-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Leuchtweitenregulierung einer Frontscheinwerfereinrichtung eines Fahrzeuges.
-
Ein an einem Fahrzeug angeordneter Frontscheinwerfer dient zur Ausleuchtung eines vor dem Fahrzeug befindlichen Bereiches der Fahrzeugumgebung.
-
Eine Frontscheinwerfereinrichtung eines Fahrzeuges kann einen Frontscheinwerfer umfassen, z. B. bei einem Motorrad, oder auch mehrere derartige Frontscheinwerfer umfassen, z. B. bei PKWs und LKWs ein Paar von Frontscheinwerfern.
-
Zumeist, etwa in einem für herkömmliche Straßenkraftfahrzeuge (z. B. PKW, LKW, Motorrad) vorgesehenen Betriebsmodus „Abblendlicht“ sollte eine Frontscheinwerfereinrichtung eine Lichtabstrahlung sicherstellen, die für eine optimale Ausleuchtung des vor dem Fahrzeug befindlichen Bereiches sorgt, ohne hierbei z. B. vorausfahrende oder entgegenkommende Verkehrsteilnehmer zu blenden.
-
Um dies zu bewerkstelligen, sind derartige Fahrzeuge üblicherweise mit Mitteln zur Leuchtweitenregulierung ausgestattet, mit denen ein die Leuchtweite beeinflussender Abstrahlungswinkel zwischen der Lichtabstrahlung (z. B. Hauptabstrahlungsrichtung, oder z. B. obere Begrenzung) und dem Fahrzeug (z. B. Längsachse des Fahrzeuges) verstellt werden kann.
-
Zu bedenken ist hierbei, dass beispielsweise in Abhängigkeit von einer Beladung eines Fahrzeuges sich ein Nickwinkel (Längsneigungswinkel) des Fahrzeuges ändern kann, was ohne Leuchtweitenregulierung zu einer unerwünschten Änderung der Lichtabstrahlung der Frontscheinwerfereinrichtung bezüglich der Fahrzeugumgebung führt.
-
Vorteilhaft kann mittels einer Leuchtweitenregulierung die Lichtabstrahlung der Scheinwerfereinrichtung an den Nickwinkel des Fahrzeuges angepasst werden, etwa durch Einstellung des besagten Abstrahlungswinkels.
-
Bei herkömmlichen Kraftfahrzeugen ist hierfür in der Regel z. B. zumindest eine manuelle Leuchtweitenregulierung vorgesehen, bei der ein Benutzer des Fahrzeuges durch eine manuelle Bedienhandlung die Abstrahlungsrichtung der Frontscheinwerfer relativ zum Fahrzeug (Fahrzeugchassis) einstellen kann, um damit z. B. beladungsbedingte Änderungen des Nickwinkels ausgleichen zu können.
-
Bei modernen Kraftfahrzeugen werden oftmals auch automatische Systeme zur Leuchtweitenregulierung eingesetzt. Eine automatische Leuchtweitenregulierung macht manuelle Bedienhandlungen des Benutzers zur Leuchtweitenregulierung vorteilhaft entbehrlich.
-
Aus dem Stand der Technik von Kraftfahrzeugen ist beispielsweise ein Verfahren zur automatischen Leuchtweitenregulierung bekannt, bei welchem der Nickwinkel des Fahrzeuges ermittelt und die Lichtabstrahlung von Frontscheinwerfern basierend auf dem ermittelten Nickwinkel eingestellt wird, wobei ein oder zwei Höhenstandssensoren im Bereich von Fahrzeugachsen des Fahrzeuges eingesetzt werden, um aus den damit erhaltenen Sensorsignalen den Nickwinkel zu ermitteln. Derartige Höhenstandsensoren stellen jedoch einen erheblichen Kostenaufwand dar und tragen auch im Hinblick auf deren Verkabelung zu einem erhöhten Fahrzeuggewicht bei.
-
Ferner ist bereits ein Verfahren bekannt, bei welchem mit einem am Fahrzeug angeordneten Beschleunigungssensor der Nickwinkel des Fahrzeuges ermittelt und zur Anpassung der Lichtabstrahlung der Frontscheinwerfereinrichtung verwendet wird, wobei mit einem mathematischen Algorithmus die Einflüsse der Erdbeschleunigung und der Fahrzeugbeschleunigung auf das Sensorsignal berücksichtigt werden. Diese Lösung gestattet in der Praxis prinzipiell jedoch keine besonders genaue Ermittlung des Nickwinkels, was damit zusammenhängt, dass Fahrzeuge sich nicht stets auf einem perfekt horizontal (waagrecht) orientierten Untergrund befinden.
-
Aus der
DE 10 2017 207 559 A1 ist ein Verfahren zur automatischen Leuchtweitenregulierung einer Frontscheinwerfereinrichtung eines Fahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
-
Aus der
DE 103 56 402 A1 ist ein Verfahren bekannt zur Bestimmung der Absolutposition von einem beweglichen Bauteil innerhalb eines Fahrwerks, umfassend mindestens einen ersten Beschleunigungssensor zur Erfassung eines Beschleunigungssignals eines Fahrzeugaufbaus, einen Beschleunigungssensors zur Erfassung eines Beschleunigungssignals eines radseitigen Achsteils, wobei die beiden - der Fahrzeugaufbau und das radseitige Achsteil - eine Relativbewegung zueinander ausführen und das radseitige Beschleunigungssignal und das fahrzeugaufbauseitige Beschleunigungssignal jeweils zweifach zu einem Wegsignal integriert werden, wobei die Differenz der beiden Wegsignale zu einem Zeitpunkt to als Abstandsmaß abgespeichert und zum Zeitpunkt t
1 eine weitere Differenz der Wegsignale für ein neues Abstandsmaß ermittelt wird, wobei bei der Relativbewegung zwischen dem radseitigen Achsteil und dem Fahrzeugaufbau bei Erreichen einer Referenzstellung des radseitigen Achsteils zum Fahrzeugaufbau ein Schaltsignal vorliegt, das als Referenzsignal für die Differenzbildung verwendet wird.
