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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Scheinwerferanordnung für ein Kraftfahrzeug
mit wenigstens einem Scheinwerfer, aufweisend ein Scheinwerfergehäuse, in
dem ein Lichtmodul aufgenommen und zur Emittierung eines Abblendlichtes vorgesehen
ist. Das Lichtmodul ist im Scheinwerfergehäuse aufgenommen und kann mittels
einer Leuchtweitenstelleinrichtung in der Lage verstellt werden.
Die Verstellung der Lage des Lichtmoduls erfolgt wenigstens relativ
zur Horizontalen, um die Hell-Dunkel-Grenze des emittierten Abblendlichtes einzustellen.
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Scheinwerfer
für Kraftfahrzeuge
bestehen zunächst
aus einem Scheinwerfergehäuse,
in dem zumindest ein Lichtmodul aufgenommen ist, das das Abblendlicht
emittiert. Das Lichtmodul wird über
einen Tragrahmen im Scheinwerfergehäuse beweglich aufgenommen,
wobei entweder manuell oder elektrisch betreibbare Leuchtweitenstelleinrichtungen vorgesehen
sind, um das Lichtmodul in der Lage zu verstellen. Das emittierte
Abblendlicht des Scheinwerfers weist eine Hell-Dunkel-Grenze auf, die unterhalb
einer Blendungsschwelle gehalten werden muss. Emittiert das Abblendlicht
durch eine fehlerhafte Einstellung des Lichtmoduls relativ zur Horizontalen
zu hoch, so wird der Gegenverkehr geblendet. Weist das Lichtmodul
eine Verkippung auf, die ein zu niedriges Emittieren des Abblendlichtes
relativ zur Horizontalen bewirkt, wird die Fahrbahn durch den Scheinwerfer
nicht optimal ausgeleuchtet. Das Lichtmodul ist über den Tragrahmen derart im
Scheinwerfergehäuse
aufgenommen, so dass ein einfaches Verstellen durch die Leuchtweitenstelleinrichtung
ein Nachstellen der Lage des Lichtmoduls ermöglicht, um das emittierte Abblendlicht
relativ zur Horizontalen einzustellen. Die Einstellung erfolgt dabei
entweder manuell durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs oder mittels
einer Steuereinheit, die durch Sensorik im Fahrwerk des Kraftfahrzeugs
beispielsweise den Beladezustand detektiert und die Lage des Lichtmoduls
entsprechend nachstellt.
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Eine
Lagekorrektur des Lichtmoduls im Scheinwerfergehäuse kann nicht nur durch unterschiedliche
Beladezustände
des Kraftfahrzeugs erforderlich sein, da auch thermische Einflüsse im Scheinwerfer
sowie in der Umgebung des Scheinwerfers eine Korrektur des abgestrahlten
Abblendlichtes relativ zur Horizontalen erfordern. Erwärmt sich
der Scheinwerfer durch den Betrieb des Leuchtmittels, das im Lichtmodul
aufgenommen ist, so kann der thermische Einfluss einen temperaturbedingten Drift
der Hell-Dunkel-Grenze relativ zur Horizontalen bewirken. Folglich
ist bei einer Voreinstellung der Hell-Dunkel-Grenze durch die Leuchtweitenstelleinrichtung
nicht sicher gestellt, dass die Blendungsschwelle nicht überschritten
wird, sofern der Scheinwerfer durch den Betrieb des Leuchtmittels
erwärmt wird.
Ferner kann der Scheinwerfer durch eine Änderung der Umgebungstemperatur
einen Temperaturdrift der Hell-Dunkel-Grenze relativ zur Horizontalen aufweisen.
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Der
Stand der Technik bietet derzeit keine hinreichenden Möglichkeiten,
das Problem eines thermisch bedingten Driftes der Hell-Dunkel-Grenze des
Abblendlichtes zu überwinden.
Das thermische Verhalten eines Scheinwerfers kann numerisch nur bedingt
vorbestimmt werden, so dass häufig
wenigstens für
eine Bauart eines Scheinwerfers Korrekturwerte für die Justage des Lichtmoduls
bestimmt werden müssen,
die jedoch lediglich zur Voreinstellung des Scheinwerfers vor dem
Einbau in das Kraftfahrzeug Verwendung finden.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorgenannten
Probleme des Standes der Technik zu überwinden und eine Scheinwerferanordnung
bereitzustellen, die einen Ausgleich eines thermisch bedingten Driftes
der Hell-Dunkel-Grenze ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird ausgehend von einer Scheinwerferanordnung für ein Kraftfahrzeug
gemäß des Oberbegriffs
des Anspruchs 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen
gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die
Erfindung schließt
die technische Lehre ein, dass wenigstens ein Temperatursensor zur
Messung der Temperatur im Scheinwerfergehäuse vorgesehen ist, um eine
temperaturbedingte Verlagerung des Abblendlichtes zu bestimmen und
durch die Leuchtweitenstelleinrichtung zu kompensieren.
