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Die
Erfindung betrifft ein Scheinwerfersystem eines Kraftfahrzeugs mit
mindestens einem ersten und einem zweiten vorderen Hauptscheinwerfer zum
Erzeugen insbesondere eines Abblendlichtbündels gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs
des Anspruchs 1.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft genauer ein AFS-Scheinwerfersystem
(Advanced Front Lighting), bei welchem Einrichtungen zum Verändern der Helligkeit
und des Ausleuchtungsbereichs vorgesehen sind, also sogenannte adaptive
Scheinwerfersysteme mit je nach Fahrsituation und Helligkeitszustand
veränderbaren
Leuchtweiten und Leuchtrichtungen. Die derzeitige technologische
Entwicklung von Scheinwerferanlagen und -systemen beschäftigt sich
zunehmend mit derartigen adaptiven, veränderlichen Scheinwerfersystemen,
um verbesserte Sichtbedingungen auch in unterschiedlichen Situationen zu
erreichen. Beispielsweise sind sogenannte statische Kurvenlichter
(Abbiegelicht) bekannt, bei denen zur Ausleuchtung einer Kurve ein
zusätzliches
seitliches Scheinwerferlicht eingeschaltet wird. Andere Versuche,
die situationsbedingte Ausleuchtung im vorderen Bereich des Fahrzeuges
zu verbessern, betreffen das dynamische Anpassen des Abblendlichts eines
Fahrzeuges innerhalb von Kurven, eine verstärkte Ausleuchtung des Randbereichs
bei Überlandfahrten
oder bei Regen sowie eine Ausblendung oder Reduktion der Lichtintensität im mittleren
vorderen Bereich direkt vor dem Fahrzeug zur Vermeidung von verstärkter Reflexion
und Blendung des Gegenverkehrs.
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Zur
Verwirklichung dieser neuartigen Funktionen und Beleuchtungsarten
werden einerseits zusätzliche
Scheinwerfer zu den normalen Abblend-Frontscheinwerfern vorgeschlagen,
die situationsbedingt für
eine erweiterte oder verstärkte
Ausleuchtung zum Beispiel des rechten Straßenrandes zugeschaltet werden.
Das Problem derartiger Zusatzscheinwerfer besteht darin, dass die
Gefahr einer Überschreitung
der höchstzulässigen Lichtstärke nach
den Vorschriften für
Beleuchtungssysteme von Kraftfahrzeugen besteht. Neben dem zusätzlichen Teile-
und Montageaufwand sind daher hierbei aufwendige Lichtintensitäts-Überwachungs- und -Reduzierungsmittel
vorzusehen.
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Zum
Erzeugen eines sogenannten "Regen-Abblendlichts" (Licht der „Klasse
W" nach der AFS-Regelung),
bei welchem im mittleren vorderen Entfernungsbereich eine abweichende
Lichtverteilung gegenüber
dem normalen Abblendlicht von Frontscheinwerfern erzeugt wird, ist
es ebenso vorgeschlagen worden, besondere Zusatzscheinwerfer hierfür vorzusehen,
die anstelle der oder zusätzlich zu
den normalen Abblendlicht-Scheinwerfern eingeschaltet werden. Dies
bedeutet einen erheblichen Mehraufwand an Teilen und eine zusätzliche
Montage am Fahrzeug und damit erhöhte Kosten und eine erhöhte technische
Komplexität.
Andererseits sind Scheinwerfer hierfür vorgeschlagen worden, welche eine
zusätzliche
bewegliche Blende aufweisen, über welche
die abweichende Lichtverteilung realisierbar ist. Das Problem derartiger
verstellbarer Blenden ist einerseits der Aufwand für die motorische
Betätigung und
den hierfür
erforderlichen zusätzlichen
Antrieb sowie seine Steuerung. Außerdem erzeugen derartige Blenden
scharfe Hell-Dunkel-Übergänge zwischen
dem beleuchteten Bereich und den näher am Fahrzeug liegenden,
abgeblendeten Zonen. Derartige scharfe Helligkeitsübergänge sind
beim Fahren des Kraftfahrzeugs insbesondere auf unebenen Fahrbahnen äußerst störend.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein
Scheinwerfersystem für
Kfz-Frontscheinwerfer, insbesondere für das Abblendlicht, mit vergrößerter Variabilität hinsichtlich der
Beleuchtungsarten vorzuschlagen, welches ohne einen stark vergrößerten,
teilebezogenen Zusatzaufwand bei möglichst geringen Kosten realisierbar
ist. Das Scheinwerfersystem gemäß der Erfindung
soll insbesondere verschiedene Arten eines Abblendlichts mit ein
und denselben Scheinwerfern ohne zusätzliche Scheinwerfer ermöglichen.
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Diese
Aufgabe wird mit dem Scheinwerfersystem mit den Merkmalen gemäß Anspruch
1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand
der abhängigen
Ansprüche.
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Vorteile der
Erfindung
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Das
Scheinwerfersystem gemäß der vorliegenden
Erfindung weist mindestens einen ersten und einen zweiten vorderen
Hauptscheinwerfer auf zum Erzeugen von insbesondere einem Abblendlichtbündel, wobei
dessen Gesamtlichtbündel
aus zwei Teillichtbündeln
gebildet wird, wobei mindestens einer der Scheinwerfer mit einer
horizontalen Verstelleinrichtung ausgestattet ist. Das Scheinwerfersystem ist
erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet, dass die Teillichtbündel hinsichtlich ihrer Lichtintensität und -verteilung
doppelt asymmetrisch ausgebildet sind in einer solchen Weise, dass
mittels der horizontalen Verstelleinrichtung der Scheinwerfer durch
eine horizontale, relative Verlagerung von mindestens einem der
Teillichtbündel
um einen Verlagerungswinkel α verschiedene
Arten eines Abblendlichts innerhalb der Grenzen von jeweils höchstzulässigen Lichtstärken erzeugbar
sind. Die horizontale Verstelleinrichtung kann eine schwenkbare
Optik für
ein Kurvenlicht innerhalb des Scheinwerfers sein oder eine andere Art
der Verstellung eines Teillichtbündels.