-
Aus der
DE 10 2006 037 428 A1 ist eine Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug bekannt, der eine Sensoreinheit zugeordnet ist. Die Sensoreinheit weist wenigstens einen Dehnungssensor und wenigstens einen Beschleunigungssensor auf.
-
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuartigen Weg zur automatischen Leuchtweitenregulierung einer Frontscheinwerfereinrichtung eines Fahrzeuges aufzuzeigen.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 bzw. eine Vorrichtung nach Anspruch 8 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur automatischen Leuchtweitenregulierung ist wesentlich, dass mit (wenigstens) einem am Fahrzeug in einer im Wesentlichen festen Orientierung relativ zum Untergrund des Fahrzeuges angeordneten ersten Beschleunigungssensor und mit einem am Fahrzeug in einer festen Orientierung relativ zur Frontscheinwerfereinrichtung des Fahrzeuges angeordneten zweiten Beschleunigungssensor jeweils zumindest die Richtung einer am Ort des jeweiligen Beschleunigungssensors vorliegenden Beschleunigung gemessen wird, und dass der Nickwinkel basierend auf den mit den ersten und zweiten Beschleunigungssensoren gemessenen Richtungen der Beschleunigungen ermittelt wird.
-
Basierend auf dem in dieser Weise ermittelten Nickwinkel des Fahrzeuges wird die Lichtabstrahlung der Frontscheinwerfereinrichtung des Fahrzeuges eingestellt. Die Frontscheinwerfereinrichtung kann hierbei einen oder mehrere Frontscheinwerfer umfassen.
-
Bei der erfindungsgemäßen Leuchtweitenregulierung kann die Einstellung der Lichtabstrahlung basierend auf dem ermittelten Nickwinkel zweckmäßigerweise so vorgesehen sein, dass bei einer Änderung des Nickwinkels des Fahrzeuges eine betragsmäßig gleiche Änderung eines Abstrahlungswinkels der Frontscheinwerfereinrichtung angesteuert wird (um die Wirkung der Nickwinkeländerung zu kompensieren).
-
Der Abstrahlungswinkel kann hierbei z. B. als ein Winkel zwischen einerseits einer Abstrahlungsrichtung der Lichtabstrahlung (z. B. Hauptabstrahlungsrichtung, Richtung einer oberen Begrenzung eines Lichtkegels, etc.) und andererseits einer Richtung (Orientierung) definiert werden kann, die durch die Frontscheinwerfereinrichtung selbst (z. B. ein Gehäuse derselben) oder ein die Frontscheinwerfereinrichtung aufweisendes Fahrzeugchassis vorgegebenen wird.
-
Für das Ermitteln des Nickwinkels basierend auf den mit den ersten und zweiten Beschleunigungssensoren gemessenen Richtungen der Beschleunigungen kann als Nickwinkel in einfacher Weise eine Winkeldifferenz zwischen den gemessenen Richtungen gebildet werden.
-
Die im Wesentlichen feste Orientierung des ersten Beschleunigungssensors relativ zum Untergrund des Fahrzeuges kann dadurch realisiert werden, dass bei dem Verfahren ein erster Beschleunigungssensor verwendet wird, der z. B. an einer Komponente eines nichtgefederten Teils eines Fahrgestells des Fahrzeuges angeordnet ist.
-
Die feste Orientierung des zweiten Beschleunigungssensors relativ zur Frontscheinwerfereinrichtung des Fahrzeuges kann dadurch realisiert werden, dass bei dem Verfahren ein zweiter Beschleunigungssensor verwendet wird, der z. B. an einer Komponente eines gefederten Teils des Fahrzeuges, insbesondere z. B. an einer Komponente einer Tragstruktur des Fahrzeuges (z. B. „Rahmen“)oder an einer Komponente eines Fahrzeugchassis (umgebend einen Innenraum des Fahrzeuges) angeordnet ist.
-
Typischerweise sind Fahrzeuge mit einer Federeinrichtung bzw. Federdämpfungseinrichtung ausgestattet („Fahrzeugfederung“, z. B. bewegliche Radaufhängungen in Verbindung mit Federn und Schwingungs- bzw. Stoßdämpfern), wobei die Federeinrichtung funktional zwischen Drehlagereinrichtungen zur Drehlagerung der Fahrzeugräder (Radaufhängungen) und einem Fahrzeugchassis bzw. einer das Fahrzeugchassis tragenden Tragstruktur des Fahrzeuges angeordnet sind bzw. wirken, um zwecks Federung des Fahrzeugchassis (gedämpfte) vertikale Relativbewegungen zwischen den Fahrzeugrädern und dem Fahrzeugchassis zu ermöglichen. Derartige Relativbewegungen sind hierbei abhängig vom Beladungszustand und dem fahrdynamischen Zustand des Fahrzeuges.
-
Der erste Beschleunigungssensor kann demnach an einer Stelle des Fahrzeuges angeordnet werden, die sich bezüglich der Federeinrichtung des Fahrzeuges funktional betrachtet seitens der Drehlagereinrichtungen für die Fahrzeugräder befindet, wohingegen der zweite Beschleunigungssensor an einer Stelle des Fahrzeuges angeordnet werden kann, die sich funktional betrachtet seitens des Fahrzeugchassis (und somit der Frontscheinwerfereinrichtung) befindet.
