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Dokumentenidentifikation DE10061964C2 27.02.2003
Titel Abstrahlrichtungsteuereinrichtung für eine Fahrzeugleuchte
Anmelder Koito Mfg. Co., Ltd., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Izawa, Makoto, Shimizu, Shizuoka, JP
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Anmeldedatum 13.12.2000
DE-Aktenzeichen 10061964
Offenlegungstag 05.07.2001
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 27.02.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.02.2003
IPC-Hauptklasse B60Q 1/115

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abstrahlrichtungssteuereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Abstrahlrichtungssteuerung (die als automatische Niveauausgleichseinrichtung bezeichnet wird) zur automatischen Durchführung einer Korrektur entsprechend einer Änderung der Ausrichtung eines Fahrzeugs beim Fahren ist bereits aus der Druckschrift Patent Abstracts of Japan 09- 301055 bekannt, die so arbeitet, daß die Abstrahlrichtung einer Leuchte (oder eines Scheinwerfers), die an dem Fahrzeug angebracht ist, in einer festen Richtung gehalten wird.

Es ist beispielsweise eine herkömmliche Einrichtung bekannt, bei welcher ein Fahrzeughöhensensor sowohl bei den Vorderrädern als auch den Hinterrädern des Fahrzeugs vorgesehen ist. Alternativ ist eine andere herkömmliche Einrichtung bekannt, bei welcher ein Fahrzeughöhensensor nur entweder an den Vorderrädern oder den Hinterrädern angebracht ist. Bei einer derartigen Einrichtung wird eine Änderung des Nickwinkels des Fahrzeugs entsprechend Meßinformation erhalten, die von dem Höhensensor aufgenommen wird, und die Einrichtung steuert die Abstrahlrichtung der Leuchte, oder steuert die Höhe einer Abschneidelinie im Lichtverteilungsmuster des Abblendlichts, durch Antrieb eines reflektierenden Spiegels, der in dem Scheinwerfer vorgesehen ist, um so die Änderung des Nickwinkels auszugleichen.

Darüber hinaus wird vorzugsweise die Steuerantwort einer automatischen Niveauausgleichseinrichtung entsprechend der Größe der Beschleunigung eines Fahrzeugs geändert. Bei hoher Beschleunigung wird daher eine schnelle Steuerung durchgeführt. Im Gegensatz hierzu wird bei niedriger Beschleunigung eine langsame Steuerung durchgeführt.

Darüber hinaus kann die Sicht beeinträchtigt werden, wenn sich die Abstrahlrichtung der Leuchte während des Fahrens eines Fahrzeugs auf einer unebenen Straße unnötig stark ändert. Zum Stabilisieren der Steuerung oder Regelung verwendet eine derartige herkömmliche Einrichtung ein Verfahren mit sich änderndem Mittelwert, bei welchem eine bestimmte Zeit (nachstehend als "Meßfenster" bezeichnet) entsprechend Fahrzeughöhendaten eingestellt wird, die für jeden konstanten Zeitraum (oder Abtastzeitraum) gesammelt werden, oder entsprechend Nickwinkeldaten auf der Grundlage der Höhendaten, und ein Mittelwert derartiger Daten in der festgelegten Zeit berechnet wird (im Verlauf der Zeit bewegen sich sowohl der Startpunkt als auch der Endpunkt des Meßfensters um eine Zeiteinheit). Die Steuerung der Abstrahlrichtung der Leuchte wird auf der Grundlage dieses sich ändernden Mittelwertes durchgeführt. Es wird daher angestrebt, zu verhindern, daß die Steuerung der Abstrahlrichtung in Bezug auf eine Änderung der Fahrzeughöhe zu empfindlich ist.

Wenn die zeitliche Breite des Meßfensters für den sich ändernden Mittelwert bei einer derartigen, herkömmlichen Einrichtung nicht auf einen relativ großen Wert eingestellt ist, können jedoch stabile Meßdaten nicht erhalten werden. Daher wird eine bestimmte Zeit benötigt, um den Wert eines sich ändernden Mittelwerts (sich bewegenden Mittelwerts) zu berechnen. Selbst wenn eine wesentliche Änderung der Fahrzeughöhe während der Zeit auftritt, in welcher der sich ändernde Mittelwert berechnet wird, wird eine Änderung durch die Mittlung unterdrückt. Dies kann zu einer Beeinträchtigung des Nachlaufs und zu einer Steuer- oder Regelverzögerung führen, und eine Blendung hervorrufen.

Die Druckschriften EP 847 895 A2 und DE 40 24 912 A1 zeigen ebenfalls Abstrahlrichtungsteuereinrichtungen bei denen für unterschiedliche Beschleunigungs- und Geschwindigkeitsbereiche Filter mit unterschiedlichen Zeitkonstanten verwendet werden. So beschreibt die Druckschrift EP 847 895 A2 z. B., dass als Filter ein Verfahren zur Bestimmung des beweglichen Mittelwertes verwendet wird, wobei z. B. in einem Modus mit einer hohen Beschleunigung ein schwacher Filter verwendet wird (1 Sekunde Zeitkonstante), während bei konstanter Geschwindigkeit ein starker Filter (Zeitkonstante 10 Sekunden) verwendet wird.

