DE4122531C2 - Einrichtung zur Regelung der Leuchtweite von Scheinwerfern von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur Regelung der Leuchtweite von Scheinwerfern von Kraftfahrzeugen nach der Gattung des Anspruchs 1.

Eine solche Einrichtung ist durch die DE 23 33 983 A1 bekannt. Diese Einrichtung weist einen Ultraschallsensor auf, durch den der Abstand der Karosserie des Kraftfahrzeugs zur Fahrbahn erfaßt wird. Den Scheinwerfern sind Verstelleinrichtungen zugeordnet, durch die diese in ihrer Neigung verstellbar sind. Der Sensor bildet ein vom Abstand der Karosserie von der Fahrbahn, und damit vom Beladungszustand des Kraftfahrzeugs abhängiges Signal, das einer Auswerteeinrichtung zu­ geführt wird. In der Auswerteeinrichtung wird das Signal verarbei­ tet, und die Verstelleinrichtungen des Scheinwerfers werden von dieser so angesteuert, daß die Leuchtweite der Scheinwerfer bei jedem Beladungszustand des Kraftfahrzeugs konstant bleibt. Bei dieser bekannten Einrichtung wird dabei vorausgesetzt, daß die Scheinwerfer eine korrekte Grundeinstellung aufweisen, von der ausgehend die Einstellung bei Beladung des Kraftfahrzeugs korrigiert wird. Ist die Grundeinstellung der Scheinwerfer jedoch nicht kor­ rekt, so führt dies auch bei der Verstellung der Scheinwerfer bei Beladung des Kraftfahrzeugs zu einer Fehleinstellung.

Durch die DE 36 01 388 A1 ist eine Scheinwerferanlage für Kraft­ fahrzeuge bekannt, bei der eine optoelektronische Sensoreinrich­ tung vorgesehen ist, durch die eine Verkehrssituation vor dem Kraftfahrzeug in Form von einfallendem Licht erfaßt wird. Die Sensoreinrichtung ist mit einer Auswerteeinrichtung verbunden, in der die Signale der Sensoreinrichtung mit gespeicherten Para­ metern verglichen werden und abhängig davon ein Signal erzeugt wird, mit dem den Scheinwerfern zugeordnete Verstelleinrich­ tungen angesteuert werden. Durch die Verstelleinrichtungen kann die Lichtverteilung des von den Scheinwerfern ausgesandten Licht­ bündels verändert werden. Eine Änderung der Lichtverteilung soll abhängig von der erfaßten Verkehrssituation erfolgen, ohne nähere Angabe in welcher Weise die Lichtverteilung in Abhängig­ keit von der Verkehrssituation verändert wird. Durch die Sensor­ einrichtung wird einfallendes Licht unspezifiziert danach er­ faßt, woher dieses stammt, beispielsweise von den eigenen .Scheinwerfern des Kraftfahrzeugs, von Scheinwerfern entgegen­ kommender Kraftfahrzeuge oder von anderen Fremdlichtquellen wie Straßenbeleuchtung. Eine Regelung der Leuchtweite der Schein­ werfer ist bei dieser bekannten Scheinwerferanlage nicht vorgesehen.

