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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruches 1. Eine derartige Beleuchtungsvorrichtung ist aus der Druckschrift
FR 1 101 545 A bekannt.
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Weiterhin wird in der Druckschrift
DE 197 19 573 A1 eine Kurvenausleuchtung diskutiert. Bei Dunkelheit gerät bei einer Kurvenfahrt der Lichtkegel des Abblendlichts aus dem Straßenrandbereich heraus, so daß eine sich in der Kurve aufhaltende Person nicht innerhalb das Abblendlichtkegels steht. Ober einen Gierwinkelsensor wird die Kurvenfahrt erkannt und, sofern die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges unterhalb 60 km/h liegt, der kurveninnere Nebelscheinwerfer zugeschaltet, dessen Lichtkegel wieder den Straßenrand und die Person erfaßt. Sobald das Sensorsignal des Gierwinkelsensors einen bestimmten Wert unterschreitet, wird der kurveninnere Nebelscheinwerfer wieder ausgeschaltet.
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Herkömmlicherweise ist eine Vorrichtung bekannt, die den Lenkwinkel eines Fahrzeugs erfaßt, um die Beleuchtungsrichtung einer Leuchte in Abhängigkeit von Änderungen im erfaßten Lenkwinkel zu ändern. Eine derartige Vorrichtung verbessert die Fahrzeugsicherheit, insbesondere wenn nachts durch Kurven gefahren wird.
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Obwohl die herkömmliche Vorrichtung im allgemeinen als annehmbar gilt, ist sie dennoch nicht ohne Nachteile. Insbesondere übt die herkömmliche Vorrichtung eine Steuerung der Beleuchtungsrichtung nur dann aus, wenn das Fahrzeug durch eine Kurve fährt. Mit anderen Worten wird die Richtung eines Teils des ausleuchtenden Lichts sukzessive in Abhängigkeit vom Lenkwinkel geändert, wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt. Daher leuchtet die herkömmliche Vorrichtung ein Straßenzeichen, einen Fußgänger, ein vorausfahrendes Fahrzeug, ein entgegenkommendes Fahrzeug, ein Hindernis oder ähnliches nicht ausreichend aus.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, wobei ein an die Fahrbedingung angepasster Beleuchtungsbereich erzielt wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1.
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Bevorzugte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen dargelegt.
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Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
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1 ein Blockdiagramm einer Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel,
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2 zusammen mit den 3 bis 14 eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel; insbesondere zeigt 2 eine schematische Ansicht der Leuchten der Beleuchtungsvorrichtung, die im Vorderabschnitt eines Fahrzeugs angeordnet sind;
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3 eine schematische Ansicht der Beleuchtungsbereiche der jeweiligen Leuchten in einer Ansicht von oberhalb des Fahrzeugs;
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4 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels des Aufbaus eines vorderen Scheinwerfers, wie er bei der Beleuchtungsvorrichtung verwendet wird;
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5 zusammen mit den 6 bis 10 ein Beispiel des Aufbaus einer weiteren Leuchte (eine andere Leuchte als der Scheinwerfer); insbesondere zeigt 5 eine schematische Ansicht einer Leuchte, die aus zwei Leuchtabschnitten zusammengesetzt ist;
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6 eine schematische Ansicht eines Beispiels einer Leuchte, die aus zwei Leuchtabschnitten zusammengesetzt ist, wobei ein jeder Leuchtabschnitt einen als Rotationsparaboloid ausgebildeten Reflektionsabschnitt umfaßt;
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7 zusammen mit 8 schematisch eine derart aufgebaute Leuchte, daß die optische Achse ihres Reflektionsabschnittes in eine gewünschte Richtung zeigt, indem ein Teil eines Reflektionsspiegels um eine vorgegebene Achse gedreht wird; insbesondere zeigt 7 ein Beispiel einer solchen Leuchte, bei der die Drehachse ihres Reflektionsabschnittes 24a aus einer senkrechten Achse gebildet ist, die durch den Lichtaustrittsmittelpunkt LC einer Lichtquelle hindurchgeht;
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8 ein Beispiel einer Leuchte, bei der die Drehmittelachse ihres Reflektionsabschnittes 24a von einer senkrechten Achse gebildet ist, die durch einen Punkt RC geht, der hinter dem Lichtaustrittsmittelpunkt LC der Lichtquelle angeordnet ist;
