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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer
Fahrzeugbeleuchtungseinrichtung gemäß den Merkmalen
des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
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Es
ist allgemein bekannt, die Scheinwerfer eines Fahrzeuges in Abhängigkeit
der Krümmung einer jeweils durchfahrenen Kurve horizontal
zu schwenken. Durch das Schwenken der Scheinwerfer wird auch bei
einer Kurvenfahrt eine ausreichende Ausleuchtung der vor dem Fahrzeug
liegenden Fahrbahn ermöglicht.
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Es
ist gemäß der
DE 10 2004 007 958 A1 weiterhin vorbekannt,
den kurveninneren Scheinwerfer stärker als den kurvenäußeren
Scheinwerfer zu schwenken, wobei beide Scheinwerfer in einem festen
Schwenkwinkelverhältnis zueinander stehen. Da bei einem
Richtungswechsel des Fahrzeuges beide Scheinwerfer ihren Nullpunkt
in Fahrzeugrichtung durchschwenken wird das Schwenkwinkelverhältnis schlagartig
umgehrt, wobei insbesondere bei einem schnellen Richtungswechsel,
die von beiden Scheinwerfern erzeugte Lichtverteilung insofern ungünstig beeinflusst
wird, dass eine Zergliederung der Lichtverteilung in einer für
den Fahrer irritierenden Weise erfolgt. Um dieser Beeinflussung
entgegenzuwirken, wird ein variables Schwenkwinkelverhältnis
zwischen den beiden Scheinwerfern vorgeschlagen, wobei das Schwenkwinkelverhältnis
bei Geradeausfahrt annähernd dem Faktor 1 entspricht und
mit zunehmendem Schwenkwinkel des kurveninneren Scheinwerfers verändert
wird, wobei der Schwenkwinkel des kurvenäußeren
Scheinwerfers im Verhältnis zum Schwenkwinkel des kurveninneren
Scheinwerfers weniger stark zunimmt. Auf diese Weise werden bei kleinen
Schwenkwinkeln die beiden Scheinwerfer gleichmäßig
geschwenkt und das Schwenkwinkelverhältnis wird nicht schlagartig
umgekehrt, so dass die von den beiden Scheinwerfern erzeugte Lichtverteilung
nicht ungünstig beeinflusst wird, wobei bei zunehmenden
Schwenkwinkeln mehr und mehr der kurveninnere Scheinwerfer stärker
als der kurvenäußere Scheinwerfer geschwenkt wird.
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Gemäß dieser
Vorgehensweise wird jedoch in Kauf genommen, dass unabhängig
davon, ob ein schneller oder langsamer Richtungswechsel des Fahrzeuges
erfolgt, bei kleinen Schwenkwinkeln und im Bereich des Übergangs
zu größeren Schwenkwinkeln der kurveninnere Scheinwerfer
weniger geschwenkt wird als angesichts des vorhandenen Bauraums
möglich ist. Infolgedessen erfolgt bei einem langsamen
Richtungswechsel des Fahrzeuges keine optimale Ausleuchtung der
Fahrbahn.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen,
welches bei einem langsamen Richtungswechsel des Fahrzeuges eine
optimale Ausleuchtung der Fahrbahn ermöglicht und bei einem
schnellen Richtungswechsel des Fahrzeuges einer ungünstigen
Beeinflussung der Lichtverteilung vor dem Fahrzeug entgegenwirkt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale der Patentansprüche 1 bis 6 gelöst.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, die Scheinwerfer
eines Fahrzeuges in Abhängigkeit der Dynamik des Richtungswechsels des
Fahrzeuges horizontal zu schwenken.
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Insbesondere
ist es erfindungsgemäß vorgesehen, bei geringer
Dynamik des Richtungswechsels des Fahrzeuges, den kurveninneren
Scheinwerfer stärker als den kurvenäußeren
Scheinwerfer zu schwenken, wobei beide Scheinwerfer in einem festen
Schwenkwinkelverhältnis zueinander stehen. Auf diese Weise
wird erfindungsgemäß vorteilhaft der kurveninnere
Scheinwerfer stets soweit geschwenkt wie angesichts des vorhandenen
Bauraums möglich ist und es erfolgt bei einem langsamen
Richtungswechsel des Fahrzeuges durchgängig eine bestmögliche
Ausleuchtung der Fahrbahn. Da der Richtungswechsel des Fahrzeuges
mit einer geringen Dynamik erfolgt, durchschwenken auch die beiden
Scheinwerfer ihren Nullpunkt in Fahrzeugrichtung nur relativ langsam,
so dass trotz der schlagartigen Umkehr des Schwenkwinkelverhältnisses,
die von beiden Scheinwerfern erzeugte Lichtverteilung nicht insofern
ungünstig beeinflusst wird, dass eine Zergliederung der Lichtverteilung
in einer für den Fahrer irritierenden Weise erfolgt.
