DE202011003404U1

DE202011003404U1 - Scheinwerfer eines Kraftfahrzeugs

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Publication number: DE202011003404U1
Application number: DE202011003404U
Authority: DE
Original assignee: Automotive Lighting Reutlingen GmbH
Current assignee: Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Priority date: 2011-03-01
Filing date: 2011-03-01
Publication date: 2011-05-12
Anticipated expiration: 2021-03-02

Abstract

Scheinwerfer (1) eines Kraftfahrzeugs (14) zum Aussenden einer variablen Lichtverteilung (17), der Scheinwerfer (1) umfassend ein Scheinwerfergehäuse (2), ein in diesem bewegbar gelagertes Lichtmodul (6), mindestens einen Aktuator (9; 10) zur Realisierung der Bewegung des Lichtmoduls (6), ein elektronisches Steuergerät (12; 31) zur Steuerung und/oder Regelung der Bewegung des Lichtmoduls (6) während des bestimmungsgemäßen Betriebs des Scheinwerfers (1), Mittel zur Realisierung einer Grundeinstellung des Scheinwerfers (1) durch Ansteuern mindestens eines der Aktuatoren (9; 10) und Bewegen des Lichtmoduls (6) in eine der Grundeinstellung entsprechende Offsetposition, und Mittel (13; 13') zum Speichern einer von der der Grundeinstellung entsprechenden Offsetposition abhängigen Größe, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtmodul (6) des Scheinwerfers (1) während des bestimmungsgemäßen Betriebs sowohl um eine horizontale Drehachse (7) als auch um eine vertikale Drehachse (8) verschwenkbar ist, dass der Scheinwerfer (1) entsprechende Aktuatoren (9, 10) zur vertikalen (27) und horizontalen (26) Verstellung des Lichtmoduls (6) aufweist, und dass die...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Scheinwerfer eines Kraftfahrzeugs zum Aussenden einer variablen Lichtverteilung während eines bestimmungsgemäßen Betriebs des Scheinwerfers. Die Lichtverteilung ist insbesondere dahingehend variabel, dass sie um mindestens eine Drehachse, beispielsweise zur Realisierung einer Leuchtweitenregelung oder eines Kurvenlichts, verschwenkbar ist. Der Scheinwerfer umfasst ein Scheinwerfergehäuse, ein in diesem bewegbar gelagertes Lichtmodul, mindestens einen Aktuator zur Realisierung der Bewegung des Lichtmoduls, ein elektronisches Steuergerät zur Steuerung und/oder Regelung der Bewegung des Lichtmoduls während des bestimmungsgemäßen Betriebs des Scheinwerfers, Mittel zur Realisierung einer Grundeinstellung des Scheinwerfers durch Ansteuern mindestens eines der Aktuatoren und Bewegen des Lichtmoduls in eine der Grundeinstellung entsprechende Offset-Position. Schließlich weist der Scheinwerfer auch Mittel zum Speichern einer Größe auf, die von der der Grundeinstellung entsprechenden Offset-Position abhängig ist.
Ein derartiger Scheinwerfer ist beispielsweise aus der DE 199 05 173 A1 bekannt. Der bekannte Scheinwerfer weist ein Lichtmodul auf, das eine Lichtquelle zum Aussenden von Licht und einen der Lichtquelle zugeordneten Reflektor umfasst, der das ausgesandte Licht bündelt und zur Erzeugung der Lichtverteilung in Lichtaustrittsrichtung aus dem Scheinwerfer reflektiert. Zur Realisierung einer Leuchtweitenregelung (LWR) ist das Lichtmodul um eine horizontale Drehachse verschwenkbar in einem Scheinwerfergehäuse gelagert. Zur Bewegung des Lichtmoduls ist ein als Schrittmotor ausgebildeter Aktuator vorgesehen.
Um den Scheinwerfer zum Ausgleich von Fertigungs- und/oder Montagetoleranzen zu justieren, also zur Realisierung einer Grundeinstellung des Scheinwerfers, ist für eine Grundeinstellung in horizontaler Richtung eine manuell betätigbare Verstellvorrichtung vorgesehen. Für die Grundeinstellung in vertikaler Richtung wird der LWR-Aktuator angesteuert und das Lichtmodul in eine der vertikalen Grundeinstellung entsprechende Offset-Position verschwenkt. Bei einer abgeblendeten Lichtverteilung mit einer horizontalen Helldunkelgrenze ist die vertikale Grundeinstellung dann erreicht, wenn die Helldunkelgrenze auf einem in einem Abstand zu dem Scheinwerfer angeordneten Messschirm eine gewünschte oder gesetzlich vorgegebene Lage einnimmt.
Ausgehend von der eingestellten vertikalen Offset-Position wird der Schrittmotor dann derart betätigt, dass sich das Lichtmodul in vertikaler Richtung bis zur Anlage an einem Referenzanschlag bewegt. Die Anzahl der Schritte, mit denen der Schrittmotor auf dem Weg von der Offset-Position bis zu dem Referenzanschlag beaufschlagt worden ist, wird ermittelt und in einem Speicherelement in dem Steuergerät des Scheinwerfers abgespeichert. Bei dem bekannten Scheinwerfer bildet also der Referenzanschlag eine Referenzposition bezüglich der die relative Offset-Position definiert ist.
Problematisch bei dem bekannten Scheinwerfer ist die Tatsache, dass zum Anfahren der abgespeicherten Offset-Position für die Grundeinstellung des Scheinwerfers das Lichtmodul zunächst gegen den Referenzanschlag gefahren werden muss. Dabei wir der Schrittmotor so weit gegen den Anschlag gefahren bis mit Sicherheit Schritte verloren gehen, d. h. der Anschlag sicher erreicht wird. Erst nach Erreichen des Referenzanschlags kann das Lichtmodul dann in die dem abgespeicherten Wert entsprechende Offset-Position für die Grundeinstellung gefahren werden. Dies kostet Zeit, Energie und das häufige Verfahren des Lichtmoduls gegen den Referenzanschlag führt zu einer hohen mechanischen Belastung des Scheinwerfers. Zudem stellt der Referenzanschlag den äußersten Rand eines Verstellbereichs dar, der somit während des bestimmungsgemäßen Betriebs des Scheinwerfers nicht erreicht wird.
Ferner ist bei dem bekannten Scheinwerfer nachteilig, dass die horizontale Grundeinstellung nach wie vor in der herkömmlichen Weise mittels einer manuell betätigbaren Verstelleinrichtung realisiert werden muss. Das hat den Nachteil, dass ein mechanischer Verstellmechanismus mit Winkel- und Schraubgetriebe, Überrastsicherungen, abgedichteten Drehdurchführungen in das Scheinwerfergehäuse hinein und Führungsschlitten vorgesehen ist, was zu hohen Materialkosten, einer aufwendigen Fertigung des Scheinwerfers, einem erhöhten Bauraumbedarf sowie einem erhöhten Gewicht führt. Eine solche mechanische Grundeinstellung muss für jeden Scheinwerfertyp neu konstruiert und erprobt werden. Ferner beeinträchtigt die mechanische Verstelleinrichtung die dynamische Festigkeit und Stellgenauigkeit des Scheinwerfers durch Lagerspiel oder Lagerreibung. Darüber hinaus sind beim Einsatz einer mechanischen Verstelleinrichtung für die Grundeinstellung aufwendige Verstellstudien des Scheinwerfers erforderlich, um später beim bestimmungsgemäßen Betrieb des Scheinwerfers Kollisionen im Scheinwerfer zu verhindern.
Schließlich ist bei den bekannten Scheinwerfern nachteilig, dass die Schrittanzahl, welche die der Grundeinstellung entsprechende Offset-Position repräsentiert, in dem Steuergerät des Scheinwerfers selbst gespeichert wird. Wenn also während der Lebenszeit des Kraftfahrzeugs das Steuergerät ausgewechselt werden muss, geht der gespeicherte Wert der vertikalen Offset-Position verloren und der gesamte Vorgang zur Realisierung der vertikalen Grundeinstellung muss wiederholt werden.
Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Scheinwerfer der eingangs genannten Art dahingehend auszugestalten und weiterzubilden, dass auf manuelle Verstelleinrichtungen zur Realisierung einer Grundeinstellung des Scheinwerfers vollständig verzichtet werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ausgehend von dem Scheinwerfer der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass das Lichtmodul des Scheinwerfers während des bestimmungsgemäßen Betriebs sowohl um eine horizontale Drehachse als auch um eine vertikale Drehachse verschwenkbar ist, dass der Scheinwerfer entsprechende Aktuatoren zur vertikalen und horizontalen Verstellung des Lichtmoduls aufweist, und dass die Mittel zur Realisierung der Grundeinstellung des Scheinwerfers zur Ansteuerung sowohl des Aktuators zur Realisierung einer Grundeinstellung in vertikaler Richtung als auch des Aktuators zur Realisierung einer Grundeinstellung in horizontaler Richtung ausgebildet sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Scheinwerfer wird also die aus dem Stand der Technik bekannte manuelle Grundeinstellung durch eine motorische bzw. elektromotorische Grundeinstellung ersetzt. Auf manuelle Verstelleinrichtungen zur Grundeinstellung kann bei der Erfindung komplett verzichtet werden kann. Für die Grundeinstellung sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung werden in dem Scheinwerfer ohnehin vorhandene Komponenten verwendet. Insbesondere wird für die Realisierung der vertikalen Grundeinstellung ein in dem Scheinwerfer bereits vorhandener Aktuator zur Realisierung einer Leuchtweitenregelung und für die Realisierung einer horizontalen Grundeinstellung des Scheinwerfers ein in diesem bereits vorhandener Aktuator einer Kurvenlichtfunktionalität des Scheinwerfers verwendet. Zur Realisierung der Erfindung müssen lediglich die Verstellbereiche der vorhandenen Aktuatoren um den Einstellbereich der Scheinwerfer-Grundeinstellung (etwa ±3° in horizontaler und vertikaler Richtung) erweitert werden.
Darüber hinaus hat der erfindungsgemäße Scheinwerfer den Vorteil, dass die gesamte Scheinwerfer-Grundeinstellung, das heißt sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung, komplett elektronisch bzw. motorisch realisiert werden kann. Es ist somit nicht mehr erforderlich, zur Grundeinstellung der Scheinwerfer die Motorhaube des Kraftfahrzeugs zu öffnen und vom Motorraum aus zur manuellen Grundeinstellung auf die Scheinwerfer beziehungsweise die damit, in Verbindung stehenden Befestigungsvorrichtungen an der Kraftfahrzeugkarosserie zuzugreifen.
Ferner können bei dem erfindungsgemäßen Scheinwerfer die Mittel zum Speichern der von der der Grundeinstellung entsprechenden Offset-Position abhängigen Größen problemlos außerhalb des Steuergeräts an einer beliebigen Stelle im Kraftfahrzeug angeordnet und mit dem Steuergerät über eine beliebige Datenübertragungsverbindung verbunden sein. Die Datenübertragungsverbindung kann leitungsgebunden oder drahtlos, bspw. mittels Funk, realisiert sein. Die außerhalb des Steuergeräts angeordneten Speichermittel haben den Vorteil, dass bei einem Austausch des Steuergeräts die abgespeicherten Größen der vertikalen und horizontalen Offset-Positionen erhalten bleiben und nach dem Austausch des Steuergeräts nicht nochmals der komplette Vorgang zur Realisierung der Grundeinstellung ausgeführt werden muss.
Darüber hinaus kann eine Referenzposition des Scheinwerfers statt mittels eines Referenzanschlags durch geeignete Sensoren ermittelt werden, mit deren Hilfe die aktuelle Position des Lichtmoduls in horizontaler und/oder vertikaler Richtung ermittelt werden kann. Der Einsatz von Sensoren hat den Vorteil, dass die Referenzposition in der Mitte des Arbeitsbereichs des elektronischen bzw. motorischen Verstellmechanismus für die Grundeinstellung liegen kann. Eine solche Referenzposition wird während des bestimmungsgemäßen Betriebs des Scheinwerfers, bspw. im Rahmen einer Leuchtweitereglung bzw. einer Kurvenlichtfunktionalität, regelmäßig überfahren, so dass eine regelmäßig Überprüfung der Ist-Position des Lichtmoduls während der Fahrt möglich ist. Ein Scheinwerfer mit solchen Sensoren zur Ermittlung der aktuellen Position des Lichtmoduls ist beispielsweise aus der am Anmeldetag der vorliegenden Anmeldung noch nicht veröffentlichten DE 10 2010 021 002 bekannt. Auf diese Druckschrift wird bezüglich der Anordnung und Funktionsweise der Sensoren zur Ermittlung der aktuellen Position des Lichtmoduls eines Scheinwerfers ausdrücklich Bezug genommen.
Durch den Verzicht auf die manuelle Verstelleinrichtungen zur Realisierung der Grundeinstellung des Scheinwerfers können die Lagerpunkte des Lichtmoduls unmittelbar am Scheinwerfergehäuse angeordnet werden, wodurch die Aufhängung des Lichtmoduls in dem Scheinwerfergehäuse wesentlich genauer, steifer und stabiler wird. Insbesondere werden die mechanischen Verstelleinrichtungen sowie der für die Verstelleinrichtungen benötigte Bauraum eingespart. Weiterhin vereinfachen sich bei dem erfindungsgemäßen Scheinwerfer Bauraumuntersuchungen bei der Scheinwerferkonstruktion, da die Lichtmodule in jede Verstellrichtung nur noch um jeweils eine Achse bewegt werden. Die Achse für den bestimmungsgemäßen Betrieb des Scheinwerfers ist also identisch mit der Achse für die Grundeinstellung des Scheinwerfers. Damit beschreiben alle Punkte des Lichtmoduls sowohl beim Verschwenken im Rahmen des bestimmungsgemäßen Betriebs als auch beim Verschwenken im Rahmen der Grundeinstellung um jede Achse nur noch einfache Kreisbahnen, wodurch die Lichtaustrittsfläche des Lichtmoduls präziser in Abdeckrahmen des Scheinwerfers eingepasst werden kann, so dass sich kleinere Spaltmaße ergeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Scheinwerfer verfügen sowohl das Lichtmodul für Abblendlicht als auch das Lichtmodul für Fernlicht über eine horizontale und vertikale elektrische Verstellmöglichkeit. Selbstverständlich ist es denkbar, dass die Erzeugung der Fernlichtverteilung und der abgeblendeten Lichtverteilungen in einem einzigen Lichtmodul integriert sind, bspw. in einem sog. Bi-Funktionsmodul für Abblendlicht und Fernlicht.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Mittel zur Realisierung der Grundeinstellung mindestens ein elektrisches oder elektronisches Bauteil aufweisen, dessen Zustand die der Grundeinstellung entsprechende Offset-Position beeinflusst, dass die Offset-Position durch aktive Variation des Zustands des mindestens einen elektrischen oder elektronischen Bauteils einstellbar ist und dass der der eingestellten Offset-Position entsprechende Zustand des mindestens einen elektrischen oder elektronischen Bauteils bis zu einer erneuten aktiven Variation des Zustands konstant bleibt. Mithin kann das elektrische oder elektronische Bauteil zum Speichern des Offset-Werts für die Grundeinstellung in horizontaler und/oder vertikaler Richtung genutzt werden. Ein solches elektrisches Bauteil kann beispielsweise ein Spannungsteiler, insbesondere ein Potentiometer, oder ein Codierschalter sein, über die gewünschte Spannungen eingestellt werden können. Diese Spannungen können entweder unmittelbar oder mittelbar über das Steuergerät an die Aktuatoren angelegt werden, um diese und damit auch das Lichtmodul in die gewünschte Offset-Position zu bewegen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Zustand des mindestens einen elektrischen oder elektronischen Bauteils zur Realisierung einer Grundeinstellung des Scheinwerfers durch elektrische Ansteuerung variiert werden kann. Zur Ansteuerung des elektrischen oder elektronischen Bauteils ist ein geeignetes Rechengerät vorgesehen, das Bestandteil eines Werkstattdiagnosegeräts außerhalb des Fahrzeugs, eines beliebigen externen Computers oder eines Bordcomputers des Fahrzeugs sein kann. Das Rechengerät steht über eine Kommunikationsverbindung entweder unmittelbar (direkt) oder mittelbar (indirekt), bspw. über ein Steuergerät des Kraftfahrzeugs, mit dem elektrischen oder elektronischen Bauteil in Verbindung. Über die Kommunikationsverbindung ist eine mono- oder bi-direktionale Kommunikation zwischen dem Rechengerät und dem Bauteil möglich. Auf dem Rechengerät läuft ein Computerprogramm ab, das eine Benutzerschnittstelle bietet, über die der Zustand des mindestens einen elektrischen oder elektronischen Bauteils durch einen Benutzer eingestellt werden kann.
Vorteilhafterweise erfolgt die Kommunikation zwischen dem elektrischen oder elektronischen Bauteil und dem Rechengerät über einen Datenbus, bspw. einen CAN- oder FlexRay-Bus. Besonders bevorzugt ist dabei, dass das mindestens eine elektrische oder elektronische Bauteil zur Realisierung einer Grundeinstellung des Scheinwerfers über einen Eindraht-Datenbus, bspw. einen LIN-Bus, mit dem Rechengerät in Verbindung steht.
