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Die
Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für Kraftfahrzeuge
mit mindestens einem zur Beeinflussung einer Lichtverteilung eines
von einem Kraftfahrzeugscheinwerfer erzeugten Lichts innerhalb eines
Bewegungsbereichs mittels eines Verstellantriebs bewegbaren Teil
und mit mindestens einer Lageerfassungseinrichtung zur Erfassung
einer Lage des bewegbaren Teils.
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Ein
entsprechender Kraftfahrzeugscheinwerfer ist aus der
EP 1 481 846 A1 bekannt.
Dieser Kraftfahrzeugscheinwerfer umfasst eine Lageerfassungseinrichtung,
die innerhalb eines begrenzten, empfindlichen Teilbereichs eines
Bewegungsbereichs eines bewegbaren Lichtmoduls die Ermittlung der
momentanen Lage des Lichtmoduls erlaubt. Hierzu wird unter Verwendung
eines Hall-Sensors das Magnetfeld eines mit dem bewegbaren Lichtmodul
gekoppelten Magneten gemessen. Aus der gemessenen Stärke des Magnetfeldes
wird auf die Lage des Lichtmoduls geschlossen. Nachteilig an diesem
Kraftfahrzeugscheinwerfer ist, dass durch Temperaturveränderungen
oder andere Störeinflüsse verursachte
Veränderungen
der Stärke
des magnetischen Feldes die Messungen verfälscht werden. Diese Temperaturabhängigkeit
wirkt sich besonders störend
bei der hier betrachteten Anwendung in Kraftfahrzeugscheinwerfern
aus, da sich diese aufgrund einer Hitzeentwicklung einer Lichtquelle
in ihrem Betrieb stark erwärmen.
Außerdem
erzeugt der hier vorgesehene Hallsensor ein Analogsignal, das verhältnismäßig störanfällig ist
und vor einer Verarbeitung durch ein digitales Steuergerät erst in
aufwändiger
Weise digitalisiert werden muss.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Beleuchtungseinrichtung für Kraftfahrzeuge
zu schaffen, der eine besonders genaue Lageerfassung eines bewegbaren
Teils der Beleuchtungseinrichtung erlaubt, einen zuverlässigen und
sicheren Betrieb des Kraftfahrzeugscheinwerfers ermöglicht und
dennoch einfach und kostengünstig
ist.
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Die
Aufgabe wird durch eine Beleuchtungseinrichtung für Kraftfahrzeuge
der eingangs genannten Art gelöst,
die dadurch gekennzeichnet ist, dass zumindest ein Teil der Lageerfassungseinrichtung
mit einer Antriebswelle des Verstellantriebs gekoppelt ist und eine
von der Lageerfassungseinrichtung ausgegebene Binärgröße einen
bestimmten Binärwert
aufweist, wenn die Lage des bewegbaren Teils innerhalb eines bestimmten
Bewegungsteilbereichs des Bewegungsbereichs liegt. Erfindungsgemäß wurde
erkannt, dass es zum Betreiben des Kraftfahrzeugscheinwerfers ausreicht,
festzustellen, ob das bewegbare Teil des Kraftfahrzeugscheinwerfers
sich innerhalb eines bestimmten Bewegungsteilbereichs befindet.
Die exakte Lage des bewegbaren Teils innerhalb des Bewegungsteilbereichs
muss also nicht erfasst werden können.
Da die Lageinformation durch eine Binärgröße repräsentiert werden kann, ist eine
schnelle, problemlose und störungsfreie Übertragung
mittels eines digitalen Signals möglich, und die Lageinformation
kann ohne weitere Umwandlung einfach in einem digitalen Steuergerät verarbeitet werden,
da diese lediglich durch ein Bit im Steuergerät dargestellt werden kann.
Eine aufwändige
Analog-Digital-Wandlung der Lageerfassungsgröße ist nicht erforderlich.
Dadurch dass die Lageerfassungseinrichtung an die Antriebswelle
gekoppelt ist, kann erstere als Drehwinkelsensor ausgeführt werden, welcher
verhältnismäßig einfach
zu realisieren ist und eine besonders kompakte Bauweise aufweist. Das
bewegbare Teil ist beispielsweise ein Blendenelement einer Blendenanordnung,
ein Reflektor oder ein Lichtmodul.
