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Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung.
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Es ist bekannt, dass zum Reinigen von Abdeckscheiben von Kraftfahrzeugscheinwerfern Aktoren verwendet werden, welche die Abdeckscheibe in Schwingung versetzen. Durch diese Schwingungen wird die Reinigung der Abdeckscheibe verbessert und zusätzliche mechanische Wischer werden nicht benötigt.
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Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, Beleuchtungseinrichtungen für Kraftfahrzeuge, deren Abdeckscheibe durch Vibration reinigbar ist, zu verbessern.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Beleuchtungseinrichtung gemäß dem Anspruch 1, ein Kraftfahrzeug gemäß einem nebengeordneten Anspruch und durch ein Verfahren gemäß einem weiteren nebengeordneten Anspruch gelöst. Vorteilhafte Beispiele sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung enthalten.
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Ein erster Aspekt dieser Beschreibung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, wobei eine Lichtaustrittsöffnung eines Gehäuses mit einer transparenten Abdeckscheibe verschlossen ist, wobei ein zur Schwingungsübertragung ausgebildeter erster Verbindungsabschnitt die Abdeckscheibe und das Gehäuse miteinander verbindet.
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Vorteilhaft kann durch den bereitgestellten ersten Verbindungsabschnitt auf einen zusätzlichen Schwingungsanreger zur Abreinigung der Abdeckscheibe verzichtet werden. Vielmehr sorgen die über die Karosserie in das Gehäuse eingebrachten Schwingungen dafür, dass die Abdeckscheibe über den entsprechend ausgestalteten Verbindungsabschnitt, zu einer Eigenschwingung angeregt wird.
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Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass der erste Verbindungsabschnitt einen Durchlassbereich für einen vorab bestimmten Frequenzbereich zur Abreinigung der Abdeckscheibe aufweist.
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Mittels dieser Bandpassfunktion werden vorteilhaft Schwingungen, welche Frequenzen im vorab bestimmten Frequenzbereich aufweisen, an die Abdeckscheibe weitergeleitet und sorgen dort durch eine angeregte Schwingung für die Abreinigung.
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In einem vorteilhaften Beispiel fällt mindestens eine Eigenschwingung oder mindestens eine Eigenresonanz der Abdeckscheibe in den vorab bestimmten Frequenzbereich.
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Die Eigenfrequenz der an das Gehäuse angebundenen Abdeckscheibe ergibt sich aus den Materialeigenschaften der Abdeckscheibe, also der Masse, der Größe, dem E-Modul, etc. sowie der Federkonstante und der Dämpfungskonstante der Anbindung und der Spannung des Einbaus bzw. der durch das Gehäuse eingebrachten Spannung.
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Die Abdeckscheibe wird also so an das Gehäuse angebunden, dass sich für die Abdeckscheibe eine Eigenresonanzfrequenz im gewünschten Frequenzbereich ergibt. Dadurch wird die Abdeckscheibe durch das Breitbandschwingungsrauschen des Fahrbetriebs zur Schwingung in ihrer Eigenresonanz angeregt.
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Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass der erste Verbindungsabschnitt derart ausgebildet ist, dass die Abdeckscheibe in dem vorab bestimmten Frequenzbereich derart schwingt, sodass die Abdeckscheibe gereinigt wird.
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Mit dem derart ausgebildeten Verbindungsabschnitt wird die Abdeckscheibe zuverlässig abgereinigt.
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Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass ein steuerbares Sperrglied zwischen dem Gehäuse und der Abdeckscheibe angeordnet ist, wobei das steuerbare Sperrglied dazu eingerichtet ist, die Schwingungsübertragung zwischen dem Gehäuse und der Abdeckscheibe einzustellen.
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In einem weiteren vorteilhaften Beispiel dämpft oder blockiert das Sperrglied mindestens eine Eigenresonanz der Abdeckscheibe.
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Vorteilhaft wird durch diese Sperre, die beispielsweise magnetisch, elektrisch oder mechanisch ausgeführt ist, die Schwingung der Abdeckscheibe unterbunden, sodass die Abdeckscheibe nur dann schwingt, wenn eine Reinigung gewünscht ist.