Alternativ kann die Kommunikationsverbindung zwischen dem Rechengerät und dem elektrischen oder elektronischen Bauteil auch drahtlos realisiert sein. Zu diesem Zweck müsste eine geeignete Empfangsvorrichtung mit dem elektrischen oder elektronischen Bauteil in Verbindung stehen. Dabei ist die elektrische Empfangsvorrichtung entsprechend der verwendeten Art der drahtlosen Datenübertragung und des verwendeten Protokolls ausgebildet. Insbesondere ist zur drahtlosen Datenübertragung eine Funkverbindung nach dem Bluetooth-Standard denkbar. Das Rechengerät zur Ansteuerung des elektrischen oder elektronischen Bauteils steht mit einer entsprechenden Sendevorrichtung in Verbindung und ist bspw. als ein Mobiltelefon ausgebildet. Jede der Sende- bzw. Empfangsvorrichtungen kann nicht nur zum Senden oder Empfangen von Daten, sondern auch zum Senden und Empfangen von Daten ausgelegt sein, so dass eine bi-direktionale Kommunikation möglich ist. Im Falle eines als Mobiltelefon ausgebildeten Rechengeräts kann das Computerprogramm, das auf dem Rechengerät abläuft und eine Benutzerschnittstelle bietet, sogar als eine sogenannte App (Application) ausgebildet sein.
Das mindestens eine elektrische oder elektronische Bauteil, das zum Einstellen und Speichern des der Grundeinstellung entsprechenden Offset-Werts dient, kann an einer beliebigen Stelle im Kraftfahrzeug angeordnet sein. Vorzugsweise ist es außerhalb des Steuergeräts des Scheinwerfers angeordnet. Vorteilhafterweise ist das mindestens eine elektrische oder elektronische Bauteil in dem mindestens einen Aktuator angeordnet. Ferner ist es denkbar, dass das mindestens eine elektrische oder elektronische Bauteil in einem Kabelbaum des Kraftfahrzeugs, insbesondere in einem Stecker des Kabelbaums, angeordnet ist.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Mittel zur Realisierung der Grundeinstellung des Scheinwerfers Bestandteil des Steuergeräts sind, welches die Aktuatoren ansteuert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass das Steuergerät Mittel zum Empfangen und Verarbeiten von Befehlen zum Einleiten und Durchführen des Vorgangs zur Realisierung der Grundeinstellung aufweist. Vorteilhafterweise stammen die Befehle zum Einleiten und Durchführen des Vorgangs zur Realisierung der Grundeinstellung von einem externen Diagnosegerät, das über eine Diagnosebuchse beziehungsweise eine Diagnoseschnittstelle des Kraftfahrzeugs unmittelbar oder mittelbar über andere Steuergeräte an das Steuergerät des Scheinwerfers angeschlossen ist. Vorzugsweise weist das Diagnosegerät Mittel zum Empfangen von Informationen bezüglich der aktuellen Position des Lichtmoduls auf und generiert das Diagnosegerät die Befehle zum Durchführen des Vorgangs zur Realisierung der Grundeinstellung in Abhängigkeit von den empfangenen Informationen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Informationen bezüglich der aktuellen Position des Lichtmoduls von geeigneten Sensoren, bspw. einem CCD- oder CMOS-Sensorarray, stammen, die eine Charakteristik eines durch das Lichtmodul in seiner aktuellen Position ausgesandten Lichtbündels erfassen, wobei das Diagnosegerät anhand der erfassten Charakteristik des Lichtbündels die Informationen bezüglich der aktuellen Position des Lichtmoduls generiert. Die erfasste Charakteristik des Lichtbündels ist insbesondere dessen aktuelle Position bzw. Ausrichtung und damit abhängig von der aktuellen Position des Lichtmoduls, dessen Grundeinstellung vorgenommen werden soll.
Gemäß dieser Weiterbildung wird also ein geschlossener Regelkreis zur Realisierung der Grundeinstellung gebildet, über den beim Fahrzeughersteller nach dem Einbau der Scheinwerfer in die Fahrzeugkarosserie, bspw. am Bandende, oder in einer Kraftfahrzeugwerkstatt im Rahmen einer Inspektion oder einer technischen Überprüfung des Fahrzeugs eine Grundeinstellung der Scheinwerfer vorgenommen werden kann. Dieser Regelkreis umfasst ein Kraftfahrzeugsteuergerät, insbesondere das Steuergerät des Scheinwerfers, welches die Aktuatoren des Scheinwerfers ansteuert, um die Position des Lichtmoduls in vertikaler und/oder horizontaler Richtung zu variieren. Das Lichtmodul sendet in Abhängigkeit von seiner aktuellen Position ein in eine bestimmte Richtung gerichtetes Lichtbündel aus. Die Position des Lichtbündels wird von vor dem Kraftfahrzeug beziehungsweise dem Scheinwerfer angeordneten Sensoren erfasst, die mit einem Diagnosegerät in Verbindung stehen und der erfassten Position des Lichtbündels entsprechende Sensorwerte an das Diagnosegerät übermitteln. Als besondere Charakteristik des Lichtbündels, die von den Sensoren erfasst werden kann, kommt beispielsweise die Position und Ausrichtung einer Helldunkelgrenze eines abgeblendeten Lichtbündels in Betracht. Dabei kann sowohl die vertikale Position der Helldunkelgrenze als auch die horizontale Position eines 15°-Knickpunktes einer asymmetrischen Helldunkelgrenze von den Sensoren erfasst werden. Somit können die Sensoren die Position des Lichtbündels sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung ermitteln.
Aus den empfangenen Sensorsignalen ermittelt das Diagnosegerät die aktuelle Position des Lichtmoduls und generiert entsprechende Ansteuerbefehle für die Aktuatoren. Die Ansteuerbefehle werden an das Kraftfahrzeugsteuergerät, das die Aktuatoren ansteuert, übermittelt und von dort ggf. nach einer Verarbeitung beliebiger Art (z. B. Format- oder Pegelanpassung) an die Aktuatoren weitergeleitet. Diese Verstellen das Lichtmodul gemäß den empfangenen Ansteuersignalen, was zu einer Veränderung der Position des Lichtbündels führt, die wiederum von den Sensoren detektiert und quantifiziert werden kann. Diese automatische Regelung der Grundeinstellung wird so lange ausgeführt, bis das Lichtbündel bzw. dessen Helldunkelgrenze eine gewünschte, insbesondere eine gesetzlich vorgeschriebene, Lage erreicht hat. Die entsprechenden aktuellen Positionen des Lichtmoduls werden dann als vertikale bzw. horizontale Offset-Positionen für die Grundeinstellung des Scheinwerfers herangezogen. Die den eingestellten Offset-Werten entsprechenden Größen für die Grundposition werden gespeichert.
Alternativ wäre es auch denkbar, dass das Kraftfahrzeugsteuergerät, das die Aktuatoren des Scheinwerfers ansteuert, nicht über ein externes Diagnosegerät, sondern über einen fahrzeuginternen Bordcomputer angesteuert wird. Dazu müsste der Bordcomputer lediglich um eine Funktionalität zur Einleitung und Durchführung des Vorgangs der Grundeinstellung ergänzt werden. Dies kann durch geeignete Software, die auf dem Bordcomputer abläuft, mit relativ geringem Aufwand realisiert werden. Zur Bedienung des Bordcomputers und damit auch zur Realisierung der Grundeinstellung können die in dem Fahrzeug sowieso vorhandenen Eingabegeräte zur Bedienung des Bordcomputers genutzt werden, einschließlich Bedientasten, eines Touchscreens, eines Touchpads und einer Spracheingabe.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Dabei bilden die in den Figuren gezeigten und nachfolgend beschriebenen Merkmale des erfindungsgemäßen Scheinwerfers nicht nur in der dargestellten beziehungsweise beschriebenen Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Vielmehr können die dargestellten beziehungsweise beschriebenen Merkmale auch einzeln oder in anderen als den dargestellten beziehungsweise beschriebenen Kombinationen den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bilden. Es zeigen:
1 einen erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfer gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
2 ein Lichtmodul des Scheinwerfers aus 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
3 eine Anordnung zur Realisierung einer Grundeinstellung eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform;
4 eine Anordnung zur Realisierung einer Grundeinstellung eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform;
5 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers;
6 ein elektrisches oder elektronisches Bauteil zum Einstellen und Speichern einer der Grundeinstellung eines Scheinwerfers entsprechenden Offset-Position gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform;
7 ein elektrisches oder elektronisches Bauteil zum Einstellen und Speichern einer der Grundeinstellung eines Scheinwerfers entsprechenden Offset-Position gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform; und
8 ein elektrisches oder elektronisches Bauteil zum Einstellen und Speichern einer der Grundeinstellung eines Scheinwerfers entsprechenden Offset-Position in einer Kommunikationsverbindung mit einem Steuergerät.