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Hierbei
ist besonders bevorzugt, dass der Bewegungsteilbereich des bewegbaren
Teils derart gewählt
ist, dass die mit dem sich in dem Bewegungsteilbereich befindenden
bewegbaren Teil erzeugte Lichtverteilung einer im Straßenverkehr
zulässigen
und/oder sicheren Lichtverteilung entspricht. Unter einer zulässigen Lichtverteilung
ist eine Lichtverteilung zu verstehen, die der Kraftfahrzeugscheinwerfer
in jeder Verkehrssituation gemäß gesetzlicher
Vorschriften immer aufweisen darf. Eine solche zulässige Lichtverteilung
ist beispielsweise bei einem vollständig abgeblendeten Kraftfahrzeugscheinwerfer
gegeben. Vollständig
abgeblendet ist ein Scheinwerfer, wenn eine Helldunkelgrenze der Lichtverteilung
eine für
herkömmliches
Abblendlicht gesetzlich vorgeschriebene Helldunkelgrenze nicht übersteigt.
Der vorgeschriebene Verlauf der Helldunkelgrenze für Abblendlicht
unterscheidet sich in den einzelnen Regionen. Beispielweise ist
in den USA für Abblendlicht
eine komplett waagrecht verlaufende Helldunkelgrenze vorgeschrieben,
während
in Europa und in Japan eine asymmetrische Helldunkelgrenze vorgeschrieben
ist, wobei die Abblendlichtverteilung auf der eigenen Verkehrsseite
eine größere Reichweite
aufweist als auf der Seite des Gegenverkehrs. Unter einer sicheren
Lichtverteilung ist eine Lichtverteilung zu verstehen, bei der entgegenkommende
Verkehrsteilnehmer nicht geblendet werden.
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Wird
nun der Bewegungsteilbereich wie oben angegeben festgelegt, so kann
anhand des momentanen Binärwerts
der Binärgröße festgestellt werden,
ob das bewegbare Teil des Kraftfahrzeugscheinwerfers momentan eine
zulässige
beziehungsweise sichere Lage und der Kraftfahrzeugscheinwerfer eine
den Vorgaben entsprechende ordnungsgemäße Lichtverteilung aufweist.
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Die
Binärgröße kann
zu einer Sicherheitsüberwachung
einer Steuerung oder Regelung des Kraftfahrzeugscheinwerfers bzw.
der Bewegung des bewegbaren Teils herangezogen werden. Eine solche
Sicherheitsüberwachung
kann dadurch realisiert werden, dass ein Steuergerät der Beleuchtungseinrichtung
in regelmäßigen Abständen den
von dem Steuergerät
vorgegebenen Sollwert für
die Lage des bewegbaren Teils, bzw. die Information, ob sich das Teil
in einer sicheren und zuverlässigen
Lage befinden sollte, mit dem Istwert der Lage des Teils in Form des
Binärwertes
vergleicht. Wird eine Diskrepanz zwischen Sollwert und Istwert der
Lage des bewegbaren Teils detektiert, werden entsprechende Gegenmaßnahmen
ergriffen, die beispielsweise in einem Notbetrieb des Scheinwerfers
mit verminderter Leistung oder in einem Abschalten des Scheinwerfers
bestehen können.
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Um
die Genauigkeit der durch die Lageerfassung vorgenommenen Zuordnung
des Binärwerts zum
Bewegungsteilbereich, weiter zu verbessern, kann vorgesehen werden,
dass das bewegbare Teil in zwei Richtungen bewegbar ist und mindestens
einer Richtung eine Schaltflanke der Binärgröße zugeordnet ist, die einer
bestimmten Schaltlage des bewegbaren Teils während einer Bewegung des bewegbaren
Teils in diese Richtung zugeordnet ist. Dies ermöglicht die genaue Bestimmung
desjenigen Zeitpunkts, zu dem das bewegbare Teil die Schaltlage passiert.
Die erforderliche Bewegungsrichtung zum Erreichen der Schaltlage
ergibt sich aus dem aktuellen Binärwert der einem bestimmten
Bewegungsteilbereich zugeordnet ist. Aufgrund einer Hysterese der Lageerfassungseinrichtung
können
sich die Schaltlage der beiden Richtungen unterscheiden. Die Lageermittlung über die
Flanke der Binärgröße wirkt
sich besonders vorteilhaft aus, wenn der Verstellantrieb die Bestimmung
oder Erfassung der Länge
einzelner Verstellwege erlaubt (relative Lageerfassung), jedoch
keine absolute Lageerfassung des bewegbaren Teils gestattet. Dies
ist normalerweise bei Verstellantrieben mit Schrittmotoren der Fall.
