-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verstellen der Lichtaustrittsrichtung eines Kraftfahrzeugscheinwerfers nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Kraftfahrzeugscheinwerfer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4 . Diese Gegenstände sind aus der
DE 100 21 040 A1 bekannt.
-
Verstellvorrichtungen der eingangs genannten Art werden dazu eingesetzt, die Lichtaustrittsrichtung eines Kraftfahrzeugscheinwerfers an den Radius einer durchfahrenen Kurve anzupassen, um eine optimale Ausleuchtung der Fahrbahn, insbesondere auch in Kurven mit einem kleinem Kurvenradius, zu erreichen. Dazu ist eine mechanische Kopplung der Verstellvorrichtung mit einer Komponente des Lenkmechanismus des Kraftfahrzeugs, bspw. direkt mit einem Lenkrad des Kraftfahrzeuges, vorgesehen. Die mechanische Kopplung ist bspw. als Bowdenzug ausgebildet.
-
Die mechanische Kopplung bewirkt eine Schwenkbewegung des Kraftfahrzeugscheinwerfers um eine zu einer Hochachse des Kraftfahrzeugs etwa parallelen Drehachse, wobei der Winkel, um den der Kraftfahrzeugscheinwerfer verschwenkt wird, vom Lenkradeinschlag und damit direkt vom Lenkwinkel abhängig ist. Es können nur bestimmte Teile des Scheinwerfers, die die Lichtaustrittsrichtung beeinflussen (z.B. Reflektor, Lichtquelle, Abbildungsoptiken, etc.), oder es kann der gesamte Scheinwerfer (einschließlich Gehäuse und Abdeckscheibe) in der Einbauöffnung der Kraftfahrzeugkarosserie verschwenkt werden.
-
Eine derartige Verstellung der Strahlrichtung eines Kraftfahrzeugscheinwerfers mit dem Ziel einer besseren Ausleuchtung einer durchfahrenen Kurve wird auch als Kurvenlicht bezeichnet. Die Nachteile bekannter Kurvenlicht-Systeme basieren auf der mangelnden Flexibilität der mechanischen Kopplung zwischen Lenkrad und Verstellvorrichtung. Weder existieren Freiheitsgrade bei der mechanischen Einstellung der Strahlrichtung, wie bspw. eine drehzahlabhängige Übersetzung zwischen Lenkwinkel und Strahlrichtung des Scheinwerfers, zur Berücksichtigung von speziellen fahrdynamischen Zuständen, insbesondere im Grenzbereich des Kraftfahrzeugs, noch ist eine einfache Applizierbarkeit des Kurvenlicht-Systems gewährleistet. Für unterschiedliche Fahrzeugmodelle und infolgedessen unterschiedliche Einbausituationen im Motorraum sind jeweils aufwendige Anpassungen wie z. B. eine besondere Länge und Führung der Bowdenzüge erforderlich. Eine Diagnose der anfälligen Mechanik ist nur durch eine aufwendige Inspektion der betreffenden Komponenten möglich.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, das Verstellen eines Kraftfahrzeugscheinwerfers flexibler zu gestalten. Insbesondere soll eine Verstellvorrichtung eine bessere Anpassbarkeit an unterschiedliche Kraftfahrzeuge sowie eine bessere Diagnostizierbarkeit und Systemerweiterbarkeit bei gleichzeitig geringerer Einbaugröße aufweisen.
-
Ausgehend von einer Verstellvorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
-
Vorteile der Erfindung
-
Durch die aus einem Kugelgelenk und nur einem Rahmen bestehende Aufhängung, bei der das Kugelgelenk über den Rahmen mit dem Gehäuse des Kraftfahrzeugscheinwerfers verbunden ist, ergibt sich eine besonders platzsparende Realisierung. Außerdem erlaubt das Kugelgelenk eine Verschwenkung des Rahmens um zwei Drehachsen. Dadurch, dass die Lagerung des Rahmens zusätzlich zu einer durch die Aufhängung erfolgenden Lagerung durch die Ankopplung der sich am Gehäuse abstützenden Elektromotoren erfolgt, können prinzipbedingt mehrere Lagerstellen entfallen, was zu einer platzsparenden Realisierung beiträgt.
