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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher Scheinwerfer ist aus der
US 2004/0228139 A1 bekannt. Der Scheinwerfer umfasst mindestens eine Lichtquelle zum Aussenden von Licht und der mindestens einen Lichtquelle zugeordnete optisch wirksame Mittel zum Bündeln zumindest eines Teils des ausgesandten Lichts. Die Lichtquelle kann als eine Glühfadenlampe, eine Halogenlampe, als eine Gasentladungslampe, als mehrere Leuchtdioden (LEDs), als mindestens eine Lichtauskoppelfläche eines Lichtwellenleiters oder auf andere nicht ausdrücklich genannte Weise ausgebildet sein. Der Lichtquelle ist üblicherweise ein Reflektor zugeordnet, der die von herkömmlichen Lampen ausgesandte Strahlung bündelt. Bei LEDs oder Lichtwellenleitern können die optisch wirksamen Mittel auch als Vorsatzoptiken aus Glas oder einem Kunststoff ausgebildet sein, die eine Totalreflexion der ausgesandten Lichtstrahlen zur Bündelung ausnutzen.
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Darüber hinaus umfasst der Scheinwerfer eine in den Strahlengang des von der Lichtquelle ausgesandten bzw. von den optischen Mitteln gebündelten Lichts einbringbare Blende mit einer optisch wirksamen Oberkante. Die Oberkante der Blende wird als eine Helldunkelgrenze der Lichtverteilung abgebildet. Der Scheinwerfer umfasst auch eine Linse zur Projektion zumindest eines Teils des an der Blende vorbei gelangenden Lichts auf die Fahrbahn vor dem Fahrzeug, wobei die Linse im Falle von LEDs als Lichtquellen auch mehrere z.B. matrixartig angeordnete Einzellinsen umfassen kann. Weiter umfasst der Scheinwerfer mindestens eine zusätzlich zu der Blende in den Strahlengang einbringbare Zusatzblende die in einer Ebene parallel zu einer Flächenerstreckung der Blende relativ zu der Blende horizontal beweglich ist.
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Derartige Scheinwerfer sind im Stand der Technik unter der Bezeichnung PES (Poly-Ellipsoid-System) -Scheinwerfer mit adaptiver Lichtverteilung bekannt. Bei diesen kann die Helldunkelgrenze aus der Stellung für Abblendlicht bspw. in eine Stellung für Landstraßenlicht und/oder Autobahnlicht angehoben werden. In der Regel kann die Helldunkelgrenze sogar bis zum Erreichen einer Fernlichtverteilung angehoben werden, wobei die Helldunkelgrenze dann praktisch im Unendlichen liegt.
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Aus der
EP 0 294 589 B1 ist ein Scheinwerfer der eingangs genannten Art bekannt, bei dem die Blende zur Anhebung eines auf der eigenen Verkehrsseite abgebildeten Teils der Helldunkelgrenze ausgehend von der Stellung für normales Abblendlicht teilweise aus dem Strahlengang heraus bewegt werden kann. Dadurch kann die Ausleuchtung der eigenen Verkehrsseite verbessert werden, ohne den Gegenverkehr zu blenden. Der bekannte Scheinwerfer verfügt jedoch nicht über eine adaptive Lichtverteilung, bei der die gesamte Helldunkelgrenze angehoben werden kann. So ist bei dem bekannten Scheinwerfer bei entgegenkommendem Verkehr bspw. der auf der Gegenverkehrsseite angeordnete Fahrbahnrand nur unzureichend ausgeleuchtet.
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Des Weiteren ist aus der
EP 1 707 438 A1 ein Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge ohne adaptive Lichtverteilung bekannt, bei dem einzelne Bereiche der Lichtverteilung gezielt und selektiv ausgeblendet werden können. Insbesondere wird der Bereich der Lichtverteilung ausgeblendet, in dem sich entgegenkommende Verkehrsteilnehmer, insbesondere entgegenkommende Fahrzeuge, befinden. Dies wird bei matrixartig angeordneten LEDs als Lichtquellen dadurch erzielt, dass einzelne oder mehrere LEDs in Abhängigkeit von Umgebungsparametern des Fahrzeugs, insbesondere in Abhängigkeit von der Position entgegenkommender Fahrzeuge, selektiv aktiviert bzw. deaktiviert werden. Bei herkömmlichen Lichtquellen werden Blendenelemente einer in Lichtaustrittsrichtung vor dem Scheinwerfer angeordneten Blende selektiv in den Strahlengang eingebracht bzw. aus diesem entfernt. Bei dem bekannten Scheinwerfer handelt es sich eher um einen Prototyp als um einen für den Einsatz unter realen Bedingungen im Straßenverkehr einsetzbaren Scheinwerfer. Der Aufbau ist kompliziert, teuer und filigran. Zudem ist die bei Gegenverkehr erzielbare Lichtverteilung sowohl für den Fahrer des Fahrzeugs, an dem der Scheinwerfer montiert ist, als auch für entgegenkommende Fahrer äußerst gewöhnungsbedürftig, da lediglich einzelne Teilbereiche des Ausleuchtvolumens ausgeschaltet bzw. abgeschattet sind.
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Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen für die harten Bedingungen im Praxiseinsatz geeigneten Scheinwerfer mit adaptiver Lichtverteilung zu schaffen, der eine gezielte Anhebung der Helldunkelgrenze in Abhängigkeit von Fahrzeug- und/oder Umfeldparametern erlaubt und gleichzeitig ein Blenden entgegenkommender Verkehrsteilnehmer wirksam verhindert. Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Fahrzeugscheinwerfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Dabei ist insbesondere vorgeschlagen, dass die Helldunkelgrenze in Abhängigkeit von Fahrzeug- und/oder Umfeldparametern außer in eine Stellung für Abblendlicht noch in mindestens eine davon abweichende höhere Stellung verstellbar ist und dass der Scheinwerfer mindestens eine zusätzlich zu der Blende in den Strahlengang einbringbare Zusatzblende aufweist, die in einer Ebene parallel zu einer Flächenerstreckung der Blende relativ zu der Blende horizontal beweglich ist, die im Strahlengang vor oder hinter der Blende angeordnet ist und welche in der mindestens einen von der Abblendlichtstellung abweichenden höheren Stellung der Helldunkelgrenze zumindest einen Teil der für die Gegenverkehrsseite bestimmten Lichtverteilung, die sich oberhalb der Helldunkelgrenze in der Stellung für Abblendlicht befindet, abschattet um bei der Lichtverteilung mit der Helldunkelgrenze (12) in der höheren Stellung eine Blendung des Gegenverkehrs zu verhindern, wobei die Zusatzblende (11) auch vertikal bewegbar und möglichst klein ausgebildet ist, wobei ihre Minimalgröße durch die Anforderung vorgegeben wird, die Blendung entgegenkommender Verkehrsteilnehmer wirksam zu verhindern.
