DE10354088A1

DE10354088A1 - Adaptives Scheinwerfersystem für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE10354088A1
Application number: DE2003154088
Authority: DE
Inventors: David Vozenilek; Libor Strambersky; Milan Cejnek
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 2002-11-14
Filing date: 2003-11-10
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2023-11-11
Also published as: GB2395548A; CZ299133B6; GB0314669D0; DE10354088B4; GB2395548B; CZ20023774A3

Abstract

Ein Scheinwerfersystem für Kraftfahrzeuge besteht an beiden Fahrzeugseiten aus Streulichteinheiten (1, 4) und Hauptbeleuchtungseinheiten (2, 3). Die Hauptbeleuchtungseinheiten (2, 3) haben eine Zweifunktionenausführung und ermöglichen in Abhängigkeit von der Lenkraddrehung und/oder Informationen von Sensoren und Einrichtungen, die die dynamsiche Krümmung der Straße vor dem Fahrzeug beschreiben, dynamische Änderungen einer horizontalen Schwenkbewegung von Strahlenbündeln in einem Winkelbereich +-alpha¶max¶, und die Streulichteinheiten (1, 4) ermöglichen in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Lenkraddrehung und Informationen weiterer Sensoren oder Einrichtungen, die die Fahrzeuggeschwindigkeit und den dynamischen Krümmungsverlauf der Straße beschreiben, dynamische Änderungen einer horizontalen Schwenkbewegung von Strahlenbündeln in einem Winkelbereich beta¶max¶. Alle von den Lichteinheiten (1, 2, 3, 4) ausgesendeten Strahlenbündel sind in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit nu kontinuierlich und/oder diskret in einem Winkelbereich gamma vertikal beweglich, so dass die Neigung der Strahlenbündel bei einer minimalen Fahrzeuggeschwindigkeit nu¶min¶ ein Maximum gamma¶max¶ und bei einer maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit nu¶max¶ ein Minimum gamma¶min¶ ist.

Description

Sachgebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein adaptives Scheinwerfersystem für Kraftfahrzeuge mit Beleuchtungseinheiten in Reflektor- oder Projektorausführung, bei dem durch den Aufbau der Beleuchtungseinheiten eine optimale und adaptive/variable Lichtverteilung auf der Straßenoberfläche und den angrenzenden Bereichen erreicht wird.

Gegenwärtig sind Kraftfahrzeuge mit symmetrischen Scheinwerfern ausgerüstet, die dieselben Lichtquellen haben und im Grunde genommen dieselben Lichtstrahlenbündel aussenden. Die Scheinwerfer können eine Einkammerbeleuchtungseinheit aufweisen, die mit einer Zweifadenglühlampe oder einer Hochleistungsentladungslampe bestückt ist, welche für zwei Scheinwerfergrundfunktionen, nämlich für das Abblend- und das Fernlicht, verwendet wird. Die andere Scheinwerferart ist ein System, das aus zwei Kammern besteht, wobei jede Kammer nur für eine Grundfunktion der Beleuchtung herangezogen wird. Diese Kammern können mit Halogenlichtquellen oder Entladungslampen bestückt sein.

Es wird die Optimierung des Ausgangslichtstroms bei Scheinwerfersystemen für Kraftfahrzeuge erreicht, die an beiden Fahrzeugseiten mit einer Streulichteinheit und einer Hauptbeleuchtungseinheit ausgestattet sind.

Der Vorteil des Systems ist die Optimierung des Ausgangslichts in Gestalt der homogenen Verteilung des auf die Seitenfläche der Straße und ihren Umgebungsbereich gerichteten seitlichen Strahlenbündels.

Die Hauptbeleuchtungseinheiten haben Doppelfunktionsausführung, die ihren Einsatz für die Abblend- und die Fernlichtfunktion ermöglicht.