-
Eine luftgefüllte Bereifung des Fahrzeuges gestattet abhängig vom Beladungszustand und dem fahrdynamischen Zustand des Fahrzeuges eine gewisse Vertikalbewegung auch des betreffenden nichtgefederten Teils des Fahrgestells, was im Hinblick auf das Vorhandensein einer Mehrzahl von Rädern auch eine gewisse Variabilität der Orientierung nichtgefederter Teile des Fahrgestells bezüglich einer Orientierung des Untergrundes bedeutet.
-
Eine damit verbundene Variabilität der Orientierung des (wenigstens einen) ersten Beschleunigungssensors relativ zum Untergrund kann im Rahmen der Erfindung jedoch beim Ermitteln des Nickwinkels mitberücksichtigt werden.
-
Diese Mitberücksichtigung wird dadurch bewerkstelligt, dass für die Fahrzeugräder ein jeweiliger „vertikaler Reifeneinfederungszustand“ (z. B. ein Parameter, der repräsentativ für einen vertikalen Abstand der Radachse vom Untergrund ist) ermittelt wird und aus der Gesamtheit der ermittelten Reifeneinfederungszustände ein Korrekturparameter zur Korrektur der von dem ersten Beschleunigungssensor gemessenen Richtung (bzw. im Falle mehrerer erster Beschleunigungssensoren mehrere Korrekturparameter zur jeweiligen Korrektur der von den mehreren ersten Beschleunigungsparametern gemessenen Richtungen) berechnet und beim Ermitteln des Nickwinkels mitberücksichtigt wird (bzw. werden).
-
Das Ermitteln der Reifeneinfederungszustände kann z. B. basierend auf Daten erfolgen, die von in den Fahrzeugrädern montierten elektronischen Reifensensormodulen (eines Reifenüberwachungssystems des Fahrzeuges) geliefert oder daraus gewonnen werden. In dieser Hinsicht kann vorteilhaft auf Stand der Technik betreffend Reifenüberwachungssysteme zurückgegriffen werden. Derartige Reifenüberwachungssysteme können z. B. Daten liefern, welche repräsentativ für die jeweiligen Reifendrucke, Radlasten, Reifenaufstandsflächen etc. sind, so dass z. B. anhand einer entsprechenden Modellierung daraus auch die besagten Reifeneinfederungszustände berechenbar sind.
-
Alternativ oder zusätzlich kann die Ermittlung der Reifeneinfederungszustände basierend auf Daten erfolgen, die von anderen Einrichtungen (z. B. ABS-Einrichtung, ESP-Einrichtung etc.) geliefert werden und repräsentativ für einen fahrdynamischen Zustand des Fahrzeuges sind (z. B. Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeuglängsbeschleunigung, Fahrzeugquerbeschleunigung etc.).
-
Aus den Daten können die Reifeneinfederungszustände z. B. unter Verwendung eines mathematischen Modells berechnet werden.
-
In einer Ausführungsform wird das Ermitteln des Nickwinkels und das Einstellen der Lichtabstrahlung während eines Stillstands des Fahrzeuges durchgeführt.
-
Beispielsweise kann das Ermitteln des Nickwinkels und das Einstellen der Lichtabstrahlung zumindest bei jedem Betriebsstart des Fahrzeuges erfolgen, wobei im Rahmen der Erfindung der Betriebsstart z. B. in Folge einer Entriegelung eines Verschlusssystems (z. B. „Zentralverriegelung“) oder in Folge eines Einschaltens einer „Zündung“ (im Falle einer Brennkraftmaschine) bzw. eines Einschaltens eines Hybridantriebssystems angenommen werden kann.
-
Alternativ oder zusätzlich kann bei der Erfindung auch vorgesehen sein, dass das Ermitteln des Nickwinkels und das Einstellen der Lichtabstrahlung während einer Fahrt des Fahrzeuges durchgeführt werden.
-
Damit kann insbesondere eine „dynamische Leuchtweitenregulierung“ bewerkstelligt werden, mittels welcher vorteilhaft auch Veränderungen des Nickwinkels ausgeglichen werden können, wie sie während der Fahrt z. B. beim Bremsen oder Beschleunigen des Fahrzeuges auftreten können.
-
Falls das Verfahren das Einstellen der Lichtabstrahlung (auch) während der Fahrt des Fahrzeuges vorsieht, so kann dies gemäß einer Weiterbildung unter Mitberücksichtigung einer momentanen Fahrzeuglängsbeschleunigung durchgeführt werden.
-
Insbesondere hochdynamische Veränderungen des Nickwinkels, die durch eine Fahrzeuglängsbeschleunigung (positiv oder negativ) bzw. Änderungen der Fahrzeuglängsbeschleunigung hervorgerufen werden, können damit bei der Leuchtweitenregulierung rascher und präziser ausgeglichen werden.
-
Die Mitberücksichtigung der momentanen Fahrzeuglängsbeschleunigung kann z. B. basierend auf einem mathematischen Modell erfolgen, welches die Charakteristik einer Federeinrichtung des Fahrzeuges und/oder eine Abhängigkeit der Nickbewegung (zeitliche Änderung des Nickwinkels) des Fahrzeuges von der Fahrzeuglängsbeschleunigung beschreibt.
-
Eine Information über die Fahrzeuglängsbeschleunigung kann gegebenenfalls aus ohnehin im Fahrzeug bereits integrierten und eine derartige Information liefernden Einrichtungen, wie z. B. aus einer ABS-Einrichtung oder einer ESP-Einrichtung, gewonnen werden.
-
Alternativ oder zusätzlich kann für eine Ermittlung der Fahrzeuglängsbeschleunigung im Rahmen der Erfindung auch der erste Beschleunigungssensor und/oder der zweite Beschleunigungssensor verwendet werden.