Daher besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, daß sowohl die Stabilisierung der Steuerung oder Regelung der Abstrahlrichtung einer Fahrzeugleuchte erreicht wird, als auch verhindert wird, daß eine Reaktionsverzögerung auftritt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Um die voranstehend geschilderten Vorteile zu erzielen wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Abstrahlrichtungssteuereinrichtung (bzw. Regeleinrichtung) für eine Fahrzeugleuchte zur Verfügung gestellt. Die Einrichtung ist so ausgebildet, daß sie Daten, welche einen Nickwinkel eines Fahrzeugs repräsentieren, dadurch aufnimmt, daß sie eine Änderung der Höhe eines Achsenabschnitts entsprechend einem Paar von Vorderrädern oder Hinterrädern oder beider Paare der Vorderräder und Hinterräder des Fahrzeugs feststellt, und die Abstrahlrichtung einer Fahrzeugleuchte entsprechend einer Änderung der Ausrichtung des Fahrzeugs so ändert, daß die Änderung des Nickwinkels ausgeglichen wird. Die Einrichtung weist eine Abstrahlsteuervorrichtung auf, die so arbeitet, daß sie einen sich bewegenden Mittelwert von Daten berechnet, welcher die Änderung der Höhe des Achsenabschnitts oder einen Nickwinkel repräsentiert, in jedem konstanten Zeitraum, und einen sich bewegenden Mittelwert aus dem berechneten beweglichen Mittelwert erhält, und die Leuchte entsprechend einem Steuer- oder Regelsignal steuert bzw. regelt, welches auf dem erhaltenen beweglichen Mittelwert beruht, auf solche Weise, daß die Abstrahlrichtung auf einer festen Richtung gehalten wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher ein Prozeß mit einem beweglichen Mittelwert bei dem Mittelwert durchgeführt, der durch einen ersten Prozeß mit einem beweglichen Mittelwert erhalten wird, der bei Daten durchgeführt wird, die eine Änderung der Höhe des Achsenabschnitts oder den Nickwinkel repräsentieren. Mit der Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung können daher Daten erhalten werden, die sich selbst in einem Fall wenig ändern, in welchem ein Meßfenster eingesetzt wird, das eine relativ kurze Zeitbreite aufweist, und darüber hinaus kann die Einrichtung eine Steuerverzögerung verringern. Durch die vorliegende Erfindung wird daher das Erfordernis ausgeschaltet, die Stabilität dadurch zu erhöhen, daß die Zeitbreite des Meßfensters auf einen relativ großen Wert eingestellt wird, was im Falle der Durchführung eines herkömmlichen Verfahrens erforderlich wäre. Daher können mit der Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung stabile Daten erhalten werden, als Auswirkung der Durchführung mehrerer Stufen mit einem beweglichen Mittelwert.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des grundlegenden Aufbaus einer Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Diagramm, welches die Berechnung eines beweglichen Mittelwerts erläutert;

Fig. 3 ein Diagramm, welches eine Änderung eines Nickwinkels erläutert, und die Berechnung eines beweglichen Mittelwerts des Nickwinkels in Abhängigkeit von der Zeit;

Fig. 4 eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Ausbildung einer automatischen Niveauausrichtungseinrichtung dargestellt ist;

Fig. 5 ein Beispiel für einen Steuerprozeß, wobei ein Flußdiagramm einen Anfangsabschnitt des Steuerprozesses erläutert;

Fig. 6 ein Flußdiagramm, welches einen mittleren Abschnitt des Steuerprozesses erläutert;

Fig. 7 ein Flußdiagramm, welches den letzten Abschnitt des Steuerprozesses erläutert; und

Fig. 8 ein Diagramm, welches ein Steuerkennfeld erläutert.

Fig. 1 erläutert den grundlegenden Aufbau einer Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Diese Einrichtung ändert die Abstrahlrichtung einer Leuchte entsprechend einer Änderung der Ausrichtung eines Fahrzeugs dadurch, daß sie eine Änderung der Höhe jedes von Achsenabschnitten feststellt, die für ein Paar von Vorderrädern oder Hinterrädern vorgesehen sind, oder für sämtliche Paare aus Vorder- und Hinterrädern.

Die Abstrahlrichtungssteuereinrichtung 1 weist eine Fahrzeughöhendetektorvorrichtung 2 auf, eine Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektorvorrichtung 3 zur Feststellung der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, eine Abstrahlsteuervorrichtung 4 und eine Antriebsvorrichtung 5. Ein Nickwinkel des Fahrzeugs wird auf der Grundlage eines Fahrzeughöhendetektorsignals erhalten, das von der Fahrzeughöhendetektorvorrichtung 2 ausgegeben wird. Die Abstrahlrichtung einer Leuchte wird so gesteuert oder geregelt, daß sie in einer festen Richtung selbst dann gehalten wird, wenn sich die Ausrichtung des Fahrzeugs in Richtung nach vorn und hinten ändert (es werden daher Daten, welche den Nickwinkel des Fahrzeugs repräsentieren, dadurch erhalten, daß eine Änderung der Höhe des Fahrzeugs festgestellt wird, und dann wird die Abstrahlung der Leuchte entsprechend der Änderung der Ausrichtung des Fahrzeugs so korrigiert, daß die Änderung des Nickwinkels ausgeglichen wird). Die Leuchte, deren Abstrahlrichtung durch die Abstrahlsteuervorrichtung 4 über die Antriebsvorrichtung 5 kontrolliert wird, ist beispielsweise ein Scheinwerfer, eine Nebelleuchte, oder eine Blinkleuchte, wenn die Leuchte 6 eine Kraftfahrzeugleuchte ist.

Die Fahrzeughöhendetektorvorrichtung ist zu dem Zweck vorgesehen, eine Änderung der Höhe von Achsenabschnitten entsprechend dem Paar der Vorderräder oder der Hinterräder oder der Paare sowohl der Vorder- als auch Hinterräder festzustellen. Ein Fahrzeughöhendetektorsignal repräsentiert Basisinformation zur Bestimmung der Ausrichtung beim Anhalten und der Ausrichtung beim Fahren des Fahrzeug. Es lassen sich beispielsweise folgende Verfahren als Beispiele für Fahrzeughöhendetektorverfahren angegeben.

  • a) Ein Verfahren, bei welchem die Entfernung zwischen der Fahrzeughöhendetektorvorrichtung 2 und einer Straßenoberfläche dadurch gemessen wird, daß Meßwellen verwendet werden, beispielsweise Ultraschallwellen und Laserlichtwellen; und
  • b) ein Verfahren, bei dem das Ausmaß des Ausfahrens einer Aufhängung dadurch festgestellt wird, daß ein Fahrzeughöhensensor als die Fahrzeughöhendetektorvorrichtung 2 vorgesehen wird, um eine Änderung nach oben und unten der Höhe der Achse entsprechend dem Paar der Vorderräder oder Hinterräder festzustellen.

