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Dokumentenidentifikation DE102005041235A1 15.03.2007
Titel Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen der Lichtverteilung von Fahrzeug-Scheinwerfern
Anmelder Hella KGaA Hueck & Co., 59557 Lippstadt, DE
Erfinder Christensen, Dirk, 59557 Lippstadt, DE;
Karas, Peter, 59556 Lippstadt, DE
DE-Anmeldedatum 31.08.2005
DE-Aktenzeichen 102005041235
Offenlegungstag 15.03.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.03.2007
IPC-Hauptklasse B60Q 1/08(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einstellen der Lichtverteilung von Fahrzeug-Scheinwerfern.
Im Stadtverkehr sind die Fahrbahnen meistens gut ausgeleuchtet, während seiliche Bereiche neben der Fahrbahn weniger gut beleuchtet sind. Daher sind aus diesen Bereichen kommende Gefahren für einen Fahrer nur schlecht zu erkennen. Deshalb sollen Fahrzeugscheinwerfer eine gute Ausleuchtung der seitlichen Bereiche gewährleisten.
Dies wird dadurch erreicht, dass während der Fahrsituation Stadtverkehr sowohl der linke Scheinwerfer (2L) als auch der rechte Scheinwerfer (2R) nach außen geschwenkt werden.
Einstellen der Lichtverteilung von Fahrzeug-Scheinwerfern auf die besonderen Verhältnisse im Stadtverkehr.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen der Lichtverteilung von Fahrzeug-Scheinwerfern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.

Ein Ziel der Automobilindustrie ist es, Fahrzeuge zu entwickeln, deren Scheinwerfersysteme eine an die jeweiligen Verhältnisse optimal anpassbare Ausleuchtung des Vorfelds erlauben. Hierfür sind verschiedene Systeme bekannt geworden, die unter dem Begriff AFS (Adaptive Frontlighting System) bekannt sind.

Die EP 935 728 B1 offenbart einen Scheinwerfer für Fahrzeuge mit einem Reflektor, der zwei Brennorte aufweist, und mit einer vor dem Reflektor angeordneten Linse. Zwischen der Linse und dem Reflektor ist eine Blendenwelle mit unregelmäßiger Mantelfläche angeordnet, die um eine horizontale und quer zur optischen Achse verlaufende Drehachse verstellbar ist. Die Blendenwelle weist für jede Drehstellung eine Brennlinie auf, die zusammen mit einer Abschirmeinrichtung eine Hell-Dunkel-Grenze einer Lichtfigur erzeugt. Hierdurch kann von einer asymmetrischen Lichtverteilung auf eine symmetrische umgeschaltet werden, um z.B. ausschließlich einen nahen Bereich vor dem Fahrzeug auszuleuchten. Letzteres ist z.B. für den Stadtverkehr mit relativ geringen Geschwindigkeiten von Vorteil. Seitlich vor dem Fahrzeug gelegene Bereiche werden nicht speziell ausgeleuchtet.

Aus der DE 102 21 902 A1 ist ein Verfahren zum Steuern des horizontalen Schwenkwinkels eines Fahrzeugscheinwerfers bekannt, bei dem eine Krümmung einer vom Fahrzeug gefahrenen Fahrspur gemessen und/oder berechnet und der Winkel in Abhängigkeit von der Krümmung bestimmt wird. Hierdurch soll bei Abblendlicht eine gute Fahrbahnausleuchtung ohne Blendung des Gegenverkehrs erreicht werden.

Die nicht vorveröffentlichte DE 10 2004 007 358 beschreibt ein System zum Steuern der horizontalen Schwenkwinkel einer Fahrzeugbeleuchtungseinrichtung bei Kurvenfahrten, bei dem zwischen dem linken und der rechten Scheinwerfer ein variables Schwenkwinkelverhältnis vorgesehen ist. Dies soll eine sprunghafte Änderung der Lichtverteilung bei Richtungswechseln vermeiden.

Die WO 2004/080758 beschreibt ein System zur Ansteuerung einer Fahrzeugbeleuchtungseinrichtung, bei dem diese in Abhängigkeit von dem Radwinkel und der Geschwindigkeit horizontal geschwenkt wird, wobei das Signal des Radwinkels in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit geglättet wird.

