DE102012024511A1 - Beleuchtungsvorrichtung und Verfahren zur Steuerung einer Beleuchtungsvorrichtung - Google Patents

Beleuchtungsvorrichtung und Verfahren zur Steuerung einer Beleuchtungsvorrichtung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung (2) für ein Fahrzeug mit mehreren horizontal nebeneinander und/oder vertikal nebeneinander angeordneten Lichtquellen (3.1 bis 3.x) und zumindest einem Aktor (4) zum Verschwenken der Beleuchtungsvorrichtung (2). Erfindungsgemäß ist eine Steuereinheit (5) vorgesehen, welche derart ausgebildet ist, dass eine Position und Lage zumindest einer Hell-Dunkel-Grenze einer mittels der Lichtquellen (3.1 bis 3.x) erzeugten Lichtverteilung über eine erste Schrittweite einer Verschwenkbewegung des Aktors (4) und über eine zweite Schrittweite einstellbar sind, wobei die zweite Schrittweite sich aus einem Abstand der einzeln und/oder in Gruppen aktivierbaren und deaktivierbaren Lichtquellen (3.1 bis 3.x) ergibt. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Scheinwerfer (1) für ein Fahrzeug, umfassend zumindest eine derartige Beleuchtungsvorrichtung (2) und ein Verfahren zur Steuerung einer Beleuchtungsvorrichtung (2) für ein Fahrzeug.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit mehreren horizontal nebeneinander und/oder vertikal nebeneinander angeordneten Lichtquellen und zumindest einem Aktor zum Verschwenken der Beleuchtungsvorrichtung.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin einen Scheinwerfer für ein Fahrzeug, umfassend zumindest eine solche Beleuchtungsvorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung einer Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit mehreren horizontal nebeneinander und/oder vertikal nebeneinander angeordneten Lichtquellen und zumindest einem Aktor zum Verschwenken der Beleuchtungsvorrichtung.
  • Aus der DE 10 2009 051 026 A1 ist ein Scheinwerfer für ein Fahrzeug mit einer Mehrzahl von matrixartig angeordneten Beleuchtungsvorrichtungen bekannt, welche jeweils eine Leuchtdiode und eine Platine umfassen, auf der die Leuchtdiode angeordnet ist. Es ist weiterhin eine benachbart zu der Leuchtdiode und benachbart einer der Leuchtdiode zugeordneten Mikrooptik angeordnete, über ein Antriebsmittel verstellbare Blende vorgesehen, welche auf einem die Leuchtdiode und die Optik tragenden Träger durch ein Führungsmittel geführt ist.
  • Weiterhin ist aus der DE 10 2009 054 249 A1 ein Verfahren zum Steuern einer Scheinwerferanordnung für ein Fahrzeug bekannt, bei dem Verkehrsteilnehmer in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug erfasst werden und von der Scheinwerferanordnung eine dritte Gesamtlichtverteilung erzeugbar ist. Hierbei ist die Gesamtlichtverteilung derart regelbar, dass sie in Richtung eines erfassten Verkehrsteilnehmers eine Leuchtweite aufweist, die geringer als der Abstand zu dem erfassten Verkehrsteilnehmer ist und die größer oder gleich der Leuchtweite in anderen Richtungen ist. Weiterhin ist eine zweite Gesamtlichtverteilung erzeugbar, bei der die Gesamtlichtverteilung derart regelbar ist, dass sie in Richtung zumindest eines erfassten Verkehrsteilnehmers eine Leuchtweite aufweist, die geringer als der Abstand zu dem erfassten Verkehrsteilnehmer ist, und die in einer anderen Richtung eine Leuchtweite aufweist, die größer als der Abstand zu dem erfassten Verkehrsteilnehmer ist. Während eines Umschaltens von einer Gesamtlichtverteilung auf eine andere Gesamtlichtverteilung wird die Leuchtweite in Richtung des erfassten Verkehrsteilnehmers durch Schwenken der Lichtemissionsrichtung der Scheinwerferanordnung um eine horizontale Achse derart geregelt, dass die Leuchtweite bis zum erfassten Verkehrsteilnehmer reicht. Weiterhin wird eine Scheinwerferanordnung für ein Fahrzeug mit zumindest zwei beabstandeten Scheinwerfern zum Erzeugen einer Gesamtlichtverteilung beschrieben.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug, einen verbesserten Scheinwerfer für ein Fahrzeug und ein verbessertes Verfahren zur Steuerung einer Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug anzugeben.