-
Insbesondere im Hinblick auf diese letztere Weiterbildung ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass mit dem ersten Beschleunigungssensor und/oder dem zweiten Beschleunigungssensor ferner der Betrag der jeweiligen Beschleunigung gemessen wird (zusätzlich zur Richtung der Beschleunigung).
-
Diese Maßnahme besitzt z. B. den Vorteil, dass anhand der vom Beschleunigungssensor gelieferten Information (insbesondere Betrag der jeweiligen Beschleunigung) das Vorliegen einer „fahrdynamisch“ (durch den Fahrzeugantrieb) bedingten Fahrzeuglängsbeschleunigung im Gegensatz zu einer durch eine „Fahrzeugneigung“ (infolge einer Neigung des Untergrundes) bedingten „scheinbaren“ Fahrzeuglängsbeschleunigung erkennbar wird. Dies deshalb, weil bei einem unbeschleunigt fahrenden Fahrzeug eine etwaige Neigung des Untergrundes zwar die gemessene Richtung der Erdbeschleunigung (bezüglich der Anordnungsorientierung des Beschleunigungssensors) verändert, nicht jedoch den Betrag dieser Beschleunigung (typisch 9,81 m/s2). Bei Vorliegen einer fahrdynamischen Fahrzeuglängsbeschleunigung (positiv oder negativ) vergrößert sich jedoch der vom Beschleunigungssensor gemessene Betrag der Beschleunigung über den Betrag der reinen Erdbeschleunigung hinaus.
-
Die Mitberücksichtigung einer momentanen Fahrzeuglängsbeschleunigung beim Einstellen der Lichtabstrahlung kann insbesondere zum Prognostizieren einer Veränderung des Nickwinkels genutzt werden, z. B. um eine Anpassung der Lichtabstrahlung der Frontscheinwerfereinrichtung bereits einzuleiten, noch bevor (durch Federdämpfungseigenschaften der Federeinrichtung des Fahrzeuges verzögert) der Nickwinkel sich tatsächlich verändert.
-
Die bei der Erfindung vorgesehene Anordnung des zweiten Beschleunigungssensors in einer festen Orientierung relativ zur Frontscheinwerfereinrichtung des Fahrzeuges ist unproblematisch z. B. dadurch zu bewerkstelligen, dass der Beschleunigungssensor im Bereich einer Gehäusestruktur der Frontscheinwerfereinrichtung oder aber an irgendeiner anderen Stelle der gefederten Fahrzeugstruktur (z. B. Fahrzeugchassis oder Tragstruktur hierfür) angeordnet wird, an welcher wiederum die Frontscheinwerfereinrichtung befestigt ist.
-
Gegebenenfalls kann bei der Erfindung vorteilhaft ein ohnehin im Fahrzeug verbauter Beschleunigungssensor als der zweite Beschleunigungssensor im Sinne der Erfindung verwendet bzw. mitverwendet werden.
-
Zu denken ist hierbei z. B. an bestehende Beschleunigungssensoren in elektronischen Steuergeräten (z. B. ESP-Steuergerät, Steuergerät eines Reifen(druck)überwachungssystems etc.).
-
Ansonsten kann der zweite Beschleunigungssensor gegebenenfalls auch vorteilhaft z. B. in bestehende elektronische Steuergeräte des Fahrzeuges integriert werden (z. B. Lichtsteuergerät oder LWR-Algorithmus-Gerät etc.).
-
Demgegenüber ist die bei der Erfindung vorgesehene Anordnung des ersten Beschleunigungssensors in einer im Wesentlichen festen (idealerweise festen) Orientierung relativ zum Untergrund des Fahrzeuges in der Praxis manchmal etwas schwieriger zu bewerkstelligen, da wie bereits erwähnt auch nichtgefederte Teile des Fahrgestells minimale Bewegungen relativ zum Untergrund vollführen können, insbesondere z. B. aufgrund einer gewissen Federungswirkung im Falle von luftgefüllten Reifen an den Fahrzeugrädern.
-
Auch aus diesem Grund ist eine Ausführungsform vorteilhaft, bei der mit wenigstens einem weiteren am Fahrzeug in einer im Wesentlichen festen Orientierung relativ zum Untergrund des Fahrzeuges angeordneten ersten Beschleunigungssensor zumindest die Richtung einer am Ort des wenigstens einen weiteren ersten Beschleunigungssensors vorliegenden Beschleunigung gemessen wird, wobei der Nickwinkel unter Mitberücksichtigung der mit dem wenigstens einen weiteren ersten Beschleunigungssensor gemessenen Richtung der Beschleunigung ermittelt wird.
-
Es kann bei der Erfindung also auch eine redundante Messung unter Verwendung von mehreren ersten Beschleunigungssensoren vorgesehen werden, wobei die Ermittlung des Nickwinkels unter Berücksichtigung sämtlicher mit den ersten Beschleunigungssensoren gemessener Beschleunigungsrichtungen (und gegebenenfalls auch -beträge) durchgeführt wird.
-
In einer Ausführungsform ist hierzu beispielsweise vorgesehen, die mittels mehrerer erster Beschleunigungssensoren zu messende Richtung der Beschleunigung durch eine Mittelung (z. B. arithmetische Mittelung) der von den einzelnen ersten Beschleunigungssensoren gemessenen Richtungen zu bestimmen. Eine solche Mittelung kann auch dann vorgesehen sein, falls die ersten Beschleunigungssensoren jeweils Richtung und Betrag der Beschleunigung messen.