Die Hauptbeleuchtungseinheiten ermöglichen eine Horizontalbewegung der Strahlenbündel in einem Winkelbereich ±α_max entsprechend der Lenkraddrehung, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der anderen Sensoren und Einrichtungen, durch die die Straßenkrümmung dynamisch analysiert wird. Die Hauptbeleuchtungseinheiten dienen der optimalen Beleuchtung der Straße vor dem Fahrer. Die maximale Schwenkung der Strahlenbündel der Hauptbeleuchtungseinheiten innerhalb des Winkelbereichs α_max wird bei maximaler Krümmung R_max der Straße vor dem Fahrzeug erreicht, und für die minimale Krümmung R_min vor dem Fahrzeug wird der Verstellwinkel der Strahlenbündel kontinuierlich oder diskret entsprechend der Beziehung
α = α (Straße),
auf das Minimum α_min verkleinert, wobei ist:
α (Straße) – der Winkel der Schwenkbewegung der von den Hauptbeleuchtungseinheiten ausgesendeten Strahlenbündel in Abhängigkeit vom Straßenverlauf vor dem Fahrer.

Die Streulichteinheiten ermöglichen eine Horizontalbewegung der Lichtstrahlen im Winkelbereich β_max entsprechend der Lenkraddrehung, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der anderen Sensoren und Einrichtungen, durch die die Fahrzeuggeschwindigkeit und der dynamische Verlauf der Straßenkrümmung analysiert werden. Die Streulichteinheiten dienen der optimalen Beleuchtung der an die Straße angrenzenden Bereiche. Bei der minimalen Fahrzeuggeschwindigkeit ν_min wird die maximale Schwenkbewegung der von den Streulichteinheiten ausgesendeten Strahlenbündel um den Winkel β_max erreicht, und für die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit ν_max wird der Verstellwinkel der Strahlenbündel β_min kontinuierlich oder diskret auf das Minimum verkleinert.

Gleichzeitig ist die Schwenkbewegung der von den Streulichteinheiten ausgesendeten Lichtstrahlen proportional zur Schwenkbewegung der Hauptbeleuchtungseinheiten nach der Beziehung:
β = β (Geschwindigkeit) + k × α (Straße),
wobei sind:
β – der Gesamtwinkel der Schwenkbewegung der von den Streulichteinheiten ausgesendeten Strahlenbündel,
β (Geschwindigkeit) – der Winkel der Schwenkbewegung der von den Streulichteinheiten ausgesendeten Strahlenbündel, der nur durch die Fahrzeuggeschwindigkeit bedingt ist,
α (Straße) – der Winkel der Schwenkbewegung der von den Hauptbeleuchtungseinheiten ausgesendeten Strahlenbündel in Abhängigkeit vom Straßenverlauf vor dem Fahrer,
k – eine Konstante, die das Verhältnis der von der Hauptbeleuchtungseinheit herrührenden Schwenkungskomponente zum Gesamtwinkel der Schwenkbewegung der von den Streulichteinheiten ausgesendeten Strahlenbündel bestimmt.

Gleichzeitig wird die vertikale Verstellung aller oder nur einiger Beleuchtungseinheiten ermöglicht. Die dynamische Änderung der vertikalen Neigung der Strahlen bündel kann die Ausleuchtung der Straße dicht vor dem Fahrzeug bei der minimalen Fahrzeuggeschwindigkeit ν_min verbessern, wenn der Neigungswinkel der Strahlenbündel gleich dem Maximum γ_max ist, oder er kann die Sichtbarkeitsdistanz/Ausleuchtung der Straße bei maximaler Fahrzeuggeschwindigkeit ν_max steigern, wenn der Neigungswinkel der Lichtstrahlen gleich dem Minimum γ_min ist.

Hauptbeleuchtungseinheiten sind im Gegensatz zu Streulichteinheiten näher an der Fahrzeugsymmetrieachse POV angeordnet oder umgekehrt.

Hauptbeleuchtungseinheiten und Streulichteinheiten verwenden Halogenlichtquellen oder Entladungslampen.

