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Hintergrund
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1. Technisches Gebiet
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Die
hier beschriebenen Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung betreffen allgemein ein System zum Steuern
der optischen Streuung eines Lichtstrahls in einem Fahrzeug.
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2. Stand der Technik
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Frontleuchtsysteme
sehen unterschiedliche Leuchtschemata in Übereinstimmung mit dem Zustand
eines Fahrzeugs vor. Derartige Leuchtsysteme umfassen eine Linse,
einen Reflektor und eine Lichtquelle, die in einem Scheinwerfergehäuse untergebracht
sind. Die Leuchtsysteme streuen den Lichtstrahl unterschiedlich,
um verschiedene Leuchtschemata zu unterstützen, indem die Distanz zwischen der
Linse und der Lichtquelle unter Verwendung von fixen Punkten oder
bekannten Distanzen eingestellt wird. In den meisten Situationen
ist die Einstellung der Distanz zwischen der Linse und der Lichtquelle allgemein
für den
Fahrer wahrnehmbar, weil die Einstellung der Distanz zwischen der
Linse und der Lichtquelle aufgrund der fixen Punkte allgemein mit harten Übergängen verbunden
ist. Wenn die Distanz zwischen der Lichtquelle und der Linse über fixe Punkte
erfolgt, kann außerdem
keine ideale Distanz zwischen der Linse und der Lichtquelle in Übereinstimmung
mit einem bestimmten Fahrzeugzustand vorgesehen werden, weil die
fixierten Distanzen keine Zwischendistanzen gestatten.
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Dementsprechend
wäre es
wünschenswert, ein
System zum Steuern der optischen Streuung eines Lichtstrahls in
einem Fahrzeug anzugeben, das nicht für den Fahrer wahrnehmbar ist.
Außerdem wäre es wünschenswert,
ein System zum Steuern der optischen Streuung des Lichtstrahls in
dem Fahrzeug anzugeben, das einen weichen oder linearen Übergang
vorsieht, der alle möglichen
Zwischendistanzen in Übereinstimmung
mit einem bestimmten Fahrzeugzustand gestattet.
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In
einer Ausführungsform
umfasst ein System zum Steuern der optischen Streuung eines Lichtstrahls
in einem Fahrzeug eine Lichtquelle, einen Reflektor, eine Linse
und eine Scheinwerfer-Steuereinrichtung. Die Lichtquelle ist ausgebildet,
um den Lichtstrahl zu erzeugen. Der Reflektor ist um die Lichtquelle
herum angeordnet, um den Lichtstrahl zu reflektieren. Die Linse
ist mit einem Abstand zu der Lichtquelle angeordnet und ausgebildet,
um den Lichtstrahl aus der Lichtquelle und dem Reflektor zu empfangen
und den Lichtstrahl aus dem Fahrzeug zu projizieren. Die Scheinwerfer-Steuereinrichtung
ist operativ mit einer kinematischen Erfassungseinrichtung gekoppelt,
die die Bewegungseigenschaften des Fahrzeugs erfasst und kinematische
Signale erzeugt. Die Scheinwerfer-Steuereinrichtung ist konfiguriert,
um die Distanz zwischen der Lichtquelle und der Linse in Reaktion
auf die kinematischen Signale linear einzustellen.
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In
einer anderen Ausführungsform
umfasst ein System zum Steuern der optischen Streuung eines Lichtstrahls
in einem, Fahrzeug eine erste Lichtquelle, eine zweite Lichtquelle,
einen ersten Reflektor, einen zweiten Reflektor, eine erste Linse,
eine zweite Linse und eine Scheinwerfer-Steuereinrichtung. Die erste Lichtquelle
ist ausgebildet, um den ersten Lichtstrahl zu erzeugen. Die zweite
Lichtquelle ist ausgebildet, um den zweiten Lichtstrahl zu erzeugen.
Der erste Reflektor ist um die erste Lichtquelle herum angeordnet.
Der zweite Reflektor ist um die zweite Lichtquelle herum angeordnet.
Der erste und der zweite Reflektor sind ausgebildet, um jeweils
den ersten und den zweiten Lichtstrahl zu reflektieren. Die erste
Linse ist mit einer ersten Distanz zu der ersten Lichtquelle angeordnet
und ausgebildet, um den ersten Lichtstrahl von der ersten Lichtquelle
und dem ersten Reflektor zu empfangen und den ersten Lichtstrahl
aus dem Fahrzeug zu projizieren. Die zweite Linse ist mit einer
zweiten Distanz zu der zweiten Lichtquelle angeordnet und ausgebildet,
um den zweiten Lichtstrahl von der zweiten Lichtquelle und dem zweiten
Reflektor zu empfangen und den zweiten Lichtstrahl aus dem Fahrzeug
zu projizieren. Die Scheinwerfer-Steuereinrichtung ist operativ
mit einer kinematischen Erfassungseinrichtung verbunden, die Bewegungseigenschaften
des Fahrzeugs erfasst und eine Vielzahl von kinematischen Signalen
erzeugt. Die Scheinwerfer-Steuereinrichtung
ist konfiguriert, um die erste Distanz und die zweite Distanz in
Reaktion auf die kinematischen Signale linear einzustellen.
