DE3839427A1 - Automatische leuchtweitenregelung an kfz's - Google Patents

Description

In Zukunft soll für KFZ eine Leuchtweiteneinstellung für das Abblendlicht per Gesetz vorgeschrieben werden. Diese soll es dem Führer eines KFZ ermöglichen, die Leuchtweite der Schein­ werfer in Abhängigkeit von der Beladung des Fahrzeuges immer auf einen konstanten, vorgeschriebenen Wert einzustellen. Der Führer des KFZ muß also nach subjektiven Empfinden die Leucht­ weite der Scheinwerfer seines KFZ einstellen. Eine solche Ein­ stellung ist in vielen Fällen fehlerhaft und kann dem Sinn des Gesetzes, eine Blendung des Gegenverkehrs auszuschließen, nicht genügen.

Abhilfe schaffen automatisch arbeitende Leuchtweitenregelungen. Alle bekannten Ausführungsformen basieren auf folgender Arbeits­ weise:

Niveaugeber an den Achsen übertragen ein der Einfederung pro­ portionales Signal an Steuerelemente an den Scheinwerfern. Es sind Anlagen bekannt, die hydromechanisch, pneumatisch oder elektromechanisch arbeiten. Allen gemeinsam ist der sehr hohe Preis, der einer allgemeinen Einführung von automatischen Leuchtweitenregelungen in KFZ im Wege steht.

Die hier vorgestellte automatische Leuchtweitenregelung kann durch geringen Schaltungsaufwand, preiswerte Standartbauteile und Unempfindlichkeit gegen Bauteiletoleranzen und Umweltein­ flüsse, dazu beitragen, daß in Zukunft alle Neuwagen werks­ seitig mit einer Leuchtweitenregelung ausgerüstet werden.

Die Funktion der Schaltung soll nachfolgend an Bild 1 beschrieben werden. An der Vorder- und Hinterachse eines KFZ sind je ein Differenzvariometer (1, 2) angebracht, die ihre Information über den Einfederungszustand der jeweiligen Achse einer Subtrahierschaltung (3) zuführen.

Diese Schaltung ermittelt die Differenz zwischen den beiden Achssignalen und liefert eine der Abweichung proportionale Steuerspannung (X) an zwei an den Scheinwerfern ange­ brachte Stellglieder (4).

Diese vergleichen die Steuerspannung (X) mit einer eben­ falls durch ein Differenzvariometer (5) gewonnenen Spannung (Y), die der Position des Scheinwerfers (6) (und damit der Leuchtweite) proportional ist. Über einen Getriebemotor (7) wird die Position des Scheinwerfers so verändert, bis Steuerspannung (X) und "Scheinwerfer-Positions-Spannung" (Y) gleich sind.

Die technische Ausführung der Schaltung zeichnet sich durch ihre Einfachheit, Preisgünstigkeit der verwendeten Bauteile und Unempfindlichkeit gegen klimatische Einflüsse aus.

In Bild 2 ist die Schaltung dargestellt. Ein zentraler Oszil­ lator (1) versorgt die Differenzvariometer an den Achsen (2, 3) sowie an den Scheinwerfern (4, 5). Durch die Wahl eines Differenz­ variometers als Sensor für Achs- und Scheinwerferstellung hat weder die Kurvenform oder die Frequenz des Oszillators, noch ein Temperaturunterschied oder unterschiedliche lnduktivitätswerte zwischen den einzelnen Differenzvariometern einen Einfluß auf die Genauigkeit der Leuchtweitenregelung. Auch ist es dadurch möglich, eine einfache, zwei-adrige Leitung zur Verbindung der Differenzvariometer mit den anderen Schaltungsteilen zu ver­ wenden.