Bei allen bekannten Beleuchtungssystemen mit horizontalem Schwenkwinkel werden die Scheinwerfer derart verstellt, dass bei Kurvenfahrten zumindest einer der Scheinwerfer in Richtung der Kurve strahlt. Im Stadtverkehr sind die Fahrbahnen im Normalfall sehr gut ausgeleuchtet, so dass hier eine zusätzliche Ausleuchtung durch das Beleuchtungssystem nicht erforderlich ist. Allerdings ist es im Stadtverkehr oft erforderlich, die weniger gut beleuchteten Bereiche seitlich des Fahrzeug-Vorfelds zusätzlich auszuleuchten, um von dort kommende Gefahren frühzeitig zu erkennen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Einstellen der Lichtverteilung von Fahrzeug-Scheinwerfern zu schaffen, mit dem im Stadtverkehr eine gute Ausleuchtung der seitlichen Bereiche des Fahrzeug-Vorfelds gewährleistet ist. Eine zweite Aufgabe besteht in der Schaffung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die erste Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Fahrsituation Stadtverkehr ist durch einen bestimmten Geschwindigkeitsbereich definiert. Die gefahrene Geschwindigkeit wird aus einem in der Fahrzeugelektronik vorhandenen Signal bestimmt und mit dem in den Mitteln zum Steuern festgelegten Geschwindigkeitsbereich verglichen. Sobald die gefahrene Geschwindigkeit in diesem Geschwindigkeitsbereich entsprechend der Fahrsituation Stadtverkehr liegt, werden bei abgeblendeten Scheinwerfern diese entsprechend der Funktion Stadtlicht in einer horizontalen Ebene geschwenkt.

Die Schwenkung erfolgt hierbei für beide Scheinwerfer jeweils nach außen, das heißt weg von der Fahrzeuglängsachse. Der linke Scheinwerfer wird also aus einer Ausgangsposition nach links und der rechte nach rechts geschwenkt. Dies bewirkt, dass die – oft unzureichend von der Straßenbeleuchtung erfassten – seitlichen Umgebungen vor dem Fahrzeug besonders gut durch die Scheinwerfer ausgeleuchtet werden. Hierdurch können in den seitlichen Umgebungen befindliche Gefahren durch z.B. Radfahrer und zwischen geparkten Fahrzeugen gehende Personen und Tiere frühzeitig erkannt werden, so dass der Fahrer des Fahrzeugs entsprechend reagieren kann. Unfälle lassen sich so besser vermeiden.

Die Funktion Stadtlicht kann z.B. auf eine Funktion Kurvenlicht aufgeschaltet sein. Die entsprechenden Schwenkwinkel ergeben sich dann aus einer Addition der den Funktionen zugeordneten Winkeln.

Eine Blendung des Gegenverkehrs unterbleibt, weil die Scheinwerfer mit entsprechend tiefer Hell-Dunkel-Grenze abgeblendet sind.

Die Vorrichtung nach Anspruch 7 löst die zweite Aufgabe und dient der Durchführung des Verfahrens. Es gilt daher das für das Verfahren Gesagte entsprechend.

Die Unteransprüche betreffen die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.

Wenn die Scheinwerfer gemäß Anspruch 2 oder 8 um einen Winkel von 0° bis 15° geschwenkt werden, wird die Ausleuchtung der seitlichen Bereiche erzielt, ohne dass die Ausleuchtung des Fahrzeug-Vorfelds zu stark verringert wird. Weiterhin werden dadurch genügend weit vor dem Fahrzeug liegende seitliche Bereiche beleuchtet. Der Winkel beträgt bevorzugt 11 °.

Winkel im Sinn der Erfindung sind immer als sogenannter Offset angegeben; das heißt, Winkel sind gegebenenfalls als positiver oder negativer Wert zu vorgegebenen Schwenkwinkeln zu addieren.

Die unterschiedlichen Schwenkwinkel nach Anspruch 3 oder 4 bewirken, dass beide seitlichen Bereiche mit in etwa gleicher Reichweite ausgeleuchtet werden.

Der Geschwindigkeitsbereich zwischen 0 und 65 km/h entspricht den üblichen zulässigen Geschwindigkeiten im Ortsbereich.

Die Regelung der Schwenkung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs gewährleistet ein zuverlässiges Erreichen der jeweiligen Solllage der Scheinwerfer unabhängig von der Größe der (positiven oder negativen) Beschleunigung des Fahrzeugs.

Die Kombination der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit jeweils einer bekannten verstellbaren Blendenwelle für jeden Scheinwerfer nach Anspruch 10 ergibt eine besonders gute Ausleuchtung der seitlichen Bereiche bei minimaler Blendwirkung für den Gegenverkehr. Auf jeden Fall ist es sinnvoll und teilweise vorgeschrieben, bei der Funktion Stadtlicht eine symmetrische Lichtverteilung der Scheinwerfer vorzugeben.

Die Erfindung wird anhand der schematischen Zeichnung weiter erläutert. Es zeigen

1 ein Fahrzeug mit zwei Scheinwerfern,

2 ein Diagramm des Offset-Winkels in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit beim Anfahren des Fahrzeugs und

3 ein Diagramm des Offset-Winkels in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit beim Einfahren des Fahrzeugs in den Stadtbereich.