In 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfers schematisch dargestellt. Der Scheinwerfer ist in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Der Scheinwerfer 1 ist zum Einbau in eine entsprechende Einbauöffnung im Frontbereich eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Der Scheinwerfer 1 umfasst ein Scheinwerfergehäuse 2, das vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt ist. Das Scheinwerfergehäuse 2 weist in einer Lichtaustrittsrichtung 3 eine Lichtaustrittsöffnung 4 auf, die durch eine transparente Abdeckscheibe 5 verschlossen ist, um ein Eindringen von Staub, Schmutz oder Feuchtigkeit in das Innere des Scheinwerfers 1 zu verhindern. Die Abdeckscheibe 5 besteht aus Kunststoff oder Glas und kann als eine klare Scheibe ohne optisch wirksame Elemente oder als eine Streuscheibe mit optisch wirksamen Elementen, bspw. in Form von Zylinderlinsen oder Prismen, ausgebildet sein.
Im Inneren des Scheinwerfers 1 ist ein Lichtmodul 6 angeordnet, das lediglich schematisch dargestellt ist. Das Lichtmodul 6 kann beispielsweise als ein sogenanntes Reflexionsmodul ausgebildet sein. Ein Reflexionsmodul umfasst mindestens eine Lichtquelle zum Aussenden von Licht sowie eine vorzugsweise als Reflektor ausgebildete Optik zum Bündeln des ausgesandten Lichts. Der Reflektor reflektiert das von der Lichtquelle ausgesandte Licht im Wesentlichen in Lichtaustrittsrichtung 3 zur Erzeugung einer gewünschten Lichtverteilung auf die Fahrbahn vor das Kraftfahrzeug. Der Reflektor ist vorzugsweise als ein Freiformreflektor ausgebildet, der die gewünschte Lichtverteilung ohne zusätzliche optisch wirksame Elemente im Strahlengang erzeugt. Alternativ kann das Lichtmodul 6 auch als ein sogenanntes Projektionsmodul ausgebildet sein, das weiter unten anhand der 2 näher erläutert wird.
Das Lichtmodul 6 kann zur Realisierung einer Leuchtweitenregelung um eine im Wesentlichen horizontale Drehachse 7 relativ zum Scheinwerfergehäuse 2 verschwenkt werden. Ferner kann das Lichtmodul 6 zur Realisierung einer dynamischen Kurvenlichtfunktionalität, das heißt zum horizontalen Verschwenken des ausgesandten Lichtbündels beim Durchfahren von Kurven, um eine im Wesentlichen vertikale Drehachse 8 relativ zum Scheinwerfergehäuse 2 verschwenkt werden. Zur Realisierung der Verschwenkbewegung um die horizontale Achse 7 umfasst das Lichtmodul 6 einen geeigneten Aktuator 9. Zum Verschwenken des Lichtmoduls 6 um die vertikale Achse 8 verfügt das Lichtmodul 6 über einen geeigneten Aktuator 10. Die Aktuatoren 9, 10 sind vorzugsweise als Elektromotoren, insbesondere als Schrittmotoren ausgebildet.
Das Lichtmodul 6 dient vorzugsweise zur Erzeugung einer abgeblendeten Lichtverteilung mit einer horizontalen Helldunkelgrenze. Falls das Lichtmodul 6 als ein Projektionsmodul ausgebildet ist, könnte es zur Erzeugung sowohl einer Abblendlichtverteilung als auch einer Fernlichtverteilung, sowie wahlweise weiterer adaptiver oder dynamischer Lichtverteilungen (z. B. Stadtlicht, Landstraßenlicht, Autobahnlicht, Schlechtwetterlicht, maskiertes Fernlicht oder Markierungslicht), ausgebildet sein. Zusätzlich zu dem in 1 dargestellten Lichtmodul 6 können in dem Scheinwerfergehäuse 2 auch noch weitere Lichtmodule und/oder Leuchtenmodule (nicht dargestellt) vorgesehen sein. Das mindestens eine weitere Lichtmodul kann entweder zur Erzeugung einer oder mehrerer anderer Lichtverteilungen als das Lichtmodul 6 oder zur Erzeugung einer gewünschten Lichtverteilung im Zusammenwirken mit dem von dem Lichtmodul 6 ausgesandten Licht ausgebildet sein. Die Leuchtenmodule können beispielsweise ein Tagfahrlicht, ein Blinklicht, ein Positions- oder Begrenzungslicht oder eine beliebig andere Leuchtfunktion erzeugen.
An der Außenseite des Scheinwerfergehäuses 2 ist ein Steuergerät 12 des Scheinwerfers 1 angeordnet. Das Steuergerät 12 steuert beziehungsweise regelt beispielsweise den Betrieb der Lichtquelle, insbesondere wenn diese als eine Gasentladungslampe oder als eine oder mehrere Leuchtdioden ausgebildet ist, und steuert und/oder regelt die Bewegung des Lichtmoduls 6 um die horizontale Achse 7 beziehungsweise die vertikale Achse 8 während des bestimmungsgemäßen Betriebs des Scheinwerfers 1. Der Begriff ”während des bestimmungsgemäßen Betriebs” bedeutet, dass das Lichtmodul 6 bei eingeschaltetem Scheinwerfer 1 zur Ausleuchtung der Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug zur Realisierung einer Leuchtweitenregelung um die horizontale Achse 7 und/oder zur Realisierung einer dynamischen Kurvenlichtfunktionalität um die vertikale Achse 8 verschwenkt wird. Zu diesem Zweck beaufschlagt das Steuergerät 12 die Aktuatoren 9, 10 mit entsprechenden Ansteuersignalen, die das Steuergerät 12 bei der dynamischen Leuchtweitereglung anhand von Fahrzeugdaten und Umgebungsinformationen generiert. Dabei ist es allerdings auch denkbar, dass das Steuergerät 12 lediglich für die Realisierung der Kurvenlichtfunktionalität zuständig ist. Das Einstellen der Leuchtweite muss nicht notwendigerweise dynamisch erfolgen, sondern kann bei der sogenannten statischen Leuchtweiteregelung auch manuell durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs über ein entsprechendes Betätigungselement (z. B. Schalter oder Drehrad) im Innenraum des Fahrzeugs realisiert werden. Auch bei der statischen Leuchtweitenregelung kommt in aller Regel der elektrische Aktuator 9 zum Einsatz, der entweder direkt von dem Betätigungselement oder indirekt über das Steuergerät 12 angesteuert wird.
Das Lichtmodul 6 aus 2 ist als ein Projektionsmodul ausgebildet. Es umfasst eine Lichtquelle 39, die beispielsweise als eine Gasentladungslampe ausgebildet ist. Selbstverständlich können auch andere Lichtquellen verwendet werden, bspw. Glühlampen oder Leuchtdioden. Die Lichtquelle 39 ist einer Primäroptik 40 zum Bündeln zumindest eines Teils des von der Lichtquelle 39 ausgesandten Lichts zugeordnet, die in dem Beispiel als ein Reflektor ausgebildet ist. Statt eines Reflektors könnten auch eine oder mehrere Vorsatzoptiken zur Bündelung des Lichts verwendet werden. In Lichtaustrittsrichtung 3 nach der Primäroptik 40 ist eine Sekundäroptik 41 zum Abbilden des gebündelten Lichts auf der Fahrbahn vor dem Fahrzeug zur Erzielung der gewünschten Lichtverteilung angeordnet. In dem dargestellten Beispiel ist die Sekundäroptik 41 als eine Projektionslinse ausgebildet. Zwischen der Primäroptik 40 und der Sekundäroptik 41 ist im Strahlengang eine Blendenanordnung 42 angeordnet, welche in der dargestellten Position einen Teil des gebündelten Lichts abschattet. Eine Oberkante 43 der Blendenanordnung 42 wird von der Sekundäroptik 41 zur Erzeugung einer Helldunkelgrenze 18, 19 (vgl. 3 und 4) einer abgeblendeten Lichtverteilung 17 auf die Fahrbahn vor das Fahrzeug projiziert. Die Blendenanordnung 42 kann zum Umschalten zwischen einer abgeblendeten Lichtverteilung und einer Fernlichtverteilung oder einer anderen Lichtverteilung um eine im Wesentlichen horizontal und parallel zur Drehachse 7 verlaufende Achse, bspw. die Drehachse 44, gedreht werden. Eine optische Achse des Lichtmoduls 6 ist mit dem Bezugszeichen 45 bezeichnet.
Zur Montage des Scheinwerfers 1 in dem Kraftfahrzeug wird dieser in einer dafür vorgesehenen Einbauöffnung in der Fahrzeugkarosserie im Frontbereich des Kraftfahrzeugs eingesetzt und über geeignete Befestigungselemente an der Karosserie befestigt. Als ein mögliches Beispiel für eine Ausgestaltung der Befestigungselemente sind in 1 Befestigungslaschen 11 dargestellt. Der Scheinwerfer 1 kann auf beliebiger Weise an der Kraftfahrzeugkarosserie befestigt werden. Denkbar ist insbesondere ein Festschrauben oder ein Einclipsen des Scheinwerfers 1.
