DE102009047932A1

DE102009047932A1 - Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug mit einer Einrichtung zur verbesserten Grundjustage

Info

Publication number: DE102009047932A1
Application number: DE200910047932
Authority: DE
Inventors: Frank Dr. Beneke; Reiner Gödecker; Heinrich Schäfer; Sergej Schwarz; Christoph Stelte; Stefan Vogt
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2009-10-01
Filing date: 2009-10-01
Publication date: 2011-04-07

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Scheinwerfer (10) für ein Kraftfahrzeug (11) mit einem Scheinwerfergehäuse, in dem zumindest ein Lichtmodul (12) aufgenommen ist, das Licht in einer vorgegebenen Lichtachse (13) aussendet, wobei ferner eine Einrichtung (14) zur Grundjustage des Lichtmoduls (12) für eine Scheinwerfergrundeinstellung vorgesehen ist. Dazu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Einrichtung (14) zur Grundjustage des Lichtmoduls (12) als elektromotorisch wirkende Einrichtung (14) ausgeführt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug mit einem Scheinwerfergehäuse, in dem zumindest ein Lichtmodul aufgenommen ist, das Licht in einer vorgegebenen Lichtachse aussendet, wobei ferner eine Einrichtung zur Grundjustage des Lichtmoduls für eine Scheinwerfergrundeinstellung vorgesehen ist.
Die Lichtachse, die vom Lichtmodul des Scheinwerfers ausgehend die Ausbreitungsachse des emittierten Lichts beschreibt, unterliegt hinsichtlich einer vertikalen und einer horizontalen Abweichung sehr eng vorgegebenen Grenzen. Durch die für Scheinwerfer verwendeten Materialien und den auftretenden Betriebstemperaturen ist eine Volumenausdehnung der Bauteile des Scheinwerfers unabdingbar. Bedingt durch die konstruktive Ausführung des Scheinwerfers und den in Kraftfluss befindlichen Bauteillängen ist die Auswirkung auf die Hell-Dunkel-Grenze mehr oder minder gegeben, die abhängig vom sich verändernden Verlauf der Lichtachse ansteigen kann. Weitere Einflüsse entstammen Umweltbedingungen wie Wetter und Straßenzustand und führen zu irreversiblen Setzeffekten, denen konstruktiv nicht zu begegnen ist.
Grundsätzlich sind mechanisch-manuell bedienbare Einrichtungen zur Grundjustage des Lichtmoduls im Scheinwerfergehäuse bekannt. Diese können mit einem Werkzeug bedient werden und sind beispielsweise als Schraubelemente im hinteren Bereich des Scheinwerfergehäuses ausgeführt. Dabei kann ein Schraubelement zur Verstellung der Horizontalen und ein weiteres Schraubelement zur Verstellung der Vertikalen der Lichtachse des Scheinwerfers dienen. Um die Schraubelemente mit einem entsprechenden Werkzeug zu bedienen, ist jedoch die Zugänglichkeit des hinteren Bereichs des Scheinwerfergehäuses erforderlich. Aufgrund der Durchbrüche, die die Schraubelemente durch das Scheinwerfergehäuse benötigen, können Undichtigkeitsprobleme des Scheinwerfergehäuses resultieren. Ferner ist der konstruktive Aufwand der mechanisch-manuell bedienbaren Einrichtungen zur Grundjustage des Lichtmoduls im Scheinwerfergehäuse häufig sehr groß, da durch Umlenkgetriebe Spindelelemente angetrieben werden müssen, die in einer anderen Achse liegen, als die Achse der Schraubelemente zur Bedienung durch ein Werkzeug.
Die Grundjustage des Lichtmoduls für eine Scheinwerfergrundeinstellung betrifft im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine einmalige oder lediglich in diskreten Serviceintervallen vorzunehmende Veränderung der Lage des Lichtmoduls im Scheinwerfergehäuse, jedoch kann die Justage auch als kontinuierliche Nachjustage vorgesehen sein. Die Grundjustage wird zunächst beim Automobilhersteller vorgenommen, wenn der Scheinwerfer in das Kraftfahrzeug eingebaut und eingestellt wird. Ferner kann bei regelmäßigen Lichttests im Rahmen von Servicearbeiten am Kraftfahrzeug eine Nachjustage des Lichtmoduls mittels der Einrichtung zur Grundjustage des Lichtmoduls vorgenommen werden. Diese Grundjustagen werden grundsätzlich durch Fachpersonal durchgeführt und erfordern spezielle Werkzeuge zur Bedienung der manuell-mechanischen Schraubelemente.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, der eine verbesserte Grundjustage des Lichtmoduls ermöglicht. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Einrichtung zur Grundjustage des Lichtmoduls zu vereinfachen und insbesondere im Funktionsumfang zu erweitern.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ausgehend von einem Verfahren zur Grundjustage eines Scheinwerfers für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12 mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Einrichtung zur Grundjustage des Lichtmoduls als elektromotorisch wirkende Einrichtung ausgeführt ist.
Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, die Einrichtung zur Grundjustage des Lichtmoduls nicht mehr als manuell-mechanische Einrichtung auszuführen, die über Schraubelemente am Scheinwerfergehäuse funktioniert, sondern diese durch eine elektromotorisch wirkende Einrichtung umzusetzen. Damit kann die Einrichtung zur Grundjustage erheblich einfacher ausgeführt werden, da keine aufwendigen Umlenkgetriebe, Gestänge und Durchbrüche im Scheinwerfergehäuse mehr notwendig sind. Die elektromotorisch wirkende Einrichtung kann so ausgelegt sein, dass die Lichtachse durch Bewegen des Lichtmoduls mittels der elektromotorisch wirkenden Einrichtung verstellt wird, bis die Lichtachse der vorgegebenen Lichtachse entspricht.
Scheinwerfer weisen regelmäßig elektromotorisch wirkende Stelleinrichtungen auf, die aber dazu vorgesehen sind, zumindest im Betrieb des Scheinwerfers Änderungen in der Lage der Lichtachse auszugleichen. Beispielsweise sind elektromotorisch wirkende Stelleinrichtungen als Leuchtweitenstelleinrichtungen bekannt, die vorzugsweise zwischen dem Lichtmodul und dem Scheinwerfergehäuse wirken. Ändert sich beispielsweise die Neigung des Fahrzeugs durch unterschiedliche Beladungszustände kann durch die Leuchtweitenstelleinrichtung das Lichtmodul derart nachgestellt werden, dass die Lichtachse des emittierten Lichts der vorgegebenen Lichtachse entspricht. Erfindungsgemäß kann die elektromotorisch wirkende Stelleinrichtung, wie beispielsweise die Leuchtweitenstelleinrichtung, die elektromotorisch wirkende Einrichtung zur Grundjustage des Lichtmoduls bilden. Dadurch wird insbesondere erreicht, dass die Einrichtung zur Grundjustage des Lichtmoduls frei von manuell-mechanischen Mitteln ausgeführt ist, derart, dass die elektromotorisch wirkende Stelleinrichtung die manuell-mechanischen Mittel zur Grundjustage des Lichtmoduls substituiert. Die elektromotorisch wirkende Stelleinrichtung übernimmt dabei erfindungsgemäß zwei Funktionen: einerseits die konventionelle Funktion der Nachstellung des Lichtmoduls im Betrieb des Kraftfahrzeugs und andererseits die Einrichtung zur Grundjustage des Lichtmoduls.
Weitere elektromotorisch wirkende Stelleinrichtungen sind als Drehantriebe für eine Verschwenkung des Lichtmoduls zur Erfüllung einer Kurvenlichtfunktion des Scheinwerfers bekannt. Erfindungsgemäß kann die Einrichtung zur Grundjustage des Lichtmoduls auch durch den Drehantrieb für die Verschwenkung des Lichtmoduls zur Erfüllung der Kurvenlichtfunktion gebildet sein.
Ist die Einrichtung zur Grundjustage des Lichtmoduls durch die Leuchtweitenstelleinrichtung gebildet, so kann die Lichtachse in der Vertikalen nachgestellt werden. Ist die Einrichtung zur Grundjustage des Lichtmoduls als Drehantrieb für eine Verschwenkung des Lichtmoduls zur Erfüllung einer Kurvenlichtfunktion des Scheinwerfers ausgeführt, so kann mit dem Drehantrieb die horizontale Verstellung der Lichtachse ermöglicht werden.
Nach einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung kann der Scheinwerfer einen Neigungssensor aufweisen, der vorzugsweise derart im und/oder am Lichtmodul angeordnet ist, so dass mittels des Neigungssensors die Lage des Lichtmoduls relativ zur Horizontalen bestimmbar ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Einrichtung zur Grundjustage des Lichtmoduls eine elektronische Regeleinheit aufweist, die insbesondere zum Empfang von Lagewerten des Lichtmoduls vom Neigungssensor und zur Steuerung der elektromotorisch wirkenden Einrichtung ausgebildet ist. Im Ergebnis kann ein aktiver Regelkreis gebildet werden, so dass der Neigungssensor die Lage des Lichtmoduls überwacht und diese durch die Einrichtung zur Grundjustage elektromotorisch nachstellt. Als Führungsgröße dient dabei die Schwerkraft, durch die der Neigungssensor die Lage des Lichtmoduls relativ zur Horizontalen bestimmen kann. Weicht etwa das Lichtmodul aufgrund von Setzbeträgen oder aufgrund thermischer Einflüsse von der Lage ab, die das Lichtmodul aufweisen muss, damit die Lichtachse der vorgegebenen Lichtachse entspricht, so kann nach einmaliger Referenzierung ein Nachstellen der Lage des Lichtmoduls erfolgen. Im Ergebnis kann eine ständige Überwachung der Grundjustage des Scheinwerfers geschaffen werden.
