DE19830396A1 - Scheinwerferanordnung für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Scheinwerferanordnung (1) eines Kraftfahrzeugs mit einer Lichtquelle (2), einem Reflektor (3) und einem senkrecht zu der optischen Achse (4) des Reflektors (3) angeordneten Ablenkungssystem (5), wobei der Reflektor (3) von der Lichtquelle (2) ausgesandtes Licht über das Ablenkungssystem (5) auf die Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug reflektiert, und das Ablenkungssystem (5) mindestens zwei im wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse (4), relativ zueinander verschiebbare und zueinander beabstandete Ablenkungselemente (5a, 5b) aufweist. Um bei einer derartigen Scheinwerferanordnung (1) eine adaptive Lichtverteilung zu ermöglichen und die Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug stets optimal ausleuchten zu können, schlägt die Erfindung vor, daß beide Ablenkungselemente (5a, 5b) auf imaginären Verschiebeachsen (6a, 6b) verschiebbar sind, die im wesentlichen senkrecht zueinander verlaufen, und daß die Ablenkungselemente (5a, 5b) jeweils eine Seite mit einer planen Oberfläche (5c) und eine gegenüberliegende Seite mit einer optisch aktiven Oberfläche (5d) aufweisen, wobei die plane Oberfläche (5c) des ersten Ablenkungselements (5a) der optisch aktiven Oberfläche (5d) des zweiten Ablenkungselements (5b) gegenüberliegt.

Description

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheinwerferanordnung eines Kraftfahrzeugs mit einer Lichtquelle, einem Reflektor und einem senkrecht zu der optischen Achse des Reflektors angeordneten Ablenkungssystem, wobei der Reflektor von der Lichtquelle ausgesandtes Licht über das Ablenkungssystem auf die Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug reflektiert, und das Ablenkungssystem mindestens zwei im wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse, relativ zueinander auf imaginären Verschiebeachsen verschiebbare und zueinander beabstandete Ablenkungselemente aufweist.

Ein derartige Scheinwerferanordnung ist beispielsweise aus der DE 30 37 107 A1 bekannt. Die dort offenbarte Scheinwerferanordnung weist zwei zueinander beabstandete Ablenkungselemente auf, die als flächige Linsenelemente mit jeweils einer Seite mit einer planen Oberfläche und einer gegenüberliegenden Seite mit einer optisch aktiven Oberfläche ausgebildet sind. Die optisch aktive Oberflächen sind bspw. als gewölbte Oberflächen mit einem zylindrischen Profil oder als Oberflächen mit einer Fresnel-Struktur ausgebildet. Die Struktur der optisch aktiven Oberflächen der offenbarten Scheinwerferanordnung erstreckt sich in einer Längsrichtung auf den Ablenkungselementen.

Bei den bekannten Scheinwerferanordnungen liegen die optisch aktiven Oberflächen der beiden Ablenkungselemente einander gegenüber. Die Strukturen der aktiven Oberflächen der beiden Ablenkungselemente bilden eine Positivform und eine dieser entsprechende Negativform, so daß die beiden Ablenkungselemente in einer Grundstellung äquidistant zueinander angeordnet sind.

Eines der beiden Ablenkungselemente ist im wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse und relativ zu dem anderen Ablenkungselement auf einer imaginären Verschiebeachse verschiebbar. Die Verschiebeachse verläuft senkrecht zu der Erstreckung in Längsrichtung der Oberflächenstruktur des Ablenkungselements.

In der DE 30 37 107 A1 wird vorgeschlagen, im Bereich der Scheinwerferanordnung einen in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs gerichteten Lichtsensor anzuordnen, der Gegenverkehr anhand des Scheinwerferlichts des Gegenverkehrs erkennen kann. Um den Gegenverkehr nicht zu blenden, wird eines der Ablenkungselemente derart verschoben, daß das Lichtbündel der Scheinwerferanordnung insgesamt oder teilweise in Richtung des eigenen Fahrbahnrandes verlagert wird.