Die Teillichtbündel
sind neuartig in dem Sinne, dass die Lichtintensität und -verteilung
innerhalb jedes der beiden Teillichtbündel doppelt asymmetrisch ausgebildet
ist, was bedeutet, dass nicht nur in vertikaler Richtung die für das normale
Abblendlicht charakteristische Asymmetrie zum Erzeugen der Hell-Dunkel-Grenze
am oberen Rand gegeben ist, sondern auch eine asymmetrische Lichtintensität in vertikaler und/oder
horizontaler Richtung im darunter liegenden Bereich. Die letztere
ist charakteristisch für
die erfindungsgemäßen Teillichtbündel und
ermöglicht
in Kombination mit der horizontalen Verstellung bzw. Verlagerung
der Teillichtbündel,
unterschiedliche Arten eines Abblendlichts oder Scheinwerferlichts
auf einfache Weise zu erzeugen, ohne dass zusätzliche Teil-Scheinwerfer oder
Antriebs-Einrichtungen für Blenden,
Walzen oder dergleichen erforderlich sind. Insbesondere vermeidet
die Erfindung den konstruktiv aufwendigen Einsatz von verstellbaren,
beweglichen Zusatzblenden innerhalb des Scheinwerfers und die mit
diesen verbundenen scharfen Grenzen in den Übergangszonen zwischen Hell-
und Dunkel-Bereichen
im den Leuchtzonen direkt vor dem Fahrzeug.
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Als
eine von unterschiedlichen Arten eines Abblendlichts kann beispielsweise
ein Basis-Abblendlicht ("Klasse
C" nach der AFS-Regelung)
mit je nach Fahr- und Lichtsituation einer erweiterten oder verstärkten Ausleuchtung
des rechten Straßenrandes
oder dergleichen erzeugt werden. Ein Regen-Abblendlicht (Abblendlicht der „Klasse
W" nach der AFS-Regelung) kann ebenso
auf einfache Weise erzeugt werden, wobei hier im mittleren Entfernungsbereich
eine abweichende Lichtverteilung gegenüber dem Basis-Abblendlicht
erforderlich ist, die durch einfache Verlagerung der Teillichtbündel um
einen bestimmten Wert auf einfache Weise realisierbar ist. Auch
kann ein sogenanntes Autobahn-Abblendlicht (Licht
der „Klasse
E" nach der AFS-Regelung)
ohne Zusatzaufwand erzeugt werden, wobei hier die Teillichtbündel derart
zueinander eingestellt werden, dass ein enger konzentriertes Gesamtlichtbündel erzeugt
wird, welches weiter als das herkömmliche Abblendlicht reicht.
Die Arten von Lichtverteilungen und -intensitäten mit ein und denselben Scheinwerfern können mit
dem erfindungsgemäßen System
in einem weiten Bereich und auch in stufenweiser Abgrenzung zueinander
variiert werden. Die höchstzulässige Lichtstärke des
Gesamtlichtbündels
wird in jedem Bereich dennoch eingehalten, da die Teillichtbündel in
ihrer Intensitätsverteilung
und dem Verlauf der Intensitätsgradienten
hierauf spezifisch angepasst sind. Die doppelt asymmetrische Lichtverteilung
der einzelnen Teillichtbündel
ermöglicht
dies. Die Realisierung dieser doppelt asymmetrischen Lichtverteilung
innerhalb der Teillichtbündel
kann über
jedes, dem Fachmann hierfür
bekannte Mittel erreicht werden, beispielsweise durch eine Einrichtung
zur Intensitätsveränderung
oder durch eine spezifische Form eines Reflektors.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass die
Asymmetrien der Teillichtbündel
eines Scheinwerfersystems für
Kraftfahrzeuge ausgenutzt werden können, um durch Variation der
Abstrahlrichtung der Scheinwerfer und damit durch eine Variation
der Überlagerung
der Teillichtbündel
Gesamtlichtbündel
mit unterschiedlichen Charakteristiken zu erzeugen. Die Asymmetrien
der Teillichtbündel
betreffen sowohl die Kontur, das heißt die Form, der charakterisierenden
Linien gleicher Beleuchtungsstärke
(Isoluxlinien), welche auf einem Messschirm in 25 m Entfernung erzeugt
werden, als auch die Gradienten der Lichtintensität an den
verschiedenen Stellen der Teillichtbündel, das heißt die örtliche
Dichte der besagten Isoluxlinien.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Form der Teillichtbündel jeweils
derart, dass in vertikaler Richtung an ihrem oberen Rand eine stark
abfallende Lichtintensität
zur Bildung einer Hell-Dunkel-Grenze
erzeugt wird und nach unten eine hierzu vergleichsweise gleichmäßig abfallende Lichtintensität gegeben
ist, und wobei in horizontaler Richtung bezogen auf den Ort der
maximalen Lichtintensität
jedes Teillichtbündel
eine deutliche Asymmetrie aufweist.
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Hierdurch
lassen sich auch bei einer stärkeren
oder weniger starken Überlagerung
der Teillichtbündel
mittels des erfindungsgemäßen Scheinwerfersystems
jeweilige Gesamtlichtbündel
erzeugen, die im Zusammenhang mit der horizontalen Verstelleinrichtung
moderner Scheinwerfer jeweils unterschiedliche Beleuchtungsarten
innerhalb der Grenzen einer maximalen Lichtintensität zu realisieren
ermöglichen.