-
Die mehreren ersten Beschleunigungssensoren können jeweils im Bereich einer von mehreren verschiedenen Radaufhängungen (beinhaltend jeweils eine Drehlagereinrichtung für ein jeweiliges Fahrzeugrad) angeordnet sein, wobei insbesondere ein Großteil oder sogar sämtliche dieser Radaufhängungen des Fahrzeuges mit jeweils einem ersten Beschleunigungssensor versehen sein können.
-
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mit dem ersten Beschleunigungssensor gemessene Richtung der Beschleunigung (und gegebenenfalls auch der Betrag dieser Beschleunigung bzw. den Beschleunigungsvektor repräsentierende Daten) per Funk kommuniziert wird, beispielsweise zu einer im betreffenden Fahrzeug angeordneten (und mit einem Funkempfänger ausgestatteten oder verbundenen) Steuereinrichtung, welche basierend auf den von den ersten und zweiten Beschleunigungssensoren kommunizierten Informationen den Nickwinkel ermittelt.
-
Falls noch weitere erste Beschleunigungssensoren verwendet werden, so kann auch bei jedem dieser weiteren ersten Beschleunigungssensoren eine solche Kommunikation der gemessenen Information per Funk vorgesehen sein.
-
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass für eine Energieversorgung des ersten Beschleunigungssensors ein Energie-Ernten durchgeführt wird, beispielsweise basierend auf der Wandlung von Vibrationsenergie in elektrische Energie.
-
Eine Energiegewinnung mittels Energie-Ernten kann hierbei z. B. kombiniert werden mit einer elektrischen Versorgung des betreffenden Beschleunigungssensors per Kabel, Batterie, Akku, Kondensator, Induktion etc.
-
Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur automatischen Leuchtweitenregulierung einer Frontscheinwerfereinrichtung eines Fahrzeuges vorgeschlagen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist auf:
- - eine Steuereinrichtung, die dazu ausgebildet ist, einen Nickwinkel des Fahrzeuges zu ermitteln und eine Lichtabstrahlung der Frontscheinwerfereinrichtung basierend auf dem ermittelten Nickwinkel einzustellen, und
- - einen am Fahrzeug in einer im Wesentlichen festen Orientierung relativ zum Untergrund des Fahrzeuges angeordneten ersten Beschleunigungssensor und einen am Fahrzeug in einer festen Orientierung relativ zur Frontscheinwerfereinrichtung des Fahrzeuges angeordneten zweiten Beschleunigungssensor, die dazu ausgebildet sind, jeweils zumindest die Richtung einer am Ort des jeweiligen Beschleunigungssensors vorliegenden Beschleunigung zu messen,
wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, den Nickwinkel basierend auf den mit den ersten und zweiten Beschleunigungssensoren gemessenen Richtungen der Beschleunigungen zu ermitteln und wobei die Steuereinrichtung ferner dazu ausgebildet ist, für die Fahrzeugräder einen jeweiligen vertikalen Reifeneinfederungszustand zu ermitteln und aus der Gesamtheit der ermittelten Reifeneinfederungszustände einen Korrekturparameter zur Korrektur der von dem ersten Beschleunigungssensor gemessenen Richtung zu berechnen und beim Ermitteln des Nickwinkels mitzuberücksichtigen.
-
Die für das erfindungsgemäße Verfahren hier beschriebenen Ausführungsformen und besonderen Ausgestaltungen können, einzeln oder in beliebiger Kombination, in analoger Weise auch als Ausführungsformen bzw. besondere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein (und umgekehrt).
-
Dementsprechend kann bei der Vorrichtung z. B. vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, das Ermitteln des Nickwinkels und das Einstellen der Lichtabstrahlung während eines Stillstands des Fahrzeuges und/oder während einer Fahrt des Fahrzeuges durchzuführen.
-
In einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, das Einstellen der Lichtabstrahlung unter Mitberücksichtigung einer momentanen Fahrzeuglängsbeschleunigung durchzuführen. Alternativ oder zusätzlich können hierbei z. B. auch ermittelte Reifeneinfederungszustände mitberücksichtigt werden, um dadurch bedingte Variationen zwischen der Orientierung des ersten Beschleunigungssensors und der Orientierung des Untergrundes wenigstens teilweise zu kompensieren.
-
Zu diesem Zweck kann die Steuereinrichtung z. B. einen Eingang besitzen, über welchen von einer anderen Fahrzeugeinrichtung (z. B. ABS-Einrichtung oder ESP-Einrichtung) die momentane Fahrzeuglängsbeschleunigung zur Steuereinrichtung kommuniziert wird. Alternativ oder zusätzlich können hierbei Daten von einem Reifenüberwachungssystem zur Steuereinrichtung kommuniziert werden.
-
Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung auch dazu ausgebildet sein, für eine Ermittlung der Fahrzeuglängsbeschleunigung die von den ersten und zweiten Beschleunigungssensoren kommunizierten Informationen (z. B. betreffend Richtung und Betrag der Beschleunigung) entsprechend auszuwerten.
-
In einer Ausführungsform ist der erste Beschleunigungssensor (oder wenigstens einer von mehreren ersten Beschleunigungssensoren) und/oder der zweite Beschleunigungssensor ferner zum Messen des Betrags der jeweiligen Beschleunigung ausgebildet.
-
Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug vorgeschlagen, welches mit einer Vorrichtung der hier beschriebenen Art ausgestattet ist.
-
Der erste Beschleunigungssensor (und jeder gegebenenfalls vorgesehene weitere erste Beschleunigungssensor) ist an einer Komponente eines nichtgefederten Teils des Fahrzeuges, insbesondere an einer Komponente eines Fahrgestells des Fahrzeuges angeordnet und der zweite Beschleunigungssensor ist an einer Komponente eines gefederten Teils des Fahrzeuges angeordnet (z. B. Fahrzeugchassis, Gehäusestruktur der Frontscheinwerfereinrichtung, Tragstruktur eines Fahrzeugchassis, Gehäusestruktur (oder Gehäuseinnenraum) einer elektronischen Einrichtung (z. B. elektronisches Steuergerät) des Fahrzeuges, etc.).
