DE102014100727B4 - Verfahren zur Grundeinstellung eines Scheinwerfers - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Einstellen eines Scheinwerfers (1) wobei die in einer Matrix (2) angeordneten Lichtquellen (3) des Scheinwerfers (1) auf einem Messschirm zu einer Mehrzahl von benachbarten Lichtflecken (6) gleicher Rechteckform mit einer horizontalen Breite (b) einer Abblendlichtverteilung (14) mit einer schrägen Hell-Dunkel-Grenze (9) abgebildet werden, dass in einem ersten Schritt der Scheinwerfer in horizontaler Richtung so weit verschwenkt oder die Matrix (2) von Lichtquellen (3) so weit in horizontaler Richtung verschoben werden, dass eine vertikale Hell-Dunkel-Grenze (7.1) der Lichtverteilung (14) zur Deckung mit einer vertikalen Referenzlinie (V) eines Koordinatensystems mit einer Vertikalen (V) und einer Horizontalen (H) gebracht wird, und dass in einem zweiten Schritt der Scheinwerfer (1) oder die Lichtquellen (3) desselben so zusätzlich verstellt werden, dass die vertikale Hell-Dunkel-Grenze (7.1) der Lichtverteilung (14) um eine vorgegebene horizontale Justierstrecke (j) nach rechts verschoben wird, die kleiner ist als die horizontale Breite (b) des die vertikale Hell-Dunkel-Grenze (7.1) aufweisenden Lichtfleckens (6.1).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen eines Scheinwerfers, wobei die in einer Matrix angeordneten Lichtquellen des Scheinwerfers zu einer Mehrzahl von benachbarten Lichtflecken einer Lichtverteilung abgebildet werden, dass der Scheinwerfer in horizontaler Richtung so weit verschwenkt wird oder die Matrix von Lichtquellen so weit in horizontaler Richtung verschoben werden, dass eine vertikale Hell-Dunkel-Grenze der Lichtverteilung auf eine vertikale Referenzlinie eines Messschirms ausgerichtet ist.
  • Aus der DE 10 2009 021 113 A1 ist ein Schweinwerfer für Fahrzeuge bekannt, der aus einer Matrix von halbleiterbasierten Lichtquellen sowie eine in Hauptabstrahlrichtung derselben vorgelagerte Optikeinheit besteht. Mittels der Optikeinheit werden die einzelnen Lichtquellen zu einer vorgegebenen Lichtverteilung abgebildet, wobei die Lichtverteilung durch nebeneinander angeordnete Lichtflecken gebildet ist. Um eine bessere Ausnutzung für eine Kurvenlichtfunktion zu erhalten, ist es dort vorgesehen, dass optische Achsen des Fahrzeugscheinwerfers nach außen geschwenkt werden. Hierdurch lässt sich der auszuleuchtende Winkelbereich des Scheinwerfers auf einfache Weise verkleinern.
