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Die
Erfindung liegt auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugbeleuchtungssysteme.
Derartige Systeme sind in Form von KfZ-Scheinwerfern und entsprechenden Steuerungen
seit langem bekannt und werden auf unterschiedlichste Weise realisiert.
Zweck derartiger Beleuchtungssysteme ist einerseits eine gute Sichtbarkeit
beziehungsweise Erkennbarkeit des Fahrzeugs, andererseits eine ausreichende
und komfortable Beleuchtung des Fahrwegs, der für den Fahrer auch
unter schwierigen Bedingungen gut erkennbar sein soll.
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Dabei
werden je nach Fahruntergründen, Feuchtigkeit und Umgebungsbedingungen
unterschiedliche Anforderungen gestellt. Einerseits soll durch die
Beleuchtung der übrige, insbesondere der entgegenkommende,
Verkehr nicht geblendet werden, andererseits soll der Fahrweg auch
in ausreichender Entfernung von dem Fahrzeug selbst noch gut beleuchtet
werden, was insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten
eine größere Leuchtweite erfordert.
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Zudem
können durch Wettereinflüsse wie Nebel oder Regen
sowie durch ungünstige Beleuchtungsverhältnisse
wie in unregelmäßig beleuchteten Stadtbezirken
besondere Probleme auftreten.
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Eine
besondere Herausforderung liegt darin, eine Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung
in vielfältiger Weise betreiben zu können, um
eine Anpassung an unterschiedliche Situationen zu ermöglichen.
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Aus
dem Stand der Technik sind bereits vielfältige Ansätze
bekannt, um Scheinwerfer beziehungsweise Beleuchtungseinrichtungen
an individuelle Erfordernisse anpassbar zu machen.
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Aus
der
US 2003/0223220 ist
beispielsweise bekannt, zur Steuerung der Raumwinkelverteilung der
Lichtintensität eines Scheinwerfers eine Glühbirne
in einem Reflektor zu verschieben. Durch diese Maßnahme
wird das reflektierte Licht in Abhängigkeit von der Position
der Glühbirne in unterschiedliche Richtungen gelenkt.
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Aus
der
US Patentschrift 3671733 sind
für ein Kraftfahrzeug elektromotorisch schwenkbare Scheinwerfer
bekannt sowie Glühbirnen, die mehrere Glühfäden
aufweisen und in der Helligkeit dimmbar sind. Durch die Schwenkbarkeit
und den Betrieb verschiedener Glühfäden lässt
sich die Raumwinkelverteilung der Lichtstrahlung gezielt verändern.
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Aus
der
DE OS 100 07 984 ist
eine Leuchtvorrichtung für ein Fahrzeug bekannt, wobei
die Fahrtrichtung erfasst wird und verschiedene Lampen je nach Art
der gewünschten Ausleuchtung gezielt zusammengeschaltet
werden. Auch die Fahrzeuggeschwindigkeit wird bei der Steuerung
der Lampen berücksichtigt.
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Aus
der
DE 100 19 225
A1 ist ebenfalls eine Kombination verschiedener Leuchten/Scheinwerfer bekannt,
die je nach gewünschter Verteilung der Lichtintensität
zusammenschaltbar sind und die Blenden zur Abgrenzung eines Dunkelbereichs
aufweisen.
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Aus
der
DE 199 38 179
A1 ist ein Scheinwerfer mit einem Reflektor bekannt, bei
dem eine Lichtblende gezielt zur Steuerung der Abstrahlcharakteristik
verstellbar ist.
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Aus
der
DE 196 39 494
A1 ist ein schwenkbarer Reflektor bekannt, der für
einen Fahrzeugscheinwerfer verwendet wird und der verschiedene Reflektionszonen
mit unterschiedlichen Geometrien aufweist, die je nach der gewünschten
Abstrahlcharakteristik elektromotorisch in einen Aktivitätsbereich schwenkbar
sind.
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Vor
dem Hintergrund des Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung
die Aufgabe zugrunde, eine Beleuchtungseinrichtung für
ein Kraftfahrzeug zu schaffen, bei der mit einer möglichst
geringen Anzahl von Modulen mit möglichst geringem Aufwand
möglichst viele verschiedene sinnvolle Strahlcharakteristiken
verwirklicht werden können.
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Die
Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Die
zwei Module mit unterschiedlichen Raumwinkelverteilungen können
einzeln oder gemeinsam mit oder ohne das weitere Modul betrieben werden,
wodurch bereits eine Vielzahl unterschiedlicher Raumwinkelverteilungen
erzielbar ist. Zudem kann das weitere Modul durch seine Schwenkbarkeit in
verschiedenen Winkelstellungen eingesetzt werden, die unterschiedlichen Anforderungen
in verschiedenen Verkehrssituationen angepasst werden können.
