DE102016107233A1 - Scheinwerfer für Fahrzeuge, insbesondere für einspurige Fahrzeuge - Google Patents

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Abstract

Scheinwerfer für Fahrzeuge, insbesondere für einspurige Kraftfahrzeuge, wobei der Scheinwerfer ein Vorfeld-Lichtmodul (1), welches Vorfeld-Lichtmodul Licht zur Bildung einer ersten Lichtverteilung (2) in einem Bereich vor dem Vorfeld-Lichtmodul abstrahlt, ein Zusatz-Lichtmodul (3), welches Zusatz-Lichtmodul Licht zur Bildung einer zweiten Lichtverteilung (41, 42) in einem Bereich vor dem Zusatz-Lichtmodul abstrahlt, wobei die erste Lichtverteilung (2) im Wesentlichen homogen ist und eine geradlinige obere Vorfeld-HD-Grenze (5) aufweist, und wobei die erste Lichtverteilung an die x-Achse (X) von unten angrenzt, und wobei die zweite Lichtverteilung (4) ein, zwei oder mehrere Lichtstärke-Maxima aufweist (LM), wobei bei zwei oder mehreren Lichtstärke-Maxima keine zwei Lichtstärke-Maxima (LM) zusammenfallen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für Fahrzeuge, insbesondere für einspurige Kraftfahrzeuge, wobei der Scheinwerfer ein Vorfeld-Lichtmodul, welches Vorfeld-Lichtmodul Licht zur Bildung einer ersten Lichtverteilung in einem Bereich vor dem Vorfeld-Lichtmodul abstrahlt, ein Zusatz-Lichtmodul, welches Zusatz-Lichtmodul Licht zur Bildung einer zweiten Lichtverteilung in einem Bereich vor dem Zusatz-Lichtmodul abstrahlt, wobei eine geradlinige obere Vorfeld-HD-Grenze aufweist, und wobei die erste Lichtverteilung an die x-Achse von unten angrenzt, und wobei die zweite Lichtverteilung ein, zwei oder mehrere Lichtstärke-Maxima aufweist, wobei bei zwei oder mehreren Lichtstärke-Maxima keine zwei Lichtstärke-Maxima zusammenfallen.
  • Weiters betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit zumindest einem solchen Scheinwerfer.
  • Um die Fahrsicherheit bei Abend- und Nachtfahrten zu erhöhen, werden bei Kraftfahrzeugen Scheinwerfer mit speziellen Funktionen eingesetzt. Als einen Scheinwerfer mit einer Kurvenlichtfunktion (oftmals einfach – Kurvenlicht) bezeichnet man einen Scheinwerfer, dessen Leuchtrichtung an den Straßenverlauf angepasst werden kann. Eine solche Anpassung ist bei Fahrten auf kurvenreichen Straßenverläufen besonders vorteilhaft, zumal dadurch ein besseres Sichtfeld bei einer Kurvenfahrt gewonnen wird.
  • Bei einspurigen Kraftfahrzeugen kommt ein weiterer Faktor ins Spiel, nämlich die Schräglage des Kraftfahrzeugs bei einer Kurvenfahrt. Bekanntlich „legt“ sich ein einspuriges Fahrzeug beispielsweise ein Motorrad bei einer Kurvenfahrt in die Kurve, wodurch das vom Scheinwerfer abgestrahltes Lichtbild ebenfalls in eine Schräglage gebracht wird. Dabei ist es erwünscht, dass bei einem Scheinwerfer für einspurige Kraftfahrzeuge mit eine Kurvenlichtfunktion, auch die Schräglage des Kraftfahrzeugs erfasst wird. Eine Anpassung des Lichtbilds an die Schräglage wird Rollwinkelausgleich genannt. Ein Rollwinkelausgleichsystem ist aus zweierlei Gründen vorteilhaft: Zum einen wird für den Motorradfahrer die Straße besser ausgeleuchtet, zum anderen werden die entgegenkommenden Verkehrsteilnehmer weniger geblendet. Dabei kommen die Vorteile von Rollwinkenausgleichsystemen bereits bei geringen Schräglagen zum Vorschein.
  • Bei den dem Stand der Technik bekannten Rollwinkelausgleichsystemen, welche beispielsweise von BMW hergestellt wurden, bestehen die Scheinwerfer aus einem sehr komplexen dynamischen Drehspiegelsystem und beispielsweise einem Xenon-Brenner (HID-Lampe) als Lichtquelle. Dabei wird das Drehspiegelsystem von Schrittmotoren gesteuert. Die aufwendige technische Umsetzung solcher beweglichen Systeme ist nachteilhaft und von Kraftfahrzeugherstellern oft unerwünscht, da für die Umsetzung einen großen Einbauraum vonnöten ist. Dieser ist allerdings besonders bei einspurigen Kraftfahrzeugen des Öfteren nicht vorhanden, weswegen man auf Linsen mit geringer Brennweite und kleinem Durchmesser zurückgreifen muss und dadurch den Lichtstrom auf der Straße nur von einer geringeren Effizienz erreichbar ist. Außerdem ist durch den Spiegel das Design eingeschränkt. Einsetzen von LED ist ebenfalls schwierig, da schwere Kühlkörper für mehrere lichtemittierende LEDs notwendig sind.