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Erfindungsgemäß wird also ein Scheinwerfer vom Projektionstyp mit adaptiver Lichtverteilung vorgeschlagen, wobei die Anhebung der Helldunkelgrenze entweder durch Bewegen der Blende oder der Blendenanordnung in den Strahlengang oder aus diesem heraus (vgl. z.B.
DE 10 2004 045 881 A1 ,
DE 35 28 820 C2 ,
US 2003 / 0 021 119 A1 ) oder durch ein Anheben oder Absenken des gesamten Lichtmoduls des Scheinwerfers (z.B. im Rahmen einer Leuchtweitenregelung) erfolgen kann. Denkbar ist bspw. ein Anheben der Helldunkelgrenze auf Landstraßen und/oder auf Autobahnen. Zur Steuerung der adaptiven Lichtverteilung können Fahrzeugparameter, bspw. die Geschwindigkeit, die Querbeschleunigung oder der Lenkwinkel des Fahrzeugs herangezogen werden. Alternativ oder zusätzlich können Umfeldparameter bspw. in Form von optischen oder anderen Erfassungsmitteln zum Erfassen des Fahrbahnverlaufs vor dem Fahrzeug oder ein GPS-Signal bzw. ein Positionssignal von einem Fahrzeugnavigationssystem erfasst und für die Steuerung der adaptiven Lichtverteilung herangezogen werden. Selbstverständlich kann die adaptive Lichtverteilung nicht nur eine Anhebung oder Absenkung der Helldunkelgrenze sondern bspw. auch ein Vergrößern bzw. Verkleinern der Breite des ausgesandten Lichtbündels umfassen.
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Aus der
DE 10 2004 019 963 A1 ist bereits ein Scheinwerfer mit einer Zusatzblende bekannt, diese dient jedoch zum Bilden eines dunklen Bereichs im zentralen Teil am unteren Ende des Lichtverteilungsmusters um die Menge der Lichtausstrahlung im nahen Bereich vor dem Fahrzeug, insbesondere bei einer nassen Fahrbahn, zu steuern. Die zusätzliche Blende ist über der ersten Blende zur Erzeugung der Hell-Dunkel-Grenze angeordnet. Des Weiteren ist aus der
DE 100 33 960 A1 ein Scheinwerfer bekannt, der eine zwischen zwei Stellungen bewegliche Zusatzblende aufweist, die zusammen mit ersten Blende ein zweites spezielles Hell-Dunkel-Profil bildet.
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Um eine Blendung entgegenkommender Verkehrsteilnehmer durch eine angehobene Helldunkelgrenze der adaptiven Lichtverteilung zu vermeiden, verfügt der erfindungsgemäße Scheinwerfer über eine Zusatzblende, die gezielt vor oder hinter der vorhandenen Blende in den Strahlengang eingebracht bzw. aus diesem wieder heraus bewegt werden kann. Die Zusatzblende wird derart in den Strahlengang eingebracht, dass sie gezielt zumindest einen Teil der für die Gegenverkehrsseite bestimmten Lichtverteilung abschattet, die sich ansonsten oberhalb der Helldunkelgrenze in der Stellung für Abblendlicht befinden würde. Vorzugsweise wird der Teil der Lichtverteilung abgeschattet, in dem sich entgegenkommende Fahrzeuge bzw. die Augen der Fahrer entgegenkommender Fahrzeuge befinden. Für den Fahrer entgegenkommender Fahrzeuge ergibt sich also keinerlei Blendung, da die Lichtverteilung im Bereich des entgegenkommenden Verkehrsteilnehmers wie bei einer herkömmlichen Abblendlichtverteilung unterhalb der Helldunkelgrenze für herkömmliches Abblendlicht liegt. Das hat zudem den Vorteil, dass sich für den entgegenkommenden Fahrer eine ganz normale gewohnte Lichtverteilung ergibt.
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Zum Erfassen der Umfeldparameter des Fahrzeugs, insbesondere von entgegenkommenden Verkehrsteilnehmern, können geeignete Erfassungsmittel und Signalverarbeitungsmittel eingesetzt werden. Denkbar ist bspw. der Einsatz einer oder mehrerer Kameras, für sichtbares Licht oder unsichtbare UV- und/oder IR-Strahlung zusammen mit einer geeigneten Bildverarbeitungssoftware. Denkbar wären auch Radar- oder Ultraschallsensoren mit einer geeigneten Signalverarbeitungssoftware. Schließlich wäre auch ein telematischer Ansatz denkbar, bei dem Informationen über andere Fahrzeuge von diesen Fahrzeugen selbst übermittelt und von dem Fahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Scheinwerfer empfangen und ausgewertet werden können. Die übermittelten Informationen umfassen bspw. die aktuelle Position, die aktuelle Geschwindigkeit sowie die Richtung der anderen Fahrzeuge.