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben. Es stellen dar:
- 1 ein mit einer Vorrichtung zur Leuchtweitenregulierung ausgestattetes Fahrzeug, in neutralem Beladungszustand auf einem horizontalen (waagrechten) Untergrund,
- 2 das Fahrzeug in neutralem Beladungszustand, auf einem (bezüglich der Horizontalen) geneigten Untergrund,
- 3 das Fahrzeug hinten beladen, auf horizontalem Untergrund,
- 4 das Fahrzeug in neutralem Beladungszustand, auf einem horizontalen Untergrund beschleunigend, und
- 5 ein Ablaufdiagramm des mit der Vorrichtung durchgeführten Verfahrens zur Leuchtweitenregulierung.
-
1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein Fahrzeug 1, hier z. B. einen zweispurig vierrädrigen PKW, mit einem einen Innenraum des Fahrzeuges 1 umgebenden Fahrzeugchassis 2 und mit vier Fahrzeugrädern 3.
-
Die Fahrzeugräder 3 sind über mehrere (z. B. vier) Federeinrichtungen 4, hier z. B. mit Federstoßdämpfern ausgestattete Einzelradaufhängungen, am Fahrzeugchassis 2 bzw. einer (nicht dargestellten) Tragstruktur des Fahrzeugchassis 2 angebunden.
-
Die Federeinrichtungen 4 trennen den „gefederten Teil“ des Fahrzeuges 1 wie insbesondere das Fahrzeugchassis 2 von dem „ungefederten Teil“ des Fahrzeuges 1.
-
Zum ungefederten Teil gehören insbesondere die Räder 3 sowie ein „nichtgefederter Teil eines Fahrgestells“, der in der Figur symbolisiert und mit 5 bezeichnet ist.
-
Das Fahrzeug 1 weist ferner eine Frontscheinwerfereinrichtung 6 auf, die im dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei beiderseits einer Längsmittelebene des Fahrzeuges 1 (z. B. symmetrisch bezüglich der Längsmittelebene) angeordneten Frontscheinwerfern gebildet ist.
-
Die Frontscheinwerfereinrichtung 6 ist zur Ausleuchtung eines vor dem Fahrzeug befindlichen Bereiches der Fahrzeugumgebung ausgebildet.
-
Eine Lichtabstrahlung der Frontscheinwerfereinrichtung 6 (Paar von „Lichtkegeln“) z. B. für einen Betriebsmodus „Abblendlicht“ ist in 1 eingezeichnet und mit der Bezugszahl 7 gekennzeichnet. In für derartige Straßenkraftfahrzeuge an sich bekannter Weise kann die Frontscheinwerfereinrichtung 6 auch in einem „Fernlichtmodus“ und einem „Standlichtmodus“ betrieben werden.
-
Um mittels der Frontscheinwerfereinrichtung 6 eine gute Ausleuchtung zu erzielen und gleichzeitig zu vermeiden, dass vorausfahrende oder entgegenkommende Verkehrsteilnehmer geblendet werden, bedarf es (im Abblendlichtmodus) einer möglichst genauen Einstellung der Lichtabstrahlung 7, wobei diese Einstellung üblicherweise und so auch bei dem dargestellten Fahrzeug 1 darin besteht, einen entsprechenden (in Seitenansicht ersichtlichen) Winkel, nachfolgend auch als Abstrahlungswinkel bezeichnet, geeignet einzustellen, wobei dieser Winkel eine Winkeldifferenz zwischen zwei Richtungen (Orientierungen) darstellt, von denen die eine durch die in Seitenansicht des Fahrzeuges 1 ersichtliche Orientierung des Fahrzeugchassis 2 und die andere durch die in Seitenansicht ersichtliche Orientierung der Lichtabstrahlung 7 definiert ist.
-
Lediglich beispielhaft ist in 1 hierzu ein Abstrahlungswinkel w3 eingezeichnet, der hier als Winkeldifferenz zwischen (beispielhaft) einer Vertikalrichtung des Fahrzeugchassis 2 und (beispielhaft) einer Richtung einer „oberen Begrenzung“ der Lichtabstrahlung 7 definiert ist. Die obere Begrenzung kann hierbei so definiert sein, dass an dieser Stelle (oder darüber) durch die entsprechende Lichtintensität keine Blendungsgefahr hervorgerufen wird.
-
Im vorliegenden Beispiel sei angenommen, dass der Abstrahlungswinkel w3 in der dargestellten Situation, in der sich das Fahrzeug in neutraler Beladungssituation (z. B. unbeladen) auf horizontalem Untergrund befindet, einen Sollwert von 90,5° besitzt.
-
In der Situation von 1 ist dies gleichbedeutend mit einem Winkel von 0,5°, mit dem die obere Begrenzung der Lichtabstrahlung 7 nach unten hin zum horizontal verlaufenden Untergrund G geneigt verläuft.
-
Unabhängig davon, dass das Fahrzeug 1 mit Mitteln zur manuellen Leuchtweitenregulierung ausgestattet sein kann, mit denen z. B. der genannte Sollwert des Abstrahlungswinkels w3 in gewissen Grenzen von einem Benutzer eingestellt werden kann, besteht eine Besonderheit des Fahrzeuges 1 darin, dass dieses mit einer Vorrichtung zur automatischen Leuchtweitenregulierung der Frontscheinwerfereinrichtung 6 ausgestattet ist.