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In
einer anderen Ausführungsform
umfasst ein System zum Steuern der optischen Streuung eines Lichtstrahls
in einem Fahrzeug eine Lichtquelle, einen Reflektor, eine Linse
und eine Scheinwerfer-Steuereinrichtung. Die Lichtquelle ist ausgebildet, um
den Lichtstrahl zu erzeugen. Der Reflektor ist mit einer ersten
Distanz zu der Lichtquelle angeordnet, um den Lichtstrahl zu reflektieren.
Die Linse ist mit einer zweiten Distanz zu der Lichtquelle angeordnet, um
den Lichtstrahl von dem Reflektor und der Lichtquelle zu empfangen
und den Lichtstrahl aus dem Fahrzeug zu projizieren. Die Scheinwerfer-Steuereinrichtung
ist operativ mit einer kinematischen Erfassungseinrichtung gekoppelt,
die Bewegungseigenschaften des Fahrzeugs erfasst und eine Vielzahl von
kinematischen Signalen sendet. Die Scheinwerfer-Steuereinrichtung
ist konfiguriert, um die erste Distanz oder die zweite Distanz in
Reaktion auf die kinematischen Signale linear einzustellen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
ein Frontleuchtsystem.
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2 ist
eine Draufsicht auf eine Scheinwerferanordnung mit einem einzigen
Brennpunkt.
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3 ist
eine Seitenansicht der Scheinwerferanordnung von 2.
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4 ist
eine Draufsicht auf eine Scheinwerferanordnung mit mehreren Fokuspunkten.
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5 ist
eine Seitenansicht auf die Scheinwerferanordnung von 4.
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6 ist
eine Draufsicht auf eine Scheinwerferanordnung mit mehreren Brennpunkten
und zusätzlichen
Reflektoren.
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Ausführliche Beschreibung von bevorzugten
Ausführungsformen
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1 zeigt
ein Frontleuchtsystem 100. Das Leuchtsystem 100 kann
für die
Verwendung in einem Fahrzeug oder in einer anderen Vorrichtung ausgebildet
sein, die nachts durch einen Benutzer betrieben wird. Das Leuchtsystem 100 umfasst
eine kinematische Erfassungseinrichtung 102, eine Scheinwerfer-Steuereinrichtung 104 und
eine Scheinwerferanordnung 106. Die kinematische Erfassungseinrichtung 102 ist
ausgebildet, um Bewegungseigenschaften des Fahrzeugs zu erfassen
und eine Vielzahl von kinematischen Signalen zu erzeugen. Die kinematischen
Signale entsprechen allgemein den Bewegungseigenschaften des Fahrzeugs.
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In
einem Beispiel kann die kinematische Erfassungseinrichtung 106 eine
Vielzahl von Steuereinrichtungen (nicht gezeigt) und Sensoren (nicht
gezeigt) umfassen, die über
das Fahrzeug verteilt sind, um Bewegungseigenschaften zu erfassen
und kinematische Signale zu senden. Die kinematischen Signale können die
Fahrzeuggeschwindigkeit, die Höhe des
vorderen Fahrzeugteils, die Blinksignale (links und rechts), die
Höhe des
hinteren Fahrzeugteils und den Lenkradwinkel wiedergeben. Die kinematische Erfassungseinrichtung 102 kann
eine Antriebsstrang–Steuereinrichtung
(PCM) oder eine Fahrgestell-Steuereinrichtung
und eine Vielzahl von Radgeschwindigkeitssensoren umfassen. Die
Vielzahl von Radgeschwindigkeitssensoren können an den Rädern des
Fahrzeugs angeordnet sein, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu erfassen.
Die Radgeschwindigkeitssensoren können die Radgeschwindigkeit
in Rohdaten an die PCM- oder Fahrgestell-Steuereinrichtung senden.
Die PCM- oder Fahrgestell-Steuereinrichtung kann die Rohdaten verarbeiten
und die Fahrzeuggeschwindigkeit berechnen. Die durch die Radgeschwindigkeitssensoren
gesendeten Daten können
auf einem Format mit 8000 Impulsen pro Meile (8KPPM) beruhen. Die
PCM- oder Fahrgestell-Steuereinrichtung
kann die Rohdaten auf der Basis des 8KPPM-Formats verarbeiten und die Fahrzeuggeschwindigkeit über einen
gemultiplexten Bus (MUX-Bus) 108 als Fahrzeuggeschwindigkeitsmeldung
an die Scheinwerfer-Steuereinrichtung 104 senden.
In einem Beispiel kann der MUX-Bus 108 als Steuerbereichsnetz
(CAN) mit hoher oder mittlerer Geschwindigkeit implementiert sein.
