DE60021304T2 - Adaptiver Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge des Typs, wie er im Oberbegriff des Anspruchs 1 bezeichnet ist. Lösungen dieses Typs sind bekannt aus FR-A-1376728. Dieses Dokument des Standes der Technik zeigt einen Scheinwerfer, welcher eine Haube aufweist, die Öffnungen aufweist, welche von einer Blende abgedeckt sind, die in zwei Positionen entlang der Haube bewegbar ist durch eine translatorische Bewegung entlang der Achse der Scheinwerfer, um selektiv Lichtmuster zu erzeugen.
• Insbesondere betrifft die Erfindung einen Scheinwerfer des adaptiven Typs, d.h., gestaltet, um als Abstrahlung einen Lichtstrahl zu erzeugen, dessen Muster gemäß den Fahrbedingungen des Fahrzeugs (Lenkungswinkel, Geschwindigkeit, usw.) den Umgebungs- und Lichtverhältnissen sowie der Art der Straße variiert werden kann.
• Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, einen adaptiven Scheinwerfer vorzusehen, welches es einerseits möglich macht, ein optimales Strahlmuster in jeglichem Zustand der Verwendung zu erhalten, und welcher andererseits eine verhältnismäßig einfache Konstruktion bietet, mit sehr verringerten Gesamtabmessungen und verhältnismäßig geringen Kosten.
• Um diesen Zweck zu erfüllen, ist der Gegenstand der Erfindung ein Scheinwerfer, welcher die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
• In einer bevorzugten Ausführungsform sind Motormittel zum Steuern einer Verschiebung der Blende vorgesehen und Elektronikmittel zur Steuerung der vorge nannten Motormittel, welche Signale von Sensormitteln empfangen, wie etwa Mittel zum Detektieren der Fahrbedingungen des Kraftfahrzeugs und/oder Umweltbedingungen, und welche die Motormittel gemäß den Signalen steuern. die vorgenannten Sensormittel können einen oder mehrere Sensoren aufweisen, ausgewählt aus einem Sensor für den Lenkwinkel, einen Geschwindigkeitssensor, einen Sensor für das Umgebungslicht, einen GPS-Empfänger oder ansonsten eine Telekamera für sichtbares Licht oder Infrarotlicht, angeordnet an Bord des Kraftfahrzeugs und gestaltet, um die Umweltbedingungen und die Bedingungen der Straße, entlang welcher sich das Kraftfahrzeug fortbewegt, aufzuzeichnen.
• Alternativ können die vorgenannten Motormittel direkt durch die Person gesteuert werden, welche das Kraftfahrzeug fährt.
• Die Erfindung wird nun beschrieben werden mit Bezugnahme auf die angefügten Zeichnungen, welche rein als nicht beschränkende Beispiele vorgesehen sind, in welchen:
• 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des Scheinwerfers gemäß Erfindung in einem ersten Betriebszustand ist;
• 2 eine andere perspektivische Ansicht des Scheinwerfers der 1 in einem zweiten Betriebszustand ist;
• 3 eine perspektivische Ansicht in vergrößertem Maßstab der Lampe ist, mit der entsprechenden Haube und einer mobilen Blende, gesetzt im Zentrum des Scheinwerfers, der in den 1 und 2 dargestellt ist;
• 4 eine Abwicklung einer Ebene der Oberfläche der Haube, dargestellt in 3, ist; und
• 5 und 6 Lichtmuster darstellen, welche mit dem Scheinwerfer gemäß der Erfindung in zwei unterschiedlichen Betriebszuständen erhalten werden können.
• Mit Bezug auf die Zeichnungen bezeichnet Bezugsziffer 1 als Ganzes einen adaptiven Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge, aufweisend einen Reflektor 2 und eine Lichtquelle 3, welche in dem dargestellten Beispiel aus einer D2S-Typ Entladungslampe mit einer verhältnismäßig länglichen Birne besteht. Wie klar in 3 gesehen werden kann, ist die Lampe 3 von einer Haube 4 umgeben, welche, in dem dargestellten Beispiel, eine zylindrische Form aufweist, mit ihrer Achse im Wesentlichen zusammenfallend mit der Achse der Lampe 3. Die Haube 4 kann natürlich jegliche andere Gestalt aufweisen, z.B. kann sie wie ein Konus geformt sein. In dem dargestellten Beispiel, wie klar auch aus der ebenen Abwicklung, gezeigt in 4, entnommen werden kann, weist die Haube 4 eine Endwand 5 auf, welche eine direkte Emission von Lichtstrahlen entlang der Achse der Lampe 3 verhindert, und eine Seitenwand, welche Schlitze oder Öffnungen 6, 7, 8 bietet, deren Position und Konfiguration in solcher Art und Weise berechnet ist, um in Kombination mit einer vorbestimmten Geometrie des Scheinwerfers 2, welche ebenso zu diesem Zweck berechnet ist, eine Lichtstrahlaussendung von dem Scheinwerfer zu erzeugen, welche ein vorbestimmtes Grundmuster aufweist, wie etwa das in 5 dargestellte.