Bei dieser bekannten Scheinwerferanordnung hat sich jedoch die unzureichende Flexibilität bei der Variation der Lichtverteilung als nachteilig erwiesen. Lediglich eines der beiden Ablenkungselemente ist verschiebbar, das andere Ablenkungselement ist relativ zu dem Reflektor fest angeordnet. Deshalb kann die Lichtverteilung nur in einer Richtung, bspw. seitlich, variiert werden. Eine adaptive Lichtverteilung, d. h. eine Steuerung der Lichtverteilung anhand einer Vielzahl von Fahrzeug-Sensorsignalen, ist mit der bekannten Scheinwerferanordnung nicht möglich.

Daraus ergibt sich die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Scheinwerferanordnung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß eine adaptive Lichtverteilung ermöglicht und die Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug stets optimal ausgeleuchtet wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von der Scheinwerferanordnung der eingangs genannten Art vor, daß beide Ablenkungselemente auf imaginären Verschiebeachsen verschiebbar sind, die im wesentlichen senkrecht zueinander verlaufen, und daß die Ablenkungselemente jeweils eine Seite mit einer planen Oberfläche und eine gegenüberliegende Seite mit einer optisch aktiven Oberfläche aufweisen, wobei die plane Oberfläche des ersten Ablenkungselements der optisch aktiven Oberfläche des zweiten Ablenkungselements gegenüberliegt.

Die beiden Ablenkungselemente sind jeweils nur in eine Richtung verschiebbar. Eine solche einfache translatorische Bewegung kann durch einfach aufgebaute und zuverlässig arbeitende Verschiebeeinheiten problemlos ausgeführt werden. Obwohl die einzelnen Ablenkungselemente nur translatorisch verschoben werden, kann mit dem gesamten Ablenkungssystem dennoch die Lichtverteilung auf der Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug nahezu beliebig variiert werden. So kann das Lichtbündel der Scheinwerferanordnung nicht nur seitlich verlagert werden, sondern auch in der Höhe variiert werden, so daß sich unterschiedliche Reichweiten ergeben. Mit einer geeigneten Auslegung der optisch aktiven Oberflächen der Ablenkungselemente können selektiv bestimmte Raumrichtungen ausgeleuchtet werden. Dadurch kann eine stufenlose Verlagerung des Lichtbündels in horizontaler und vertikaler Richtung erfolgen und die Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug situationsgerecht ausgeleuchtet werden.

Die beiden Ablenkungselemente sind derart zueinander angeordnet, daß sie bei Bedarf eine reine Ablenkung des Lichtbündels und keine unerwünschte Streuung oder andere Verluste bewirken.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die optisch aktive Oberfläche als gewölbte Oberfläche mit zylindrischem Profil ausgebildet ist und die imaginären Zylinderachsen der zylindrisch gewölbten Oberflächen im wesentlichen senkrecht zueinander verlaufen und jeweils im wesentlichen senkrecht zu der Verschiebeachse des entsprechenden Ablenkungselements verlaufen.

Vorteilhafterweise besteht die optisch aktive Oberfläche zumindest eines der Ablenkungselemente aus mehreren länglichen Teilsegmenten' wobei die imaginären Längsachsen der Teilsegmente im wesentlichen senkrecht zu der Verschiebeachse des Ablenkungselements verlaufen. Vorteilhafterweise weisen die Teilsegmente unterschiedliche optische Eigenschaften auf. Durch eine geeignete Auslegung der Teilsegmente können selektiv bestimmte Fahrbahnbereiche vor dem Kraftfahrzeug ausgeleuchtet werden.

Vorteilhafterweise weist die optisch aktive Oberfläche zumindest eines der Ablenkungselemente eine Fresnel- Struktur auf. Dadurch kann das Gewicht und die Baugröße der Ablenkungselemente gering gehalten werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Scheinwerferanordnung eine Steuereinheit aufweist, die das Ablenkungssystem abhängig von Fahrzeug-Sensorsignalen ansteuert und die Ablenkungselemente derart verschiebt, daß in jeder Fahrzeug-Situation eine optimale Lichtverteilung gegeben ist.