Die Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektorvorrichtung 3 ist zu dem Zweck vorgesehen, die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs festzustellen, und wird dazu eingesetzt, die erste Ableitung oder die Differenz des Meßsignals in Abhängigkeit von der Zeit zu erhalten. Im letztgenannten Fall bildet daher die Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektorvorrichtung 3 eine Detektorvorrichtung zur Feststellung der Beschleunigung des Fahrzeugs dadurch, daß Meßinformation, welche die Fahrzeuggeschwindigkeit betrifft, differenziert wird. Selbstverständlich kann auch eine Beschleunigungsdetektorvorrichtung zur direkten Feststellung der Beschleunigung des Fahrzeugs verwendet werden.

Die Abstrahlsteuervorrichtung 4 empfängt die Meßsignale von der Fahrzeughöhendetektorvorrichtung 2 und der Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektorvorrichtung 3, und führt dann folgende Steueroperationen durch.

  • A) Eine erste und eine zweite Operation mit einem beweglichen Mittelwert, die bei Meßdaten durchgeführt werden (nämlich die Berechnung eines beweglichen Mittelwerts); und
  • B) eine Abstrahlrichtungssteueroperation, die entsprechend Daten durchgeführt wird, welche den beweglichen Mittelwert repräsentieren, der mittels Durchführung der Operationen (A) erhalten wurde.

In Bezug auf die Operationen (A) werden zunächst folgende zwei Bearbeitungsstufen durchgeführt.

  • A) Die Berechnung eines beweglichen Mittelwertes wird bei (ersten) Daten durchgeführt, welche eine Änderung der Fahrzeughöhe oder des Nickwinkels des Fahrzeugs repräsentieren, in jedem konstanten Zeitraum; und
  • B) die Berechnung eines beweglichen Mittelwerts wird weiterhin bei zweiten Daten durchgeführt, welche den beweglichen Mittelwert darstellen, der durch die Bearbeitung (I) erhalten wurde.

Bei der Verarbeitung (I) wird zuerst ein Meßfenster (dessen zeitliche Breite mit "T1" bezeichnet ist), eingestellt um eine bewegliche Mittlung bei Daten durchzuführen, die von der Fahrzeughöhendetektorvorrichtung in jedem konstanten Abtastzeitraum erhalten werden, oder bei Daten, die einen Nickwinkel des Fahrzeugs repräsentieren, und aus den erhaltenen Daten erhalten werden. Dann wird ein beweglicher Mittelwert derartiger Daten berechnet, die in dem Zeitraum T1 (nämlich dem Zeitraum zwischen dem momentanen Zeitpunkt und einem Zeitpunkt, der dem momentanen Zeitpunkt um eine Zeitabstand T1 vorausgeht).

Dann wird bei der Bearbeitung (II) ein anderes Meßfenster (dessen Zeitbreite durch "T2" bezeichnet wird, und das so festgelegt ist, daß die Beziehung T2 > T1 gilt) eingestellt, für Zeitreihendaten mit beweglichem Mittelwert, welche die beweglichen Mittelwerte repräsentieren, die durch die Verarbeitung (I) erhalten wurden. Dann wird ein beweglicher Mittelwert der Daten berechnet, die in dem Zeitraum T2 enthalten sind.

Hierbei kann die Anzahl an Malen der Durchführung der Operation mit beweglichem Mittelwert (oder die Größenordnung, mit welcher die Operation mit beweglichem Mittelwert durchgeführt wird) erhöht werden, so daß eine dritte, vierte, . . ., n-te Operation mit beweglichem Mittelwert durchgeführt wird (wobei gilt T1 < T2 < T3 < . . . < Tn-1 < Tn, wobei "Tn" die Zeitbreite eines n-ten Meßfensters zur Durchführung einer n-ten Operation mit beweglichem Mittelwert bezeichnet). Wird jedoch das Ausmaß unnütz erhöht, so ergeben sich entsprechend höhere Belastungen für eine Berechnungsbearbeitungseinheit. In Bezug auf die Steuerantwort ist daher das Ausmaß so niedrig wie möglich, in welchem die Operation mit beweglichem Mittelwert durchgeführt wird (das niedrigste Ausmaß ist 2).

Bei der Operation (B) wird die Abstrahlrichtung der Leuchte dadurch gesteuert, daß sie entsprechend einem Steuersignal korrigiert wird, welches auf dem beweglichem Mittelwert beruht, der durch die Operation (A) erhalten wurde, auf solche Weise, daß eine Änderung ihrer Abstrahlrichtung ausgeglichen wird, und daher die Abstrahlrichtung auf einer festen Richtung gehalten wird. Eine derartige Steueroperation (B) ist daher gleich jener, die bei der herkömmlichen Einrichtung durchgeführt wird, unterscheidet sich jedoch hiervon dadurch, worauf das Steuersignal beruht. Bei der Operation (B) wird eine Änderung des Nickwinkels festgestellt, die in Reaktion auf eine Änderung der Ausrichtung des Fahrzeugs hervorgerufen wird, und wird danach die Abstrahlrichtung der Leuchte so korrigiert, daß die Änderung des Nickwinkels ausgeglichen wird. Wenn sich beispielsweise die Ausrichtung eines Vorderabschnitts des Fahrzeugs relativ gering in Richtung nach oben (oder unten) ändert, so wird die Abstrahlrichtung der Leuchte, die an dem Vorderabschnitt des Fahrzeugs angebracht ist, geringfügig nach oben (oder unten) in Bezug auf eine horizontale Fläche geändert, wenn keine Korrektur der Ausrichtung des Vorderabschnitts des Fahrzeugs vorgenommen wird. Die Steueroperation wird daher so durchgeführt, daß die Abstrahlrichtung so korrigiert wird, daß sie sich in Richtung nach unten (oder oben) ändert, so daß in der Auswirkung die Abstrahlrichtung auf einer festen Richtung gehalten wird.

Zum Vergleich zwischen der Steueroperation gemäß der vorliegenden Erfindung und der herkömmlichen Steueroperation werden als Beispiel die folgenden drei Betriebsarten erläutert.