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Nachfolgend werden anhand der Figuren verschiedene bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung im Detail beschrieben. Es zeigen:
- 1 ein Lichtmodul eines an sich aus dem Stand der Technik bekannten Scheinwerfers gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in einer Seitenansicht;
- 2 eine Blende des Scheinwerfers aus 1 mit einer Oberkante zur Erzeugung einer asymmetrischen Helldunkelgrenze in einer Ansicht von vorne;
- 3 eine resultierende Lichtverteilung des Scheinwerfers aus 1;
- 4 eine Blende eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform in einer normalen Abblendlichtstellung mit einer Zusatzblende in einer Ansicht von vorne;
- 5 eine resultierende Lichtverteilung eines Scheinwerfers mit der Blende und der Zusatzblende in der in 4 dargestellten Stellung;
- 6 die Blende des erfindungsgemäßen Scheinwerfers gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform in einer Stellung zur Erzeugung einer angehobenen Helldunkelgrenze mit der Zusatzblende in einer Ansicht von vorne;
- 7 eine erste mögliche resultierende Lichtverteilung eines Scheinwerfers mit der Blende und der Zusatzblende in der in 6 dargestellten Stellung;
- 8 eine zweite mögliche resultierende Lichtverteilung eines Scheinwerfers mit der Blende und der Zusatzblende in der in 6 dargestellten Stellung;
- 9 eine Blende eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform in einer Stellung zur Erzeugung einer angehobenen Helldunkelgrenze mit einer Zusatzblende in einer Ansicht von vorne;
- 10 eine mögliche resultierende Lichtverteilung eines Scheinwerfers mit der Blende und der Zusatzblende in der in 9 dargestellten Stellung;
- 11 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Blende mit horizontal verschiebbarer Zusatzblende;
- 12 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Blende mit um eine vertikale Drehachse drehbarer Zusatzblende in einer ersten Stellung;
- 13 die Blende mit der Zusatzblende in der Stellung aus 12 in einer Ansicht von oben;
- 14 die Blende mit der Zusatzblende aus 12 in einer zweiten Stellung;
- 15 die Blende mit der Zusatzblende in der Stellung aus 14 in einer Ansicht von oben; und
- 16 eine mehrteilige Blende mit Kulissenführung zur Variation der Höhe der Helldunkelgrenze in einer Ansicht von vorne (16a) und in einer perspektivischen Ansicht (16b).
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In 1 ist ein Lichtmodul eines an sich aus dem Stand der Technik bekannten Fahrzeugscheinwerfers in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Ein solches Lichtmodul 1 wird bspw. in einem Projektionsscheinwerfer bzw. PES (Poly Ellipsoid System)-Scheinwerfer eingesetzt. Dort ist das Modul 1 in einem Scheinwerfergehäuse angeordnet, das vorne eine Lichtaustrittsöffnung aufweist, die durch eine Abdeckscheibe, vorzugsweise bzw. überwiegend ohne optisch wirksame Elemente, verschlossen ist. Somit entspricht die das Lichtmodul 1 verlassende Lichtverteilung im Wesentlichen der Lichtverteilung des Scheinwerfers.
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Das Lichtmodul 1 umfasst mindestens eine Lichtquelle zum Aussenden von Licht und der mindestens einen Lichtquelle zugeordnete optisch wirksame Mittel zum Bündeln zumindest eines Teils des ausgesandten Lichts. In 1 ist die Lichtquelle nicht explizit dargestellt. Die Lichtquelle kann als eine Glühfadenlampe, eine Halogenlampe, als eine Gasentladungslampe, als mehrere Leuchtdioden (LEDs), als mindestens eine Lichtauskoppelfläche eines Lichtwellenleiters oder auf andere nicht ausdrücklich genannte Weise ausgebildet sein. Der Lichtquelle ist üblicherweise ein Reflektor 2 zugeordnet, der die von herkömmlichen Lampen ausgesandte Strahlung bündelt. In 1 ist die Lichtquelle nicht explizit dargestellt. Sie befindet sich aber im Bereich eines Brennpunkts im Inneren des Reflektors 2 und wird durch eine Öffnung im Scheitel des Reflektors 2 von hinten in diesen eingeführt und an diesem befestigt. Bei LEDs oder Lichtwellenleitern können die optisch wirksamen Mittel auch als Vorsatzoptiken aus Glas oder einem Kunststoff ausgebildet sein, die eine Totalreflexion der ausgesandten Lichtstrahlen zur Bündelung ausnutzen.
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Darüber hinaus umfasst das Lichtmodul 1 eine in den Strahlengang des von der Lichtquelle ausgesandten bzw. vom Reflektor 2 gebündelten Lichts einbringbare Blende 3 mit einer optisch wirksamen Oberkante. Die Oberkante der Blende 3 wird als eine Helldunkelgrenze der Lichtverteilung des Scheinwerfers abgebildet. Die Helldunkelgrenze ist in Abhängigkeit von Fahrzeug- und/oder Umfeldparametern außer in eine Stellung 3' für Abblendlicht noch in mindestens eine davon abweichende höhere Stellung 3" verstellbar. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Blende 3 um eine quer zur optischen Achse 2' des Reflektors 2 verlaufende im Wesentlichen horizontale Schwenkachse 4 verschwenkbar.
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Selbstverständlich kann die Blende 3 auch auf beliebig andere Weise ausgebildet sein, so dass eine optisch wirksame Oberkante der Blende variabel in den Strahlengang hinein und/oder aus diesem heraus bewegt werden kann. Denkbar ist bspw. eine Ausgestaltung der Blende in Form einer um eine quer zur optischen Achse 2' des Reflektors 2 im Wesentlichen horizontale Drehachse drehbare Walze, die auf ihrem Umfang mehrere optisch wirksame Kanten mit unterschiedlichen Verläufen aufweist. Durch Drehen der Walze kann eine bestimmte Kante in den Strahlengang bewegt werden, so dass durch Drehen der Walze unterschiedliche Lichtverteilungen mit unterschiedlich hohen Helldunkelgrenzen erzeugt werden können. Denkbar wäre es auch, die Blende 3 als mehrteilige Blendenanordnung auszubilden, so dass in der Stellung 3' der Blende 3 für Abblendlicht ein oberer Teil der Blendenanordnung um eine parallel zur optischen Achse 2' im Wesentlichen horizontal verlaufende Schwenkachse verschwenkbar ist. Durch Verschwenken des oberen Teils der Blendenanordnung 3 kann die Oberkante der Blende 3 oder ein Teil davon angehoben bzw. abgesenkt werden, um so Helldunkelgrenzen unterschiedlicher Höhe erzeugen zu können.