In einem anderen Beispiel kann der MUX-Bus 108 als ein
lokales Verbindungsnetz (LIN) implementiert sein. Der Typ des verwendeten
gemultiplexten Protokolls kann in Übereinstimmung mit den gewünschten
Kriterien einer bestimmten Implementierung gewählt werden.
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In
einem anderen Beispiel kann ein Innenkörper-Elektronikmodul im Inneren eines Fahrzeugs angeordnet
sein, um Blinkersignale über
den MUX-Bus 108 an die Scheinwerfer-Steuereinrichtung 104 zu geben.
In einem weiteren Beispiel können eine
Vielzahl von Lenkradpositionssensoren an einer Lenkradwelle angeordnet
sein, um den Lenkradwinkel des Lenkrads zu erfassen. Die Lenkradpositionssensoren
können
Rohdaten zu dem Lenkradwinkel an die Fahrgestell-Steuereinrichtung senden. Die Fahrgestell-Steuereinrichtung
kann die Rohdaten zu dem Lenkradwinkel verarbeiten und eine Lenkradwinkelmeldung über den
MUX-Bus 108 an die Scheinwerfer-Steuereinrichtung 104 senden.
In einem weiteren Beispiel kann die kinematische Sensoreinrichtung
eine Trägheitsmesseinrichtung
(IMU) und ein GPS-Einheit umfassen, um die Höhen des vorderen und des hinteren
Fahrzeugsteils zu erfassen. Die IMU und die GPS-Einheit können die
Höhen des
vorderen und des hinteren Fahrzeugteils über den MUX-Bus 108 zu
der Scheinwerfer-Steuereinrichtung 104 senden und Fahrzeughöhenmeldungen über den
MUX-Bus 108 senden.
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In
weiteren Beispiele kann die kinematische Erfassungseinrichtung 102 Rohdaten
zu der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Lenkradwinkel und den Fahrzeughöhen direkt
an die Scheinwerfer-Steuereinrichtung 104 (d. h. ohne Verwendung
des MUX-Busses 108) geben. Die Scheinwerfer-Steuereinrichtung 104 kann
zusätzliche
Hardware und Software für
die Verarbeitung der mit den verschiedenen kinematischen Signalen
assoziierten Rohdaten umfassen.
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Die
Scheinwerfer-Steuereinrichtung 104 umfasst ein Scheinwerfermodul 110 und
eine Scheinwerfer-Motorsteuerung 112. Das Scheinwerfermodul 110 umfasst
ein linkes Scheinwerfer-Steuermodul 114 und ein rechtes
Scheinwerfer-Steuermodul 116. Das
linke und das rechte Scheinwerfer-Steuermodul 114, 116 sind
ausgebildet, um die kinematischen Signale über den MUX-Bus 108 zu
empfangen. In einem Beispiel können
das linke und das rechte Scheinwerfer-Steuermodul 114, 116 in
einer Master-Slave-Konfiguration implementiert sein. Bei einer derartigen
Master-Slave-Konfiguration kann der MUX-Bus 108 zwischen den Scheinwerfer-Steuermodulen 114, 116 gekoppelt
sein, um eine Datenkommunikation zwischen den Scheinwerfer-Steuermodulen 114, 116 zu
unterstützen.
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Die
Scheinwerfer-Steuermodule 114, 116 können jeweils
einen dedizierten Eingang aufweisen, der ausgebildet ist, um eine
bestimmte Spannung von einer anderen Steuereinrichtung an einer
anderen Position im Fahrzeug zu empfangen, das angibt, welches der
Scheinwerfer-Steuermodule 114, 116 als Master
oder als Slave dienen soll. Während
des Fahrzeugstarts kann der Eingang des linken Scheinwerfer-Steuermoduls 114 eine
Erde (GND) empfangen und kann das rechte Scheinwerfer-Steuermodul 116 eine
Spannung von 5 V oder 12 V empfangen. Die Steuermodule 114, 116 können derart
konfiguriert sein, dass das Modul, das die Erde empfängt, der
Master ist, und das Modul, das die 5 V oder 12 V empfängt, der
Slave ist. Das linke Scheinwerfer-Steuermodul 114 (z. B. der
Master) kann Meldungen über
den MUX-Bus 108 zu
dem rechten Scheinwerfer-Steuermodul 116 (z. B. dem Slave)
senden. Die Bestimmung, welches der Steuermodule 114, 116 der
Master oder der Slave wird, kann auf der Basis der gewünschten
Kriterien einer bestimmten Implementierung variieren. Das als Master
konfigurierte Steuermodul 114 oder 116 umfasst
einen Scheinwerfer-Steueralgorithmus und sendet Steuersignale über den
MUX-Bus 108 an den Slave.
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In
einem anderen Beispiel der Master-Slave-Implementierung kann eine
Fahrzeug-Steuereinrichtung an einer anderen Position im Fahrzeug
gemeinsam mit den Steuermodulen 114, 116 als Scheinwerfer-Steuereinrichtung 104 dienen.