  • Hinsichtlich der Beleuchtungsvorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale, hinsichtlich des Scheinwerfers durch die im Anspruch 5 angegebenen Merkmale und hinsichtlich des Verfahrens durch die im Anspruch 6 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug umfasst mehrere horizontal nebeneinander und/oder vertikal nebeneinander angeordnete Lichtquellen und zumindest einen Aktor zum Verschwenken der Beleuchtungsvorrichtung.
  • Erfindungsgemäß ist eine Steuereinheit vorgesehen, welche derart ausgebildet ist, dass eine Position und Lage zumindest einer Hell-Dunkel-Grenze einer mittels der Lichtquellen erzeugten Lichtverteilung über eine erste Schrittweite einer Verschwenkbewegung des Aktors und über eine zweite Schrittweite einstellbar sind, wobei die zweite Schrittweite sich aus einem Abstand der einzeln und/oder in Gruppen aktivierbaren und deaktivierbaren Lichtquellen ergibt.
  • Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung ermöglicht in besonders vorteilhafter Weise eine Verringerung einer Gesamtschrittweite bei der Positionierung der Hell-Dunkel-Grenze durch Überlagerung der ersten Schrittweite der Verschwenkbewegung des Aktors und der zweiten Schrittweite, welche sich aus dem Abstand der Lichtquellen ergibt. Somit kann eine Erhöhung einer Auflösung der Beleuchtungsvorrichtung erzielt werden, wobei unter der Erhöhung der Auflösung eine Erhöhung der Genauigkeit bei der Positionierung der Hell-Dunkel-Grenze der erzeugten Lichtverteilung, welche insbesondere ein Kurvenlicht, ein Teilfernlicht, ein Abblendlicht mit Leuchtweitenregulierung, ein Markierungslicht, ein Gefahrenlicht oder eine Mischung aus diesen ist, verstanden wird. Weiterhin ist die Auflösungserhöhung bei gleichzeitiger Verringerung des Materialeinsatzes realisierbar, da keine weiteren zusätzlichen Bauteile erforderlich sind. Vielmehr ist eine Verringerung der Anzahl der Lichtquellen, insbesondere im Randbereich der Beleuchtungsvorrichtung, möglich. Ferner ist gegenüber herkömmlichen Beleuchtungsvorrichtungen mit in einer Matrix angeordneten Lichtquellen, beispielsweise Leuchtdioden, ein beruhigtes Lichtbild realisierbar, da eine subjektiv schlechter wahrnehmbare Bewegung eines Kurvenlichtaktors überlagert wird.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung ist der Aktor ein Schrittmotor, mittels welcher die Verschwenkbewegung in besonders kleinen Schritten und sehr exakt durchführbar ist.
  • In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung sind die Lichtquellen Leuchtdioden. Diese sind besonders kostengünstig, langlebig, energieeffizient und bauraumsparend.
  • Der erfindungsgemäße Scheinwerfer umfasst zumindest eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung oder Ausführungsbeispiele derselben. Hierdurch zeichnet sich auch der Scheinwerfer durch eine erhöhte Auflösung bei gleichzeitiger Verringerung des Materialeinsatzes aus und einem gegenüber herkömmlichen Scheinwerfern mit in einer Matrix angeordneten Lichtquellen beruhigten Lichtbild aus.