Für unterschiedliche
Fahr- und Straßensituationen
ebenso wie für
unterschiedliche Licht- und Wetterverhältnisse können dementsprechend spezifisch
angepasste Lichtverteilungen und -intensitäten erzeugt werden. Dies kann
erfindungsgemäß auf sehr
einfache Weise und ohne zusätzliche Scheinwerfer
oder spezifische Verstellkonstruktionen – außer der ohnehin bei AFS-Systemen
vorhandenen Horizontal-Verstelleinrichtung – erfolgen. Lediglich die Lichtintensität der einzelnen
Teillichtbündel
ist entsprechend der Erfindung auszubilden bzw. einzustellen, und
eine bei modernen und zukünftigen
Fahrzeugen ohnehin vorhandene horizontale Verstelleinrichtung in
mindestens einer der Optikeinheiten eines Hauptscheinwerfers ist
vorzusehen. Die horizontale Verstelleinrichtung muss entsprechend
angesteuert werden, um die genannten zusätzlichen Arten des Abblendlichts
zu erzeugen.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die Teillichtbündel ihren
Punkt der maximalen Lichtstärke
in Bezug auf die horizontale Verteilung rechts oder links am Rande oder
außerhalb
des mittleren Drittels auf, anstelle der annähernd mittigen Position bei
herkömmlichen Lichtbündeln. Die
Asymmetrie hinsichtlich des Punktes der maximalen Lichtstärke bedeutet,
dass sich das jeweilige Teillichtbündel in Richtung nach außen (bezogen
auf das Gesamtlichtbündel)
jeweils weiter erstreckt als in Richtung nach innen, da die spätere Ausrichtung
der Teillichtbündel
am Fahrzeug so vorzunehmen ist, dass sich die Punkte der maximalen Lichtstärke jeweils
annähernd
in Achsrichtung oder in Fahrtrichtung des Fahrzeugs befinden. Alternativ bzw.
zusätzlich
ist dies auch in vertikaler Richtung bezogen auf die horizontale
Hell-Dunkel-Grenze der Fall, jedoch in einem weniger ausgeprägten Maße. Vorzugsweise
weist die erfindungsgemäße, asymmetrische
Lichtverteilung in horizontaler Richtung örtlich jeweils stark verschiedene
bzw. variierende Intensitätsgradienten
auf. Stark verschiedene Intensitätsgradienten
bedeuten, dass der Verlauf bzw. die Steigung der Lichtintensität an verschiedenen
Stellen des Lichtbündelbereiches
bezogen auf die Horizontale stark unterschiedlich ist.
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Die Überlagerung
der Teillichtbündel
kann mittels der Verstelleinrichtung variiert werden und beispielsweise
durch eine Überlagerung
durch Übereinanderlegen
der jeweiligen Punkte der stärksten Lichtintensität der Lichtbündel oder
leicht versetzt hierzu erfolgen.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der
Intensitätsgradient
eines jeden der Teillichtbündel
auf der sich weniger weit erstreckenden Seite jeweils im Bereich
von 30 bis 90°, vorzugsweise
von 30 bis 70°,
bezogen auf die Horizontale. Vorzugsweise ist gemäß der Erfindung
der Intensitätsgradient
an dieser Stelle (horizontal weniger weit sich erstreckender Bereich) der
Teillichtbündel
stark variierend. Die Form der Isoluxlinien kann hierzu beispielsweise
geringfügig
konkav ausgebildet werden. Es ist jedoch ebenso möglich, dass
Teilen des Verlaufs der Isoluxlinien in diesem Bereich der Teillichtbündel eine
gerade oder konvexe Form gegeben wird.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das erfindungsgemäße Scheinwerfersystem
eine horizontale Verstelleinrichtung auf, die angepasst ist zur
Verlagerung des sich weiter nach rechts erstreckenden Teillichtbündels. Hierdurch
werden keine über
die vorgeschriebene Hell-Dunkel-Grenze
reichenden Winkelzonen der Teillichtbündel ausgeleuchtet. Außerdem wird
eine verstärkte Ausleuchtung
des rechten Straßenrandes
hierdurch erreicht. Alternativ kann eine Verlagerung auch an dem
sich weiter nach links erstreckenden Teillichtbündel erfolgen, sofern dieses
derart gestaltet ist, dass seine Hell-Dunkel-Grenze zum oberen Winkelraum
hin im wesentlichen keinen asymmetrisch ansteigenden Teil aufweist.
Weiter alternativ kann auch eine Verlagerung an beiden Teillichtbündeln erfolgen, wobei
hierdurch die Verlagerungswinkel jeweils aufgeteilt werden können in
einer Weise, um den Wert der sich ergebenden maximalen Lichtstärke des
Gesamtlichtbündels
in einem gewissen Bereich variieren zu lassen.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die
horizontale Verstelleinrichtung angepasst zur graduellen Verlagerung
von mindestens einem der beiden Teillichtbündel. Unter gradueller Verlagerung
wird vorliegend eine Verstellung der horizontalen Ausrichtung des
jeweiligen Teillichtbündels
verstanden. Durch die graduelle Verlagerung bzw. Verstellung um
einen Winkel α können je nach
Fahr- und Straßensituation
auch Zwischenzustände
in der Verteilung und Intensität
des sich ergebenden Abblendlichts eingestellt werden. Es kann beispielsweise
hierdurch auch ein weniger auffälliger, das
heißt
gleitender Übergang
zwischen den verschiedenen Lichtbündeln erzeugt werden, wobei
das Gesamtlichtbündel
in seiner Lichtintensitätsverteilung
gleichmäßiger ist.
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Es
ist eine horizontale Verstelleinrichtung zur Veränderung der Lichtintensität der Teillichtbündel vorgesehen.