-
Durch die Verwendung von Elektromotoren zum Verschwenken der Lichtaustrittsrichtung des Kraftfahrzeugscheinwerfers kann auf eine mechanische Kopplung zwischen dem Lenkrad oder anderen Teilen des Lenksystems des Kraftfahrzeugs und der Verstellvorrichtung verzichtet werden. Der Elektromotor kann direkt im Kraftfahrzeugscheinwerfer angeordnet sein und benötigt daher keinen Einbauraum außerhalb des Scheinwerfergehäuses. Ein weiterer Vorteil besteht in der besseren Anpassbarkeit der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung dadurch, dass bisher fahrzeugtypspezifische Teile, nämlich die Bowdenzüge, entfallen. Eine Ansteuerung des Elektromotors kann über Steuerleitungen erfolgen, die in einen bereits vorhandenen Kabelbaum zur Versorgung des Kraftfahrzeugscheinwerfers integriert werden können. Alternativ kann die Ansteuerung auch über sowieso im Fahrzeug vorhandene Bussysteme erfolgen.
-
Der Teil des Kraftfahrzeugscheinwerfers, der von den Elektromotoren verschwenkt wird, kann aus einem ganzen Lichtmodul, d.h. einer Einheit aus Lichtquelle und Linse und/oder Reflektor bestehen. Es ist jedoch auch möglich, nur eine in der Aufhängung gehaltene Lichtquelle relativ zu einem im Scheinwerfer fest angebrachten Reflektor zu verschwenken. Ebenso kann die Lichtquelle fest mit dem Scheinwerfer verbunden sein und ein in der Aufhängung gelagerter Reflektor wird relativ zu der Lichtquelle verschwenkt.
-
Die Erfindung sieht vor, dass zusätzlich eine weitere Schwenkbewegung mindestens des Teils des Kraftfahrzeugscheinwerfers um eine zu einer Querachse des Kraftfahrzeugs etwa parallele weitere Drehachse ausführbar ist, und dass die Vorrichtung einen weiteren Elektromotor zur Ausführung der weiteren Schwenkbewegung aufweist. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass mit einer erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung gleichzeitig ein Kurvenlicht-System und ein System zur Regelung der Leuchtweite des Kraftfahrzeugscheinwerfers bereitgestellt wird.
-
Vorteilhafterweise sind die Elektromotoren als Gleichstrom- oder Wechselstrommotor, ausgebildet.
-
Es ist auch möglich, dass die Elektromotoren als Schrittmotor ausgebildet sind.
-
Zur Verwirklichung der Kurvenlichtfunktion wird die Schwenkbewegung bevorzugt durch einen Elektromotor in Abhängigkeit des Radius einer durchfahrenen Kurve ausgeführt.
-
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird zusätzlich eine weitere Schwenkbewegung mindestens des Teils des Kraftfahrzeugscheinwerfers um eine zu einer Querachse des Kraftfahrzeugs etwa parallele weitere Drehachse ausgeführt, wobei die weitere Schwenkbewegung durch Antriebsmittel ausgeführt wird.
-
Bevorzugt ist auch, dass die Ermittlung des Kurvenradius durch Auswertung von Lenkwinkelsensorsignalen, Raddrehzahlsignalen, Gierraten- bzw. Beschleunigungssensorsignalen, Satelliten- oder sonstigen Navigationsdaten oder mit Hilfe einer Kombination daraus durchgeführt wird. Vorteilhafterweise werden die zur Ermittlung des Kurvenradius notwendigen Abläufe von einem elektronischen Steuergerät ausgeführt, werden Ansteuersignale für den Elektromotor und die Antriebsmittel von dem elektronischen Steuergerät in Abhängigkeit des ermittelten Kurvenradius ermittelt und werden der Elektromotor und die Antriebsmittel von dem elektronischen Steuergerät mit diesen Ansteuersignalen beaufschlagt.
-
Eine Kombination der vorstehend genannten Sensorsignale bzw. Daten zur Ermittlung des Kurvenradius der durchfahrenen Kurve trägt dazu bei, die tatsächliche Fahrsituation genauer zu erfassen und damit einen genaueren Wert für den Kurvenradius zu erhalten.
-
Ebenso ist es denkbar, dass das elektronische Steuergerät einen zuvor von einem anderen elektronischen Steuergerät ermittelten Kurvenradius zur Berechnung von Ansteuersignalen für den Elektromotor bzw. die Antriebsmittel verwendet.