  • In einem Verfahren zur Steuerung einer Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit mehreren horizontal nebeneinander und/oder vertikal nebeneinander angeordneten Lichtquellen und zumindest einem Aktor zum Verschwenken der Beleuchtungsvorrichtung werden erfindungsgemäß eine Position und Lage zumindest einer Hell-Dunkel-Grenze einer mittels der Lichtquellen erzeugten Lichtverteilung über eine erste Schrittweite einer Verschwenkbewegung des Aktors und eine zweite Schrittweite eingestellt, wobei die zweite Schrittweite sich aus einem Abstand der einzeln aktivierbaren und deaktivierbaren Lichtquellen ergibt.
  • Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es in besonders einfacher und zuverlässiger Weise möglich, eine Gesamtschrittweite bei der Positionierung der Hell-Dunkel-Grenze durch Überlagerung der ersten Schrittweite der Verschwenkbewegung des Aktors und der zweiten Schrittweite, welche sich aus dem Abstand der Lichtquellen ergibt, zu verringern. Somit kann eine Erhöhung einer Auflösung der Beleuchtungsvorrichtung erzielt werden. Weiterhin ermöglicht das Verfahren die Auflösungserhöhung bei gleichzeitiger Verringerung des Materialeinsatzes, da zur Durchführung des Verfahrens keine weiteren zusätzlichen Bauteile erforderlich sind. Insbesondere ermöglicht das Verfahren eine Verringerung der Anzahl der Lichtquellen, insbesondere im Randbereich der Beleuchtungsvorrichtung, und ein gegenüber herkömmlichen Beleuchtungsvorrichtungen mit in einer Matrix angeordneten Lichtquellen, beispielsweise Leuchtdioden, beruhigtes Lichtbild, da eine subjektiv schlechter wahrnehmbare Bewegung eines Kurvenlichtaktors überlagert wird.
  • In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden anhand einer Aktivierung und/oder Deaktivierung der Lichtquellen eine Position und Lage einer vertikalen und/oder horizontalen Hell-Dunkel-Grenze grob voreingestellt und anhand einer, mittels des Aktors ausgeführten horizontalen und/oder vertikalen Verschwenkbewegung der Beleuchtungsvorrichtung wird eine Feineinstellung der Position und Lage der vertikalen und/oder horizontalen Hell-Dunkel-Grenze durchgeführt. Diese Ausführung stellt eine besonders einfach realisierbare und effiziente Lösung dar, bei welcher die Hell-Dunkel-Grenze zunächst grob eingestellt werden kann. Anschließend erfolgt durch Heranführen der grob voreingestellten Hell-Dunkel-Grenze an Grenzen von von der Lichtverteilung auszusparenden Bereichen in einfacher Weise eine Feinseinstellung mittels des Aktors.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
  • Dabei zeigt:
  • 1 schematisch einen erfindungsgemäßen Scheinwerfer.
  • In der einzigen 1 ist ein mögliches Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers 1 für ein Fahrzeug dargestellt. Der Scheinwerfer 1 umfasst eine Beleuchtungsvorrichtung 2 mit mehreren horizontal nebeneinander in Zeilen Z1 bis Zn und vertikal nebeneinander in Spalten S1 bis Sm angeordneten Lichtquellen 3.1 bis 3.x, wobei die Lichtquellen 3.1 bis 3.x als Leuchtdioden ausgebildet sind. Bei dem Scheinwerfer 1 handelt es sich somit um einen so genannten Pixel- oder Matrix-Scheinwerfer, bei welchem die Leuchtdioden in einer Matrix angeordnet sind.
  • Aufgrund der Größe der Leuchtdioden, d. h. Leuchtdioden-Chips, sowie der hohen Kosten für die einzelnen Leuchtdioden zeichnen sich herkömmliche Pixel- oder Matrix-Scheinwerfer durch eine begrenzte Auflösung bei der Erzeugung von vertikalen und horizontalen Hell-Dunkel-Grenzen aus. Mit anderen Worten, eine Genauigkeit bei der Einstellung einer Hell-Dunkel-Grenze einer mittels der Beleuchtungsvorrichtung 2 erzeugten Lichtverteilung ist durch einen Abstand zwischen den einzelnen Leuchtdioden begrenzt. Eine Erhöhung der Auflösung ist durch eine Erhöhung der Anzahl der Lichtquellen 3.1 bis 3.x, d. h. der Leuchtdioden, erzielbar, was jedoch mit einem hohen Material- und Kostenaufwand verbunden ist und eine Vergrößerung des erforderlichen Bauraums zur Folge hat.