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Dem
hingegen ist es erfindungsgemäß vorgesehen, bei
hoher Dynamik des Richtungswechsels des Fahrzeuges, den kurveninneren
Scheinwerfer und den kurvenäußeren Scheinwerfer
gemäß dem Verlauf einer stetigen nichtlinearen
Funktion zu schwenken. Bevorzugt werden die Scheinwerfer gemäß einer
quadratischen Funktion geschwenkt. Auf diese Weise werden die beiden
Scheinwerfer im Bereich ihres Nullpunktes in Fahrzeugrichtung erfindungsgemäß vorteilhaft
gleichmäßig geschwenkt und das Schwenkwinkelverhältnis
wird nicht schlagartig umgekehrt, so dass die von den beiden Scheinwerfern
erzeugte Lichtverteilung nicht in für den Fahrer irritierender
Weise zergliedert wird.
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Zusammengefasst
erfolgt im Gegensatz zum Stand der Technik lediglich bei einem schnellen
Richtungswechsel des Fahrzeuges eine Beeinflussung der Schwenkbewegung
der Scheinwerfer, um einer Irritation des Fahrers durch unerwartete
Lichtverteilungseffekte entgegenzuwirken.
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Die
Berücksichtigung der Dynamik des Richtungswechsels des
Fahrzeuges erfolgt erfindungsgemäß vorteilhaft
durch eine Gewichtung zwischen einem dynamischen Schwenkwinkelverlauf
und einem statischen Schwenkwinkelverlauf. Dabei entspricht der
dynamische Schwenkwinkelverlauf dem erfindungsgemäß berechneten
Schwenkwinkelverlauf des kurveninneren und kurvenäußeren
Scheinwerfers gemäß einer nichtlinearen Funktion
und der statische Schwenkwinkelverlauf einem Schwenkwinkelverlauf
gemäß einem festen Schwenkwinkelverhältnis.
Erfindungsgemäß vorteilhaft erfolgt bei einer
Verringerung der Dynamik des Richtungswechsels des Fahrzeuges eine
zunehmend stärkere Gewichtung des Schwenkwinkelverlauf
gemäß einem festen Schwenkwinkelverhältnis
beziehungsweise dem statischen Schwenkwinkelverlauf.
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Zusammengefasst
ist es durch das erfindungsgemäße Verfahren stets
möglich, je nach Dynamik des Richtungswechsels des Fahrzeuges
eine wirkungsvolle Vermeidung für den Fahrer unerwarteter
Lichtverteilungseffekte, eine bestmögliche Ausleuchtung
der Fahrbahn vor dem Fahrzeug oder eine optimale Einstellung zwischen
diesen beiden Anforderungen einzustellen.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung werden in den Figuren anhand schematisch
dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben.
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Hierbei
zeigen:
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1:
Darstellung des statischen Schwenkwinkelverlaufes der Scheinwerfer
in Abhängigkeit des vorgegebenen Schwenkwinkels aus Kurvenkrümmung
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2:
Darstellung des dynamischen Schwenkwinkelverlaufes der Scheinwerfer
in Abhängigkeit des vorgegebenen Schwenkwinkels aus Kurvenkrümmung
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3:
Darstellung des statischen und des dynamischen Schwenkwinkelverlaufes
der Scheinwerfer in Abhängigkeit des vorgegebenen Schwenkwinkels
aus Kurvenkrümmung
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4:
Darstellung der Struktur einer Funktion zur Steuerung der beiden
Scheinwerfer
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In 1 ist
der statische Schwenkwinkel der Scheinwerfer über dem vorgegebenen
Schwenkwinkel aufgetragen. Der vorgegebene Schwenkwinkel folgt dabei
der jeweils der Krümmung der von dem Fahrzeug momentan
durchfahrenen Kurve. Die Krümmung wird beispielsweise auf
Grundlage des Lenkwinkels und der Geschwindigkeit des Fahrzeuges berechnet.
Die in 1 dargestellte unterbrochene Linie entspricht
dem Schwenkwinkelverlauf des linken Scheinwerfers und die nicht
unterbrochene Linie dem Schwenkwinkelverlauf des rechten Scheinwerfers.