Aufgrund von Toleranzen und Ungenauigkeiten bei der Fertigung des Scheinwerfers 1 sowie bei der Montage des Scheinwerfers 1 in der Einbauöffnung der Fahrzeugkarosserie kann es vorkommen, dass der eingebaute und an der Karosserie befestigte Scheinwerfer 1 nicht genau in der gewünschten Weise ausgerichtet ist und Licht nicht in der gewünschten oder gesetzlich vorgegebenen Lichtaustrittsrichtung aussendet. Dadurch kann es zu einer nur unzureichenden Ausleuchtung der Fahrbahn von dem Kraftfahrzeug und/oder zu einer Blendung entgegenkommender oder vorausfahrender Verkehrsteilnehmer kommen. Um dies zu verhindern und um die Fertigungs- und Montagetoleranzen auszugleichen, ist es vorgesehen, den Scheinwerfer 1 nach der Montage in der Kraftfahrzeugkarosserie beziehungsweise zu beliebigen Zeitpunkten während der Lebensdauer des Kraftfahrzeugs, beispielsweise im Rahmen von Werkstattaufenthalten oder technischen Überprüfungen des Fahrzeugs während einer Hauptuntersuchung (TÜV), den Scheinwerfer bezüglich der Kraftfahrzeugkarosserie in eine Grundeinstellung zu bringen, d. h. zu justieren. Dabei erfolgt eine Grundeinstellung des erfindungsgemäßen Scheinwerfers 1 sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung mit dem Ziel, die tatsächliche Lichtaustrittsrichtung 3 des Scheinwerfers 1 in die gewünschte beziehungsweise vorgeschriebene Richtung zu bringen.
Die Grundeinstellung wird nach dem Stand der Technik bisher mittels manueller Verstelleinrichtungen realisiert, die einen Verstellmechanismus mit mechanisch betätigbaren Betätigungselementen aufweisen, die an der Außenseite des Scheinwerfergehäuses 2 angeordnet oder durch eine Öffnung im Scheinwerfergehäuse 2 erreichbar und betätigbar sind. Die Betätigungselemente werden bei geöffneter Motorhaube vom Motorraum aus manuell betätigt. Aus dem Stand der Technik sind nur solche Scheinwerfer bekannt, bei denen die Grundeinstellung zumindest in einer Richtung mittels einer solchen manuell betätigbaren mechanischen Verstelleinrichtung erfolgt. Mit der vorliegenden Erfindung wird eine wesentlich einfachere und kostengünstigere Möglichkeit zur Realisierung der Grundeinstellung vorgeschlagen, die zudem besonders wenig Bauraum beansprucht.
Die bekannte manuelle Grundeinstellung der Scheinwerfer wird während der Montage des Fahrzeugs am Bandende bei einem Fahrzeughersteller oder in einer Werkstatt ausgeführt. Die eingestellte der Grundeinstellung entsprechende Offset-Position der Scheinwerfer bleibt dann bis zur nächsten Grundeinstellung unverändert bestehen.
Bei dem erfindungsgemäßen Scheinwerfer 1 ist der Vorgang der Grundeinstellung gewissermaßen zweigeteilt. Zum einen werden während der Montage des Fahrzeugs am Bandende bei einem Fahrzeughersteller oder in einer Werkstatt die der Grundeinstellung entsprechenden Offset-Werte ermittelt und abgespeichert, bspw. durch die elektrischen bzw. elektronischen Bauteile 13. Zum anderen werden jedes Mal bei Betätigung des Scheinwerfers 1 oder der Zündung des Fahrzeugs die abgespeicherten Offset-Positionen des Scheinwerfers 1 in horizontaler und/oder vertikaler Richtung angefahren, so dass sich der Scheinwerfer 1 in der Grundeinstellung befindet. Dazu sind Mittel zur Realisierung der Grundeinstellung des Scheinwerfers 1 vorgesehen, welche die Aktuatoren 9, 10 außerhalb des bestimmungsgemäßen Betriebs des Scheinwerfers 1 ansteuern, um das Lichtmodul 6 in die der Grundeinstellung entsprechenden Offset-Position in horizontaler und/oder vertikaler Richtung zu bewegen. Dabei steuern die Mittel zur Realisierung der Grundeinstellung den Aktor 9 zur Realisierung einer vertikalen Grundeinstellung und den Aktor 10 zur Realisierung einer horizontalen Grundeinstellung an. Die Offset-Werte sowohl der vertikalen als auch der horizontalen Grundeinstellung werden in einem geeigneten Speicherelement abgelegt. Die Mittel zur Realisierung der Grundeinstellung sind vorzugsweise in dem Scheinwerfersteuergerät 12 oder in einem beliebig anderen Steuergerät des Kraftfahrzeugs integriert. Zur Realisierung der vorliegenden Erfindung muss lediglich der Verstellbereich der Leuchtweitenregelung und des dynamischen Kurvenlichts um den Einstellbereich der Scheinwerfer-Grundeinstellung (etwa ±3°) erweitert werden. Zusätzlich kann das Steuergerät 12 oder ein beliebig anderes Kraftfahrzeugsteuergerät durch ein geeignetes Computerprogramm, das auf einem Mikroprozessor des Steuergeräts ablaufen kann, zur Realisierung der Grundeinstellung erweitert werden.
Die Speichermittel, auf denen die Offset-Werte der Grundeinstellung abgespeichert werden, sind in 1 symbolisch dargestellt und mit dem Bezugszeichen 13 bezeichnet. Die Speichermittel 13 können in einem Steuergerät, insbesondere dem Scheinwerfersteuergerät 12, angeordnet sein. Vorzugsweise sind die Speichermittel 13 jedoch außerhalb des Steuergeräts angeordnet, so dass das Steuergerät ausgetauscht werden kann, ohne dass die gespeicherten Offset-Werte der Grundeinstellung verloren gehen. Diese sind selbst bei einem Austausch des Steuergeräts noch in den Speichermitteln 13 gespeichert. Nach dem Austausch des Steuergeräts ist es nicht erforderlich, nochmals den gesamten Vorgang zur Realisierung der Grundeinstellung auszuführen.
Mit der vorliegenden Erfindung kann eine manuelle Grundeinstellung komplett entfallen, da die Grundeinstellung vollständig motorisch beziehungsweise elektromotorisch mittels der elektrischen Aktoren (z. B. Schrittmotoren) realisiert ist. Auf einen mechanische Verstellmechanismus umfassend Winkel- und Schraubgetriebe, Überrastsicherungen, abgedichtete Drehdurchführungen durch das Gehäuse 2 und Führungsschlitten, kann folglich verzichtet werden. Dies führt zu einer erheblichen Gewichts- und Bauraumeinsparung. Zudem ist durch die Vielzahl an eingesparten Teilen die Fertigung des Scheinwerfers 1 vereinfacht und die Kosten können reduziert werden. Die Lagerpunkte des Lichtmoduls 6 können nun unmittelbar am Scheinwerfergehäuse 2 befestigt werden, wodurch die Aufhängung des Lichtmoduls 6 wesentlich genauer, steifer und stabiler wird.
In 3 ist eine bevorzugte Anordnung zur Realisierung der Grundeinstellung des erfindungsgemäßen Scheinwerfers 1 dargestellt. Der im Frontbereich eines Kraftfahrzeugs 14 eingebaute Fahrzeugscheinwerfer 1 beziehungsweise das darin angeordnete Lichtmodul 6 sendet ein Lichtbündel 15 aus. Das Lichtbündel 15 erzeugt beispielsweise eine abgeblendete Lichtverteilung, die auf einem in einem Abstand zu dem Kraftfahrzeug 14 beziehungsweise zu dem Scheinwerfer 1 angeordneten Messschirm 16 die dargestellte Lichtverteilung 17 erzeugen kann. Auf dem Messschirm 16 ist eine Horizontale HH und eine Vertikale VV eingezeichnet. Bei der Lichtverteilung 17 handelt es sich um eine Abblendlichtverteilung mit einer sogenannten asymmetrischen oberen Helldunkelgrenze. Die Helldunkelgrenze umfasst einen horizontalen Bereich 18 auf der Gegenverkehrsseite, der knapp unterhalb der Horizontalen HH verläuft. Ferner umfasst die Helldunkelgrenze einen ausgehend von dem horizontalen Abschnitt 18 in etwa bei der Vertikalen VV in einem 15°-Winkel ansteigenden Abschnitt 19 auf der eigenen Verkehrsseite. Der Messschirm 16 dient nur zur Veranschaulichung der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch das Lichtbündel 15 erzeugten Lichtverteilung. Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Grundeinstellung eines Scheinwerfers 1 auch für andere Lichtverteilungen durchgeführt werden.