  • Aus der DE 102 38 792 A1 ist eine Einstellvorrichtung für Scheinwerfer bekannt. Die Einstellvorrichtung umfasst an verschiedenen Lagerpunkten angeordnete Einstellmittel (Einstellschrauben), um den Scheinwerfer zur Grundeinstellung desselben unter Verschwenken desselben um eine horizontale und/oder vertikale Achse in eine Solllage zu verbringen. In dieser Solllage weist die durch den Scheinwerfer erzeugte Lichtverteilung eine vorgegebene Hell-Dunkel-Grenze mit bspw. einem 15°-Anstieg auf. Der bekannte Scheinwerfer weist als Lichtquelle eine Gasentladungs- oder Halogenlampe auf. Neuere Scheinwerfer weisen als Lichtquelle LED-Lichtquellen auf, die matrixartig auf einem gemeinsamen Substrat in Form eines oder mehrerer Chips angeordnet sind. Der Matrix von Lichtquellen ist eine Optikeinheit vorgelagert, die die einzelnen Lichtquellen zu einer Anzahl von benachbart zueinander angeordneten Lichtflecken abbildet. Die benachbarten Lichtflecken bilden zusammen die gewünschte Lichtverteilung, die bspw. als eine asymmetrische Abblendlichtverteilung mit einem 15°-Anstieg versehen sein kann. Da die Lichtflecken pixelartig mit einer konstanten horizontalen Breite b auf einem Messschirm quasi diskret in Erscheinung treten, s. 1, ist die Verwirklichung des 15°-Anstieges mit einer begrenzten Anzahl von Lichtquellen nicht möglich. Werden die Lichtquellen des Scheinwerfers so angesteuert, dass eine vertikale Hell-Dunkel-Grenze der Lichtverteilung unter Deckung einer linken Seitenflanke eines Lichtfleckens 6.1 einer als Referenzlinie dienenden Vertikalen V entlang dieser Vertikalen V verläuft, führt das zu einem Überschreiten der einzuhaltenden Lichtmesswerte im Nullpunktbereich des Koordinatensystems. Wird die für den Lichtflecken 1 verantwortliche Lichtquelle ausgeschaltet, verschiebt sich die vertikale Hell-Dunkel-Grenze 7.1 der Lichtverteilung 12 um die horizontale Breite b des Lichtfleckens 6 nach rechts. Nachteilig hieran ist, dass die Lichtverteilung zu weit nach rechts verschoben ist, was zu einer schlechten Ausleuchtung der Fahrbahn führt, auf dem sich das den Scheinwerfer enthaltende Fahrzeug bewegt.
  • Aus der DE 10 2012 202 290 A1 ist ein Verfahren zum Einstellen eines Scheinwerfers bekannt, der eine Anzahl von in einer Matrix angeordneten Lichtquellen aufweist. Der Scheinwerfer wird zur Justage einer vertikalen Hell-/Dunkelgrenze so weit verschwenkt, bis die gesetzlichen Vorgaben hinsichtlich der Lichtmesswerte erfüllt sind.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Einstellen eines Scheinwerfers sowie eine Einstellvorrichtung derart anzugeben, dass auf einfache Weise eine Matrix von Lichtquellen aufweisende Scheinwerfer effektiver eingestellt werden kann.
  • Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass durch eine zweitstufige Einstellung ein mit einer Matrix von Lichtquellen versehener Scheinwerfer auf einfache Weise in eine definierte Solllage bringbar ist. In einem ersten Schritt wird auf den Scheinwerfer derart eingewirkt, dass eine vertikale Hell-Dunkel-Grenze der mit dem Scheinwerfer bewirkten Lichtverteilung auf eine vertikale Referenzlinie eines Messschirms ausgerichtet wird. Dies kann bspw. mit mechanischen Einstellmitteln auf Sicht durch einen Monteur erfolgen. In einem zweiten Schritt wird auf den Scheinwerfer so eingewirkt, dass die vertikale Hell-Dunkel-Grenze um eine vorgegebene horizontale Justierstrecke verschoben wird, so dass sich der Scheinwerfer nun in der Solllage befindet. Die Justierstrecke ist derart bemessen, dass sie kleiner ist als eine horizontale Breite des die vertikale Hell-Dunkel-Grenze aufweisenden Lichtfleckens. Vorteilhaft kann hierdurch die vertikale Hell-Dunkel-Grenze in einen Bereich zwischen ansonsten zwei diskreten linken Seitenflanken benachbarter Lichtflecken gebracht werden.
  • Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in dem ersten Schritt die vertikale Hell-Dunkel-Grenze der Lichtverteilung zur Deckung mit einer vertikalen Referenzlinie gebracht, so dass in dem zweiten Schritt durch Rechtsverschieben der Lichtverteilung um die Justierstrecke der Scheinwerfer in die optimale Solllage verstellt wird. Durch das zweistufige Einstellverfahren ist eine robuste und stets gleiche Grundeinstellung des Scheinwerfers möglich.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird eine vertikale Hell-Dunkel-Grenze einer Lichtverteilung mittels zweiter Einstellmittel in horizontaler Richtung in gewünschter Weise verschoben und zwar so weit, dass unter Einhaltung der gesetzlichen Vorgaben eine optimale Ausleuchtung eines Fahrzeugvorfeldes gewährleistet ist. Grundgedanke der Erfindung ist es, mittels Einstellmittel den Scheinwerfer und/oder lediglich die Matrix von Lichtquellen so zu bewegen, dass die vertikale Hell-Dunkel-Grenze der Lichtverteilung um eine Justierstrecke in horizontaler Richtung variierbar ist, wobei die Justierstrecke betragsmäßig kleiner ist als eine horizontale Breite zumindest des die vertikale Hell-Dunkel-Grenze begrenzenden Lichtfleckens. Vorteilhaft kann hierdurch die vertikale Hell-Dunkel-Grenze der Lichtverteilung in eine Zone verschoben werden, in der eine optimierte Ausleuchtung des Fahrzeugvorfeldes unter Einhaltung der lichttechnischen Vorgaben gewährleistet ist. Vorteilhaft kann der Scheinwerfer exakt eingestellt werden, wobei die vertikale Hell-Dunkel-Grenze zwischen ansonsten zwei diskreten Seitenflanken benachbarter Lichtflecken angeordnet sein kann.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung bewirken die zweiten Einstellmittel die Rechtsverschiebung der Lichtverteilung um die Justierstrecke in eine zweite Justierlage, die als Solllage für den Scheinwerfer definiert ist. Die zweiten Einstellmittel wirken auf den Scheinwerfer dann ein, wenn sich dieser in einer ersten Justierlage befindet, in die er mittels erster Einstellmittel unter Deckung der vertikalen Hell-Dunkel-Grenze der Lichtverteilung zu der vertikalen Referenzlinie des Messschirms gebracht worden ist. Durch diese 2-stufige Grundeinstellung wird auf einfache Weise eine definierte Grundeinstellung erreicht, die bei jedem Scheinwerfer desselben Typs gleich ist. Die Fehleranfälligkeit oder die Fehljustage wird hierdurch sicher vermieden.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung wirken die zweiten Einstellmittel derart auf den Scheinwerfer ein, dass die Lichtverteilung des Scheinwerfers um eine Justierstrecke verschoben wird, die halb so groß ist wie eine Breite des die vertikale Hell-Dunkel-Grenze aufweisenden Lichtfleckens und/oder aller Lichtflecken, wenn diese die gleiche Breite aufweisen. Auf diese Weise kann eine verbesserte Einstellung des Scheinwerfers zwischen zwei diskreten, nämlich genau zwischen zwei diskreten Einstellorten erfolgen.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird durch die zweiten Einstellmittel der gesamte Scheinwerfer entlang eines Justierschwenkwinkels um eine vertikale Achse verschwenkt, so dass die vertikale Hell-Dunkel-Grenze um die Justierstrecke horizontal verschoben wird. Die zweiten Einstellmittel können daher Einstellprinzipien erweitern, die bereits bei den ersten Einstellmitteln zur Anwendung gekommen sind.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung wirken die zweiten Einstellmittel lediglich auf die Matrix von Lichtquellen ein, dass durch horizontale Verschiebung dieser Matrix von Lichtquellen die vertikale Hell-Dunkel-Grenze um die Justierstrecke in die Solllage verschoben wird.
  • Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Teildarstellung einer asymmetrischen Abblendlichtverteilung bei herkömmlicher Grundeinstellung eines Scheinwerfers,
    • 2 eine perspektivische Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers und
    • 3 eine schematische Teildarstellung einer asymmetrischen Abblendlichtverteilung gemäß einer erfindungsgemäßen Grundeinstellung.