Die Ziele und Vorteile dieser Erfindung sind nach sorgfältigem Studium der nachfolgenden ausführlicheren Beschreibung der hier bevorzugten, nicht einschränkenden Beispielsausgestaltungen der Erfindung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen besser zu verstehen und zu bewerten, von denen zeigen:
1 eine Vorderansicht „P" der Anordnung aller Beleuchtungseinheiten, d. h. der Streulicht- und der Hauptbeleuchtungseinheiten, den Bereich der horizontalen Schwenkbewegung α und β der Strahlenbündel und den Bereich der vertikalen Neigung y der Strahlenbündel;
2 die Bereiche der Schwenkbewegung der von der Streulichteinheit ausgesendeten Strahlenbündel β_max und der von der Hauptbeleuchtungseinheit ausgesendeten Strahlenbündel ±α_max;
3 die dynamischen Änderungen der von den Streulichteinheiten ausgesendeten, um den Winkel β geschwenkten Strahlenbündel für gerade Straße und eine Fahrzeuggeschwindigkeit ν = konstant;
4 die dynamischen Änderungen der von den Streulichteinheiten ausgesendeten, um den Winkel β + k × α geschwenkten Strahlenbündel und der von den Hauptbeleuchtungseinheiten ausgesendeten, um den Winkel +α geschwenkten Strahlenbündel in einer Linkskurve;
5 die dynamischen Änderungen der von den Streulichteinheiten ausgesendeten, um den Winkel β – k × α geschwenkten Strahlenbündel und der von den Hauptbeleuchtungseinheiten ausgesendeten, um den Winkel –α geschwenkten Strahlenbündel in einer Rechtskurve;
6 die dynamischen Änderungen der von den Streulichteinheiten ausgesendeten, um den Winkel β_min geschwenkten Strahlenbündel und der von den Hauptbeleuchtungseinheiten ausgesendeten, um den Winkel –α_max geschwenkten Strahlenbündel in einer Rechtskurve;
7 die dynamischen Änderungen der von den Streulichteinheiten ausgesendeten, um den Winkel β_max geschwenkten Strahlenbündel und der von den Hauptbeleuchtungseinheiten ausgesendeten, um den Winkel α_max geschwenkten Strahlenbündel in einer Linkskurve.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird die Optimierung der Ausgangsstrahlenbündel bei einem adaptiven Scheinwerfersystem für Kraftfahrzeuge entsprechend 1 erreicht, das aus den Streulichteinheiten 1, 4 und den Hauptbeleuchtungseinheiten 2, 3 an beiden Fahrzeugseiten besteht. Die Beleuchtungseinheiten 1, 2, 3, 4 befinden sich in etwa derselben Entfernung von der Längsfahrzeugsymmetrieebene LVSP.
Für die Abblendlichtfunktion werden die Streulichteinheiten 1, 4 und die Hauptbeleuchtungseinheiten 2, 3 an beiden Fahrzeugseiten verwendet. Die Hauptbeleuchtungseinheiten 2, 3 sind durch einen Zweifunktionenmechanismus in der Lage, die zwei Beleuchtungsfunktionen Abblendlicht und Fernlicht auszuführen. Zur Änderung der Beleuchtungsfunktion zieht der Zweifunktionenmechanismus eine Bewegung des Abdeckschirms oder der Lichtquelle heran. Gleichzeitig wird die Horizontalbewegung der von den Hauptbeleuchtungseinheiten 2, 3 ausgesendeten Strahlenbündel um den Winkel β in Abhängigkeit von der Lenkraddrehung, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der anderen Einrichtungen zur Erkennung der Straßenkrümmung vor dem Fahrzeug ermöglicht.
Die maximale Schwenkung α_max der von den Hauptbeleuchtungseinheiten 2, 3 ausgesendeten Strahlenbündel wird bei maximaler Straßenkrümmung R_max vor dem Fahrzeug erreicht, und bei minimaler Straßenkrümmung R_min vor dem Fahrzeug wird der Schwenkwinkel der Strahlenbündel kontinuierlich oder diskret auf das Minimum α_min entsprechend der nachfolgenden Beziehung verkleinert:
α = α (Straße),
wobei ist:
α (Straße) – der Schwenkwinkel der von den Hauptbeleuchtungseinheiten 2, 3 ausgesendeten Strahlenbündel in Abhängigkeit vom Straßenverlauf vor dem Fahrer.
Auch die Streulichteinheiten 1, 4 können eine Horizontalschwenkbewegung der Strahlenbündel in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Lenkraddrehung und der anderen Sensoren und Einrichtungen, die die Fahrzeuggeschwindigkeit und den dynamischen Straßenkrümmungsverlauf beschreiben, im Winkelbereich β_max ausführen. Die Streulichteinheiten 1, 4 werden zur optimalen Ausleuchtung angrenzender Teile der Straße verwendet. Bei der Mindestfahrzeuggeschwindigkeit ν_min wird die maximale Schwenkbewegung der von den Streulichteinheiten ausgesendeten Strahlenbündel um den Winkel β_max erreicht, und für die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit ν_max wird der Verstellwinkel der Strahlenbündel kontinuierlich oder diskret auf das Minimum β_min verkleinert.