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Die
Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, während des Betriebs des Scheinwerfers
eine Überwachung
der Temperatur im Scheinwerfergehäuse zu ermöglichen. Hierfür wird ein
Temperatursensor im Scheinwerfergehäuse integriert, um eine Messung
der Temperatur zu ermöglichen,
die sich insbesondere durch den Betrieb des Leuchtmittels oder auch
durch die Wärme
des Verbrennungsmotors ändern
kann. Innerhalb des Scheinwerfergehäuses können Temperaturen von über 100°C auftreten, wodurch
sich eine erhebliche Lageveränderung
des Lichtmoduls im Scheinwerfergehäuse ergeben kann. Ist ein Temperatursensor
im Scheinwerfer integriert, kann die aktuelle Temperatur im Scheinwerfergehäuse gemessen
werden, so dass basierend auf der gemessenen Temperatur das Lichtmodul
um einen vorbestimmten Betrag in der Lage korrigiert wird. Zur Korrektur
des Lichtmoduls kann eine Leuchtweitenstelleinrichtung vorgesehen
sein, die in den meisten Ausführungen
der Scheinwerfer ohnehin vorhanden ist. Folglich müssen vorhandene
Scheinwerferanordnungen lediglich um wenigstens einen Temperatursensor
erweitert werden, um die Temperatur innerhalb des Scheinwerfergehäuses zu
erfassen.
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Weiterführend ist
eine Steuereinheit vorgesehen, an die die Information über die
Temperatur im Scheinwerfer durch den Temperatursensor lieferbar ist.
Damit ist eine erforderliche Korrekturverstellung durch die Leuchtweitenstelleinrichtung
bestimmbar. Die Steuereinheit umfasst einen Korrekturdatensatz, der
die temperaturabhängige
Lageverstellung des Lichtmoduls aufweist, um darauf basierend die
Korrekturverstellung des Lichtmoduls durch die Leuchtweitenstelleinrichtung
zu ermöglichen.
Der Korrekturdatensatz wird für
jede Bauart eines Scheinwerfers vorbestimmt. Mittels des Korrekturdatensatzes
kann jeder Temperatur im Scheinwerfergehäuse ein bestimmter Betrag der
Lageverstellung des Lichtmoduls zugeordnet werden. Die Bestimmung
des Korrekturdatensatzes erfolgt daher im Rahmen der Konstruktion
und Erprobung des Scheinwerfers durch die Aufnahme entsprechender
Messkurven. Dieser Korrekturdatensatz wird in die Steuereinheit
eingelesen und in dieser abgespeichert. Liefert der Temperatursensor
die Information über
die aktuelle Temperatur innerhalb des Scheinwerfergehäuses an
die Steuereinheit, so kann diese die Leuchtweitenstelleinrichtung
derart ansteuern, dass die erforderliche Lageverstellung des Lichtmoduls
durch die Leuchtweitenstelleinrichtung eingeleitet wird.
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Der
Temperatursensor kann im oder am Lichtmodul angeordnet sein, da
durch den Betrieb des Leuchtmittels im Bereich des Lichtmoduls die höchsten Temperaturen
auftreten. Je näher
die Temperaturerfassung an den Einstellelementen erfolgt, desto
genauer kann die Kompensation der temperaturbedingten Verlagerung
des Lichtmoduls erfolgen.