  • Eine erfindungsgemäße Einstellvorrichtung wird für Scheinwerfer 1 eingesetzt, die im Wesentlichen aus einer Matrix 2 von halbleiterbasierten Lichtquellen 3 und einer in Hauptabstrahlrichtung H vor denselben angeordneten Optikeinheit 4 besteht. Die halbleiterbasierten Lichtquellen 3 sind als LED-Lichtquellen ausgebildet, die in zwei horizontalen Zeilen und einer Vielzahl von vertikalen Spalten auf einem gemeinsamen Substrat angeordnet sind. Die LED-Lichtquellen 3 können auf einem oder mehreren Chips angeordnet sein.
  • Den matrixartig angeordneten Lichtquellen 3 sind unmittelbar Streifenoptikelemente 5 vorgelagert.
  • Die Optikeinheit 4 besteht im Wesentlichen aus einer einzigen Linse, die die Lichtquellen 3 zu einer Anzahl von Lichtflecken 6 abbildet. Auf einem in einem Abstand zu dem Scheinwerfer 1 angeordneten Messschirm erstrecken sich die Lichtflecken 6 rechteckförmig mit vertikalen Flanken 7 und horizontalen Flanken 8. Die Lichtflecken 6 sind pixelartig ausgebildet. Die Lichtflecken 6 sind in zwei Zeilen und mehreren Spalten auf dem Messschirm angeordnet, ohne dass zwischen benachbarten Lichtflecken 6 eine Lücke entsteht. Vorzugsweise deckt sich eine vertikale Flanke 7 des einen Lichtfleckens 6 mit einer vertikalen Flanke 7 des benachbarten Lichtfleckens 6.
  • Zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung (Soll-Lichtverteilung), bspw. einer asymmetrischen Abblendlichtverteilung AL, werden die entsprechenden Lichtquellen 3 mittels einer nicht dargestellten Steuereinheit ein- oder ausgeschaltet. Da die Lichtflecken 6 auf dem Messschirm eine Rechteckform sowie eine horizontale Breite b aufweisen, kann eine schräge Hell-Dunkel-Grenze 9 (15°-Anstieg) der Abblendlichtverteilung AL, insbesondere in einem Null-Punkt-Bereich eines Koordinatensystems mit einer Vertikalen V und einer Horizontalen H aufgrund des geringen Diskretisierungsgrades der Lichtflecken 6 nicht eingehalten werden.
  • Zusätzlich ergibt sich das Problem, dass der erfindungsgemäße Scheinwerfer mit den matrixartig angeordneten Lichtquellen 3 zur Grundeinstellung in einer Solllage justiert werden muss, dass eine optimale Ausleuchtung ohne Blendung des im Vorfeld des Fahrzeuges vorhandenen Verkehrsobjektes gewährleistet ist. Um eine definierte und wiederholbare Grundeinstellung zu gewährleisten, ist es bekannt, eine vertikale Flanke 7.1 eines Lichtfleckens 6.1, der ein linkes Ende einer oberen Zeile 10 von Lichtflecken 6 bildet, auf eine durch die Vertikale V gebildete Referenzlinie auszurichten. Hierbei wird die endseitige Flanke 7.1 des Lichtfleckens 6.1 zur Deckung mit der Vertikalen V gebracht, so dass eine Lichtverteilung 12 gemäß 1 erzeugt wird. Die Flanke 7.1 des Lichtfleckens 6.1 bildet hierbei eine vertikale Hell-Dunkel-Grenze 7.1 der Lichtverteilung 12. Der Lichtflecken 6.1 überragt die vorgegebene Hell-Dunkel-Grenze 9 der Abblendlichtverteilung AL jedoch so weit, dass Leuchtmesswerte überschritten werden. Würde die den Lichtflecken 6.1 erzeugende Lichtquelle 3 ausgeschaltet werden, ergebe sich eine Rechtsverschiebung der vertikalen Hell-Dunkel-Grenze 7.1 um die Breite b des Lichtfleckens 6.1, so dass eine Lichtverteilung 13 gemäß 1 entstehe. Diese Lichtverteilung 13 erfüllt zwar die gesetzlichen Anforderungen hinsichtlich der Nichtüberschreitung von Lichtmesswerten. Jedoch bewirkt sie eine relativ schlechte Ausleuchtung eines vor dem Fahrzeug auszuleuchtenden Vorfeldes.
