und 3 gezeigten Sensoren könnten selbstverständlich auch ein Pendel anstatt der Kugeln als kontaktgebendes Medium enthalten.

Fig. 4 zeigt zusätzlich eine Auswerteschaltung für den in Fig. 3 gezeigten Sensor 2. Je zwei Ausgänge der Hall- Sensoren sind miteinander verbunden. Die zweiten Ausgänge der Hall-Sensoren führen zu je einem Eingang eines Operationsverstär­ kers 27. Der vierte Ausgang des ersten Hall-Sensors führt zur positiven Spannungsversorgung 28 und der vierte Ausgang des zweiten Hall-Sensors zur negativen Spannungsversorgung 29. Zwi­ schen positiver Spannungsversorgungsklemme 28 und negativer Spannungsversorgungsklemme 29 befindet sich eine Reihenschaltung aus zwei Widerständen 25, 26. Die Reihenschaltung der Widerstän­ de 25, 26 ist mit einem Mittelabgriff versehen, die mit dem zwei­ ten Eingang des Operationsverstärkers 27 verbunden ist. Eine zweite Reihenschaltung aus zwei Widerständen 30, 31 zwischen der positiven und negativen Versorgungsspannungsklemme 28, 29 ist vorgesehen. Diese weist ebenfalls einen Mittelabgriff auf, der mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 27 und mit dem Ausgang 23 der Auswerteschaltung verbunden ist. Der Operationsverstärker 27 weist außerdem zwei Eingänge, die mit den Versorgungsspannungs­ klemmen 28, 29 verbunden sind, auf. Befindet sich die Kugel 21 in der Mitte, liegt also der Sensor waagerecht, heben sich die Hallspannungen beider Hallelemente, die durch den darunter lie­ genden Dauermagnet generiert werden auf und der Differenzver­ stärker gibt z. B. eine Mittelspannung ab. Bei Auslenkung wird eine entsprechende Differenzspannung erzeugt. Die Schaltung gemäß Fig. 4 kann derart dimensioniert werden, daß bei einer Bewegung der Kugel 21 in die eine Richtung am Ausgang 23 der Auswerteschaltung eine positive Spannung und bei Bewegung in die andere Richtung am Ausgang der Auswerteschaltung 23 eine negati­ ve Spannung entsteht. Befindet sich die Kugel in der Mitte der beiden Hall-Sensoren 24, so beträgt die Ausgangsspannung am Aus­ gang 23 der Auswerteschaltung gleich 0 Volt.

Vorteil eines Sensors 2 nach Fig. 3 ist, daß die Kugel 21 in Mittelstellung vom Permanentmagnet 20 am stärksten angezogen wird, so daß sich ein gewisses Nullmoment ergibt. Kleinste Un­ ebenheiten führen also nicht zu Ausschlägen.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Leuchtweitenrege­ lungsschaltung mit einem Sensor gemäß Fig. 2. Die Kontakte 6, 7, 8 des Sensors 2 sind mit Eingängen einer Ansteuerschaltung 16 ver­ bunden. Diese Ansteuerschaltung 16 kann z. B. eine Auswerteschal­ tung und einen Vollbrückenverstärker für den Stellmotor 4 ent­ halten. Die Ansteuerschaltung 16 weist zwei Versorgungsspannungs­ klemmen 11, 12 und zwei Ausgänge 13, 14 auf. Die Ausgänge 13, 14 sind mit den Anschlüssen des Stellmotors 4 verbunden.

Fig. 6 zeigt schematisch die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zur Leuchtweitenregelung. Der gefederte Karosserieteil ist mit 19 und der ungefederte Karosserieteil mit 17 bezeichnet. Ein weiterer zum ersten Sensor 2 identischer Sensor 18 ist an dem ungefederten Karosserieteil 17 angebracht. Dieser zeigt an, ob das Kraftfahrzeug sich auf ebenem oder unebenem Grund befindet.

Die in Fig. 7 gezeigte Leuchtweitenregelungsschaltung mit Weg­ steigungskompensation ist identisch mit der in Fig. 5 gezeigten mit dem Unterschied, daß die Auswerteschaltung 16 zwei zusätzli­ che Eingänge aufweist. Die beiden an den Seitenwänden des Sen­ sors 18 befindlichen Kontakte 7, 8 sind miteinander verbunden und führen zu dem ersten der weiteren Eingänge der Auswerteschal­ tung 16. Der an der Bodenplatte befindliche Kontakt 6 ist mit dem zweiten Kontakt der weiteren Eingänge verbunden.