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9 zusammen mit 10 ein Beispiel des Aufbaus einer Leuchte mit einer Funktion zur variablen Steuerung ihrer Lichtverteilung; insbesondere zeigt 9 einen Zustand der Leuchte, bei der die jeweiligen optischen Achsen ihres festen und beweglichen Reflektionsspiegel beide in Richtung nach vorne bezüglich des Fahrzeugs weisen;
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10 einen Zustand der Leuchte, bei der ihr beweglicher Reflektionsspiegel in eine bezüglich einer Fahrtrichtung B des Fahrzeugs geneigte Richtung gerichtet ist;
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11 zwei Tabellen zur Erläuterung der Steuerbeispiele der jeweiligen Leuchten;
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12 zusammen mit den 13 und 14 die Lichtverteilungsmuster eines Scheinwerfers; insbesondere zeigt 12 eine schematische Ansicht eines Lichtverteilungsmusters in einer Betriebsart für Stadtbereiche und in einer Betriebsart für Vorstadtbereiche, wobei das Hilfslicht angeschaltet ist;
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13 eine schematische Ansicht eines Lichtverteilungsmusters bei einer Betriebsart für das Fahren mit hoher Geschwindigkeit, wobei das Hilfslicht angeschaltet ist; und
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14 eine schematische Ansicht eines weiteren Lichtverteilungsmusters, wobei das Hilfslicht angeschaltet ist.
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1 zeigt den Grundaufbau einer Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Beleuchtungsvorrichtung für das Fahrzeug 1 umfaßt eine Mehrzahl von Leuchten 2 – i (i = 1, 2, ...), die in einem vorderen Abschnitt des Fahrzeugs in Fahrtrichtung des Fahrzeugs angeordnet sind. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 kombiniert die Beleuchtungsbereiche von zwei oder mehreren Leuchten, um die Lichtverteilung der Beleuchtungsvorrichtung 1 zu steuern oder zu ändern. Die Leuchten können einen Scheinwerfer, eine Eckenleuchte, einen Nebelscheinwerfer, eine Abbiegeleuchte und andere ähnliche Leuchten umfassen.
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Die Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug 1 umfaßt außerdem ein Fahrtrichtungserfassungsmittel 3 zur Erfassung der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs oder des Steuerwinkels desselben sowie ein Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungsmittel 4 zum Erfassen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Die erfaßte Information wird an ein Leuchtsteuermittel 5 weitergeleitet, das nach dem Fahrtrichtungserfassungsmittel 3 und dem Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungsmittel 4 angeordnet ist.
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Das Fahrtrichtungserfassungsmittel 3 kann beispielsweise ein Erfassungssensor zum Erfassen eines Steuerwinkels (wie beispielsweise des Betätigungswinkels eines Lenkrades oder ähnlichem) und/oder ein Erfassungssensor zum Erfassen eines Befehlssignals an einen Richtungsanzeiger sein. Außerdem kann das Fahrtrichtungserfassungsmittel 3 die derzeitige und nachfolgende Fahrtrichtung des Fahrzeugs basierend auf Informationen von Straßenkarten bestimmen, in denen die Straßenverläufe und die derzeitige Fahrzeugposition als Informationen enthalten sind. Eine derartige Information kann beispielsweise von einem Navigationssystem (sog. route guide) mit einem GPS-(Global Positioning System)Satellitensystem und einem Straßen-Fahrzeug-Kommunikations-System (ein System, das Einrichtungen zur Verbindung eines Fahrzeugs und einer Straße durch Radio-Kommunikation verwendet) stammen.
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Das Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungsmittel 4 kann beispielsweise ein im Fahrzeug vorgesehener Geschwindigkeitssensor sein.
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Das Leuchtsteuerungsmittel 5 schaltet die Mehrzahl von Leuchten 2 – i (i = 1, 2, ...) in Abhängigkeit von Signalen, die vom Fahrtrichtungserfassungsmittel 3 und dem Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungsmittel 4 empfangen werden, an oder aus, wodurch die Kombinationen der Beleuchtungsbereiche der Leuchten geändert werden. Auf diese Weise steuert das Leuchtsteuerungsmittel 5 die Lichtverteilung vor dem Fahrzeug und/oder seitlich des Fahrzeugs. Das Leuchtensteuermittel 5 sendet Signale an die jeweiligen Leuchten, um sie an oder aus zu schalten.