  • Die Scheinwerfer der oben genannten Art sind dem Stand der Technik bekannt. Die Patentanmeldung EP 2657080 A2 zeigt einen Motorradscheinwerfer, der ein Hauptlichtmodul und mehrere Zusatzlichtmodule aufweist. Dabei erzeugt das Hauptlichtmodul, wenn angeschaltet, eine Abblendlicht- und/oder Fernlichtverteilung. Dies hat zum Nachteil, dass es beim Zuschalten der Zusatzlichtmodule zu einer Blendung der Gegenverkehr kommen kann. Ähnliche Scheinwerfer sind in der Patentanmeldungen JP 2008001305 A und WO2014206625A1 offenbart, dabei weist zum Beispiel der Scheinwerfer gemäß JP 2008001305 A mehrere Sub-Lichtmodule auf, welche je nach Schräglage eingeschaltet werden und eine aus mehreren überlappenden Lichtspots bestehende Lichtverteilung erzeugen, wobei die Hauptlampe (Hauptlichtmodul) eine nicht homogene Abblendlichtverteilung erzeugt. Die Nichthomogenität führt wiederum dazu, dass der Gegenverkehrt von einer beispielsweise in 8 f) der JP 2008001305 A gezeigten Lichtverteilung stark geblendet werden kann.
  • Die beschriebenen Nachteile des Stands der Technik sollen ausgeräumt werden. Es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, einen Scheinwerfer bereit zu stellen, mit dem die Kurvenlicht-Funktion und vor allem Rollwinkelausgleich-Funktion realisiert und bautechnischen sowie stilistischen Anforderungen der Kunden Rechnung getragen werden kann.
  • Die Vermessung und Analyse eines von einem Scheinwerfer abgestrahlten Lichtbildes geschieht, indem in einem bestimmten Abstand vor dem Scheinwerfer ein Messschirm senkrecht zu der optischen Achse des Scheinwerfers angeordnet und vom Scheinwerfer beleuchtet wird. Durch das Beleuchten entsteht auf dem Messschirm eine Lichtverteilung. Um die Lage eines Punktes auf dem Messschirm angeben zu können bedarf es eines Koordinatensystems. In diesem konkreten Fall (Scheinwerfer für einspurige Fahrzeuge) wird ein spezielles orthogonales Koordinatenpaar – x-Achse und y-Achse – definiert, wobei die x-Achse an der gesetzlich-vorgeschriebenen Absenkung 0,57° (im ECE-Raum und 0,40° in den USA) unterhalb der üblichen Horizontalen oder hh-Linie liegt. Die Punktlage auf dem Messschirm wird in Grad angegeben. Dabei werden die Lichtstärke-Werte in Form einer zweidimensionalen Verteilung aufgenommen und beispielsweise als Isoluxlinien-Diagramm dargestellt (Isoluxlinien). Die Übergänge von hell ausgeleuchteten zu abgeblendeten Lichtverteilungsbereichen bezeichnet man als Hell-Dunkel-Grenzen (HD-Grenzen).
  • Die oben genannte Aufgabe wird mit einem eingangs erwähnten Scheinwerfer erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die erste Lichtverteilung im Wesentlichen homogen ist und das Zusatz-Lichtmodul umfasst: ein Primär-Teillichtmodul, welches Primär-Teillichtmodul Licht zur Bildung eines Primär-Teillicht-Segments abstrahlt, eine erste Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe, welche erste Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe ein, zwei oder mehrere Sekundär-Teillichtmodule umfasst, und eine zweite Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe, welche zweite Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe ein, zwei oder mehrere Sekundär-Teillichtmodule umfasst, wobei jedes Sekundär-Teillichtmodul der ersten und/oder der zweiten Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe Licht zur Bildung eines Sekundär-Teillicht-Segments abstrahlt, und wobei das Primär-Teillicht-Segment und jedes Sekundär-Teillicht-Segment jeweils ein Lichtstärke-Maximum aufweisen.
  • Die Forderung der Homogenität der ersten Lichtverteilung ist der Forderung einer im Wesentlich durchgehend gleichen Leuchtdichte im Lichtbild, i.e. innerhalb der ersten Lichtverteilung, gleich. Dabei kann diese Änderung beispielsweise durch Gradientenwerte quantifiziert werden.
  • Es ist besonders vorteilhaft, dass die zweite Lichtverteilung eine Fernlichtverteilung und/oder eine Kurvenlichtverteilung, i.e. eine abgeblendete, an eine bestimmte Schräglage des einspurigen Kraftfahrzeuges angepasste Lichtverteilung, ist.