Mit der Verstelleinrichtung können
so unterschiedliche Bereiche eines Messschirms oder einer Fahrbahn
unterschiedlich stark ausgeleuchtet werden, und auch der Verlauf
der Lichtintensität,
das heißt
der Gradient, kann je nach Erfordernis eingestellt und angepasst
werden. Die Verstelleinrichtung kann über verstellbare Reflektoren, über elektronische
Bauteile oder jedes andere, dem Fachmann hierfür bekannte Mittel realisiert
werden.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine
Ansteuereinrichtung in Verbindung mit einer Speichereinrichtung
vorgesehen, in welcher Werte einer Verlagerung der Teillichtbündel zueinander
und/oder Werte einer Lichtintensität der jeweiligen Teillichtbündel für eine Mehrzahl von
Beleuchtungsarten gespeichert sind. Die Beleuchtungsarten können insbesondere
ein Grund-Abblendlicht,
ein Regen-Abblendlicht und ein Autobahn-Abblendlicht sein. Andere Beleuchtungsarten sind
ebenso denkbar. Durch die Speichereinrichtung können voreingestellte Werte
automatisch oder durch Fahrerbetätigung
abgerufen werden. Die jeweiligen spezifischen Beleuchtungsarten
werden in ihrer Ausbreitung, Ausdehnung und Lichtintensität dementsprechend
erzeugt.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das
sich weiter nach rechts erstreckende Teillichtbündel durch einen rechts am Fahrzeug
angebrachten bzw. dort vorgesehenen Scheinwerfer erzeugt, und das
sich weiter nach links erstreckende Teillichtbündel wird durch einen links am
Fahrzeug vorgesehenen Scheinwerfer erzeugt. Das hiermit erzeugte
Gesamtlichtbündel
ist dann um den Abstand der beiden Hauptscheinwerfereinheiten breiter,
sodass ein breiterer Ausleuchtungsbereich realisierbar ist. Alternativ
kann auch der umgekehrte Fall vorgesehen sein, nämlich dass durch den linken Scheinwerfer
das sich weiter nach rechts erstreckende Teillichtbündel und
durch den rechten Scheinwerfer das sich weiter nach links erstreckende
Teillichtbündel
erzeugt wird. In diesem Fall wird eine stärkere Überdeckung der Ausleuchtungen
durch die beiden Teillichtbündel
bereits in dem Fahrbahnbereich unmittelbar vor dem Fahrzeug erzielt,
so dass die durch die zusätzlich
asymmetrisch ausgebildeten Teillichtbündel eigentlich gegebene ungleichmäßige Ausleuchtung
im mittleren Vorfeld des Fahrzeugs durch die entgegen gerichtete
versetzte Erzeugung weitgehend aufgehoben wird.
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Zeichnungen
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung sind der nachfolgenden detaillierten
Beschreibung zu entnehmen, in welcher die Erfindung mehr im Detail in
Bezug auf die in den beigefügten
Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele
beschrieben wird. In den Figuren zeigen:
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1 ein
Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Gestaltung
von zwei Teillichtbündeln mit
doppelt asymmetrischer Lichtverteilung;
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2 ein
Gesamtlichtbündel
aus den Teillichtbündeln
gemäß 1 mit Überlagerung
der Teillichtbündel zur
Erzeugung eines Grund-Abblendlichts;
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3 ein
Gesamtlichtbündel
aus den Teillichtbündeln
gemäß 1 in
einer Überlagerung zur
Erzeugung eines Regen-Abblendlichts;
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4 zwei
Teillichtbündel
eines zweiten Ausführungsbeispiels
gemäß der Erfindung
mit im wesentlichen keinem gegen den oberen Winkelraum asymmetrisch
ansteigenden Teil der Hell-Dunkel-Grenze;
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5a und 5b unterschiedliche
Varianten einer Überlagerung
der Teillichtbündel
aus 4 bei Variierung der Art der Verlagerung der Teillichtbündel zueinander;
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6a ein
drittes Ausführungsbeispiel
von erfindungsgemäßen Teillichtbündeln in
schematischer Darstellung mit einem Gradientenwinkel von etwa 0° im auseinandergefahrenen
Zustand;
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6b, 6c und 6d Varianten
einer Erzeugung eines Gesamtlichtbündels unterschiedlicher Lichtarten
aus den Teillichtbündeln
gemäß 6a;
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7a und 7b ein
weiteres Ausführungsbeispiel
von erfindungsgemäßen Teillichtbündeln mit
einer ergänzenden
Lichtverteilung auf den Bereich des jeweils anderen Teillichtbündels für den Fall
eines Ausfalls eines der beiden Teillichtbündel;
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8 das
rechte Teillichtbündel
aus 1 im Detail, jedoch mit einem asymmetrisch ansteigenden
Teil der Hell-Dunkel-Grenze zum oberen Winkelraum hin;
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9 das
linke Teillichtbündel
aus 1 und 4 im Detail;
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10 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
eines mit dem erfindungsgemäßen Scheinwerfersystem
erzielbaren Gesamtlichtbündels;
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11 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
eines mit dem erfindungsgemäßen Scheinwerfersystem
erzielbaren Gesamtlichtbündels;
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12a und 12b einen
Intensitätsverlauf
in dem in 8 dargestellten Teillichtbündel auf einer
linearen Skala bzw. auf einer logarithmischen Skala; und
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13 ein
mittels zweier Gesamtlichtbündel gemäß 6a erzielbares
neues Gesamtlichtbündel.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
einer von einem erfindungsgemäßen Scheinwerfersystem erzeugten
Gestaltung von Teillichtbündeln 1, 2 in auseinandergefahrenem
Zustand, das heißt
ohne Überlagerung
der Teillichtbündel 1, 2.