  • Bei der mittels der Beleuchtungsvorrichtung 2 erzeugten Lichtverteilung handelt es um ein Kurvenlicht, ein Teilfernlicht, ein Abblendlicht mit Leuchtweitenregulierung, ein Markierungslicht, ein Gefahrenlicht oder eine Mischung aus diesen.
  • Zur Erhöhung der Auflösung bei gleichzeitig geringem Material- und Kostenaufwand ist ein als Schrittmotor ausgebildeter Aktor 4 zum horizontalen und/oder vertikalen Verschwenken der Beleuchtungsvorrichtung 2 vorgesehen. Bei dem Aktor 4 handelt es sich insbesondere um einen Schrittmotor, welcher auch zum Verschwenken der Beleuchtungsvorrichtung 2 zur Erzeugung eines Kurvenlichts verwendet wird. Der Schrittmotor kann zum Verschwenken der Beleuchtungsvorrichtung 2 bei der Anwendung im erfindungsgemäßen Scheinwerfer 1 dagegen einen geringen Schwenkbereich aufweisen als zur Einstellung des Kurvenlichts.
  • Zur Einstellung einer Hell-Dunkel-Grenze ist sowohl die Beleuchtungsvorrichtung 2 als auch der Aktor 4 mit einer Steuereinheit 5 gekoppelt. Die Steuereinheit 5 steuert die Lichtquellen 3.1 bis 3.x und den Aktor 4 derart an, dass eine Position und Lage der Hell-Dunkel-Grenze der mittels der Lichtquellen 3.1 bis 3.x erzeugten Lichtverteilung über eine erste Schrittweite einer Verschwenkbewegung des Aktors 4 und über eine zweite Schrittweite einstellbar sind, wobei die zweite Schrittweite sich aus dem Abstand der einzeln und/oder in Gruppen aktivierbaren und deaktivierbaren Lichtquellen 3.1 bis 3.x ergibt.
  • Das heißt, im Gegensatz zum aus dem Stand der Technik bekannten Scheinwerfern, werden dynamische Lichtfunktionen des Scheinwerfers 1 hierbei gleichzeitig durch Aktivierung und/oder Deaktivierung einzelner Lichtquellen 3.1 bis 3.x oder Gruppen von diesen sowie durch Verschwenkung der Beleuchtungsvorrichtung 2 und somit der Lichtquellen 3.1 bis 3.x mittels des Aktors 4 gesteuert.
  • Dabei wird ein erster Anteil A1 bei der Einstellung mittels der Lichtquellen 3.1 bis 3.x und ein verbleibender Anteil A2 mittels des mechanischen Aktors 4 bewirkt, wobei sich der erste Anteil A1 gemäß der Gleichung A1 = W – A2 (1) aus einer Differenz eines einzustellenden Gesamtwinkels W und dem zweiten Anteil A2 ergibt. Somit wird eine Charakteristik des Scheinwerfers 1 als Pixel- bzw. Matrixscheinwerfer erhalten und gleichzeitig wird die Auflösung der Funktion, d. h. die Auflösung bei der Einstellung der Hell-Dunkel-Grenze erhöht.