Statt des Messschirms 16 ist bei der Anordnung aus 3 in einem relativ geringen Abstand zum Kraftfahrzeug 14 beziehungsweise zum Scheinwerfer 1 ein externes Diagnosegerät 20 im Strahlengang des Lichtbündels 15 angeordnet. Das Diagnosegerät 20 weist geeignete Sensoren zur Ermittlung der Position des Lichtbündels 15 beziehungsweise der aktuellen Lichtaustrittsrichtung 3 des Lichtbündels 15 auf. Die Sensoren umfassen beispielsweise ein Array einer Vielzahl optischer Sensoren, insbesondere ein Array von CCD-Sensoren oder CMOS-Sensoren, wie sie schematisch in 3 dargestellt und mit dem Bezugszeichen 21 bezeichnet sind. Die Sensoren 21 können beispielsweise die Helldunkelgrenze 18, 19 der Lichtverteilung detektieren. Ein geeignetes Rechengerät 22, beispielsweise in Form eines Mikrocomputers oder Mikrocontrollers, des Diagnosegeräts 20 kann aus den Signalen der Sensoren 21 die genaue Position der Helldunkelgrenze 18, 19 ermitteln. Dabei kann die Position der Helldunkelgrenze 18, 19 in vertikaler Richtung beispielsweise anhand der Position des horizontalen Abschnitts 18 ermittelt werden. Die Position der Helldunkelgrenze 18, 19 in horizontaler Richtung kann beispielsweise anhand des Knickpunkts zwischen dem horizontalen Abschnitt 18 und dem 15° Anstieg 19 ermittelt werden.
In Abhängigkeit von der ermittelten Position der Helldunkelgrenze 18, 19 generiert das Rechengerät 22 geeignete Befehle für das Steuergerät 12 oder ein anderes Kraftfahrzeugsteuergerät, das die Aktuatoren 9, 10 des Scheinwerfers 1 ansteuert. Das Diagnosegerät 20 ist über eine Datenübertragungsverbindung 23 und eine Diagnoseschnittstelle 24 mit der Bordelektronik des Kraftfahrzeugs 14 verbunden. Die von dem Rechengerät 22 generierten Befehle werden über die Datenübertragungsverbindung 23 und die Diagnoseschnittstelle 24 und entsprechende Verbindungsleitungen 25 der Bordelektronik an das Steuergerät 12 beziehungsweise ein beliebig anderes Kraftfahrzeugsteuergerät, das die Aktuatoren 9, 10 ansteuert, übermittelt. Das Steuergerät 12 beziehungsweise ein beliebig anderes Kraftfahrzeugsteuergerät ermittelt dann in Abhängigkeit von den empfangenen Befehlen geeignete Ansteuersignale für die Aktuatoren 9, 10, damit diese das Lichtmodul 6 derart bewegen, dass sich die aktuelle Lichtaustrittsrichtung 3 der gewünschten oder vorgegebenen Lichtaustrittsrichtung, die der justierten Grundstellung des Scheinwerfers 1 entspricht, angenähert wird. Dann steuert das Steuergerät 12 beziehungsweise das beliebig andere Kraftfahrzeugsteuergerät die Aktuatoren 9, 10 mit den Ansteuersignalen an, so dass das Lichtmodul 6 in der gewünschten Weise in horizontaler und/oder vertikaler Richtung 26, 27 bewegt wird. Dadurch bewegt sich auch die Position der Helldunkelgrenze 18, 19. Die Helldunkelgrenze 18, 19 in der neuen Position wird wiederum von den Sensoren 21 detektiert und von dem Rechengerät 22 des Diagnosegeräts 20 ermittelt. Das beschriebene Verfahren wird so lange wiederholt, bis das Lichtmodul 6 seine justierte Grundeinstellung sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung 26, 27 erreicht hat. Die eingestellten Offset-Werte beziehungsweise den eingestellten Offset-Werten entsprechende Größen werden in dem Speicherelement 13 abgelegt. Damit ist die Grundeinstellung des Scheinwerfers 1 abgeschlossen.
Vor oder während des bestimmungsgemäßen Betriebs des Kraftfahrzeugscheinwerfers 1 werden die in dem Speicherelement 13 abgelegten Offset-Werte beziehungsweise Größen ausgelesen, über eine Datenübertragungsverbindung 28 an das Steuergerät 12 oder das beliebig andere Kraftfahrzeugsteuergerät, das die Aktuatoren 9, 10 ansteuert, übertragen. Das Steuergerät steuert dann die Aktuatoren 9, 10 derart an, dass sie die Offset-Werte annehmen. Die Offset-Werte können als Absolutwerte oder relativ zu einer Referenzposition angegeben sein. Die Referenzposition kann beispielsweise mittels eines Referenzanschlags definiert sein. Zu Beginn des Betriebs des Scheinwerfers 1 kann das Lichtmodul 6 in vertikaler bzw. horizontaler Richtung 26, 27 von dem Aktuator 9 beziehungsweise 10 gegen einen Referenzanschlag gefahren werden. Ausgehend von der Referenzposition bewegt der Aktuator 9 beziehungsweise 10 das Lichtmodul 6 dann in die aus dem Speicherelement 13 eingelesene Offset-Position. Alternativ wäre es auch denkbar, dass der Scheinwerfer 1 über geeignete Sensoren verfügt, welche die aktuelle Position des Lichtmoduls 6 in horizontaler und/oder vertikaler Richtung 26, 27 ermitteln. Auf diese Weise kann das Lichtmodul 6 durch den Aktuator 9 beziehungsweise 10 direkt in die aus dem Speicherelement 13 ausgelesene Offset-Position verfahren werden.
In 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Realisierung der Grundeinstellung des Scheinwerfers 1 dargestellt. Während die in 3 gezeigte Anordnung einen geschlossenen Regelkreis aufweist, der eine vollautomatische Realisierung der elektronischen Grundeinstellung des Scheinwerfers sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung 27; 26 ermöglicht, ist bei der Anordnung aus 4 die elektronische Grundeinstellung mittels einer einfachen Steuerung ohne eine Rückkopplung realisiert. Dabei wird das Steuergerät 12 oder das beliebig andere Kraftfahrzeugsteuergerät, das die Aktoren 9, 10 ansteuert, nicht von einem externen Diagnosegerät 20, sondern von einem fahrzeuginternen Bordcomputer 29 angesteuert. Der Bordcomputer 29 kann an einer beliebigen Stelle im Kraftfahrzeug 14 angeordnet sein. Ein Fahrer des Kraftfahrzeugs 14 steht in Interaktion mit dem Bordcomputer 29 über geeignete Benutzerschnittstellen, die vorzugsweise im Fahrzeuginnenraum angeordnet sind. Die Benutzerschnittstellen umfassen beispielsweise einen Bildschirm, vorzugsweise einen berührungssensitiven Bildschirm, zur Ausgabe von Informationen sowie Eingabemittel, beispielsweise mechanische, elektronische, optische oder kapazitive Taster, Dreh-Drucksteller, den berührungssensitiven Bildschirm, einen Touchpad oder eine Spracheingabe, zur Eingabe von Befehlen und Informationen.
Der Bordcomputer 29 beziehungsweise die auf einem Mikroprozessor des Bordcomputers 29 ablaufende Software ist um eine Funktionalität erweitert worden, welche die Realisierung der Grundeinstellung des Scheinwerfers 1 ermöglicht. Der Fahrer des Kraftfahrzeugs 14 beziehungsweise ein Werkstattmitarbeiter oder ein technischer Prüfer einer offiziellen Kontrollstelle zur Durchführung der Hauptuntersuchung (TÜV) des Fahrzeugs 14 kann den Bordcomputer 29 über die Eingabemittel in den Modus zur Realisierung der Grundeinstellung des Scheinwerfers 1 schalten. Das dabei von dem Scheinwerfer 1 beziehungsweise dem Lichtmodul 6 ausgesandte Lichtbündel 15 kann auf einen im Abstand zu dem Kraftfahrzeug 14 beziehungsweise zum Scheinwerfer 1 angeordneten Messschirm, wie beispielsweise den Messschirm 16, gerichtet sein, damit der Fahrer oder eine andere Bedienperson, die genaue Position der Helldunkelgrenze 18, 19 in horizontaler und/oder vertikaler Richtung erkennen und bestimmen kann.
Über die Eingabemittel des Bordcomputers 29 kann das Steuergerät 12 derart mit Befehlen beaufschlagt werden, dass es die Aktuatoren 9, 10 derart ansteuert, dass das Lichtmodul 6 des Scheinwerfers 1 um die horizontale Achse 7 beziehungsweise die vertikale Achse 8 verschwenkt wird und die Helldunkelgrenze 18, 19 eine gewünschte bzw. gesetzlich vorgeschriebene Lage auf dem Messschirm 16 einnimmt. Wenn die Helldunkelgrenze 18, 19 die gewünschte Lage erreicht hat, können die aktuellen Stellungen der Aktuatoren 9, 10 als Offset-Werte in dem Speicherelement 13 abgespeichert werden. Die Offset-Werte sind entweder relativ zu einer Referenzposition oder als Absolutwerte angegeben. Der Vorgang der Grundeinstellung des Scheinwerfers 1 ist damit beendet.