Nach 1 ist ein Fahrzeug 1 mit einem linken Scheinwerfer 2L und einem rechten Scheinwerfer 2R ausgerüstet. Für jeden der Scheinwerfer 2L, 2R ist eine Nulllage festgelegt, die durch die Linien 3 gekennzeichnet ist. Jedem der Scheinwerfer 2L, 2R sind nicht dargestellte Mittel zum Schwenken zugeordnet, die eine vertikale Drehachse und einen Antrieb umfassen. Die Antriebe sind elektrisch mit Mitteln zum Steuern 4 verbunden. Mit den Winkeln &agr;L und &agr;R sind die maximalen Schwenkungen der Scheinwerfer 2L, 2R für die Fahrsituation Stadtverkehr dargestellt.

Jeder der Scheinwerfer 2L, 2R kann eine verstellbare Blendenwelle z.B. nach der oben beschriebenen EP 935 728 B aufweisen.

Im Betrieb werden Signale aus einem Geschwindigkeitssensor in die Mittel zum Steuern 4 eingespeist und ausgewertet. Wenn die Mittel zum Steuern 4 eine Fahrsituation Stadtverkehr erkennen, das heißt, die Geschwindigkeit V des Fahrzeugs 1 beträgt zwischen 0 und z.B. 65 km/h, wird die Funktion Stadtlicht aktiviert. Hierbei werden die Scheinwerfer 2L, 2R nach außen geschwenkt; gegebenenfalls wurde vorher eine symmetrische Lichtverteilung eingestellt. Zum Schwenken steuern die Mittel zum Steuern 4 geschwindigkeitsabhängig die Mittel zum Schwenken so an, dass – ausgehend von der Nulllage 3 oder gegebenenfalls der einer anderen Fahrsituation angepassten Lage – der linke Scheinwerfer 2L um einen horizontalen Winkel &agr;L nach links und der rechte Scheinwerfer 2R um einen horizontalen Winkel &agr;R nach rechts gedreht werden. Für das Erkennen der Fahrsituation Stadtverkehr können zusätzlich z.B. Daten aus einem Navigationssystem in den Mitteln zum Steuern 4 ausgewertet werden. Sobald die Fahrsituation verlassen wird, das heißt bei Stillstand des Fahrzeugs oder bei Geschwindigkeiten V größer als 65 km/h, werden die Scheinwerfer 2L, 2R in eine einer anderen Fahrsituation angepasste Lage – z.B. bei Stillstand ist dies die Nulllage 3 – geschwenkt und die Funktion Stadtlicht ausgeschaltet. Die asymmetrische Lichtverteilung wird eingestellt. Bei den Geschwindigkeiten V größer 65 km/h kann dann in den Mitteln zum Steuern 4 z.B. eine der bekannten Funktionen Landstraßenlicht und/oder Kurvenlicht aktiviert werden.

Die Ansteuerung der Mittel zum Schwenken erfolgt dynamisch in linearer Abhängigkeit von der Geschwindigkeit V des Fahrzeugs 1. Hierbei werden durch eine entsprechende Dämpfung in den Mitteln zum Steuern 4 plötzliche Übergänge der Ausleuchtung verhindert, um Irritationen eines Fahrers zu vermeiden.

In 2 ist die Schwenkung der Scheinwerfer 2L, 2R um die Offset-Winkel &agr;L, &agr;R für ein anfahrendes Fahrzeug 1 dargestellt. Mit dem Anfahren wird die Funktion Stadtlicht aktiviert. Zwischen der Geschwindigkeit V = 0 km/h und einer ersten Grenzgeschwindigkeit V1 werden die Winkel &agr;L, &agr;R abhängig von der gefahrenen Geschwindigkeit V linear vergrößert und erreichen bei V1 ihre maximale Größe von hier 11 °. Diese maximalen Winkel &agr;L, &agr;R werden für einen Geschwindigkeitsbereich zwischen V1 und einer vierten Grenzgeschwindigkeit V4 konstant gehalten. Nach Überschreiten von V4 nimmt die Größe der Winkel &agr;L, &agr;R abhängig von der gefahrenen Geschwindigkeit V linear bis zu einer fünften Grenzgeschwindigkeit V5 ab; die Scheinwerfer 2L, 2R sind dann in der Nulllage 3. Die Funktion Stadtlicht wird hier ausgeschaltet; eine andere Funktion kann eingeschaltet werden. Die Abhängigkeit von der gefahrenen Geschwindigkeit V in den Bereichen von 0 km/h bis V1 und von V4 bis V5 bedeutet, dass die Winkel &agr;L, &agr;R bei jeder Änderung der Geschwindigkeit V entsprechend geändert werden, also auch beim Verzögern des Fahrzeugs 1.