Durch die DE 31 10 094 A1 ist darüberhinaus eine Einrichtung zur Regelung der Leuchtweite bekannt, bei der Sensoren vorgesehen sind, die die Belastung des Kraftfahrzeugs erfassen. Insofern bestehen bei dieser Einrichtung dieselben Nachteile wie bei der Einrichtung gemäß der eingehend erläuterten DE 23 33 983 A1.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Regelung der Leuchtweite von Scheinwerfern von Kraftfahrzeugen zu schaffen, bei der eine korrekte Grundeinstellung der Scheinwerfer nicht erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale gemäß Anspruch 1 gelöst, wobei durch die Sensoreinrichtung die durch die Scheinwerfer des Kraftfahrzeugs tatsächlich erzeugte Ausleuchtung der Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug erfaßt wird.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiter­ bildungen der Erfindung gekennzeichnet. Wie im Anspruch 6 gekenn­ zeichnet, kann die Einrichtung auch dynamisch eingesetzt werden, so daß während der Fahrt des Kraftfahrzeugs auftretende Änderungen aus­ geglichen werden können. Durch die den Bereich vor dem Kraftfahrzeug erfassenden Sensoren ist dabei eine schnelle Korrektur der Schein­ werfereinstellung möglich, im Gegensatz zu der beschriebenen bekann­ ten Einrichtung, bei der Fahrbahnunebenheiten und Änderungen der Fahrbahnführung erst erfaßt werden können, wenn das Kraftfahrzeug diese bereits erreicht hat.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur zeigt ein Kraftfahrzeug und die vor diesem liegende Fahrbahn in der Ansicht von oben.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Ein in der Figur dargestelltes Kraftfahrzeug weist an dessen Vorder­ seite zwei an der Karosserie befestigte Abblendlichtscheinwerfer 10 auf. Ferner sind an der Vorderseite des Kraftfahrzeugs zwei Verstelleinrichtungen 12, mittels derer die Neigung der Scheinwerfer verstellt werden kann, und zwei optoelektronische Sensoren 14 ange­ ordnet. Die Abblendlichtscheinwerfer 10 erzeugen im Betrieb ein Lichtbündel 16, das die vor dem Kraftfahrzeug liegende Fahrbahn aus­ leuchtet. Das Lichtbündel 16 weist eine für Abblendlichtscheinwerfer vorgeschriebene Hell-Dunkel-Grenze 20 auf, um eine Blendung entge­ genkommender Fahrzeuge zu vermeiden. Die Abblendlichtscheinwerfer können eine Gasentladungslampe oder eine Glühlampe als Lichtquelle aufweisen. Bei Beladung des Kraftfahrzeugs ändert sich die Neigung der Karosserie und der an dieser befestigten Abblendlichtscheinwer­ fer 10. Dabei ändert sich auch die Lage der Hell-Dunkel-Grenze 20, so daß eine Blendung des Gegenverkehrs auftritt. Zum Ausgleich die­ ser Neigungsänderung sind die Scheinwerfer 10 durch die Verstellein­ richtungen 12 verstellbar.

Die Verstelleinrichtungen 12 und die Sensoren 14 sind Teil einer Einrichtung zur Regelung der Leuchtweite der Scheinwerfer 10. Die Einrichtung weist außerdem eine Auswerteeinrichtung 22 auf, die mit den Sensoren 14 und den Verstelleinrichtungen 12 verbunden ist. Die Sensoren 14 können an der Karosserie des Kraftfahrzeugs feststehend angeordnet sein oder an den Scheinwerfern 10 angeordnet sein und somit die Verstellbewegung der Scheinwerfer mit ausführen. Außerdem kann auch ein einziger optoelektronischer Sensor 14 vorgesehen sein, der für beide Scheinwerfer 10 verwendet wird.

Die Sensoren 14 sind auf den von den Scheinwerfern 10 ausgeleuchte­ ten Bereich der Fahrbahn 18 vor dem Kraftfahrzeug sowie eventuell vor dem Kraftfahrzeug liegende Hindernisse gerichtet. Die Sensoren 14 registrieren die Ausleuchtung der Fahrbahn 18 in Form des von der Fahrbahn sowie den Hindernissen reflektierten Lichts der Scheinwer­ fer und bilden abhängig davon elektrische Signale, die der Auswerte­ einrichtung 22 zugeführt werden. Die Sensoren 14 können eine Abbildungsoptik aufweisen, durch die das einfallende Licht auf ein oder mehrere lichtempfindliche Elemente, beispielsweise Fotozellen, abgebildet wird. Jeder Bereich der Abbildungsoptik mit dem dazuge­ hörigen lichtempfindlichen Element ist einem bestimmten Bereich der Fahrbahn 18 zugeordnet. Die Auswertung der Ausleuchtung der Fahrbahn sowie der eventuell vorhandenen Hindernisse kann nach einem photome­ trischen Verfahren oder nach einem geometrischen Verfahren erfolgen.