  • Mit dem Begriff „Kurvenlichtverteilung“ wird eine Teillichtverteilung bezeichnet, deren zumindest eine Lichtstärkemaximum in einem bestimmten Abstand abseits von der y-Achse des geradeaus fahrenden Motorrades liegt, wobei in einem lokalen Koordinatensystem eine klassische Abblendverteilung ausgebildet wird. Dabei bedeutet Abstand eine nichtinfinitesimale Größe, die zumindest einige Grad, beispielsweise 1°–10° beträgt und mithilfe folgender Formel errechnet werden kann: Δu = tan–1( h / d)tan(α), wobei bedeuten: Δu – der Abstand, h – die Einbauhöhe des Scheinwerfers, d – Messschirmentfernung (gleich 25 Meter), und α – die Kurvenlage des einspurigen Fahrzeugs. Darüber hinaus lässt sich auch die notwendige Höhendifferenz für den Einbau der weiteren Zusatzmodule berechnen, sodass die Horizontallage (Absenkung) der Lichtverteilung konstant bleibt. Ob das zumindest eine Lichtstärkemaximum rechts oder links von der y-Achse liegt hängt von der Art der Kurvenfahrt ab. Bei einer Linkskurvenfahrt liegt das zumindest eine Lichtstärkemaximum links von der y-Achse, bei einer Rechtskurvenfahrt – rechts.
  • Es ist mit Vorteil vorgesehen, dass das Zusatz-Lichtmodul in einem Scheinwerfergehäuse fix und/oder unbewegbar angeordnet ist.
  • Diese Ausführungsform hat zum Vorteil, dass die Erfindung ohne Verwendung beweglicher Elemente umgesetzt wird. Dabei kommt vor allem ein bauraumtechnischer Vorteil zum Vorschein.
  • Das Zusatz-Lichtmodul umfassend ein Primär-Teillichtmodul, welches Primär-Teillichtmodul Licht zur Bildung eines Primär-Teillicht-Segments abstrahlt, eine erste Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe, welche erste Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe ein, zwei oder mehrere Sekundär-Teillichtmodule umfasst, und eine zweite Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe, welche zweite Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe ein, zwei oder mehrere Sekundär-Teillichtmodule umfasst, wobei jedes Sekundär-Teillichtmodul der ersten und/oder der zweiten Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe Licht zur Bildung eines Sekundär-Teillicht-Segments abstrahlt, und wobei das Primär-Teillicht-Segment und jedes Sekundär-Teillicht-Segment jeweils ein Lichtstärke-Maximum aufweisen, hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen.
  • Dabei ist es besonders vorteilhaft dafür Sorge zu tragen, dass das Primär-Teillicht-Segment eine geradlinige obere HD-Grenze aufweist und an die x-Achse von unten angrenzt und die gesetzmäßigen Vorgaben der ECE R113 erfüllt.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass das Primär-Teillicht-Segment eine obere polygonzug-förmige HD-Grenze aufweist und vorzugsweise die gesetzmäßigen Vorgaben der ECE R112 erfüllt.
  • Darüber hinaus ist es zweckdienlich, dass das Primär-Teillichtmodul und jedes Sekundär-Teillichtmodul einzeln steuerbar sind.
  • Es ist besonders vorteilhaft, dass bei einem in ein Fahrzeug eingebauten Zustand des Zusatz-Lichtmoduls das Ein-/Ausschalten des Primär-Teillichtmoduls und der einzelnen Sekundär-Teillichtmodule je nach Schräglage des Fahrzeugs steuerbar ist.
  • Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, dass die Anzahl der Sekundär-Teillichtmodule in der ersten Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe gleich der Anzahl der Sekundär-Teillichtmodule in der zweiten Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe ist.
  • Dabei ist es von Vorteil, dass das Einschalten aller Sekundär-Teillichtmodule der ersten und der zweiten Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe eine segmentierte bezüglich der y-Achse symmetrische zweite Lichtverteilung erzeugt.
  • Es ist vorteilhaft, dass bei gleichzeitigem Einschalten aller Teillichtmodule jedes Teillicht-Segment alle anderen Teillicht-Segmente zumindest teilweise überlappt.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Zusatz-Lichtmodul derart ausgebildet und/oder dem Scheinwerfer derart zugeordnet ist, dass jedes Lichtstärke-Maximum auf einem in einem Abstand vom Vorfeld-Lichtmodul senkrecht zu der optischen Achse des Vorfeld-Lichtmoduls angeordneten Messschirm verbunden mit dem HV-Punkt eine Halbgerade festlegt, welche Halbgerade von dem HV-Punkt ausgeht und mit der positiven x-Achse, d.h. mit jener "Hälfte" der x-Achse, die vom Ursprung aus in die positive Richtung (d.h. in Richtung des Pfeils) verläuft, einen Winkel zwischen 0° und 180° einschließt.
  • Dabei ist es zweckdienlich, dass das Lichtstärke-Maximum eines von einem Sekundär-Teillichtmodul der ersten Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe erzeugten Sekundär-Teillicht-Segments auf einem in einem Abstand vom Vorfeld-Lichtmodul senkrecht zu der optischen Achse des Vorfeld-Lichtmoduls angeordneten Messschirm verbunden mit dem HV-Punkt eine Halbgerade festlegt, welche Halbgerade von dem HV-Punkt ausgeht und mit der positiven x-Achse einen Winkel zwischen 0° und 90° einschließt.