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Die
Schwenkbarkeit des weiteren Moduls kann einerseits dazu verwendet
werden, eine Leuchtweitenregulierung vorzusehen, die auf die vorliegende
Gewichtsverteilung des Fahrzeugs, die mittels Sensoren an den Achsen
erfassbar ist, reagiert, so dass entweder eine neutrale Position
in vertikaler Richtung oder eine gezielt hiervon vertikal nach unten
unterhalb der Horizontalen oder nach oben oberhalb der Horizontalen
abweichende Position eingestellt werden kann.
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Durch
das schwenkbare Modul kann andererseits auch beispielsweise auf
die Fahrgeschwindigkeit reagiert werden, so dass bei höherer
Fahrgeschwindigkeit eine höhere Winkelposition eingestellt wird
als bei geringerer Fahrgeschwindigkeit.
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Bei
Autobahnfahrt kann beispielsweise sogar eine Winkelposition oberhalb
der neutralen Horizontalstellung eingestellt werden.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens
zwei Module mit unterschiedlicher Raumwinkelverteilung der Leuchtintensität
gleichzeitig betreibbar und gemeinsam schwenkbar sind.
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Mit
dieser Ausgestaltung können die beiden schwenkbaren Module
einander in der Raumwinkelverteilung ergänzen und zusätzlich
gemeinsam schwenkbar sein. Zudem kann beispielsweise beim Abblendlicht
eines der Module einen Asymmetrieanteil aufweisen und beide Module
können gemeinsam zur Anpassung an die Fahrgeschwindigkeit
oder andere Umgebungsbedingungen vertikal schwenkbar sein.
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Es
ist auch denkbar, dass eines oder mehrere der Module zusätzlich
oder alternativ zu der Schwenkbarkeit in vertikaler Richtung horizontal schwenkbar
sind.
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Hierdurch
lässt sich beispielsweise ein effektives Kurvenlicht realisieren,
so dass bei einer eingeschlagenen Kurve oder einer beabsichtigten
Kurvenfahrt der Fahrweg effektiv beleuchtbar ist. Dazu kann das
Schwenken des/der Modul(e) unter Berücksichtigung des Lenkradeinschlags
und/oder unter Berücksichtigung eines prognostizierten
Fahrweges aufgrund von Daten eines Navigationssystems gesteuert
werden.
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Es
kann auch vorteilhaft vorgesehen sein, dass wenigstens eines der
Module eine in horizontaler Richtung in Bezug auf die Fahrtrichtung
asymmetrische Intensitätsverteilung aufweist.
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Es
kann dann insbesondere das Modul mit asymmetrischer Intensitätsverteilung,
das die Funktion einer Fahrwegrandbeleuchtung haben kann, in horizontaler
und/oder vertikaler Richtung vorteilhaft schwenkbar sein und zwar
individuell oder auch gemeinsam mit einem oder mehreren anderen
Modulen.
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Dabei
können sowohl die schwenkbaren als auch die feststehenden
Module jeweils unterschiedliche Raumwinkelverteilungen der Leuchtintensität aufweisen,
um einander sinnvoll zu ergänzen. Gruppen von Modulen,
die gemeinsam schwenkbar sind und die insbesondere mehrere Module
mit unterschiedlichen Raumwinkelverteilungen der Leuchtintensität
aufweisen, können sinnvollerweise an einer schwenkbaren
gemeinsamen Halteeinrichtung befestigt sein. Diese kann beispielsweise
in einem Befestigungsrahmen bestehen, der durch eine Stelleinrichtung
schwenkbar ist. Die Halteeinrichtung kann auch besondere Einrichtungen
zur Abfuhr von Verlustwärme der Module aufweisen.
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Üblicherweise
kann eine derartige Halteeinrichtung durch einen Elektromotor, insbesondere
einen Schrittmotor ansteuerbar sein.
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Besonders
vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass das Modul mit asymmetrischer
Intensitätsverteilung in der neutralen Stellung bezüglich
des Schwerpunktes seiner Leuchtintensitätsverteilung eine
Winkelabweichung von weniger als 10 Grad in horizontaler Richtung
von der Geradeausrichtung aufweist.
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In
diesem Fall leuchtet das Modul mit asymmetrischer Intensitätsverteilung
typischerweise eine Richtung aus, die noch in Vorwärtsblickrichtung
des Fahrers beziehungsweise in Fahrtrichtung im Bereich des Fahrweges
liegt, so dass der Randbereich des Fahrweges beziehungsweise dort
befindliche Gegenstände oder Personen besonders gut beleuchtet
werden, ohne dass andere Verkehrsteilnehmer zu sehr geblendet werden.
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Es
kann außerdem vorteilhaft vorgesehen sein, dass wenigstens
ein ein- und ausschaltbares Modul vorgesehen ist, das nicht horizontal
schwenkbar ist und dessen Schwerpunkt der Leuchtintensitätsverteilung
um einen festen Winkel, der größer ist als 20
Grad, von der Geradeausrichtung in horizontaler Richtung abweicht.