Beim photometrischen Verfahren werden dabei die Ausleuchtungsver­ hältnisse, das heißt Lichtstärkewerte in einzelnen Bereichen des von den Sensoren erfassten Bereichs ermittelt. In der Figur sind die Ausleuchtungsverhältnisse anhand mehrerer Isoluxlinien 24, das heißt Linien gleicher Lichtstärke, dargestellt. In Abhängigkeit von den detektierten Ausleuchtungsverhältnissen in Form der Lichtstärkewerte in den verschiedenen Bereichen des erfassten Bereichs werden von den Sensoren 14 die Signale für jeden Bereich der Fahrbahn gebildet und der Auswerteeinrichtung 22 zugeführt. In der Auswerteeinrichtung 22 sind Soll-Ausleuchtungsverhältnisse in Form von Daten gespei­ chert, die unabhängig von der Beladung des Kraftfahrzeugs beibehalten werden sollten. In der Auswerteeinrichtung 22 werden die Signale der Sensoren 14, die die tatsächlichen Ist-Ausleuchtungsverhältnisse repräsentieren, mit den gespeicherten Daten für die Soll-Ausleuch­ tungsverhältnisse verglichen und abhängig von der Abweichung der Ist- von der Soll-Ausleuchtung Signale gebildet, durch die die Verstelleinrichtungen 12 angesteuert werden, um die Abweichung zu beseitigen.

Bei der Auswertung der Ausleuchtungssituation der Fahrbahn nach einem geometrischen Verfahren wird die Lage der Ausleuchtungsgrenze 20, das heißt der Hell-Dunkel-Grenze auf der Fahrbahn 18 ermittelt. Die Lage der Ausleuchtungsgrenze 20 kann dabei mittels der starken Abnahme der Lichtstärkewerte in deren Bereich festgestellt werden.

Die Sensoren 14 bilden wie beim photometrischen Verfahren Signale für jeden Bereich der Fahrbahn 18, die der Auswerteeinrichtung 22 zugeführt werden. In der Auswerteeinrichtung 22 ist die Soll-Lage der Ausleuchtungsgrenze 20 in Form von Daten gespeichert. In der Auswerteeinrichtung 22 werden die Signale der Sensoren 14 mit den gespeicherten Daten verglichen und somit die Abweichung der Ist-Lage von der Soll-Lage der Ausleuchtungsgrenze 20 festgestellt. Abhängig von der Abweichung werden die Verstelleinrichtungen 12 der Schein­ werfer 10 durch die Auswerteeinrichtung 22 so angesteuert, daß die Abweichung beseitigt wird.

Die vorstehend beschriebene Einrichtung zur Regelung der Leuchtweite kann in einer ersten Variante so eingesetzt werden, daß diese nur bei stehendem Kraftfahrzeug, also statisch, arbeitet. Die Einrich­ tung kann dabei durch Einschalten der Beleuchtung des Kraftfahrzeugs aktiviert werden. Die Überprüfung der Einstellung und die Einstel­ lung der Scheinwerfer kann wie nachstehend beschrieben erfolgen. Die Scheinwerfer 10 werden durch die Verstelleinrichtungen 12 ausgehend von einer Endstellung, also einer Stellung mit maximaler oder mini­ maler Neigung der Scheinwerfer, stufenweise zur anderen Endstellung bewegt. Diese Verstellung zur Überprüfung der Einstellung kann durch ein Prüfprogramm der Auswerteeinrichtung 22 bewirkt werden, durch das die Verstelleinrichtungen entsprechend angesteuert werden. Für jede Stellung der Scheinwerfer 10 wird durch die Sensoren 14 die Rückstrahlung des von den Scheinwerfern ausgesandten Lichts durch die Fahrbahn registriert und der Auswerteeinrichtung 22 zugeführt und dort gespeichert. Nach Durchlauf des gesamten Verstellbereichs der Scheinwerfer 10 wird in der Auswerteeinrichtung 22 durch Ver­ gleich der gespeicherten Ist-Ausleuchtungen für die einzelnen Stel­ lungen mit der gespeicherten Soll-Ausleuchtung die Stellung der Scheinwerfer 10 ermittelt, in der die Abweichung der Ist- von der Soll-Ausleuchtung am geringsten von allen Stellungen ist. Die Ver­ stelleinrichtungen 12 werden von der Auswerteeinrichtung 22 dann so angesteuert, daß die Scheinwerfer 10 in diese Stellung bewegt wer­ den. Die Verstelleinrichtungen sind über eine Rückkopplung mit der Auswerteeinrichtung verbunden, um die momentane Stellung der Schein­ werfer zu erfassen.