Die Teillichtbündel 1, 2 werden
anhand von Linien gleicher Beleuchtungsstärke (sog. Isoluxlinien) auf
einem in etwa 25 m Entfernung senkrecht stehenden Prüf- oder
Messschirm dargestellt. Die Form bzw. Gestaltung der Teillichtbündel 1, 2 ist
doppelt asymmetrisch hinsichtlich ihrer Lichtverteilung. Einerseits
ist in der vertikalen Richtung eine Asymmetrie der Lichtintensität derart
gegeben, dass die für
ein Abblendlicht übliche
obere Hell-Dunkel-Grenze HD entsteht. Diese kann zum Beispiel über herkömmliche
Abdeckkappen in einer Glühlampe
für Abblendlicht
oder ohne Abdeckkappen allein durch eine entsprechende Ausformung
eines Reflektors von Scheinwerfern des Scheinwerfersystems realisiert
werden. Nach unten weist jedes Teillichtbündel 1, 2 eine
mehr oder weniger gleichmäßig abfallende
Lichtstärke
auf zur Kompensation der entfernungsabhängig erzeugten Objektbeleuchtungsstärke, das
heißt
einer höheren Lichtstärke zu den
weit entfernt liegenden Fahrbahnbereichen hin, also dichter unter
der Horizontlinie bzw. unterhalb der etwa dort verlaufenden Hell-Dunkel-Grenze
HD und einer mit zunehmendem Abstand von der Hell-Dunkel-Grenze HD stetig
geringer werdenden Lichtstärke,
also zu den näher
liegenden Fahrbahnbereichen hin, was aus einem Vergleich mit den
im Schirm-Bild gemäß 2 dargestellten Randlinien
der Straße
erkennbar wird (linker Fahrbahnrand 6, rechter Fahrbahnrand 7,
Fahrbahnmittellinie 8).
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Für die vorliegende
Erfindung besonders und charakteristisch abweichend ist die zweite
Asymmetrie in der Verteilung der Lichtintensität in der horizontalen Richtung
H. Bezogen auf den Ort bzw. das Zentrum der maximalen Lichtstärke M1,
M2 des jeweiligen Teillichtbündels 1, 2 erstreckt
sich die Lichtverteilung gemäß der vorliegenden
Erfindung auch horizontal deutlich einseitig und vorzugsweise auch mit
stark verschiedenen, örtlichen
Intensitätsgradienten
G, wobei die Richtung des Gradienten G durch den Winkel β gekennzeichnet
ist, der hier vorzugsweise im Bereich von 30° bis 70° bezogen auf die Horizontale
liegt. Bei diesem Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Form
von Teillichtbündeln 1, 2 weist
hier der Verlauf der Lichtintensität auf der weniger weit sich
erstreckenden Seite – bezogen
auf den jeweiligen Punkt der maximalen Lichtstärke M1, M2 – einen örtlich stark verschiedenen
Intensitätsgradienten
auf. Der Intensitätsverlauf
auf der sich weniger weit erstreckenden Seite hat hier einen Gradienten, der
deutlich geringer ist als der einer Hell-Dunkel-Grenze HD, jedoch
stärker
als der einer üblichen, nach
unten hin gleichmäßig abfallenden
Lichtstärke konventioneller
Abblendscheinwerfer. Die Kontur der Linien gleicher Lichtstärke (Isoluxlinien)
in diesem Bereich ist bei diesem Ausführungsbeispiel, wie in 1 gezeigt,
leicht konkav ausgebildet. Es kann aber ebenso eine gerade oder
eine konvexe Kontur eines Lichtverlaufs in diesem Bereich vorgesehen sein.
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In 2 ist
die Erzeugung eines sogenannten "Grund-Abblendlichts" aus den Teillichtbündeln 1, 2 der 1 gezeigt.
Das Grund-Abblendlicht, welches auch Licht der „Klasse C" genannt wird, wird durch Überlagern
der Teillichtbündel 1, 2 zu
einem Gesamtlichtbündel 3 erzeugt.
Dabei erfolgt die Überlagerung
durch die jeweils gerade Ausrichtung der Teillichtbündel 1, 2 mit
ihrer jeweiligen Achse (gekennzeichnet durch die hindurch verlaufenden
Vertikalen V1 und V2, wie in 1 dargestellt)
parallel zur Fahrzeugachse. Die drehbaren Teile der Scheinwerfer
befinden sich also in ihrer Grundstellung; die Vertikalen V1 und
V2 befinden sich dann in der hier gezeigten Schirm-Darstellung miteinander
in Deckung, gezeigt durch die Vertikale V in 2, die die
Vertikalen V1 und V2 enthält.
Die Verlagerungswinkel α für die beiden
Teillichtbündel 1, 2 werden
also derart gewählt,
dass die Vertikalen V1 und V2 der Teillichtbündel sich bei der Vertikalen
V des Gesamtlichtbündels 3 überlagern.
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Die
Form des Gesamtlichtbündels 3 in
der 2 entspricht im Wesentlichen der konventionellen
Lichtverteilung eines von zwei Scheinwerfern gebildeten Gesamt-Abblendlichts
von Kraftfahrzeugen.
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3 zeigt
im Vergleich zur 2 eine andere Art der Verlagerung
der Teillichtbündel 1, 2 aus 1:
Das linke Teillichtbündel 1 ist
hier um einen negativen Wert des Winkels α (gezeigt in 1)
gegenüber
der in 2 dargestellten Grundstellung in etwa parallel
zur Fahrzeugachse verschwenkt bzw. verschoben. Aufgrund der erfindungsgemäßen, spezifischen
doppelt asymmetrischen Form der Teillichtbündel 1, 2 (vgl. 1)
entsteht dann ein Gesamtlichtbündel 3,
das im unteren mittleren Bereich, das heißt unterhalb des Punktes der
maximalen Lichtstärke
M, in der Lichtintensität
und -verteilung stark reduziert ist. Hierdurch wird ein sogenanntes
Regen-Abblendlicht erzeugt (Licht der „Klasse W"), bei dem in dem vorderen unteren Bereich
eine bei Regen erforderliche Minderung der Reflexblendung hier – wie vorgeschrieben – erreicht
wird.
