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Dokumentenidentifikation DE10054524B4 12.02.2004
Titel Automatisches Niveauausgleichsgerät für Kraftfahrzeugscheinwerfer
Anmelder Koito Manufacturing Co., Ltd., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Toda, Atsushi, Shimizu, Shizuoka, JP;
Takeuchi, Hideaka, Shimizu, Shizuoka, JP
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Anmeldedatum 03.11.2000
DE-Aktenzeichen 10054524
Offenlegungstag 23.05.2001
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 12.02.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.02.2004
IPC-Hauptklasse B60Q 1/115

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein automatisches Kraftfahrzeugscheinwerferniveauausgleichsgerät, und insbesondere ein automatisches Kraftfahrzeugscheinwerferniveauausgleichsgerät zum automatischen Einstellen der optischen Achsen der Scheinwerfer auf der Grundlage des Nickwinkels des Fahrzeugs, der im allgemeinen dann festgestellt wird, wenn sich das Fahrzeug nicht bewegt.

Solche Kraftfahrzeugscheinwerfer sind beispielsweise bereits aus der DE 197 43 670 A1 bekannt und werden nachfolgend in Zusammenhang mit 10 näher erläutert.

Aus der Druckschrift DE 195 34 870 A1 ist bereits ein Verfahren zur Eichung eines Systems zur Regelung der Leuchtweite von Kraftfahrzeugscheinwerfern bekannt. Dabei werden die Signale eines Fahrzeughöhensensors zu den Sollwerten, d.h., den Stellwerten in Korrelation gebracht. Dies erfolgt bei der Erstmontage oder bei Reparatur und Wartung der Scheinwerfer. Zur Bestimmung des Korrekturwertes wird bei einem festgesetzten Sollwert durch manuelle oder automatische Feinjustage der lichtgebenden Einrichtung ein entsprechender Regelwert erzeugt. Somit kann bei Aufschalten des Lagesignals der Korrekturwert durch Bildung der Differenz zwischen Sollwert und Lagewert gebildet werden. Der Korrekturwert kann gespeichert werden. Es ergibt sich die Beziehung Sollwert = Korrekturwert + Lagewert. Die Stelleinrichtungen werden auf eine Grundein Stellung eingestellt, die einen bestmöglichen positiven und negativen Stellweg ermöglichen. Diese Druckschrift beschreibt lediglich das Eichen eines Systems. Die Grundeinstellung erfolgt in einem mittleren Bewegungsbereich, so dass positive oder negative Bewegung möglich ist.

Die Druckschriften DE 197 20 314 A1 und DE 40 19 690 A1 zeigen Einrichtungen zur Regelung der Leuchtweite von Scheinwerfern.

Ein Scheinwerfer kann so aufgebaut sein, daß ein Reflektor, in welchen eine Lichtquelle sicher eingeführt ist, verschwenkbar um eine Horizontalkippachse gehaltert werden kann, in Bezug auf ein Leuchtengehäuse. Die optische Achse des Reflektors (Scheinwerfers) kann um die horizontale Kippachse verkippt werden.

Im Ruhezustand des Fahrzeugs kann sich der Nickwinkel des Fahrzeugs in Bezug auf eine Bezugsposition ändern, wenn eine Last in das Fahrzeug eingeladen oder aus diesem ausgeladen wird, oder wenn Passagiere in das Fahrzeug hineingelangen oder aussteigen. In den meisten Fällen findet beim Fahrzeug ein Absenkung sowohl vorn als auch hinten statt. Deswegen ist ein einzelner Fahrzeughöhensensor eines Systems mit einem Sensor beispielsweise an der hinteren Aufhängung vorgesehen, um die Fahrzeughöhe (die Vertikalentfernung zwischen der Hinterachse und der Fahrzeugkarosserie) hinten mit dem Nickwinkel des Fahrzeugs zu korrelieren. Daher wird eine annähernd gerade Linie erhalten, welche Steuerdaten umfaßt, die ein Ausgangssignal des Fahrzeughöhensensors mit dem Nickwinkel des Fahrzeugs korrelieren. Die der Linie zugrundeliegende Annahme besteht darin, daß sich auch die Vorderseite des Fahrzeugs absenkt. Dann wird der Nickwinkel auf der Grundlage eines Ausgangssignals von dem Fahrzeughöhensensor und der annähernd geraden Linie (Steuerdaten) berechnet.

Wie in 9 dargestellt ist, weist ein herkömmliches automatisches Kraftfahrzeugscheinwerferniveauausgleichsgerät folgende Teile auf: ein Betätigungsglied 102 zum vertikalen Verkippen einer optischen Achse L eines Scheinwerfers 100 in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie für die Einstellung, einen Fahrzeughöhensensor 104, der auf der Aufhängung entweder des linken oder rechten Hinterrades vorgesehen ist, um die Entfernung zwischen der Achse und der Fahrzeugkarosserie festzustellen, und eine Steuereinheit 106. Daten von dem Fahrzeughöhensensor 104 und Nickwinkeldaten des Fahrzeugs sind in der Steuereinheit 106 als Korrelationsfunktionen vorhanden (Steuerdaten, die annähernd durch gerade Linien repräsentiert werden). Die dort vorgesehenen Steuerdaten werden zur Berechnung des Nickwinkels des Fahrzeugs auf der Grundlage eines Ausgangssignals des Fahrzeughöhensensors 104 verwendet. Das Betätigungsglied 102 wird mit einem Betrag entsprechend dem berechneten Nickwinkel gesteuert.

Wenn eine statische Last, die auf das Fahrzeug einwirkt, sich ändert, stellt dies der Fahrzeughöhensensor 104 fest, und schickt die Änderung an die Steuereinheit 106. Die Steuereinheit 106 berechnet einen Fahrzeugnickwinkel auf der Grundlage der Korrelationsfunktion, welche Fahrzeughöhensensorausgangssignale mit Fahrzeugnickwinkeln korreliert, die bereits in die Einheit 106 eingegeben und dort eingestellt wurden. Die Einheit 106 betreibt darüber hinaus das Betätigungsglied 102 (verkippt die optische Achse um die horizontale Kippachse) in einem Ausmaß entsprechend dem berechneten Fahrzeugnickwinkel, und stellt die optische Achse L des Scheinwerfers 100 so ein, daß die optische Achse auf einem vorbestimmten, geneigten oder gekippten Winkel in Bezug auf die Straßenoberfläche gehalten wird, und zwar jederzeit.

Bei einem System mit zwei Sensoren ist ein Fahrzeughöhensensor jeweils an der vorderen und der hinteren Aufhängung vorgesehen. Die Steuereinheit 106 berechnet einen Fahrzeugnickwinkel aus der Beziehung &thgr; = tan–1(h/D), wobei &thgr; der Fahrzeugnickwinkel ist, h (= H1-H2) die Differenz zwischen dem Ausgangssignal H1 von dem vorderen Fahrzeughöhensensor und dem Ausgangssignal H2 von dem hinteren Fahrzeughöhensensor, und D eine Entfernung entsprechend dem Radstand des Fahrzeugs ist.

Bei dem voranstehend geschilderten, herkömmlichen, automatischen Scheinwerferniveauausgleichsgerät wird der Fahrzeugnickwinkel auf 0 eingestellt, wenn sich nur der Fahrer im Fahrzeug befindet. Weiterhin wird die optische Achse L auf einen vorbestimmten Winkel in Bezug auf die Straßenoberfläche geneigt, wenn sich das Betätigungsglied 104 (genauer gesagt, ein Längsrichtungsantriebsteil des Betätigungsgliedes) an der vordersten Endposition P1 befindet. Da sich der Fahrzeugnickwinkel (die optische Achse des Scheinwerfers) nur dann nach oben hin ändert, wenn die statische Belastung des Fahrzeugs zunimmt, beispielsweise infolge zusätzlicher Passagiere, muß die optische Achse des Scheinwerfers zur Einstellung nur nach unten verkippt werden. Daher ist das Betätigungsglied (dessen Antriebsteil in Längsrichtung) so ausgebildet, daß es sich nur nach hinten bewegt, wenn die vorderste Endposition P1 als die Ausgangsposition gewählt ist. Der Antrieb des Betätigungsgliedes wird unter der Annahme gesteuert, daß die vorderste Endposition P1 des Längshubes des Betätigungsgliedes mit der Anfangsposition P0 übereinstimmt, bei welcher der Fahrzeugnickwinkel gleich 0 ist. Es wird darauf hingewiesen, daß das Bezugszeichen P2 eine hinterste Endposition des Längshubes des Betätigungsgliedes bezeichnet.