-
Diese Vorrichtung umfasst eine Steuereinrichtung 10 (z. B. programmgesteuerte elektronische Steuereinrichtung) zur Ansteuerung der Frontscheinwerfereinrichtung 6, die (auch) dazu ausgebildet ist, einen Nickwinkel (Längsneigungswinkel) des Fahrzeuges 1 zu ermitteln und die Lichtabstrahlung 7 der Frontscheinwerfereinrichtung 6 basierend auf dem ermittelten Nickwinkel so einzustellen, dass auch im Falle von Änderungen des Nickwinkels z. B. bedingt durch Änderungen der Beladung oder Änderung des fahrdynamischen Zustandes stets der vorbestimmte Sollwert von (beispielhaft) 90,5° des auf den Untergrund G bezogenen Abstrahlungswinkels aufrechterhalten wird.
-
Wenn beispielsweise durch eine Beladung des Fahrzeuges 1 in dessen Heckbereich das Fahrzeug 1 um 5° „nach hinten nickt“, so wird dies von der Steuereinrichtung 10 ermittelt und der (auf das Fahrzeugchassis 2 bezogene) Abstrahlungswinkel w3 dementsprechend um 5° erhöht (auf 95,5°).
-
Die Vorrichtung umfasst ferner einen ersten Beschleunigungssensor 11, der am nicht gefederten Teil 5 des Fahrgestells des Fahrzeuges 1 und damit in einer im Wesentlichen festen Orientierung relativ zum Untergrund G des Fahrzeuges 1 angeordnet ist und zumindest die Richtung einer am Ort des Beschleunigungssensors 11 vorliegenden Beschleunigung misst.
-
Falls das Fahrzeug 1 in 1 sich im Stillstand befindet oder den Untergrund G mit konstanter Geschwindigkeit befährt, so misst der Beschleunigungssensor 11 daher die Richtung der Erdbeschleunigung g, im dargestellten Beispiel bezogen auf eine Längsrichtung des Fahrzeuges 1.
-
Im dargestellten Beispiel wird die vom Beschleunigungssensor 11 gemessene Richtung durch einen in 1 eingezeichneten Winkel w1 angegeben, der in der Situation von 1 beispielsweise 90° beträgt.
-
Die Vorrichtung umfasst ferner einen zweiten Beschleunigungssensor 12, der an einer Komponente eines gefederten Teils des Fahrzeuges 1, hier z. B. im Bereich des Fahrzeugchassis 2, und somit in einer festen Orientierung relativ zur Frontscheinwerfereinrichtung 6 angeordnet ist und zumindest die Richtung der am Ort des Beschleunigungssensors 12 vorliegenden Beschleunigung misst.
-
Im dargestellten Beispiel wird diese Richtung durch einen in 1 eingezeichneten Winkel w2 angegeben, der die Richtung der gemessenen Beschleunigung ebenfalls auf die Längsrichtung des Fahrzeuges 1 bezogen angibt, wobei ein für den Winkel w2 repräsentatives Sensorsignal an die Steuereinrichtung 10 übertragen wird.
-
Die für die Winkel w1 und w2 repräsentativen Sensorsignale der Sensoren 11 bzw. 12 werden im dargestellten Beispiel jeweils leitungsgebunden an die Steuereinrichtung 10 übertragen. Abweichend davon kommt jedoch insbesondere für die vom ersten Beschleunigungssensor 11 gelieferte Information z. B. auch eine Kommunikation per Funk an die Steuereinrichtung 10 in Betracht.
-
Die Steuereinrichtung 10 ist dazu ausgebildet, den Nickwinkel des Fahrzeuges 1 basierend auf den von den Beschleunigungssensoren 11, 12 gelieferten Richtungen der Beschleunigungen, hier repräsentiert durch die Winkel w1, w2, als eine Winkeldifferenz zwischen den gemessenen Richtungen bzw. Winkeln w1 und w2 zu ermitteln.
-
In der Situation von 1 ermittelt die Steuereinrichtung 10 in dieser Weise einen Nickwinkel von w2 - w1 = 90° - 90° = 0° und belässt den Sollwert des Abstrahlungswinkels w3 auf 90,5°.
-
2 zeigt das Fahrzeug 1 auf einem um 8° nach oben geneigten Untergrund G, so dass in dieser Situation der Beschleunigungssensor 11 einen Winkel w1 von 98° und der Beschleunigungssensor 12 einen Winkel w2 von 98° misst, so dass der als Winkeldifferenz zwischen w2 und w1 ermittelte Nickwinkel auch in dieser Situation 0° beträgt und der Sollwert eines Abstrahlungswinkels w3 auch in dieser Situation von der Steuereinrichtung 10 auf 90,5° belassen wird.
-
3 zeigt das Fahrzeug 1 ähnlich wie in 1 auf einem horizontalen Untergrund G, jedoch im Heckbereich stark beladen (Beladung B), so dass das Fahrzeug 1 in dieser Situation z. B. um 5° nach hinten nickt.
-
In dieser Situation misst der Beschleunigungssensor 11 daher einen Winkel w1 von 90° und der Beschleunigungssensor 12 einen Winkel w2 von 95°, so dass der von der Steuereinrichtung 10 als Winkeldifferenz w2 - w1 ermittelte Nickwinkel zu 95° - 90° = 5° ermittelt wird.
-
Basierend auf dem in dieser Weise ermittelten Nickwinkel des Fahrzeuges 1 bewirkt die Steuereinrichtung 10 eine zur Kompensation des Nickwinkels (hier: 5°) dienende Vergrößerung des Sollwerts eines Abstrahlungswinkels w3 um 5°, also auf 95,5°.