Die Grenzgeschwindigkeiten haben hier vorzugsweise folgende Werte:

V1 5 km/h

V4 30 bis 40 km/h

V5 50 bis 65 km/h.

In 3 ist die Situation dargestellt, wenn ein Fahrzeug 1 mit einer Geschwindigkeit V größer als V5 in die Fahrsituation Stadtverkehr abbremst. Sobald die Geschwindigkeit einen dritten Grenzwert V3 erreicht, wird die Funktion Stadtlicht aktiviert. Zwischen V3 und einem zweiten Grenzwert V2 werden die Offset-Winkel &agr;L, &agr;R abhängig von der gefahrenen Geschwindigkeit V linear vergrößert und erreichen bei V2 ihre maximalen Größe. Für den Bereich der Geschwindigkeit V zwischen V2 und V1 bleiben die Winkel &agr;L, &agr;R konstant bei ihrer maximalen Größe. Beim weiteren Verzögern des Fahrzeugs 1 von V1 bis auf 0 km/h nimmt die Größe der Winkel &agr;L, &agr;R abhängig von der gefahrenen Geschwindigkeit V linear bis zur Nulllage 3 bei Stillstand ab. Die Funktion Stadtlicht wird dann deaktiviert. Die Abhängigkeit von der gefahrenen Geschwindigkeit V in den Bereichen von V3 bis V2 und von V1 bis 0 km/h bedeutet, dass die Winkel &agr;L, &agr;R bei jeder Änderung der Geschwindigkeit V entsprechend geändert werden, also auch beim Beschleunigen des Fahrzeugs 1.

Die Grenzgeschwindigkeiten haben hier vorzugsweise folgende Werte:

V1 5 km/h

V2 10 bis 20 km/h

V3 25 bis 30 km/h.

In den Figuren sind die Winkel &agr;L, &agr;R gleich groß dargestellt. Die Beschreibung gilt auch für unterschiedlich große Winkel &agr;L, &agr;R entsprechend; Die Grenzgeschwindigkeiten V1 bis V5 gelten hierbei unabhängig von der Größe der Winkel &agr;L, &agr;R.

Es wird noch einmal darauf hingewiesen, dass die Winkel &agr;L, &agr;R als Offset angegeben sind. Das bedeutet, dass sie auf gegebenenfalls durch eine andere zusätzliche Funktion wie z.B. Kurvenlicht aufgeschaltet werden, also eine Summe aus den durch die Funktionen vorgegebenen Winkeln gebildet wird. Diese Summe ist auf einen bestimmten Wert begrenzt.


Anspruch[de]
Verfahren zum Einstellen der Lichtverteilung von Fahrzeug-Scheinwerfern (2),

wobei die Scheinwerfer (2) in einer horizontalen Ebene geschwenkt werden,

und wobei die Schwenkung in Abhängigkeit von der Fahrsituation erfolgt,

dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkung während der Fahrsituation Stadtverkehr erfolgt,

und dass sowohl der linke Scheinwerfer (2L) als auch der rechte Scheinwerfer (2R) nach außen geschwenkt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheinwerfer (2) um einen Winkel (&agr;L, &agr;R) von 0° bis 15° geschwenkt werden. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für Länder mit Rechtsverkehr der Winkel &agr; der Schwenkung für den linken Scheinwerfer (2L) größer eingestellt wird als für den rechten Scheinwerfer (2R). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für Länder mit Linksverkehr der Winkel &agr; der Schwenkung für den rechten Scheinwerfer (2R) größer eingestellt wird als für den linken Scheinwerfer (2L). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkung während einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs (1) zwischen 0 und 65 km/h erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (1) geregelt wird. Vorrichtung zum Einstellen der Lichtverteilung von Fahrzeug-Scheinwerfern (2),

mit einem linken und einem rechten in einer horizontalen Ebene schwenkbar gelagerten Scheinwerfer (2L, 2R),

mit jedem der Scheinwerfer (2L, 2R) zugeordneten Mitteln zum horizontalen Schwenken

und mit Mitteln zum Steuern des Schwenkens (3),

dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Steuern (3) Schaltungen für Stadtverkehr umfassen,

und dass mit Hilfe der Schaltungen beide Scheinwerfer (2I, 2R) im Stadtverkehr nach außen schwenkbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (&agr;L, &agr;R) der Schwenkung 0° bis 15° beträgt. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass Stadtverkehr für eine Geschwindigkeit von 0 bis 65 km/h gilt. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Scheinwerfer (2L, 2R) eine verstellbare Blendenwelle umfasst.






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