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Eine entsprechende Ausführungsform einer solchen mehrteiligen Blendenanordnung 3 zur Variation der Höhe der Helldunkelgrenze 10 ist in 16 gezeigt. Die Anordnung 3 umfasst mehrere Blendenelemente 20, 21, die relativ zueinander um eine horizontale, im Wesentlichen parallel zur optischen Achse des Scheinwerfers verlaufende Drehachse 22 bewegbar sind. Die Oberkanten der Blendenelemente 20, 21 sind mit den Bezugszeichen 29, 30 bezeichnet. Vorzugsweise weist die Blendenanordnung 3 ein stationäres Blendenelement (nicht dargestellt) und mindestens ein - in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei - um die Drehachse 22 verstellbare Blendenelemente 20, 21 auf. Je nachdem, ob eine der Oberkanten 29, 30 oder die Oberkante des stationären Blendenelements höher angeordnet ist, wird die optisch wirksame Kante 7 der Blende 3 durch die Oberkante 29, die Oberkante 30 und/oder die Oberkante des stationären Blendenelements gebildet. Die Oberkanten 29, 30 und die Oberkante des stationären Blendenelements sind vorzugsweise in der Brennebene der Linse 5 des Lichtmoduls 1 angeordnet und verbleiben auch dort, selbst wenn sie bewegt werden. Dadurch kann unabhängig von der Höhe der Helldunkelgrenze 10, 12 stets eine scharfe Abbildung auf der Fahrbahn 8 sichergestellt werden. Soll der Helldunkelübergang weniger scharf ausgebildet werden, kann eines oder mehrere der Blendenelemente 21, 22 oder das stationäre Blendeelement defokussiert werden, das heißt aus der Brennebene der Linse 5 heraus bewegt werden.
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Die Blendenanordnung
3 wirkt mit einem Kurvengetriebe
23 derart zusammen, dass das oder jedes Blendenelement
20,
21 entlang einer dem jeweiligen Blendenelement
20,
21 zugeordneten Steuerkurve
24,
25 bewegbar ist. Dabei greift eine exzentrisch um eine Drehachse
26 drehbare Nase
27 des Kurvengetriebes
23 in die Steuerkurven
24,
25. Vorzugsweise ist die Nase
27 unmittelbar an einem Getrieberad
28 des Getriebes
23 angeordnet. Eine derart ausgestaltete Blendenanordnung ist an sich aus der
DE 10 2005 012 303 A1 bekannt. Hinsichtlich Aufbau und Funktion dieser Blendenanordnung
3 wird auf diese Druckschrift verwiesen und der entsprechende Inhalt dieser Druckschrift auch zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht. Diese Blendenanordnung
3 hat gegenüber einer um eine horizontale, im Wesentlichen quer zur optischen Achse
2' des Scheinwerfers verlaufenden Achse klappbaren Blende
3 den Vorteil, dass sie wesentlich weniger Raum benötigt. Zudem können durch eine entsprechende Anzahl an Blendenelementen
20,
21 und eine entsprechende Ausgestaltung der Steuerkurven
24,
25 eine Vielzahl unterschiedlicher Lichtverteilungen insbesondere mit unterschiedlich hohen Helldunkelgrenzen
10,
12 erzielt werden.
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Schließlich ist es auch denkbar, die Helldunkelgrenze 10 durch Anheben des gesamten Lichtmoduls 1 anzuheben. Dazu kann eine in dem Scheinwerfer sowieso schon vorhandene Leuchtweitenregelungsfunktion (LWR) genutzt werden.
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Denkbar für die adaptive Lichtverteilung des Scheinwerfers ist bspw. ein Anheben der Helldunkelgrenze aus der Stellung für normales Abblendlicht in eine Stellung für Landstraßenlicht oder Autobahnlicht. Wenn die Helldunkelgrenze bis etwa ins Unendliche angehoben wird, kann mit dem Scheinwerfer sogar eine Fernlichtverteilung erzeugt werden.
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Schließlich umfasst der Scheinwerfer auch eine Linse 5 zur Projektion zumindest eines Teils des an der Blende 3 vorbei gelangenden Lichts auf die Fahrbahn vor dem Fahrzeug, wobei die Linse 5 im Falle von LEDs als Lichtquellen auch mehrere z.B. matrixartig angeordnete Einzellinsen umfassen kann. Durch die Linse 5 wird auch die im Strahlengang befindliche Oberkante der Blende 3 als Helldunkelgrenze auf die Fahrbahn projiziert. Die Linse 5 ist über einen Halterahmen 6 an dem Vorderrand des Reflektors 2 befestigt.
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In 2 ist die Blende 3 des Lichtmoduls 1 aus 1 in einer Ansicht von vorne, d. h. entgegen der Lichtaustrittsrichtung, dargestellt. Die Blende 3 weist eine asymmetrische Oberkante 7 auf, die durch die Linse 5 zur Erzeugung der Helldunkelgrenze auf die Fahrbahn projiziert wird. Die Oberkante 7 umfasst einen im Wesentlichen horizontal verlaufenden, niedrigeren Teil 7' und einen im Wesentlichen horizontal verlaufenden, höheren Teil 7", sowie einen schräg verlaufenden Teil 7'" dazwischen, der mit einem etwa 30°-Anstieg den niedrigeren Teil 7' mit dem höheren Teil 7" verbindet.