Sowohl bei dem Ausführungsbeispiel aus 3 als auch bei dem aus 4 werden vor jeder Benutzung der Scheinwerfer 1 diese sowohl in horizontaler Richtung 26 als auch in vertikaler Richtung 27 zunächst in die der Grundeinstellung entsprechende Offset-Position verfahren. Die Offset-Positionen in vertikaler Richtung dient als Null-Position für die Leuchtweiteregelung während des bestimmungsgemäßen Betriebs des Scheinwerfers 1. Ebenso dient die Offset-Position in horizontaler Richtung als Null-Position für die Kurvenlichtfunktion während des bestimmungsgemäßen Betriebs des Scheinwerfers 1.
5 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfer 1, mit dem darin enthaltenen Lichtmodul 6, einem Leuchtenmodul 33, dem Scheinwerfersteuergerät 12 und Leitungen 25 eines Kabelbaums. Ein mit dem Kabelbaum in Verbindung stehender Hauptsteckverbinder 30 bildet eine Schnittstelle zu einem Fahrzeugsteuergerät 31. Über einen weiteren Steckverbinder 32 wird eine Schnittstelle zu dem Scheinwerfersteuergerät 12 zur Verfügung gestellt. Die Programmierung der Grundeinstellung des Scheinwerfers 1 kann beispielsweise im Scheinwerfersteuergerät 12 vorgenommen werden, indem dort Größen abgelegt werden, die abhängig sind von den Offset-Werten für die horizontale und vertikale Ausrichtung des Scheinwerfers 1 in der Grundeinstellung. Das würde bedeuten, dass die Speichermittel 13 in dem Steuergerät 12 untergebracht sind. Vorzugsweise sind die Speichermittel 13 jedoch an einer beliebig anderen Stelle außerhalb des Steuergeräts 12 angeordnet, beispielsweise in einem der Stecker 30; 32, in einem der Aktuatoren 9, 10, als Teil des Lichtmoduls 6 oder des Leuchtenmoduls 33 des Scheinwerfers 1. Dies ist in 5 durch die mit dem Bezugszeichen 13 bezeichnete gestrichelte Linie veranschaulicht.
Die Mittel 13 zum Speichern der Größen, welche die der Grundeinstellung entsprechenden Offset-Positionen repräsentieren, können beliebig ausgebildet sein. Insbesondere können sie zum Abspeichern der von den Offset-Positionen abhängigen Größen in analoger oder digitaler Form ausgebildet sein. Digitale Werte der den Offset-Positionen entsprechenden Größen können beispielsweise in einem Halbleiterspeicherelement abgespeichert werden. Das Halbleiterspeicherelement kann beispielsweise als ein EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), also als ein nicht flüchtiger, elektronischer Speicherbaustein, ausgebildet sein. Besonders bevorzugt umfassen die Speichermittel 13 jedoch variable Spannungsteiler mit einem variablen Teilungsgrad, insbesondere Potentiometer, oder Codierschalter. Sowohl über einen Spannungsteiler als auch über einen Codierschalter kann eine gewünschte Größe eingestellt werden. Der Spannungsteiler beziehungsweise der Codierschalter behält auch bei Unterbrechung der Versorgungsspannung im Kraftfahrzeug, beispielsweise beim Deaktivieren der Zündung, die eingestellte Stellung bei, so dass die eingestellten Größen langfristig, insbesondere auch bei einer Spannungsunterbrechung, abgespeichert sind. Solche als Spannungsteiler oder Codierschalter ausgebildete Speichermittel sind in 5 schematisch eingezeichnet und mit dem Bezugszeichen 13 bezeichnet.
Die Speichermittel 13' können entweder über ein externes Diagnosegerät 20 (vgl. 3), einen fahrzeuginternen Bordcomputer 29 (vgl. 4) oder manuell verstellt werden. Im Falle einer manuellen Verstellung der Speichermittel 13' sollten diese derart in dem Scheinwerfergehäuse 2 angeordnet sein, dass eine Betätigung der Speichermittel 13' bei geöffneter Motorhaube vom Motorraum aus möglich ist. Dazu sind zumindest Betätigungselemente der Speichermittel 13', die mit einem geeigneten Werkzeug 34 betätigt werden können, von außerhalb des Scheinwerfergehäuses 2 betätigbar angeordnet. Bei dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Speichermittel 13' im Bereich einer Öffnung im Scheinwerfergehäuse 2 angeordnet. Nach erfolgter Grundeinstellung kann die Öffnung durch eine Schutzkappe 35 verschlossen werden. Die Schutzkappe 35 ist lösbar an den Speichermitteln 13' und/oder dem Scheinwerfergehäuse 2 befestigt und verschließt die Öffnung vorzugsweise feuchtigkeits- und staubdicht. Sie kann zur Betätigung und Einstellung des Spannungsteilers 13' beziehungsweise des Codierschalters abgenommen werden.
Bei dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Kommunikation mit dem Scheinwerfersteuergerät 12 wahlweise über einen Diagnoseanschluss, wie beispielsweise den Diagnoseanschluss 24 in 3, über das Kraftfahrzeugsteuergerät 31 erfolgen oder direkt über am Scheinwerfergehäuse 2 angebrachte Codierschalter oder variable Spannungsteiler 13', die mit dem Scheinwerfersteuergerät 12 elektrisch verbunden sind. Dabei kann die in dem Codierschalter beziehungsweise in dem Spannungsteiler 13' gespeicherte Größe beziehungsweise ein davon abhängiges Schaltersignal vom Steuergerät 12 ausgelesen werden. Bei Verwendung eines analogen Potentiometers oder eines mehrstufig schaltbaren Spannungsteilers (vgl. 6 und 7) können die Werte für die Grundeinstellung in Form einer Steuerspannung U_out direkt am Spannungsteiler abgegriffen werden. Für die Verstellung des Potentiometers (vgl. 7) beziehungsweise des Spannungsteilers (vgl. 6), können diese an der Gehäusewand 2 des Scheinwerfers 1 montiert werden, so dass sie für den Abgleich von außen durch eine Öffnung im Gehäuse 2 zugänglich sind. Es ist aber auch denkbar, dass das Potentiometer bzw. der Spannungsteiler elektrisch verstellt werden, bspw. mittels eines Diagnosegeräts 20 oder eines Bordcomputers 29. Dazu ist es nicht erforderlich, dass das Potentiometer bzw. der Spannungsteiler von außen zugänglich am Scheinwerfer 1 bzw. am Fahrzeug angeordnet sind.
Des weiteren können die Offset-Werte für die Scheinwerfergrundeinstellung vom Steuergerät 12, 31 in einem externen Speicherbaustein 13 abgelegt werden, der Bestandteil des Scheinwerfers 1 ist und beim Wechseln des Steuergerätes 12 fest am Scheinwerfer 1 verbleibt (vgl. 8). Auf diese Weise bleibt die Grundeinstellung auch nach einem Steuergerätewechsel erhalten. Der entsprechende Speicherbaustein 13 kann dabei beispielsweise Bestandteil des Lichtmoduls 6, der Aktuatoren 9; 10 oder in den Fahrzeugkabelbaum 25 integriert sein, bspw. in dem Zentralstecker 30 des Kabelbaums 25 oder dem Steckverbinder 32. Die Verbindung 28 zwischen dem Speicherbaustein 13 und dem Steuergerät 12 kann mit einem sogenannten Ein-Draht-Datenbus, zum Beispiel einem LIN-Bus, erfolgen. In 8 ist ferner eine Datenübertragungsverbindung 36 zu dem Speicherbaustein 13 schematisch dargestellt, über die die den Offset-Werten der Grundeinstellung des Scheinwerfers 1 entsprechenden Größen an den Speicherbaustein 13 übertragen und dort abgespeichert werden können. Alternativ ist es auch denkbar, dass die den eingestellten Offset-Werten der Grundeinstellung entsprechenden Größen über die Datenverbindung 28 von dem Steuergerät 12 an den Speicherbaustein 13 übertragen und dort abgespeichert werden. Dann kann auf die zusätzliche Datenleitung 36 verzichtet werden.
Bei rein analogen Aktuatoren 9, 10, wie sie beispielsweise bei einer statischen Leuchtweitenregulierung verwendet werden, bei der der Fahrer vom Fahrzeuginnenraum aus mittels eines Potentiometers die vertikale Stellung der Scheinwerfer 1 bzw. des Lichtmoduls 6 einstellt, kann die Grundeinstellung des Scheinwerfers 1 auf direktem Wege über ein Potentiometer oder einen anderen variablen Spannungsteiler (vgl. 6 und 7) erfolgen. Eine Ausgangsspannung des variablen Spannungsteilers 13' wird dem analogen, vom Fahrzeug kommenden Soll-Signal einfach als zweite Steuerspannung aufaddiert. Dies kann beispielsweise durch einen als Summierverstärker geschalteten Operationsverstärkers realisiert werden.