  • Darüber hinaus erwies es sich als zweckmäßig, dass das Lichtstärke-Maximum eines von einem Sekundär-Teillichtmodul der zweiten Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe erzeugten Sekundär-Teillicht-Segments auf einem in einem Abstand vom Vorfeld-Lichtmodul senkrecht zu der optischen Achse des Vorfeld-Lichtmoduls angeordneten Messschirm verbunden mit dem HV-Punkt eine Halbgerade festlegt, welche Halbgerade von dem HV-Punkt ausgeht und mit der positiven x-Achse einen Winkel zwischen 90° und 180° einschließt.
  • Des Weiteren ist es mit Vorteil vorgesehen, dass alle Lichtstärke-Maxima auf einem in einem Abstand vom Vorfeld-Lichtmodul senkrecht zu der optischen Achse des Vorfeld-Lichtmoduls angeordneten Messschirm durch eine zweimal differenzierbare Kurve verbindbar sind, vorzugsweise durch eine Parabel verbindbar sind, wobei der Scheitelpunkt der Parabel im HV-Punkt liegt, die y-Achse die Symmetrieachse der Parabel bildet und die Parabel in positive Richtung der y-Achse offen ist.
  • An dieser Stelle ist angebracht zu erörtern, wie die eingangs erwähnte Rollwinkelausgleich-Funktion realisiert werden kann. Die Maxima des Primär-Teillicht-Segments und aller Sekundär-Teillicht-Segmente liegen auf Halbgeraden, welche mit der positiven x-Achse verschiedene Winkel einschließen. Je nach Schräglage des Kraftfahrzeugs wird das Primär-Teillichtmodul und/oder eines der Sekundär-Teillichtmodul zu dem Vorfeld-Lichtmodul dazu geschaltet. Die durch den Überlapp von der ersten Lichtverteilung und von den Primär- und/oder einem, zwei oder mehreren Sekundär-Teillicht-Segmenten entstandene Lichtverteilung vergrößert das Sichtfeld des Fahrers bei einer Schräglage des Kraftfahrzeugs während einer Kurvenfahrt. Zur zusätzlichen Homogenitätssteigerung der vom Scheinwerfer abgestrahlten Gesamtlichtverteilung werden das Primär- und die die einzelnen Sekundär-Teillicht-Segmente überlappend angeordnet. Durch die Anzahl der Sekundär-Teillichtmodule kann die Auflösung der zweiten Lichtverteilung gesteigert werden.
  • Auf dieselbe Weise ist es möglich auch eine Fernlicht-Funktion zu realisieren, wobei die Fernlichtverteilung „in die Kurve gelegt“ wird. Bei einer Geradeausfahrt des Motorrads (die Schräglage bei 0°) wird dabei ein konventionelles Fernlicht-Modul eingeschaltet, dessen Maximum im HV-Punkt angeordnet ist. In der Kurvenlage (Schräglage des Kraftfahrzeugs bei einem von 0° unterschiedlichen Winkel) hingegen kann durch das Hinzuschalten zumindest eines der Sekundär-Teillichtmodule eine Fernlicht-Funktion dadurch realisiert werden, dass alle Maxima der abgestrahlten Lichtverteilung rechts oder links von der y-Achse liegen. Beträgt beispielsweise die Schräglage des Kraftfahrzeugs in der Kurve 10°, so wird zusätzlich ein Sekundär-Teillichtmodul eingeschaltet, welches normalerweise erst bei 20° eingeschaltet werden würde, und dadurch effektiv die Kurve gelegte Fernlichtverteilung abgestrahlt. Bei geringen Schräglagen kann somit immer ein zusätzliches Sekundär-Teillichtmodul als Fernlicht dazu geschaltet werden. In der Extremschräglage, die beispielsweise 25° beträgt, ist noch ein zusätzliches Sekundär-Teillichtmodul jeweils der ersten Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe und der zweiten Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe angeordnet, dass die Fernlicht-Funktion bei der Extremschräglage (beispielsweise 25°) realisierbar macht. Dies ermöglicht dem Fahrer zu jeder Zeit die maximale Sichtweite in die Fahrtrichtung. Die abgeblendete Lichtverteilung wird in der gleichen Art und Weise an die Schräglage angepasst.
  • Es kann vorgesehen sein, dass das Vorfeld-Lichtmodul zumindest eine Lichtquelle einen der zumindest einen Lichtquelle zugeordneten Reflektor, vorzugsweise einen Freiformreflektor mit gleichwirkenden Facetten, umfasst.
  • Die Facetten eines Freiformreflektors sind üblicherweise matrixartig angeordnet. Dabei bedeutet eine matrixartige Anordnung, dass die Facetten in n (n = 1, 2, 3, ...) Zeilen und m (m = 1, 2, 3, ...) Spalten angeordnet sind. Dabei kann jede Facette beispielsweise rechteckig ausgebildet sein.