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Diese
Variante eines Regen-Abblendlichtes kann erfindungsgemäß auf sehr
einfache und effektive Weise realisiert werden. Anders als bei den
herkömmlichen,
bisher bekannten Systemen, bei denen über eine hereingefahrene, verstellbare
Blende in dem Scheinwerfer dieser Bereich abgeschwächt wird,
entstehen durch Überlagerung
der erfindungsgemäßen Teillichtbündel zu
einem Gesamtlichtbündel,
wie es 3 zeigt, keine scharfen Begrenzungen auf der Straßenoberfläche. Scharfe
Begrenzungen oder Übergänge von
hell zu dunkel wirken sich insbesondere bei einer Erschütterung
des Fahrzeuges und der damit einhergehenden flackernden Lichtverteilung
als sehr störend
aus.
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Die Überlagerung
der Teillichtbündel 1, 2 erfolgt
erfindungsgemäß mittels
einer horizontalen Verstelleinrichtung des Scheinwerfersystems des
Kraftfahrzeugs, welche in zukünftigen
Fahrzeugen für schwenkbares
oder dynamisches Kurvenlicht, bspw. nach der AFS-Scheinwerfer-Technologie
(adaptive Scheinwerfersysteme mit variablen Leuchtweiten und Leuchtrichtungen),
ohnehin vorzusehen sein wird. Die Überlagerung und Verstellung
der Teillichtbündel 1, 2 zueinander
kann jedoch auch mit jedem anderen, hierzu geeigneten Mittel erzeugt
werden.
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Die
Verlagerung bzw. Verstellung um einen Winkel α der Teillichtbündel 1, 2 erfolgt
bei dem Ausführungsbeispiel
der 1 , 2 und 3 vorzugsweise
an dem Teillichtbündel 1,
das sich mehr oder weniger weit nach links erstreckt. Hierdurch
wird verhindert, dass der im wesentlichen durch das rechte Teillichtbündel 2 erzeugte
15°-Anstieg
jenseits der Vertikalen V nach links verschoben wird und zu einer Blendung
entgegenkommender Verkehrsteilnehmer führt. Es wird also verhindert,
dass über
die vorgeschriebene Hell-Dunkel-Grenze
reichenden Winkelzonen ausgeleuchtet werden. Außerdem wird damit die Ausleuchtung
des linken Straßenrandes
verstärkt.
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Wenn
die Form der Teillichtbündel 1, 2 derart ist,
dass sich bei dem sich entgegen der Richtung des Gegenverkehrs weiter
erstreckenden Teillichtbündel
kein oder im Wesentlichen kein über
die Horizontlinie in den oberen Winkelraum ragender Bereich der
Lichtverteilung ergibt, d, h. wenn die Hell-Dunkel-Grenze im Wesentlichen
keinen ansteigenden Teil aufweist, wie in 4 gezeigt,
kann die Verlagerung um einen Winkel α auch an dem Teillichtbündel 2 auf
der eigenen Verkehrsseite vorgenommen werden. Das der Gegenverkehrsseite
zugewandte Teillichtbündel 1 könnte dann
mit einer asymmetrischen Hell-Dunkel-Grenze ausgeführt werden,
wie in 9 gezeigt.
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Bei
einer Gestaltung beider Teillichtbündel 1, 2 derart, dass
die Hell-Dunkel-Grenze HD zum oberen Winkelraum hin keinen oder
nahezu keinen asymmetrisch ansteigenden Teil aufweist, kann eine Aufteilung
der Verlagerung bzw.
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Verstellung
um den Winkel α auf
die beiden Teillichtbündel 1, 2 erfolgen.
Dann kann der Wert und die Lage der sich ergebenden maximalen Lichtstärke M des
erzeugten Gesamtlichtbündels 3 in
vorteilhafter Weise in einem gewissen Bereich eingestellt und situationsabhängig positioniert
werden. Weiterhin können
dann im Rahmen der Vorgaben die Verlagerung um einen Winkel α auch in
der entgegengesetzten Vorzeichen-Richtung erfolgen, d. h. die beiden Teillichtbündel werden
weiter übereinander
geschoben. Hierdurch ist eine Erzeugung weiterer vorteilhafter Gesamtlichtbündel mit
den Teillichtbündeln
gemäß der Erfindung
möglich.
Beispielsweise ergibt so ein insgesamt enger konzentriertes Gesamtlichtbündel 3 mit
jedoch einem breit gezogenen Bereich eine maximale Lichtstärke (Bereich
um M) des Gesamtlichtbündels 3,
wie es bei den Beispielen der 5a und 5b gezeigt
ist. Eine derartige Lichtverteilung kann beispielsweise für ein Autobahn-Abblendlicht (Licht
der „Klasse
E" nach AFS-Regelung) verwendet werden.
Ein solches Autobahn-Abblendlicht
ist dann, insbesondere wenn weitere eng konzentrierte Teillichtbündel (Spots)
hinzugeschaltet werden, weiterreichender als das normale Abblendlicht.
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Vorzugsweise
kann die Verlagerung bzw. Verstellung der Teillichtbündel oder
eines der Teillichtbündel
1, 2 um einen Winkel α graduell,
das heißt
in bestimmten Stufen, erfolgen. Somit können zwischen den oben beschriebenen
Lichtarten auch Zwischenzustände
in der Abblendlicht-Verteilung
und -Intensität
erzeugt werden.
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Die
Erzeugung des jeweiligen Teillichtbündels 1, 2 kann
vorzugsweise an der entsprechenden Seite am Fahrzeug durch einen
Hauptscheinwerfer erfolgen, also das nach rechts weiter sich erstreckende
Teillichtbündel
von der rechten Fahrzeugseite und das nach links sich weiter erstreckende
Teillichtbündel
von der linken Fahrzeugseite, wobei dann ein Gesamtlichtbündel 3 realisierbar
ist, das um den Abstand der Scheinwerfer zueinander breiter ist.