• Um die Haube 4 herum gesetzt, in solcher Art und Weise, dass sie sich frei bewegt, befindet sich eine Blende 9, gestaltet, um die Öffnung 7, lokalisiert in der Bodenhälfte der Haube 4 selektiv abzudecken und aufzudecken, um so eine bestimmte Fläche des Scheinwerfers 2 zu beleuchten und somit ein Gesamtmuster zu erzeugen, welches für jeden Verwendungszustand unterschiedlich ist.
• In dem speziellen dargestellten Beispiel besteht die Blende 9 aus einem abgeflachten und länglichen Arm, welcher in Cantilever-Art von einem mit Zähnen versehenen Kreissektor 10 vorragt, welcher mit einem Betätigungsritzel 11 eingreift, angetrieben von einem elektrischen Motor 12. 1 und 2 zeigen einen Scheinwerfer in zwei unterschiedlichen Betriebszuständen, entsprechend den zwei unterschiedlichen Positionen der Blende 9.
• In der bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung vorangeordnet zur Erzeugung von Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Gestalten bei Vorhandensein der folgenden unterschiedlichen Fahrbedingungen: Überlandfahrt, Hochgeschwindigkeitsfahrt, Kurvenfahrt und Stadtfahrt. Die Bedingung der Überlandfahrt wird als Grundbedingung entsprechend dem in 5 dargestellten Diagramm angesehen. Zusätzliche Lichtstrahlen werden auf diese Grundkonfiguration überlagert, wobei die zusätzlichen Lichtstrahlen durch Verschiebung der Blende erhalten werden, um die Sichtverhältnisse, wann immer dies in den Fahrbedingungen, auf die oben Bezug genommen ist, erforderlich ist, zu verbessern.
• Das Diagramm der 5 veranschaulicht die Isolux-Linien einer Projektion des Strahls auf einen Schirm, der in einem Abstand von 25 Metern von dem Scheinwerfer aufgestellt ist. Die Verteilung der in 5 dargestellten Ausleuchtung erlaubt eine gute Sicht von Hindernissen während des Fahrens bis zu einem Abstand von ungefähr 60 Metren und sie weist gleichzeitig eine gute Winkelöffnung auf. Dieser Zustand entspricht dem in 1 gezeigten Betriebszustand, in welchem die Fläche des Reflektors, die nicht beleuchtet ist, schraffiert ist.
• Um die Sichtweite beim Hochgeschwindigkeitsfahrzustand zu erhöhen, ist es notwendig, Licht im zentralen Bereich des Musters zuzugeben, wo im Grundstrahl der 5 dort eine maximale Ausleuchtung bereits vorhanden ist, um so das in 6 dargestellte Muster zu erhalten. Das verstärkte Licht wird kombiniert mit der Wirkung einer Bewegung des gesamten Scheinwerfers um ungefähr 0,5° in vertikaler Richtung, was erreicht werden kann mit Hilfe eines Systems eines bekannten Typs zur Bewegung des Scheinwerfers. Auf diese Art und Weise wird eine gute Sicht auf Hindernisse bis zu Abständen von annähernd 100 Metern erreicht.
• Während einer Kurvenfahrt ist es notwendig, Licht an den Enden des Strahls hinzuzufügen, d.h. in horizontalen Winkelpositionen von +35° und –35°. Dies wird erreicht durch geeignetes Verschieben der Blende 9.
• In dem Fall, wo eine Entladungslampe verwendet wird, ist die Form der Haube 4 so gestaltet, um störende Strahlen zu reduzieren, welche aufgrund von Reflexionen im Innern der Quarzbirne erzeugt werden, welche unerwünschte Blendeffekte an dem ergebenden Strahl erzeugen. Die Menge an Licht, welche von der Quelle im Verhältnis zum notwendigen Flux zum Erzeugen eines Strahls emittiert wird, der für eine Überlandfahrt geeignet ist, macht es möglich, nur die Hälfte des von der Quelle emittierten Fluxes zu verwenden und den verbleibenden Teil abzuschalten bzw. abzudecken. Wie gesagt wurde, ist dafür ein Schlitz 6 vorgesehen, welcher sich über die gesamte obere Hälfte der Haube 4 erstreckt. Diese Öffnung trägt zum Ausbilden des Grundstrahls, und insbesondere des asymmetrischen Teils des Musters der 5 oberhalb der horizontalen Achse, bei, während die Öffnung 7 im Zustand des Grundstrahls geschlossen ist und unabhängig geöffnet wird, um eine Menge von Licht zuzugeben, nötig in verschiedenen Fahrzuständen.