  • 1. Eine Steuerbetriebsart, bei welcher die Reaktion am schnellsten ist (die Zeitbreite eines zugehörigen Meßfensters ist mit "t1" bezeichnet);
  • 2. eine Steuerbetriebsart, bei welcher die Reaktion relativ schnell ist (die Zeitbreite eines zugehörigen Meßfensters ist durch "t2" bezeichnet); und
  • 3. eine Steuerbetriebsart, bei welcher die Reaktion langsam ist (die Zeitbreite eines zugehörigen Meßfensters ist mit "t3" bezeichnet).

Die Betriebsart (m1) entspricht einem Fall, in welchem die Beschleunigung des Fahrzeugs hoch ist. Bei dieser Betriebsart ist es erforderlich, daß die Abstrahlrichtung der Leuchte des Fahrzeugs schnell in Reaktion auf eine Änderung des Fahrzeugs gesteuert wird. Die Betriebsart (m2) entspricht jenem Fall, in welchem die Beschleunigung des Fahrzeugs niedriger ist als bei dem Fahrzeug in der Betriebsart (m1). In der Betriebsart (m2) wird die Abstrahlrichtung der Leuchte mit einer relativ schnellen Reaktion gesteuert. Schließlich entspricht die Betriebsart (m3) jenem Fall, in welchem die Beschleunigung des Fahrzeugs niedrig ist. In dieser Betriebsart wird die Abstrahlrichtung der Leuchte so gesteuert, daß verhindert wird, daß die Abstrahlrichtung nutzlos in Reaktion auf die Änderung der Ausrichtung des Fahrzeugs geändert wird. Bei diesen Betriebsarten ist folgende Beziehung zwischen den Zeitbreiten vorhanden:



t1 < t2 < t3

Bei der herkömmlichen Steuereinrichtung werden die Meßfenster mit unterschiedlichen Zeitbreiten in diesen Betriebsarten eingestellt. Die herkömmliche Einrichtung ist daher insoweit nachteilig, daß ein Steuersollwert durch Daten aus der Vergangenheit beeinflußt wird, beispielsweise bei der langsamen Steuerbetriebsart (m3), während des Zeitraumes t3, der am längsten ist, und daß eine Steuerverzögerung auftritt, da ein beweglicher Mittelwert dann fest bestimmt wird, wenn dieser Zeitraum abgelaufen ist (je länger der Zeitraum t3 ist, desto größer ist die Steuerverzögerung).

In der Betriebsart (m3) wird eine erste Berechnung eines beweglichen Mittelwerts dadurch durchgeführt, daß ein Meßfenster eingestellt wird, dessen Zeitbreite kürzer als t3 ist. Dann wird eine zweite Berechnung eines beweglichen Mittelwerts dadurch durchgeführt, daß ein Meßfenster eingestellt wird, dessen Zeitbreite erheblich kürzer als t3 ist. Es wird beispielsweise die Zeitbreite t1 des einzusetzenden Meßfensters zur Durchführung der ersten Operation mit einem beweglichen Mittelwert so eingestellt, daß die Beziehung gilt T1 = t2. Darüber hinaus wird die Zeitbreite T2 des Meßfensters, das zur Durchführung der zweiten Operation mit beweglichem Mittelwert verwendet werden soll, innerhalb eines solchen Bereiches eingestellt, das folgende Beziehung gilt: t2 < T2 < t3. Die Einstellung der Zeitbreite des erstgenannten Meßfensters ermöglicht den Einsatz des Meßfensters in der Steuerbetriebsart (m2), bei welcher die Reaktion relativ schnell ist. Darüber hinaus wird die zweite Berechnung eines beweglichen Mittelwerts durchgeführt. Obwohl die Meßfenster, die relativ kurze Zeitbreiten aufweisen, verwendet werden, können daher stabile Daten mit geringer Änderung erhalten werden. Daher kann die Steuerverzögerung verringert werden. Anders ausgedrückt kann in Bezug auf die Variabilität von Daten das herkömmliche Verfahren nur dadurch die Stabilität der Daten erhöhen (also Datenketten mit geringer Änderung erhalten), daß die Zeitbreite des Meßfensters auf einen relativ großen Wert eingestellt wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung können jedoch Datenketten mit geringer Änderung durch die Auswirkungen der zweiten Operation mit einem beweglichen Mittelwert erhalten werden, obwohl nur Meßdaten eingesetzt werden, die in relativ kurzer Zeit erhalten wurden (wenn die Zeitbreite T2 auf einen Wert eingestellt wird, der annähernd die Hälfte der Zeit t3 ist, können mit der Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung Daten erhalten werden, welche eine Stabilität auf demselben Niveau aufweisen wie Daten, die dann erhalten werden, wenn nur die erste Operation mit einem beweglichen Mittelwert durchgeführt wird, unter Verwendung eines Meßfensters, dessen Zeitbreite T1 so eingestellt ist, daß die Beziehung T1 = t3 gilt). Darüber hinaus wird die Reaktionsverzögerung verringert (infolge der Tatsache, daß die Zeitbreite des Meßfensters so eingestellt werden kann, da gilt: T2 < t3).

Die Fig. 2 und 3 zeigen Diagramme, welche die vorliegende Erfindung erläutern.

In Fig. 2 sind auf der Ordinate Werte "VH" in Bezug auf die Fahrzeughöhe aufgetragen, die durch eine Kette von Fahrzeughöhendaten dargestellt sind, die von der Fahrzeughöhendetektorvorrichtung 2 in gleichmäßigen Zeitintervallen erhalten werden. Auf der Abszisse ist die Zeit ti aufgetragen, die als Zeitindex ausgedrückt ist (dessen Wert im Verlauf der Zeit zunimmt), und der jedem der Datenelemente der Kette zugeordnet ist, welche jeweils diskreten Zeitschlitzen entsprechen. In diesem Diagramm zeigt eine Kurve "g0" eine Änderung der Fahrzeughöhendaten im Verlauf der Zeit an. Weiterhin zeigt eine Kurve "g1" eine Änderung der Daten für den beweglichen Mittelwert an, die durch die erste Operation mit einem beweglichen Mittelwert erhalten werden. Schließlich zeigt eine Kurve "g2" eine Änderung der Daten in Bezug auf den beweglichen Mittelwert an, die durch die zweite Operation mit einem beweglichen Mittelwert erhalten werden.