In dem linken unteren Quadranten des in 1 dargestellten
Diagramms ist der Schwenkwinkelverlauf der beiden Scheinwerfer beim Durchfahren
einer Rechtskurve des Fahrzeuges dargestellt. Gemäß dem
Stand der Technik wird beim Durchfahren einer Rechtskurve der kurveninnere rechte
Scheinwerfer stärker als der kurvenäussere linke
Scheinwerfer geschwenkt, wobei gemäß 1 ein
festes Schwenkwinkelverhältnis von 0,5 eingestellt ist.
Durchfährt nun das Fahrzeug im Anschluss an eine Rechtskurve
eine Linkskurve, wird das Schwenkwinkelverhältnis umgekehrt.
In dem rechten oberen Quadranten des in 1 dargestellten
Diagramms ist nun der Schwenkwinkelverlauf der beiden Scheinwerfer
beim Durchfahren einer Linkskurve des Fahrzeuges dargestellt. Dem
gemäß wird beim Durchfahren einer Linkskurve der
kurveninnere linke Scheinwerfer stärker als der kurvenäussere
rechte Scheinwerfer geschwenkt, wobei das feste Schwenkwinkelverhältnis
von 0,5 beibehalten wird.
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Erfolgt
nun ein schneller Richtungswechsel des Fahrzeuges von rechts nach
links durchschwenken die beiden Scheinwerfer den Nullpunkt ausgehend
von dem linken unteren Quadranten des in 1 dargestellten
Diagramms hin zu dem rechten oberen Quadranten. Dabei wird der linke
Scheinwerfer beim Übergang von dem linken unteren Quadranten
in den rechten oberen Quadranten schlagartig beschleunigt, da der
linke Scheinwerfer nunmehr stärker als der rechte Scheinwerfer
geschwenkt wird. Der rechte Scheinwerfer wird jedoch schlagartig
verzögert, da der rechte Scheinwerfer nunmehr weniger als
der linke Scheinwerfer geschwenkt wird. Durch diese unterschiedlichen
kinematischen Bedingungen der Scheinwerfer beim Durchschwenken des
Nullpunktes, wird insbesondere bei einem schnellen Richtungswechsel
des Fahrzeuges, die Lichtverteilung schlagartig umgekehrt und es
entsteht für den Fahrer des Fahrzeuges der irritierende
Eindruck, dass die Lichtverteilung zergliedert wird.
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Erfindungsgemäß wird
nunmehr vorgeschlagen, bei hoher Dynamik des Richtungswechsels des Fahrzeuges,
den kurveninneren Scheinwerfer und den kurvenäußeren
Scheinwerfer gemäß dem Verlauf einer stetigen
nichtlinearen Funktion zu schwenken. Wie in 2 dargestellt,
werden die Scheinwerfer bei hoher Dynamik des Richtungswechsels
des Fahrzeuges gemäß einer quadratischen Funktion
geschwenkt, so dass die beiden Scheinwerfer im Bereich ihres Nullpunktes
erfindungsgemäß vorteilhaft mit gleicher Geschwindigkeit
geschwenkt werden und die Lichtverteilung nicht schlagartig umgekehrt wird
und daher keine für den Fahrer des Fahrzeuges irritierenden
Effekte auftreten.
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Der
dynamische Schwenkwinkelverlauf y wird erfindungsgemäß auf
Grundlage des vorgegebenen Schwenkwinkelverlaufes x sowie den Koeffizienten
A, B und C mittels der quadratischen Funktion gemäß Gleichung
(1) y = A·x2 +
B·x + C (1)berechnet.
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3 zeigt
in diesem Zusammenhang sowohl den statischen als auch des dynamischen Schwenkwinkelverlauf.
Es ist zu erkennen, dass die Endpunkte der quadratischen Funktion
gemäß Gleichung (1) zur Berechnung des dynamischen Schwenkwinkelverlaufes
jeweils auf den in 3 mit einem Kreis markierten
Endpunkten des statischen Schwenkwinkelverlaufes liegen. Als dritter
Punkt zur Festlegung der quadratischen Funktion lässt sich
ein Abstand von dem Nullpunkt parametrieren.
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Erfindungsgemäß erfolgt
die Steuerung einer Fahrzeugbeleuchtungseinrichtung mit mindestens
zwei Scheinwerfern mittels einer funktionalen Anordnung, welche
bevorzugt Teil des Softwareumfanges eines Steuergerätes
ist. Die Anordnung umfasst, wie in 4 gezeigt,
zunächst einen Block 1 zur Berechnung der Koeffizienten
A, B und C der quadratischen Funktion gemäß Gleichung
(1). Zu diesem Zweck werden dem Block 1 Parameter zugeführt,
welche den maximalen Schwenkbereich der beiden Scheinwerfer und
den Abstand der quadratischen Funktion von dem Nullpunkt definieren.