Gleichzeitig ist die Schwenkbewegung der von den Streulichteinheiten 1, 4 ausgesendeten Strahlenbündel zur Schwenkbewegung der Hauptbeleuchtungseinheiten 2, 3 proportional nach der Beziehung:
β = β (Geschwindigkeit) + k × α (Straße),
wobei sind:
β – der Gesamtwinkel der Schwenkbewegung der von den Streulichteinheiten 1, 4 ausgesendeten Strahlenbündel,
β (Geschwindigkeit) – der Winkel der Schwenkbewegung der von den Streulichteinheiten 1, 4 ausgesendeten Strahlenbündel, der nur durch die Fahrzeuggeschwindigkeit bedingt ist,
α (Straße) – der Winkel der Schwenkbewegung der von den Hauptbeleuchtungseinheiten 2, 3 ausgesendeten Strahlenbündel in Abhängigkeit vom Straßenverlauf vor dem Fahrer,
k – eine Konstante, die das Verhältnis der von den Hauptbeleuchtungseinheiten 2, 3 herrührenden Schwenkkomponente zum Gesamtwinkel der Schwenkbewegung der von den Streulichteinheiten 1, 4 ausgesendeten Strahlenbündel bestimmt.
Bezug nehmend auf 2 wird ein Bereich der Horizontalbewegungen der der von den Streulichteinheiten 1, 4 ausgesendeten Strahlenbündel gezeigt, und Bezug nehmend auf 3 wird die horizontale Schwenkbewegung des von der Streulichteinheit 1 ausgesendeten Strahlenbündels um den Winkel β bei gerader Straße vor dem Fahrzeug und der konstanten Fahrzeuggeschwindigkeit ν = konstant gezeigt.
In den 4 und 5 werden dynamische Änderungen der von den Streulichteinheiten ausgesendeten, um den Winkel β ± k × α geschwenkten Strahlenbündel und der von den Hauptbeleuchtungseinheiten ausgesendeten, um den Winkel α geschwenkten Strahlenbündel in einer Links- bzw. einer Rechtskurve gezeigt.
In den 6 und 7 werden dynamische Änderungen der von den Streulichteinheiten ausgesendeten, um den Winkel β_max geschwenkten Strahlenbündel und der von den Hauptbeleuchtungseinheiten ausgesendeten, um den Winkel α_max geschwenkten Strahlenbündel in einer Links- bzw. einer Rechtskurve gezeigt.
Jede Beleuchtungseinheit 1, 2, 3, 4 oder möglicherweise nur einige der Beleuchtungseinheiten 1, 2, 3, 4 ermöglichen eine dynamische Veränderung der vertikalen Neigung der Strahlenbündel in einem Winkelbereich y in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit ν.
Bei einer minimalen Fahrzeuggeschwindigkeit, wie z. B. in einer Stadt, kann die vertikale Neigung der von den Beleuchtungseinheiten 1, 2, 3, 4 ausgesendeten Strahlenbündel um den Winkel γ_max verwendet werden, um die Ausleuchtung der Straße in der Nähe des Fahrzeugs zu verbessern. Im Gegensatz dazu ist es bei maximaler Fahrzeuggeschwindigkeit, wie z. B. auf der Autobahn, möglich, die Ausleuchtung der Straße in großer Entfernung vor dem Fahrzeug mithilfe der vertikalen Neigung der von den Beleuchtungseinheiten 1, 2, 3, 4 ausgesendeten Strahlenbündel um den Winkel γ_min zu verbessern.
Für die Fernlichtfunktion werden die Hauptbeleuchtungseinheiten 2, 3 verwendet. Die Streulichteinheiten 1, 4 mit ihrer Abblendcharakteristik können zur Unterstützung der Hauptbeleuchtungseinheiten 2, 3, die das eigentliche Fernlicht erzeugen, herangezogen werden. Die Horizontalbewegung der Strahlenbündel findet nur in den Hauptbeleuchtungseinheiten 2, 3 statt. Die von den Streulichteinheiten 1, 4 ausgesendeten Strahlenbündel sind auf den Winkel β_min eingestellt.
Die Hauptbeleuchtungseinheiten 2, 3 sind näher zur Längsfahrzeugachse POV angeordnet und die Streulichteinheiten 1, 4 befinden sich in einem größeren Abstand von der Längsfahrzeugachse POV oder umgekehrt.
Im Fehlerfall richtet das System die Beleuchtungseinrichtung, bei der der Fehler festgestellt wurde, senkrecht aus. Wenn der Fehler am Stellglied festgestellt wird, das für die vertikale/horizontale Bewegung des Systems verwendet wird, schaltet das System diejenige Lichtquelle ab, die einen Einfluss auf unerwünschtes Blenden entgegenkommender Fahrer haben könnte.