Eine andere Möglichkeit zur Überprüfung der Einstellung und zur Ein­ stellung der Scheinwerfer ist ein iteratives Verfahren. Die Schein­ werfer 10 werden dabei ausgehend von einer ersten Stellung durch die Verstelleinrichtungen 12 bewegt, die von der Auswerteeinrichtung 22 entsprechend angesteuert werden, in eine zweite Stellung bewegt, wo­ bei in beiden Stellungen die Ist-Ausleuchtung der Fahrbahn regi­ striert und in der Auswerteeinrichtung 22 gespeichert wird. In der Auswerteeinrichtung wird für beide Stellungen der Scheinwerfer die Abweichung der Ist- von der Soll-Ausleuchtung ermittelt und fest­ gestellt, ob die Abweichung von der ersten zur zweiten Stellung zu- oder abnimmt. Wird eine Abnahme der Abweichung festgestellt, so wird der Scheinwerfer in der gleichen Richtung weiterverstellt, bis eine Zunahme der Abweichung festgestellt wird, wobei dann in der letzten Stellung der Scheinwerfer, bevor eine Zunahme der Abweichung festgestellt wird, die Abweichung minimal ist und die Scheinwerfer optimal eingestellt sind. Wird von der ersten zur zweiten Stellung der Scheinwerfer eine Zunahme der Abweichung festgestellt so werden die Scheinwerfer in entgegengesetzter Richtung verstellt, bis wie vorstehend beschrieben, die optimale Einstellung der Scheinwerfer gefunden ist.

Es ist auch möglich die beiden vorstehend beschriebenen Verfahrens­ weisen zur Überprüfung der Einstellung und zur Einstellung der Scheinwerfer zuerst bei dem dem Gegenverkehr zugewandten Schein­ werfer, also bei Rechtsverkehr dem linken Scheinwerfer, durchzufüh­ ren und anschließend beim anderen, also rechten Scheinwerfer.

Bei einer zweiten Variante kann die Einrichtung zur Regelung der Leuchtweite so eingesetzt werden, daß diese auch bei fahrendem Kraftfahrzeug, das heißt dynamisch arbeitet. Hierbei erfolgt die Überprüfung der Einstellung und die Einstellung der Scheinwerfer vorzugsweise nach dem vorstehend beschriebenen iterativen Verfahren. Durch den Zustand der Fahrbahn und den Fahrbahnverlauf verursachte Ausleuchtungsänderungen während der Fahrt des Kraftfahrzeugs müssen dabei unberücksichtigt bleiben, was beispielsweise durch eine Unter­ drückung dieser Einflüsse durch eine geeignete elektronische Schal­ tung der Auswerteeinrichtung erreicht werden kann. Die optoelektro­ nischen Sensoren 14 können zusätzlich auch noch für andere Aufgaben verwendet werden, wie zum Beispiel zur Erkennung des Straßenrands oder ähnliches. Außerdem kann mit Hilfe der Sensoren 14 festgestellt werden, ob eine Umschaltung von Fernlicht auf Abblendlicht erforder­ lich ist und durch die Auswerteeinrichtung 22 kann diese Umschaltung automatisch bewirkt werden.

Claims (14)