Allerdings kann es vorkommen, daß die vorderste Endposition des Betätigungsgliedes nicht unbedingt gleich der Anfangsposition PO ist, infolge eines Fehlers bei der Montage des Fahrzeugs, eines Montagefehlers des Fahrzeughöhensensors auf der Aufhängung, oder infolge eines mit der Ausgangsspannung im Zusammenhang stehenden Fehlers des Fahrzeughöhensensors selbst (nachstehend werden diese Fehler insgesamt als Montagefehler eines Fahrzeughöhensensors oder dergleichen. bezeichnet). Wenn die optische Achse L auf die ordnungsgemäße Position L0 durch Verkippen des Reflektors unter Verwendung des Ausrichtungsmechanismus 108 eingestellt wird, kann der Zusammenbaufehler unter den Montagefehlern des Fahrzeughöhensensors und dergleichen korrigiert werden. Allerdings bleiben andere Fehler unkorrigiert, beispielsweise Fehler, die mit der Montage des Fahrzeughöhensensors an der Aufhängung zusammenhängen, oder mit dem Fehler in Bezug auf die Ausgangsspannung des Fahrzeughöhensensors selbst (was nachstehend als Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors selbst bezeichnet wird).

10 zeigt einen Fall, in welchem die Signalspannung des Fahrzeughöhensensors einen Offset in einer Richtung aufweist, in welcher die optische Achse angehoben wird (V1 → V0), infolge der Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors. Weiterhin ist in dieser Figur die Position der optischen Achse dargestellt, an welcher der Fahrzeugnickwinkel gleich Null (0) ist, wenn sich nur der Fahrer im Fahrzeug befindet. Diese Position entspricht einer Position P0, die weiter vorn liegt als die vorderste Endposition P1 des Längshubes des Betätigungsgliedes. Selbst wenn die optische Achse auf die ordnungsgemäße Position L0 unter Verwendung des Ausrichtungsmechanismus 108 eingestellt wird, bleibt die Positionsbeziehung zwischen der vordersten Endposition P1 des Längshubes des Betätigungsgliedes und der Anfangsposition PO des Fahrzeugnickwinkels &thgr; unverändert. Die Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors selbst ist jedoch immer noch vorhanden. Daher bildet zwischen Signalspannungen V0 und V1 des Fahrzeughöhensensors die optische Achse immer eine tote Zone entsprechend der vordersten Position P1 des Betätigungsgliedes, was einen ordnungsgemäßen Niveauausgleich des Scheinwerfers verhindert.

Das Betätigungsglied ist so ausgebildet, daß es nur in der Richtung arbeitet, in welcher die optische Achse abgesenkt wird. Da die vorderste Endposition P1 des Längshubes des Betätigungsgliedes nicht ordnungsgemäß eingestellt ist (die vorderste Endposition P1 des Längshubes des Betätigungsgliedes stimmt nicht mit der Anfangsposition P0 überein), wenn die Rückseite des Fahrzeugs sich absenkt, wird eine tote Zone erzeugt, während Signalspannungen V0 bis V1 des Fahrzeughöhensensors ausgegeben werden. Daher wird der Einfahrvorgang des Betätigungsgliedes unterbrochen. Deswegen wird mit einem Vorgang der Absenkung der optischen Achse erst begonnen, nachdem die optische Achse um einen Winkel &Dgr;&thgr;' entsprechend der Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors nach oben verkippt wurde, wobei dieser Winkel den Signalspannungen V0 bis V1 des Fahrzeughöhensensors entspricht. Der Fahrer eines entgegenkommenden Fahrzeugs kann daher durch das Licht geblendet werden.

Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der voranstehend geschilderten Schwierigkeiten entwickelt. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines automatischen Kraftfahrzeugscheinwerferniveauausgleichsgeräts, welches eine sehr genaue Korrektur der optischen Achse ermöglicht, durch Steuern des Antriebs eines Betätigungsgliedes, ohne durch die Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors beeinflußt zu werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 2 gelöst

Um die voranstehend geschilderten Vorteile zu erreichen wird gemäße einer ersten Ausführungsform der Erfindung ein automatisches Kraftfahrzeugscheinwerferniveauausgleichsgerät zur Verfügung gestellt, welches optische Achsen von Scheinwerfern aufweist, die so ausgebildet sind, daß sie sich in Vertikalrichtung in Bezug auf die Karosserie eines Fahrzeugs durch Antrieb von Betätigungsgliedern verkippen können, einen Fahrzeughöhensensor, der auf der Aufhängung des Fahrzeugs vorgesehen ist, um die Vertikalentfernung zwischen einer Achse und der Karosserie festzustellen, und eine Arithmetiksteuereinheit zur Berechnung eines Fahrzeugnickwinkels entsprechend einem Ausgangssignal von dem Fahrzeughöhensensor, auf der Grundlage eines vorbestimmten Ausdrucks, und zum Steuern des Antriebs der Betätigungsglieder auf der Grundlage des berechneten Nickwinkels. Die Betätigungsglieder sind jeweils so ausgebildet, daß sie nur in einer Richtung arbeiten, in welcher die optischen Achsen abgesenkt werden, von einer vordersten Endposition oder hintersten Endposition eines Längshubes der Betätigungsglieder, an welchen der Fahrzeugnickwinkel gleich Null (0) ist, wobei sich die optischen Achsen in einem vorbestimmten Neigungszustand in Bezug auf einen Straßenoberfläche befinden.

Die Steuereinheit wird auf der Grundlage der Annahme betrieben, daß Anfangspositionen der Betätigungsglieder Positionen darstellen, die einen Offset gegenüber den vordersten Endpositionen oder den hintersten Endpositionen der Längshübe der Betätigungsglieder um zumindest einen Betrag des Hubes entsprechend einer maximalen Montagetoleranz in einer Richtung aufweisen, in welcher die optischen Achsen abgesenkt werden. Darüber hinaus subtrahiert die Steuereinheit ein Ausgangssignal (Ausgangswert) entsprechend dem Offsetwert von einem Ausgangssignal (Ausgangswert) des Fahrzeughöhensensors, berechnet einen Fahrzeugnickwinkel entsprechend dem Ausgangssignal (Ausgangswert), von welchem der Offset subtrahiert wurde, auf der Grundlage des vorbestimmten Ausdrucks, und steuert den Antrieb der Betätigungsglieder in Bezug auf die angenommenen Anfangspositionen auf der Grundlage des Nickwinkels, der entsprechend dem Ausgangssignal (Ausgangswert) berechnet wurde, von welchem der Offset subtrahiert wurde.

Die Steuereinheit kann eine ECU aufweisen, welche die Kombination einer CPU, eines RAM und eines ROM bildet. In einem System mit einem Sensor, bei welchem ein Fahrzeughöhensensor auf der hinteren Aufhängung vorgesehen ist, können der Fahrzeugnickwinkel &thgr; und das Ausgangssignal (Ausgangswert) H von dem Fahrzeughöhensensor durch eine Steuerlinie approximiert werden, welche eine Linie erster Ordnung darstellt, die als &thgr; = &thgr;ο-kH dargestellt wird, wobei &thgr;0 ein maximaler Nickwinkel der Fahrzeugkarosserie ist, und k eine Konstante. Der Beziehungsausdruck (eine Steuerlinie) wird als Ausdruck in der Steuereinheit eingegeben und eingestellt.

Weiterhin wird in einem System mit zwei Sensoren, bei welchem ein Fahrzeughöhensensor jeweils an der vorderen Aufhängung als auch an der hinteren Aufhängung vorgesehen ist, der Fahrzeugnickwinkel &thgr; ausgedrückt durch tan&thgr; = h/D, wobei ein Ausgangssignal (Ausgangswert) von dem vorderen Fahrzeughöhensensor mit H1 bezeichnet ist, ein Ausgangssignal (Ausgangswert) von dem hinteren Fahrzeughöhensensor durch H2 bezeichnet ist, die Differenz zwischen den Ausgangssignalen (Ausgangswerten) der beiden Sensoren gleich h (= H1-H2) ist, und der Radstand mit D bezeichnet wird. Dieser Beziehungsausdruck wird als Ausdruck in die Steuereinheit eingegeben und eingestellt.

Weiterhin kann die maximale Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors auf der Grundlage von Erfahrungen erhalten werden, und können ein Offsetbetrag für die Anfangsposition des Betätigungsgliedes (die angenommene Anfangsposition des Betätigungsgliedes) und ein Ausgangssignal (Ausgangswert) von dem Fahrzeughöhensensor entsprechend dem Offsetbetrag bestimmt werden.

