DE19603529A1

DE19603529A1 - Fernlichtscheinwerfer für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE19603529A1
Application number: DE19603529A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Piscart
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-02-01
Filing date: 1996-02-01
Publication date: 1997-08-07
Also published as: JPH09213104A; US5942853A; FR2744518A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Fernlichtscheinwerfer für Fahrzeuge nach der Gattung des Anspruchs 1.

Ein solcher Fernlichtscheinwerfer ist durch die DE 41 00 411 A1 bekannt. Dieser Fernlichtscheinwerfer weist einen Reflektor und eine Lichtquelle auf. Die Lichtquelle weist einen Leuchtkörper auf und der Reflektor weist zwei verschiedene Teile auf, durch die vom Leuchtkörper der Lichtquelle ausgesandtes Licht unterschiedlich reflektiert wird. Durch den einen Reflektorteil wird Licht als ein horizontal gestreutes Lichtbündel reflektiert und durch den anderen Reflektorteil wird Licht als ein konzentriertes Lichtbündel mit geringer Streuung und großer Reichweite reflektiert. Das aus dem Fernlichtscheinwerfer austretende Lichtbündel weist somit eine solche Charakteristik auf, daß sowohl eine ausreichende horizontale Streuung als auch eine ausreichende Reichweite erreicht ist. Insgesamt stellt das von diesem Fernlichtscheinwerfer ausgesandte Lichtbündel jedoch nur einen Kompromiß dar, da dessen Charakteristik nicht für alle Verkehrs-, Einsatz- und/oder Witterungsbedingungen des Fahrzeugs optimal ist.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Fernlichtscheinwerfer mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß auf einfache Weise durch Betrieb der verschiedenen Leuchtkörper der Lichtquelle die Charakteristik des aus dem Fernlichtscheinwerfers austretenden Lichtbündels verändert werden kann und damit eine Anpassung an unterschiedliche Verkehrs-, Einsatz- und/oder Witterungsbedingungen ermöglicht ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Fernlichtscheinwerfers sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Fernlichtscheinwerder für Fahrzeuge in einem vertikalen Längsschnitt in vereinfachter Darstellung, Fig. 2 einen vor dem Fernlichtscheinwerfer angeordneten Meßschirm bei der Beleuchtung durch das vom Fernlichtscheinwerfer in einer ersten Betriebsstellung ausgesandte Lichtbündel und Fig. 3 den Meßschirm bei der Beleuchtung durch das vom Fernlichtscheinwerfer in einer zweiten Betriebsstellung ausgesandte Lichtbündel.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Ein in Fig. 1 vereinfacht dargestellter Fernlichtscheinwerfer für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, weist einen Reflektor 10 auf, in den eine Lichtquelle 12 eingesetzt ist. Es handelt sich hierbei um einen reinen Fernlichtscheinwerfer, so daß am Fahrzeug zusätzlich ein gesonderter Abblendlichtscheinwerfer vorgesehen ist. Der Reflektor 10 des Fernlichtscheinwerfers kann aus Metall oder Kunststoff bestehen und in einem Gehäuse 14 angeordnet sein, das eine Lichtaustrittsöffnung 16 aufweist, die mit einer lichtdurchlässigen Abdeckscheibe 18 abgedeckt ist. Die Lichtquelle 12 kann eine Glühlampe oder eine Gasentladungslampe sein. Die Abdeckscheibe 18 kann als glatte Scheibe ausgebildet sein, so daß von der Lichtquelle 12 ausgesandtes und vom Reflektor 10 reflektiertes Licht im wesentlichen unbeeinflußt durch diese hindurchtritt. Die Abdeckscheibe 18 kann auch zumindest bereichsweise optische Elemente 19 aufweisen, durch die vom Reflektor 10 reflektiertes Licht beim Durchtritt durch die Abdeckscheibe 18 beeinflußt wird, das heißt gestreut oder in einer bestimmten Richtung abgelenkt wird. Die Abdeckscheibe 18 kann aus Glas oder Kunststoff bestehen.