• Das zugegebene Licht wird zur richtigen Position (zentral für Hochgeschwindigkeitsfahrt oder nach rechts oder links bei Kurvenfahrt) geleitet unter Verwendung einer vorbestimmten berechneten Geometrie des Reflektors 2. Insbesondere ist der Reflektor 2 in solcher Art und Weise gestaltet, um eine asymmetrische Verteilung des Lichtmusters zu liefern, ohne auf die Verwendung einer Blende bzw. Membran zurückgreifen zu müssen. Das Prinzip, auf welchem der Reflektor beruht, ist das der Verwendung von zwei Abschnitten, eines oberen 2a und eines unteren 2b, welche zwei unterschiedliche Brennpunkte, festgesetzt in der Nähe der Enden des Entladungsbogens der Lampe 3 aufweisen. Eine Steuerung über die horizontale Divergenz wird durchgeführt an einer Referenzkurve, welche in einer Ebene liegt, welche die horizontale Achse selbst enthält, während eine vertikale Steuerung der Divergenz des Strahls erreicht wird durch Verwendung von Abschnitten von Ellipsoiden, welche einen Brennpunkt in einer der zwei Hauptpunkte nahe der Quelle und den anderen auf einer Kurve im Raum, welche durch die vorgenannte Referenzkurve durchtritt, aufweisen.
• Um einen einzelnen Motor zum Bewegen der Blende 9 zu verwenden, werden die Kurvenfahrbedingungen nach rechts und nach links an zwei verschiedenen Scheinwerfern erhalten: der rechte Scheinwerfer des Fahrzeugs trägt bei zur Erzeugung des Zustands des nach rechts Fahrens, während der linke Scheinwerfer zur Erzeugung des Zustands des nach links Fahrens beiträgt. Der Hochgeschwindigkeitsfahrtzustand wird stattdessen erhalten unter Verwendung beider Scheinwerfer oder durch proportionales Favorisieren des rechten davon bezüglich des linken davon oder umgekehrt, wie erforderlich.

Claims (7)

1. Adaptiver Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge, aufweisend eine Lichtquelle (3) und einen Reflektor (2), welcher der Lichtquelle (3) zugeordnet ist, wobei die Lichtquelle (3) von einem haubenartigen Element (4) umgeben ist, welches eine oder mehrere Öffnungen (6, 7, 8) aufweist, deren Position und Konfiguration auf solche Art und Weise berechnet ist, um in Verbindung mit einer vorbestimmten Geometrie des Reflektors (2), welche auch zu diesem Zweck berechnet ist, einen Lichtstrahl zu erzeugen, ausgesandt von dem Scheinwerfer, welcher ein vorbestimmtes Basismuster aufweist, und eine Blende (9), montiert in beweglicher Art und Weise um die Haube (4) und gestaltet, um die vorgenannten Öffnungen (7, 8) der Haube (4) selektiv in solcher Art und Weise abzudecken und aufzudecken, um ausgewählte Bereiche des Reflektors (2) zu bestrahlen und somit ein Gesamtmuster zu erzeugen, welches für jeden Anwendungsfall unterschiedlich ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (9) um die optische Achse des Scheinwerfers um die Haube (4) drehbar ist, und in mehr als zwei Positionen angeordnet werden kann, um eine entsprechende Anzahl unterschiedlicher Lichtstrahlen für unterschiedliche Fahrbedingungen hervorzubringen, wie etwa Überlandfahrt, Autobahnfahrt, Kurvenfahrt und Stadtfahrt.
2. Scheinwerfer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgenannte Haubenelement (4) eine Hauptöffnung (6) aufweist, welche dauernd geöffnet ist, um ein Basismuster entsprechend einer Überlandfahrtbedingung zu erzeugen, wobei die Blende (9) beweglich ist, um weitere Öffnungen (7, 8) selektiv abzudecken und aufzudecken, um so zusätzliche Strahlen zu erzeugen, die somit zu dem Grundstrahl hinzugefügt werden, um einen Gesamtstrahl zu erzeugen, welcher jeder einzelnen Fahrsituation entspricht.
3. Scheinwerfer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Motormittel (12) vorgesehen sind zur Steuerung einer Verschiebung der Blende, und Elektronikmittel zum Steuern der Motormittel (12), wobei die Elektronikmittel Signale von Sensormitteln empfangen, wie etwa Mittel zum Detektieren der Fahrbedingungen des Kraftfahrzeugs und/oder von Umweltbedingungen, und die Motormittel gemäß diesen Signalen steuern.
4. Scheinwerfer gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgenannten Sensormittel einen oder mehrere Sensoren aufweisen, ausgewählt aus einem Sensor für den Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs, einen Geschwindigkeitssensor, einen Sensor für das Umgebungslicht und einen GPS-Empfänger.
5. Scheinwerfer gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgenannten Sensormittel auch eine Telekamera für sichtbares Licht oder Infrarotlicht aufweisen, angeordnet an Bord des Kraftfahrzeugs und gestaltet, um die Umweltbedingungen und die Bedingungen der Straße, entlang welcher sich das Kraftfahrzeug fortbewegt, aufzuzeichnen.
6. Scheinwerfer gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (2) zwei Abschnitte (2a, 2b) aufweist, welche zwei unterschiedliche Brennpunkte aufweisen, festgesetzt in der Nähe der Enden der Lampe (3), wobei die Lampe (3) eine längliche Konfiguration entlang der Achse des Scheinwerfers aufweist.
7. Scheinwerfer gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (2a, 2b) des Reflektors vertikale Abschnitte aufweisen, welche Ellipsoiden entsprechen.