Aus diesem Diagramm geht hervor, daß Phasenverzögerungen der Daten der Kurven "g1" und "g2" in Bezug auf die Phase jener Daten hervorgerufen werden, die durch die Kurve "g0" dargestellt werden, daß die Phasenverzögerung der Daten der Kurve "g2" größer ist als die Phasenverzögerung der Daten der Kurve "g1", und daß der Änderungsbereich der Daten der Kurve "g2" enger ist als der Änderungsbereich der Daten der Kurve "g1".

Fig. 3 erläutert ein Beispiel für eine Änderung des Nickwinkels des Fahrzeugs im Verlauf der Zeit. In Fig. 3 ist auf der Abszisse die Zeit "t" aufgetragen, dagegen auf der Ordinate der Nickwinkel Pθ. In diesem Diagramm gibt eine Kurve "p" eine Änderung des Nickwinkels im Verlauf der Zeit an, die durch Nickwinkeldaten repräsentiert wird, die zu jeder vorbestimmten Abtastzeit erhalten werden (0,1 Sekunden bei der vorliegenden Ausführungsform), und gibt eine Kurve "q" eine Änderung des Wertes des beweglichen Mittelwerts der Nickwinkeldaten an, die durch die Kurve "p" repräsentiert werden, wenn ein Meßfenster verwendet wird, dessen Zeitbreite auf 2,5 Sekunden eingestellt ist. Weiterhin zeigt eine Kurve "r" eine Änderung des zweiten Wertes für den beweglichen Mittelwert im Verlauf der Zeit an, die dadurch erhalten wird, daß die zweite Operation mit einem beweglichen Mittelwert unter Verwendung des Meßfensters durchgeführt wird, dessen Zeitbreite auf 2 Sekunden eingestellt ist, nachdem die Berechnung der ersten beweglichen Mittelwerte der Nickwinkeldaten gemäß Kurve "p" dadurch erfolgte, daß das Meßfenster verwendet wurde, dessen Zeitbreite auf 0,5 Sekunden eingestellt ist.

Aus dem Vergleich der Kurven "q" und "r" geht hervor, daß die Reaktion in dem Fall entsprechend der Kurve "r" stabiler ist als die Reaktion im Fall entsprechend der Kurve "q" (so daß es, um eine Stabilität zu erhalten, welche dasselbe Niveau hat wie jene Stabilität, die im Falle entsprechend der Kurve "r" erhalten wird, erforderlich ist, daß die Zeitbreite des Meßfensters, das im Fall entsprechend der Kurve "q" verwendet wird, auf einen größeren Wert eingestellt wird).

Die vorliegende Erfindung ist wirksam in der Betriebsart (m3) in einem Fall, in welchem die Beschleunigung des Fahrzeugs niedriger ist als ein Wert, der als Schwellenwert festgelegt ist. Die voranstehende Beschreibung der Unterteilung von Betriebsarten soll jedoch nur die grundlegende Unterscheidung verdeutlichen, und nicht bedeuten, daß die Steuerbetriebsarten entsprechend der Größe der Beschleunigung festgelegt werden sollten. Wie dies nachstehend noch genauer erläutert wird, können verschiedene Arten von Betriebsartunterscheidungen entsprechend einer Kombination der Größe der Beschleunigung und des Fahrzeuggeschwindigkeitsbereiches eingesetzt werden.

Die Abstrahlrichtung der Leuchte 6 wird auf der Grundlage eines Steuersignals gesteuert, das von der Abstrahlsteuervorrichtung 4 an die Antriebsvorrichtung 5 geschickt wird. Es gibt zwei Arten von Verfahren zum Steuern der Abstrahlrichtung der Leuchte. Das eine ist ein Verfahren, bei welchem sämtliche Beleuchtungslichtstrahlen in eine vorbestimmte Richtung geschickt werden. Das andere ist ein Verfahren, bei welchem ein Teil der Beleuchtungslichtstrahlen in eine vorbestimmte Richtung geschickt wird. Beispiele für das erstgenannte Verfahren sind eine Änderung der Richtung einer Abstrahlachse der Leuchte dadurch, daß die gesamte Leuchte um eine ihrer Drehachsen gedreht wird, und eine Änderung der Richtung einer optischen Achse eines optischen Systems durch Steuern der Ausrichtung von dessen Bauteilen, beispielsweise eines reflektierenden Spiegels, einer Linse, einer Lichtquelle, und eines Lichtabschirmteils der Leuchte. Beispiele für das letztgenannte Verfahren sind eine Änderung der Richtung einer Abstrahlachse einer bestimmten Leuchte einer Einrichtung, die mehrere Leuchten aufweist, um so zum Teil die Richtung der Abstrahlung von Licht zu ändern (wobei beispielsweise dann, wenn Scheinwerfer, Nebelleuchten und Blinkleuchten zum Abbiegen bei einem Kraftfahrzeug vorgesehen sind, nur eine oder zwei Arten der Leuchten unter den drei Arten von Leuchten geändert werden), und eine Änderung der Ausrichtung eines oder mehrerer Bauteile der Leuchte (beispielsweise wird eine Einrichtung mit reflektierenden Spiegeln durch einen ersten festen, reflektierenden Spiegel, und einen beweglichen, reflektierenden Spiegel gebildet, und wird eine optische Achse des beweglichen, reflektierenden Spiegels in einer gewünschten Richtung ausgerichtet).