Die Lichtquelle 12 weist wenigstens zwei Leuchtkörper 20, 22 auf, die bei einer Glühlampe entsprechend durch zwei Glühwendeln gebildet sind und bei einer Gasentladungslampe durch zwei Lichtbögen. Wird eine Gasentladungslampe verwendet, so weist diese wenigstens drei Elektroden auf, wobei auf einer Seite wenigstens eine Elektrode und dieser gegenüberliegend wenigstens zwei Elektroden angeordnet sind und sich zwischen der einen Elektrode und einer der wenigstens zwei anderen gegenüberliegenden Elektroden der Lichtbogen ausbildet, wenn an diese Elektroden eine Spannung angelegt wird. Es können auch auf jeder Seite jeweils wenigstens zwei Elektroden angeordnet sein, wobei sich der Lichtbogen jeweils zwischen zwei einander gegenüberliegenden Elektroden ausbildet, wenn an diese eine Spannung angelegt wird.

Die Leuchtkörper 20, 22 der Lichtquelle 12 können quer zur optischen Achse 11 des Scheinwerfers angeordnet sein oder, wie in Fig. 1 dargestellt, etwa parallel zur optischen Achse 11. Als Lichtquelle 12 kann beispielsweise eine handelsübliche sogenannte H4-Lampe verwendet werden, die zwei Glühwendeln als die Leuchtkörper 20, 22 aufweist, die in Richtung der optischen Achse 11 zueinander versetzt angeordnet sind. Der weiter vom Scheitel des Reflektors 10 entfernt angeordneten Glühwendel 22 ist dabei eine Abschirmkappe 23 zugeordnet. Die Glühlampe 12 kann in einer beliebigen Drehstellung im Reflektor 10 eingesetzt sein, so daß die Abschirmkappe 23 unterhalb, oberhalb oder seitlich neben der Glühwendel 22 angeordnet sein kann. Es kann auch eine beliebige andere Glühlampe 12 mit wenigstens zwei getrennten Glühwendeln 20, 22 verwendet werden.

Die Leuchtkörper 20, 22 der Lichtquelle 12 sind räumlich zueinander versetzt, so daß sie sich in Bezug auf den Reflektor 10 in unterschiedlichen Positionen befinden. Die Form des Reflektors 10 ist derart bestimmt, daß durch diesen von den verschiedenen Leuchtkörpern 20, 22 der Lichtquelle 12 ausgesandte Licht als Lichtbündel mit unterschiedlichen Charakteristiken reflektiert wird. Der Reflektor 10 kann Teilbereiche unterschiedlicher Form aufweisen, beispielsweise unterschiedliche obere und untere Teilbereiche. Die Form des Reflektors 10 wird dabei unter Zugrundelegung der optischen Reflexionsgesetze bei vorgegebener Anordnung der Leuchtkörper 20, 22 bestimmt, so daß die durch den Reflektor 10 durch Reflexion des von den Leuchtkörpern 20, 22 ausgesandten Lichts die gewünschte Charakteristik aufweist. Das aus dem Fernlichtscheinwerfer austretende Lichtbündel kann dabei wie vorstehend bereits angegeben noch durch optische Elemente an der Abdeckscheibe 18 beeinflußt werden.