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Wenn beispielsweise die durch das Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungsmittel 4 erfaßte Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt, verringert das Leuchtsteuermittel 5 die Anzahl der anzuschaltenden Leuchten, wodurch der Beleuchtungsbereich der Beleuchtungsvorrichtung eingeschränkt wird. Wenn entsprechend das Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit fährt, bewegt sich der durch die Leuchten erzeugte Beleuchtungsbereich nicht groß nach links und rechts, selbst wenn sich der Lenkwinkel des Steuerrades des Fahrzeugs durch Steuerbewegungen des Lenkrads ändert. Daher wird die Lichtverteilung der Beleuchtungsvorrichtung stabilisiert, was es möglich macht zu verhindern, daß die Ausleuchtung der Leuchten Straßenbenutzer alarmiert (wie beispielsweise Fahrer anderer Fahrzeuge), und daß der Schein der Leuchten die Straßenbenutzer blendet.
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Wenn eine Geradeausfahrt des Fahrzeugs durch das Fahrtrichtungserfassungsmittel 3 erfaßt wird, schaltet das Leuchtsteuermittel 5 nur die Leuchten an, die in Fahrtrichtung des Fahrzeugs weisen und leuchten. Wenn eine Abweichung in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs oder im Lenkwinkel durch das Fahrtrichtungserfassungsmittel 3 erfaßt wird, schaltet das Leuchtsteuermittel 5 zusätzliche Leuchten an. Wenn die Änderung der Fahrtrichtung weiter ansteigt, werden nacheinander zusätzliche Leuchten angeschaltet, so daß die Leuchten einen weiteren Flächenbereich in Kurvenrichtung des Fahrzeugs ausleuchten. Das Leuchtsteuermittel 5 schaltet stufenweise die jeweiligen Leuchten an oder aus, so daß bei Links- und Rechtskurven und bei einem kurvigen Straßenverlauf die Beleuchtungsvorrichtung 1 in eine Richtung leuchtet, in der sich das Fahrzeug bewegen wird, und außerdem einen weiten Bereich ausleuchtet, der diese Richtung mit einschließt, was den Vorteil hat, daß vor dem Fahrer ein ausreichendes Sichtfeld gewährleistet werden kann.
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Typischerweise ändert sich die Fahrumgebung des Fahrzeugs in Abhängigkeit von Ort und Zeit. Daher umfaßt die Beleuchtungsvorrichtung 1 vorzugsweise ein Wetterzustanderfassungsmittel oder ein Wetterinformationsempfangsmittel 6 (vgl. 1), das den Wetterzustand in dem Bereich feststellt, in dem sich das Fahrzeug bewegt. Wenn das Leuchtsteuermittel 5 ein Signal von dem Wetterzustanderfassungsmittel oder Wetterinformationsempfangsmittel 6 empfängt und feststellt, daß das Wetter unfreundlich wird, schaltet das Leuchtsteuermittel 5 die Leuchten zur Ausleuchtung der Straßenlinien oder der Straßenschulter an. Auf diese Weise bleiben während eines unfreundlichen Wetters (wie beispielsweise regnerischem Wetter, bewölktem Wetter, verschneitem Wetter und/oder, nebligem Wetter und ähnlichem) die Straßenlinien (wie beispielsweise die Mittenlinie und die Regenmarkierung auf der Schulter) für den Fahrer sichtbar.
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Die Wetterbedingungen können mittels zweier Verfahren festgestellt werden. Ein Verfahren erfaßt den Wetterzustand direkt, das andere Verfahren erfaßt den Wetterzustand indirekt, d. h. die Wettersituation wird anhand verschiedener Arten von indirekter Information bestimmt. Das direkte Verfahren verwendet eine Bildverarbeitungstechnik basierend auf Informationen, die durch eine nach vorne gerichtete Kamera oder verschiedenen Sensoren zur jeweiligen Erfassung von Regentropfen, Temperatur und Feuchtigkeit und Hintergrundlicht erhalten wird. Damit wird der Wetterzustand auf künstliche Weise in Abhängigkeit von verschiedenartigen Informationen der Sensoren erfaßt. Andererseits verwendet das indirekte Verfahren beispielsweise verschiedene Arten von Informationen von Vorrichtungen wie den Scheibenwischem und ähnlichem, die in Übereinstimmung mit Wetteränderungen betätigt werden, beispielsweise dem Betätigungssignal des Wischers und ein Signal, das den Zustand des Wischers anzeigt. Übrigens kann die Wetterinformation auch unter Verwendung der oben beschriebenen Straße-Straße-Kommunikation, einer FM-Mehrfachkommunikation und anderen ähnlichen Kommunikationen erfaßt werden.