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In 3 ist eine beim Einsatz der Blende 3 aus 2 in der Stellung 3' für Abblendlicht resultierende Lichtverteilung im Vorfeld des Fahrzeugs für Rechtsverkehr dargestellt. Eine zweispurige Fahrbahn ist mit dem Bezugszeichen 8 bezeichnet. Sie umfasst eine Fahrspur 8' auf der eigenen Verkehrsseite und eine zweite Fahrspur 8" für den Gegenverkehr. Die beiden Fahrspuren 8' und 8" sind durch einen unterbrochenen Mittelstreifen 8'" getrennt. Ein Horizont ist mit dem Bezugszeichen 9 bezeichnet. Die Helldunkelgrenze einer herkömmlichen Abblendlichtverteilung (Blende 3 in der Stellung 3' für Abblendlicht) ist mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Ein im Wesentlichen horizontaler, höherer Teil 10' der Helldunkelgrenze ist auf der eigenen Verkehrsseite angeordnet und wird durch Projektion des niedrigeren Teils 7' der Blendenoberkante 7 erzeugt. Ein im Wesentlichen horizontaler, niedrigerer Teil 10" der Helldunkelgrenze ist auf der Gegenverkehrsseite angeordnet und wird durch Projektion des höheren Teils 7" der Blendenoberkante 7 erzeugt. Ein schräg verlaufender Teil 10'" verbindet den Teil 10' und den Teil 10" mit einem etwa 30°-Anstieg und wird durch Projektion des schrägen Teils 7'" der Blendenoberkante 7 erzeugt. Die dargestellte Abblendlichtverteilung mit der asymmetrischen Helldunkelgrenze hat den Vorteil, dass auf der eigenen Verkehrsseite eine recht große Reichweite erzielt werden kann, ohne dass entgegenkommende Verkehrsteilnehmer geblendet werden. Selbstverständlich kann die Helldunkelgrenze auch einen von dem dargestellten Verlauf abweichenden Verlauf aufweisen. Denkbar ist bspw. ein im Wesentlichen stufenförmiger Anstieg statt des schrägen Verlaufs 10'". Ebenfalls denkbar ist ein im Wesentlichen horizontaler Verlauf der gesamten Helldunkelgrenze 10.
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Bei einem Scheinwerfer mit einer adaptiven Lichtverteilung, bei dem die gesamte Helldunkelgrenze in Abhängigkeit von Fahrzeug- und/oder Umfeldparametern außer in eine Stellung für herkömmliches Abblendlicht noch in mindestens eine davon abweichende höhere Stellung verstellbar ist, bspw. für sog. Landstraßenlicht oder Autobahnlicht, kann die Reichweite der Lichtverteilung in bestimmten Situationen angehoben werden, um die Sicht des Fahrers zu verbessern. Dies ist nur jedoch möglich, wenn keine Verkehrsteilnehmer auf der Fahrspur 8" entgegenkommen. Das bedeutet bei dem heutigen dichten Verkehrsaufkommen, dass eine Anhebung der Helldunkelgrenze nur sehr selten möglich ist und die Vorteile der größeren Reichweite der Lichtverteilung nur sehr selten genutzt werden können. Genau hier setzt die vorliegende Erfindung an.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der Scheinwerfer zusätzlich zu der Blende 3 noch eine Zusatzblende 11 aufweist, die im Strahlengang vor oder hinter der Blende 3 angeordnet sein kann. Zusätzlich bedeutet nicht zwangsläufig, dass die Zusatzblende 11 nur dann in den Strahlengang eingebracht wird, wenn auch die Blende 3 eingebracht ist. Vielmehr bedeutet dies, dass die Zusatzblende 11 und die Blende 3 entweder jede für sich oder gemeinsam in den Strahlengang eingebracht werden können. Die Zusatzblende 11 schattet in mindestens einer von der herkömmlichen Abblendlichtstellung abweichenden höheren Stellung der Helldunkelgrenze 12 zumindest einen Teil der für die Gegenverkehrsseite 8" bestimmten Lichtverteilung ab, die sich oberhalb der Helldunkelgrenze 10 in der Stellung für herkömmliches Abblendlicht befinden würde. Mit anderen Worten, wird also bei angehobener Helldunkelgrenze 12 ein Teil der auf der Fahrspur 8" befindlichen Lichtverteilung durch die Zusatzblende 11 abgeschattet. Dadurch wird trotz angehobener Helldunkelgrenze 12 und der damit verbundenen großen Reichweite in weiten Teilen der Lichtverteilung eine Blendung entgegenkommender Verkehrsteilnehmer wirksam verhindert.
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In den hier diskutierten Ausführungsformen wird die Helldunkelgrenze durch Bewegen der Blende 3 bzw. eines Teils der Blende 3 erzielt. Denkbar wäre auch, die Helldunkelgrenze durch vertikales Verschwenken des gesamten Lichtmoduls 1 anzuheben bzw. abzusenken. In diesem Fall müsste das Lichtmodul 1 relativ zu bzw. unabhängig von der Zusatzblende 11 bewegt werden. Die Form der Zusatzblende 11 kann nahezu beliebig gewählt werden. Ihre Position wird durch die Position der Fahrspur 8" für den Gegenverkehr bestimmt. Um die Vorteile der adaptiven Lichtverteilung mit der angehobenen Helldunkelgrenze in einem möglichst großen Bereich der Lichtverteilung nutzen zu können, sollte die Zusatzblende 11 möglichst klein ausgebildet sein. Ihre Minimalgröße wird durch die Anforderung, die Blendung entgegenkommender Verkehrsteilnehmer wirksam zu verhindern, vorgegeben.
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In 4 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Blende 3 und der Zusatzblende 11 eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers in einer Ansicht entgegen der Lichtaustrittsrichtung dargestellt. Die Blende 3 befindet sich dabei in der Stellung 3' für herkömmliches Abblendlicht. Es ist deutlich zu erkennen, dass die Zusatzblende 11 vollständig von der Blende 3 verdeckt wird, so dass sich in dieser Stellung eine herkömmliche Abblendlichtverteilung ergibt. Die Oberkante der Zusatzblende 11 umfasst einen Teil 11', der dem Verlauf des Teils 7" der Blendenoberkante entspricht, und einen schrägen Teil 11", der dem Verlauf des schrägen Teils 7'" der Blendenoberkante entspricht. Insgesamt erstreckt sich die Zusatzblende 11 ausgehend von der Oberkante 7 der Blende 3 bzw. der entsprechenden Kante 11', 11" der Zusatzblende 11 schräg nach rechts unten. Durch die schräge Form der Zusatzblende 11 wird der Bereich, auf dem sich die Augen von Fahrern entgegenkommender Fahrzeuge befinden (sog. Augenlinie), abgedeckt. Dadurch kann ein horizontales Nachführen der Position der Zusatzblende 11 während einer Begegnungssituation vermieden werden. Auf jeden Fall wird die Anzahl der Situationen, in denen ein Nachführen der Zusatzblende 11 erforderlich ist, reduziert. Die resultierende Lichtverteilung ist in 5 dargestellt und entspricht der Lichtverteilung für herkömmliches Abblendlicht aus 3.