1. Einrichtung zur Regelung der Leuchtweite von Scheinwerfern von Kraftfahrzeugen mit den Scheinwerfern (10) zugeordneten Verstellein­ richtungen (12) und mit wenigstens einem Sensor (14), der den Bela­ dungszustand des Kraftfahrzeugs zumindest mittelbar erfaßt und in Abhängigkeit davon Signale erzeugt, die einer Auswerteeinrichtung (22) zugeführt werden, in der die Signale des Sensors verarbeitet werden und durch die die Verstelleinrichtungen zur Konstanthaltung der Leuchtweite der Scheinwerfer angesteuert werden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der wenigstens eine Sensor (14) ein optoelektronischer Sensor ist, der eine Ausleuchtungssituation in Form des von der Fahrbahn (18) oder von vor dem Kraftfahrzeug liegenden Hindernissen reflektierten Lichts im von den Scheinwerfern (10) ausgeleuchteten Bereich vor dem Kraftfahrzeug erfaßt, daß in der Auswerteeinrichtung (22) Sollwerte der Ausleuchtungssituation in Form von Daten gespei­ chert sind und daß die Auswerteeinrichtung (22) durch Vergleich der Ist-Ausleuchtungssituation mit der Soll-Ausleuchtungssituation die Verstelleinrichtungen (12) ansteuert, bis die Ausleuchtung durch die Scheinwerfer zumindest annähernd der gespeicherten Soll-Ausleuchtung entspricht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sen­ sor (14) eine Vielzahl einzelner lichtempfindlicher Elemente auf­ weist, von denen jedes einen Teilbereich des von der Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug reflektierten Lichts erfaßt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Sensor (14) die Ausleuchtungsverhältnisse in Form der Licht­ stärkewerte in einzelnen Bereichen der Fahrbahn (18) im Vorfeld des Kraftfahrzeugs erfaßt werden und diese mit in der Auswerteeinrich­ tung (22) gespeicherten Soll-Ausleuchtungsverhältnissen für diese Bereiche der Fahrbahn (18) verglichen werden.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Sensor die Lage der Ausleuchtungsgrenze (20) im Bereich der Fahrbahn im Vorfeld des Kraftfahrzeugs erfaßt wird und diese mit einer in der Auswerteeinrichtung (22) gespeicherten Soll-Lage für die Ausleuchtungsgrenze (20) verglichen wird.

5. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß diese nur bei stehendem Fahrzeug wirksam ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß diese bei fahrendem Fahrzeug wirksam ist und im Fahr­ betrieb auftretende Änderungen der Ausleuchtung durch die Scheinwer­ fer erfaßt und ausgleicht.

7. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jedem Scheinwerfer (10) ein optoelektronischer Sensor (14) zugeordnet ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß nur ein optoelektronischer Sensor (14) für alle Scheinwerfer vorgesehen ist.

9. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Sensor (14) feststehend am Kraftfahrzeug ange­ ordnet ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sensor (14) die Verstellbewegung der Scheinwerfer (10) mit ausführt.

11. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zunächst die Einstellung des in Fahrtrichtung auf der Gegenverkehrseite liegenden Scheinwerfers (10) überprüft und gegebenenfalls korrigiert wird und anschließend die des auf der Seite der eigenen Richtungsfahrbahn liegenden Scheinwerfers.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einstellung der Scheinwerfer (10) gleichzeitig überprüft und gegebenenfalls korrigiert wird.

13. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Scheinwerfer (10) zunächst durch die Verstell­ einrichtung (12) bewirkt in mehreren Stufen zwischen zwei Endstel­ lungen verstellt werden, daß für jede Stellung die Ausleuchtungssi­ tuation vom Sensor (14) erfaßt und in der Auswerteeinrichtung (22) gespeichert wird, und daß die Scheinwerfer (10) durch die von der Auswerteeinrichtung (22) angesteuerten Verstelleinrichtungen (12) abschließend in die Stellung gebracht werden, in der die Ausleuch­ tung der Fahrbahn (18) mit der geringsten Abweichung aller Stellun­ gen der gespeicherten Soll-Ausleuchtung entspricht.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Scheinwerfer (10) durch die Verstelleinrichtungen (12) iterativ in die Stellung verstellt werden, in der die Ausleuch­ tung der Fahrbahn (18) mit der geringsten Abweichung der gespeicher­ ten Soll-Ausleuchtung entspricht, indem für jede Stellbewegung der Scheinwerfer (10) die vom Sensor (14) erfaßte Ausleuchtungssituation mit der gespeicherten Soll-Ausleuchtung verglichen wird, auf Zu- oder Abnahme der Abweichung von der Soll-Ausleuchtung und die Verstelleinrichtungen (12) durch die Auswerteeinrichtung (22) in der für eine Minimierung der Abweichung erforderlichen Richtung betrie­ ben werden.