Mit einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann eine Bilderfassungskamera vorgesehen sein, die wenigstens zur Bestimmung der Lage der Lichtachse ausgebildet ist. Die Einrichtung zur Grundjustage des Lichtmoduls weist dabei eine elektronische Regeleinheit auf, die insbesondere zum Empfang von Lagewerten des Lichtmoduls von der Bilderfassungskamera und vorzugsweise zur Steuerung der elektromotorisch wirkenden Stelleinrichtung ausgebildet ist. Dafür kann das Fahrzeug beispielsweise vor eine Abbildungsfläche bewegt werden, so dass ein definierter Abstand zwischen den Scheinwerfern und der Abbildungsfläche vorherrscht. Die Abbildungsfläche kann beispielsweise eine vertikal verlaufende weiße Wand darstellen.
Werden die Scheinwerfer in Betrieb genommen, so kann durch die Bilderfassungskamera die Lage der Lichtachse detektiert und mit der vorgegebenen Lage der Lichtachse verglichen werden. Durch diesen Soll-Ist-Vergleich kann über die elektromotorisch wirkende Einrichtung zur Grundjustage das Lichtmodul derart nachgestellt werden, dass die Lichtachse mit der vorgegebenen Lichtachse übereinstimmt. Hierzu kann ein Entfernungssensor vorgesehen werden, der die Entfernung zwischen dem Kraftfahrzeug und der Abbildungsfläche detektiert. Über Triangulation kann mittels der Bilderfassungskamera die Abweichung zwischen der tatsächlichen Lage der Lichtachse und der vorgegebenen Lage der Lichtachse durch eine Steuereinheit bestimmt werden, um die Einrichtung zur Grundjustage des Lichtmoduls mit entsprechenden Stellwerten anzusteuern.
Vereinfachend kann die elektronische Regeleinheit in Form eines elektronischen Diagnose-Servicemoduls ausgebildet sein, das vorzugsweise über eine elektrische Schnittstelle am Kraftfahrzeug anschließbar ist. Dabei kann die Steuereinheit in einem Diagnosemodus betrieben werden, um eine Kalibrierung der horizontalen Einstellung durch einen Fachmann zu ermöglichen. Hierzu wird wiederum das Kraftfahrzeug in definierter Entfernung vor die Abbildungsfläche gefahren, die durch den Entfernungssensor ermittelt werden kann, die Entfernung kann beispielsweise 10 Meter betragen. Dabei wird der linke und der rechte Scheinwerfer des Kraftfahrzeugs nacheinander über vorhandene Bedienelemente, die erfindungsgemäß elektrisch oder elektronisch ausgeführt sind, in Position gebracht. Sollte eine scheinwerfernahe Einstellmöglichkeit vorgeschrieben oder gewünscht sein, könnte diese durch elektrische Mittel mit Wahlschalter für die verstellte Größe und Anbindung an ein Scheinwerfersteuergerät über eine elektrische Schnittstelle am Kraftfahrzeug realisiert werden. Alternativ besteht die Möglichkeit, dass die elektronische Regeleinheit als Bestandteil der Bordelektronik des Kraftfahrzeugs ausgeführt ist, wobei die Grundjustage des Lichtmoduls über am oder im Kraftfahrzeug vorhandene Eingabe-/ und Anzeigemittel durchführbar ist. Beispielsweise weisen moderne Fahrzeuge Displays auf, die über eine Menüstruktur auch Servicemöglichkeiten des Kraftfahrzeugs bieten. Ist das Eingabe-/ und Anzeigemittel beispielsweise als Display in der Armaturentafel des Kraftfahrzeugs ausgeführt, kann eine Fachkraft die Grundjustage der Scheinwerfer über das Display umsetzen.
Die vorliegende Erfindung richtet sich ferner auf ein Verfahren zur Grundjustage eines Scheinwerfers für ein Kraftfahrzeug mit einem Scheinwerfergehäuse, in dem zumindest ein Lichtmodul aufgenommen ist, das Licht in einer vorgegebenen Lichtachse aussendet, wobei eine Einrichtung zur Grundjustage des Lichtmoduls vorgesehen ist, die erfindungsgemäß aus einer elektromotorisch wirkenden Einrichtung gebildet ist und die Grundjustage über eine elektrische Ansteuerung durchgeführt wird. Ferner weist die Einrichtung zur Grundjustage des Lichtmoduls eine elektronische Regeleinheit auf, wobei der elektronischen Regeleinheit ein Referenzwert der Lage der vorgegebenen Lichtachse vorgegeben wird, so dass die elektronische Regeleinheit die Grundjustage des Lichtmoduls durch Ausrichtung der Lichtachse am Referenzwert ausführt.