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden daher Werte für einen beweglichen Mittelwert von Daten, die eine Änderung der Höhe des Achsenabschnitts entsprechend dem Paar von Rädern des Fahrzeugs oder den Nickwinkel des Fahrzeugs repräsentieren, durch Einstellung eines Meßfensters berechnet, welches eine feste Zeitbreite T1 aufweist. Dann wird ein beweglicher Mittelwert der berechneten beweglichen Mittelwerte dadurch erhalten, daß ein Meßfenster eingestellt wird, welches eine Zeitbreite T2 aufweist. Dann wird ein Steuersignal auf der Grundlage des erhaltenen beweglichen Mittelwertes erzeugt, und der Antriebsvorrichtung 5 zugeführt. Die Abstrahlrichtung der Leuchte wird daher so gesteuert, daß sie in einer festen Richtung gehalten wird, selbst wenn sich die Ausrichtung des Fahrzeugs ändert. Die Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann daher sowohl die Stabilität der Abstrahlrichtungssteuerung sicherstellen, die infolge nur wenig variierender Daten sichergestellt wird, als auch eine Verringerung der Steuerverzögerung.

Die Fig. 4 bis 8 erläutern eine Ausführungsform der Abstrahlrichtungssteuereinrichtung für eine Fahrzeugleuchte (nämlich eine automatische Niveauausgleichseinrichtung).

Fig. 4 zeigt schematisch den Aufbau einer Ausführungsform einer Abstrahlrichtungssteuereinrichtung 7. Information wird von den folgenden Detektorvorrichtungen und den folgenden Befehlsvorrichtungen einer ECU (elektronische Steuereinheit) 8 zugeführt, die als Steuerung der Abstrahlrichtungssteuereinrichtung 7 dient (Zahlen und Buchstaben in den folgenden Klammern bezeichnen Bezugszeichen).

  • a) Vorderrad-Fahrzeughöhensensor (9F) und Hinterrad-Fahrzeughöhensensor (9R);
  • b) Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (10);
  • c) Stromversorgungsschalter (10), und
  • d) Scheinwerferschalter (12).

Der Stromversorgungsschalter 11 ist zu dem Zweck vorgesehen, dadurch elektrische Energie an die ECU 8 und an Betätigungsgliedabschnitte (die nachstehend genauer erläutert werden) zu liefern, daß er geschlossen wird. Der Scheinwerferschalter 2 ist so betreibbar, daß er Einschalt- und Abschalt-Befehlssignale, in Reaktion auf welche der Scheinwerfer eingeschaltet bzw. ausgeschaltet wird, an die ECU 8 überträgt.

Ein Steuersignal wird von der ECU 8, bei welcher ein Mikrocomputer vorgesehen ist, an die Betätigungsgliedabschnitte 13R und 13L geschickt, so daß die Abstrahlrichtungen der Scheinwerfer 14R und 14L gesteuert werden (die Buchstaben "R" und "L", die an die betreffenden Bezugszeichen angefügt sind, bezeichnen die rechte Seite bzw. linke Seite des Fahrzeugs). Obwohl dies in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, ist eine Treiberschaltung zum Steuern der Drehung eines Motors entsprechend einem von der ECU 8 zugeführten Steuersignal in jedem der Betätigungsgliedabschnitte entsprechend der Antriebsvorrichtung 5 vorgesehen. Beispielsweise wird die Abstrahlrichtung jedes der Scheinwerfer dadurch gesteuert, daß der reflektierende Spiegel geneigt wird, der in jedem der Scheinwerfer in einer vertikalen Ebene vorgesehen ist, welche die optische Achse enthält, und zwar so, daß er in eine gewünschte Richtung gerichtet ist. Die Anzeige eines momentanen Niveauausgleichszustandes wird in Reaktion auf ein Signal durchgeführt, das von der ECU 8 an eine Anzeigevorrichtung 15 geschickt wird.

Die Fig. 5 bis 7 sind Flußdiagramme, welche den Betriebsablauf eines primären Prozesses erläutern, der in der ECU 8 durchgeführt werden soll. Zuerst wird im Schritt S1 die Initialisierung eines I/O-Ports (Eingabe/Ausgabeport) durchgeführt. In dem nächsten Schritt S2 wird dann die Initialisierung eines Speichers durchgeführt. Dann wird im nächsten Schritt S3 die Einstellung einer Steuerbezugsposition durchgeführt, also die Einstellung der Anfangspositionen der Betätigungsgliedabschnitte 13R und 13L (es wird nämlich die Anordnung dieser Betätigungsgliedabschnitte an ihren Ausgangspositionen durchgeführt).

Dann geht es mit der Steuerung im Schritt S4 weiter, nach welchem eine Zeitgeberunterbrechung bei einer CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) zugelassen wird, die in der ECU 8 vorgesehen ist. Daraufhin wird in dem nächsten Schritt S5 die Höhe des Fahrzeugs festgestellt. Meßdaten, die von den Fahrzeughöhensensoren 9F und 9R erhalten werden, werden daher der ECU 8 zugeführt.

Dann wird im nächsten Schritt S6 der Nickwinkel des Fahrzeugs auf der Grundlage der Fahrzeughöhendaten berechnet. Dann wird im nächsten Schritt S7 ein Meßsignal (nämlich ein Impulssignal) von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 10 der ECU 8 zugeführt. Dies wird durch Behandlung eines Interrupts (Unterbrechung) durchgeführt.

Im Schritt S8 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit (mit "V" bezeichnet) dadurch erhalten, daß eine Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnung durchgeführt wird. In dem nächsten Schritt S9 wird dann die Beschleunigung (bezeichnet mit "A") berechnet, und zwar durch Durchführung einer Differenzier- oder Differenzberechnung. Dann geht die Steuerung zum Schritt S10 über, der in Fig. 6 gezeigt ist. Die Beschleunigung wird einfach dadurch erhalten, daß das Ausmaß der Änderung der Geschwindigkeit durch ein Zeitintervall geteilt wird, welches die Änderung benötigte.

Die Schritte S10 bis S12 betreffen unter gewissen Bedingungen erfolgende Verzweigungsoperationen, die entsprechend den unterschiedlichen Steuerbetriebsarten durchgeführt werden.

Bevor diese Schritte geschildert werden, wird nachstehend eine Steueroperation, die in jeder Steuerbetriebsarten durchgeführt werden soll, unter Bezugnahme auf ein Steuerkennfeld erläutert, das in Fig. 8 dargestellt ist.