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Ein
solches um wenigstens 20° in der horizontalen Richtung
von der Geradeausrichtung abweichendes Modul kann beispielsweise
als Abbiegemodul verwendet werden, das im Falle einer Abbiegeabsicht
des Fahrers zur Beleuchtung eines abzweigenden Fahrweges eingeschaltet wird.
Zu diesem Zweck kann eine Abbiegeabsicht beispielsweise anhand der
Blinkerbetätigung oder auf ähnliche Art erfasst
und das entsprechende Modul eingeschaltet werden. Die Einschaltung
des Moduls kann beispielsweise über eine Rampe mit steigender
Intensität erfolgen, um eine Irritation des Fahrers oder
anderer Verkehrsteilnehmer zu verhindern. Nach Änderung
der Fahrtrichtung kann das Modul (Abbiegemodul) automatisch abrupt
oder allmählich wieder ausgeschaltet werden.
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Es
kann auch vorteilhaft vorgesehen sein, dass wenigstens eines der
Module wenigstens 2 verschiedene Leuchtquellen aufweist, die voneinander beabstandet
sind und die jeweils gesondert bei ihrem Betrieb eine unterschiedliche
Raumwinkelverteilung der Lichtintensität erzeugen.
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Auf
diese Weise lassen sich mit einem einzigen Modul verschiedene Raumwinkelverteilungen der
Lichtintensität erreichen, indem die zur Verfügung
stehenden Leuchtquellen alternativ oder gemeinsam betrieben werden.
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Als
Leuchtquellen können einerseits Glühbirnen mit
gesondert ansteuerbaren Glühfäden oder Kombinationen
aus verschiedenen Glühbirnen oder aber Module mit gesondert
ansteuerbaren Leuchtdioden oder Leuchtdioden-Arrays betrieben werden.
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Bei
Glühbirnen mit verschiedenen Glühfäden entstehen
unterschiedliche Raumwinkelverteilungen der Abstrahlung durch unterschiedliche
Positionen in Bezug auf einen Reflektor. Bei Modulen mit Leuchtdioden
kann vor den abstrahlenden Elementen eine gemeinsame Linse vorgesehen
sein, die je nach der Position der abstrahlenden Elemente Licht
nach verschiedenen Charakteristiken beziehungsweise in verschiedene
Richtungen abstrahlt.
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Dabei
können die einzelnen Leuchtquellen in vertikaler Richtung
gegeneinander verschoben sein, um entsprechend in vertikaler Richtung
verschiedene Intensitätsverteilungen des abgestrahlten
Lichts zu. erreichen.
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Es
kann als vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein,
dass das wenigstens zwei Leuchtquellen aufweisende Modul mit einer Steuerung
verbunden ist, die erfasste Fahrparameter des Fahrzeugs, insbesondere
die Fahrgeschwindigkeit und/oder den Lenkeinschlag verarbeitet.
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Somit
kann insbesondere bei höherer Fahrgeschwindigkeit eine
besondere Beleuchtungscharakteristik eingestellt werden. Wird beispielsweise
erfasst, dass die Geschwindigkeit durchweg oberhalb der für
Landstraßen erlaubten Geschwindigkeit liegt, so kann geschlossen
werden, dass das Fahrzeug sich auf einer Autobahn bewegt und die
Beleuchtungscharakteristik kann derart eingestellt werden, dass
der Lichtstrahl in Fahrtrichtung etwas angehoben wird. Zudem kann
der Lenkeinschlag erfasst und verarbeitet werden, wobei beispielsweise
aus geringen Lenkeinschlägen ebenfalls geschlossen werden kann,
dass das Fahrzeug sich auf einer Autobahn und nicht auf einer Landstraße
befindet.
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Vorteilhaft
kann auch vorgesehen sein, dass wenigstens ein schwenkbares Modul
mit einem Schwenkantrieb verbunden ist, der seinerseits mit einer
einen Fahrparameter verarbeitenden Steuerung verbunden ist.
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Damit
kann auch der Schwenkantrieb in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit
oder einem Lenkeinschlag gesteuert werden.
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Dies
ist beispielsweise zur Realisierung des Kurvenlichts sinnvoll.
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Es
wird in erster Linie in horizontaler Richtung geschwenkt, es sind
jedoch auch Steueralternativen mit einer Schwenkung in vertikaler
Richtung oder kombiniert vertikal und horizontal denkbar.
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Grundsätzlich
kann die Erfindung auch realisiert werden durch eine Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung
mit einem Scheinwerfer mit mehreren gesonderten, getrennt einzeln
oder in Gruppen ein- und ausschaltbaren Modulen, von denen wenigstens
ein, nicht horizontal schwenkbares Modul einen Schwerpunkt der Raumwinkelverteilung
der Leuchtintensität aufweist, der wenigstens 20 Grad von
der Geradeausrichtung in horizontaler Richtung abweicht.
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Hierdurch
lässt sich in Verbindung mit einer entsprechenden Ansteuerung
für die Module in jedem Fall ein Abbiegelicht realisieren.