In diesem Beispiel kann die Fahrzeug-Steuereinrichtung als Master
dienen und können
die Steuermodule 114, 116 als Slaves dienen. Die
Fahrzeug-Steuereinrichtung kann den Scheinwerfer-Steueralgorithmus enthalten und Steuermeldungen über den
MUX-Bus 108 an
die Steuermodule 114, 116 senden.
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1 zeigt,
dass die Scheinwerfer-Steuereinrichtung 104 ein linkes
und ein rechtes Steuermodul 114, 116 umfasst,
wobei das linke und das rechte Steuermodul 114, 116 aber
auch in eine einzige Steuereinrichtung integriert sein können. Bei
einer derartigen Konfiguration kann die Scheinwerfer-Steuereinrichtung 104 die
gesamte erforderliche Software und Hardware zum Steuern der Scheinwerfer-Motorsteuerung 112 enthalten.
Die Implementierung kann hinsichtlich der Anzahl der Steuermodule
in dem System 100 in Übereinstimmung
mit Raum- und Kostenbeschränkungen
variieren.
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Das
System 100 ist ausgebildet, um eine Scheinwerfer-Höheneinstellung und eine Kurvenlichtsteuerung
für das
Fahrzeug auszuführen.
Das System 100 kann gleichzeitig eine Scheinwerfer-Höheneinstellung
und eine Kurvenlichtsteuerung ausführen. Die Scheinwerfer-Motorsteuerung 112 umfasst
eine linke Scheinwerfer-Motorsteuerung 118 und eine rechte
Scheinwerfer-Motorsteuerung 120. Die Scheinwerferanordnung 106 umfasst
eine linke Scheinwerferanordnung 122 und eine rechte Scheinwerferanordnung 124.
Die linke und die rechte Scheinwerferanordnung 122, 124 sind
ausgebildet, um jeweils einen linken und einen rechten Lichtstrahl zu
erzeugen. Um die Scheinwerfer-Höheneinstellung durchzuführen, können die
Motorsteuerungen 118, 120 die vertikale Position
des linken und des rechten Lichtstrahls aus den Scheinwerferanordnungen 122, 124 in
Reaktion auf durch die Steuermodule 114, 116 erzeugte
Steuersignale einstellen. Um die Kurvenlichtsteuerung durchzuführen, können die
Motorsteuerungen 118, 120 die Winkeldrehung des
aus den Scheinwerferanordnungen 122, 124 projizierten
linken und des rechten Lichtstrahls um eine horizontale Achse in
Reaktion auf durch die Steuermodule 114, 116 erzeugte
Steuersignale einstellen.
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Die
linke Scheinwerferanordnung 122 umfasst einen Reflektor 126,
eine Lichtquelle 128 und eine Linse 130. Die Lichtquelle 128 kann
eine Vielzahl von LEDs, Xenonlampen oder Glühbirnen (z. B. H7 oder H9)
enthalten. Die Lichtquelle 128 ist ausgebildet, um den
linken Lichtstrahl zu erzeugen. Die Linse 130 kann in verschiedenen
Farben (z. B. klar, weiß oder
blau) implementiert sein. Der Reflektor 126 ist ausgebildet,
um den linken Lichtstrahl zu reflektieren. Die Linse 128 empfängt den
linken Lichtstrahl aus dem Reflektor 126 und der Lichtquelle 128 und
projiziert den linken Lichtstrahl aus dem Fahrzeug. Der Reflektor 126 ist
allgemein mit einer Distanz D1 von der Lichtquelle 128 beabstandet.
Die Linse 128 ist allgemein mit einer Distanz D2 von der
Lichtquelle 128 beabstandet.
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Die
rechte Scheinwerferanordnung 124 umfasst einen Reflektor 132,
eine Lichtquelle 134 und eine Linse 136. Die Lichtquelle 134 kann
eine Vielzahl von LEDs, Xenonlampen und Glühbirnen (z. B. H7 oder H9)
enthalten. Die Lichtquelle 134 ist ausgebildet, um den
rechten Lichtstrahl zu erzeugen. Die Linse 136 kann in
verschiedenen Farben (z. B. klar, weiß oder blau) implementiert
sein. Der Reflektor 132 ist ausgebildet, um den rechten
Lichtstrahl zu reflektieren. Die Linse 136 empfängt den
rechten Lichtstrahl aus dem Reflektor 132 und der Lichtquelle 134 und
projiziert den rechten Lichtstrahl aus dem Fahrzeug. Der Reflektor 132 ist
allgemein mit einer Distanz D3 von der Lichtquelle 134 beabstandet.
Die Linse 136 ist allgemein mit einer Distanz D4 von der Lichtquelle 134 beabstandet.
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Während des
Betriebs kann die Scheinwerfer-Steuerung 104 die Distanzen
D1 und D3 zwischen den Reflektoren 126, 132 und
den Lichtquellen 128, 134 in Reaktion auf die
kinematischen Signale linear ändern.