Durch eine Überkreuzerzeugung,
das heißt
das sich weiter nach rechts erstreckende Teillichtbündel 2 wird
aus dem linken Scheinwerfer und das sich weiter links erstreckende
Teillichtbündel 1 aus
dem rechten Scheinwerfer erzeugt, kann eine stärkere Überdeckung und damit stärkere Ausleuchtung
im mittleren und direkt vor dem Fahrzeug liegenden Bereich realisiert
werden.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
von Teillichtbündeln
eines Scheinwerfersystems gemäß der vorliegenden
Erfindung ist in 6a in Einzeldarstellung gezeigt.
Im Unterschied zu den vorigen Ausführungsbeispielen ist hier in
dem sich weniger weit erstreckenden Bereich der Teillichtbündel 1, 2 der Gradientenwinkel β in der Größenordnung
von etwa 0° gewählt worden.
Die für
das Regen-Abblendlicht im Gesamtlichtbündel erforderliche Vorfeld-Ausblendung
bzw. Aussparung eines mittleren vorderen Bereichs wird insbesondere
bei der Lichtverteilung des Spots 4 berücksichtigt. Diese kommt dann
zur Wirkung, wenn die Teillichtbündel 1, 2 relativ
zueinander auseinandergefahren bleiben, so dass eine Lücke von
beispielsweise 3° bis
10° verbleibt,
wie die Darstellung des Gesamtlichtbündels zeigt (6b).
Bei den anderen Lichtarten wird dagegen durch eine zunehmende Überlappung
der Teillichtbündel 1, 2 eine weitgehende Änderung
des Gesamtlichtbündels
erreicht, etwa für
Grund-Abblendlicht
(6c) und Autobahn-Abblendlicht (6d).
Bei dem normalen Abblendlicht (Licht der „Klasse C"), wie es 6c zeigt, überlappen
sich die Teillichtbündel 1, 2 um
einen Winkel α von
etwa 0° bis –25°. Für die Überlappung für das Autobahn-Abblendlicht
(„Klasse
E"-Lichtverteilung),
die 6d zeigt, ist der Wert noch etwas höher.
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Die 7a und 7b zeigen
ein weiteres Ausführungsbeispiel
von erfindungsgemäßen Teillichtbündeln mit
einer Mindest-Beleuchtung
des Straßenrandes
und der Straßenmitte
auf der sonst sich weniger weit erstreckenden Seite des Teillichtbündels für den Fall
eines Ausfalls eines der Teillichtbündel. Bei dieser Variante des
erfindungsgemäßen Scheinwerfersystems
wird in jedem Hauptscheinwerfer ein Teil der aus dem Reflektor im
Allgemeinen weniger oder gar nicht benötigten Abbildungen der Lichtquelle
(sogenannte Wendelbilder) in einem Winkelbereich auf der Seite abgebildet,
auf der sich das jeweilige Teillichtbündel 1 bzw. 2 sonst
weniger weit erstreckt, um den Fahrbahnrand dort mit auszuleuchten.
Diese Ausleuchtung erfolgt vorzugsweise in einer Entfernung von
etwa 25 m am Fahrbandrand und in der Fahrbahnmitte in einer Entfernung
von vorzugsweise etwa 50 m. Hiermit wird gewährleistet, dass auch bei einem
Ausfall eines der beiden Teillichtbündel weiterhin dort eine die
jeweils erforderliche Mindestlichtstärke übersteigende Lichtstärke bestehen
bleibt. Die Mindest-Beleuchtung oder Zusatzausleuchtung erfolgt
dann allein durch das jeweilige Teillichtbündel, ohne dass ein zusätzlicher Aufwand
hierzu vonnöten
wäre. Mit
den Bezugszeichen 5, 5' sind die Hilfs- bzw. Mindest-Beleuchtungen der
jeweils anderen Seite durch die erfindungsgemäßen Teillichtbündel 1, 2 in
den 7a und 7b bezeichnet.
Diese Not- oder Mindestbeleuchtung kann beispielsweise über eine
Facettierung oder gleitend abweichende Formung einer Reflektorzone
im Scheinwerfer durchgeführt
werden, wobei diese Zone vorzugsweise über oder unter der Scheinwerferachse
und in ihrer Nähe
liegt. Die Facettierung oder Abweichung in der Reflektorform ist derart,
dass von dort großmaßstäbliche Abbildungen
der Lichtquelle (sogenannte Wendelbilder) in den gewünschten
Winkelbereich 5, 5' ausgestrahlt
werden. Zusätzlich
oder alternativ kann beispielsweise auch ein optisch ablenkendes
und/oder streuendes Element in den Strahlengang des Scheinwerfers
eingefügt
werden. Beispiele hierfür
sind Prismen oder zylindrische Elemente in der vorgesetzten "Streuscheibe" oder ein vor oder
hinter der Abbildungslinse im Strahlengang angeordnetes blankes,
geschliffenes, geriffeltes oder gewelltes Reflexionselement. Als
ein solches Reflexionselement kann beispielsweise ein längs senkrecht oder
schräg
stehender Streublechstreifen, ähnlich
einem sogenannten "Overhead"-Blech, verwendet werden.
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Auf
diese Weise wird nicht nur ein adaptives und variables Scheinwerfersystem
bereitgestellt, sondern auch die Funktionssicherheit ist bei Ausfall eines
der Teillichtbündel 1, 2 weiterhin
sicher gewährleistet.
Die Sicherheit hinsichtlich der Beleuchtung des Fahrzeuges ist wesentlich
vergrößert. Unterschiedlichen
Situationen wird mit unterschiedlichen, optimal angepassten Lichtintensitäten, -verteilungen und
Ausleuchtungsbereichen jeweils entsprechend begegnet.