Denn sobald die Schaltlage einmal überfahren wurde, ist die Flanke aufgetreten
und somit die Lage des bewegbaren Teils zum Zeitpunkt des Überfahrens
der Schaltlage bekannt. Ausgehend von der Schaltlage kann dann die momentane
Lage des bewegbaren Teils anhand der bekannten zurückgelegten
Längen
der Verstellwege, die beispielsweise durch die jeweilige Anzahl
der von einem Schrittmotor durchgeführten Bewegungsschritte charakterisiert
sind, die aktuelle Lage des bewegbaren Teils ermittelt werden. Die
Schaltlage kann auch beispielsweise nach dem Start (dieser kann
anhand eines „Power-On-Signals" bzw. eines bestimmten
Zustands der „Klemme
15" festgestellt
werden) eines Kraftfahrzeugs gezielt überfahren werden, um einen
Referenzwert für
die absolute Lageermittlung des bewegbaren Teils zu ermitteln (Referenzierung).
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Eine
Lageerfassungseinrichtung, die berührungslos arbeitet und deshalb
verschleißarm
ist, kann bereitgestellt werden, wenn die Lageerfassungseinrichtung
mindestens einen Magneten und mindestens einen Magnetfeldsensor
aufweist.
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In
einer kostengünstigen
und dennoch zuverlässig
arbeitenden Ausführungsform
kann vorgesehen werden, dass der Magnet mindestens einen Dauermagneten
umfasst und/oder der Magnetfeldsensor mindestens einen Hall-Sensor
aufweist. Hierbei werden bevorzugt ein hochempfindlicher Hall-Sensor
und ein Dauermagnet mit einem steilen Übergang zwischen seinem Nordpol
und seinem Südpol
vorgesehen, um eine hohe Genauigkeit der Lageerfassungseinrichtung
zu erzielen.
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Es
ist bevorzugt, dass die Schaltlage wenigstens annähernd einer
Lage des bewegbaren Teils bei einer Richtungsumkehr eines Magnetfeldes
am Magnetfeldsensor während
der Bewegung des bewegbaren Teils entspricht. Eine Richtungsumkehr
des Magnetfelds lässt
sich nämlich
zuverlässig
erfassen, weil diese nicht oder nur unwesentlich von der Temperatur
des Magneten oder anderer Teile der Lageerfassungseinrichtung abhängt, während beispielsweise die
Intensität
des Magnetfelds stark temperaturabhängig ist.
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Da
die genaue Lage der Schaltlage und/oder einer Schaltposition herstellungsbedingten
Schwankungen unterworfen ist, wird vorgeschlagen, dass die Beleuchtungseinrichtung
mindestens ein Speicherelement aufweist, in welchem eine Kalibrierungsgröße ablegbar
ist, die einen Unterschied zwischen der Schaltlage bzw. der Schaltposition
und einer Referenzlage des bewegbaren Teils, charakterisiert. Die Referenzlage
entspricht vorzugsweise dem Übergang
zwischen sicherem und unsicherem Betreib der Beleuchtungseinrichtung.
Die Kalibrierungsgröße wird
bei der Ermittlung der Referenzlage berücksichtigt. Auf diese Weise
können
die herstellungsbedingten Toleranzen ausgeglichen werden. Dazu wird
gegen Ende des Herstellungsprozesses des Kraftfahrzeugscheinwerfers
die tatsächliche
Schaltlage unter Verwendung eines externen Messgeräts gemessen und
im Speicherelement abgelegt. Es kann auch die Abweichung der Schaltlage
von der Referenzlage ermittelt und im Speicherelement abgelegt werden.