Das Verfahren umfasst insbesondere wenigstens einen Schritt der Vertikalausrichtung. Dabei kann das Lichtmodul Licht mit einer Hell-Dunkel-Grenze aussenden, wobei eine Bilderfassungskamera vorgesehen ist, mit der die Lage der Lichtachse auf einer Abbildungsfläche vor dem Kraftfahrzeug bestimmt wird, und wobei die Bilderfassungskamera vorzugsweise mit der elektronischen Regeleinheit wirkverbunden ist, so dass die elektromotorisch wirkende Einrichtung zur Grundjustage des Lichtmoduls abhängig von der mittels der Bilderfassungskamera bestimmten Lage der Lichtachse diese über die elektronische Regeleinheit vorzugsweise in der Vertikalen nachstellt.
Ferner kann das Verfahren insbesondere wenigstens einen Schritt zur Horizontalausrichtung umfassen. Dabei kann das Lichtmodul Licht mit einer Hell-Dunkel-Grenze aussenden, wobei die Hell-Dunkel-Grenze in ihrem Verlauf einen Asymmetrieknick aufweist, und die Lage des Asymmetrieknicks durch die Bilderfassungskamera bestimmt wird, und die elektromotorisch wirkende Einrichtung zur Grundjustage des Lichtmoduls stellt abhängig von der mittels der Bilderfassungskamera bestimmten Lage des Asymmetrieknicks die Lichtachse über die elektronische Regeleinheit vorzugsweise in der Horizontalen nach.
Durch die Verwendung einer Leuchtweitenstelleinrichtung zur Vertikalverstellung der Hell-Dunkel-Grenze und/oder durch die Verwendung eines Drehbetriebs für die Verschwenkung des Lichtmoduls zur Erfüllung der Kurvenlichtfunktion als Einrichtung zur Grundjustage des Lichtmoduls wird der Funktionsumfang sowohl der Leuchtweitenstelleinrichtung als auch des Drehantriebs jeweils erweitert. Wirken die Leuchtweitenstelleinrichtung bzw. der Drehantrieb als Einrichtung zur Grundjustage, so kann durch die Leuchtweitenstelleinrichtung bzw. durch den Drehantrieb das Lichtmodul in eine Grundlage gefahren werden. Diese gibt die Nulllage bzw. die Grundeinstellung des Scheinwerfers wieder. Diese Nulllage kann als Referenzlage verwendet werden, wenn die Leuchtweitenstelleinrichtung zur Vertikalverstellung der Hell-Dunkel-Grenze oder wenn der Drehantrieb die horizontale Verschwenkung des Lichtmoduls ausführt. Dieser Referenzwert kann sowohl einmalig beim Einbau des Scheinwerfers in das Kraftfahrzeug oder in regelmäßigen Intervallen im Rahmen von Servicearbeiten am Kraftfahrzeug wiederholt eingestellt werden.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
1 ein Fahrzeug mit einem Scheinwerfer und einer Lichtachse in einem angegebenen Winkel zur Horizontalen, wobei das Fahrzeug zur Grundjustage der Scheinwerfer in vertikaler Richtung vor einer Abbildungsfläche angeordnet ist,
2 eine Draufsicht auf die Anordnung des Fahrzeugs vor der Abbildungsfläche zur Grundjustage der Scheinwerfer in horizontaler Richtung,
3 eine Draufsicht eines Kraftfahrzeugs vor einer Abbildungsfläche, wobei das Kraftfahrzeug eine Bilderfassungskamera sowie einen Entfernungssensor aufweist,
4 die Anordnung gemäß 3, wobei jedoch die Abbildungsfläche durch Referenzierungsobjekte verschiedener Distanz wiedergegeben ist,
5 zwei Einstellsituationen für den Neigungssensor, einmal auf einer horizontalen Ebene und ein weiteres Mal auf einer schiefen Ebene und
6 ein Ausführungsbeispiel zur Anordnung eines Lichtmoduls in einem Scheinwerfer mit einer elektromotorisch wirkenden Stelleinrichtung.