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Wenn nun aber bei dem erfindungsgemäßen Scheinwerfer die Helldunkelgrenze durch Absenken der Blendenoberkante 7 angehoben wird, ergibt sich eine völlig neue Lichtverteilung. Die Blende 3 bei angehobener Helldunkelgrenze ist in 6 mit dem Bezugszeichen 3'" bezeichnet. Die Zusatzblende 11 folgt der Bewegung der Blende 3 nicht und bleibt in der in 4 gezeigten Position, so dass die Oberkante 11', 11" der Zusatzblende 11 in der ursprünglichen Position bleibt. Die Oberkante der Blende 3 zur Erzeugung der Helldunkelgrenze für normales Abblendlicht ist wie gehabt mit dem Bezugszeichen 7 bezeichnet. Die Oberkante der Blende 3 zur Erzeugung der angehobenen Helldunkelgrenze bspw. für Landstraßenlicht oder für Autobahnlicht ist mit dem Bezugszeichen 7"" bezeichnet.
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Die resultierende Lichtverteilung ist in 7 gezeigt. Die Helldunkelgrenze 10 für herkömmliches Abblendlicht ist gestrichelt eingezeichnet. Die aufgrund der Blenden- und Zusatzblendenposition aus 6 resultierende Helldunkelgrenze ist mit einer durchgezogenen Linie eingezeichnet und mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet. Es ist gut zu erkennen, dass der Verlauf der Helldunkelgrenze 12 im Wesentlichen dem Verlauf der Helldunkelgrenze 10 für herkömmliches Abblendlicht entspricht, nur etwas höher. Lediglich im Bereich der Fahrspur 8" bzw. in einem Teil 12' der angehobenen Helldunkelgrenze 12 führt die Zusatzblende 11 zu einem teilweise Absenken der Helldunkelgrenze 12, so dass sich in diesem Bereich eine abgesenkte Helldunkelgrenze 12" ergibt. Die Unterseite 12" des durch die Zusatzblende 11 abgeschatteten Bereichs entspricht vorzugsweise genau dem Verlauf der Helldunkelgrenze 10 für herkömmliches Abblendlicht. Der Übergang von der angehobenen Helldunkelgrenze 12 zu dem durch die Zusatzblende 11 abgesenkten Teil 12" der Helldunkelgrenze kann beliebig ausgebildet sein. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt der Übergang auf der Gegenverkehrsseite (hier bei Rechtsverkehr auf der linken Seite) schräg nach unten und auf der eigenen Verkehrsseite (hier rechts) zunächst wieder schräg nach oben und dann im Wesentlichen stufenförmig. Der Verlauf schräg nach oben des abgesenkten Teils 12" der Helldunkelgrenze entspricht im Wesentlichen dem 30°-Anstieg der Helldunkelgrenze von herkömmlichem Abblendlicht. Selbstverständlich kann der Übergang zwischen der angehobenen Helldunkelgrenze 12 und der Helldunkelgrenze 10 für herkömmliches Abblendlicht im Teilbereich 12" der Helldunkelgrenze auch bereits vor dem 30°-Anstieg erfolgen, so dass der Teilbereich 12" der Helldunkelgrenze lediglich einen horizontal verlaufenden Abschnitt aufweist, der dann bspw. schräg oder stufenförmig in die angehobene Helldunkelgrenze 12 übergeht.
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In 8 ist eine andere durch den Einsatz der Zusatzblende 11 resultierende Lichtverteilung dargestellt. Wenn die Helldunkelgrenze 10 praktisch ins Unendliche angehoben wird, erhält man eine Fernlichtverteilung. Diese kann ebenfalls eine von mehreren möglichen Lichtverteilungen eines Scheinwerfers mit einer adaptiven Lichtverteilung sein. Die Fernlichtverteilung ist in 8 mit dem Bezugszeichen 13 bezeichnet. Im Bereich der Fahrspur 8" bzw. in einem Teil 13' der Fernlichtverteilung führt die Zusatzblende 11 zu einem teilweise Abschatten der Lichtverteilung, so dass sich in diesem Bereich eine abgesenkte Helldunkelgrenze 13" ergibt. Die Unterseite 13" des durch die Zusatzblende 11 abgeschatteten Bereichs entspricht vorzugsweise genau dem Verlauf der Helldunkelgrenze 10 für herkömmliches Abblendlicht. Der Verlauf der Seiten des durch die Zusatzblende 11 abgeschatteten Bereichs kann beliebig ausgebildet sein. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt der Übergang auf der Gegenverkehrsseite (hier auf der linken Seite) schräg nach rechts unten und auf der eigenen Verkehrsseite (hier auf der rechten Seite) von unten betrachtet zunächst schräg nach rechts oben, dann im Wesentlichen stufenförmig und schließlich wieder schräg nach links oben.
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In 9 ist eine andere Ausführungsform der Zusatzblende 11 dargestellt. Auch diese weist einen Teil 11', der dem Verlauf des Teils 7" der Blendenoberkante entspricht auf. Allerdings entspricht ein schräger Teil 11" der Zusatzblende nicht ganz dem Verlauf des schrägen Teils 7'" der Blendenoberkante. Der Teil 11" weist vielmehr eine größere Steigung auf als die schräge Teil 7'" der Blende 7. Dadurch wird ein möglichst stufenloser Übergang zwischen der angehobenen Helldunkelgrenze 12 und der Helldunkelgrenze 10 für herkömmliches Abblendlicht im Bereich 12" erzielt. Insgesamt erstreckt sich die Zusatzblende 11 ausgehend von der Oberkante 11', 11" im Wesentlichen rechteckförmig nach unten, wobei die Seitenränder senkrecht verlaufen.