Sobald eines der Kontaktpaare 6, 7 oder 6, 8 des zweiten Sensors 18 miteinander verbunden werden, so wird die Auswerteschaltung 16 blockiert und es erfolgt keinerlei Ausregelung der Lage der Scheinwerfer. Auf diese Weise werden Wegsteigungen auf einfache Weise kompensiert. Die Leuchtweitenregelung erfolgt also nur bei ebenem Untergrund und ungleicher Beladung. Wird nun beispiels­ weise das Fahrzeug auf schiefem Untergrund beladen, so erfolgt die Neueinstellung der Scheinwerfer erst während der Fahrt auf dem ersten ebenen Straßenstück. Dieser Nachteil kann sicher in Kauf genommen werden, wenn der Bereich der Einstellung zulässige Grenzwerte nicht überschreitet. Um total falsche Einstellungen auch auf kurzer Strecke zu vermeiden, wäre auch eine generelle Mittelstellung bei jedem Motorstart möglich.

Selbstverständlich kann man auch Waagensensoren auf induktiver Basis, mit induktiven Näherungsschaltern oder mit Lichtschran­ ken vorsehen. Die hohen Umgebungstemperaturen lassen jedoch z. Zt. die Hallelementelösung günstig erscheinen.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur automatischen Leuchtweitenregelung der Scheinwerfer in Kraftfahrzeugen, enthaltend:

• a) mindestens einen Scheinwerfer (1), der in einem unbeladenen Kraftfahrzeug auf ebener Strecke in einer horizontalen Grundstellung justiert vorgesehen und zu dieser horizontalen Grundstellung durch den Scheinwerfer (1) verstellende Mittel (4, 5) verstellbar ist,
• b) einen ersten Sensor (2), der die Mittel (4, 5) zum Einstellen der Leuchtweite des Schein­ werfers steuert, dadurch gekennzeichnet, daß
• c) der erste Sensor (2) mit dem Scheinwerfer (1) fest montiert ist und zusammen mit den Mitteln (4, 5) in Abhängigkeit von der Lage des Scheinwerfers (1) zur horizontalen Grundstellung (3) die Leuchtweite ausregelt,
• d) ein zweiter Sensor (18) vorgesehen ist, der an einem der ungefederten Karosserieteile (17) des Kraftfahrzeuges angebracht ist und der ein Signal erzeugt, das die Regelung der Leuchtweite des Scheinwerfers (1) blockiert, wenn sich das Kraftfahrzeug auf geneigtem Grund befindet.

2. Vorrichtung zur automatischen Leuchtweitenregelung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Sensoren (2, 18) drei Kontakte (6, 7, 8) aufweist und daß Mittel (10) vorgesehen sind, die bei Neigung des jeweiligen Sensors (2, 18) in einer Richtung zur Horizontalen (3) den ersten Kontakt (6) mit dem zweiten Kontakt (7) verbinden, bei Neigung des Sensors (2, 18) in die andere Richtung zur Horizontalen (3) den zweiten Kontakt (6, 8) mit dem dritten verbinden und bei ebener Stellung des Sen­ sors (2, 18) keine der drei Kontakte (6, 7, 8) miteinander verbin­ det.

3. Vorrichtung zur automatischen Leuchtweitenregelung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Sensoren (2, 18) zwei Hall-Elemente (24) in Differenzschaltung enthält, die sich innerhalb eines Magnetfeldes befinden und Mittel (21) vorgesehen sind, die bei Auslenkung des Sensors (2, 18) aus der horizontalen Grundstellung das Magnetfeld verändern, und daß den in Differenzschaltung geschalteten Hall-Elementen (24) eine Auswerteschaltung nachgeschaltet wird, die die Signale zum Re­ geln der Leuchtweite erzeugt.

4. Vorrichtung zur automatischen Leuchtweitenregelung nach An­ spruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (9) innerhalb eines Sensors (2, 18) vorgesehen sind, die die Auslenkbewegung der Mittel (10, 21) zum Verbinden der Kontakte dämpfen.