1 zeigt ein Kraftfahrzeug 11 mit Scheinwerfern 10, wobei das Kraftfahrzeug 11 in der Seitenansicht dargestellt und nur ein Scheinwerfer 10 sichtbar ist. Das Kraftfahrzeug 11 ist in einem Abstand X vor einer senkrecht angeordneten Abbildungsfläche 17 angeordnet. Der Scheinwerfer 10 emittiert Licht in einer Lichtachse 13, das mit einer definierten Lichtverteilung auf der Abbildungsfläche 17 abgebildet wird. Ferner ist eine Horizontale 15 gezeigt, wobei die Lichtachse 13 zur Horizontalen 15 einen Winkel a einschließt. Ohne konkrete Ausgestaltung ist das Vorhandensein einer Bilderfassungskamera 16 dargestellt, wobei hierfür allgemein jede Art von bildgebenden Sensoren 16 Verwendung finden kann.
Die Bilderfassungskamera 16 kann zur Bestimmung der Lage der Lichtachse 13 ausgebildet sein. Hierzu erfasst die Bilderfassungskamera 16 die auf der Abbildungsfläche 17 abgebildete Lichtverteilung des Lichts, woraus durch die Bilderfassungskamera 16 die Lage der Lichtachse 13 wenigstens in der Vertikalen erkennbar ist. Ferner ist der Abstand X zwischen dem Kraftfahrzeug 11 und der Abbildungsfläche 17 messbar bzw. bekannt, so dass durch die Bilderfassungskamera 16 der Winkel α zwischen der Horizontalen 15 und der Lichtachse 13 detektiert und ausgewertet werden kann. Durch die erfindungsgemäße Einrichtung zur Grundjustage des Lichtmoduls 12 basierend auf einer elektromotorisch wirkenden Einrichtung 14 kann das Lichtmodul 12 im Scheinwerfer 10 derart nachgestellt werden, dass die Lichtachse 13 die vorgegebene Lage relativ zur Horizontalen 15 einnimmt, indem das Lichtmodul 12 derart verstellt wird, dass die Lichtachse 13 in der Vertikalen eingestellt wird.
2 zeigt in einer Draufsicht eine Anordnung zur Einstellung der Scheinwerfer 10 des Kraftfahrzeugs 11. Die gekippt dargestellte Abbildungsfläche 17, beispielsweise ausgeführt als Referenzobjekt 17, ist in der Vertikalen vor dem Fahrzeug 11 aufgestellt. Auf der Abbildungsfläche 17 entsteht eine Hell-Dunkel-Grenze 19, die sowohl für den linken als auch für den rechten Scheinwerfer 10 gezeigt ist. Beide Hell-Dunkel-Grenzen 19 weisen einen Asymmetrieknick 18 auf, der in einem jeweiligen Abstand A zur Mittelachse 22 des Kraftfahrzeugs 11 vorhanden ist. Ferner ist der Abstand X zwischen dem Kraftfahrzeug 11 und dem Referenzobjekt 17 gezeigt. Die lediglich schematisch gezeigte Bilderfassungskamera 16 des Kraftfahrzeugs 11 erkennt den Verlauf der Hell-Dunkel-Grenze 19 mit dem jeweils zugeordneten Asymmetrieknick 18. Folglich kann die Bilderfassungskamera 16 den Abstand A sowohl des linken als auch des rechten Asymmetrieknickes 18 relativ zur Mittelachse 22 ermitteln. Entspricht der jeweilige Abstand A nicht dem vorgegebenen Abstand A, so kann der Scheinwerfer 10 durch Verstellen des Lichtmoduls durch ein Verschwenken nach Art bzw. mit der Kurvenlichtfunktion in der Horizontalen nachgestellt werden.
Die 3 und 4 zeigen wiederum eine Draufsicht eines Kraftfahrzeugs 11 mit jeweils einem linken und einem rechten Schweinwerfer 10. 3 zeigt das Kraftfahrzeug 11 vor einem Referenzobjekt 17 in einem Abstand X, wobei 4 das Kraftfahrzeug 11 vor Referenzierungsobjekten 21a und 21b zeigt, die nicht einer grundsätzlich in der Gestalt definierten Form ausgebildet sind. Vielmehr können diese Referenzierungsobjekte 21a und 21b Gegenstände sein, die sich beliebig vor dem Fahrzeug befinden. Sowohl in 3 als auch in 4 ist ein Entfernungssensor 20 gezeigt, durch den der Abstand X des Kraftfahrzeugs 11 sowohl zum Referenzobjekt 17 als auch zu den Referenzierungobjekten 21a und 21b ermittelt werden kann. Dabei ist der Abstand in 3 zwischen Kraftfahrzeug 11 und dem Referenzobjekt 17 mit X angegeben, wobei der Abstand des Kraftfahrzeugs 11 gemäß der Darstellung in 4 zum Referenzierungsobjekt 21a mit X' und zum Referenzierungsobjekt 21b mit X'' angegeben ist.