Die Steuereinheit ist so ausgebildet, daß sie als Anfangsposition des Längshubes des Betätigungsgliedes eine Position annimmt, welche einen Offset gegenüber der vordersten Endposition oder der hintersten Endposition des Längshubes des Betätigungsgliedes aufweist, und zwar in einer Richtung, in welcher die optische Achse um zumindest einen Hubbetrag entsprechend der maximalen Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors abgesenkt wird. Weiterhin subtrahiert die Arithmetiksteuereinheit ein Ausgangssignal (Ausgangswert) entsprechend dem Offsetwert von dem Ausgangssignal (Ausgangswert) des Fahrzeughöhensensors, berechnet einen Fahrzeugnickwinkel entsprechend einem Ausgangssignal (Ausgangswert), von welchem ein Offset subtrahiert wurde, auf der Grundlage eines vorbestimmten Ausdrucks, und steuert den Betrieb des Betätigungsgliedes in Bezug auf die angenommene Anfangsposition auf der Grundlage des Nickwinkels entsprechend dem Ausgangssignal (Ausgangswert), von welchem der Offset abgezogen wurde.

Wenn sich der Fahrzeugnickwinkel ändert, beispielsweise weil ein Passagier in das Fahrzeug (Fahrzeugkarosserie) hineingelangt, stellt der Fahrzeugsensor diese Änderung fest. Dann berechnet die Steuereinheit einen Fahrzeugnickwinkel entsprechend einem Ausgangssignal (Ausgangswert) von dem Fahrzeughöhensensor auf der Grundlage des vorbestimmten Ausdrucks, und steuert den Antrieb des Betätigungsgliedes so, daß der Nickwinkel ausgeglichen wird, oder die Achse des Scheinwerfers jederzeit in einem vorbestimmten Winkel in Bezug auf die Straßenoberfläche gehalten wird.

Insbesondere ist die Steuereinheit so ausgebildet, daß sie eine Position annimmt, die einen Offset in Bezug auf die vorderste Endposition oder hinterste Endposition des Längshubes des Betätigungsgliedes aufweist, und zwar um zumindest den Betrag des Hubes entsprechend der maximalen Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors in der Richtung, in welcher die optische Achse abgesenkt wird, als Anfangsposition des Längshubes des Betätigungsgliedes. Die Steuereinheit erhält ein Fahrzeughöhensensorausgangssignal, von welchem die Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors entfernt wurde (H-&Dgr;H) (was die Montagetoleranz ausschließt), durch Subtrahieren eines Fahrzeughöhensensorausgangssignals (&Dgr;H) entsprechend dem Betrag des Offsets der Anfangsposition des Betätigungsgliedes von einem Ausgangssignal (H), das von dem Fahrzeughöhensensor ermittelt wird. Daraufhin berechnet die Arithmetiksteuereinheit einen Fahrzeugnickwinkel entsprechend dem Fahrzeughöhensensorausgangssignals, von welchem die Montagetoleranz entfernt wurde (H-&Dgr;H), unter Verwendung eines Ausdrucks &thgr; = &thgr;ο-kH für ein System mit einem Sensor, oder unter Verwendung eines Ausdrucks &thgr; = tan–1(h/D) für ein System mit zwei Sensoren. Die Steuereinheit berechnet daher den Fahrzeugnickwinkel auf der Grundlage einer Steuerlinie (gestrichelte Linie B), die durch &thgr; = &thgr;ο-k(H-&Dgr;H) gegeben ist, anstatt auf der Grundlage einer Steuerlinie, die in 3 gezeigt ist, und durch &thgr; = &thgr;ο-kH (durchgezogene Linie A) ausgedrückt wird, für das System mit einem Sensor, oder berechnet den Nickwinkel auf der Grundlage des Ausdrucks &thgr; = tan–1((h-&Dgr;h)/D) für das System mit zwei Sensoren. Dann steuert die Steuereinheit das Betätigungsglied auf solche Weise, daß das Betätigungsglied die optische Achse in Bezug auf die Anfangsposition um einen Betrag entsprechend dem Nickwinkel verkippt, von welchem die Montagetoleranz entfernt wurde.

Es wird beispielsweise angenommen, daß sich die Anfangsposition des Betätigungsgliedes an einer Position befindet, die einen Offset gegenüber der vordersten Endposition P1 des Längshubes des Betätigungsgliedes aufweist, wie dies in 10 gezeigt ist, und zwar um einen Betrag des Hubes entsprechend der maximalen Montagetoleranz des Fahrzeugsensors in jener Richtung, in welcher die optische Achse abgesenkt wird, und es wird weiterhin angenommen, daß diese Anfangsposition mit dem Bezugszeichen P0' in 10 bezeichnet ist. Weiterhin wird angenommen, daß das Ausgangssignal (der Ausgangswert) von dem Fahrzeughöhensensor dann V0' beträgt. Wenn die Signalspannung des Fahrzeughöhensensors einen Offset von &Dgr;V (= V1-V0) in einer Richtung aufweist, in welcher die optische Achse angehoben wird, infolge der Montagetoleranz, kann eine Ausgangsspannung einen Offset um &Dgr;V' (= V0'-V1) in entgegengesetzter Richtung zur Offsetrichtung der Signalspannung aufweisen, infolge der Montagetoleranz, also in jener Richtung, in welcher die optische Achse abgesenkt wird. Wegen der Beziehung &Dgr;V' > &Dgr;V wird dann das Ausgangssignal von dem Fahrzeughöhensensor als Position hinter der vordersten Endposition P1 des Betätigungsgliedes übertragen. Selbst wenn die Fahrzeughöhensensorsignalspannungen zwischen V0 und V1 liegen, also in der toten Zone liegen, kann das Betätigungsglied so arbeiten, daß es sich ohne irgendeine Verzögerung zurückzieht, da das Ausgangssignal zwischen V1 und V0' festgestellt werden kann, wodurch das Risiko ausgeschaltet wird, daß eine Blendung hervorgerufen wird.

Gemäß einer zweiten Zielrichtung der Erfindung wird ein automatisches Kraftfahrzeugscheinwerferniveauausgleichsgerät zur Verfügung gestellt, welches optische Achsen von Scheinwerfern aufweist, die so ausgebildet sind, daß sie in Vertikalrichtung in Bezug auf eine Karosserie eines Fahrzeugs durch Betrieb von Betätigungsgliedern verkippt werden können, einen Fahrzeughöhensensor, der auf der Aufhängung des Fahrzeugs vorgesehen ist, um die Vertikalentfernung zwischen einer Achse und der Karosserie festzustellen, und eine Steuereinheit zur Berechnung eines Fahrzeugnickwinkels entsprechend einem Ausgangssignal (Ausgangswert) von dem Fahrzeughöhensensor auf der Grundlage eines vorbestimmten Ausdrucks, und zum Steuern des Betriebs der Betätigungsglieder auf der Grundlage des berechneten Nickwinkels. Die Betätigungsglieder sind jeweils so ausgebildet, daß sie nur in einer Richtung arbeiten, in welcher die optischen Achsen abgesenkt werden, von einer vordersten Endposition oder einer hintersten Endposition eines Längshubes der Betätigungsglieder aus, an welchen der Fahrzeugnickwinkel Null ist, wobei sich die optischen Achsen in einem vorbestimmten Neigungszustand in Bezug auf eine Straßenoberfläche befinden. Die Steuereinheit wird auf der Grundlage der Annahme betrieben, daß Positionen einen Offset gegenüber den vordersten Endpositionen oder den hintersten Endpositionen der Längshübe der Betätigungsglieder um zumindest den Betrag des Hubes entsprechend einer maximalen Montagetoleranz in einer Richtung aufweisen, in welcher die optischen Achsen abgesenkt werden, als Anfangspositionen der Betätigungsglieder. Die Steuereinheit addiert darüber hinaus einen Nickwinkel entsprechend dem Offsetwert zu dem Fahrzeugnickwinkel, der auf der Grundlage des vorbestimmten Ausdrucks berechnet wurde, und steuert den Betrieb der Betätigungsglieder in Bezug auf die angenommenen Anfangspositionen auf der Grundlage des Nickwinkels, zu welchem der Offsetwert addiert wurde.

Bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit so ausgebildet, daß sie als die Anfangspositionen der Betätigungsglieder jene Positionen annimmt, die einen Offset um zumindest den Betrag des Hubes entsprechend der maximalen Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors gegenüber den vordersten Endpositionen oder den hintersten Endpositionen der Längshübe des Betätigungsgliedes aufweisen.

Die Steuereinheit berechnet den Fahrzeugnickwinkel entsprechend einem Ausgangssignal (Ausgangswert) H von dem Fahrzeughöhensensor einschließlich der Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors aus dem Ausdruck &thgr; = &thgr;ο-kH für ein System mit einem Sensor, und aus dem Ausdruck &thgr; = tan–1(h/D) für ein System mit zwei Sensoren. Das Ergebnis einer derartigen Operation (der Nickwinkel einschließlich der Montagetoleranz) ist ein Fahrzeugnickwinkel, von welchem die Montagetoleranz entfernt wurde (der die Montagetoleranz nicht enthält) (&thgr;+&Dgr;&thgr;), durch Addieren eines Fahrzeugnickwinkels &Dgr;&thgr; entsprechend dem Offsetbetrag der Anfangsposition des Betätigungsgliedes (3). Um die optische Achse um einen Betrag entsprechend dem Fahrzeugnickwinkel zu verkippen, von welchem die Montagetoleranz entfernt wurde (&thgr;+&Dgr;&thgr;), wird der Betrieb des Betätigungsgliedes in Bezug auf die angenommene Anfangsposition gesteuert.