In einer anderen Ausführungsform
kann die Scheinwerfer-Steuereinrichtung 104 die Distanzen
D2 und D4 zwischen den Linsen 130, 136 und den
Lichtquellen 128, 134 in Reaktion auf die kinematischen
Signale linear ändern.
Ein derartiger linearer Übergang
zwischen den Distanzen D1 und D3 und/oder D2 und D4 kann einen weichen Übergang bei
der optischen Streuung der Lichtstrahlen vorsehen, wenn das Fahrzeug
verschiedene Fahreigenschaften durchläuft. Zum Beispiel können unterschiedliche
Leuchtschemata (z. B. unterschiedliche Streugrade der Lichtstrahlen)
in Übereinstimmung mit
dem Zustand des Fahrzeugs während
einer Fahrt auf einer Straße
erforderlich sein.
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Wenn
das Fahrzeug zum Beispiel allgemein geradeaus auf einer Straße mit einer
Geschwindigkeit von bis zu 30 km/h fährt und der Lenkradwinkel bei
null oder nahe null liegt, kann ein derartiger Zustand darauf hinweisen,
dass das Fahrzeug in einer Stadt fährt. In diesem Zustand kann
die Scheinwerfer-Steuereinrichtung 104 in Reaktion auf
die kinematischen Signale (z. B. die Fahrzeuggeschwindigkeit und
den Lenkradwinkel) bestimmen, dass eine Stadtstraßen-Beleuchtung erforderlich
ist. Bei einer Stadtstraßen-Beleuchtung kann
die Scheinwerfer-Steuereinrichtung 104 die Distanzen D2
und D4 zwischen der linken und der rechten Linse 130, 136 und
der linken und der rechten Lichtquelle 128, 134 bestimmen,
sodass die Distanzen D2 und D4 gleich sind.
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Bei
einer Stadtstraßen-Beleuchtung
können die
Lichtstrahlen derart konfiguriert sein, dass jeder Lichtstrahl allgemein
gleich (homogen) gestreut wird, um ein gleichmäßiges, breites Sichtfeld auf
die Spur, auf der das Fahrzeug fährt,
und auf die Spur, auf der Fahrzeuge in der entgegen gesetzten Fahrtrichtung kommen
können,
sowie auf benachbarte Streifen neben diesen beiden Spuren (der eigenen
Spur und der entgegen gesetzten Spur) vorzusehen.
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Wenn
das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit zwischen 30 km/h und 80 km/h
fährt und
der Lenkradwinkel bei null oder nahe null liegt, kann die Scheinwerfer-Steuereinrichtung 104 bestimmen, dass
ein normales Leuchten erforderlich ist. Bei dem normalen Leuchten
kann die Scheinwerfer-Steuereinrichtung 104 die Distanzen
D2 und D4 zwischen der linken und der rechten Linse 130, 136 und
der linken und der rechten Lichtquelle 128, 134 derart
steuern, dass die Distanzen D2 und D4 zwischen den Linsen 130, 136 und
den Lichtquellen 128, 134 gleich sind. Bei der
normalen Beleuchtung können
der linke und der rechte Lichtstrahl gleich sind. Bei einer normalen
Beleuchtung können
der linke und der rechte Lichtstrahl derart konfiguriert sein, dass
jeder Lichtstrahl allgemein gleich (homogen) gestreut wird, um ein
gleichmäßiges Sichtfeld
auf die Straße
vorzusehen.
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Wenn
das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit zwischen 80 km/h und 120
km/h fährt
und der Lenkradwinkel bei null oder nahe null liegt, kann die Scheinwerfer-Steuereinrichtung 104 bestimmen, dass
eine Landstraßen-Beleuchtung
erforderlich ist. Bei der Landstraßen-Beleuchtung kann die Scheinwerfer-Steuereinrichtung 104 die
Distanzen D2 und D4 zwischen der linken und der rechten Linse 130, 136 und
der linken und der rechten Lichtquelle 128, 134 derart
steuern, dass die Distanzen D2 und D4 zwischen den Linsen 130, 136 und
den Lichtquellen 128, 134 gleich sind. Bei der
Landstraßen-Beleuchtung können der
linke und der rechte Lichtstrahl derart konfiguriert sein, dass
jeder Lichtstrahl allgemein gleich (homogen) gestreut wird, um ein
gleichmäßiges Sichtfeld
auf die Straße
vorzusehen.
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Wenn
das Fahrzeug mit einer höheren
Geschwindigkeit (z. B. mehr als 120 km/h) fährt und der Lenkradwinkel bei
null oder nahe null liegt, kann die Steuereinrichtung 104 bestimmen,
dass eine Autobahn-Beleuchtung erforderlich ist. Bei der Autobahn-Beleuchtung
kann die Scheinwerfer-Steuereinrichtung 104 die Distanzen
D2 und D4 zwischen der linken und der rechten Linse 130, 136 und
der linken und der rechten Lichtquelle 128, 134 derart
steuern, dass die Distanzen D2 und D4 zwischen den Linsen 130, 136 und
den Lichtquellen 128, 134 gleich sind. Bei der
Autobahn-Beleuchtung können
der linke und der rechte Lichtstrahl derart konfiguriert sein, dass
jeder Lichtstrahl allgemein gleich (homogen) gestreut wird, um ein
gleichmäßiges Sichtfeld
auf die Straße vorzusehen.
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Bei
der Autobahn-Beleuchtung kann die optische Streuung des linken und
des rechten Lichtstrahls nicht so breit sein wie bei der Stadtstraßen-Beleuchtung,
der normalen Beleuchtung und der Landstraßen-Beleuchtung. Allgemein
werden die Lichtstrahlen bei der Autobahn-Beleuchtung gleichmäßig über die
Spur, auf der das Fahrzeug fährt,
und auf einen benachbarten Streifen neben der eigenen Spur gestreut.
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Die
Distanzen D2 und D4 können
wie in Bezug auf die Stadtstraßen-,
die normale, die Landstraßen-
und die Autobahn-Beleuchtung
beschrieben ähnlich
sein; und auch die Distanzen D1 und D3 können einander ähnlich sein,
wenn die Scheinwerfer-Steuereinrichtung 104 konfiguriert
ist, um die Distanz zwischen dem linken und dem rechten Reflektor 126, 132 und
der linken und der rechten Lichtquelle 128, 134 einzustellen.
Das System 100 kann ähnliche
Ergebnisse erzielen, indem es die Distanzen D1 und D3 linear ändert oder
indem es die Distanzen D2 und D4 linear ändert. Der Scheinwerfer-Steueralgorithmus
ist ausgebildet, um die linearen Änderungen der Distanzen zu
berechnen.
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Bei
der Stadtstraßen-
und der Autobahn-Beleuchtung kann das System 100 eine Scheinwerfer-Höheneinstellung
vorsehen. Zum Beispiel kann die Scheinwerfer-Steuereinrichtung 104 (über die Steuermodule 114, 116 und
die Motorsteuerungen 118, 120) die linke und die
rechte Scheinwerferanordnung 122, 124 auf der
Basis der Fahrzeughöhe
vertikal einstellen. Wenn in einem Beispiel das Fahrzeug mit einer
großen
Masse (einem großen
Gewicht) im hinteren Fahrzeugteil fährt, ist die Höhe des hinteren Fahrzeugsteils
niedriger als die Höhe
des vorderen Fahrzeugteils. Bei einer Stadtstraßen-, normalen, Landstraßen- oder Autobahn-Beleuchtung
kann die Scheinwerfer-Steuereinrichtung 104 bei
einer entsprechenden Höhendifferenz
des Fahrzeugs die Scheinwerferanordnung so einstellen, dass die
Distanzen D1 und D3 (oder D2 und D4) einander ähnlich sind, und weiterhin
die Scheinwerferanordnungen 106 und 124 einstellen,
um die Lichtstrahlen zu einer niedrigeren Position zu projizieren
und dadurch die durch das zusätzliche
Gewicht im Fahrzeug verursachte Höhendifferenz zu kompensieren.
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Für die oben
genannte Kurvenlichtsteuerung kann die Scheinwerfer-Steuereinrichtung 104 die Scheinwerferanordnungen 122 und 124 in
einer Winkelrichtung um die horizontale Achse drehen, wenn das Fahrzeug
auf einer kurvigen Straße
fährt.
Allgemein kann bei einer Kurvenlichtsteuerung die Scheinwerfer-Steuereinrichtung 104 die
Distanzen D2 und D4 (oder die Distanzen D1 und D3) jeweils unterschiedlich
einstellen. Wenn das Fahrzeug zum Beispiel eine Kurve fährt, kann
der Lichtstrahl auf der Innenseite der Kurve stärker gestreut werden (um eine
bessere Sicht auf die Innenseite vorzusehen) als der Lichtstrahl
auf der Außenseite
der Kurve. Die Scheinwerfer-Steuereinrichtung 104 kann
eine Scheinwerfer-Höheneinstellung
und eine Kurvenlichtsteuerung durchführen, und dabei gleichzeitig die
Distanz D2 und D4 (oder D1 und D3) linear ändern.
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Zusätzlich zu
der Kurvenlichtsteuerung kann das System 100 auch eine
Bremskurven-Beleuchtung durchführen.
Die Bremskurven-Beleuchtung ist ein Leuchtschema, das durch das
System 100 erzeugt wird, wenn das Fahrzeug kurz vor einem
vollständigen
Stopp damit beginnt, eine Kurve nach links oder rechts zu fahren.
Die Steuereinrichtung 104 kann auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem
Lenkradwinkel und dem Blinker bestimmen, dass eine Bremskurven-Beleuchtung
erforderlich ist. Wenn die Scheinwerfer-Steuereinrichtung 104 erfasst,
dass die Schwellwerte der Fahrzeuggeschwindigkeit, des Lenkradwinkels
und des Blinkers erfüllt werden
und sich das Fahrzeug in dem Bremskurvenzustand befindet, kann die
Scheinwerfer-Steuereinrichtung 104 die
Distanzen D1 und D3 (oder die Distanzen D2 und D4) jeweils unterschiedlich
einstellen. Der über
die Innenseite der Wendekurve projizierte Lichtstrahl kann stärker gestreut
werden als der über die
Außenseite
projizierte Lichtstrahl. Wenn das Fahrzeug zum Beispiel eine Rechtskurve
fährt,
kann der aus der rechten Scheinwerferanordnung 124 projizierte
Lichtstrahl stärker
gestreut werden als der aus der linken Scheinwerferanordnung 122 projizierte Lichtstrahl.
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Indem
allgemein die Distanzen D1 und D3 (oder D2 und D4) vergrößert oder
vermindert werden, streut das System 100 den Lichtstrahl
in einer für
den Fahrer deutlichen Weise, wenn verschiedene Beleuchtungsschemata
durch das System 100 auf der Basis der Fahrzeugzustands
vorgesehen werden. Indem die Distanzen D1 und D3 (oder D2 und D4)
linear vergrößert oder
vermindert werden, kann das System alle Distanzen für verschiedene
Fahrzeugzustände
berücksichtigen.
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2 ist
eine Draufsicht auf die Scheinwerferanordnung 122 mit einem
einzelnen Brennpunkt. Alle Angaben in Bezug auf die linke Scheinwerferanordnung 122 in
Verbindung mit 2 gelten auch für die rechte
Scheinwerferanordnung 124 und deren entsprechenden Elemente.
Die Draufsicht von 2 zeigt den Lichtstrahl aus
der Perspektive von oben auf das Fahrzeug, wenn der Lichtstrahl
aus der Anordnung 122 projiziert wird.
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Die
linke Scheinwerferanordnung 122 umfasst allgemein den Reflektor 126,
die Lichtquelle 128, die Linse 130 und ein Gehäuse 150.
Ein einzelner Brennpunkt F ist direkt an der Lichtquelle 128 gezeigt.
Das Vorhandensein des einzelnen Brennpunkts F beruht allgemein auf
dem Aufbau des Reflektors 126. Der Reflektor weist eine
sphärische Form
auf und erzeugt dementsprechend einen Brennpunkt F mit dem Lichtstrahl.
Der Reflektor 126 und die Lichtquelle 128 sind
gemeinsam in dem Gehäuse 150 montiert.
Die Distanz D1 zwischen dem Reflektor 126 und der Lichtquelle 128 kann
durch die Scheinwerfer-Steuereinrichtung 104 in
Reaktion auf kinematische Signale linear vergrößert oder vermindert werden.
Außerdem
kann die Distanz D2 zwischen der Lichtquelle 128 und der
Linse 130 durch die Scheinwerfer-Steuereinrichtung 140 in
Reaktion auf kinematische Signale linear vergrößert oder verkleinert werden.
Die Streuung (oder Fokussierung) wird allgemein durch die Größe des auf
die Linse 130 einfallenden Lichtstrahls (des Einfallslichts)
definiert. Wenn die Breite des Einfallslichts größer ist, ist auch die Streuung
des Lichtstrahls größer. Wenn
die Breite des Einfallslichts kleiner ist, ist auch die Streuung
des Lichtstrahls kleiner, was allgemein einen fokussierteren Lichtstrahl
zur Folge hat. Indem die Distanzen D2 und D4 zwischen der Lichtquelle 128 und
der Linse 130 gesteuert werden, steuert das System 100 die Menge
des Lichts, das in dem Lichtstrahl auf die Linse 130 fällt.
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3 ist
eine Seitenansicht der Scheinwerferanordnung 122 mit dem
einzelnen Brennpunkt von 2. Die Seitenansicht von 3 zeigt
den Lichtstrahl allgemein von der Seite des Fahrzeugs, wenn der
Lichtstrahl aus der Anordnung 122 projiziert wird.
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4 ist
eine Draufsicht auf die Scheinwerferanordnung 122 mit mehreren
Brennpunkten. Alle Angaben in Bezug auf die linke Scheinwerferanordnung 122 mit
Bezug auf 4 gelten auch für die rechte
Scheinwerferanordnung 124 und deren entsprechenden Elemente.
Die Draufsicht von 4 zeigt allgemein den Lichtstrahl
aus der Perspektive von oben auf das Fahrzeug, wenn der Lichtstrahl
aus der Anordnung 122 projiziert wird.
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Ein
erster Brennpunkt F1 ist direkt an der Lichtquelle 128 gezeigt.
Ein zweiter Brennpunkt F2 ist zwischen der Linse 130 und
der Lichtquelle 128 gezeigt. Die Länge des in 4 gezeigten
Gehäuses 150 kann
größer als
die Länge
des in 2–3 gezeigten
Gehäuses 150 sein.
Die Brennpunkte des Lichtstrahls beruhen auf dem Aufbau der Reflektoren.
Zum Beispiel weist der Reflektor 126 eine parabolische
Form auf, sodass die Brennpunkte F1 und F2 durch den Lichtstrahl
erzeugt werden. Ähnliche Eigenschaften
wie in Verbindung 2 in Bezug auf die Streuung
des Lichtstrahls beschrieben, können vorgesehen
werden, wenn die Scheinwerfer-Steuereinrichtung 104 die
Distanzen D1 oder D2 in Reaktion auf die kinematischen Signale vergrößert oder vermindert.
Ein Unterschied zwischen der Scheinwerferanordnung 122 mit
mehreren Brennpunkten und der Scheinwerferanordnung 122 mit
einem einzelnen Brennpunkt besteht jedoch darin, dass die Konfiguration
mit mehreren Brennpunkten einen größeren Streueffekt vorsieht.
Ein größerer Winkel
des Einfallslichts kann an der Linse 130 vorgesehen werden,
wodurch der Streueffekt des Lichtstrahls vergrößert wird.
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5 ist
eine Seitenansicht der Scheinwerferanordnung 122 mit mehreren
Brennpunkten von 4. Die Seitenansicht von 5 zeigt
den Lichtstrahl allgemein von der Seite des Fahrzeugs, wenn der
Lichtstrahl aus der Anordnung 122 projiziert wird.
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6 ist
eine Draufsicht auf eine Scheinwerferanordnung 122 mit
mehreren Brennpunkten. Alle Angaben in Bezug auf die linke Scheinwerferanordnung
von 6 gelten auch für die rechte Scheinwerferanordnung 124 und
deren entsprechende Elemente. Die Draufsicht von 4 zeigt
den Lichtstrahl allgemein aus der Perspektive von oben auf das Fahrzeug,
wenn der Lichtstrahl aus der Scheinwerferanordnung projiziert wird.
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Die
Scheinwerferanordnung 122 umfasst den Reflektor 126,
die Lichtquelle 128, die Linse 130 und ein Paar
von Reflektoren 152. In einer anderen Implementierung kann
ein Reflektor auch auf der der Innenseite des Fahrzeugs zugewandten
Seite des Gehäuses 150 positioniert
sein. Das Paar von Reflektoren 152 ist mit der Linse 130 gekoppelt.
Der erste Brennpunkt F1 ist direkt an der Lichtquelle 128 gezeigt.
Der zweite Brennpunkt F2 ist zwischen der Lichtquelle 128 und
der Linse 130 gezeigt. Die Länge des Gehäuses 150 kann größer als
die in 2 gezeigte Länge
des Gehäuses 150 sein.
Die Brennpunkte des Lichtstrahls beruhen auf dem Aufbau der Reflektoren. Ähnliche
Eigenschaften wie in Verbindung mit 2–5 in
Bezug auf die Streuung des Lichtstrahls beschrieben können vorgesehen
werden, wenn die Scheinwerfer-Steuereinrichtung 104 die
Distanzen D1 oder D2 in Reaktion auf die kinematischen Signale vergrößert oder
verkleinert.
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Durch
das zusätzlich
vorgesehene Paar von Reflektoren 152 an der Linse 150 wird
der Einfallswinkel des Lichtstrahls auf die Linse 130 über der
Anordnung 122 wie in Verbindung mit 4–5 beschrieben
vergrößert. Indem
ein Lichtstrahl vorgesehen wird, der eine ausreichende Breite aufweist,
sodass Teile des Lichtstrahls durch das Paar von Reflektoren 152 reflektiert
werden, kann eine zusätzliche
Reflexion vorgesehen werden, die zu einer Vergrößerung des Winkels des Einfallslichts
auf die Linse 130 führen
kann, wodurch der Streueffekt des Lichtstrahls vergrößert wird.
Indem die Distanz D2 zwischen der Lichtquelle 128 und der
Linse 130 geändert
wird, kann das System 100 die Lichtmenge, die von den Reflektoren 152 reflektiert
wird, und die Positionierung der Linse 130 in Bezug auf
den Winkel des Einfallslichts steuern. Die rechte Scheinwerferanordnung 124 kann
ebenfalls ein Paar von Reflektoren 152 umfassen, die mit
der Linse 136 gekoppelt sind, um den Streueffekt des Lichtstrahls
zu vergrößern.
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Es
wurden Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben und gezeigt, wobei die Erfindung nicht
auf die beschriebenen und gezeigten Ausführungsformen beschränkt ist.
Die Beschreibung ist einschränkend
aufzufassen, wobei zu verstehen ist, dass verschiedene Änderungen
vorgenommen werden können,
ohne dass deshalb der Erfindungsumfang verlassen wird.