  • In einer möglichen Ausgestaltung wird bei der Einstellung einer Teilfernlichtfunktion ein vor dem Fahrzeug befindlicher Bereich aus der erzeugten Lichtverteilung ausgespart, um eine Blendung eines in diesem Bereich befindlichen Objekts zu vermeiden. Hierzu werden anhand einer Aktivierung und/oder Deaktivierung der Lichtquellen 3.1 bis 3.x eine Position und Lage einer vertikalen und/oder horizontalen Hell-Dunkel-Grenze grob voreingestellt und anhand der, mittels des Aktors 4 ausgeführten horizontalen und/oder vertikalen Verschwenkbewegung der Beleuchtungsvorrichtung 2 wird eine Feineinstellung der Position und Lage der vertikalen und/oder horizontalen Hell-Dunkel-Grenze durchgeführt, indem die Hell-Dunkel-Grenze durch Aktivierung und/oder Deaktivierung der Lichtquellen 3.1 bis 3.x zunächst in der Nähe des Bereichs bzw. des Objekts erzeugt wird und mittels des Aktors 4 die Beleuchtungsvorrichtung 2 derart geschwenkt wird, dass die Hell-Dunkel-Grenze an Grenzen des Bereichs bzw. des Objekts herangeführt wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Scheinwerfer
    2
    Beleuchtungsvorrichtung
    3.1 bis 3.x
    Lichtquelle
    4
    Aktor
    5
    Steuereinheit
    S1 bis Sm
    Spalte
    Z1 bis Zn
    Zeile
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009051026 A1 [0003]
    • DE 102009054249 A1 [0004]

Claims (8)

  1. Beleuchtungsvorrichtung (2) für ein Fahrzeug mit mehreren horizontal nebeneinander und/oder vertikal nebeneinander angeordneten Lichtquellen (3.1 bis 3.x) und zumindest einem Aktor (4) zum Verschwenken der Beleuchtungsvorrichtung (2), dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (5) vorgesehen ist, welche derart ausgebildet ist, dass eine Position und Lage zumindest einer Hell-Dunkel-Grenze einer mittels der Lichtquellen (3.1 bis 3.x) erzeugten Lichtverteilung über eine erste Schrittweite einer Verschwenkbewegung des Aktors (4) und über eine zweite Schrittweite einstellbar sind, wobei die zweite Schrittweite sich aus einem Abstand der einzeln und/oder in Gruppen aktivierbaren und deaktivierbaren Lichtquellen (3.1 bis 3.x) ergibt.
  2. Beleuchtungsvorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (4) ein Schrittmotor ist.
  3. Beleuchtungsvorrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (3.1 bis 3.x) Leuchtdioden sind.
  4. Beleuchtungsvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtverteilung ein Kurvenlicht, ein Teilfernlicht, ein Abblendlicht mit Leuchtweitenregulierung, ein Markierungslicht, ein Gefahrenlicht oder eine Mischung aus diesen ist.
  5. Scheinwerfer (1) für ein Fahrzeug, umfassend zumindest eine Beleuchtungsvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  6. Verfahren zur Steuerung einer Beleuchtungsvorrichtung (2) für ein Fahrzeug mit mehreren horizontal nebeneinander und/oder vertikal nebeneinander angeordneten Lichtquellen (3.1 bis 3.x) und zumindest einem Aktor (4) zum Verschwenken der Beleuchtungsvorrichtung (2), dadurch gekennzeichnet, dass eine Position und Lage zumindest einer Hell-Dunkel-Grenze einer mittels der Lichtquellen (3.1 bis 3.x) erzeugten Lichtverteilung über eine erste Schrittweite einer Verschwenkbewegung des Aktors (4) und eine zweite Schrittweite eingestellt werden, wobei die zweite Schrittweite sich aus einem Abstand der einzeln und/oder in Gruppen aktivierbaren und deaktivierbaren Lichtquellen (3.1 bis 3.x) ergibt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass anhand einer Aktivierung und/oder Deaktivierung der Lichtquellen (3.1 bis 3.x) eine Position und Lage einer vertikalen und/oder horizontalen Hell-Dunkel-Grenze grob voreingestellt werden und anhand einer mittels des Aktors (4) ausgeführten horizontalen und/oder vertikalen Verschwenkbewegung der Beleuchtungsvorrichtung (2) eine Feineinstellung der Position und Lage der vertikalen und/oder horizontalen Hell-Dunkel-Grenze durchgeführt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Lichtverteilung ein Kurvenlicht, ein Teilfernlicht, ein Abblendlicht mit Leuchtweitenregulierung, ein Markierungslicht, ein Gefahrenlicht oder eine Mischung aus diesen erzeugt wird.
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