Die Scheinwerfereinstellung gemäß 3 kann anhand des Referenzobjektes 17 beim Service oder bei der Montage der Scheinwerfer 10 beim Hersteller des Kraftfahrzeugs 11 erfolgen. Die Einrichtung zur Grundjustage erfolgt dabei durch Bildanalyse mittels der Bilderfassungskamera 16, indem die Lichtverteilung des durch die Scheinwerfer 10 emittierten Lichts mit einer jeweils zugeordneten Lichtachse erfolgt. Das Referenzobjekt 17 befindet sich dabei in einem definierten Abstand X zum Kraftfahrzeug 11, der durch eine Serviceperson oder eine Montageperson vorgegeben wird. Zusätzlich oder alternativ kann der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug 11 und dem Referenzobjekt 17 durch einen Entfernungssensor 20 ermittelt werden, der im vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs 11 vorhanden sein kann.
Zur Einrichtung der Grundjustage kann eine elektronische Regeleinheit vorgesehen sein, die derart auf die Scheinwerfer 10 wirkt, so dass die Lichtachse 13 sowohl in der Horizontalen als auch in der Vertikalen verstellt werden kann. Dabei befindet sich das Kraftfahrzeug 11 im Stand und das Referenzobjekt 17 ist als ruhendes Objekt ausgeführt. Folglich ändert sich der Abstand X über der Zeit nicht.
Gemäß des Aufbaus in 4 kann die Grundjustage der Scheinwerfer 10 sowohl im Stand als auch während der Fahrt des Kraftfahrzeugs 11 erfolgen. Die Entfernung zu den Referenzierungobjekten 21a und 21b wird durch den Entfernungssensor 20 dauerhaft, d. h. dynamisch erfasst. Mit der Bilderfassungskamera 16 wird die Lichtverteilung des durch die Scheinwerfer 10 emittierten Lichts ebenfalls dynamisch erfasst, wobei die Bilderfassungskamera 16 beispielsweise als ein LIDAR-System ausgeführt sein kann. Über eine Bildanalyse des bildgebenden Sensors (LIDAR) kann automatisch die aktuelle Einstellung der Scheinwerfer 10 erfasst und gegebenenfalls korrigiert werden. Folglich sind mehrere Möglichkeiten aufgezeigt, eine Grundjustage des Scheinwerfers 10 entweder im Stand einmalig beim Einbau des Scheinwerfers in das Kraftfahrzeug 11 oder beim Service vorzunehmen als auch eine dynamische Korrektur der Grundeinstellung der Scheinwerfer 10 während der Fahrt des Kraftfahrzeugs 11 zu ermöglichen.
5 zeigt ein Kraftfahrzeug 11 mit einem Scheinwerfer 10, in dem ein Neigungssensor 23 auf einem – nicht näher gezeigten – Lichtmodul appliziert ist. Dabei kann der Neigungssensor 23 vorzugsweise auf der unteren Seite des Lichtmoduls angeordnet werden, da unterseitig eine geringere Temperaturbelastung vorherrscht. Da das Lichtmodul auf einer geraden, horizontal verlaufenden Ebene justiert und der Neigungssensor 23 kalibriert wird, bedarf die Applizierung des Neigungssensors 23 am Lichtmodul keiner hochgenauen Präzision. Im Ergebnis ist die vertikale Lage der Lichtachse 13 relativ zur Kalibrierung des Neigungssensors 23 festgelegt, und mit einer elektronischen Regeleinheit zur Bewegung des Lichtmoduls im Scheinwerfer des Kraftfahrzeugs 11 wird die Abweichung der Lichtachse 13 relativ zur Horizontalen 15 nachgeführt.
Im unteren Teil der 5 ist ein Fahrzeug 11 auf einer schiefen Ebene gezeigt. Um beispielsweise bei talwärts oder bergwärts geneigten Fahrbahnen die Scheinwerfer des Kraftfahrzeugs 11 zu kalibrieren, muss die Ausrichtung in Abhängigkeit von der Fahrbahnneigung vorgenommen werden. Folglich bedarf es eines Referenzsignals, das durch einen Fahrzeugneigungssensor 24 bereitgestellt wird. Dieser korrespondierende Winkelwert des Referenzsignals wird der elektronischen Regeleinheit zur Ausrichtung der Lichtachse 13 bereitgestellt und in dieser verarbeitet, um eine gezielte Abweichung der Lichtachse 13 von der Horizontalen 15 auch bei geneigt angeordneten Fahrzeugen 11 zu bestimmen.