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Alternativ
kann der Temperatursensor innenseitig im Scheinwerfergehäuse angeordnet
sein, wobei die Anordnung nahe oder angrenzend an das Lichtmodul
erfolgt. Das Lichtmodul kann nach Art eines Projektors ausgeführt sein,
welcher einen Reflektorbereich und einen Projektorbereich aufweist. Innerhalb
des Reflektors befindet sich das Leuchtmittel, das die wesentliche
Wärmequelle
darstellt. Jedoch umfasst der Projektor eine Projektorlinse, die aus
einem optisch transparenten Material ausgebildet ist. Durch die
Lichttransmission durch die Projektorlinse wird diese ebenfalls
erwärmt,
so dass auch in diesem Bereich eine Erfassung der Temperatur mittels
des Temperatursensors möglich
ist. Insbesondere kann der thermische Einfluss auf die optisch transparente
Kunststofflinse, die zumeist aus einem PMMA-Kunststoff besteht,
eine Verlagerung der Hell-Dunkel-Grenze bewirken, da sich die Brechungseigenschaften
des Kunststoffmaterials mit der Temperatur ändern können. Die Änderung der Brechungseigenschaften
der Kunststofflinse kann ebenso einen Einfluss auf die Verlagerung
der Hell-Dunkel-Grenze haben, wie auch der thermische Einfluss auf
die übrigen
Komponenten wie Scheinwerfergehäuse,
Tragrahmen zur Aufnahme des Lichtmoduls und des Lichtmoduls selbst.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Scheinwerferanordnung ist ein zweiter Temperatursensor im oder
am Kraftfahrzeug angeordnet, um eine Information über die
Temperatur der Einbauumgebung des Scheinwerfers zu erhalten. Mittels
dieses zweiten Temperatursensors wird die Temperatur der Umgebung
des Scheinwerfers gemessen, da die thermisch bedingte Verlagerung
der Hell-Dunkel-Grenze des Abblendlichtes nicht nur eine Funktion
der absoluten Temperatur im Innenraum des Scheinwerfergehäuses ist,
sondern ferner von der Differenz der Temperatur im Innenraum des
Scheinwerfers sowie der Umgebungstemperatur abhängt. Ist beispielsweise die
Umgebungstemperatur sehr hoch, so ist im Betrieb des Scheinwerfers
die Differenz zwischen der Innenraumtemperatur und der Umgebungstemperatur
eher gering. Wird der Scheinwerfer bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen betrieben,
kann die Differenz zwischen der Innenraumtemperatur und der Umgebungstemperatur
größer sein,
so dass sich hierdurch bedingt auch das thermische Materialverhalten
des Scheinwerfergehäuses
sowie des Tragrahmens und des Lichtmoduls ändert. Auch der Temperatursensor
zur Messung der Umgebungstemperatur ist mit der Steuereinheit verbunden,
so dass sämtliche
Informationen von der Steuereinheit aufgenommen und verarbeitet
werden. Im Ergebnis liefert die Steuereinheit einen Korrekturwert
an die Leuchtweitenstelleinrichtung, so dass diese beispielsweise
zu einem bestimmten Zeitpunkt die Lage des Lichtmoduls um einen
bestimmten Betrag ändert.
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Vorteilhafterweise
ist sowohl der Temperatursensor im Scheinwerfergehäuse als
auch der Temperatursensor im oder am Kraftfahrzeug nach Art eines
Thermoelementes ausgebildet. Thermoelemente bieten eine einfache
Ausführungsform
von Temperatursensoren, die mittels einer geeigneten Auswerteelektronik
eine genaue Information über eine
aktuelle Temperatur an einem vorgegebenen Messpunkt liefern können.
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Weiterführend ist
die Steuereinheit im oder am Scheinwerfergehäuse aufgenommen, wobei vereinfachend
wenigstens einer der Temperatursensoren in oder an der Steuereinheit
angeordnet ist. Die Steuereinheit ist zumeist unterseitig am Scheinwerfergehäuse angebracht,
so dass beispielsweise der Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur
innerhalb des Scheinwerfergehäuses
oberhalb der Steuereinheit angebracht ist. Der Temperatursensor zur
Erfassung der Umgebungstemperatur kann außenseitig an der Steuereinheit angebracht sein,
so dass dieser Temperatursensor mit der Umgebungsluft in Kontakt
ist.
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Die
vorliegende Erfindung erstreckt sich ferner auf ein Verfahren zur
Kompensation einer temperaturbedingten Verlagerung der Abstrahlrichtung
eines Abblendlichtes eines Scheinwerfers. Die Kompensation erfolgt
wenigstens relativ zur Horizontalen des Scheinwerfers, um eine Blendungsschwelle
zur Blendung des Gegenverkehrs wenigstens zu unterschreiten. Der
Scheinwerfer weist ein Lichtmodul zur Emittierung des Abblendlichtes
auf, das mit einer Leuchtweitenstelleinrichtung temperaturabhängig um
einen Korrekturwert in der Lage korrigiert wird. Erfindungsgemäß weist
der Scheinwerfer wenigstens einen Temperatursensor zur Messung der
Temperatur im Scheinwerfergehäuse
auf, auf der basierend der Korrekturwert bestimmt wird.