Somit ist die quadratische Funktion gemäß Gleichung
(1) durch drei Punkte und zwar dem Endpunkt des jeweiligen Scheinwerfers
als kurveninnerer Scheinwerfer, dem Endpunkt des jeweiligen Scheinwerfers
als kurvenäusser Scheinwerfer, welcher bei einem Schwenkwinkelverhältnis
von 0,5 der Hälfte des jeweils kurveninneren Scheinwerfers
entspricht und dem Abstand eines Punktes von dem Nullpunkt eindeutig
festgelegt.
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Die
in Block 1 berechneten Koeffizienten A, B und C werden
nunmehr zwei weiteren Blöcken 2 und 3 zugeführt.
Block 2 dient der Berechnung des dynamischen Schwenkwinkels
des linken Scheinwerfers und Block 3 der Berechnung des
dynamischen Schwenkwinkels des rechten Scheinwerfers. Weiterhin
wird den Blöcken 2 und 3 der jeweils
vorgegebene Schwenkwinkel zugeführt, welcher in einem nicht
dargestellten vorgelagerten Block, beispielsweise auf Grundlage
des Lenkwinkels und der Geschwindigkeit des Fahrzeuges berechnet
wird. In den Blöcken 2 und 3 wird nunmehr
der dynamische Schwenkwinkel des jeweiligen Scheinwerfers mittels der
quadratischen Funktion gemäß Gleichung (1) errechnet.
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Der
in den Blöcken 2 und 3 errechnete dynamische
Schwenkwinkel des jeweiligen Scheinwerfers wird nunmehr zwei weiteren
Blöcken 4 und 5 zugeführt. Den
Blöcken 4 und 5 wird weiterhin jeweils
der statische Schwenkwinkel gemäß dem Verlauf
des statischen Schwenkwinkels der Scheinwerfer mit einem festen
Schwenkwinkelverhältnis zugeführt. Das Schwenkwinkelverhältnis
beträgt bevorzugt 0,5. Ausserdem wird den Blöcken 4 und 5 ein
aktueller Wert der Dynamik des Richtungswechsel des Fahrzeuges beziehungsweise
ein Wert der Schwenkwinkeländerung zugeführt,
welcher in einem nicht dargestellten vorgelagerten Block, beispielsweise
auf Grundlage des Lenkwinkels des Fahrzeuges berechnet wird. In den
Blöcken 4 und 5 erfolgt erfindungsgemäß abhängig
von dem aktuellen Wert der Dynamik des Richtungswechsel des Fahrzeuges
eine Gewichtung des dynamischen Schwenkwinkels des jeweiligen Scheinwerfers,
der in den Blöcken 2 und 3 mittels der quadratischen
Funktion gemäß Gleichung (1) errechnet wird und
dem statischen Schwenkwinkel gemäß dem Verlauf
des statischen Schwenkwinkels der Scheinwerfer mit einem festen
Schwenkwinkelverhältnis. Bei einer großen Dynamik
des Richtungswechsel des Fahrzeuges beziehungsweise einer großen
Schwenkwinkeländerung bewegt sich dabei der jeweilige Scheinwerfer
auf Grundlage der quadratischen Funktion gemäß Gleichung
(1). Bei einer Verringerung der Dynamik des Richtungswechsel des Fahrzeuges
wird der statischen Schwenkwinkel gemäß dem Verlauf
des statischen Schwenkwinkels der Scheinwerfer mit einem festen
Schwenkwinkelverhältnis immer stärker gewichtet.
Im statischen Fall nehmen die Scheinwerfer dann exakt den Schwenkwinkel
gemäß dem Verlauf des statischen Schwenkwinkels
der Scheinwerfer mit einem festen Schwenkwinkelverhältnis
ein. Am Ausgang der Blöcke 4 und 5 wird
nun der jeweils einzustellende Schwenkwinkel für den linken
und rechten Scheinwerfer bereitgestellt und kann einer nicht gezeigten
nachgelagerten Ansteuerschaltung der Scheinwerfer des Fahrzeuges zugeführt
werden.
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- 1–5
- Blöcke
gemäß der erfindungsgemäßen
funktionalen Anordnung
- A
- Koeffizient
der quadratischen Funktion gemäß Gleichung (1)
- B
- Koeffizient
der quadratischen Funktion gemäß Gleichung (1)
- C
- Koeffizient
der quadratischen Funktion gemäß Gleichung (1)
- x
- vorgegebener
Schwenkwinkelverlauf
- y
- dynamischer
Schwenkwinkelverlauf
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004007958
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