Das entsprechende Modul muss dazu nicht schwenkbar sein, sondern
kann typischerweise um wenigstens 20° von der Geradeausrichtung
in seiner Hauptabstrahlrichtung abweichen und optional zuschaltbar
sein, wenn eine Abbiegeabsicht erfasst und verarbeitet wird. Dies
kann durch eine Steuerung bewerkstelligt werden, die beispielsweise
die Betätigung des Blinkers oder eine Blickrichtung des
Fahrers erfasst.
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Das
Abbiegelicht kann auch in Verbindung mit anderen Modulen zur Realisierung
einer möglichst breiten Raumwinkelverteilung der Beleuchtung eingesetzt
werden, vorteilhaft beim sogenannten Schlechtwetterlicht und/oder
beim Stadtlicht, wenn entweder widrige Verhältnisse eine
möglichst gute Beleuchtung des Fahrbahnrandes erfordern
oder die Wahrscheinlichkeit von am Fahrwegrand auftauchenden Hindernissen
erhöht und somit dort eine besondere Beleuchtung vorteilhaft
ist.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass
der Scheinwerfer insgesamt oder ein schwenkbares Modul oder eine
Gruppe von gemeinsam schwenkbaren Modulen ausgehend von einer horizontal
eingestellten Neutralstellung in wenigstens 2, insbesondere 3 festen
Winkelschritten vertikal schwenkbar sind.
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Die
vertikale Einstellung des Scheinwerfers kann zudem und unabhängig
von den vertikalen Schwenkmöglichkeiten zuvor aufgrund
von Daten von Gewichtssensoren an den Fahrzeugachsen auf eine Neutralstellung
positioniert werden.
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Somit
lassen sich durch das schwenkbare Modul mehrere sinnvolle vertikale
Leuchtintensitätsverteilungen realisieren, entweder zur
Beleuchtung des fahrzeugnahen Vorfeldbereichs oder eines weiter
entfernten Bereichs, beispielsweise im Fall höherer Geschwindigkeit
oder bei Autobahnfahrt. Auch Zwischenlösungen für
bestimmte Umweltbedingungen sind damit realisierbar. Bei Autobahnfahrt,
wenn vom Vorhandensein eines Fahrbahnteilers ausgegangen werden
kann, kann eine besonders stark nach oben gerichtete Beleuchtungsrichtung
realisiert werden. Dabei muss lediglich darauf geachtet werden,
dass der vorausfahrende Verkehr auf der eigenen Fahrspur oder der
benachbarten Fahrspur nicht geblendet wird.
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Die
Erfindung bezieht sich außer auf eine Beleuchtungseinrichtung
wie oben beschrieben auch auf einen Scheinwerfer, mit dem eine derartige
Beleuchtungseinrichtung realisiert werden kann und der beispielsweise
teilweise oder ausschließlich mit Leuchtdioden betrieben
wird.
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Zudem
bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Betrieb eines Scheinwerfers
oder einer Beleuchtungseinrichtung wie oben beschrieben, wobei insbesondere
die schwenkbaren Module gemeinsam mit einem nicht schwenkbaren Modul
betrieben werden.
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Zudem
kann bei dem Verfahren vorteilhaft vorgesehen sein, dass zusätzlich
wenigstens ein nicht horizontal schwenkbares Modul (Abbiegemodul)
betrieben wird, das einen Schwerpunkt der Raumwinkelverteilung der
Leuchtintensität aufweist, der wenigstens 20 Grad von der
Geradeausrichtung in horizontaler Richtung abweicht und dass insbesondere
zusätzlich ein Fernlichtmodul betrieben wird.
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Außerdem
kann das Verfahren dadurch ausgestaltet werden, dass die Intensität
des Abbiegemoduls auf verschiedenen Niveaus einstellbar ist.
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Hierdurch
ist ein weiterer Parameter in der Ansteuerung einzelner Module veränderbar,
so dass noch mehr Varianten realisierbar sind beziehungsweise die
wählbaren Varianten weiter optimiert werden können.
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Insbesondere
kann nicht nur das Abbiegemodul sondern auch ein anderes Modul in
seiner Intensität in verschiedenen Schritten einstellbar
sein.
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Zusätzlich
zu den erwähnten Modulen weist der Scheinwerfer der erfindungsgemäßen
Beleuchtungseinrichtung vorteilhaft noch wenigstens ein Positionslicht
auf, das beispielsweise durch eine Reihe einzelner Leuchtdioden
realisiert werden kann und zusätzlich als Tagfahrlicht
dienen kann.
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Der
Scheinwerfer weist zudem wenigstens eine Leuchtdiode auf, die als
Blinklicht dient, um eine Abbiegeabsicht anzuzeigen. Das Blinklicht
und das Positionslicht können vorteilhaft im äußeren
Bereich der Scheinwerferkontur angeordnet sein.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrieben.