Die Form des Reflektors 10 kann beispielsweise derart bestimmt sein, daß von einem der Leuchtkörper der Lichtquelle 12, beispielsweise dem Leuchtkörper 20 ausgesandtes Licht als ein konzentriertes Lichtbündel reflektiert wird, das eine große Reichweite und eine geringe Streuung aufweist. In Fig. 2 ist ein mit Abstand vor dem Fernlichtscheinwerfer senkrecht zu dessen optischer Achse 11 angeordneter Meßschirm 50 dargestellt, der die Projektion einer vor dem Fernlichtscheinwerfer angeordneten Fahrbahn repräsentiert. Die horizontale Mittelebene des Meßschirms 50 ist mit HH bezeichnet und dessen vertikale Mittelebene ist mit W bezeichnet. Die optische Achse 11 des Fernlichtscheinwerfers verläuft etwa durch den Schnittpunkt HV der horizontalen Mittelebene HH und der vertikalen Mittelebene VV des Meßschirms 50. Der Meßschirm 50 wird durch das vom Fernlichtscheinwerfer beim Betrieb des Leuchtkörpers 20 ausgesandte Lichtbündel in einem mit 52 bezeichneten Bereich beleuchtet, der im wesentlichen auf das Zentrum des Meßschirms 50 konzentriert ist. Der Bereich 52 erstreckt sich etwas oberhalb und unterhalb der horizontalen Mittelebene HH und beiderseits der vertikalen Mittelebene W. Der Verlauf der Beleuchtungsstärke im Bereich 52 ist durch Linien gleicher Beleuchtungsstärke, sogenannte Isoluxlinien 53, verdeutlicht. Im Bereich des mit x markierten Zentrums des Bereichs 52 etwas oberhalb des HV- Punkts sind die höchsten Beleuchtungsstärkewerte vorhanden, und die Beleuchtungsstärke nimmt zu den Rändern des Bereichs 52 hin rasch ab. Durch das Lichtbündel wird somit vor allem der Fernbereich vor dem Fernlichtscheinwerfer im Bereich der Fahrbahn beleuchtet, während der Nahbereich und seitliche Randbereiche der Fahrbahn nicht oder nur wenig beleuchtet werden.

Das vom anderen Leuchtkörper 22 der Lichtquelle 12 ausgesandte Licht wird durch den Reflektor 10 als ein horizontal gestreutes Lichtbündel reflektiert. In Fig. 3 ist der Meßschirm 50 bei der Beleuchtung durch das vom Fernlichtscheinwerfer bei Betrieb des Leuchtkörpers 22 dargestellt. Der Meßschirm 50 wird in einem Bereich 54 beleuchtet, der gegenüber dem Bereich 52 eine wesentlich größere Breite in horizontaler Richtung aufweist. In vertikaler Richtung kann der Bereich 54 etwa dieselbe Ausdehnung besitzen wie der Bereich 52 oder eine größere Ausdehnung, vor allem unterhalb der horizontalen Mittelebene HH des Meßschirms 50. Der Verlauf der Beleuchtungsstärke im Bereich 54 ist wiederum durch Isoluxlinien 55 verdeutlicht, wobei im mit x markierten Zentrum des Bereichs 54 nahe des HV-Punkts geringere Beleuchtungsstärkewerte vorhanden als im Zentrum des Bereichs 52. Jedoch nimmt die Beleuchtungsstärke zu den Rändern des Bereichs 54, vor allem zu dessen seitlichen Rändern hin, weniger rasch ab als beim Bereich 52. Durch das vom Fernlichtscheinwerfer beim Betrieb des Leuchtkörpers 22 ausgesandte Lichtbündel wird somit der Fernbereich im Bereich der Fahrbahn gegenüber dem Betrieb des Leuchtkörpers 20 weniger stark beleuchtet, jedoch werden die seitlichen Ränder der Fahrbahn und seitliche Bereiche neben der Fahrbahn stärker beleuchtet. Außerdem kann durch das Lichtbündel eine stärkere Beleuchtung von Bereichen der Fahrbahn in mittleren Entfernungen vom Fernlichtscheinwerfer erreicht werden, wenn sich der Bereich 54 weiter unterhalb der horizontalen Mittelebene HH des Meßschirms 50 erstreckt als der Bereich 52. Es können auch beide Leuchtkörper 20, 22 der Lichtquelle 12 gleichzeitig betrieben werden, wobei sich dann die Bereiche 52, 54 auf dem Meßschirm 50 teilweise überlagern oder in diesen überlagerten Bereichen entsprechend erhöhte Beleuchtungsstärken vorhanden sind.

Vorzugsweise weisen die vom Fernlichtscheinwerfer in jeder Betriebsstellung, das heißt beim Betrieb des Leuchtkörpers 20 als auch beim Betrieb des Leuchtkörpers 22 ausgesandten Lichtbündel eine solche Charakteristik, das heißt Richtung, Streuung und Beleuchtungsstärkeverteilung auf, daß gesetzliche Vorschriften für das Fernlicht erfüllt sind. Die Änderung der Charakteristik der in den verschiedenen Betriebsstellungen ausgesandten Lichtbündel erfolgt dann innerhalb des durch die gesetzlichen Vorschriften eingeräumten.

Es kann vorgesehen werden, daß die beiden Leuchtkörper 20, 22 der Lichtquelle 12 nur wechselweise betrieben werden. Zusätzlich kann vorgesehen werden, daß in einer weiteren Betriebsstellung auch beide Leuchtkörper 20, 22 gleichzeitig betrieben werden, wobei sich dann die beiden vorstehend erläuterten Lichtbündel überlagern. Selbstverständlich können auch mehr als zwei Leuchtkörper vorgesehen werden, die jeweils für sich in Betrieb genommen werden können. Dabei kann der Reflektor 10 derart ausgebildet sein, daß durch diesen von den verschiedenen Leuchtkörpern ausgesandtes Licht jeweils als ein Lichtbündel mit anderer Charakteristik, das heißt Streuung und Richtung, reflektiert wird.

Ein Wechsel des Betriebs der beiden Leuchtkörper 20, 22 der Lichtquelle 12 bzw. deren gemeinsamer Betrieb kann beispielsweise durch den Fahrzeuglenker nach dessen subjektivem Eindruck über ein manuell zu betätigendes Schaltelement erfolgen. Alternativ kann vorgesehen werden, daß der Wechsel der Betriebs der beiden Leuchtkörper 20, 22 der Lichtquelle 12 bzw. deren gemeinsamer Betrieb durch eine Steuereinrichtung 24 erfolgt, durch die Fahrbedingungen des Fahrzeugs erfaßt werden und abhängig von diesen der Wechsel des Betriebs der Leuchtkörper 20, 22 bewirkt wird.

Als Fahrbedingung kann beispielsweise die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs erfaßt werden, indem der Steuereinrichtung 24 Signale des Tachometers 26 des Fahrzeugs zugeführt werden. Vorzugsweise wird durch die Steuereinrichtung 24 bewirkt bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten des Fahrzeugs der Leuchtkörper 22 betrieben, so daß das von dem Fernlichtscheinwerfer ausgesandte Lichtbündel eine große Streuung aufweist und eine breite Ausleuchtung der Fahrbahn und seitlicher Bereiche neben der Fahrbahn vor dem Fahrzeug erreicht wird, so daß für den Fahrzeuglenker dort befindliche Objekte ausreichend wahrnehmbar sind. Bei hohen Fahrgeschwindigkeiten wird durch die Steuereinrichtung 24 entweder der Leuchtkörper 22 außer Betrieb genommen und statt dessen der Leuchtkörper 20 in Betrieb genommen oder der Leuchtkörper 20 wird zusätzlich zum Leuchtkörper 22 in Betrieb genommen. Dadurch wird der Fernbereich der Fahrbahn vor dem Fahrzeug mit hoher Beleuchtungsstärke beleuchtet, so daß der Fahrzeuglenker weit entfernte Bereiche der Fahrbahn und dort eventuell vorhandene Hindernisse ausreichend wahrnehmen kann. Der Wechsel des Betriebs der Leuchtkörper 20, 22 durch die Steuereinrichtung 24 kann beispielsweise bei einer Schwelle von etwa 100 km/h bis 140 km/h erfolgen. Es kann dabei eine Hysterese vorgesehen sein, so daß der Wechsel des Betriebs bei zunehmender Fahrgeschwindigkeit bei einer höheren Fahrgeschwindigkeit erfolgt und der Wechsel des Betriebs bei abnehmender Fahrgeschwindigkeit erst wieder bei einer niedrigeren Fahrgeschwindigkeit erfolgt. Durch die Hystere wird ein ständiger Wechsel des Betriebs bei wechselnder Fahrgeschwindigkeit vermieden, wenn diese sich nur wenig in dem Fahrgeschwindigkeitsbereich ändert, in dem bei nur einer festen Schwelle der Wechsel des Betriebs erfolgen würde.