-
Figurenliste
-
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
- 1 zeigt schematisch eine nicht erfindungsgemäße Verstellvorrichtung, und
- 2 zeigt schematisch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung.
-
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
-
In den 1 und 2 sind Verstellvorrichtungen für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer 4 dargestellt. Die Vorrichtungen dienen zum Verstellen der Lichtaustrittsrichtung des Kraftfahrzeugscheinwerfers 4.
-
Die in 1 abgebildete Ausführungsform einer Verstellvorrichtung weist eine kardanische Aufhängung 2 auf, die einen ersten, äußeren Rahmen 7 sowie einen zweiten, inneren Rahmen 8 umfasst. Die Rahmen 7, 8 sind jeweils drehbar gelagert, wobei der Rahmen 7 um eine Drehachse B und der Rahmen 8 um eine Drehachse A drehbar ist.
-
Dem Rahmen 7 ist ein erster Elektromotor 5b, dem Rahmen 8 ein zweiter Elektromotor 5a zugeordnet. Beide Elektromotoren 5a, 5b sind über Steuerleitungen 28a, 28b mit einem Steuergerät 30 verbunden. Der erste Elektromotor 5b ist in einem Gehäuse des Scheinwerfers 4 befestigt, ebenso ist die Drehachse B in dem Scheinwerfergehäuse angeordnet.
-
Mit der in 1 dargestellten Verstellvorrichtung ist ein Verschwenken eines die Lichtaustrittsrichtung des Scheinwerfers 4 beeinflussenden Teils 3 des Scheinwerfers 4 um die Drehachsen A und B möglich. Die jeweiligen Schwenkbewegungen sind durch die den Drehachsen A, B zugeordneten Doppelpfeile 1, 6 symbolisiert.
-
Die Drehachse A verläuft etwa parallel zu einer Hochachse des Kraftfahrzeugs, die Drehachse B ist etwa parallel zu einer Querachse des Kraftfahrzeugs ausgerichtet. Auf diese Weise ist mit einer Verstellvorrichtung durch die Schwenkbewegung 1 eine Kurvenlicht-Funktion und durch die Schwenkbewegung 6 eine Einstellung der Leuchtweite des Kraftfahrzeugscheinwerfers 4 realisierbar.
-
Die Schwenkbewegung 1 wird bewirkt, indem das Steuergerät 30 den Elektromotor 5a über die Steuerleitung 28a ansteuert. Analog dazu wird die Schwenkbewegung 6 bewirkt, indem das Steuergerät 30 den Elektromotor 5b über die Steuerleitung 28b ansteuert.
-
Das Teil 3 des Kraftfahrzeugscheinwerfers, das von den Elektromotoren 5a, 5b verschwenkt wird, kann aus einem ganzen Lichtmodul, d.h. einer Einheit aus Lichtquelle und Reflektor und/oder Linse bestehen. Es ist jedoch auch möglich, nur eine in der Aufhängung 2 gehaltene Lichtquelle relativ zu einem im Scheinwerfergehäuse 4 fest angebrachten Reflektor zu verschwenken. Ebenso kann die Lichtquelle fest mit dem Scheinwerfergehäuse 4 verbunden sein und ein in der Aufhängung 2 gelagerter Reflektor oder eine Linse wird relativ zu der Lichtquelle verschwenkt.
-
Die Ansteuerung der Elektromotoren 5a, 5b kann einzeln erfolgen, d.h. es wird entweder nur Elektromotor 5a angesteuert, der das Kurvenlicht verstellt, oder es wird nur Elektromotor 5b angesteuert, der die Leuchtweite des Scheinwerfers verstellt. Darüber hinaus kann die Ansteuerung der Elektromotoren 5a, 5b aber auch gleichzeitig erfolgen, um das Kurvenlicht zeitgleich mit der Leuchtweite zu verstellen.
-
2 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung, die eine besonders platzsparende Aufhängung 2 aufweist, welche aus einem Kugelgelenk 10 und einem Rahmen 9 besteht, der über das Kugelgelenk 10 mit dem Gehäuse des Scheinwerfers 4 verbunden ist.
-
An der Unterkante des Rahmens 9 sind in jeweils gegenüberliegenden Ecken des Rahmens 9 Elektromotoren 15a, 15b angebracht. Sie sind mit dem Scheinwerfergehäuse verbunden und bewirken Schwenkbewegungen 1, 6 des Rahmens 9 um die Drehachsen A, B, indem sie über Steuerleitungen 28a, 28b vom Steuergerät 30 mit Ansteuersignalen beaufschlagt werden.