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Es
kann vorgesehen werden, dass die Lageerfassungseinrichtung mit der
Antriebswelle eines Verstellantriebs für eine Blendenanordnung und/oder für Blendenelemente
der Blendenanordnung gekoppelt ist. Eine solche Blendenanordnung
kann mehrere relativ zueinander bewegliche Blendenelemente aufweisen
und dient beispielsweise zur Einstellung einer variablen Helldunkelgrenze
der Blende. Durch eine entsprechende Verstellung der Blendenanordnung
bzw. der Blendenelemente kann beispielsweise normales Abblendlicht,
Stadtlicht, Nebellicht, Landstraßenlicht, Autobahnlicht, Fernlicht
oder eine andere Lichtverteilung erzeugt werden. Dabei ist auch
ein zumindest annäherungsweise
stufenloser Übergang zwischen
den einzelnen Einstellungen – beispielsweise
zwischen Autobahnlicht und Fernlicht und/oder zwischen Abblendlicht
und Autobahnlicht – möglich. Hierbei
kommen die Vorteile der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung
besonders zum Tragen, weil eine genaue Einstellung der Blendenanordnungen
verschiedener Scheinwerfer eines Kraftfahrzeugs möglich ist,
sodass die Scheinwerfer jederzeit gleich weit aufgeblendet sind
und das Erscheinungsbild der gesamten Kraftfahrzeugbeleuchtungsanordnung
somit weitgehend symmetrisch und einheitlich ist. Insbesondere wird
so der Eindruck vermieden, der bei einer stark unterschiedlichen
Einstellung der Blendenanordnungen verschiedener Scheinwerfer einer
Beleuchtungseinrichtung auftreten könnte, dass ein Scheinwerfer
falsch justiert sei.
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Die
Blendenanordnung weist vorzugsweise ein Kurvengetriebe auf. Bei
diesem Kurvengetriebe können
Winkelbereiche für
einen Drehwinkel der Antriebswelle vorgesehen sein, innerhalb denen
die Lichtverteilung gleich bleibt. Diese Winkebereiche müssen sicher
und zuverlässig
von dem Verstellantrieb angefahren werden können. Dabei sollte vermieden
werden, dass versehentlich ein Rand eines Winkelbereichs oder eine
Grenze zwischen zwei benachbarten Winkelbereichen angefahren wird.
Da mittels der Lageerfassungseinrichtung eine besonders genaue Erfassung
des Drehwinkels der Antriebswelle möglich ist, können die
Winkelbereiche relativ klein gewählt
werden und dennoch sicher und zuverlässig mittels der Verstelleinrichtung
angefahren werden. Dies ermöglicht
die Realisierung von verschleißarmen
Blendenanordnungen mit kurzen Verstellwegen und/oder einer hohen
Anzahl an verschiedenen Winkelbereichen, sodass eine vergleichsweise
schnelle Verstellung der Lichtverteilung erreicht werden kann und/oder
relativ viele unterschiedliche diskrete Lichtverteilungen eingestellt werden
können.
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Wird
ein Teil der Lageerfassungseinrichtung mit der Antriebswelle eines
Verstellantriebs zum horizontalen Verschwenken eines Lichtmoduls
oder eines Teils des Lichtmoduls, insbesondere eines Reflektors,
des Lichtmoduls gekoppelt, dann kann eine Kurvenlichtfunktion bereit
gestellt werden, bei der die Lage des verschwenkbaren Teils mit
relativ geringem Aufwand besonders genau ermittelt werden kann. Vorzugsweise
handelt es sich bei dem Lichtmodul um ein Polyellipsoidsystem-Lichtmodul
(PES-Lichtmodul),
also ein nach dem Projektionsprinzip arbeitendes Lichtmodul, das üblicherweise
einen Reflektor mit einer rotationsellipsoidähnlichen Form und eine Linse
zur Projektion der von einer Lichtquelle erzeugten und von dem Reflektor
reflektierten Lichtstrahlen aufweist.
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Der
gesamte Bewegungsbereich des bewegbaren Teils entspricht vorzugsweise
einer Drehung der Antriebswelle um einen Winkel, der vorzugsweise
360° nicht überschreitet,
kann auf einfache Weise erreicht werden, dass bei einer Bewegung des
bewegbaren Teils in einer Richtung über den gesamten Bewegungsbereich
hinweg maximal eine Flanke der Binärgröße auftritt, sofern der Magnet
der Lageerfassungseinrichtung nur einen Nordpol und einen Südpol umfasst.
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Eine
kompakte und kostengünstig
zu realisierende Lageerfassungseinrichtung lässt sich dadurch schaffen,
dass die Lageerfassungseinrichtung einen ringscheibenförmigen Dauermagneten
aufweist, der konzentrisch an der Antriebswelle angeordnet und mit
dieser drehfest verbunden ist.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung sind
der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand
in der Zeichnung dargestellten exemplarischen Ausführungsformen
näher beschrieben
und erläutert ist.