Fig. 8 zeigt die folgenden Steuerbereiche (hierbei bezeichnet ein Symbol "|X|" den Absolutwert von X). In Fig. 8 ist auf der Abszisse die Fahrzeuggeschwindigkeit "V" aufgetragen, und auf der Ordinate die Beschleunigung "A" des Fahrzeugs.

Bereich "RA" (0 ≤ V < SV),

Bereich "RB" (SV ≤ V und SA1 < |A| ≤ SA2);

Bereich "RC" (SV ≤ V und |A| ≤ SA1); und

Bereich "RD" (SV ≤ V und |A| > SA2).

Zuerst wird in den Bereichen RA und RB die Abstrahlrichtung der Leuchte entsprechend dem Ergebnis der Berechnung eines beweglichen Mittelwerts gesteuert, die unter Verwendung eines Meßfensters durchgeführt wird, das so eingestellt ist, daß es eine Zeitbreite ta aufweist. Wenn die Zeitbreite ta auf einen kleinen Wert eingestellt ist, so wird diese Steueroperation so eingestellt, daß die Reaktion relativ schnell erfolgt.

Weiterhin wird in dem Bereich RD die Steueroperation in der Zeit td (< ta) durchgeführt, entsprechend dem Ergebnis einer Echtzeitverarbeitung (die so ausgebildet ist, daß sie Abtastdaten widerspiegelt, die zu jedem Zeitpunkt in einem vorbestimmten Zeitraum erhalten werden, anstatt einen Mittelwert von Daten widerzuspiegeln, die den Nickwinkel des Fahrzeugs repräsentieren). Danach geht die Einrichtung zu einer Betriebsart über, bei welcher die Steueroperation entsprechend dem Ergebnis der Berechnung eines beweglichen Mittelwerts unter Verwendung eines Meßfensters durchgeführt wird, welches eine Fensterbreite ta aufweist. Dies erfolgt infolge der Notwendigkeit, die Steuerreaktion bei einem Betriebsartübergang zu beschleunigen, infolge der Tatsache, daß die Beschleunigung in diesem Bereich groß ist.

In dem Bereich RC ist die Beschleunigung gering. Daher wird ein erste Berechnung eines beweglichen Mittelwerts unter Verwendung eines Meßfensters durchgeführt, welches eine Zeitbreite ta aufweist. Dann wird eine zweite Berechnung eines beweglichen Mittelwerts bei den Werten durchgeführt, die durch die erste Berechnung des beweglichen Mittelwerts erhalten wurden, unter Verwendung eines Meßfensters, welches eine Zeitbreite tc (> ta) aufweist. Die Abstrahlrichtungssteueroperation wird auf der Grundlage des Ergebnisses dieser zweiten Berechnung des beweglichen Mittelwerts durchgeführt.

Bei der Bestimmung, zu welchem der Bereiche, die in Fig. 8 dargestellt sind, ein momentaner Fahrzeugfahrzustand gehört, wird zuerst im Schritt S10 von Fig. 6 festgestellt, ob die Geschwindigkeit V kleiner als Schwellenwert SV ist (SV ist zum Beispiel ein Wert innerhalb des Bereiches von 1 bis 3 km pro Stunde). Bei bejahender Antwort geht die Steuerung zum Schritt S15 über. Ist im Gegensatz hierzu die Geschwindigkeit V größer oder gleich dem Schwellenwert SV, so geht die Steuerung zum Schritt S11 über.

Im Schritt S11 wird festgestellt, ob der Absolutwert |A| der Beschleunigung größer als ein Schwellenwert SA2 ist (SA2 ist beispielsweise ein Wert innerhalb des Bereiches von 3 bis 5 m/s2). Bei bejahender Antwort geht die Steuerung zum Schritt S13 über. Im Gegensatz hierzu geht im Falle von |A| ≤ SA2 die Steuerung zum Schritt S12 über.

Im Schritt S12 wird festgestellt, ob der Absolutwert |A| der Beschleunigung größer als ein Schwellenwert SA1 ist (SA1 ist beispielsweise ein Wert im Bereich von 1 bis 3 m/s2). Bei bejahender Antwort geht die Steuerung zum Schritt S15 über. Im Gegensatz, bei |A| ≤ SA1, geht die Steuerung zum Schritt S14 über.

Wenn die Steuerung den Schritt S13 erreicht, wird die Berechnung des beweglichen Mittelwerts unter Verwendung eines Meßfensters durchgeführt, welches eine Zeitbreite ta aufweist, nachdem die Echtzeitverarbeitung für einen Zeitraum td durchgeführt wurde, wie dies im Zusammenhang mit der Steueroperation geschildert wurde, die im Bereich RD durchgeführt wird.

Wenn die Steuerung den Schritt S14 erreicht, wird eine erste Berechnung eines beweglichen Mittelwerts zuerst unter Verwendung eines Meßfensters mit einer Zeitbreite ta durchgeführt, und dann die Berechnung eines beweglichen Mittelwerts bei den Ergebnissen der ersten Berechnung eines beweglichen Mittelwerts unter Verwendung eines Meßfensters durchgeführt, welches eine Zeitbreite tc aufweist, wie dies in Bezug auf die in dem Bereich RC durchgeführte Steueroperation geschildert wurde.

Weiterhin wird, wenn die Steuerung den Schritt S15 erreicht, die Berechnung eines beweglichen Mittelwerts unter Verwendung eines Meßfensters durchgeführt, welches eine Zeitbreite ta aufweist, wie dies in Bezug auf die Steueroperationen geschildert wurde, die in den Bereichen RA und RB durchgeführt werden.