  • Außerdem ist mit Vorteil vorgesehen, dass das zumindest eine Lichtquelle als eine Lampe, beispielsweise eine dem Standard ECE-R37 entsprechende Glühlampe oder eine dem Standard ECE-R99 entsprechende Gasentladungslampe, ausgebildet ist.
  • Darüber hinaus ist es vorteilhaft, dass das zumindest eine Lichtquelle aus einer, zwei oder mehreren LEDs gebildet ist.
  • Es ist zweckdienlich, dass das Vorfeld-Lichtmodul zumindest eine Lichtquelle, vorzugsweise eine, zwei oder mehrere LED-Lichtquellen, und eine der zumindest einen Lichtquelle zugeordnete Linse, vorzugsweise eine Kollimatorlinse, beispielsweise einen TIR-Linsenkörper, umfasst.
  • Verwendung dieses lichttechnischen Konzepts hat zum Vorteil, dass die abgestrahlte Lichtverteilung insbesondere eine hohe Homogenität aufweist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Primär-Teillichtmodul und die Sekundär-Teillichtmodule jeweils zumindest eine Lichtquelle und einen der zumindest einen Lichtquelle zugeordneten Reflektor und/oder eine der zumindest einen Lichtquelle zugeordnete Linse, vorzugsweise einen Freiformreflektor, umfassen.
  • Des Weiteren ist es zweckdienlich, dass das zumindest eine Lichtquelle als eine Lampe, beispielsweise eine dem Standard ECE-R37 entsprechende Glühlampe oder eine dem Standard ECE-R99 entsprechende Gasentladungslampe, ausgebildet ist.
  • Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, dass das zumindest eine Lichtquelle aus einer, zwei oder mehreren LEDs gebildet ist, welche LEDs einzeln steuerbar sind.
  • Die vorliegende Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter nicht einschränkender Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch eingehend veranschaulicht. Es zeigt:
  • 1 eine schematische Anordnung der Lichtmodule in einem Scheinwerfergehäuse,
  • 2 die homogene erste Lichtverteilung mit der geradlinigen HD-Grenze,
  • 3 einen Überlapp der ersten und der zweiten Lichtverteilung, wobei die zweite Lichtverteilung durch das Einschalten des Primär-Teillichtmoduls erzeugt wird,
  • 4 einen Überlapp der ersten und der zweiten Lichtverteilung, wobei die zweite Lichtverteilung durch das Einschalten des Primär-Teillichtmoduls und aller Sekundär-Teillichtmodule erzeugt wird,
  • 5 eine für eine Kurvenfahrt in Extremschräglage von 25° geeignete Fernlichtverteilung,
  • 6 ein Sekundär-Teillicht-Segment mit einem Lichtstärkemaximum, das mit dem HV-Punkt eine Halbgerade bildet,
  • 7 eine durch eine glatte Kurve verbindbare Anordnung der Lichtstärkemaxima,
  • 8 ein Motorrad in einer Linkskurvenlage mit einem eingeschalteten Scheinwerfer nach dem Stand der Technik, welcher Scheinwerfer eine Abblendlichtverteilung abblendet, und
  • 9 ein Motorrad in einer Linkskurvenlage mit einem eingeschalteten erfindungsgemäßen Scheinwerfer mit einer Rollwinkelausgleich-Funktion, welcher Scheinwerfer eine kurvenfahrtkonforme Abblendlichtverteilung abblendet.
  • Zunächst wird auf 1 Bezug genommen. 1 zeigt eine schematische Anordnung von Lichtmodulen 1, 3 in einem Scheinwerfergehäuse 6. Dabei umfasst das Zusatz-Lichtmodul 3 das Primär-Teillichtmodul PL und zwei Sekundär-Teillichtmodul-Gruppen STL1, STL2. Jede Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe besteht aus einem, zwei, drei oder mehreren Sekundär-Teillichtmodulen, wobei es sich bei dieser konkreten Ausführungsform um jeweils zwei Sekundär-Teillichtmodule pro Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe handelt. Die Sekundär-Teillichtmodule 11, 12 der ersten Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe STL1 bzw. die Sekundär-Teillichtmodule 21, 22 der zweiten Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe STL2 sind zur Bildung einer entsprechenden Lichtverteilung bei linker bzw. rechter Schräglage des Kraftfahrzeugs angeordnet.
  • 2 zeigt vom Vorfeld-Lichtmodul 1 abgeblendete erste Lichtverteilung 2. Die erste Lichtverteilung 2 weist eine geradlinige HD-Grenze 5 auf und ist im Wesentlichen homogen. Die erwünschte Homogenität der ersten Lichtverteilung kann beispielsweise durch Verwendung von eingangs erwähnten TIR-Linsen erreicht werden.