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Die resultierende Lichtverteilung ist in 10 dargestellt, wobei die aufgrund der Blenden- und Zusatzblendenposition aus 9 resultierende Helldunkelgrenze mit einer durchgezogenen Linie eingezeichnet und mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet ist. Es ist gut zu erkennen, dass der Verlauf der Helldunkelgrenze 12 im Wesentlichen dem Verlauf der Helldunkelgrenze 10 für herkömmliches Abblendlicht entspricht, nur etwas höher und einem Anstieg >30°. Lediglich im Bereich der Fahrspur 8" bzw. in einem Teil 12' der angehobenen Helldunkelgrenze 12 führt die Zusatzblende 11 aus 9 zu einem teilweise Absenken der Helldunkelgrenze 12, so dass sich in diesem Bereich eine abgesenkte Helldunkelgrenze 12" ergibt. Die Unterseite 12" des durch die Zusatzblende 11 abgeschatteten Bereichs entspricht im Bereich des horizontalen Verlaufs vorzugsweise genau dem Verlauf der Helldunkelgrenze 10 für herkömmliches Abblendlicht. Der schräge Anstieg an der Unterseite 12" ist etwas steiler als 30° und entspricht somit nur annähernd dem Verlauf der Helldunkelgrenze 10 für herkömmliches Abblendlicht. Der Übergang von der angehobenen Helldunkelgrenze 12 zu dem durch die Zusatzblende 11 aus 9 abgesenkten Teil 12" der Helldunkelgrenze kann beliebig ausgebildet sein. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt der Übergang auf der Gegenverkehrsseite (hier auf der linken Seite) schräg nach unten und auf der eigenen Verkehrsseite (hier rechts) schräg nach oben. Es ist zu erkennen, dass der Verlauf der resultierenden Helldunkelgrenze 12 keine Stufen, d.h. im Wesentlichen vertikale Übergänge, aufweist. Dadurch ergibt sich eine möglichst glatte Helldunkelgrenze 12 ohne Ecken.
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Es ist des Weiteren denkbar, dass die Position und/oder die Breite der Zusatzblende 11 vorzugsweise in Abhängigkeit von Umfeldparametern variiert werden kann. Als Umfeldparameter können bspw. Informationen über entgegenkommende Verkehrsteilnehmer, insbesondere deren Position, Fahrtrichtung und Fahrtgeschwindigkeit, herangezogen werden. Diese können in Relation zu der Position, Fahrtrichtung und Fahrtgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs gesetzt werden, um daraus dann die optimale Position und/oder Breite der Zusatzblende 11 zu ermitteln. Die Informationen können von einem optischen, Radar- oder Ultraschall-System zum Erkennen entgegenkommender Verkehrsteilnehmer zur Verfügung gestellt werden. Es kann sich dabei um ein spezielles System für den erfindungsgemäßen Scheinwerfer handeln. Alternativ können auch Signale eines bereits im Fahrzeug vorhandenes Systems genutzt werden. So ist es möglich, ein optisches System zum Erkennen entgegenkommender Verkehrsteilnehmer zur automatischen Aktivierung/ Deaktivierung von Fernlicht einzusetzen, wobei unter Umständen eine Erhöhung der Genauigkeit des Systems erforderlich sein kann. Dies könnte unter Umständen allein softwaretechnisch bspw. mittels einer geeigneten Bildverarbeitungssoftware, erzielt werden. Denkbar ist auch, dass unterschiedliche Systeme zur Detektion und Ortung entgegenkommender Verkehrsteilnehmer eingesetzt werden und deren Signale zur Erhöhung des Informationsgehalts und/oder zur Plausibilisierung miteinander verknüpft werden. Die Umfeldparameter können auch Informationen über den Fahrbahnverlauf vor dem Fahrzeug umfassen. Diese Informationen können bspw. in Form von GPS-Daten von einem Satelliten-Navigationssystem des Fahrzeugs zur Verfügung gestellt werden. Alternativ können diese Information auch vom Fahrzeug aus durch geeignete Erfassungsmittel (z.B. eine Videokamera) ermittelt werden.
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Bei der Variation der Position der Zusatzblende 11 ist es insbesondere wichtig, dass die Zusatzblende 11 bei Gegenverkehr selbst bei kurviger Fahrbahn 8 stets die entgegenkommende Fahrspur 8" teilweise abschattet. Dies kann dadurch erzielt werden, dass die Zusatzblende 11 selbst horizontal bewegbar ist. Ein Beispiel einer solchen Zusatzblende 11 ist in 11 dargestellt. Zum Verschieben der Zusatzblende 11 können elektrische (Elektromotor), magnetische (Elektromagnet) oder andere Antriebsmittel vorgesehen sein. Die Ansteuerung der Antriebsmittel erfolgt in Abhängigkeit von Umfeldparametern, insbesondere der Position, Richtung und Geschwindigkeit eines entgegenkommenden Verkehrsteilnehmers relativ zu der Position, Richtung und Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs. Um dem Fahrbahnverlauf in unebenem Gelände und den damit verbundenen Höhenänderungen entgegenkommender Verkehrsteilnehmer besser folgen zu können, ist die Zusatzblende 11 auch in vertikaler Richtung höhenverstellbar.
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Alternativ oder zusätzlich kann auch das gesamte Lichtmodul 1 horizontal verschwenkt werden, so dass die Zusatzblende 11 stets auf die entgegenkommende Fahrspur 8" gerichtet ist. Insofern ließe sich die vorliegende Erfindung gut mit einer Kurvenlichtfunktionalität kombinieren, so dass zur Variation der Position der Zusatzblende 11 keine zusätzlichen Antriebsmittel erforderlich sind.
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Zur Variation der Breite der Zusatzblende 11 ist es denkbar, dass die Zusatzblende 11 um eine im Wesentlichen vertikale und senkrecht zur optischen Achse 2' des Reflektors 2 verlaufende Drehachse 14 drehbar ist. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist in den 12 bis 15 gezeigt, wobei die 12 und 14 jeweils eine Ansicht von vorne und die 13 und 15 die entsprechenden Ansichten von oben zeigen. In den 12 und 13 ist die Zusatzblende 11 parallel zur Blende 3 ausgerichtet. In der Projektion ist somit ihre maximale Breite wirksam (vgl. 12). In den 14 und 15 ist die Zusatzblende 11 um die Drehachse 14 gedreht, so dass in der Projektion nur noch eine kleinere Breite und damit auch eine kleinere Fläche wirksam ist (vgl. 14). Zum Drehen der Zusatzblende 11 um die Drehachse 14 sind elektrische, magnetische oder andere Antriebsmittel erforderlich. Die Variation der Breite der Zusatzblende 11 kann auch mit der Variation der Position der Zusatzblende 11 kombiniert werden.
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Die Drehachse 14 kann statt etwa im Mittelpunkt der Zusatzblende 11 auch exzentrisch auf der Zusatzblende 11 oder sogar in einem Abstand zur Zusatzblende 11 liegen.
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Die Variation der Position und/oder Ausrichtung der Zusatzblende 11 bzw. der Breite der Zusatzblende 11 erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit von der Höhe der Helldunkelgrenze 12. Falls die Helldunkelgrenze 12 nur geringfügig angehoben ist, könnte unter Umständen auf eine Variation der Position der Zusatzblende 11 ganz verzichtet werden und könnte unter Umständen eine geringere Breite der Zusatzblende 11 ausreichen, um eine Blendung entgegenkommender Verkehrsteilnehmer wirksam zu verhindern. Falls allerdings die Helldunkelgrenze 12 gegenüber der Höhe bei herkömmlichem Abblendlicht stark angehoben ist, kann eine Variation der Position der Zusatzblende 11 und eine größere Breite der Zusatzblende 11 erforderlich sein, um ein Blenden des Gegenverkehrs wirksam zu verhindern.
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Des Weiteren ist es denkbar, dass die Zusatzblende 11 als ein dreidimensionales Objekt, bspw. als eine Walze, ausgebildet ist, wobei durch Drehung des Objekts um mindestens eine beliebig im dreidimensionalen Raum stehende Drehachse in der Projektion unterschiedliche Umrisse des Objekts optisch wirksam sind. Auf diese Weise ist es möglich, der Zusatzblende 11 je nach Umfeldparametern unterschiedliche optisch wirksame Konturen zu geben, die ganz gezielt eine individuelle, für den Einzelfall optimale Abschattung eines Teils der angehobenen Lichtverteilung auf der Gegenverkehrsseite 8" ermöglicht. Denkbar ist auch ein kontinuierlicher Übergang zwischen den verschiedenen Konturen auf dem Außenumfang des dreidimensionalen Objekts.
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Die Zusatzblende 11 des erfindungsgemäßen Scheinwerfers kann selbstverständlich auch mehrteilig ausgebildet sein. Wenn sie bspw. aus zwei oder mehr überlappenden Zusatzblendenteilen besteht, können diese zum Verbreitern der Zusatzblende 11 auseinander gezogen werden. Des Weiteren ist es denkbar, dass die Blende 3 und die Zusatzblende 11 miteinander gekoppelt (z.B. über ein Kulissengetriebe) und angetrieben sind.
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Mit der vorliegenden Erfindung ist es erstmals möglich, die adaptive Lichtverteilung wesentlich häufiger zu nutzen als bisher. Bei Gegenverkehr muss nicht mehr wie bisher die Helldunkelgrenze der Lichtverteilung wieder abgesenkt werden, sondern es kann einfach die Zusatzblende 11 in die Lichtverteilung bewegt werden, um das auf die Gegenspur 8" im Bereich des Gegenverkehrs gerichtete Licht abzuschatten. Der Vorteil von verbesserten Sichtverhältnissen bei Nacht, der bei sog. AFS (Adaptive Frontlighting System)-Scheinwerfern theoretisch mit dem Anheben der Helldunkelgrenze verbunden ist, führt somit erstmals auch praktisch zu einer deutlich höheren Verkehrssicherheit. Das gezielte Abschatten von Teilen der Lichtverteilung auf der Gegenverkehrsseite hat insbesondere in Verbindung mit der adaptiven Lichtverteilung große Vorteile, da diese nun trotz immer dichter werdenden Verkehrs häufiger und damit besonders wirkungsvoll eingesetzt werden kann. Gleichzeitig wird mit der vorliegenden Erfindung eine Lichtverteilung erzeugt, die bis auf den abgeschatteten Bereich auf der Gegenverkehrsseite in etwa einer angehobenen herkömmlichen Lichtverteilung entspricht. Dadurch erfährt der erfindungsgemäße Scheinwerfer eine höhere Akzeptanz, da sich der Fahrer des Fahrzeugs mit den erfindungsgemäßen Scheinwerfern und Fahrer entgegenkommender Fahrzeuge nicht erst an die Lichtverteilung gewöhnen müssen. Schließlich arbeitet der erfindungsgemäße Scheinwerfer mit sichtbarem Licht und nicht etwa mit IR- oder Radar-Strahlung und erlaubt somit eine weitreichende Ausleuchtung des Vorfelds ohne eine Blendung des Gegenverkehrs mit herkömmlichem Licht. Der Fahrer des Fahrzeugs muss das ausgeleuchtete Vorfeld nicht etwa auf einem Bildschirm oder einem Head-Up-Display betrachten, sondern kann ganz normal wie bei herkömmlichen Scheinwerfern den ausgeleuchteten Bereich durch die Windschutzscheibe mit bloßem Auge erfassen. Die Aufmerksamkeit des Fahrers bleibt auf die Verkehrssituation gerichtet. Zudem ist das erfindungsgemäße System deutlich billiger und einfacher zu bedienen als ein Nachtsichtsystem auf Basis von IR- oder Radar-Strahlung.
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Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wird von einer geraden, ebenen Landstraßensituation ausgegangen, sind aber analog auch auf Kurven, unebenes Gelände oder andere Fahrsituationen übertragbar. Selbstverständlich kann die vorliegende Erfindung sowohl für Rechtsverkehr als auch für Linksverkehr eingesetzt werden. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen Rechtsverkehr. Für Linksverkehr müssen die Angaben einfach an einer im Wesentlichen vertikal ausgerichteten, durch die optische Achse 2' verlaufenden Spiegelfläche gespiegelt werden.