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Dabei
zeigt
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1 ein
Intensitätsverteilungsdiagramm eines ersten Vorfeldmoduls;
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2 ein
Intensitätsverteilungsdiagramm eines Asymmetriemoduls;
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3 ein
Intensitätsverteilungsdiagramm eines HD-Moduls;
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4 ein
Intensitätsverteilungsdiagramm eines weiteren Vorfeldmoduls;
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5 ein
Intensitätsverteilungsdiagramm eines Fernlichtbifunktionsmoduls
bei Betrieb eines ersten Leuchtelements;
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6 ein
Intensitätsverteilungsdiagramm eines Fernlichtbifunktionsmoduls
bei Betrieb eines zweiten Leuchtelements;
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7 ein
Intensitätsverteilungsdiagramm eines zweiten Fernlichtmoduls;
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8 ein
Intensitätsverteilungsdiagramm eines Abbiegelichtmoduls;
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9 eine
Frontansicht eines KFZ-Scheinwerfers;
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10 ein
Beleuchtungskonturbild in einer bestimmten Beleuchtungssituation;
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11 schematisch
die Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Beleuchtungseinrichtung;
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12 den
Aufbau eines Fernlichtbifunktionsmoduls.
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In
der 1 ist das Intensitätsverteilungsdiagramm
eines ersten Vorfeldmoduls 1 (vergleiche 9)
dargestellt. In der Figur ist auf der horizontalen Achse ein Horizontalwinkel
dargestellt, wobei die Nulllinie die Geradeausrichtung darstellt.
Auf der vertikalen Achse ist ebenfalls eine Winkelskala dargestellt,
wobei dort die Nulllinie die Horizontallinie beziehungsweise die
Verlängerung der Fahrzeugachse (bei Berg- oder Talfahrt)
bezeichnet. Die einzelnen Niveaulinien 10, 11, 12 umschließen
Winkelbereiche, in die eine bestimmte Mindestlichtdichte abgestrahlt wird
und stellen selbst Linien konstanter Intensität dar. Nach
innen wächst die Intensität, so dass die Linie 11 ein
Gebiet höherer Intensität umschließt
als die Linie 12 und die Linie 10 zum Zentrum
hin das Gebiet höchster Intensität einschließt.
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In
einer farbigen Darstellung würden typischerweise die inneren
Gebiete mit höherer Intensität rot dargestellt,
die Gebiete mittlerer Intensität in gelb und die Gebiete
geringster Intensität in grün/blau.
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Die
meisten verwendeten Beleuchtungsmodule weisen eine Intensitätsverteilung
auf, die im wesentlichen unterhalb der horizontalen Nulllinie liegt, was
damit zusammenhängt, dass im Straßenverkehr der
Fahrweg schräg nach unten zu beleuchten und eine Blendung
der übrigen Straßenverkehrsteilnehmer möglichst
zu vermeiden ist. Dennoch ergeben sich Fälle, in denen
auch oberhalb der horizontalen Achse Intensität abgestrahlt
wird, beispielsweise beim Fernlicht oder Autobahnlicht, bei dem
teilweise Leitplanken den Gegenverkehr vor Blendung schützen
und die übrigen Verkehrsteilnehmer relativ weit entfernt
sind und in Fällen, in denen Straßenverkehrsschilder
beziehungsweise Gegenstände oder Personen am Rand des Fahrwegs
zu beleuchten sind, wie beispielsweise bei dem Asymmetriemodul 2 und
dem Abbiegelicht 7.
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In
der 2 ist das Intensitätsverteilungsdiagramm
eines Asymmetriemoduls 2 (vergleiche 9)
dargestellt, dessen Intensität ausgehend vom Zentrum im
wesentlichen nach rechts und oben erweitert ist. Damit soll ein
Beleuchtungsanteil bereitgestellt werden, den den Fahrbahnrand sowie
weiter entfernt liegende Bereiche der Fahrbahn beleuchtet und zwar
bei Rechtsverkehr auf der rechten Seite. Zur Verwendung im Linksverkehr
wäre ein Asymmetriemodul notwendig, dessen Intensitätsverteilung
an der vertikalen Nulllinie gespiegelt wäre.
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In
der 3 ist das Intensitätsverteilungsprogramm
eines HD-Moduls 3 dargestellt, das eine hohe Konzentration
der Lichtverteilung auf einen flachen horizontalen Bereich knapp
unterhalb der Nulllinie realisiert.
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Die 4 zeigt
ein Intensitätsverteilungsdiagramm eines weiteren Vorfeldmoduls
mit einer absichtlich relativ weit verteilten Lichtintensität.
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In
der 5 ist ein Intensitätsverteilungsdiagramm
eines ersten Beleuchtungselementes 12 eines Fernlichtbifunktionsmoduls 5 dargestellt,
wobei die Intensitätsverteilung leicht unterhalb der horizontalen
Nulllinie liegt. In der 12 ist
dargestellt, wie diese Intensitätsverteilung durch Betrieb
des entsprechenden Beleuchtungselementes 12 hinter einer Fokussierungsoptik 13 entsteht,
wobei eine hiervon differierende Beleuchtungsverteilung durch Betrieb des
zweiten Beleuchtungselementes 14 hinter derselben Fokussierungsoptik 13 zu
realisieren ist.