  • Um eine gesetzkonforme gesamte Lichtverteilung zu erzeugen, die besonders für Kurvenfahrten ausgelegt ist, wird die erste Lichtverteilung mit der zweiten vom Zusatz-Lichtmodul 3 abgestrahlten Lichtverteilung überlappt. Da das Zusatz-Lichtmodul ein, zwei oder mehrere einzeln steuerbare Lichtmodule umfasst, kann sich die Form der zweiten Lichtverteilung stark variieren, je nachdem welche einzelnen Lichtmodule des Zusatz-Lichtmoduls ein- oder ausgeschaltet sind. 3 zeigt z.B. einen Überlapp der ersten und der zweiten Lichtverteilung, wobei die zweite Lichtverteilung durch das Einschalten des Primär-Teillichtmoduls erzeugt wird und nur aus einem Primär-Teillicht-Segment PTS besteht.
  • 4 zeigt für Kurvenfahrten geeignete Abblendlichtverteilungen, die durch einen Überlapp der ersten Lichtverteilung 2 und der zweiten Lichtverteilung 41 gebildet ist. Dabei wird in 4 die zweite Lichtverteilung 41 durch das Einschalten des Primär-Teillichtmoduls PL und aller Sekundär-Teillichtmodule 11, 12, 21, 22 erzeugt. Um die zweite Lichtverteilung 41 der Schräglage des Kraftfahrzeugs anzupassen, werden einige der einzelnen Sekundär-Teillichtmodule ausgeschaltet oder in ihrer Intensität gedimmt. Z.B. wird zur Erzeugung der zweiten Lichtverteilung in einer rechten extremen Schräglage (Rechtskurvenfahrt) das Vorfeld-Lichtmodul 1, das Primär-Teillichtmodul PL und alle Sekundär-Teillichtmodule 21, 22 der zweiten Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe eingeschaltet. Durch den Überlapp der einzelnen abgestrahlten Lichtverteilungen, der ersten Lichtverteilung 2, des Primär-Teillicht-Segments und der Sekundär-Teillicht-Segmente 32, 34, wird die gesamte (abgeblendete) Lichtverteilung erzeugt. Darüber hinaus zeig die 4 verschiedene, nicht kollidierende, Lichtstärkemaxima einzelner Teillicht-Segmente.
  • Der oben beschriebene Vorgang kann auch zur Erzeugung einer Fernlichtverteilung mit einer Kurvenlichtfunktion benutzt werden. 5 zeigt beispielswese eine für eine Kurvenfahrt in der exemplarischen Extremschräglage von 25° geeignete Fernlichtverteilung, welche als Überlapp der ersten Lichtverteilung 2 und der zweiten für eine Kurvenfahrt geeignete Lichtverteilung 42 gebildet ist.
  • Um die passenden Sekundär-Teillicht-Segmente erzeugen zu können, muss dafür gesorgt werden, dass das Lichtstärke-Maximum jedes einzelnen Sekundär-Teillicht-Segments abseits der y-Achse Y liegt. Dadurch wird bei einer Kurvenfahrt jedes einzelne Sekundär-Teillicht-Maximum in die Kurve gelegt und so die Kurve ausgeleuchtet. 6 zeigt ein Sekundär-Teillicht-Segment mit einem Lichtstärkemaximum LM, das rechts von der y-Achse Y liegt und mit dem HV-Punkt HV eine Halbgerade S bildet. Dabei schließt die Halbgerade S mit der positiven x-Achse X einen Winkel w ein. Der eingeschlossene Winkel w ist ein Charakteristikum des einschlägigen Sekundär-Teillichtmoduls und wird je nach Schräglage des Kraftfahrzeugs dazu verwendet, das Sekundär-Teillichtmodul ein- oder auszuschalten.
  • 7 zeigt einen Überlapp von der ersten 2 und der zweiten aus einem Primär-Teillicht-Segment und mehreren Sekundär-Teillicht-Segmenten gebildeten Lichtverteilung. Dabei ist die zweite Lichtverteilung bezüglich der y-Achse Y symmetrisch und weist mehrere Lichtstärke-Maxima LM auf. Diese Lichtstärke-Maxima LM liegen auf einer glatten, beispielsweise zweimal differenzierbaren, Kurve 8, vorzugsweise auf einer Parabel. Da die Schräglage des Kraftfahrzeugs durch eine solche Kurve beschrieben werden kann (eine Bewegung des Massenmittelpunktes des Kraftfahrzeugs wird eine solche Kurve zeichnen), kann die Lage der Lichtstärke-Maxima LM an die Schräglage des Fahrzeugs angepasst werden.