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Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass an einer Innenseite der Abdeckscheibe ein passives Schwingungselement angeordnet ist.
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Die Masse des passiven Resonanzverstärkers erhöht die Masse der Abdeckscheibe gezielt an einer Stelle der Abdeckscheibe. Vorteilhaft wird damit die Oberfläche in der Nähe dieses passiven Resonanzverstärkers mit einer größeren Schwingung angeregt, was die Abreinigung verbessert.
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Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass in dem Gehäuse ein optisches Modul angeordnet ist, welches durch einen Abschnitt der Abdeckscheibe tretendes Licht aussendet und/oder empfängt, und wobei das passive Schwingungselement benachbart zu dem Abschnitt angeordnet ist.
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Vorteilhaft werden dadurch vom Gehäuse ausgehende Schwingungen im Bereich des Abschnitts verstärkt, was die Abreinigbarkeit des Abschnitts verbessert.
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Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass das passive Schwingungselement über einen zweiten Verbindungsabschnitt mit einem Abschnitt des Gehäuses verbunden ist.
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Mit dem zweiten Verbindungsabschnitt wird eine zusätzliche Schwingungsanbindung geschaffen, die gezielt das passive Schwingungselement mit vom Gehäuse ausgehenden Schwingungen beaufschlagt.
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Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass eine Hauptkomponente einer Wirkrichtung des zweiten Verbindungsabschnitts einem zur Abdeckscheibe lotrechten Verlauf folgt.
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Damit wird die Abdeckscheibe gezielt in eine Schwingung versetzt, deren Amplituden in einer durch die Abdeckscheibe lotrecht verlaufenden Ebene orientiert sind.
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Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass eine Hauptkomponente einer Wirkrichtung des zweiten Verbindungsabschnitts parallel zu einem Verlauf der Abdeckscheibe verläuft.
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Damit wird die Abdeckscheibe gezielt in eine Schwingung versetzt, deren Amplituden in einer durch die Abdeckscheibe tangential verlaufenden Ebene orientiert sind.
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Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass eine Einstellvorrichtung zur Einstellung der Schwingungsübertragung mittels des zweiten Verbindungsabschnitts mit dem zweiten Verbindungsabschnitt mechanisch gekoppelt ist.
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Vorteilhaft wird mit der Einstellvorrichtung beispielsweise in Form einer Schraube die Vorspannung des zweiten Verbindungsabschnitts beispielsweise in Form einer Feder einstellt. Damit wird beispielsweise am Bandende durch gezielte Schwingungsanregung des Gehäuses die bevorzugte Anregungsfrequenz der Abdeckscheibe eingestellt.
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Ein zweiter Aspekt dieser Beschreibung betrifft ein Kraftfahrzeug umfassend die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Aspekt.
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Ein dritter Aspekt dieser Beschreibung betrifft ein Verfahren zum Betreiben der Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Aspekt, wobei das Verfahren umfasst: Ermitteln eines ersten Zustandes, welcher eine äußere Verschmutzung der Abdeckscheibe indiziert; und Betreiben des Sperrgliedes derart, dass das Sperrglied eine Schwingungsübertragung von dem Gehäuse auf die Abdeckscheibe erhöht, wenn der erste Zustand ermittelt wurde.
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Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass das Verfahren umfasst: Abgeben eines Reinigungsfluid auf die Abdeckscheibe, wenn der erste Zustand ermittelt wurde.
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Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass das Verfahren umfasst: Ermitteln eines zweiten Zustands, welcher keine äußere Verschmutzung der Abdeckscheibe indiziert; und Betreiben des Sperrgliedes derart, dass das Sperrglied eine Schwingungsübertragung von dem Gehäuse auf die Abdeckscheibe begrenzt , insbesondere mindestens eine Eigenresonanz der Abdeckscheibe dämpft oder blockiert, wenn der zweite Zustand ermittelt wurde.
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In der Zeichnung zeigen:
- 1 eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug in schematischer Form; und
- 2 ein schematisch dargestelltes Ablaufdiagramm.