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Die
Intensitätsverteilung bei Betrieb des zweiten Beleuchtungselementes 14 ist
in der 6 dargestellt. Die Verteilung liegt dort mehr
oder weniger symmetrisch um die horizontale Nulllinie verteilt, so
dass auch Anteile leicht nach oben abgestrahlt werden.
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Die
beiden Beleuchtungselemente 12, 14 können
alternativ oder auch gemeinsam betrieben werden. Bei der Konzeption
der thermischen Auslegung ist dann entsprechend für die
benötigte Wärmeabfuhrkapazität Sorge
zu tragen.
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In
der 7 ist das Intensitätsverteilungsdiagramm
eines Fernlichtmoduls 6 (vergleiche 9) dargestellt,
wobei die Intensität im wesentlichen oberhalb der horizontalen
Nulllinie abgestrahlt wird, so dass eine hohe Reichweite erzielt
wird, wie sie beispielsweise bei Autobahnfahrt benötigt
wird, wenn eine Blendung des entgegenkommenden Verkehrs durch eine
Mittelleitplanke verhindert ist und andere Verkehrsteilnehmer relativ
weit entfernt sind.
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In
der 8 ist die Intensitätsverteilung eines
Abbiegelichts dargestellt, wobei dort die Abstrahlung im wesentlichen
in horizontaler Richtung asymmetrisch zu einer Seite stattfindet.
Damit soll im Falle des Abbiegens der abknickende Fahrweg für
den Fahrer beleuchtet werden. Zu diesem Zweck ist auf der linken
Seite des Fahrzeugs beim linken Frontscheinwerfer üblicherweise
ein nach links gerichtetes Abbiegemodul vorgesehen, während
am rechten Frontscheinwerfer ein nach rechts weisendes Abbiegemodul
mit entsprechend an der Mittelachse gespiegelter Intensitätsverteilung
vorgesehen ist.
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Das
Abbiegemodul wird jeweils nur kurzzeitig vor und während
des Abbiegevorgangs betrieben, wobei es beispielsweise durch Betätigung
eines Blinkers getriggert werden und, um eine Irritation zu vermeiden,
bezüglich der Intensität über eine Rampe
allmählich eingeschaltet werden kann. Es ist auch möglich,
das Abbiegelicht auf andere Weise zu triggern, beispielsweise durch
Erfassen der Blickrichtung des Fahrers. Hierzu sind entsprechende
Sensoren bekannt, die das Gesicht beziehungsweise die Augen des
Fahrers erfassen.
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In
der 9 ist die Frontansicht eines in Fahrtrichtung
rechten Fahrzeugfrontscheinwerfers gezeigt, mit einem Vorfeldmodul 1,
einem Asymmetriemodul 2, einem HD-Modul 3, einem
weiteren Vorfeldmodul 4, einem Bifunktionsfernlichtmodul 5,
einem weiteren Fernlichtmodul 6 und einem Abbiegelicht 7.
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Ferner
ist ein Positionslicht 8 vorgesehen, das aus einer Reihe
von Einzelleuchten, gebildet beispielsweise durch Leuchtdioden,
besteht sowie ein Blinker 9, der ebenfalls aus einer Anzahl
verteilter Leuchtdioden besteht.
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Die
einzelnen Module bestehen typischerweise aus einem oder mehreren
Leuchtelementen in Form von Leuchtdioden, wie sie beispielsweise
unter dem Markennamen Osram Ostar von der Firma Osram erhältlich
sind. Der Lichtstrom beträgt beispielsweise in der Größenordnung
zwischen 480 und 800 Lumen, die Lichtstärke zwischen 55
und 120 Lux und die Leistung zwischen 52 und 91 Watt.
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Auf
der Rückseite des Scheinwerfers ist für die Abfuhr
der entsprechenden Verlustwärme zu sorgen.
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Der
Vorteil der Leuchtdioden gegenüber üblichen Glühfadenlampen
besteht im wesentlichen in einer stärkeren Gerichtetheit
der Abstrahlung, Unempfindlichkeit gegenüber äußeren
Einflüssen und einer verlängerten Lebensdauer.
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Den
einzelnen Leuchtelementen sind dabei typischerweise noch optische
Abbildungselemente in Form von Linsen aus transparenten Materialien nachgeschaltet,
wobei die Leuchtdioden auch unmittelbar an den Linsenkörper
angeschlossen, beziehungsweise wenn die thermischen Gegebenheiten dies
erlauben, in den Linsenkörper wenigstens teilweise eingegossen
werden können.