  • Eine solche Anpassung ist in 8 und 9 thematisiert. 8 zeigt ein Motorrad in einer Linkskurvenlage mit einem eingeschalteten Scheinwerfer nach dem Stand der Technik, welcher Scheinwerfer eine Abblendlichtverteilung AL abblendet und keine Rollwinkelausgleich-Funktion hat. Dabei ist ersichtlich, dass bei einer Linkskurvenfahrt ein großer Bereich DB der Fahrbahn vor dem Motorrad unbeleuchtet bleibt. In dem dargestellten Beispiel bleibt die Gegenfahrbahn für den Motorradfahrer immer dunkel. In 9 ist ein Motorrad in einer Linkskurvenlage mit einem eingeschalteten erfindungsgemäßen Scheinwerfer mit einer Rollwinkelausgleich-Funktion, welcher Scheinwerfer eine kurvenfahrtkonforme Abblendlichtverteilung abblendet, gezeigt. Dabei wird zu dem Vorfeld-Lichtmodul 1, welches die erste Lichtverteilung 2 erzeugt, zusätzlich das erste Sekundär-Teillichtmodul 11 der ersten Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe STL1 eingeschaltet, welches Sekundär-Teillichtmodul 11 ein Sekundär-Teillicht-Segment 31 abblendet. Durch die erste Lichtverteilung 2 allein bleibt die Gegenfahrbahn ebenso wie bei einem Scheinwerfer nach dem Stand der Technik (8) dunkel. Die Funktion der Ausleuchtung der Gegenfahrbahn in einer Kurvenlage des Motorrads wird in diesem Fall durch Einschalten des Sekundär-Teillichtmoduls 11 der ersten Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe STL2 übernommen und dadurch die Rollwinkelausgleich-Funktion realisiert.
  • Die Erfindung wurde anhand von zwei Sekundär-Teillichtmodulen pro Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe und einem Primär-Teillichtmodul beschrieben, da dieses Ausführungsbeispiel in der vorhandenen Bauraumsituation besonders einfach umsetzbar ist. Prinzipiell ist die Erfindung aber auch im Zusammenhang mit einer anderen Anzahl (1, 2, 3, 4, 5, 6, usw.) an Teillichtmodulen, die das Zusatz-Lichtmodul umfasst, realisierbar, wodurch eine feinere Abstufung und eine vorteilhafte Anpassung an die entsprechende Schräglage erzielt werden kann.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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    • Standard ECE-R99 [0031]
    • Standard ECE-R37 [0036]
    • Standard ECE-R99 [0036]

Claims (22)

  1. Scheinwerfer für Fahrzeuge, insbesondere für einspurige Kraftfahrzeuge, wobei der Scheinwerfer ein Vorfeld-Lichtmodul (1), welches Vorfeld-Lichtmodul Licht zur Bildung einer ersten Lichtverteilung (2) in einem Bereich vor dem Vorfeld-Lichtmodul abstrahlt, ein Zusatz-Lichtmodul (3), welches Zusatz-Lichtmodul Licht zur Bildung einer zweiten Lichtverteilung (41, 42) in einem Bereich vor dem Zusatz-Lichtmodul abstrahlt, wobei eine geradlinige obere Vorfeld-HD-Grenze (5) aufweist, und wobei die erste Lichtverteilung an die x-Achse (X) von unten angrenzt, und wobei die zweite Lichtverteilung (4) ein, zwei oder mehrere Lichtstärke-Maxima aufweist (LM), wobei bei zwei oder mehreren Lichtstärke-Maxima keine zwei Lichtstärke-Maxima (LM) zusammenfallen, dadurch gekennzeichnet dass die erste Lichtverteilung (2) im Wesentlichen homogen ist und das Zusatz-Lichtmodul (3) umfasst – ein Primär-Teillichtmodul (PL), welches Primär-Teillichtmodul Licht zur Bildung eines Primär-Teillicht-Segments (PTS) abstrahlt, – eine erste Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe (STL1), welche erste Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe ein, zwei oder mehrere Sekundär-Teillichtmodule (11, 12) umfasst, – und eine zweite Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe (STL2), welche zweite Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe ein, zwei oder mehrere Sekundär-Teillichtmodule (21, 22) umfasst, – wobei jedes Sekundär-Teillichtmodul der ersten und/oder der zweiten Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe Licht zur Bildung eines Sekundär-Teillicht-Segments (31, 32, 33, 34) abstrahlt, – und wobei das Primär-Teillicht-Segment und jedes Sekundär-Teillicht-Segment jeweils ein Lichtstärke-Maximum aufweisen.
  2. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Lichtverteilung eine Fernlichtverteilung (42) und/oder eine abgeblendete Kurvenlichtverteilung (41) ist.
  3. Scheinwerfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatz-Lichtmodul (3) in einem Scheinwerfergehäuse fix und/oder unbewegbar angeordnet ist.
  4. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Primär-Teillicht-Segment (PTS) eine geradlinige obere HD-Grenze aufweist und an die x-Achse von unten angrenzt und vorzugsweise die gesetzmäßigen Vorgaben der ECE R113 erfüllt.
  5. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Primär-Teillicht-Segment eine obere polygonzug-förmige HD-Grenze aufweist und vorzugsweise die gesetzmäßigen Vorgaben der ECE R112 erfüllt.
  6. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Primär-Teillichtmodul (PL) und jedes Sekundär-Teillichtmodul (11, 12, 21, 22) einzeln steuerbar sind.