Weiterhin wird gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung ein automatisches Kraftfahrzeugscheinwerferniveauausgleichsgerät gemäß der ersten oder zweiten Ausführungsform der Erfindung zur Verfügung gestellt, wobei die optischen Achsen der Scheinwerfer so ausgebildet sind, daß sie zur Einstellung durch einen Ausrichtungsmechanismus verkippt werden können, und der Offsetbetrag der angenommenen Anfangsposition so gewählt ist, daß er gleich dem Betrag des Hubes entsprechend der maximalen Montagetoleranz ist.

Wenn die optischen Achsen der Scheinwerfer von den ordnungsgemäßen Positionen an der vordersten Endposition oder der hintersten Endposition des Längshubes des Betätigungsgliedes abweichen, können die optischen Achsen zur Einstellung auf die richtigen Positionen durch den Ausrichtungsmechanismus verkippt werden.

Da der Offsetbetrag der angenommenen Anfangsposition des Betätigungsgliedes auf den Betrag des Hubes ? entsprechend der maximalen Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors beschränkt ist (2), wie dies in 10 gezeigt ist, ist ein Bereich entsprechend dem automatischen Niveauausgleich der Scheinwerfer in dem Längshub P1 bis P2 des Betätigungsgliedes gleich einem Bereich P0' bis P2. Daher wird die Verringerung des Bereiches entsprechend dem automatischen Niveauausgleich der Scheinwerfer begrenzt (der Hubbetrag ? entsprechend der maximalen Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors), und daher kann die Verringerung des Bereiches für den automatischen Niveauausgleich der Scheinwerfer in diesem Ausmaß unterdrückt werden.

Gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung wird ein automatisches Kraftfahrzeugscheinwerferniveauausgleichsgerät gemäß einer der Ausführungsformen eins bis drei zur Verfügung gestellt, wobei das automatische Niveauausgleichsgerät eine Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektorvorrichtung, eine Beschleunigungsdetektorvorrichtung, und eine Detektorvorrichtung für einen stabilen Fahrzustand aufweist. Die Steuereinheit steuert den Betrieb der Betätigungsglieder, wenn sich das Fahrzeug nicht bewegt, oder während das Fahrzeug stabil fährt, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, und die Beschleunigung des Fahrzeugs kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, und zwar ständig über einen vorbestimmten Zeitraum. Weiterhin berechnet die Steuereinheit einen Fahrzeugnickwinkel entsprechend einem Ausgangssignal von dem Fahrzeughöhensensor, das während des stabilen Fahrens ermittelt wurde, um den Betrieb der Betätigungsglieder auf der Grundlage des berechneten Fahrzeugnickwinkels zu steuern.

Der automatische Scheinwerferniveauausgleich muß möglicherweise manchmal unter ungeeigneten Bedingungen durchgeführt werden, beispielsweise wenn ein Fahrzeug so parkt, daß es sich teilweise auf dem Randstein befindet. Allerdings kann ein ungeeigneter Niveauausgleich in diesem Zustand korrigiert werden, da der Fahrzeugnickwinkel einfach dann berechnet werden kann, wenn das Fahrzeug stabil fährt, und daher konstante Ausgangssignale des Fahrzeughöhensensors erzeugt. Der Fahrzeugnickwinkel wird aus dem Fahrzeughöhensensorausgangssignal berechnet, und der Betrieb des Betätigungsgliedes wird auf der Grundlage des Fahrzeugnickwinkels gesteuert.

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

1 eine Vorderansicht eines Scheinwerfers eines Kraftfahrzeugs, bei welchem ein automatischer Scheinwerferniveauausgleich gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung eingesetzt wird;

2 eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaus des automatischen Scheinwerferniveauausgleichsgeräts gemäß der ersten Ausführungsform;

3A ein Diagramm mit einer Darstellung der Korrelation zwischen Ausgangssignalen von einem Fahrzeughöhensensor und Ausrichtungen eines Fahrzeugs;

3B ein Diagramm mit einer Darstellung der Beziehung zwischen einem Fahrzeugnickwinkel und einem Ausgangssignal (Ausgangswert) des Fahrzeughöhensensors;

4 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Betriebsablaufes zum Steuern des Antriebs eines Motors durch eine CPU;

5 ein Flußdiagramm mit einer Darstellung des Betriebsablaufs zum Steuern eines Motors durch eine CPU, die ein Steuerteil eines automatischen Scheinwerferniveauausgleichsgeräts gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung darstellt;

6 eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaus eines automatischen Kraftfahrzeugscheinwerferniveauausgleichsgeräts gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

7 ein Flußdiagramm mit einer Darstellung des Betriebsablaufes zum Steuern eines Motors durch eine CPU;

8 eine Vertikalschnittansicht eines Scheinwerfers, der ein Hauptteil einer anderen Ausführungsform der Erfindung bildet;

9 eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaus eines herkömmlichen automatischen Scheinwerferniveauausgleichsgeräts; und

10 ein Diagramm zur Erläuterung der Auswirkung der Montagetoleranz eines Fahrzeughöhensensors auf das Fahrzeughöhensensorausgangssignal bzw. die Eigenschaften des Hubes eines Betätigungsgliedes.

Die 1 bis 4 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung. 1 ist eine Vorderansicht eines Kraftfahrzeugscheinwerfers, bei welchem ein automatisches Scheinwerferniveauausgleichsgerät gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung eingesetzt wird. 2 zeigt schematisch den Gesamtaufbau des automatischen Scheinwerferniveauausgleichsgeräts. 3A zeigt die Korrelation zwischen Ausgangssignalen eines Fahrzeughöhensensors und Ausrichtungen eines Fahrzeugs (Fahrzeugnickwinkeln). 3B zeigt die Korrelation zwischen Fahrzeugnickwinkeln und Ausgangssignalen (in Bezug auf die Fahrzeughöhe) von dem Fahrzeughöhensensor. 4 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Betriebsablaufs einer Motorantriebssteuerung durch eine CPU, die ein Steuerteil des automatischen Scheinwerferniveauausgleichsgeräts darstellt.

In 1 und 2 ist ein Kraftfahrzeugscheinwerfer 1 mit einer Vorderlinse 4 versehen, die so an einer vorderen Öffnung eines Leuchtengehäuses 2 angebracht ist, daß eine Leuchtenkammer S ausgebildet wird. In der Leuchtenkammer S ist ein parabelförmiger Reflektor 5, in welchem sicher eine Lampe 6 als Lichtquelle eingeführt ist, so gehaltert, daß der Reflektor 5 zur Einstellung um eine horizontale Kippachse Lx und eine vertikale Kippachse Ly mit Hilfe eines Ausrichtungsmechanismus E verkippt werden kann. Der Reflektor 5 ist weiterhin so ausgebildet, daß er zur Einstellung um eine horizontale Kippachse Lx1 durch eine in Längsrichtung gleitende Welle 60 verkippt wird, die durch einen Motor angetrieben wird, als Betätigungsglied.

Der Ausrichtungsmechanismus E weist ein Paar aus einer linken und einer rechten Ausrichtungsschraube 40 bzw. 50 auf, die sich nach vorn erstrecken, und drehbar auf dem Leuchtengehäuse 2 gehaltert sind, Mutternteile 42, 52, die auf einer Stütze 44 bzw. 54 angebracht sind, die von dem Reflektor 5 ausgehen, wobei die Ausrichtungsschrauben 40, 50 durch Schraubeneingriff in das jeweilige Mutternteil 42 bzw. 52 eingepaßt sind, sowie ein Kugelgelenk 62 (einen Kugelabschnitt 54 an einem vorderen Endabschnitt der Längsrichtungsgleitwelle 601, und einen Kugelaufnahmeabschnitt 66 auf der Seite des Reflektors 5), das zwischen dem vorderen Endabschnitt der Längsrichtungsgleitwelle 60 und dem Reflektor 5 vorgesehen ist. Daher kann der Reflektor 5 zur Einstellung um die vertikale Kippachse Ly verkippt werden, welche das Mutternteil 42 und das Kugelgelenk 62 verbindet, nämlich durch Drehen der Ausrichtungsschraube 50. Zusätzlich kann der Reflektor 5 zur Einstellung um die Horizontalkippachse Lx, die durch das Kugelgelenk 62 geht, durch Drehen der Ausrichtungsschrauben 40, 50 verkippt werden. Die optische Achse L kann zur Einstellung vertikal und horizontal verkippt werden.