Dabei zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung
mit Kraftfahrzeugscheinwerfer in schematischer Darstellung;
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2 eine
schematische Darstellung einer Lageerfassungseinrichtung mit Dauermagnet
und Hallsensor;
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3 ein
Diagramm einer Binärgröße sowie einer
magnetische Flussdichte in Abhängigkeit
von einer Lage eines bewegbaren Teils bzw. eines Drehwinkels einer
Antriebswelle;
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4 eine
perspektivische Untenansicht eines Lichtmoduls des Kraftfahrzeugscheinwerfers
aus 1;
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5 eine
geschnittene Untenansicht der Darstellung von 4;
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6 eine
perspektivische Untenansicht einer Blendenanordnung und eines ersten
Verstellantriebs des Kraftfahrzeugscheinwerfers in vergrößerter Darstellung;
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7 eine
Seitenansicht in schematischer Darstellung der Blendenanordnung
aus 5; und
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8 eine
explodierte Darstellung ähnlich 7.
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1 zeigt
den Grundaufbau einer Beleuchtungseinrichtung 10. Die Beleuchtungseinrichtung 10 weist
einen Kraftfahrzeugscheinwerfers 11 mit einem Gehäuse 13 sowie
einer lichtdurchlässigen
Abdeckscheibe 15 auf. Im Inneren des Gehäuses 13 befindet sich
ein PES-Lichtmodul 17 mit einem Reflektor 19, der
eine rotationsellipsoidähnliche
Form aufweist, und einer Linse 21.
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Das
Lichtmodul 17 weist ferner einen ersten Verstellantrieb 23 sowie
eine erste Lageerfassungseinrichtung 25 auf. Sowohl der
erste Verstellantrieb 23 als auch die erste Lageerfassungseinrichtung 25 sind
mit einer Blendenanordnung 27 mit zwei bewegbaren Blendenelemente 67, 69 (siehe 6)
gekoppelt, die zwischen dem Reflektor 19 und der Linse 21 angeordnet
ist. Außerdem
weist das Lichtmodul 17 einen zweiten Verstellantrieb 29 und
eine zweite Lageerfassungseinrichtung 31 auf, welche mechanisch mit
dem Gehäuse 13 gekoppelt
sind. Das Lichtmodul 17 ist mittels einer Aufhängung (nicht
gezeigt) um eine Schwenkachse 33 horizontal verschwenkbar gelagert.
Die beiden Verstellantriebe 23, 29 und die beiden
Lageerfassungseinrichtungen 25, 31 sind mit einer
Steuer- oder Regeleinrichtung 35 verbunden. Die
Steuer- oder Regeleinrichtung 35 weist ein Speicherelement 37 auf,
in dem eine Kalibrierungsgröße k1 abgelegt ist. Abweichend von der gezeigten
Ausführungsform
kann die Steuer- und Regeleinrichtung 35 auch im Gehäuse 13 angeordnet
werden.
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Beide
Verstellantriebe 23, 29 dienen zur Bewegung eines
zur Beeinflussung einer Lichtverteilung eines vom Kraftfahrzeugscheinwerfer 11 erzeugten
Lichts bewegbaren Teils des Kraftfahrzeugscheinwerfers 11.
Im Falle des ersten Verstellantriebs 23 handelt es sich
bei dem bewegbaren Teil um die Blendenelemente 67, 69 der
Blendenanordnung 27, und im Falle des zweiten Verstellantriebs 29 ist das
bewegbare Teil, das um die Schwenkachse 33 horizontal verschwenkbare
Lichtmodul 17. Die beiden Lageerfassungseinrichtungen 25, 31 weisen
einen ähnlichen
Grundaufbau auf, weshalb im Folgenden lediglich der Grundaufbau
des ersten Lageerfassungseinrichtung 25 im Detail beschrieben
wird.
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Wie
aus 2 ersichtlich umfasst die erste Lageerfassungseinrichtung 25 einen
ringscheibenförmigen
Dauermagneten 39, der an einer ersten Antriebswelle 41 angeordnet
ist, wobei der Dauermagnet 39 und die erste Antriebswelle 41 zumindest
annähernd
konzentrisch sind. Die erste Antriebswelle 41 dient nicht
nur zur Bewegung des mit ihr drehfest verbundenen Dauermagneten 39,
sondern auch zur Bewegung der dem ersten Verstellantrieb 23 zugeordneten
bewegbaren Blendenelemente 67, 69 der Blendenanordnung 27.
Der Dauermagnet 39 weist einen Nordpol 43 und
einen Südpol 45 auf.