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1 zeigt eine Beleuchtungseinrichtung 100 für ein Kraftfahrzeug in schematischer Form. Bei der Beleuchtungseinrichtung 100 handelt es sich beispielsweise um einen Scheinwerfer, eine Rückleuchte, einen Blinker, ein Tagfahrlicht, einen Nebenscheinwerfer, eine Nebelrückleuchte oder ähnliches. Eine Lichtaustrittsöffnung eines Gehäuses 102 ist mit einer transparenten Abdeckscheibe 104 verschlossen. Ein zur Schwingungsübertragung ausgebildeter erster Verbindungsabschnitt 106 verbindet die Abdeckscheibe 104 und das Gehäuse 102 miteinander. Beispielsweise ist der erste Verbindungsabschnitt 106 als elastisches Dichtbett ausgebildet und/oder umfasst wenigstens ein Federelement.
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Das Gehäuse 102 umfasst äußere Verbindungsabschnitte 1040, 1042 und 1044, welche zur Verbindung mit einer Karosserie des Kraftfahrzeugs ausgebildet sind. Über die Verbindungsabschnitte 1040, 1042 und 1044 werden Schwingungen der Karosserie in das Gehäuse 102 eingekoppelt.
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Der erste Verbindungsabschnitt 106 weist einen Durchlassbereich für einen vorab bestimmten Frequenzbereich zur Abreinigung der Abdeckscheibe 104 auf. Außerhalb des vorab bestimmten Frequenzbereichs werden die vom Gehäuse 102 ausgehenden Schwingungen nur gedämpft oder gar nicht an die Abdeckscheibe 104 weitergegeben. Damit ist der erste Verbindungsabschnitt 106 derart ausgebildet, dass die Abdeckscheibe 104 in dem vorab bestimmten Frequenzbereich derart schwingt, sodass die Abdeckscheibe 104 gereinigt wird.
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Ein steuerbares Sperrglied 108 ist zwischen dem Gehäuse 102 und der Abdeckscheibe 104 angeordnet, wobei das steuerbare Sperrglied 108 dazu eingerichtet ist, die Schwingungsübertragung zwischen dem Gehäuse 102 und der Abdeckscheibe 104 einzustellen. Eine Steuereinheit 140 ist dazu eingerichtet, um mittels eines Signals S 108 das Sperrglied 108 zu betreiben. Zum Betrieb des Sperrglieds 108 wird auf die Beschreibung zur 2 verwiesen.
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An einer Innenseite der Abdeckscheibe 104 ist wenigstens ein passives Schwingungselement 110, 120 angeordnet und mit der Innenseite der Abdeckscheibe 104 verbunden. Innerhalb des Gehäuses 102 ist ein optisches Modul 130 angeordnet, welches durch einen Abschnitt 134 der Abdeckscheibe 104 tretendes Licht 132, 136 aussendet und/oder empfängt. Das wenigstens eine passive Schwingungselement 110, 120 ist benachbart zu dem Abschnitt 134 angeordnet.
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Umfasst das optische Modul 130 einen Sensor, so ermittelt dieser einen Verschmutzungsgrad der Abdeckscheibe 104 bzw. des Abschnitts 134 und übermittelt den Verschmutzungsgrad mittels eines Signals S 130 an die Steuereinheit 140.
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Das passive Schwingungselement 120, 130 ist im gezeigten Beispiel über einen zweiten Verbindungsabschnitt 112, 122 mit einem Abschnitt 114, 124 des Gehäuses 102 verbunden. Eine Hauptkomponente einer Wirkrichtung des zweiten Verbindungsabschnitts 122 folgt einem zur Abdeckscheibe 104 lotrechten Verlauf. Eine Hauptkomponente einer Wirkrichtung des zweiten Verbindungsabschnitts 112 verläuft parallel zu einem Verlauf der Abdeckscheibe 104. Eine Einstellvorrichtung 116, 126 zur Einstellung der Schwingungsübertragung ist mittels des zweiten Verbindungsabschnitts 112, 122 mit dem zweiten Verbindungsabschnitt 112, 122 mechanisch gekoppelt. Die Einstellvorrichtung 116, 126 umfasst beispielsweise eine Schraube zur Einstellung einer Vorspannkraft des Verbindungsabschnitts 112, 122.