6 zeigt in einer abstrahierten Form ein Ausführungsbeispiel zur Aufnahme eines Lichtmoduls 12 in einem Scheinwerfer. Das Lichtmodul 12 ist in einem Tragrahmen 25 aufgenommen, der über unterseitig vorhandene Festpunkte 26 und einen oberseitig vorhandenen variablen Einstellpunkt 27 kippbar im Scheinwerfergehäuse aufgenommen ist. Folglich besitzt der Tragrahmen 25 drei Anlenkpunkte als Verbindungspunkte zum Scheinwerfergehäuse. Der Tragrahmen 25 erstreckt sich im Wesentlichen in einer senkrecht zur Lichtachse 13 ausgerichteten Ebene. Diese Ebene entspricht etwa der Ebene, die durch die Festpunkte 26 auf der Unterseite und durch den Einstellpunkt 27 auf der Oberseite des Tragrahmens 25 aufgespannt wird. Durch die im Scheinwerfergehäuse ortsfeste Anordnung der Festpunkte 26 bilden diese die Kippachse des Tragrahmens 25, und der Einstellpunkt 27 ist durch eine als Leuchtweitenstelleinrichtung 14' ausgeführte elektromagnetische wirkende Stelleinrichtung 14' angelenkt, wobei die Anlenkrichtung als Verstellrichtung durch einen Doppelpfeil angedeutet ist und wodurch erfindungsgemäß die Einrichtung zur Grundjustage des Lichtmoduls gebildet ist.
Die Festpunkte 26 und 27 weisen einen Kugelkopf auf, wobei die Leuchtweitenstelleinrichtung 14' rückseitig einen weiteren Kugelkopf 28 besitzt. Rechtseitig der Leuchtweitenstelleinrichtung 14' ist der Kugelkopf 28 in einer Gehäuseaufnahme 29 aufgenommen. Hieraus ergibt sich eine kurze Gehäusebauweise. Gemäß eines Ausführungsbeispiels kann der Kugelkopf 28 einen Nocken 30 aufweisen, um einen Verdrehschutz des Kugelkopfs 28 in der Gehäuseaufnahme 29 zu schaffen. Je nach Anforderung kann ein größerer Verstellweg durch Verwendung einer längeren Gewindestange 31 vorgesehen sein, die in einem Element 32 einschraubbar ist, das als Anbindung an den Kugelkopf 28 dient. Zu diesem Zweck kann die gehäuseseitige Kugelkopfgeometrie hohlgebohrt sein, um ein Eintauchen der Gewindestange 31 zu ermöglichen. Insbesondere dann, wenn die Funktion der Leuchtweitenstelleinrichtung 14' zur dynamischen Veränderung der Leuchtweite der Lichtachse 13 zusätzlich zur Funktion der Grundjustage des Lichtmoduls 12 des Scheinwerfers 10 erfüllt werden muss. Dabei können sich die Verstellwege addieren, so dass eine vergrößerte Verstellmöglichkeit vorteilhaft ist.
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. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiven Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Bezugszeichenliste

10: Scheinwerfer
11: Kraftfahrzeug
12: Lichtmodul
13: Lichtachse
14: Einrichtung zur Grundjustage, elektromotorisch wirkende Einrichtung
14': elektromotorisch wirkende Stelleinrichtung, Leuchtweitenstelleinrichtung
15: Horizontale
16: Bilderfassungskamera
17: Abbildungsfläche, Referenzobjekt
18: Asymmetrieknick
19: Hell-Dunkel-Grenze
20: Entfernungssensor
21a: Referenzierungsobjekt
21b: Referenzierungsobjekt
22: Mittelachse
23: Neigungssensor
24: Fahrzeugneigungssensor
25: Tragrahmen
26: Festpunkt
27: Einstellpunkt
28: Kugelkopf
29: Gehäuseaufnahme
30: Nocken
31: Gewindestange
32: Element
X: Abstand
X': Abstand
X'': Abstand
A: Abstand
α: Winkel

Claims

Scheinwerfer (10) für ein Kraftfahrzeug (11) mit einem Scheinwerfergehäuse, in dem zumindest ein Lichtmodul (12) aufgenommen ist, das Licht in einer vorgegebenen Lichtachse (13) aussendet, wobei ferner eine Einrichtung (14) zur Grundjustage des Lichtmoduls (12) für eine Scheinwerfergrundeinstellung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (14) zur Grundjustage des Lichtmoduls (12) als elektromotorisch wirkende Einrichtung (14) ausgeführt ist.
Scheinwerfer (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektromotorisch wirkende Stelleinrichtung (14') vorgesehen ist, um zumindest im Betrieb des Scheinwerfers (10) Änderungen in der Lage der Lichtachse (13) auszugleichen, wobei die elektromotorisch wirkende Einrichtung (14) zur Grundjustage des Lichtmoduls (12) durch die elektromotorisch wirkende Stelleinrichtung (14') gebildet ist.
Scheinwerfer (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (14) zur Grundjustage des Lichtmoduls (12) frei von manuell-mechanischen Mitteln ausgeführt ist, derart, dass die elektromotorisch wirkende Stelleinrichtung (14') die manuell-mechanischen Mittel zur Grundjustage des Lichtmoduls (12) substituiert.