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Die
verschiedenen zur Verfügung stehenden Abstrahlcharakteristiken,
wie sie weiter oben durch Beschreibung der Raumwinkelintensitätsverteilungen
dargestellt worden sind, lassen grundsätzlich für unterschiedliche
Zwecke verschiedene Leuchtverteilungen eines einzelnen Moduls zu,
die durch Ansteuerung des Moduls mittels einer Steuereinheit leicht realisiert
werden können.
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Insbesondere
ist aber auch das unterschiedliche Zusammenschalten verschiedener
Module zu bestimmten Summenintensitätsverteilungen sehr
effizient und lässt die Realisierung vieler verschiedener Verteilungen
mit relativ wenigen Modulen zu.
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Zudem
können einzelne Module schwenkbar ausgeführt sein,
wie beispielsweise im Ausführungsbeispiel die Module 1, 2, 3,
die auf einem gemeinsamen Halterahmen 15 montiert werden
können, der in horizontaler und vertikaler Richtung mittels
eines Schwenkantriebs gezielt einstellbar ist.
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Dadurch
sind die Module 1, 2, 3 in Öffnungen eines
Gesamtreflektors, der als einstückiger Körper für
sämtliche Module vorgesehen sein kann, schwenkbar.
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Durch
ein horizontales Schwenken nach rechts oder links kann beispielsweise
ein Kurvenlicht realisiert sein, wobei das Schwenken unmittelbar durch
eine Steuerung 16 (vergleiche 11) realisiert
sein kann, die mit Sensoren 17, 18 für
den Lenkereinschlag beziehungsweise die Fahrgeschwindigkeit verbunden
ist. Damit kann auf die Enge einer durchfahrenen Kurve beziehungsweise
die Fahrgeschwindigkeit reagiert werden. Beispielsweise deutet eine
hohe Fahrgeschwindigkeit auf Autobahnfahrt hin, so dass ein starkes
Schwenken der Module 1, 2, 3 höchstwahrscheinlich
nicht sinnvoll ist.
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Die
Erfassung der Fahrgeschwindigkeit kann aber auch bei der Einstellung
anderer Beleuchtungsregimes berücksichtigt werden.
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Zudem
kann das Kurvenlicht auch durch ein GSM-Modul 19 gesteuert
werden, das über eine Antenne 20 Satelliten anpeilt
und damit die Position des Fahrzeugs auf einer bekannten, eingespeicherten Straßenkarte
bestimmen kann.
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Aufgrund
der bekannten Position sind in Fahrtrichtung liegende Kurven vorhersagbar
und das Kurvenlicht kann entsprechend im vorhinein angesteuert werden.
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Die
Steuereinrichtung 16 ist mittels einer Steuerleitung 21 mit
dem Scheinwerfer verbunden, der symbolisch mit 22 bezeichnet
ist und in dem die Module vorgesehen sind, wie sie detaillierter
aus 9 hervorgehen.
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Der
Halterahmen 15 kann auch in vertikaler Richtung schwenkbar
sein, beispielsweise um eine Leuchtweitenregulierung zu realisieren.
Zu diesem Zweck ist einerseits in der Steuereinrichtung 16 eine Niveauregulierungseinheit
vorgesehen, die aufgrund von Sensordaten eines Belastungssensors 23,
der die Achsgewichtsbelastung misst, zunächst den Scheinwerfer
abhängig von der Beladung des Kraftfahrzeugs in eine horizontale
Richtung bringen kann.
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Ausgehend
von der horizontalen oder neutralen Stellung des Scheinwerfers in
vertikaler Richtung gesehen kann dann je nach dem gewünschten Beleuchtungsregime
eine Ausrichtung der schwenkbaren Module 1, 2, 3 in
mehreren Schritten über- oder unterhalb der Horizontalen
erfolgen. Damit können, wie in 10 dargestellt,
verschiedene Beleuchtungsverteilungen realisiert werden. In der 10 zeigt
sich beispielsweise in Fahrtrichtung 24 des schematisch
dargestellten Fahrzeugs ein beleuchteter Bereich, der insbesondere
im Bereich des Pfeils 25 durch das Asymmetriemodul besonders ausgeweitet
ist, wobei jedoch auch eine Keule in Richtung des Pfeils 26 die
Gegenfahrbahn ausleuchtet. Dort ist die Beleuchtungsintensität
jedoch eher unterhalb der Horizontalen gerichtet und daher bezüglich
der Reichweite nicht so weit. Auch rechts neben dem Fahrbahnrand,
angedeutet durch den Pfeil 27, findet eine ausreichende
Beleuchtung statt.
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Um
die Ansteuerung des Scheinwerfers zu erleichtern, standardisierte
Beleuchtungsmodi einzuführen und auch die Einhaltung bestimmter
Beleuchtungsregeln beziehungsweise Vorschriften sicherzustellen,
werden dem Fahrer bestimmte Grundmodi bei der Kombination des Betriebes
der verschiedenen Beleuchtungsmodule zur Verfügung gestellt.
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Es
sind dies beispielsweise die folgenden:
- 1.