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Eine Schiene 118, 128 in Form einer Linearführung begrenzt die Bewegung des passiven Schwingungselements 110, 120.
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Das passive Schwingungselement 110, 120 ist in einem Beispiel nur mit der Abdeckscheibe 104 und keiner anderen Komponente der Beleuchtungseinrichtung 100 verbunden. Ein separater Verschmutzungssensor 142 ermittelt zusätzlich oder alternativ den Verschmutzungsgrad und übermittelt ein entsprechendes Signal S 142 an die Steuereinheit 140.
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In Abhängigkeit von dem Verschmutzungsgrad ermittelt die Steuereinheit 140, dass die Abdeckscheibe 104 von außen verschmutzt ist und gereinigt werden muss. Ist dies der Fall, so wird eine Fluidabgabeeinrichtung 150 umfassend eine Pumpe 152 und eine Abgabeeinrichtung 154 dazu betrieben, Reinigungsfluid 156 auf den Abschnitt 134 der Abdeckscheibe 104 abzugeben. Die Pumpe 152 wird mittels eines Signals S_152 angesteuert.
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Bei einer Verschmutzung der Abdeckscheibe 104 wird das Sperrglied 108 so betrieben, dass die zur Abreinigung der Außenseite der Abdeckscheibe 104 verwendbaren Schwingungen von dem Gehäuse 102 in die Abdeckscheibe 104 eingekoppelt werden.
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Wird hingegen festgestellt, dass keine Verschmutzung der Abdeckscheibe 104 vorliegt, so wird das Sperrglied 108 so betrieben, dass die zur Abreinigung der Außenseite der Abdeckscheibe 104 verwendbaren Schwingungen nur gedämpft oder gar nicht in die Abdeckscheibe 104 eingekoppelt werden.
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Um die in dieser Beschreibung erläuterten Verfahren durchzuführen, ist auf einem Speicher M der Steuereinheit 140 ein Computerprogrammcode C abgespeichert. Der Computerprogrammcode C wird zum Betreiben des jeweiligen Verfahrens auf einem Prozessor P ausgeführt.
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2 zeigt ein schematisch dargestelltes Ablaufdiagramm zum Betreiben der Beleuchtungseinrichtung 100 aus 1. In einem Schritt 202 beginnt das Verfahren. Ein Ermitteln eines ersten Zustandes, welcher eine äußere Verschmutzung der Abdeckscheibe 104 indiziert, erfolgt in einem Schritt 204.
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In einem Schritt 206 wird anhand des Ergebnisses aus dem Schritt 204 ermittelt, welcher Zustand der Abdeckscheibe vorliegt.
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Ist die Scheibe verschmutzt, so wird in den Schritt 210 gewechselt. Ein Abgeben eines Reinigungsfluid auf die Abdeckscheibe 104, wenn der erste Zustand ermittelt wurde, erfolgt in dem Schritt 210. Ein Betreiben des Sperrgliedes 108 derart, dass das Sperrglied 108 eine Schwingungsübertragung von dem Gehäuse 102 auf die Abdeckscheibe 104 erhöht, wenn der erste Zustand ermittelt wurde, erfolgt in Schritt 212.
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Wird hingegen ermittelt, dass die Abdeckscheibe 104 nicht verschmutzt ist, so wird in einen Schritt 220 gewechselt. Es wird also ein zweiter Zustand ermittelt, welcher keine äußere Verschmutzung der Abdeckscheibe 104 indiziert. Im Schritt 220 wird die Abgabe des Reinigungsfluids auf die Abdeckscheibe reduziert oder verhindert oder gestoppt. Ein Betreiben des Sperrgliedes 108 derart, dass das Sperrglied 108 eine Schwingungsübertragung von dem Gehäuse 102 auf die Abdeckscheibe 104 begrenzt, wenn der zweite Zustand ermittelt wurde, erfolgt in einem Schritt 222.