Etwas radial von dem Dauermagneten 39 beabstandet befindet
sich unterhalb des Dauermagneten 39 ein Hallsensor 47.
Der Dauermagnet weist in der Darstellung von 2 einen
Drehwinkel auf, der einer Referenzlage xref der
Blendenelemente 67, 69 entspricht. Idealerweise
sollte diese Referenzlage xref einer Richtungsumkehr
eines Magnetfeldes am Hallsensor 47 entsprechen und eine
Achse 49 des Dauermagneten 39, die durch einen
Mittelpunkt der Antriebswelle 41 zwischen den beiden Polen 43, 45 des
Dauermagneten 39 verläuft,
somit eine Mittelachse des Hallsensors 47 bilden. Bei der
in 2 gezeigten ersten Lageerfassungseinrichtung 25 sind
aufgrund einer zufälligen
oder systematischen herstellungsbedingten Abweichung der Hallsensor 47 und
die Achse 49 etwas voneinander versetzt angeordnet.
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Wie
aus 3 ersichtlich ergibt sich am Hallsensor 47 in
Abhängigkeit
von einem Drehwinkel α der
Antriebswelle 41 eine bestimmte magnetische Flussdichte
B. Außerdem
ist jedem Drehwinkel α der Antriebswelle 41 aufgrund
der Koppelung des bewegbaren Teils mit der Antriebswelle 41 eine
Lage x des bewegbaren Teils zugeordnet. Deshalb sind der Drehwinkel α und die
Lage des bewegbaren Teils x auf einer gemeinsamen X-Achse aufgetragen.
Jedoch unterliegt auch diese Zuordnung Abweichungen im Herstellungsprozess
des Lichtmoduls 17. Ein Bewegungsbereich 52 ist
durch eine Mindestlage xmin und eine Höchstlage
xmax begrenzt. Diesem Bewegungsbereich 52 entspricht
ein durch einen Mindestwinkel αmin und einem Höchstwinkel αmax begrenzter Winkelbereich.
Der Kraftfahrzeugscheinwerfer 11 ist so dimensioniert,
dass der Winkelbereich nicht größer als
360° ist.
Er beträgt
vorzugsweise etwa 100° bis
120°. Dadurch
wird sichergestellt, dass am Hallsensor innerhalb des gesamten Bewegungsbereichs 52 bzw.
Winkelbereichs nur ein Richtungswechsel des Magnetfeldes auftritt.
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Beim
Betrieb des Kraftfahrzeugscheinwerfers 11 steuert die Steuer-
oder Regeleinrichtung 35 den ersten Verstellantrieb 23 an,
um durch Verstellung der Blendenanordnung 27 eine Helldunkelgrenze
einer vom Kraftfahrzeugscheinwerfer erzeugten Lichtverteilung zu
beeinflussen. Auf diese Weise können
insbesondere normales Abblendlicht, Stadtlicht, Nebellicht, Landstraßenlicht,
Autobahnlicht, Fernlicht oder eine andere Lichtverteilung erzeugt
werden. Außerdem
steuert die Steuer- oder Regeleinrichtung 35 den zweiten
Verstellantrieb 29 an, um das Lichtmodul 17 horizontal
um die Schwenkachse 33 zu verschwenken. Auf diese Weise
wird eine Kurvenlichtfunktion bereitgestellt.
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Je
nach Lage der entsprechenden bewegbaren Teile 17, 67, 69 ergibt
sich ein anderer Drehwinkel α der
Antriebsachse 41 und somit auch ein von diesem Drehwinkel α abhängiger Wert
einer magnetischen Flussdichte B. Ist die Lage x des bewegbaren Teils
kleiner oder gleich einer zweiten Schaltlage x2, dann
befindet sich das bewegbare Teil in einem Bewegungsteilbereich 51 eines
Bewegungsbereiches 52. Befindet sich das bewegbare Teil
in diesem Bewegungsteilbereich 51, dann ist sichergestellt,
dass die erzeugte Lichtverteilung im Straßenverkehr zulässig ist
und keine Verkehrsteilnehmer geblendet werden. Im Falle der Blendenanordnung 27 umfasst der
Bewegungsteilbereich 51 eine abgeblendete Betriebsweise
des Kraftfahrzeugscheinwerfers 11. Im Falle der Horizontaldrehung
(Kurvenlicht) umfasst der Bewegungsteilbereich 51 eine
Geradeausstellung des Lichtmoduls 17 (das heißt einer
im Wesentlichen zu einer Längsachse
eines Kraftfahrzeugs parallelen Lichtaustrittsrichtung).