Weiterhin weist das automatische Niveauausgleichsgerät für den Scheinwerfer 1 einen Motor 10 auf, der als Betätigungsglied zur Kippeinstellung der optischen Achse L des Scheinwerfers 1 vertikal und horizontal dient, sowie die in Längsrichtung verlaufende Gleitwelle 60, einen Beleuchtungsschalter 11 für den Scheinwerfer 1, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12, der eine Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektorvorrichtung zur Feststellung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs darstellt, einen Fahrzeughöhensensor 14, der auf der hinteren Aufhängung vorgesehen ist, und ein Teil einer Detektorvorrichtung für den Fahrzeugnickwinkel bildet (Nickwinkel in Längsrichtung des Fahrzeugs), sowie eine CPU 16. Die CPU 16 ist ein Steuerteil zur Feststellung, ob der Scheinwerfer 1 ein- oder ausgeschaltet ist, zur Feststellung, ob das Fahrzeug fährt oder anhält, auf der Grundlage eines Signals von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12, zur Berechnung eines Fahrzeugnickwinkels auf der Grundlage eines Signals von dem Fahrzeughöhensensor 14 und von Steuerdaten, die in ein Speicherteil 20 eingegeben und dort eingestellt wurden, und zum Schicken eines Steuersignals an einen Motortreiber 18 zum Betrieb des Motors 10 auf der Grundlage eines so berechneten Fahrzeugnickwinkels. Das Speicherteil 20 speichert Fahrzeugnickwinkel, die von dem Fahrzeugsensor 14 festgestellt wurden, und von der CPU 16 berechnet wurden, und legt eine Korrelation zwischen einem Ausgangssignal von dem Fahrzeughöhensensor 14 und dem Fahrzeugnickwinkel fest.

Das Betätigungsglied ist so ausgebildet, daß die in Längsrichtung verlaufende Gleitwelle 60 durch den Antrieb des Motors 10 von einer vordersten Endposition P1 aus arbeitet, welche eine maximal vorspringende Position nur in Rückziehrichtung darstellt (eine Richtung, in welcher die optische Achse des Scheinwerfers abgesenkt wird). Die optische Achse des Scheinwerfers wird so eingestellt, daß sie sich an einer geeigneten Position befindet (einer Position, an welcher der Fahrzeugnickwinkel gleich Null ist), durch den Ausrichtungsmechanismus E, wenn sich nur der Fahrer in dem Fahrzeug befindet, jedoch liegt infolge der Tatsache, daß das Betätigungsglied die Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors enthält, die tatsächliche Position des vordersten Endabschnitts P1 des Längshubes des Betätigungsgliedes irgendwo zwischen der vordersten Endposition des Längshubes des Betätigungsgliedes und einer Position Po', die weiter zurückliegt (ein Offset in jener Richtung, in welcher die optische Achse abgesenkt wird), und zwar um einen Hub ? entsprechend der maximalen Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors.

Weiterhin ist das Speicherteil 20 so aufgebaut, daß es ein RAM zum Speichern verschiedener Arten von Daten aufweist, ein ROM zum Speichern von Steuerprogrammen, und ein Reserve-ROM, und sind die CPU 16 und das Speicherteil 20 zu einer ECU vereinigt (einer elektronischen Steuereinheit), die nicht nur einer Eingabe/Ausgabeschaltung darstellt, sondern darüber hinaus eine Logikarithmetikberechnungseinheit.

Wenn ein Signal (für eine Fahrzeuggeschwindigkeit) von dem Fahrzeugsensor 12 an die CPU 16 geschickt wird, stellt die CPU 16 fest, ob das Fahrzeug anhält oder fährt, auf der Grundlage des so empfangenen Signals. Nur wenn das Fahrzeug nicht fährt, treibt die CPU 16 den Motor 10 in bestimmten Abständen an.

Der Fahrzeughöhensensor 14 gibt eine Signalspannung (ein Spannungssignal) entsprechend der Vertikalentfernung (Fahrzeughöhe) zwischen der Achse und der Fahrzeugkarosserie aus. Wie in 3B gezeigt ist, ist der Fahrzeugnickwinkel (der Betrag der Aufwärtsverschiebung der optischen Achse, der eine Neigung in Längsrichtung der Fahrzeughöhe darstellt) so gewählt, daß er zunimmt, wenn die Vertikalentfernung H (Fahrzeughöhe) zwischen der Achse und der Fahrzeugkarosserie abnimmt, zusammen mit dem Absinken am Heck des Fahrzeugs infolge der Zunahme der Anzahl an Passagieren, die in dem Fahrzeug mitfahren, wie dies durch eine gestrichelte Linie in 3 angedeutet ist. Wenn dann ein Signal von dem Fahrzeughöhensensor 14 an die CPU 16 geschickt wird, berechnet die CPU 16 eine Neigung in Längsrichtung (eine Fahrzeugnickwinkel) aus dem eingegebenen Signal, welche der Vertikalentfernung (Fahrzeughöhe) zwischen der Achse und der Fahrzeugkarosserie entspricht.

Die Korrelation zwischen dem Ausgangssignal (mm) von dem Fahrzeughöhensensor 14 und dem Fahrzeugnickwinkel (Grad) oder der Ausrichtung des Fahrzeugs wird in das Speicherteil 20 eingegeben und dort eingestellt, und zwar als Art und Weise (nämlich je kleiner (größer) das Ausgangssignal (Fahrzeughöhe) vom Fahrzeughöhensensor ist, desto größer (kleiner) der Fahrzeugnickwinkel wird), festgelegt durch eine Steuerlinie A (eine annähernd gerade Linie), die in 3A gezeigt ist. Die Steuerlinie A ist eine Linie erster Ordnung (&thgr; = &thgr;ο-kH), die angibt, wie sich das Ausgangssignal H (mm) von dem Fahrzeughöhensensor 14 und der Fahrzeugnickwinkel &thgr; (Grad) ändern, wobei als Bezugsgröße eine Position genommen wird, an welcher der Fahrzeugnickwinkel maximal (&thgr;ο) ist, wenn das Ausgangssignal von dem Fahrzeughöhensensor gleich Null ist.

Wie in 2 gezeigt ist, ist die CPU 16 so ausgebildet, daß sie auf der Grundlage der Annahme arbeitet, daß die Position Po' als Anfangsposition des Längshubes einen Offset gegenüber der vordersten Endposition P1 des Längshubes des Betätigungsgliedes um einen Betrag δ aufweist. Die CPU 16 steuert den Betrieb des Betätigungsgliedes in Bezug auf die Anfangsposition. Der Hub ? entspricht der maximalen Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors in jener Richtung, in welcher die optische Achse abgesenkt wird.

Weiterhin ist, wie in 3 gezeigt, die CPU 16 so ausgebildet, daß sie ein Fahrzeughöhensensorausgangssignal erhält, von welchem die Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors entfernt ist (H-&Dgr;H) (Ausschluß der Montagetoleranz), durch Subtrahieren des Fahrzeughöhensensorausgangssignals (&Dgr;H) entsprechend dem Betrag des Offsets der Anfangsposition des Betätigungsgliedes von dem Ausgangssignal (H), das von dem Fahrzeughöhensensor 14 festgestellt wird. Weiterhin ist sie so ausgebildet, daß sie einen Fahrzeugnickwinkel &thgr; entsprechend dem durch die Montagetoleranz verminderten Fahrzeughöhensensorausgangssignal (H-&Dgr;H) berechnet, auf der Grundlage des Ausdrucks &thgr; = &thgr;ο-kH (der Steuerlinie A), und dem Betrieb des Motors 10 durch den berechneten Nickwinkel steuert, welcher dem um die Montagetoleranz verminderten Ausgangssignal in Bezug auf die angenommene Anfangsposition Po' des Betätigungsgliedes entspricht.

Es wird darauf hingewiesen, daß in dem Speicherteil 20 statt der Steuerlinie A auch ein Ausdruck (eine Steuerlinie B) &thgr; = &thgr;ο-k(H-&Dgr;H) gespeichert werden kann, welcher das Fahrzeughöhensensorausgangssignal (&Dgr;H) entsprechend dem Offsetbetrag der Anfangsposition des Betätigungsgliedes berücksichtigt. Daher kann der Fahrzeugnickwinkel &thgr; entsprechend dem Ausgangssignal H des Fahrzeughöhensensors auf der Grundlage der Steuerlinie B berechnet werden.

Weiterhin stellt die CPU 16 fest, ob der Beleuchtungsschalter 11 ein- oder ausgeschaltet ist, und schickt ein Ausgangssignal (einen Ausgangswert) an den Motortreiber 18 zum Betrieb des Motors 10 nur dann, wenn der Beleuchtungsschalter 11 eingeschaltet ist.

Weiterhin ist die CPU 16 so ausgebildet, daß sie den Scheinwerferniveauausgleich (Korrektur der optischen Achse) nur einmal dann durchführt, wenn das Fahrzeug fährt, jedoch nur dann, wenn das Fahrzeug stabil fährt.