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Sämtliche
in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen sowie in der Zeichnung
dargestellten Merkmale und Elemente können sowohl einzeln als auch
in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
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8 zeigt
das rechte Teillichtbündel 2 entsprechend
den 1 und 4 im Detail. Allerdings hat
das in 8 dargestellte Teillichtbündel 2 eine von den
Teillichtbündeln 2 aus 1 und 4 abweichende
Kontur sowie einen davon abweichenden Gradientenverlauf der Lichtintensität. Bei dem
dargestellten Teillichtbündel 2 ist
die ursprünglich
als konkav beschriebene Ausgestaltung der Isoluxlinien links unter
dem Ort der maximalen Lichtintensität M2 durch nahezu waagerecht
verlaufende Isoluxlinien (gekennzeichnet durch einen zugehörigen, in
etwa senkrecht zu den Isoluxlinien verlaufenden örtlichen Gradientenvektor G1)
und durch rechts angrenzende schräg verlaufende Isoluxlinien
(gekennzeichnet durch einen zugehörigen, in etwa senkrecht zu
den schrägen
Isoluxlinien verlaufenden örtlichen
Gradientenvektor G2) ersetzt. Hierbei ist der Gradient G2 vorzugsweise
deutlich geringer als der Gradient G1. Der Winkel β1 des Gradienten
G1 beträgt
relativ zu der Horizontalen H etwa 90°. Demgegenüber beträgt der Winkel β2 des Gradienten
G2 relativ zu der Horizontalen H etwa 66°.
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Weiterhin
schließt
sich unterhalb des durch den Gradientenvektor G1 gekennzeichneten
Bereichs von „dichter" verlaufenden Isoluxlinien
ein Bereich an, in dem die Isoluxlinien größere Abstände aufweisen. Ein kennzeichnender
Gradientenvektor G3 beschreibt demnach eine nur noch schwach abfallende
Intensitätsverteilung
des Teillichtbündels 2.
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9 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel für das linke
Teillichtbündel 1 gemäß 1 und 4 im
Detail. Ebenfalls dargestellt sind die Gradientenvektoren G1 und
G2. Allerdings hat das in 9 dargestellte
Teillichtbündel 1 eine
von den Teillichtbündeln 1 aus 1 und 4 abweichende Ausführung des
Verlaufs der Hell-Dunkel-Grenze
HD zum oberen Winkelraum hin, nämlich
mit einem asymmetrisch ansteigenden Teil zu der dem Gegenverkehr
zugewandten Seite hin.
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10 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines mit dem erfindungsgemäßen Scheinwerfersystem
erzielbaren Gesamtlichtbündels 3.
Das hier dargestellte Lichtbündel 3 kann
aus einer rechnerischen Addition bzw. Überlagerung der Teillichtbündel 1 und 2 gemäß 8 und 9 erzeugt
werden.
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11 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines mit dem erfindungsgemäßen Scheinwerfersystem
erzielbaren Gesamtlichtbündels 3.
Das hier dargestellte Lichtbündel 3 kann
aus einer rechnerischen Addition bzw. Überlagerung der Teillichtbündel 1 und 2 gemäß 8 und 9 erzeugt
werden, wobei das weiter nach rechts sich erstreckende Teillichtbündel 1 (in 8)
um 2° nach
rechts und das weiter nach links sich erstreckende Teillichtbündel 1 um
1° nach
links verschoben wurde. Die durch zwei waagerechte Striche bei 2° und 4° unten markierten
Begrenzungen C, D sind dabei (unter Berücksichtigung der späteren praktischen
Lichtverluste) korrekt beachtet. Entlang der Begrenzung C und darunter
soll die Beleuchtungsstärke
in 25 m Entfernung a) 20 lux oder b) 10 lux nicht übersteigen.
Entlang der Begrenzung D und darunter soll die Beleuchtungsstärke in 25
m Entfernung a) 8 lux oder b) 4 lux nicht übersteigen.
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12a zeigt einen Intensitätsverlauf im Bereich der Gradienten
G1 und G3 bzw. die Verläufe
der Ortsdichten der Isoluxlinien der in dem in 8 dargestellten
Teillichtbündel 2 auf
einer linearen Skala. Das gleiche ist auf einer logarithmischen
Skala in 12b dargestellt.
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13 zeigt
ein mittels der Teillichtbündel gemäß 8 und 9 und
zweier Teillichtbündel gemäß der Lichtverteilung
des Spots 4 entsprechend 6a erzielbares
neues Gesamtlichtbündel 3 (entsprechend 6b).
Dabei wird deutlich, dass die in 11 erwähnten Maximalbegrenzungen
bei 2° und 4° unten weiter
eingehalten sind.
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Die
Winkelgrade der Lichtverteilung, sowie die angegebenen Zahlenwerte
für die
Lichtintensität der
Isoluxlinien sind in den Figuren nur beispielhaft angegebenen und
stellen keinerlei Beschränkung der
Erfindung dar. Selbstverständlich
kann die Lichtverteilung der Teillichtbündel 1, 2 sowie
des Spots 4 und damit auch die Lichtverteilung des Gesamtlichtbündels 3 auch
mit beliebig anderen Zahlenwerten realisiert werden.
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Selbstverständlich kann
das erfindungsgemäße Scheinwerfersystem
auch bei Kurvenlicht eingesetzt werden, bei dem Achsen der Scheinwerfer gegenüber einer
Kraftfahrzeugachse im Wesentlichen horizontal geschwenkt werden.
Bei der Verwendung des Scheinwerfersystems für Kurvenlicht bleibt die relative
Verlagerung der Teillichtbündel
1, 2 im wesentlichen erhalten. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, dass
nur die ungeschwenkten Scheinwerfer die Bedingungen an den Verlagerungswinkel α erfüllen und
die Kurvenwinkel für
die – auch
aparallele – Kurvenschwenkung
dem Verlagerungswinkel α additiv überlagert
werden.