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Vor
ihrer Inbetriebnahme wird die Beleuchtungseinrichtung 10 kalibriert.
Dazu wird beispielsweise unter Anwendung des unten beschriebenen Vorgehens
einer der Verstellantriebe 23, 29 so lange betätigt, bis
eine steigende Flanke 54 einer von der entsprechenden Lageerfassungseinrichtung 25, 31 erzeugten
Binärgröße Q auftritt
(Wechsel der Größe Q von
einem niedrigen Wert L auf einen hohen Wert H) und dann sofort gestoppt.
Eine der steigenden Flanke 54 entsprechende erste Schaltlage
x1 des bewegbaren Teils sollte im Idealfall
einer Referenzlage xref entsprechen. Aufgrund
von zufälligen
oder systematischen Abweichungen im Fertigungsprozess weichen die
erste Schaltlage x1 und die Referenzlage
xref jedoch bei den meisten hergestellten
Kraftfahrzeugscheinwerfern 11 voneinander ab. Unter Verwendung eines
genauen Messgerätes
wird deshalb die Lage x1 gemessen und als
Kalibriergröße k1 = x1 im Speicherelement 37 der
Steuer- oder Regeleinrichtung 35 abgelegt. Abweichend hiervon
kann auch eine Differenz zwischen der Referenzgröße xref und
der Lage x1 als Kalibrierwert k1 vorgesehen
werden. Die Kalibrierung wird üblicherweise
am Ende des Fertigungsprozesses durchgeführt, kann aber auch nach Reparatur oder
Wartungsarbeiten am Kraftfahrzeugscheinwerfer 11 vorgenommen
werden.
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Wird
beim Betrieb des Kraftfahrzeugscheinwerfers 11 die Lage
x ausgehend vom Bewegungsteilbereich 51 vergrößert (Bewegung
in eine Richtung 62 der X-Achse), dann ergibt sich für die Binärgröße Q die
steigende Flanke 54, sobald die Lage x die erste Schaltlage
x1 erreicht oder überschritten hat. Diese steigende
Flanke wird an die Steuer- oder Regeleinrichtung 35 übermittelt.
Die Steuer- oder
Regeleinrichtung 35 kennt die exakte Lage des bewegbaren Teils
zum Zeitpunkt des Auftretens der steigenden Flanke. Denn die exakte
Lage k1 (Kalibrierungsgröße) ist im Speicherelement 37 der
Steuer- oder Regeleinrichtung 35 abgelegt.
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Wenn
sich das bewegbare Teil in einer Lage x bezogen auf die Darstellung
in 3 rechts von der ersten Schaltlage x1 befindet
(x > x1)
und zum Lagebereich 51 hin bewegt wird, dann ergibt sich
für die Binärgröße Q eine
fallende Flanke 56 (Wechsel der Größe Q von dem hohen Wert H auf
den niedrigen Wert L), sobald die zweite Schaltlage x2 erreicht
oder unterschritten wird.
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Die
steigende Flanke 54 ist also einem kleinen positiven Wert
b1 und die fallende Flanke 56 einem
betragsmäßig kleinen
negativen Wert b2 der Flussdichte B zugeordnet.
Dadurch ergibt sich auch bei einer Erhöhung einer Betriebs- oder Umgebungstemperatur
des Kraftfahrzeugscheinwerfers 11, insbesondere des Dauermagneten 39,
eine lediglich geringe Verschiebung der Schaltlagen x1,
x2 bzw. der Flanken 54, 56,
obwohl die Flussdichte bei hohen Temperaturen einen anderen, relativ
flachen Verlauf B' (gestrichelte
Linie in 3) aufweist.
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Dass
sich die beiden Schaltlagen x1 und x2 unterscheiden rührt daher, dass der Hallsensor 47 eine
Hysterese aufweist. Um auch die Lage des bewegbaren Teils bei der
fallenden Flanke der Binärgröße Q exakt
bestimmen zu können,
kann abweichend von der gezeigten Ausführungsform auch der Wert x2 in einem Speicherelement als ein weiterer
Kalibrierwert k2 abgelegt werden. Dies ist
insbesondere dann sinnvoll, wenn die beiden Schaltlagen x1 und x2 aufgrund
einer verhältnismäßig großen Hysterese
des Hallsensors 47 relativ weit auseinander liegen.