Als Fahrzeug-Sensorsignale, die von der Steuereinheit zur Ansteuerung des Ablenkungssystems genutzt werden, kommen bspw. die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Motordrehzahl, der eingelegte Gang, der Lenkwinkel, die Kraftfahrzeugneigung, die Gierrate, die Federwege, die Stellung des Gaspedals, die Stellung der Bremse, die Außentemperatur und/oder die Luftfeuchtigkeit in Betracht. Grundsätzlich können alle physikalischen Einflüsse auf den Fahrzeugzustand mittels eines Sensors ermittelt und an die Steuereinheit weitergeleitet werden. Aus dem Lenkwinkelverlauf kann bspw. der Fahrbahnverlauf ermittelt werden, insbesondere können Kurven erkannt werden und die Scheinwerferanordnung kann die Kurven entsprechend ausleuchten. Aus den Federwegen kann bspw. die Fahrbahnbeschaffenheit ermittelt und die Lichtverteilung entsprechend gesteuert werden.

Aus den Fahrzeug-Sensorsignalen ermittelt die Steuereinheit die Fahrzeug-Situation und steuert das Ablenkungssystem entsprechend an. So deuten bspw. niedrige Geschwindigkeiten, häufiges abwechselndes Betätigen des Gas- und des Bremspedals und häufige Kurven auf eine Stadtfahrt hin. Hohe Geschwindigkeiten über einen längeren Zeitraum hinweg mit gelegentlichem geringfügigem Lenkradeinschlag deuten auf Autobahnfahrt hin, mit gelegentlichem stärkerem Lenkradeinschlag auf Landstraßenfahrt hin. Weitere Fahrzeug-Situationen sind bspw. die Fahrzeugneigung um die Längsachse bei Kurvenfahrt oder um die Querachse beim Beschleunigen oder Abbremsen. Außerdem sind Kurvenfahrten eine Fahrzeug-Situation, die eine besondere Lichtverteilung erfordert. Schließlich kann sich auch durch die Umgebungsbedingungen, Wetter- und Umweltbedingungen, eine Fahrzeugsituation ergeben, die eine besondere Lichtverteilung erfordert.

Eine optimale Lichtverteilung bedeutet, daß abhängig von der jeweiligen Fahrzeug-Situation die gesetzlichen und normativen Anforderungen einerseits erfüllt werden, aber andererseits bezüglich der Lichtverteilung auch voll ausgeschöpft werden.

Die erfindungsgemäße Scheinwerferanordnung kann die Lichtverteilung situationsgerecht in Abhängigkeit von Straßen-, Fahrer- und Fahrzeug-Situation steuern und somit einen wesentlichen Beitrag zur Erhöhung der Straßensicherheit leisten. Bei geringen Geschwindigkeiten sollte der Seitenbereich der Fahrbahn und ggf. auch der Nahbereich vor dem Fahrzeug besser ausgeleuchtet werden, während bei hohen Geschwindigkeiten die Streubreite zurückgenommen und dafür die Sichtweite entlang der Fahrbahn erhöht werden sollte. Ein verstärktes Seitenlicht ist auch bei Abbiegevorgängen an Kreuzungen sowie bei einer Fahrt auf kurviger Strecke vorteilhaft.

Vorteilhafterweise weist die Scheinwerferanordnung eine Blende auf, über die von der Lichtquelle ausgesandtes und/oder von dem Reflektor reflektiertes Licht zu einer Linse gelangt, die das Licht auf die Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug projiziert. Bei einer Scheinwerferanordnung mit einem Projektionssystem kommen die Vorteile einer hohen Flexibilität bei der Variation der Lichtverteilung auf der Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug besonders zum Tragen.

Um bei der erfindungsgemäßen Scheinwerferanordnung Bauteile einzusparen, wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß das Ablenkungssystem als die Linse der Scheinwerferanordnung ausgebildet ist. Das Ablenkungssystem hat demnach eine doppelte Aufgabe. Einmal muß es das Lichtbündel der Scheinwerferanordnung horizontal oder vertikal verlagern und zum anderen muß es das von der Lichtquelle ausgesandte und/oder von dem Reflektor reflektierte Licht auf die Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug projizieren.

Vorteilhafterweise ist die Lichtquelle als Gasentladungslampe ausgebildet. Bei Gasentladungslampen mit ihrer hohen Leuchtdichte kommen die Vorteile der Erfindung besonders zum Tragen.

Nachfolgend werden anhand der Zeichnungen zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Scheinwerferanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform in perspektivischer Ansicht und

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Scheinwerferanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform in perspektivischer Ansicht.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Scheinwerferanordnung eines Kraftfahrzeugs in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet. Die Scheinwerferanordnung 1 weist eine Lichtquelle 2, einen Reflektor 3 und ein senkrecht zu der optischen Achse 4 des Reflektors 3 angeordnetes Ablenkungssystem 5 auf. Der Reflektor 3 reflektiert von der Lichtquelle 2 ausgesandtes Licht über das Ablenkungssystem 5 auf die Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug. Das Ablenkungssystem 5 weist zwei im wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse 4 angeordnete zueinander beabstandete Ablenkungselemente 5a, 5b auf. Die Ablenkungselemente 5a, 5b sind senkrecht zu der optischen Achse 4 relativ zueinander auf imaginären Verschiebeachsen 6a, 6b verschiebbar. Die Verschiebeachsen 6a, 6b verlaufen im wesentlichen senkrecht zueinander. Die Ablenkungselemente 5a, 5b weisen jeweils eine Seite mit einer planen Oberfläche 5c und eine gegenüberliegende Seite mit einer optisch aktiven Oberfläche 5d auf. Die plane Oberfläche 5c des ersten Ablenkungselements 5a liegt gegenüber der optisch aktiven Oberfläche 5d des zweiten Ablenkungselements 5b.

Die Scheinwerferanordnung 1 weist zwischen dem Reflektor 3 und dem Ablenkungssystem 5 eine Blende 7 auf, über die von der Lichtquelle 2 ausgesandtes und/oder von dem Reflektor 3 reflektiertes Licht zu einer Linse gelangt, die das Licht auf die Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug projiziert. Die Linse wird durch das Ablenkungssystem 5 gebildet.

Die optisch aktiven Oberflächen 5d der Scheinwerferanord­ nung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 sind als gewölbte Oberflächen mit zylindrischem Profil ausgebildet. Die imaginären Zylinderachsen der zylindrisch gewölbten Oberflächen 5d verlaufen im wesentlichen senkrecht zueinander. Die imaginären Zylinderachsen verlaufen außerdem jeweils im wesentlichen senkrecht zu der Verschiebeachse 6a, 6b des entsprechenden Ablenkungselements 5a, 5b.

In der Grundstellung der Ablenkungselemente 5a, 5b wird von der Lichtquelle 2 ausgesandtes Licht entweder unmittelbar oder über den Reflektor 3 über die Blende 7 von dem Ablenkungssystem 5 auf die Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug projiziert. Um nun in besonderen Fahrzeug-Situationen die Lichtverteilung auf der Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug zu variieren, werden die Ablenkungselemente 5a, 5b entlang der Verschiebeachsen 6a, 6b verschoben. Durch Verschieben des Ablenkungselements 5a auf der Verschiebeachse 6a wird die Lichtverteilung in vertikaler Richtung verändert, d. h. die Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug kann seitlich mehr oder weniger stark ausgeleuchtet werden. Durch Verschieben des Ablenkungselements 5b entlang der Verschiebeachse 6b kann die Lichtverteilung in horizontaler Richtung variiert werden, d. h. die Vorfeldausleuchtung kann erhöht oder vermindert oder die Reichweite der Scheinwerferanordnung erhöht oder vermindert werden.

Bei der in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Scheinwerferanordnung 1 werden für übereinstimmende Bauteile die gleichen Bezugsziffern verwendet. Die optisch aktiven Oberflächen 5d der Ablenkungselemente 5a, 5b bestehen aus mehreren länglichen Teilsegmenten 5e. Die imaginären Längsachsen der Teilsegmente 5e verlaufen im wesentlichen senkrecht zu den Verschiebeachsen 6a, 6b des entsprechenden Ablenkungselements 5a, 5b. Es wäre denkbar, daß die einzelnen Teilsegmente 5e einer optisch aktiven Oberfläche 5d unterschiedliche optische Eigenschaften aufweisen. Mit einer geeigneten Auslegung der Teilsegmente 5e können selektiv bestimmte Raumrichtungen ausgeleuchtet werden. Dadurch kann eine stufenlose Lichtablenkung in horizontaler und vertikaler Richtung erfolgen und die Fahrbahn situationsgerecht ausgeleuchtet werden. In dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 2 ist die optisch aktive Oberfläche 5d der Ablenkungselemente 5a, 5b jedoch aus Fesnel-Struktur ausgebildet.

Die Lichtquelle 2 der erfindungsgemäßen Scheinwerferanordnung 1 ist vorteilhafterweise als Gasentladungslampe ausgebildet.

Claims (9)

1. Scheinwerferanordnung (1) eines Kraftfahrzeugs mit einer Lichtquelle (2), einem Reflektor (3) und einem senkrecht zu der optischen Achse (4) des Reflektors (3) angeordneten Ablenkungssystem (5), wobei der Reflektor (3) von der Lichtquelle (2) ausgesandtes Licht über das Ablenkungssystem (5) auf die Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug reflektiert, und das Ablenkungssystem (5) mindestens zwei im wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse (4) , relativ zueinander verschiebbare und zueinander beabstandete Ablenkungselemente (5a, 5b) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß beide Ablenkungselemente (5a, 5b) auf imaginären Verschiebeachsen (6a, 6b) verschiebbar sind, die im wesentlichen senkrecht zueinander verlaufen, und daß die Ablenkungselemente (5a, 5b) jeweils eine Seite mit einer planen Oberfläche (5c) und eine gegenüberliegende Seite mit einer optisch aktiven Oberfläche (5d) aufweisen, wobei die plane Oberfläche (5c) des ersten Ablenkungselements (5a) der optisch aktiven Oberfläche (5d) des zweiten Ablenkungselements (5b) gegenüberliegt.

2. Scheinwerferanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optisch aktiven Oberflächen (5d) als gewölbte Oberflächen mit zylindrischem Profil ausgebildet sind und die imaginären Zylinderachsen der zylindrisch gewölbten Oberflächen (5d) im wesentlichen senkrecht zueinander und jeweils im wesentlichen senkrecht zu der Verschiebeachse (6a; 6b) des entsprechenden Ablenkungselements (5a; 5b) verlaufen.

3. Scheinwerferanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die optisch aktive Oberfläche (5d) zumindest eines der Ablenkungselemente (5a; 5b) aus mehreren länglichen Teilsegmenten (5e) besteht, wobei die imaginären Längsachsen der Teilsegmente (5e) im wesentlichen senkrecht zu der Verschiebeachse (6a; 6b) des entsprechenden Ablenkungselements (5a; 5b) verlaufen.

4. Scheinwerferanordnung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilsegmente (5e) unterschiedliche optische Eigenschaften aufweisen.

5. Scheinwerferanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die optisch aktive Oberfläche (5d) zumindest eines der Ablenkungselemente (5a; 5b) eine Fresnel-Struktur aufweist.

6. Scheinwerferanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheinwerferanordnung (1) eine Steuereinheit aufweist, die das Ablenkungssystem (5) abhängig von Fahrzeug- Sensorsignalen ansteuert und die Ablenkungselemente (5a, 5b) derart verschiebt, daß in jeder Fahrzeug- Situation eine optimale Lichtverteilung gegeben ist.

7. Scheinwerferanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheinwerferanordnung (1) eine Blende (7) aufweist, über die von der Lichtquelle (2) ausgesandtes und/oder von dem Reflektor (3) reflektiertes Licht zu einer Linse gelangt, die das Licht auf die Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug projiziert.

8. Scheinwerferanordnung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablenkungssystem (5) als die Linse der Scheinwerferanordnung (1) ausgebildet ist.

9. Scheinwerferanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (2) als Gasentladungslampe ausgebildet ist.