Im Schritt S16 von Fig. 7 berechnet die ECU 8 Antriebsdaten zum Antrieb der Betätigungsgliedabschnitte 13R und 13L entsprechend dem Wert, der im Schritt S13, S14 oder S15 berechnet wurde. Dann geht die Steuerung zum nächsten Schritt S17 über, in welchem festgestellt wird, ob der Scheinwerferschalter 12 eingeschaltet ist. Ist der Schalter 12 eingeschaltet, so geht die Steuerung zum nächsten Schritt S18 über, worauf ein Steuersignal entsprechend den Antriebsdaten den Betätigungsgliedabschnitten 13R und 13L zugeführt wird, so daß die Abstrahlrichtungen der Scheinwerfer 14R und 14L gesteuert werden. Dann kehrt die Steuerung zum Schritt S5 von Fig. 5 zurück. Anderenfalls, wenn der Scheinwerferschalter 12 nicht eingeschaltet ist, überspringt die Steuerung den Schritt S18, und kehrt zum Schritt S5 von Fig. 5 zurück.

Wie voranstehend geschildert kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Zeitbreite des Meßfensters auf einen kleinen Wert eingestellt werden, wenn ein Mittelwert von Daten, die eine Änderung der Höhe des Achsenabschnitts oder den Nickwinkel eines Fahrzeugs repräsentieren, dadurch berechnet wird, daß bei ihnen ein erster Prozeß mit einem beweglichen Mittelwert durchgeführt wird. Darüber hinaus können über einen langen Zeitraum stabile Daten dadurch erhalten werden, daß ein zweiter Prozeß mit einem beweglichen Mittelwert durchgeführt wird. Die Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann daher das Auftreten einer Blendung durch Verringerung der Steuerverzögerung verhindern, verglichen mit jenem Fall, in welchem nur der erste Prozeß mit beweglichem Mittelwert durch Einstellung der Zeitbreite des Meßfensters auf einen relativ großen Wert durchgeführt wird.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können vorteilhaft stabile Daten in einem Fall erhalten werden, in welchem die Beschleunigung eines Fahrzeugs gering ist. Weiterhin ist es nicht erforderlich, die Zeitbreite des Meßfensters auf einen relativ großen Wert einzustellen, um derartig stabile Daten zu erhalten.


Anspruch[de]
  1. 1. Abstrahlrichtungssteuereinrichtung (1) für eine Fahrzeugleuchte (6), wobei die Einrichtung so ausgebildet ist, daß sie Daten erfaßt, die einen Nickwinkel eines Fahrzeugs repräsentieren, durch Feststellung einer Änderung der Höhe eines Achsenabschnitts zumindest entweder der Vorderräder oder der Hinterräder, und die Abstrahlrichtung einer Fahrzeugleuchte (6) entsprechend einer Änderung der Ausrichtung des Fahrzeugs auf solche Weise ändert, daß die Änderung des Nickwinkels ausgeglichen wird, wobei die Einrichtung:

    eine Abstrahlsteuerung (4) aufweist, welche einen beweglichen Mittelwert von Daten berechnet, welche die Änderung der Höhe des Achsenabschnitts oder den Nickwinkel repräsentieren,

    dadurch gekennzeichnet, dass

    die Abstrahlsteuerung (4) in einem vorbestimmten Zeitraum, einen beweglichen Mittelwert zweiter Ordnung des berechneten beweglichen Mittelwerts berechnet, und die Leuchte entsprechend einem Steuersignal steuert, das auf dem berechneten beweglichen Mittelwert zweiter Ordnung beruht, auf solche Weise, daß die Abstrahlrichtung in einer festen Richtung gehalten wird.
  2. 2. Abstrahlrichtungssteuereinrichtung für eine Fahrzeugleuchte nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:

    eine Beschleunigungsdetektorvorrichtung (3) zur Feststellung der Beschleunigung des Fahrzeugs durch direkte Feststellung der Beschleunigung des Fahrzeugs oder zeitliches Differenzieren von Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektorinformation;

    wobei dann, wenn der Wert der Beschleunigung des Fahrzeugs gering ist, die Abstrahlsteuerung (4) einen beweglichen Mittelwert von Daten berechnet, welche die Änderung der Höhe des Achsenabschnitts oder den Nickwinkel repräsentieren, in jedem konstanten Zeitraum, dann einen zweiten beweglichen Mittelwert des berechneten beweglichen Mittelwerts berechnet, und daraufhin die Leuchte entsprechend einem Steuersignal steuert, das auf dem berechneten zweiten beweglichen Mittelwert beruht, auf solche Weise, daß die Abstrahlrichtung in einer festen Richtung gehalten wird.
  3. 3. Abstrahlrichtungssteuereinrichtung nach Anspruch 1, die weiter

    einen Nickwinkeldetektor (2) aufweist, der einen Nickwinkel des Fahrzeugs im Fahrzustand feststellt; und

    wobei die Abstrahlungssteuerung (4) den beweglichen Mittelwert des Nickwinkels in jedem vorbestimmten Zeitraum berechnet, einen zweiten beweglichen Mittelwert des berechneten beweglichen Mittelwerts berechnet, und die Leuchte auf der Grundlage eines Steuersignals steuert, das auf dem berechneten zweiten beweglichen Mittelwert beruht, auf solche Weise, dass die Abstrahlrichtung in einer festen Richtung gehalten wird.
  4. 4. Abstrahlrichtungssteuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Nickwinkeldetektor zumindest einen Achsenhöhendetektor aufweist, der eine Änderung der Höhe einer Achse an zumindest den Vorderrädern oder den Hinterrädern feststellt.
  5. 5. Abstrahlrichtungssteuereinrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch:

    einen Beschleunigungsdetektor, der die Beschleunigung des Fahrzeugs dadurch feststellt, daß er direkt die Beschleunigung des Fahrzeugs feststellt, oder zeitlich Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektorinformation differenziert;

    wobei dann, wenn der Wert der Beschleunigung des Fahrzeugs niedrig ist, die Abstrahlsteuervorrichtung einen beweglichen Mittelwert von Daten berechnet, welche die Änderung der Höhe des Achsenabschnitts oder den Nickwinkel repräsentieren, in jedem konstanten Zeitraum, dann einen zweiten beweglichen Mittelwert des berechneten beweglichen Mittelwerts berechnet, und daraufhin die Leuchte entsprechend einem Steuersignal steuert, das auf dem berechneten zweiten beweglichen Mittelwert beruht, auf solche Weise, daß die Abstrahlrichtung in einer festen Richtung gehalten wird.






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