-
Im Gegensatz zur kardanischen Aufhängung aus 1 sind die Kraftwirkungen der Elektromotoren 15a, 15b nicht derart ausgerichtet, dass eine Ansteuerung nur eines der Elektromotoren 15a, 15b entweder nur eine Kurvenlicht- oder Leuchtweiten-Verstellung bewirkt. Um lediglich eine dieser beiden Verstellfunktionen zu erhalten, muss das Steuergerät 30 beide Elektromotoren 15a, 15b gleichzeitig nach einem berechneten oder in einer Wertetabelle in einem Speicher des Steuergeräts 30 abgelegten Muster ansteuern.
-
Bei diesem Prinzip wird nur ein Rahmen 9 benötigt und es entfallen prinzipbedingt mehrere Lagerstellen. Beispielsweise übernimmt die Motorankopplung der Elektromotoren 15a, 15b bereits die Lagerung des Rahmens 9.
-
Auch Schrittmotoren können als Antriebsmittel eingesetzt werden, ferner ist die Verwendung von pneumatischen oder hydraulischen oder elektromagnetischen Stelleinrichtungen denkbar. Sehr vorteilhaft bei all diesen Antriebsmitteln ist deren Anordnung innerhalb des Scheinwerfergehäuses 4. Dadurch wird kein zusätzliches Einbauvolumen im Motorraum des Kraftfahrzeugs benötigt.
-
Durch die Verwendung von Elektromotoren ist eine Energieversorgung sehr leicht über bereits vorhandene Kabelbäume zur Versorgung der Scheinwerfer möglich. Falls das Steuergerät 30 nicht direkt im Scheinwerfer angebracht ist, können die Steuerleitungen 28a und 28b ebenfalls in einem vorhandenen Kabelbaum zu den Elektromotoren geführt werden.
-
Es ist auch denkbar, die Ansteuersignale für die Elektromotoren 5a, 5b, 15a, 15b über ein Bussystem wie z.B. einen CAN-Bus vom Steuergerät 30 an die Elektromotoren 5a, 5b, 15a, 15b zu übertragen und die Elektromotoren 5a, 5b, 15a, 15b mit eigenen Sende- und Empfangsmitteln für die CAN-Kommunikation auszustatten.
-
Als Eingangsgröße für die Verstellung des Kurvenlichts wird der Radius einer durchfahrenen Kurve verwendet, der zunächst von dem Steuergerät 30 zu ermitteln ist. Dies kann mit Hilfe eines Lenkwinkelsensorsignals, über die Auswertung der Drehzahlsignale mehrere Fahrzeugräder, mit Hilfe einer Gierrate des Kraftfahrzeugs oder auch der Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs erfolgen. Sehr vorteilhaft können auch satellitengestützte oder auf digitalisierten Straßenkarten abgelegte Navigationsdaten zur Ermittlung des Radius der durchfahrenen Kurve mit einbezogen werden. Eine Kombination der vorstehend genannten Mittel ist besonders sicher, da sich in diesem Fall die Möglichkeit von Plausibilitäts- und Kontrollrechnungen ergibt.
-
Es ist weiterhin denkbar, dass das Steuergerät 30 bereits ermittelte und/oder aufbereitete Werte des Radius der durchfahrenen Kurve von anderen Steuergeräten des Kraftfahrzeugs, wie z.B. von Steuergeräten zur Regelung des Bremssystems bzw. der Fahrdynamik, erhält, wobei die Kommunikation der Steuergeräte über einen CAN-Bus oder dergleichen erfolgen kann.
-
Die leichte Applizierbarkeit der vorbeschriebenen Verstellvorrichtung an verschiedene Fahrzeugtypen ist gewährleistet, da alle Komponenten der Verstellvorrichtung entweder direkt in oder an dem ohnehin fahrzeugspezifischen Scheinwerfer 4, vorzugsweise innerhalb des Scheinwerfergehäuses, angebracht oder über einen ebenfalls fahrzeugspezifischen Kabelbaum anbindbar sind.
-
Eine Diagnose der Verstellvorrichtung erfolgt über das Steuergerät 30, das einen Fehlerspeicher aufweist, der z.B. bei der Wartung des Kraftfahrzeugs auslesbar ist.