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Die 4 bis 6 zeigen
den Aufbau des Lichtmoduls 17 in detaillierterer Form.
Die beiden Verstellantriebe 23, 29 sind mit Ausnahme
eines ersten Schrittmotors 53 des ersten Verstellantriebs 23 und
eines zweiten Schrittmotors 55 des zweiten Verstellantriebs 29 innerhalb
eines Getriebegehäuses 57 angeordnet.
Der erste Schrittmotor 53 ist über ein erstes Getriebe 58 mit
Untersetzung mit der ersten Antriebswelle 41 verbunden.
In ähnlicher
Weise ist auch der zweite Schrittmotor 55 mit einer zweiten
Antriebswelle 59 des zweiten Verstellantriebs 29 über ein
zweites Getriebe 60 mit Untersetzung verbunden. An der
zweiten Antriebswelle 59 befindet sich ähnlich wie beim ersten Verstellantrieb 29 ein
kreisscheibenförmiger,
mit der zweiten Antriebswelle 59 konzentrischer zweiter
Dauermagnet 61, der drehfest mit der zweiten Antriebswelle 59 verbunden
ist. An diesem zweiten Dauermagnet 61 ist ein zweiter Hallsensor 63 angeordnet.
Die zweite Antriebswelle 59 ist auf geeignete Weise mit
dem Gehäuse 13 gekoppelt,
sodass eine Drehung der zweiten Antriebswelle 59 zu einer
horizontalen Verschwenkung des Lichtmoduls 17 um die Schwenkachse 33 führt. Die
Blendenanordnung 27 ist in 6 vergrößert dargestellt.
Sie weist ein stationäres
Blendenelement 65 sowie ein erstes bewegbares Blendenelement 67 und
ein zweites Blendenelement 69 auf.
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Der
prinzipielle Aufbau der Blendenanordnung 27 ist auch aus
den 7 und 8 ersichtlich. Die Blendenanordnung 27 umfasst
zwei Blendenelemente 67, 69, die relativ zueinander
um eine horizontale, im Wesentlichen parallel zu einer optischen Achse
des Kraftfahrzeugscheinwerfers 11 verlaufende Drehachse 71 bewegbar
sind. Die Oberkanten der Blendenelemente 67, 69 sind
mit den Bezugszeichen 73, 75 bezeichnet. Je nachdem,
ob eine der Oberkanten 73, 75 oder die Oberkante
(ohne Bezugszeichen) des stationären Blendenelements 65 höher angeordnet
ist, wird eine optisch wirksame Kante der Blendenanordnung 27 durch
die Oberkante 67, die Oberkante 69 und/oder die
Oberkante des stationären
Blendenelements 65 gebildet. Die Oberkanten 73, 75 und
die Oberkante des stationären
Blendenelements 65 sind vorzugsweise in einer Brennebene der
Linse 21 des Lichtmoduls 17 angeordnet und verbleiben
auch dort, selbst wenn sie bewegt werden. Dadurch kann unabhängig von
der Höhe
einer Helldunkelgrenze stets eine scharfe Abbildung auf eine Fahrbahn
sichergestellt werden. Soll ein Helldunkelübergang weniger scharf ausgebildet
werden, kann eines oder mehrere der Blendenelemente 67, 69 oder
das stationäre
Blendeelement 65 defokussiert werden, das heißt aus der
Brennebene der Linse 21 heraus bewegt werden.
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Die
Blendenanordnung
27 wirkt mit einem Kurvengetriebe
77 derart
zusammen, dass das oder jedes Blendenelement
67,
69 entlang
einer dem jeweiligen Blendenelement
67,
69 zugeordneten
Steuerkurve
79,
81 eine Bewegung (Pfeil
83)
durchführen kann.
Dabei greift eine exzentrisch um eine Drehachse
85 drehbare
Nase
87 des Kurvengetriebes
77 in die Steuerkurven
79,
81.
Vorzugsweise ist die Nase
87 unmittelbar an einem Getrieberad
89 des
Kurveengetriebes
77 angeordnet. Eine derart ausgestaltete
Blendenanordnung
27 ist an sich aus der
DE 10 2005 012 303 A1 bekannt.
Hinsichtlich Aufbau und Funktion dieser Blendenanordnung
27 wird
auf diese Druckschrift verwiesen und der entsprechende Inhalt dieser
Druckschrift auch zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht.