DE19628405A1 - Vorrichtung und Schaltung zur Korrektur der Einstellung eines Scheinwerfers in Abhängigkeit von den Neigungsveränderungen der Fahrzeugkarosserie - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Vorrich­ tungen zur automatischen Korrektur der Höhenwinkel­ einstellung des oder der Scheinwerfer von Fahrzeugen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, in Abhängigkeit von der Neigungsveränderung der Fahrzeugkarosserie.

Nach dem Stand der Technik existieren zahlreiche Korrekturvorrichtungen. Sie umfassen in der Regel zwei Sensoren, die über eine Bestimmung des Abstands zwi­ schen der Fahrzeugkarosserie und der Fahrbahn in den Bereichen vor und hinter dem Fahrzeug die Erzeugung eines Neigungssignals ermöglichen, sowie Betätigungs­ mittel, die in Abhängkeit vom Wert dieses Signals die Einstellung der Scheinwerfer über Getriebemotoren oder ähnliche Vorrichtungen, die mit den Scheinwerfern verbunden sind, korrigieren.

Außerdem gibt es zwei Hauptarten von Korrekturen. Die erste, sogenannte statische Korrektur dient zur Ein­ stellung der Scheinwerfer in Abhängigkeit vom Belade­ zustand des Fahrzeugs. Diese automatische Korrektur ersetzt in der oberen Fahrzeugklasse die manuelle Korrektur durch den Fahrer.

Die sogenannte dynamische Korrektur hat die Aufgabe, die Neigungsänderungen der Fahrzeugkarosserie während der Fahrt zu korrigieren, insbesondere beim Bremsen, beim Beschleunigen, in Kurven usw.

Eine statische Korrektur soll naheliegenderweise vor­ übergehende störende Neigungsänderungen der Fahrzeug­ karosserie ausschalten, die beim Bremsen und beim Beschleunigen sowie in Kurven auftreten, oder wenn die Fahrbahn eine unebene Beschaffenheit aufweist (Schlag­ löcher, Bodenwellen usw.).

Um diese vorübergehenden Neigungsänderungen aus zu­ schalten, kann bekanntlich das Neigungssignal mit einer relativ langen Zeitkonstante gefiltert werden, die in der Regel länger als die längste der vorstehend beschriebenen Erscheinungen ist.

In der Praxis führen Situationen wie längere Beschleu­ nigungen, Kurvenfahrten im Kreisverkehr usw. zur Anwendung einer Zeitkonstante in einer Größenordnung von einer Minute.

Diese Zeitkonstante wirkt sich naheliegenderweise nachteilig auf die Effizienz der statischen automati­ schen Korrektur aus, vor allem beim Anfahren des Fahrzeugs mit schwerer Beladung.

Wenn somit mehrere Personen in das Fahrzeug steigen oder wenn das Fahrzeug schnell anfährt, vergeht fast eine Minute, bevor sich die Scheinwerfereinstellung an die neue Neigung der Fahrzeugkarosserie angepaßt hat, was natürlich unerwünscht ist.

Aus der EP 0 355 539 ist eine Vorrichtung bekannt, mit der die Zeitkonstante der auf das Neigungssignal angewandten Filterung im Verlauf der Fahrt des Fahr­ zeugs vergrößert werden kann. Für die Bestimmung dieser Zeitkonstante benutzt diese Vorrichtung Infor­ mationen, die vom Zündstromkreis des Motors, von der Beleuchtungsanlage des Fahrzeugs oder von einem Be­ schleunigungssignalgeber stammen, wodurch die Ver­ drahtung und der Aufbau der Vorrichtung entsprechend aufwendiger ausfallen. Außerdem ist nach der EP 0 355 539 die Zeitkonstante der Filterung des Neigungssi­ gnals lang, wenn das Fahrzeug steht und die Beschleu­ nigung gleich null ist. Für den Fall, daß sich mehrere Insassen im Fahrzeug befinden oder daß dieses schnell anfährt, erfolgt die Schnellkorrektur mit kurzer Zeitkonstante erst nach dem Anfahren des Fahrzeugs. Das bedeutet wiederum, daß das Fahrzeug zunächst mit einer schlecht angepaßten Scheinwerfereinstellung fährt.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, diese Nachteile auf einfache und wirtschaftliche Weise zu beseitigen.

Dazu schlägt die Erfindung nach einem ersten Aspekt eine Vorrichtung zur Korrektur der Einstellung wenig­ stens eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs, insbeson­ dere eines Kraftfahrzeugs, in Abhängigkeit von den Neigungsveränderungen der Fahrzeugkarosserie infolge von Laständerungen vor, wobei diese Vorrichtung Sen­ sormittel umfaßt, die ein momentanes Neigungssignal zur Neigung der Fahrzeugkarosserie liefern können, sowie Filtermittel mit langer Zeitkonstante, die ein gefiltertes Neigungssignal liefern können, Mittel zur Erstellung der Einstellungskorrektur in Abhängigkeit vom Wert des gefilterten Neigungssignals, und wenig­ stens ein Stellglied, das durch die Mittel zur Korrek­ turerstellung gesteuert wird und mit einem Scheinwer­ fer des Fahrzeugs verbunden ist, dadurch gekennzeich­ net, daß sie außerdem Erfassungsmittel umfaßt, um den Unbeweglichkeits- oder Beweglichkeitszustand des Fahrzeugs in Abhängigkeit vom Inhalt des momentanen Neigungssignals zu bestimmen, und Schaltvorrichtungen, um auf die Mittel zur Korrekturerstellung ein gefil­ tertes Neigungssignal mit einer kürzeren Filterzeit­ konstante als die besagte lange Zeitkonstante anzu­ wenden, wenn die Unbeweglichkeit des Fahrzeugs erfaßt wird.

Außerdem schlägt die Erfindung eine Schaltung zur Verarbeitung eines Neigungssignals vor, die für die Verwendung in einer Vorrichtung zur Korrektur der Einstellung wenigstens eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, in Abhängigkeit von den Neigungsveränderungen der Fahr­ zeugkarosserie infolge von Laständerungen bestimmt ist, wobei diese Schaltung Filtermittel mit langer Zeitkonstante umfaßt, die ein momentanes Neigungs­ signal empfangen und ein gefiltertes Neigungssignal liefern können, und Mittel zur Erstellung der Einstel­ lungskorrektur in Abhängigkeit vom Wert des gefilter­ ten Neigungssignals, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem Erfassungsmittel umfaßt, um den Beweglich­ keits- oder Unbeweglichkeitszustand des Fahrzeugs in Abhängigkeit vom Inhalt des momentanen Neigungssignals zu bestimmen, und Schaltmittel, um auf die Mittel zur Korrekturerstellung ein gefiltertes Neigungssignal mit einer kürzeren Zeitkonstante als die besagte lange Zeitkonstante anzuwenden, wenn die Unbeweglichkeit des Fahrzeugs erfaßt wird.

Bevorzugte, aber nicht einschränkende Aspekte der erfindungsgemäßen Vorrichtung und Schaltung werden nachstehend angeführt:

• - Die lange Zeitkonstante liegt in einer Größenordnung von einigen Dutzend Sekunden, während die kürzere Zeitkonstante in der Größenordnung von einigen Sekun­ den liegt.
• - Die Erfassungsmittel umfassen eine Schaltung zur Isolierung der Hochfrequenzkomponenten des momentanen Erfassungssignals, eine Schaltung zur Erstellung eines repräsentativen Signals für die Amplitude der besagten Hochfrequenzkomponenten und einen Schwellenwertver­ gleicher, der eingangsseitig das besagte Signal emp­ fängt, wobei die Schaltmittel durch den Ausgang des besagten Schwellenwertvergleichers gesteuert werden.
• - Die Schaltung zur Isolierung der Hochfrequenzkompo­ nenten des momentanen Neigungssignals umfaßt ein Filter mit kurzer Zeitkonstante und eine Differenzier­ schaltung, die an einem ersten Eingang das momentane Neigungssignal und an einem zweiten Eingang das mit der kurzen Zeitkonstante gefilterte Neigungssignal empfängt.
• - Das besagte mit einer kürzeren Filterzeitkonstante als die lange Zeitkonstante gefilterte Neigungssignal wird am Ausgang des Filters mit kurzer Zeitkonstante entnommen.

Weitere Merkmale, Zwecke und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich deutlicher aus der nachstehen­ den detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die als Beispiel ohne einschränkende Wirkung und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung angeführt wird, auf der die einzige Figur einen Übersichtsplan einer erfindungs­ gemäßen statischen automatischen Korrekturvorrichtung zeigt.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung wird eine Vorrich­ tung dargestellt, die zunächst zwei Sensoren 1a, 1b umfaßt, die beispielsweise mit der Vorder- und Hinter­ achse des Fahrzeugs verbunden sind, beispielsweise Längensensoren, die auf an sich bekannte Weise anhand der Differenz die Bestimmung der Neigung der Fahrzeug­ karosserie ermöglichen.

Dieses Neigungssignal wird in einer Schaltung zur Berechnung des Neigungswinkels 2 erzeugt, die ein­ gangsseitig die Signale der beiden Sensoren empfängt.

Das Neigungssignal wird an den Eingang eines ersten Tiefpaßfilters 3 angelegt, dessen Zeitkonstante kurz ist und typischerweise einige Sekunden beträgt. Das am Ausgang des Filters 3 gefilterte Signal wird an einen ersten Eingang "+" einer Schaltung 5 zur Differenzie­ rung und Erstellung eines Absolutwerts angelegt, deren anderer Eingang "-" direkt das von der Schaltung 2 kommende ungefilterte Neigungssignal empfängt.

Die Differenz zwischen dem ungefilterten Signal und dem gefilterten Signal besteht aus allen Signalkompo­ nenten, deren Entwicklungsgeschwindigkeit größer als ein vorgegebener Wert ist, wobei diese in einen Abso­ lutwert umgewandelte Differenz am Ausgang der Schal­ tung 5 geliefert wird und repräsentativ für das "Rau­ schen" des momentanen Neigungssignals ist.

Wie verständlich geworden sein dürfte, ist bei stehen­ dem Fahrzeug mit konstanter Beladung das Signal am Ausgang der Schaltung 5 gleich null oder praktisch gleich null, insoweit das Neigungssignal keine Hoch­ frequenzkomponente enthält.

Wenn das Fahrzeug dagegen fährt, entstehen bei Fahr­ bahnunebenheiten, beim Bremsen, beim Beschleunigen, in Kurven usw. schnelle Änderungen des momentanen Nei­ gungssignals, die das Signal am Ausgang der Schaltung 5 bilden.

Dieses Signal wird durch eine Filterschaltung 6 erneut gefiltert, die vorzugsweise in etwa die gleiche Zeit­ konstante wie das Filter 3 besitzt, um so ein mittle­ res Rauschsignal zu erzeugen, das gleich null bzw. sehr niedrig ist, wenn das Fahrzeug nicht fährt, und das aus den vorgenannten Gründen deutlich höher aus­ fällt, wenn das Fahrzeug fährt.

Die Schaltung 7 ist ein Schwellenwertvergleicher, der das Ausgangssignal des Filters 6 empfängt und dessen Ausgang einen gesteuerten Schalter 8 ansteuert.

Dieser Schalter ist geöffnet, solange das mittlere Rauschsignal über dem Schwellenwert liegt, während er geschlossen ist, wenn das mittlere Rauschsignal unter dem Schwellenwert liegt.

Dieser Schalter 8 ist zwischen dem Ausgang der Filter­ schaltung 3 und einem Eingang einer Hauptkorrektur­ schaltung 4 angeordnet, die außerdem von der Rechen­ schaltung 2 an einem anderen Eingang das momentane Neigungssignal empfängt.

Die Schaltung 4 besteht hauptsächlich aus einem Filter mit langer Zeitkonstante, typischerweise in einer Größenordnung von mehreren Dutzend Sekunden (gegebe­ nenfalls bis zu einer Minute), das ein gefiltertes Neigungssignal erarbeitet, das an seinem Ausgang an den Eingang einer Schaltung 9 zur Berechnung der Korrektur für die Scheinwerfereinstellung angelegt wird.

Diese Schaltung 9 legt die entsprechenden Signale an zwei Stellglieder 10a, 10b an, beispielsweise an Getriebemotoren, die mit dem linken und dem rechten Scheinwerfer des Fahrzeugs verbunden sind.