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Insbesondere
ist zur Ausführung
des Verfahrens eine Steuereinheit vorgesehen, mit der die Lagekorrektur
des Lichtmoduls im Scheinwerfer unter Anwendung eines dauerhaften
oder wenigstens periodisch wiederkehrenden Korrekturalgorithmus
auf Grundlage der mit dem Temperatursensor gemessenen Temperatur
ausgeführt
wird. Der Korrekturalgorithmus wird durch eine Messung der Verlagerung des
Lichtmoduls im Scheinwerfergehäuse
abhängig von
der Temperatur im Gehäuse
des Scheinwerfers und der Umgebungstemperatur gemessen. Damit wird
ein Korrekturfeld bereitgestellt, welches für jede absolute Temperatur
im Scheinwerfergehäuse
und auch für
jede Temperaturkombination im Scheinwerferinnenraum sowie der Umgebungstemperatur
einen Korrekturbetrag bereitstellt, so dass die Steuereinheit die
entsprechende Stellinformation an die Leuchtweitenstelleinrichtung übermitteln
kann.
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Weitere,
die Erfindung verbessernde Maßnahmen
werden nachstehend gemeinsam mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
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1 die
Ansicht einer Scheinwerferanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem
Lichtmodul, das in einem Scheinwerfergehäuse über einen Tragrahmen aufgenommen
ist, wobei das Lichtmodul durch eine Leuchtweitenstelleinrichtung
relativ zum Scheinwerfergehäuse
lageverstellbar ist und
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2 ein
Diagramm der Temperatur im Inneren des Scheinwerfergehäuses über der
Zeit, wobei die Änderung
der Temperatur innerhalb des Scheinwerfergehäuses durch eine Temperaturänderung
der Umgebung des Scheinwerfers erzeugt wird.
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1 zeigt
die perspektivische Ansicht eines Scheinwerfers 1 einer
Scheinwerferanordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel
weist der Scheinwerfer 1 ein Scheinwerfergehäuse 2 auf,
in dem ein Lichtmodul 3 über einen Tragrahmen 9 beweglich
aufgenommen ist. Der Tragrahmen 9 weist auf der unteren
Seite zwei gelenkbildende Aufnahmepunkte auf, wobei der Tragrahmen 9 auf
der oberen Seite mit einer Leuchtweitenstelleinrichtung 4 in
Verbindung steht. Die Leuchtweitenstelleinrichtung 4 kann
den Befestigungspunkt 10 des Tragrahmens 9 bezüglich des
Abstandes zum Scheinwerfergehäuse 2 verändern, so dass
die Lage des im Tragrahmen 9 aufgenommenen Lichtmoduls 3 ebenfalls
geändert
wird. Insbesondere ändert
sich die Abstrahlrichtung des Abblendlichtes relativ zur Horizontalen 5,
die durch eine strichpunktierte Linie angegeben ist, die sich über der gesamten
Länge des
Scheinwerfergehäuses 2 erstreckt.
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Erfindungsgemäß ist ein
Temperatursensor 6 vorgesehen, der beispielhaft auf dem
Projektorbereich des Lichtmoduls 3 aufgebracht ist. Der
Temperatursensor 6 dient zur Erfassung der Temperatur im Innenraum
des Scheinwerfergehäuses 2 und
insbesondere im Bereich des Lichtmoduls 3. Der Temperatursensor 6 ist
mit einer Steuereinheit 7 verbunden, die die durch den
Temperatursensor 6 gemessene Temperatur erfasst. In einem
Speicher innerhalb der Steuereinheit 7 ist ein Korrekturdatensatz
abgelegt, der, jeder Temperatur, die durch den Temperatursensor 6 im
Inneren des Scheinwerfergehäuses 2 gemessen
wird, einen definierten Korrekturwert zuordnet, um den die Lage
des Lichtmoduls 3 durch die Leuchtweitenstelleinrichtung 4 korrigiert
wird. Folglich steuert die Steuereinheit 7 die Leuchtweitenstelleinrichtung 4 um
den entsprechenden Korrekturwert an, so dass diese die Lage des
Lichtmoduls 3 innerhalb des Scheinwerfergehäuses 2 korrigiert.