Claims

Adaptives Scheinwerfersystem für Kraftfahrzeuge, das aus vier Beleuchtungseinheiten der Reflektor- und/oder Parabolausführung besteht, die mit Lichtquellen ausgestattet sind, gekennzeichnet dadurch dass: – die Hauptbeleuchtungseinheiten (2, 3) und die Streulichteinheiten (1, 4) Abblendlicht erzeugen; – die Hauptbeleuchtungseinheiten (2, 3) außerdem Fernlicht erzeugen, und – die Streulichteinheiten (1, 4) mit ihren Abblendstrahlenbündeln eine Unterstützung für das Fahrzeuggesamtfernlicht sind, sowie – die Hauptbeleuchtungseinheiten (2, 3) eine Zweifunktionenausführung haben, wobei von den Hauptbeleuchtungseinheiten (2, 3) ausgesendete Abblend- und Fernlichtstrahlenbündel in Abhängigkeit von der Lenkraddrehung/-stellung und/oder in Abhängigkeit von Informationen von Sensoren und Einrichtungen, die die dynamische Krümmung der Straße vor dem Fahrzeug beschreiben, in einem Winkelbereich (±α_max) horizontal beweglich sind und von den Streulichteinheiten (1, 4) ausgesendete Abblendlichtstrahlenbündel in Abhängigkeit von der Lenkraddrehung/stellung und/oder von Informationen von Sensoren und Einrichtungen, die die dynamische Krümmung der Straße vor dem Fahrzeug beschreiben, in einem Winkelbereich (β_max) horizontal beweglich sind.
Adaptives Scheinwerfersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Hauptbeleuchtungseinheiten (2, 3) ausgesendeten Strahlenbündel in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit (ν) kontinuierlich und/oder diskret in einem Winkelbereich (γ) vertikal beweglich sind, so dass bei einer minimalen Fahrzeuggeschwindigkeit (ν_min) die Neigung der Strahlenbündel ein Maximum (γ_max) ist und bei einer maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit (ν_max) die Neigung der Strahlenbündel ein Minimum (γ_min) ist.
Adaptives Scheinwerfersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Streulichteinheiten (1, 4) ausgesendeten Strahlenbündel in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit (ν) vertikal kontinuierlich und/oder diskret in einem Winkelbereich (γ) vertikal beweglich sind, so dass bei einer minimalen Fahrzeuggeschwindigkeit (ν_min) die Neigung der Strahlenbündel ein Maximum (γ_max) ist und bei einer maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit (ν_max) die Neigung der Strahlenbündel ein Minimum (γ_min) ist.
Adaptives Scheinwerfersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptbeleuchtungseinheiten (2, 3) näher an der Längsfahrzeugachse (POV) angeordnet sind und die Streulichteinheiten (1, 4) sich in einem größeren Abstand zur Längsfahrzeugachse (POV) befinden, oder umgekehrt.
Adaptives Scheinwerfersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptbeleuchtungseinheiten (2, 3) mit Glühfaden-, Halogen- oder Bogenentladungslampen als Lichtquellen bestückt sind.
Adaptives Scheinwerfersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Streulichteinheiten (1, 4) mit Glühfaden-, Halogen- oder Bogenentladungslampen als Lichtquellen bestückt sind.