  7. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem in ein Fahrzeug eingebauten Zustand des Zusatz-Lichtmoduls das Ein-/Ausschalten des Primär-Teillichtmoduls (PL) und der einzelnen Sekundär-Teillichtmodule (11, 12, 21, 22) je nach Schräglage des Fahrzeugs steuerbar ist.
  8. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Sekundär-Teillichtmodule in der ersten Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe (STL1) gleich der Anzahl der Sekundär-Teillichtmodule in der zweiten Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe (STL2) ist.
  9. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Einschalten aller Sekundär-Teillichtmodule (11, 12, 21, 22) der ersten und der zweiten Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe (STL1, STL2) eine segmentierte bezüglich der y-Achse (Y) symmetrische zweite Lichtverteilung (41) erzeugt.
  10. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei gleichzeitigem Einschalten aller Teillichtmodule jedes Teillicht-Segment alle andere Teillicht-Segmente zumindest teilweise überlappt.
  11. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatz-Lichtmodul derart ausgebildet und/oder dem Scheinwerfer derart zugeordnet ist, dass jedes Lichtstärke-Maximum (LM) auf einem in einem Abstand vom Vorfeld-Lichtmodul senkrecht zu der optischen Achse des Vorfeld-Lichtmoduls angeordneten Messschirm verbunden mit dem HV-Punkt (HV) eine Halbgerade festlegt, welche Halbgerade (S) von dem HV-Punkt ausgeht und mit der positiven x-Achse (X) einen Winkel (w) zwischen 0° und 180° einschließt.
  12. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtstärke-Maximum eines von einem Sekundär-Teillichtmodul der ersten Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe erzeugten Sekundär-Teillicht-Segments auf einem in einem Abstand vom Vorfeld-Lichtmodul senkrecht zu der optischen Achse des Vorfeld-Lichtmoduls angeordneten Messschirm verbunden mit dem HV-Punkt eine Halbgerade festlegt, welche Halbgerade von dem HV-Punkt ausgeht und mit der positiven x-Achse (X) einen Winkel zwischen 0° und 90° (w) einschließt.
  13. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtstärke-Maximum eines von einem Sekundär-Teillichtmodul der zweiten Sekundär-Teillichtmodul-Gruppe erzeugten Sekundär-Teillicht-Segments auf einem in einem Abstand vom Vorfeld-Lichtmodul senkrecht zu der optischen Achse des Vorfeld-Lichtmoduls angeordneten Messschirm verbunden mit dem HV-Punkt eine Halbgerade festlegt, welche Halbgerade von dem HV-Punkt ausgeht und mit der positiven x-Achse (X) einen Winkel (w) zwischen 90° und 180° einschließt.
  14. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass alle Lichtstärke-Maxima (LM) auf einem in einem Abstand vom Vorfeld-Lichtmodul senkrecht zu der optischen Achse des Vorfeld-Lichtmoduls angeordneten Messschirm durch eine zweimal differenzierbare Kurve (8) verbindbar sind, vorzugsweise durch eine Parabel verbindbar sind, wobei der Scheitelpunkt der Parabel im HV-Punkt (HV) liegt, die y-Achse (Y) die Symmetrieachse der Parabel bildet und die Parabel in positive Richtung der y-Achse (Y) offen ist.
  15. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorfeld-Lichtmodul (1) zumindest eine Lichtquelle einen der zumindest einen Lichtquelle zugeordneten Reflektor, vorzugsweise einen Freiformreflektor mit gleichwirkenden Facetten, umfasst.
  16. Scheinwerfer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Lichtquelle als eine Lampe, beispielsweise eine dem Standard ECE-R37 entsprechende Glühlampe oder eine dem Standard ECE-R99 entsprechende Gasentladungslampe, ausgebildet ist.
  17. Scheinwerfer nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Lichtquelle aus einer, zwei oder mehreren LEDs gebildet ist.
  18. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorfeld-Lichtmodul (1) zumindest eine Lichtquelle, vorzugsweise eine, zwei oder mehrere LED-Lichtquellen, und eine der zumindest einen Lichtquelle zugeordnete Linse, vorzugsweise eine Kollimatorlinse, beispielsweise einen TIR-Linsenkörper, umfasst.
  19. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Primär-Teillichtmodul (PL) und die Sekundär-Teillichtmodule (11, 12, 21, 22) jeweils zumindest eine Lichtquelle und einen der zumindest einen Lichtquelle zugeordneten Reflektor und/oder eine der zumindest einen Lichtquelle zugeordnete Linse, vorzugsweise einen Freiformreflektor, umfassen.
  20. Scheinwerfer nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Lichtquelle als eine Lampe, beispielsweise eine dem Standard ECE-R37 entsprechende Glühlampe oder eine dem Standard ECE-R99 entsprechende Gasentladungslampe, ausgebildet ist.
  21. Scheinwerfer nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Lichtquelle aus einer, zwei oder mehreren LEDs gebildet ist, welche LEDs einzeln steuerbar sind.
  22. Fahrzeug, insbesondere einspuriges Fahrzeug, mit zumindest einem Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 21.
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