Während die CPU 16 den Antrieb des Betätigungsgliedes 10 auf der Grundlage der Nickwinkeldaten steuert, die aus dem Ausgangssignal von dem Fahrzeughöhensensor 14 berechnet werden, während das Fahrzeug anhält, kann der Niveauausgleich des Scheinwerfers (Korrektur der optischen Achse) auf der Grundlage der Nickwinkeldaten erfolgen, die ermittelt wurden, während das Fahrzeug nicht ordnungsgemäß geparkt wurde, also das Fahrzeug an einem Gefälle anhielt, oder teilweise auf einem Randstein geparkt wurde.

Um dieser unzutreffenden Korrektur der optischen Achse zu begegnen, kann die CPU 16 so ausgebildet sein, daß sie den Antrieb des Betätigungsgliedes nur einmal während des Fahrens des Fahrzeugs in stabilem Zustand steuert, auf der Grundlage des Nickwinkels, der aus einem Ausgangssignal des Fahrzeughöhensensors während des stabilen Zeitraums berechnet wurde. Üblicherweise kann ein Fahrzeug auf einer unebenen Straßenoberfläche, die beispielsweise Höcker und Schlaglöcher aufweist, nicht mit einer Geschwindigkeit von mehr als 30 km/h fahren. Darüber hinaus sollte normalerweise die Beschleunigung des Fahrzeugs nicht größer sein als 0,78 m/s2, um eine drastische Beschleunigung oder Verzögerung zu vermeiden, welche die Ausrichtung des Fahrzeugs ändern würde. Damit ein Fahrzeug so stabil ist, daß ein Niveauausgleich bei seinen Scheinwerfern erfolgen kann, sollte daher die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht kleiner als 30 km/h sein, und gleichzeitig die Beschleunigung über einen Zeitraum von zumindest 3 Sekunden nicht mehr als 0,78 m/s2 betragen. Der Fahrzeugnickwinkel wird berechnet, wenn die voranstehend geschilderten Anforderungen erfüllt sind. Hierdurch werden anomale Werte ausgeschaltet, die sonst ermittelt werden, wenn das Fahrzeug durch anomale Bedingungen beeinflußt wird. Um festzustellen, ob der stabile Fahrzustand über zumindest 3 Sekunden angedauert hat, zählt die CPU 16 die Zeit unter Verwendung eines Zeitgebers 24 zur Feststellung der stabilen Fahrzeit, der aktiviert wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht kleiner als 30 km/h ist, und die Beschleunigung nicht mehr als 0,78 m/s2 beträgt.

Wenn die Nickwinkeldaten, die aufgenommen wurden, während das Fahrzeug anhielt, ordnungsgemäß sind (also das Fahrzeug nicht an einem Gefälle oder teilweise auf einem Bordstein geparkt wurde), dann sind die Nickwinkeldaten, die während eines stabilen Fahrzustandes aufgenommen werden, im wesentlichen gleich jenen, die im Anhaltezustand des Fahrzeugs aufgenommen wurden. Daher ist die Position der optischen Achse des Scheinwerfers nach Durchführung eines Niveauausgleichs des Scheinwerfers auf der Grundlage der Nickwinkeldaten, die während des stabilen Fahrzeitraums aufgenommen wurden, im wesentlichen gleich der Position der optischen Achse des Scheinwerfers, die zuletzt eingestellt wurde, während das Fahrzeug anhielt.

Als nächstes wird unter Bezugnahme auf das in 4 dargestellte Flußdiagramm die Steuerung des Betriebs des Motors 10 durch die CPU 16 beschrieben, die ein Steuerteil darstellt.

Im Schritt 102 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit aus einem Ausgangssignal des Fahrzeugsensors 12 berechnet, und wird die berechnete Geschwindigkeit in dem Speicherteil 20 gespeichert. Im Schritt 103 wird die Beschleunigung aus der Differenz zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit, die im Schritt 102 erhalten wurde, und der letzten Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet, die in dem Speicherteil 20 gespeichert ist, und wird die berechnete Beschleunigung in dem Speicherteil 20 gespeichert.

Im Schritt 104 wird ein um die Toleranz vermindertes Fahrzeughöhensensorausgangssignal (H-&Dgr;H) erhalten, bei welchem ein Ausgangssignal &Dgr;H entsprechend der maximalen Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors von einem Ausgangssignal H des Fahrzeughöhensensors 14 subtrahiert wurde. Im Schritt 105 wird ein Fahrzeugnickwinkel &thgr; entsprechend dem um die Toleranz verminderten Fahrzeughöhensensorausgangssignals (H-&Dgr;H) berechnet, auf der Grundlage der Steuerlinie A, welche einer Korrelation zwischen dem Fahrzeughöhensensorausgangssignal und dem Fahrzeugnickwinkel entspricht. Wenn die Steuerlinie, die in dem Speicherteil 20 gespeichert ist, nicht die Steuerlinie A ist, sondern die Steuerlinie B, ist der Schritt 104 nicht erforderlich. Daher wird im Schritt 105 ein Fahrzeugnickwinkel entsprechend dem Fahrzeughöhensensorausgangssignal H auf der Grundlage der Steuerlinie berechnet (des Ausdrucks &thgr; = &thgr;ο-k(H-&Dgr;H)).

Im Schritt 106 wird aus einem Ausgangssignal von dem Beleuchtungsschalter 11 festgestellt, ob der Scheinwerfer leuchtet oder nicht. Leuchtet der Scheinwerfer, so geht der Vorgang zum Schritt 107 über, und wenn nicht, wird eine Fahrmarke im Schritt 108 zurückgesetzt, und daraufhin kehrt der Vorgang zum Schritt 102 zurück.

Im Schritt 107 wird die Tatsache, ob das Fahrzeug anhält oder nicht, aus einem Ausgangssignal von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12 ermittelt. Hält das Fahrzeug an, so wird im Schritt 108A eine Fahrkorrektur erneut markiert, und dann geht der Vorgang mit dem Schritt 109 weiter, in welchem ein Signal an den Motortreiber 18 geschickt wird, um den Motor in einem vorbestimmten Ausmaß anzutreiben. Wenn andererseits im Schritt 107 festgestellt wird, daß das Fahrzeug fährt, so wird im Schritt 110 ermittelt, ob die Fahrkorrekturmarke zurückgesetzt ist oder nicht. Im Schritt 110 geht, wenn die Fahrkorrekturmarke nicht zurückgesetzt ist, oder die optische Achse bislang noch nicht korrigiert wurde, nachdem das Fahrzeug begonnen hat, sich in Bewegung zu setzen, der Vorgang zum Schritt 111 über.

Im Schritt 111 wird festgestellt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit größer oder gleich dem Bezugswert (30 km/h) ist oder nicht, und wenn dies der Fall ist, geht der Vorgang zum Schritt 112 über, in welchem festgestellt wird, ob die Beschleunigung kleiner oder gleich dem Bezugswert (0,78 m/s2) ist. Ist im Schritt 112 die Beschleunigung kleiner oder gleich 0,78 m/s2, so geht der Vorgang zum Schritt 113 über, in welchem der Zeitgeber 24 zum Feststellen des stabilen Fahrens in Betrieb gesetzt wird. Im Schritt 113 wird festgestellt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit 30 km/h oder mehr beträgt, und die Beschleunigung 0,78 m/s2 oder weniger ist, für zumindest drei (3) Sekunden.

Wenn dann im Schritt 113 die Fahrzeuggeschwindigkeit größer oder gleich 30 km/h ist, und die Beschleunigung kleiner oder gleich 0,78 m/s2 ist, über zumindest drei (3) Sekunden, wird der Zählwert des Zeitgebers 24 zum Feststellen des stabilen Fahrens gelöscht. Dann geht im Schritt 114, nachdem die Fahrkorrekturmarke gesetzt wurde, der Vorgang zum Schritt 109 über, in welchem ein Signal an den Motortreiber 18 geschickt wird, um den Motor 10 um ein vorbestimmtes Ausmaß anzutreiben. Daher kann die Niveauausrichtung korrigiert werden, selbst wenn ein falscher automatischer Niveauausgleich des Scheinwerfers beispielsweise infolge eines falschen Nickwinkels durchgeführt wurde, etwa weil das Fahrzeug zum Teil auf einem Randstein geparkt wurde.

Darüber hinaus geht der Vorgang zum Schritt 102 zurück, ohne den Motor 10 anzutreiben, wenn die Marke für die Fahrkorrektur gesetzt wurde (also die optische Achse während des Fahrens korrigiert wurde, oder die automatische Scheinwerferniveauausrichtung durchgeführt wurde), oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb des Bezugswertes von 30 km/h liegt, oder die Beschleunigung den Bezugswert von 0,78 m/s2 überschritt, im Schritt 111 bzw. 112, oder wenn zwar die Fahrzeuggeschwindigkeit größer oder gleich dem Bezugswert von 30 km/h ist, und die Beschleunigung kleiner oder gleich dem Bezugswert von 0,78 m/s2 ist, jedoch dieser Zustand nicht über zumindest drei (3) Sekunden angedauert hat.

5 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, wobei das Flußdiagramm einer CPU dargestellt ist, die ein Steuerteil eines automatischen Kraftfahrzeugscheinwerferniveauausrichtungsgerätes gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.

Bei der voranstehend geschilderten, ersten Ausführungsform ist die CPU 16 so ausgebildet, daß sie zuerst das Ausgangssignal entsprechend der maximalen Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors von dem Ausgangssignal des Fahrzeughöhensensors 14 subtrahiert, und dann den Fahrzeugnickwinkel entsprechend dem um die Montagetoleranz verringerten Fahrzeughöhensensorausgangssignal berechnet, auf der Grundlage der Steuerlinie A, die in dem Steuerteil 20 gespeichert ist. Bei der zweiten Ausführungsform ist, wie in 3 gezeigt, die CPU 16 so ausgebildet, daß sie zuerst einen Fahrzeugnickwinkel &thgr; entsprechend einem Ausgangssignal eines Fahrzeughöhensensors 14 aus einer Steuerlinie A berechnet, die in einem Speicherteil 20 gespeichert ist, und danach einen Fahrzeugnickwinkel erhält, von welchem eine Montagetoleranz entfernt ist (&thgr;+&Dgr;&thgr;) (also nicht die Montagetoleranz enthält), aus dem Ergebnis (dem berechneten Fahrzeugnickwinkel (&thgr;)) der voranstehend geschilderten Berechnung, durch Hinzuaddieren eines Nickwinkels &Dgr;&thgr; entsprechend der Montagetoleranz.

Das Flußdiagramm der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von jenem der ersten Ausführungsform hauptsächlich in der Hinsicht, daß statt der Schritte 104, 105 die Schritte 104A und 105A vorgesehen sind, entsprechend der unterschiedlichen, voranstehend geschilderten Konfiguration. Im übrigen sind die beiden Ausführungsformen gleich ausgebildet. Daher werden nachstehend nur die unterschiedlichen Schritte erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile bezeichnen.

Im Schritt 104A wird ein Fahrzeugnickwinkel &thgr; entsprechend einem Ausgangssignal von dem Fahrzeughöhensensor 14 aus der Steuerlinie A berechnet, die in dem Speicherteil 20 gespeichert ist, welche die Korrelation der Fahrzeughöhensensorausgangssignale und der Fahrzeugnickwinkel angibt. Dann wird im Schritt 105A ein Nickwinkel &Dgr;&thgr; entsprechend der maximalen Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors 14 zu dem Fahrzeugnickwinkel &thgr; addiert, der im Schritt 104A erhalten wurde, und wird dann dieser Fahrzeugnickwinkel (&thgr;+&Dgr;&thgr;), der den Fahrzeugnickwinkel entsprechend der maximalen Montagetoleranz enthält, in dem Speicherteil 20 gespeichert.

Die 6 und 7 zeigen eine dritte Ausführungsform der Erfindung, wobei 6 schematisch den Gesamtaufbau eines automatischen Kraftfahrzeugscheinwerferniveauausgleichsgeräts gemäß der dritten Ausführungsform zeigt, und 7 ein Flußdiagramm einer CPU zeigt, die ein Steuerteil des automatischen Niveauausgleichsgerätes ist.

Die voranstehend geschilderten ersten und zweiten Ausführungsformen sind so ausgebildet, daß nur ein einzelner Fahrzeughöhensensor 14 auf der hinteren Aufhängung angebracht ist, und die annähernd gerade Linie entsprechend der Korrelation zwischen den Ausgangssignalen von dem Fahrzeughöhensensor und den Fahrzeugnickwinkeln als die Steuerlinie A gespeichert ist. Daher wird ein Fahrzeugnickwinkel entsprechend einem Ausgangssignal von dem Fahrzeughöhensensor berechnet. Die dritte Ausführungsform ist dagegen so ausgebildet, daß auf der vorderen Aufhängung und der hinteren Aufhängung jeweils ein Fahrzeughöhensensor 14A bzw. 14B vorgesehen ist, und in ein Speicherteil 20 ein Ausdruck &thgr; = tan–1(h/D) eingegeben und dort gespeichert wird, wobei &thgr; den Fahrzeugnickwinkel bezeichnet, H1 ein Ausgangssignal von dem vorderen Fahrzeughöhensensor, H2 ein Ausgangssignal von dem hinteren Fahrzeughöhensensor, h (= H1-H2) die Differenz der Ausgangssignale von den beiden Sensoren, und D den Radstand des Fahrzeugs. Unter Verwendung dieses Ausdrucks berechnet eine CPU 16 einen Fahrzeugnickwinkel entsprechend der Differenz der Ausgangssignale der beiden Fahrzeughöhensensoren h (= H1-H2).

Der Betriebsablauf bei der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von jenem bei der zweiten Ausführungsform hauptsächlich in der Hinsicht, daß die Schritte 104B und 105B die Schritte 104A, 105A der zweiten Ausführungsform ersetzen, entsprechend der voranstehend geschilderten, unterschiedlichen Konfiguration. Im übrigen entspricht das Flußdiagramm der dritten Ausführungsform jenem der zweiten Ausführungsform. Daher wird auf eine erneute Beschreibung der übrigen Teile der Ausführungsform verzichtet, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile bezeichnen.

Im einzelnen wird im Schritt 104B ein Fahrzeugnickwinkel &thgr; entsprechend der Differenz h (= H1-H2) der Ausgangssignale der beiden Fahrzeughöhensensoren 14A und 14B aus dem Ausdruck &thgr; = tan–1(h/D) berechnet. Dann wird im Schritt 105B ein Nickwinkel &Dgr;&thgr; entsprechend einer mittleren maximalen Montagetoleranz der beiden Fahrzeughöhensensoren 14A, 148 zum Fahrzeugnickwinkel &thgr; addiert, und wird der Fahrzeugnickwinkel einschließlich der hinzuaddierten Montagetoleranz (&thgr;+&Dgr;&thgr;) in dem Speicherteil 20 gespeichert.

Die übrigen Vorgänge sind ebenso wie bei den voranstehend geschilderten Ausführungsformen, und gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Bei den voranstehend geschilderten Ausführungsformen sind die Anforderungen für den stabilen Fahrzustand so gewählt, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit 30 km/h oder höher ist, die Beschleunigung 0,78 m/s2 oder weniger beträgt, und ein derartiger Zustand drei Sekunden oder länger andauert, jedoch ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt.

Weiterhin ist bei den voranstehenden Ausführungsformen das Betätigungsglied (der Motor 10) zwischen der unteren Position des Leuchtengehäuses 2 und der unteren Position des Reflektors 5 angeordnet. Der Niveauausgleich des Scheinwerfers wird so durchgeführt, daß die in Längsrichtung verlaufende Gleitwelle 60 des Betätigungsgliedes vorgeschoben wird (so daß sie vorspringt), und zwar von ihrer hintersten Endposition aus. Wie in 8 gezeigt ist, kann jedoch ein Betätigungsglied (ein Motor 10) auch zwischen einer oberen Position eines Leuchtengehäuses 2 und einer oberen Position eines Reflektors 5 angeordnet sein, und kann eine Längsrichtung verlaufende Gleitwelle 60 des Betätigungsgliedes vorgeschoben (zum Vorspringen veranlaßt) werden, von ihrer hintersten Endposition aus, so daß der Niveauausgleich des Scheinwerfers auf diese Weise durchgeführt wird. In diesem Fall ist es vorzuziehen, daß die Anfangsposition des Betätigungsgliedes gegenüber der hintersten Endposition des Betätigungsgliedes in einer Richtung verschoben ist, in welcher die optische Achse des Scheinwerfers abgesenkt wird, oder sich an einer Position befindet, die einen Offset in Vorwärtsrichtung um eine vorbestimmte Entfernung gegenüber der äußersten rückwärtigen Endposition des Betätigungsgliedes aufweist.

Weiterhin ist bei den voranstehend geschilderten Ausführungsformen die Anfangsposition des Betätigungsgliedes so gewählt, daß sie einen Offset mit einem Hub entsprechend der maximalen Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors aufweist, wobei der Betrag des Offsets größer oder gleich jenem Hub sein kann, welcher der maximalen Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors entspricht. Mit Zunahme des Betrages des Offsets wird jedoch die Länge des Gleithubes des Betätigungsgliedes kurz, die dazu genutzt werden kann, die optische Achse des Scheinwerfers zu steuern, und daher wird vorzugsweise der Betrag des Offsets gleich einem Hub entsprechend der maximalen Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors eingestellt.