Die Funktionsweise der vorstehend beschriebenen Schal­ tung läßt sich wie folgt zusammenfassen: Wenn das Fahrzeug fährt, ist ein hohes mittleres Rauchsignal im Neigungssignal vorhanden, so daß der Schwellenwert­ vergleicher 7 den angesteuerten Schalter 8 geöffnet hält, wobei das momentane Neigungssignal durch die Rechenschaltung 2 an die Schaltung 4 übertragen wird, um eine statische Neigungskorrektur mit einer Zeit­ konstante durchzuführen, die typischerweise in einer Größenordnung von mehreren Dutzend Sekunden oder einer Minute liegt.

Wenn das Fahrzeug anhält, verschwindet das Rauschen des Neigungssignals, und der Schwellenwertvergleicher 7 bewirkt das Schließen des Schalters 8. In diesem Falle wird der Neigungswert am Ausgang der Schaltung 4 auf den Wert gesetzt, der über den Schalter 8 an diese Schaltung angelegt wird, wobei es sich um einen mit kurzer Zeitkonstante gefilterten Neigungswert handelt, um so die Scheinwerfereinstellung schnell auf diesen gesetzten Neigungswert zu regeln, deren Neigungs­ änderungen nur durch eine Veränderung der Beladung des Fahrzeugs verursacht werden.

Wenn das Fahrzeug wieder anfährt, sind die Schein­ werfer daher korrekt eingestellt. Das Rauschen tritt dann wieder im Neigungssignal auf, und der Schwellen­ wertvergleicher öffnet den Schalter 8, um die Korrek­ tur erneut auf der Grundlage des momentanen Neigungs­ signals vorzunehmen, das durch die Schaltung 2 mit langer Zeitkonstante geliefert wird.

Dabei ist zu beachten, daß das mittlere Rauschsignal am Ende der Schaltung 6 ebenfalls an die Schaltung 4 angelegt wird. Dieses Signal kann dabei durch die Schaltung 4 ausgewertet werden, wenn diese eine wei­ tergehende Verarbeitung des momentanen Neigungssignals durchführt.

Dank dieser Schaltung fährt das Fahrzeug daher mit einer sachgerechten Neigungskorrektur wieder an, woraufhin die statische Korrektur anhand der Schaltung 4 normal erfolgt.

Die in der Figur dargestellten Schaltungen können konkret nach verschiedenen Techniken ausgeführt wer­ den, insbesondere durch Analogschaltungen, durch Digitalschaltungen mit verdrahteter Logik oder durch einen Mikroprozessor, der mit Speichern und Ein-/Aus­ gangsschaltungen verbunden ist.

Die vorliegende Erfindung ist natürlich keineswegs auf die beschriebene und dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern der Fachmann kann daran jede dem Erfindungsgedanken entsprechende Variante oder Ände­ rung vornehmen.