Die Ausgangssignale der Differenzvariometer (2, 3), die die Einfederung an den Achsen messen, gelangen an eine Subtrahier­ schaltung (6). Diese ermittelt aus den beiden Signalen die wahre Position der Karosserie gegenüber der Fahrbahn. Es werden somit auch Alterungen der Federn mit berücksichtigt, was mit lediglich einem Sensor an der Hinterachse natürlich nicht möglich wäre. Ein weiterer Vorteil dieser Schaltungstechnik ist, daß unterschiedliche mechanische Einbauorte, und damit unterschied­ liche Weglängen für gleiche Einfederung entweder durch andere mechanische Abmessungen der Differenzvariometer, oder, einfacher, durch unterschiedliche Summierwiderstände (R _N , R _P ) ausgeglichen werden können. Auch kann durch zusätzlichen Einbau von Tief­ paßfiltern (TP) das System beliebig träge gemacht werden, so daß Schwingungen der Karosserie, bzw. Fahrbahnunebenheiten keinen Einfluß auf die Scheinwerferstellung haben. Die Kondensatoren (7, 8, 9, 10) dienen als Glättungskondensatoren und sorgen für eine Unempfindlichkeit des Systems gegen Störimpulse (z. B. Zündfunken).

Das Ausgangssignal der Subtrahier-Schaltung gelangt auf die Eingänge von zwei, aus zwei antiparallel geschalteten Komparatoren gebildeten Brückenschaltungen (11, 12). An den jeweils anderen Eingängen liegen die Ausgangssignale zweier weiterer Differenz­ variometer (4, 5). Diese geben eine Spannung ab, die proportional zur Stellung des jeweiligen Scheinwerfers ist. Sind die beiden Eingangsspannungen der Komparatoren unterschiedlich, so ent­ steht an den Komparatorausgängen eine Spannung, die den in der Brücke liegenden DC-Motor (13 oder 14) so lange laufen läßt, bis die Ausgangsspannung des betreffenden Differenzvariometers (4 oder 5) gleich der Ausgangsspannung der Subtrahierschaltung (6) ist. Dies geschieht durch die mechanische Kopplung von Motor und Differenzvariometer mit dem Scheinwerferspiegel. Auch hier können wieder unterschiedliche Einbauorte (unterschiedliche Hebelarme) durch elektrische Maßnahmen ausgeglichen werden. Ent­ weder durch Einbau eines Spannungsteilers (15, 16), oder durch andere Abmessungen der Differenzvariometer (4, 5).

Die Kondensatoren (17, 18) in Bild 2 dienen wieder als Glättungs- und Störschutzkondensatoren. Natürlich können auch bei Ver­ wendung von Halbachsen zwei Differenzvariometer pro Achse installiert werden. Dieses erfordert aber für jedes zusätzliche Differenzvariometer einen weiteren Subtrahierer (Bild 3). Hierbei bedeuten 2 und 2 a die Differenzvariometer an der Vorder- und 3 und 3 a an der Hinterachse. In den meisten Fällen wird ein solcher Aufwand aber nicht nötig sein.

Ein weiterer Vorteil dieser Schaltungsart soll aber nicht uner­ wähnt bleiben. Durch Einbau eines A/D-Wandlers an jeden Differenz­ variometer und einer Verbindung mit dem Fahrzeug-Bezugspotential lassen sich die Differenzvariometer kostengünstig in Verbindung mit zukünftig in KFZ installierten Local Area Networks (LAN) bzw. Small Area Networks (SAN) einsetzen. Die Oszillatorspannung dient dann sowohl zur Versorgung der Differenzvariometer als auch nach Gleichrichtung zur Versorgung der A/D-Wandler (15), die die In­ formation über Einfederung bzw. Scheinwerferposition in digitaler Form einem zentralen Rechen- und Steuerwerk zuführen. (Bild 4).

Claims (4)

1. Automatische Leuchtweitenregelung an Kfz′s dadurch gekenn­ zeichnet, daß Differenzvariometerschaltungen verwendet werden, die durch eine zweiadrige, in weiten Grenzen beliebig lange, nicht abgeschirmte Leitung mit der Auswerte-Elektronik verbunden sind.

2. Automatische Leuchtweitenregelung an Kfz′s nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Differenzvariometern eine Eingangswechselspannung zugeführt wird, deren Frequenz und Kurvenform in weiten Bereichen variabel sein kann.

3. Automatische Leuchtweitenregelung an Kfz′s nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsspannung für die Differenzvariometer nach Gleichrichtung zur Stromversorgung weiterer elektronischer Baugruppen verwendet wird.

4. Automatische Leuchtweitenregelung an Kfz′s nach den vorange­ gangenen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Weglängen und Unlinearitäten, hervorgerufen durch die mechanischen Einbauorte der Differenzvariometer, durch elektronische Schaltungs­ maßnahmen ausgeglichen werden.