Weiterhin wurde zwar bei den voranstehenden Ausführungsformen ein automatischer Niveauausgleich eines Scheinwerfers mit bewegbarem Reflektor beschrieben, bei welchem der Reflektor 5 so ausgebildet ist, daß er sich in Bezug auf das Leuchtengehäuse 2 verkippt, das an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist, jedoch können diese Ausführungsformen ebenfalls bei einem Scheinwerfer mit einheitlicher Bewegung eingesetzt werden, bei welchem eine Einheit aus Leuchtengehäuse und Reflektor so ausgebildet ist, daß sie sich in Bezug auf ein weiteres Gehäuse bewegt, das an der Fahrzeugkarosserie angebracht ist.

Wie aus der voranstehenden Beschreibung deutlich geworden sein sollte, ist bei der ersten Ausführungsform der Erfindung das Risiko ausgeschaltet, daß Blendlicht zu entgegenkommenden Fahrzeugen hin ausgestrahlt wird, da keine Totzone infolge der Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors beim Steuern des Betriebs des Betätigungsgliedes vorhanden ist. Daher kann die Niveauausrichtung des automatischen Scheinwerfers mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden.

Da bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung keine Totzone vorhanden ist, infolge der Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors zum Steuern des Antriebs des Betätigungsgliedes, ist das Risiko ausgeschaltet, daß Blendlicht zu entgegenkommenden Fahrzeugen hin ausgestrahlt wird, wodurch es ermöglicht wird, ein sehr genaues automatisches Scheinwerferniveauausgleichsgerät zur Verfügung zu stellen.

Bei der dritten Ausführungsform der Erfindung kann, wenn die Position der optischen Achse, welche die Bezugsgröße für den automatischen Scheinwerfer bildet, gegenüber der richtigen Position eine Abweichung zeigt, die optische Achse auf eine vorbestimmte, ordnungsgemäße Position durch den Ausrichtungsmechanismus eingestellt werden. Daher kann jederzeit ein ordnungsgemäßer, automatischer Scheinwerferniveauausgleich sichergestellt werden.

Da der Betrag des Offsets der ursprünglich eingestellten Position des Betätigungsgliedes dem Betrag des Hubes entsprechend der maximalen Montagetoleranz des Fahrzeughöhensensors entspricht, wird darüber hinaus der Bereich für die automatische Scheinwerferniveaueinstellung nur durch einen kleinen Winkel eingeengt. Daher ist kein Risiko in Bezug auf die Beeinträchtigung der Sicht des Fahrers vorhanden.

Zwar wird bei der vierten Ausführungsform der Erfindung angenommen, daß der Scheinwerfer eine automatische Niveaueinstellung erfahren sollte, während das Fahrzeug anhält, jedoch kann, wenn die Niveaueinstellung des Scheinwerfers erfolgt, während das Fahrzeug zum Teil auf einem Randstein geparkt ist, eine derartige unzutreffende, automatische Scheinwerferniveaueinstellung später richtig gestellt werden.

Da bei der fünften Ausführungsform der Erfindung die Steuereinheit mit der ECU vereinigt ist, weist das Geräte einen einfachen Aufbau auf, und wird auch dessen Anbringung an der Fahrzeugkarosserie erleichtert.

Zwar wurden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, jedoch wird darauf hingewiesen, daß sich verschiedene Abänderungen und Hinzufügungen vornehmen lassen, ohne vom Wesen und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, die sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen ergeben und von den beigefügten Patentansprüchen umfaßt sein sollen.


Anspruch[de]
  1. Automatisches Kraftfahrzeugscheinwerferniveauausgleichsgerät, welches aufweist:

    ein Betätigungsglied (10) zum vertikalen Verkippen der optischer Achse (L) einer Lichtquelle (6), die in einem Reflektor (5) angeordnet ist, in Bezug auf die Karosserie eines Fahrzeugs, wobei der Reflektor (5) in Längsrichtung in einem Hubbereich, in dem das Betätigungsglied (10) den Reflektor (5) heben kann, bewegt wird;

    einen Höhensensor (14), der bei der Aufhängung des Fahrzeugs vorgesehen ist, um eine Vertikalentfernung zwischen einer Achse und der Karosserie festzustellen; und

    eine Steuereinheit (30) zur Berechnung eines Fahrzeugnickwinkels (&thgr;) entsprechend einem Ausgangssignal (H) des Fahrzeughöhensensors (14) auf der Grundlage eines vorbestimmten Ausdrucks, und zum Steuern des Antriebs des Betätigungsglieds auf der Grundlage des berechneten Nickwinkels; dadurch gekennzeichnet, dass

    der Hubbereich eine Endposition (p1) aufweist, und das Betätigungsglied die optische Achse (L) in Bezug auf eine Anfangsposition um einen Betrag entsprechend dem Nickwinkel vertikal nach unten verkippt,

    die Steuereinheit (30) so ausgebildet ist, daß sie eine Offsetposition annimmt, die von der Endposition (P1) des Hubbereichs um einen Betrag eines Hubes entsprechend einer maximalen Montagetoleranz abweicht, und

    die Steuereinheit weiter ein Ausgangssignal entsprechend der Offsetposition von einem Ausgangssignal des Fahrzeughöhensensors subtrahiert (H – &Dgr;H), einen Fahrzeugnickwinkel entsprechend dem um den Offsetwert verminderten Ausgangssignal berechnet, auf der Grundlage des vorbestimmten Ausdrucks, und den Antrieb der Betätigungsglieder in Bezug auf die Anfangsposition auf der Grundlage des Nickwinkels steuert, der entsprechend dem um den Offsetwert verringerten Ausgangssignal berechnet wird.
  2. Automatisches Kraftfahrzeugscheinwerferniveauausgleichsgerät, welches aufweist:

    ein Betätigungsglied (10) zum vertikalen Verkippen der optischer Achse (L) einer Lichtquelle 6, die in einem Reflektor (5) angeordnet ist, in Bezug auf die Karosserie eines Fahrzeugs, wobei der Reflektor (5) in Längsrichtung in einem Hubbereich, in dem das Betätigungsglied (10) den Reflektor (5) heben kann, bewegt wird;

    einen Höhensensor (14), der bei der Aufhängung des Fahrzeugs vorgesehen ist, um eine Vertikalentfernung zwischen einer Achse und der Karosserie festzustellen; und

    eine Steuereinheit (30) zur Berechnung eines Fahrzeugnickwinkels (&thgr;) entsprechend einem Ausgangssignal (H) des Fahrzeughöhensensors (14) auf der Grundlage eines vorbestimmten Ausdrucks, und zum Steuern des Antriebs des Betätigungsglieds auf der Grundlage des berechneten Nickwinkels; dadurch gekennzeichnet, dass

    der Hubbereich eine Endposition (p1) aufweist, und das Betätigungsglied die optische Achse (L) in Bezug auf eine Anfangsposition um einen Betrag entsprechend dem Nickwinkel vertikal nach unten verkippt, die Steuereinheit (30) so ausgebildet ist, daß sie eine Offsetpositionen annimmt, die von der Endposition (P1) des Hubbereichs um einen Betrag eines Hubes entsprechend einer maximalen Montagetoleranz abweicht, und

    die Steuereinheit weiterhin einen Nickwinkel entsprechend der Offsetposition zu dem Fahrzeugnickwinkel addiert, der auf der Grundlage des vorbestimmten Ausdrucks berechnet wird und den Antrieb der Betätigungsglieder in Bezug auf die Anfangspositionen auf der Grundlage des Nickwinkel steuert, zu welchem der Offsetwert addiert wurde.
  3. Automatisches Kraftfahrzeugscheinwerferniveauausgleichsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfangspositionen des Bewegungsbereichs der optischen Achsen der Scheinwerfer durch einen Ausrichtungsmechanismus bestimmt werden.
  4. Automatisches Kraftfahrzeugscheinwerferniveauausgleichsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin vorgesehen sind:

    eine Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektorvorrichtung (12);

    eine Beschleunigungsdetektorvorrichtung; und

    eine Vorrichtung zum Feststellen des Zeitpunkts eines stabilen Fahrens (24);

    wobei die Steuereinheit (30) die Betätigungsglieder (10) steuert, wenn das Fahrzeug sich nicht bewegt, oder wenn das Fahrzeug stabil fährt, wobei die Geschwindigkeit des Fahrzeugs nicht kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, und die Beschleunigung des Fahrzeugs nicht größer als ein vorbestimmter Wert ist, über zumindest einen vorbestimmten Zeitraum, und einen Fahrzeugnickwinkel (&thgr;) entsprechend einem Ausgangssignal des Fahrzeughöhensensors (14) berechnet, um den Antrieb der Betätigungsglieder (10) auf der Grundlage des berechneten Fahrzeugnickwinkels zu steuern.
Es folgen 8 Blatt Zeichnungen






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B Arbeitsverfahren; Transportieren
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D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
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