Scheinwerfer (10) nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromotorisch wirkende Stelleinrichtung (14') eine Leuchtweitenstelleinrichtung (14') ist, die vorzugsweise zwischen dem Lichtmodul (12) und dem Scheinwerfergehäuse wirkt.
Scheinwerfer (10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromotorisch wirkende Einrichtung (14) ein Drehantrieb für eine Verschwenkung des Lichtmodus (12) zu Erfüllung einer Kurvenlichtfunktion des Scheinwerfers (10) ist.
Scheinwerfer (10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Neigungssensor (23) vorgesehen und vorzugsweise derart im und/oder am Lichtmodul (12) angeordnet ist, dass mittels des Neigungssensors (23) die Lage des Lichtmoduls (12) relativ zur Horizontalen (15) bestimmbar ist.
Scheinwerfer (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (14) zur Grundjustage des Lichtmoduls (12) eine elektronische Regeleinheit aufweist, die insbesondere zum Empfang von Lagewerten des Lichtmoduls (12) vom Neigungssensor (23) und zur Steuerung der elektromotorisch wirkenden Einrichtung (14) ausgebildet ist.
Scheinwerfer (10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bilderfassungskamera (16) vorgesehen ist, die wenigstens zur Bestimmung der Lage der Lichtachse (13) ausgebildet ist.
Scheinwerfer (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (14) zur Grundjustage des Lichtmoduls (12) eine elektronische Regeleinheit aufweist, die insbesondere zum Empfang von Lagewerten des Lichtmoduls (12) von der Bilderfassungskamera (16) und vorzugsweise zur Steuerung der elektromotorisch wirkenden Stelleinrichtung (14) ausgebildet ist.
Scheinwerfer (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Regeleinheit in Form eines elektronischen Diagnose- und Servicemoduls ausgebildet ist, das vorzugsweise über eine elektrische Schnittstelle am Kraftfahrzeug (11) anschließbar ist.
Schweinwerfer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Regeleinheit als Bestandteil der Bordelektronik des Kraftfahrzeugs (11) ausgeführt ist, wobei die Grundjustage des Lichtmoduls über am und/oder im Kraftfahrzeug (11) vorhandene Eingabe-/ und Anzeigemittel durchführbar ist.
Verfahren zur Grundjustage eines Scheinwerfers (10) für ein Kraftfahrzeug (11) mit einem Scheinwerfergehäuse, in dem zumindest ein Lichtmodul (12) aufgenommen ist, das Licht in einer vorgegebenen Lichtachse (13) aussendet, wobei eine Einrichtung (14) zur Grundjustage des Lichtmoduls (12) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (14) zur Grundjustage des Lichtmoduls (12) aus einer elektromotorisch wirkenden Einrichtung (14) gebildet ist und die Grundjustage über eine elektrische Ansteuerung der Einrichtung (14) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (14) zur Grundjustage des Lichtmoduls (12) eine elektronische Regeleinheit aufweist, wobei der elektronischen Regeleinheit ein Referenzwert der Lage der vorgegebenen Lichtachse (13) vorgegeben wird, sodass die elektronische Regeleinheit die Grundjustage des Lichtmoduls (12) durch Ausrichtung der Lichtachse (13) am Referenzwert ausführt.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtmodul (12) Licht mit einer Hell-Dunkel-Grenze aussendet, wobei eine Bilderfassungskamera (16) vorgesehen ist, mit der die Lage der Lichtachse (13) auf einer Abbildungsfläche (17) vor dem Kraftfahrzeug (11) bestimmt wird, und wobei die Bilderfassungskamera (16) vorzugsweise mit der elektronischen Regeleinheit wirkverbunden ist, sodass die elektromotorisch wirkende Einrichtung (14) zur Grundjustage des Lichtmoduls (12) abhängig von der mittels der Bilderfassungskamera (16) bestimmten Lage der Lichtachse (13) diese über die elektronische Regeleinheit vorzugsweise in der Vertikalen nachstellt.
Verfahren nach Anspruch 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtmodul (12) Licht mit einer Hell-Dunkel-Grenze (19) aussendet, wobei die Hell-Dunkel-Grenze (19) in ihrem Verlauf einen Asymmetrieknick (18) aufweist, wobei die Lage des Asymmetrieknickes (18) durch die Bilderfassungskamera (16) bestimmt wird, und wobei die elektromotorisch wirkende Einrichtung (14) zur Grundjustage des Lichtmoduls (12) abhängig von der mittels der Bilderfassungskamera (16) bestimmten Lage des Asymmetrieknickes (18) die Lichtachse (13) über die elektronische Regeleinheit vorzugsweise in der Horizontalen (15) nachstellt.