  • Sowohl bei der Grundeinstellung gemäß der Lichtverteilung 12 als auch der Lichtverteilung 13 können mechanische erste Einstellmittel vorgesehen sein, mittels derer der gesamte Scheinwerfer um eine vertikale Achse verschwenkbar ist und zwar so weit, bis die vertikale Flanke 7 des endseitig linken Lichtfleckens 6.1 sich mit der Vertikalen V deckt. Als erste Einstellmittel können hier Gewindestangen bzw. Einstellschrauben dienen, die an einem nicht dargestellten Träger des Scheinwerfers 1 angreifen, wie es bspw. aus der DE 102 38 792 A1 offenbart ist.
  • Nach der Erfindung sind zweite Einstellmittel vorgesehen, mittels derer die vertikale Hell-Dunkel-Grenze 7.1 des Lichtfleckens 6.1 sowie die zweiten Lichtflecken 6 der Lichtverteilung 12 um eine horizontale Justierstrecke j nach rechts verschoben wird, so dass eine Lichtverteilung 14 gemäß 3 erzeugt wird. Es ist ersichtlich, dass sich eine vertikale Hell-Dunkel-Grenze 7.1 der Lichtverteilung 14 einstellt, die zwischen der vertikalen Hell-Dunkel-Grenze der Lichtverteilung 12 und der vertikalen Hell-Dunkel-Grenze der Lichtverteilung 13 angeordnet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht die Justierstrecke j der halben horizontalen Breite b des Lichtfleckens 6.1 bzw. der weiteren eine gleiche Breite b aufweisenden Lichtflecken 6. Durch Rechtsverschiebung der vertikalen Hell-Dunkel-Grenze 7.1 im Vergleich zu der mittels der ersten Einstellmittel justierten Hell-Dunkel-Grenze 7.1, in die sich mit der Vertikalen V des Messschirms deckt, ist nun eine verbesserte Ausleuchtung des Fahrzeugvorfeldes gewährleistet, ohne dass maximal zulässige Leuchtmesswerte überschritten werden.
  • Die zweiten Einstellmittel können an einem nicht dargestellten Träger oder Gehäuse des Scheinwerfers 1 angreifen und ein Verschwenken des Schweinwerfers 1 um eine vertikale Achse entlang eines Justierschwenkwinkels bewirken.
  • Alternativ können die zweiten Einstellmittel auch unmittelbar an der Matrix 2 von Lichtquellen 3 angreifen und diese in horizontale Richtung linear verschieben, s. Pfeil 15 in 2.
  • Die erfindungsgemäße Einstellvorrichtung ist zweistufig ausgebildet. In einem ersten Schritt wird der Scheinwerfer 1 und/oder die Lichtquellen 3 so verstellt, dass die vertikale Hell-Dunkel-Grenze 7.1 der Lichtverteilung 12 in Übereinstimmung mit der vertikalen V gebracht wird, s. 1. Der Scheinwerfer 1 befindet sich somit in einer ersten Justierlage.
  • In einem zweiten Schritt wirken die zweiten Einstellmittel so auf den Scheinwerfer 1 und/oder die Lichtquellen 3 ein, dass die vertikale Hell-Dunkel-Grenze 7.1 der Lichtverteilung 12 nach rechts um die Justierstrecke j verschoben wird, so dass sich der Scheinwerfer 1 bzw. die Lichtquellen 3 in einer zweiten Justierlage befinden, in der die Lichtverteilung 14 entsteht.
  • Das zweite Einstellmittel kann elektrisch oder mechanisch oder pneumatisch betätigbar sein. Bspw. kann das zweite Einstellmittel als eine manuell betätigbare Kippeinrichtung oder als ein Schiebemechanismus ausgebildet sein.
  • Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Justierstrecke j auch in einem Bereich von 10% bis 90% der horizontalen Breite b des endseitigen Lichtfleckens 6.1 bzw. der weiteren Lichtflecken 6 sein. Die Vorgabe der Justierstrecke j ist davon abhängig, wie hoch der Ausleuchtungsgrad des Vorfeldes vor dem Fahrzeug sein soll.
  • Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform kann die Optikeinheit 4 des Scheinwerfers 1 auch mehrere Linsen aufweisen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Schweinwerfer
    2
    Matrix
    3
    Lichtquellen
    4
    Optikeinheit
    5
    Streifenoptikelemente
    6, 6.1
    Lichtflecken
    7
    Vertikale Flanke
    8
    Horizontale Flanken
    9, 7.1
    Hell-Dunkel-Grenze
    10
    Obere Zeile
    12, 13,14
    Lichtverteilung
    AL
    Abblendlichtverteilung
    j
    Justierstrecke
    V
    Vertikale
    b
    Breite

Claims (7)

  1. Verfahren zum Einstellen eines Scheinwerfers (1) wobei die in einer Matrix (2) angeordneten Lichtquellen (3) des Scheinwerfers (1) auf einem Messschirm zu einer Mehrzahl von benachbarten Lichtflecken (6) gleicher Rechteckform mit einer horizontalen Breite (b) einer Abblendlichtverteilung (14) mit einer schrägen Hell-Dunkel-Grenze (9) abgebildet werden, dass in einem ersten Schritt der Scheinwerfer in horizontaler Richtung so weit verschwenkt oder die Matrix (2) von Lichtquellen (3) so weit in horizontaler Richtung verschoben werden, dass eine vertikale Hell-Dunkel-Grenze (7.1) der Lichtverteilung (14) zur Deckung mit einer vertikalen Referenzlinie (V) eines Koordinatensystems mit einer Vertikalen (V) und einer Horizontalen (H) gebracht wird, und dass in einem zweiten Schritt der Scheinwerfer (1) oder die Lichtquellen (3) desselben so zusätzlich verstellt werden, dass die vertikale Hell-Dunkel-Grenze (7.1) der Lichtverteilung (14) um eine vorgegebene horizontale Justierstrecke (j) nach rechts verschoben wird, die kleiner ist als die horizontale Breite (b) des die vertikale Hell-Dunkel-Grenze (7.1) aufweisenden Lichtfleckens (6.1).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikale Hell-Dunkel-Grenze (7.1) der Lichtverteilung (4) um die Justierstrecke (j) nach rechts verschoben wird, die halb so groß ist wie die Breite (b) aller Lichtflecken (6).
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikale Hell-Dunkel-Grenze (7.1) der Lichtverteilung mittels eines ersten Einstellmittels zu der vertikalen Referenzlinie (V) auf einem beabstandet zu dem Scheinwerfer (1) angeordneten Messschirm ausgerichtet wird und dass der Scheinwerfer (1) mittels eines zweiten Einstellmittels um einen solchen Justierschwenkwinkel um eine vertikale Achse verschwenkt wird, dass die vertikale Hell-Dunkel-Grenze (7.1) der Lichtverteilung (14) um die Justierstrecke (j) horizontal verschoben ist.
  4. Verfahren nach einem der Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix (2) von Lichtquellen (3) durch das zweite Einstellmittel so weit linear in horizontaler Richtung verschoben wird, dass die vertikale Hell-Dunkel-Grenze (7.1) entlang der Justierstrecke (j) horizontal verschoben ist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Einstellmittel elektrisch oder mechanisch oder pneumatisch betätigt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Einstellmittel als ein manueller Kippmechanismus oder als ein Schiebemechanismus auf den Scheinwerfer (1) einwirkt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Lichtquellen (3) LED-Lichtquellenauf mindestens einem Chip angeordnet werden.
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