6 zeigt einen mehrstufig schaltbaren Spannungsteiler 13', der zum Einstellen und Speichern einer Größe eingesetzt werden kann, die dem der Grundeinstellung entsprechenden Offset-Wert in einer Richtung 26, 27 entspricht. Selbstverständlich können die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung eingesetzten Spannungsteiler 13' auch mehr als die in 6 gezeigten drei Stufen aufweisen. In Abhängigkeit von der Stellung eines Schaltkontakts 37 des Spannungsteilers 13' und in Abhängigkeit von den Widerstandswerten R_i (i = 1...4) des Spannungsteilers 13 sowie in Abhängigkeit von der Eingangsspannung U_in stellt sich am Ausgang des Spannungsteilers 13' eine bestimmte Ausgangsspannung U_out ein.
7 zeigt ein analoges Potentiometer 13', das ebenfalls als Mittel zum Einstellen und Speichern einer Größe eingesetzt werden kann, die einen der Grundeinstellung des Scheinwerfers 1 in eine der Richtungen 26, 27 entsprechenden Offset-Wert repräsentiert. Das Potentiometer 13' ist mit einer sehr feinen Auflösung, also nahezu stufenlos, verstellbar. Am Ausgang des Potentiometers 13' stellt sich in Abhängigkeit der Eingangsspannung U_in, dem Gesamtwiderstandswert R und der Position eines Schiebekontakts 38 (und damit abhängig von dem eingestellten Verhältnis der Teilwiderstände R_a/R_b) eine entsprechende Ausgangsspannung U_out ein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19905173 A1 [0002]
DE 102010021002 [0013]

Claims

Scheinwerfer (1) eines Kraftfahrzeugs (14) zum Aussenden einer variablen Lichtverteilung (17), der Scheinwerfer (1) umfassend ein Scheinwerfergehäuse (2), ein in diesem bewegbar gelagertes Lichtmodul (6), mindestens einen Aktuator (9; 10) zur Realisierung der Bewegung des Lichtmoduls (6), ein elektronisches Steuergerät (12; 31) zur Steuerung und/oder Regelung der Bewegung des Lichtmoduls (6) während des bestimmungsgemäßen Betriebs des Scheinwerfers (1), Mittel zur Realisierung einer Grundeinstellung des Scheinwerfers (1) durch Ansteuern mindestens eines der Aktuatoren (9; 10) und Bewegen des Lichtmoduls (6) in eine der Grundeinstellung entsprechende Offsetposition, und Mittel (13; 13') zum Speichern einer von der der Grundeinstellung entsprechenden Offsetposition abhängigen Größe, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtmodul (6) des Scheinwerfers (1) während des bestimmungsgemäßen Betriebs sowohl um eine horizontale Drehachse (7) als auch um eine vertikale Drehachse (8) verschwenkbar ist, dass der Scheinwerfer (1) entsprechende Aktuatoren (9, 10) zur vertikalen (27) und horizontalen (26) Verstellung des Lichtmoduls (6) aufweist, und dass die Mittel zur Realisierung der Grundeinstellung des Scheinwerfers (1) zur Ansteuerung sowohl des Aktors (9) zur Realisierung einer Grundeinstellung in vertikaler Richtung (27) als auch des Aktors (10) zur Realisierung einer Grundeinstellung in horizontaler Richtung (26) ausgebildet sind.
Scheinwerfer (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Speichern der von der der Grundeinstellung entsprechenden Offsetposition abhängigen Größe mindestens ein elektrisches oder elektronisches Bauteil (13; 13') umfassen, dessen Zustand die der Grundeinstellung entsprechende Offsetposition beeinflusst, dass die Offsetposition durch aktive Variation des Zustands des mindestens einen elektrischen oder elektronischen Bauteils (13; 13') einstellbar ist und dass der der eingestellten Offsetposition entsprechende Zustand des mindestens einen elektrischen oder elektronischen Bauteils (13; 13') bis zu einer erneuten aktiven Variation des Zustands konstant bleibt.
Scheinwerfer (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustand des mindestens einen elektrischen oder elektronischen Bauteils (13; 13') zur Realisierung einer Grundeinstellung des Scheinwerfers (1) durch elektrische Ansteuerung variierbar ist.
Scheinwerfer (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elektrische oder elektronische Bauteil (13; 13') in einem der Aktuatoren (9, 10) angeordnet ist.
Scheinwerfer (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elektrische oder elektronische Bauteil (13; 13') in einem Kabelbaum (25) des Kraftfahrzeugs (14), insbesondere in einem Stecker (30; 32) des Kabelbaums (25), angeordnet ist.
Scheinwerfer (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elektrische oder elektronische Bauteil (13; 13') in einem Kraftfahrzeugsteuergerät, insbesondere in dem elektronischen Steuergerät (12; 31) zur Steuerung und/oder Regelung der Bewegung des Lichtmoduls (6) während des bestimmungsgemäßen Betriebs des Scheinwerfers (1), angeordnet ist.
Scheinwerfer (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elektrische oder elektronische Bauteil (13; 13') mit dem Steuergerät (12; 31) über eine Kommunikationsverbindung (28) verbunden ist.
Scheinwerfer (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsverbindung (28) als ein Datenbus, insbesondere als ein Eindraht-Datenbus, ausgebildet ist.
Scheinwerfer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Realisierung der Grundeinstellung des Scheinwerfers (1) Teil des Steuergeräts (12; 31) zur Steuerung und/oder Regelung der Bewegung des Lichtmoduls (6) während des bestimmungsgemäßen Betriebs des Scheinwerfers (1) sind.
Scheinwerfer (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (12; 31) Mittel zum Empfangen und Verarbeiten von Befehlen zum Einleiten und Durchführen des Vorgangs zur Realisierung der Grundeinstellung aufweist.
Scheinwerfer (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Befehle zum Einleiten und Durchführen des Vorgangs zur Realisierung der Grundeinstellung von einem externen Diagnosegerät (20) stammen, das über eine Diagnosebuchse (24) des Kraftfahrzeugs (14) an das Steuergerät (12; 31) angeschlossen ist.
Scheinwerfer (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Diagnosegerät (20) Mittel zum Empfangen von Informationen bezüglich der aktuellen Position des Lichtmoduls (6) aufweist und die Befehle zum Durchführen des Vorgangs zur Realisierung der Grundeinstellung in Abhängigkeit von den empfangenen Informationen generiert.
Scheinwerfer (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen bezüglich der aktuellen Position des Lichtmoduls (6) von geeigneten Sensoren (21) stammen, welche eine Charakteristik eines durch das Lichtmodul (6) in seiner aktuellen Position ausgesandten Lichtbündels (15) erfassen, wobei das Diagnosegerät (20) anhand der erfassten Charakteristik des Lichtbündels (15) die Informationen bezüglich der aktuellen Position des Lichtmoduls (6) generiert.
Scheinwerfer (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Befehle zum Einleiten und Durchführen des Vorgangs zur Realisierung der Grundeinstellung von einem fahrzeuginternen Bordcomputer (29) stammen.
Scheinwerfer (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Bordcomputer (29) eine im Innenraum des Fahrzeugs (14) angeordnete Benutzerschnittstelle (46) zur Interaktion mit einem Benutzer aufweist.
Scheinwerfer (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Benutzerschnittstelle (46) in einer Mittelkonsole des Fahrzeugs (14) angeordnet ist.
Scheinwerfer (1) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Benutzerschnittstelle (46) Ausgabemittel, insbesondere einen Bildschirm, vorzugsweise einen berührungssensitiven Bildschirm, zur Ausgabe von Informationen an den Benutzer sowie Eingabemittel, insbesondere mechanische, elektronische, optische oder kapazitive Taster, Dreh-Drucksteller, den berührungssensitiven Bildschirm, einen Touchpad oder eine Spracheingabe, zur Eingabe von Befehlen und Informationen durch den Benutzer aufweist.
Scheinwerfer (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elektrische oder elektronische Bauteil (13; 13') einen Spannungsteiler mit variablem Teilungsgrad umfasst.
Scheinwerfer (1) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsteiler (13') als ein Potentiometer ausgebildet ist.
Scheinwerfer (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elektrische oder elektronische Bauteil (13; 13') bei in eine Karosserie des Kraftfahrzeugs (14) eingebautem Scheinwerfer (1) zur Variation des Zustands von außerhalb des Scheinwerfers (1) zugänglich oder der Zustand des Bauteils (13; 13') von außerhalb des Scheinwerfers (1) manuell variierbar ist.