Sie gilt insbesondere nicht nur für Personenkraft­ wagen, sondern auch für Zweiradfahrzeuge usw.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Korrektur der Einstellung wenig­ stens eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs, insbeson­ dere eines Kraftfahrzeugs, in Abhängigkeit von den Neigungsveränderungen der Fahrzeugkarosserie infolge von Laständerungen, wobei diese Vorrichtung Sensor­ mittel (1a, 1b, 2) umfaßt, die ein momentanes Nei­ gungssignal zur Neigung der Fahrzeugkarosserie liefern können, sowie Filtermittel mit langer Zeitkonstante (4), die ein gefiltertes Neigungssignal liefern kön­ nen, Mittel (9) zur Erstellung der Einstellungskorrek­ tur in Abhängigkeit vom Wert des gefilterten Neigungs­ signals, und wenigstens ein Stellglied (10a, 10b), das durch die Mittel zur Korrekturerstellung gesteuert wird und mit einem Scheinwerfer des Fahrzeugs verbun­ den ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem Erfassungsmittel (3, 5; 6; 7) umfaßt, um den Unbeweglichkeits- oder Beweglichkeitszustand des Fahrzeugs in Abhängigkeit vom Inhalt des momen­ tanen Neigungssignals zu bestimmen, und Schaltvor­ richtungen (8), um auf die Mittel (9) zur Korrektur­ erstellung ein gefiltertes Neigungssignal mit einer kürzeren Filterzeitkonstante als die besagte lange Zeitkonstante anzuwenden, wenn die Unbeweglichkeit des Fahrzeugs erfaßt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die lange Zeitkonstante in einer Größenordnung von einigen Dutzend Sekunden liegt, während die kürzere Zeitkonstante in der Grö­ ßenordnung von einigen Sekunden liegt.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Erfassungsmittel eine Schaltung (3, 5) zur Isolierung der Hochfrequenzkomponenten des momentanen Erfassungs­ signals, eine Schaltung (5, 6) zur Erstellung eines repräsentativen Signals für die Amplitude der besagten Hochfrequenzkomponenten und einen Schwellenwertver­ gleicher (7) umfassen, der eingangsseitig das besagte Signal empfängt, und daß die Schaltmittel (8) durch den Ausgang des besagten Schwellenwertvergleichers gesteuert werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schaltung zur Iso­ lierung der Hochfrequenzkomponenten des momentanen Neigungssignals ein Filter (3) mit kurzer Zeitkonstan­ te und eine Differenzierschaltung (5) umfaßt, die an einem ersten Eingang das momentane Neigungssignal und an einem zweiten Eingang das mit der kurzen Zeitkon­ stante gefilterte Neigungssignal empfängt.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2, 3 und 4 in Kombination, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte mit einer kürzeren Filter­ zeitkonstante als die lange Zeitkonstante gefilterte Neigungssignal am Ausgang des Filters (3) mit kurzer Zeitkonstante entnommen wird.

6. Schaltung zur Verarbeitung eines Neigungssignals, die für die Verwendung in einer Vorrichtung zur Kor­ rektur der Einstellung wenigstens eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, in Abhängigkeit von den Neigungsveränderungen der Fahr­ zeugkarosserie infolge von Laständerungen bestimmt ist, wobei diese Schaltung Filtermittel (4) mit langer Zeitkonstante umfaßt, die ein momentanes Neigungs­ signal empfangen und ein gefiltertes Neigungssignal liefern können, und Mittel (9) zur Erstellung der Einstellungskorrektur in Abhängigkeit vom Wert des gefilterten Neigungssignals, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie außerdem Erfassungs­ mittel (3, 5, 6, 7) umfaßt, um den Beweglichkeits- oder Unbeweglichkeitszustand des Fahrzeugs in Abhän­ gigkeit vom Inhalt des momentanen Neigungssignals zu bestimmen, und Schaltmittel (8), um auf die Mittel zur Korrekturerstellung ein gefiltertes Neigungssignal mit einer kürzeren Zeitkonstante als die besagte lange Zeitkonstante anzuwenden, wenn die Unbeweglichkeit des Fahrzeugs erfaßt wird.

7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die lange Zeitkonstante in einer Größenordnung von einigen Dutzend Sekunden liegt, während die kürzere Zeitkonstante in der Grö­ ßenordnung von einigen Sekunden liegt.

8. Schaltung nach einem der Ansprüche 6 und 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Erfassungsmittel eine Schaltung (3, 5) zur Isolierung der Hochfrequenzkomponenten des momentanen Erfassungs­ signals, eine Schaltung (5, 6) zur Erstellung eines repräsentativen Signals für die Amplitude der besagten Hochfrequenzkomponenten und einen Schwellenwertver­ gleicher (7) umfassen, der eingangsseitig das besagte Signal empfängt, und daß die Schaltmittel (8) durch den Ausgang des besagten Schwellenwertvergleichers gesteuert werden.

9. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schaltung zur Iso­ lierung der Hochfrequenzkomponenten des momentanen Neigungssignals ein Filter (3) mit kurzer Zeitkonstan­ te und eine Differenzierschaltung (5) umfaßt, die an einem ersten Eingang das momentane Neigungssignal und an einem zweiten Eingang das mit der kurzen Zeitkon­ stante gefilterte Neigungssignal empfängt.

10. Schaltung nach den Ansprüchen 7, 8 und 9 in Kombi­ nation, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte mit einer kürzeren Filterzeitkonstante als die lange Zeitkonstante gefilterte Neigungssignal am Ausgang des Filters (3) mit kurzer Zeitkonstante entnommen wird.