Die Korrektur kann in Form eines Korrekturalgorithmus erfolgen,
der entweder dauerhaft oder periodisch wiederkehrend während des
Betriebes des Scheinwerfers 1 durchlaufen wird. Damit erfolgt
eine permanente Überwachung
der Lage des Lichtmoduls 3 innerhalb des Scheinwerfergehäuses 2,
so dass ein Überschreiten
der Blendungsschwelle durch die Hell-Dunkel-Grenze vermieden werden
kann.
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Weiterführend ist
ein weiterer Temperatursensor 8 vorgesehen, der zur Erfassung
der Umgebungstemperatur des Scheinwerfers 1 dient. Dieser ist
gemäß des vorliegenden
Ausführungsbeispiels unterhalb
des Scheinwerfers 1 angeordnet und liefert die aktuelle
Umgebungstemperatur an die Steuereinheit 7. Folglich kann
die Korrektur des Lichtmoduls 3 nicht lediglich auf Grundlage
der gemessenen Temperatur im Inneren des Scheinwerfergehäuses 2 erfolgen,
sondern es kann ferner die Umgebungstemperatur als weiterer Einfluss
mitberücksichtigt
werden. Der erforderliche Korrekturwert der Lage des Lichtmoduls 3 ist
nicht lediglich eine Funktion der Innentemperatur des Scheinwerfergehäuses 2,
da auch die Außentemperatur
eine Rolle spielt, da die Temperaturdifferenz einen Einfluss auf
das Materialverhalten des Scheinwerfergehäuses 2 hat.
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2 zeigt
ein Diagramm, in dem mehrere Temperaturverläufe über der Zeit aufgetragen sind. Der
Verlauf Tu beschreibt die Umgebungstemperatur, welcher
der Scheinwerfer ausgesetzt ist. Die Umgebungstemperatur Tu wurde experimentell mittels einer Klimakammer
vorgegeben und reicht von –40°C bis 80°C. Ein weiterer
Temperaturverlauf ist durch Ts vorgegeben,
der die Temperatur im Inneren des Scheinwerfers 1 beschreibt
und mit dem erfindungsgemäßen Temperatursensor
erfasst wird. Es ist erkennbar, dass durch den Betrieb des Scheinwerfers 1 die
Temperatur Ts im Inneren des Scheinwerfers 1 die
Temperatur Tu der Umgebung des Scheinwerfers 1 sogar übersteigen
kann, obwohl die Umgebungstemperatur auf 80°C gebracht wurde. Durch eine
gestrichelte Linie ist ein weiterer Verlauf einer Umgebungstemperatur
Tu1 dargestellt, welcher mit einem Zeitversatz Δt von 25
Minuten gegenüber
Tu verläuft. Dieser
Zeitversatz verdeutlicht die Dauer, die der Innenraum des Scheinwerfers 1 wenigstens
die Umgebungstemperatur Tu erreicht. Wird
die Umgebungstemperatur von 80°C
länger
gehalten, kann die Temperatur Ts innerhalb
des Scheinwerfers 1 die Umgebungstemperatur um wenigstens
13°C übersteigen, was
mit ΔT dargestellt
ist. Im Ergebnis wird deutlich, dass die Scheinwerferinnentemperatur
Ts abhängig ist
von der Umgebungstemperatur Tu. Folglich
muss erfindungsgemäß wenigstens
ein Temperatursensor vorgesehen sein, welcher die Innenraumtemperatur innerhalb
des Scheinwerfergehäuses 2 und
die Umgebungstemperatur des Scheinwerfers 1 erfasst und an
das Steuergerät
liefert. Erst dann kann ein zuverlässiger Korrekturwert ermittelt
werden, der an die Leuchtweitenstelleinrichtung 4 übermittelt
wird, um das Lichtmodul 3 in der Lage entsprechend zu korrigieren.
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Die
Erfindung beschränkt
sich in ihrer Ausführung
nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel.
Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch
bei grundsätzlich
anders gearteten Ausführungen
Gebrauch macht.
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- 1
- Scheinwerfer
- 2
- Scheinwerfergehäuse
- 3
- Lichtmodul
- 4
- Leuchtweitenstelleinrichtung
- 5
- Horizontale
- 6
- Temperatursensor
- 7
- Steuereinheit
- 8
- Temperatursensor
- 9
- Tragrahmen
- 10
- Befestigungspunkt
- Tu
- Umgebungstemperatur
- Tu1
- Umgebungstemperatur
- Ts
- Scheinwerferinnentemperatur
- Δt
- Zeitversatz
- ΔT
- Temperaturüberhöhung