Abblendlicht: hierbei werden die Module 1, 2, 3 und 4 betrieben,
wobei die Leuchtweitenregulierung (= vertikale Schwenkung) um 0,57° unterhalb
der Neutralstellung eingestellt ist.
- 2. Schlechtwetterlicht: hierbei werden die Module 1, 2, 3, 4 betrieben,
dabei die Intensität der Module 1 und 4 jeweils
auf die Hälfte abgesenkt. Zusätzlich wird das
Fernlichtbifunktionsmodul betrieben und zwar mit dem ersten Leuchtelement 12, das
eine Intensitätsverteilung unterhalb der Horizontalen erzeugt.
Zudem
wird das Abbiegemodul 7 betrieben. Die schwenkbaren Module
sind auf –0,23° unterhalb der Neutralstellung
eingestellt.
- 3. Stadtlicht: die Module 1, 2, 3, 4 werden
betrieben sowie das Abbiegelichtmodul 7 mit einer auf 70%
reduzierten Intensität. Die vertikale Ausrichtung der schwenkbaren
Module ist um –0,57° unterhalb der Neutralstellung
eingestellt.
- 4. Autobahnlicht: Die Module 1, 2, 3, 4 werden
betrieben, wobei die schwenkbaren Module auf –0,23° unterhalb
der Horizontalen beziehungsweise Neutralstellung eingestellt sind.
Zudem wird das Fernlichtbifunktionsmodul mit dem ersten Leuchtelement 12 betrieben.
- 5. Kurvenlicht: die Module 1, 2, 3 und 4 werden betrieben,
wobei die Module 1, 2 und 3 in Abhängigkeit
vom Lenkeinschlag geschwenkt werden.
- 6. Abbiegelicht: Das Abbiegemodul 7 wird vorübergehend
im Zeitbereich des Abbiegens, aktiviert durch einen Blinker, betrieben.
Das Ein- und Ausschalten kann über eine Rampe geschehen, um
eine Ablenkung des Fahrers beziehungsweise der übrigen
Verkehrsteilnehmer zu vermeiden.
- 7. Fernlicht: die Module 1, 2, 3 und 4 werden
betrieben, zudem das Fernlichtbifunktionsmodul, wobei beide Leuchtelemente 12, 14 betrieben werden
und zudem das weitere Fernlichtmodul 6. Dieses kann beispielsweise
so eingestellt sein, dass das zweite Fernlichtmodul durch die Steuereinrichtung 16 erst
oberhalb von einer Fahrgeschwindigkeit von 115 km/h eingeschaltet
wird.
Zudem kann die Steuerung 16 auch die Lenkbewegungen
berücksichtigen, so dass das zweite Fernlichtmodul 6 nur
dann eingestellt wird, wenn die Lenkbewegungen sich statistisch
unter einer bestimmten vorgegebenen Schwelle bewegen, um zu vermeiden,
dass bei überhöhter Geschwindigkeit im Landstraßenbereich
das Fernlichtmodul 6 eingeschaltet wird. Bei Betrieb des
Fernlichts sind die schwenkbaren Module auf einen Winkel von +0,43° oberhalb
der Horizontalen eingestellt.
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Es
sind mit den beschriebenen Modulen zudem auch weitere Beleuchtungsverteilungen
realisierbar, so dass auch zukünftige Anforderungen ohne
erhöhten Aufwand realisiert werden können.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Scheinwerfer beziehungsweise
Beleuchtungssystem lassen sich somit kostengünstig eine
Vielzahl von Beleuchtungsmodi realisieren, wobei die einzelnen Module
auf einer kleinen Scheinwerferfläche platzsparend und funktional
untergebracht werden können. Das Positionslicht 8 kann
auch als Tagfahrlicht verwendet werden, so dass sich auch eine ansprechende ästhetische
Erscheinung der Scheinwerfer ergibt.
-
- 1
- Vorfeldmodul
- 2
- Asymmetriemodul
- 3
- HD-Modul
- 4
- Vorfeldmodul
- 5
- Fernlichtbifunktionsmodul
- 6
- Fernlichtmodul
- 7
- Abbiegelicht
- 8
- Positionslicht
- 9
- Blinker
- 10,
11, 12
- Niveaulinien,
erstes Beleuchtungselement
- 13
- Fokussierungsoptik
- 14
- Zweites
Beleuchtungselement
- 15
- Halterahmen
- 16
- Steuerung
- 17,
18
- Sensoren
- 19
- GSM-Modul
- 20
- Antenne
- 21
- Steuerleitung
- 22
- Scheinwerfer
- 23
- Belastungssensor
- 24
- Fahrtrichtung
- 25,
26, 27
- Beleuchtungsrichtungen,
-bereiche
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - US 2003/0223220 [0006]
- - US 3671733 [0007]
- - DE 10007984 [0008]
- - DE 10019225 A1 [0009]
- - DE 19938179 A1 [0010]
- - DE 19639494 A1 [0011]