Der Steuereinrichtung 24 können alternativ oder zusätzlich zu den Signalen des Tachometers 26 auch Signale eines oder mehrerer Sensoren 28 zugeführt werden, durch die weitere Fahrbedingungen des Fahrzeugs erfaßt werden. Durch einen Sensor 28 kann beispielsweise der Verlauf der Fahrbahn vor dem Fahrzeug erfaßt werden, wobei bei kurvenreicher und/oder schmaler Fahrbahn durch die Steuereinrichtung 24 bevorzugt der Leuchtkörper 22 betrieben wird, so daß durch den Fernlichtscheinwerfer ein gestreutes Lichtbündel ausgesandt wird. Bei im wesentlichen gerader und/oder breiter Fahrbahn wird durch die Steuereinrichtung 24 bevorzugt der Leuchtkörper 20 betrieben, so daß durch den Fernlichtscheinwerfer ein konzentriertes Lichtbündel ausgesandt wird.

Alternativ oder zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Ausführungen können durch wenigstens einen Sensor 28 auch die Witterungsbedingungen erfaßt werden, beispielsweise ober die Fahrbahn trocken ist oder naß oder welche Sichtbedingungen vorhanden sind, das heißt ob Nebel vorhanden ist und wie die Sichtweite ist. Abhängig davon wird durch die Steuereinrichtung 24 jeweils der Leuchtkörper 20, 22 betrieben, dessen ausgesandtes Licht durch den Reflektor 10 als Lichtbündel mit geeigneter Charakteristik reflektiert wird. Bei Trockenheit und guten Sichtbedingungen wird dabei vorzugsweise der Leuchtkörper 20 betrieben, so daß der Fernlichtscheinwerfer ein konzentriertes Lichtbündel aussendet, und bei Nässe und schlechten Sichtbedingungen wird vorzugsweise der Leuchtkörper 22 betrieben, so daß der Fernlichtscheinwerfer ein gestreutes Lichtbündel aussendet.

Claims

1. Fernlichtscheinwerfer für Fahrzeuge mit einem Reflektor (10) und einer Lichtquelle (12), dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (12) wenigstens zwei Leuchtkörper (20, 22) aufweist, die entweder wechselweise betreibbar sind oder wahlweise wechselweise oder gemeinsam betreibbar sind und daß von verschiedenen Leuchtkörpern (20, 22) ausgesandtes Licht durch den Reflektor (10) jeweils als Lichtbündel mit unterschiedlicher Charakteristik reflektiert wird.

2. Fernlichtscheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Reflektor (10) von einem der Leuchtkörper (20) ausgesandtes Licht als ein konzentriertes Lichtbündel reflektiert wird und von wenigstens einem anderen Leuchtkörper (22) ausgesandtes Licht als ein horizontal gestreutes Lichtbündel reflektiert wird.

3. Fernlichtscheinwerfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung des Betriebs der verschiedenen Leuchtkörper (20, 22) durch eine Steuereinrichtung (24) automatisch in Abhängigkeit von Fahrbedingungen des Fahrzeugs erfolgt.

4. Fernlichtscheinwerfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Fahrbedingung die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs erfaßt wird.

5. Fernlichtscheinwerfer nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei niedriger Fahrgeschwindigkeit zumindest der Leuchtkörper (22) betrieben wird, dessen ausgesandtes Licht durch den Reflektor (10) als horizontal gestreutes Lichtbündel reflektiert wird und daß bei hoher Fahrgeschwindigkeit zumindest der Leuchtkörper (20) betrieben wird, dessen ausgesandtes Licht durch den Reflektor (10) als konzentriertes Lichtbündel reflektiert wird.

6. Fernlichtscheinwerfer nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Fahrbedingung der Verlauf der Fahrbahn vor dem Fahrzeug und/oder die Witterungsbedingungen in der Umgebung des Fahrzeugs erfaßt werden.