-
4 zeigt das Fahrzeug 1 ähnlich wie in 1 in neutralem Beladungszustand auf einem horizontalen Untergrund G, jedoch (positiv) beschleunigend mit einer Fahrzeugbeschleunigung „a“, so dass das Fahrzeug 1 auch in dieser Situation beispielsweise um 5° nach hinten nickt.
-
In der Situation von 4 messen die Beschleunigungssensoren 11 und 12 jeweils die Richtung einer „resultierenden Beschleunigung“ r1 bzw. r2, die sich jeweils aus der Addition eines Vektors der Erdbeschleunigung g und eines Vektors „-a“ gegengleich zur Fahrzeugbeschleunigung „a“ ergeben. Auch in dieser Situation kann die Steuereinrichtung 10 den Nickwinkel des Fahrzeuges 1 korrekt als Winkeldifferenz der von den Beschleunigungssensoren 11, 12 gemessenen Winkel w1 und w2 ermitteln. Angenommen der Winkel w1 beträgt 112° und der Winkel w2 beträgt 107°, so ergibt sich für den Nickwinkel 112° - 107° = 5°.
-
In diesem Fall verstellt die Steuereinrichtung 10 den Sollwert des Abstrahlungswinkels w3 also um 5° auf 95,5°.
-
5 zeigt ein Ablaufdiagramm des im Fahrzeug 1 mittels der aus den Komponenten 10, 11, 12 gebildeten Vorrichtung durchgeführten Verfahrens zur automatischen Leuchtweitenregulierung der Fronscheinwerfereinrichtung 6.
-
In einem Schritt S1 wird mit dem am Fahrzeug 1 in einer im Wesentlichen festen Orientierung relativ zum Untergrund G angeordneten ersten Beschleunigungssensor 11 zumindest die Richtung der Beschleunigung (Winkel w1) gemessen.
-
In einem Schritt S2 wird mit dem am Fahrzeug 1 in einer im Wesentlichen festen Orientierung relativ zum Untergrund G angeordneten zweiten Beschleunigungssensor 12 zumindest die Richtung der Beschleunigung (Winkel w2) gemessen.
-
In einem Schritt S3 wird ein Nickwinkel des Fahrzeuges 1 basierend auf den mit den Beschleunigungssensoren 11, 12 gemessenen Richtungen der Beschleunigungen (Winkel w1 und w2) ermittelt.
-
In einem Schritt S4 wird der Abstrahlungswinkel w3 der Frontscheinwerfereinrichtung 6 basierend auf dem ermittelten Nickwinkel bei Bedarf eingestellt, um durch Änderungen des Nickwinkels bedingte Änderungen der Lichtabstrahlung 7 bezüglich der Fahrzeugumgebung (z. B. Untergrund G) zu kompensieren.
-
Zusammenfassend kann mit der Erfindung in einfacher und zuverlässiger Weise bei Fahrzeugen eine automatische Leuchtweitenregulierung bewerkstelligt werden. Vorteilhaft kann dies kostengünstiger, langlebiger und mit geringerem Gewicht im Vergleich z. B. zu einer Lösung mit Höhenstandssensoren realisiert werden.
-
Abweichend vom oben beschriebenen Ausführungsbeispiel kann z. B. vorgesehen sein, dass der erste Beschleunigungssensor 11 und/oder der zweite Beschleunigungssensor 12 zusätzlich zur Richtung der jeweiligen Beschleunigung auch den Betrag der jeweiligen Beschleunigung misst und somit eine noch aussagekräftigere Information über den Beschleunigungsvektor an die Steuereinrichtung 10 übermittelt.
-
Auch könnten zur Erhöhung der Qualität des Verfahrens z. B. mehrere erste Beschleunigungssensoren 11 am Fahrzeug 1 (jeweils am nichtgefederten Teil 5) angeordnet sein, deren Sensorsignale zur Steuereinheit 10 übertragen und bei der Ermittlung des Nickwinkels berücksichtigt werden.
-
Falls das Fahrzeug 1 mit einem Reifenüberwachungssystem aufweisend in den Fahrzeugrädern montierte elektronische Reifensensormodule ausgestattet ist, welche für Reifenbetriebsparameter repräsentative Daten an das Fahrzeug 1 senden (z. B. Reifendrucke und/oder Radlasten und/oder Reifenaufstands-flächen etc.), so könnten basierend auf diesen Daten (und gegebenenfalls unter Mitberücksichtigung von Daten aus einer ABS-Einrichtung oder einer ESP-Einrichtung des Fahrzeuges 1) z. B. für Reifeneinfederungszustände repräsentative Parameter gewonnen werden, mittels welchen bei der Ermittlung des Nickwinkels durch die Steuereinrichtung 10 eine Korrektur erfolgt, um durch Änderungen der Reifeneinfederungszustände bedingte Änderungen der relativen Orientierung des oder der ersten Beschleunigungssensoren 11 bezüglich des Untergrundes G (wenigstens teilweise) zu kompensieren.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Fahrzeug
- G
- Untergrund
- B
- Beladung
- 2
- Fahrzeugchassis
- 3
- Fahrzeugräder
- 4
- Federeinrichtungen
- 5
- nichtgefederter Teil des Fahrgestells
- 6
- Frontscheinwerfereinrichtung
- 7
- Lichtabstrahlung
- w3
- Abstrahlungswinkel
- 10
- Steuereinrichtung
- 11
- erster Beschleunigungssensor
- w1
- gemessener Winkel der Beschleunigung
- 12
- zweiter Beschleunigungssensor
- w2
- gemessener Winkel der Beschleunigung
- g
- Erdbeschleunigung
- a
- Fahrzeugbeschleunigung