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Der Beleuchtungsbereich der Beleuchtungsvorrichtung kann durch einen Mechanismus gesteuert werden, der eine Änderung der Beleuchtungsrichtungen der Leuchten bewirkt. Beispielsweise kann jede der Leuchten eine Antriebsvorrichtung zur Einstellung optischer Elemente, welche die Leuchte bilden, wie beispielsweise einen Reflektionsspiegel, ein Licht-Abschirmelement und eine Lichtscheibe, aufweisen. Die Beleuchtungsrichtungen der Leuchten werden durch von außen zugeführte Signale variabel gesteuert. Wenn jedoch der Beleuchtungsbereich der Beleuchtungsvorrichtung vor dem Fahrzeug und seitlich des Fahrzeugs in eine Mehrzahl von Blöcken aufgeteilt ist, und wenn Leuchten verwendet werden, deren Beleuchtungsrichtung sich jeweils voneinander unterscheidet, um ihre jeweiligen Blöcke einzeln auszuleuchten und dadurch den gesamten Beleuchtungsbereich der Beleuchtungsvorrichtung zu bilden, dann können die jeweiligen Leuchten auf einfache Weise ausgebildet sein (die Leuchtverteilungen der jeweiligen Leuchten bleiben fest). Dies hat den Vorteil, daß nicht nur die Anzahl der Teile sondern auch die Kosten der Beleuchtungsvorrichtung gesenkt werden.
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Die Beleuchtungsvorrichtung 1 kann beispielsweise (1) eine Hauptleuchte zum Ausleuchten der Fahrtrichtung (Richtung nach vorne) des Fahrzeugs, (2) eine Nebelleuchte zum Ausleuchten der Straßenlinien oder der Straßenschulter, (3) eine seitlich leuchtende Leuchte mit einem Beleuchtungsbereich, der sich von schräg vorne des Fahrzeugs zur Seite des Fahrzeugs hin erstreckt, und (4) eine Hilfsleuchte aufweisen, die einen Beleuchtungsbereich aufweist, der sich zwischen dem Beleuchtungsbereich der untergeordneten Leuchte und dem Beleuchtungsbereich der seitwärts leuchtenden Leuchte erstreckt. Diese Leuchten leuchten einen ausreichenden Bereich im Gesichtsfeld des Fahrzeugs aus. Bei einem Fahrzeug entspricht beispielsweise der Frontscheinwerfer der Hauptleuchte, die Regenleuchte entspricht der untergeordneten Leuchte, eine Eckenleuchte entspricht der seitlich leuchtenden Leuchte und eine Kurvenleuchte entspricht der Hilfsleuchte. Bevorzugt sind im Vorderabschnitt des Fahrzeugs die seitwärts leuchtende Leuchte und die Hilfsleuchte unterhalb der Hauptleuchten und der nebengeordneten Leuchte angeordnet.
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Das Leuchtsteuermittel 5 sendet auf stufenförmige Weise Anschalt- und Abschaltsignale an die Leuchten. Eine derartige stufenweise Steuerung kann eine plötzliche Erhellung oder Verdunkelung des Beleuchtungsbereichs verursachen. Daher werden bevorzugt die Leuchten mit überlappenden (oder angrenzenden) Beleuchtungsbereichen allmählich an- und abgeschaltet. Wenn beispielsweise eine zweite Leuchte angeschaltet (abgeschaltet) wird, nachdem eine erste Leuchte angeschaltet (abgeschaltet) wird, steigt (fällt) in Abhängigkeit von Änderungen in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs oder im Lenkwinkel die Lichtmenge der zweiten Leuchte allmählich an (ab). Entsprechend kann sich die Helligkeit der Leuchten in Abhängigkeit von Steuersignalen vom Leuchtsteuermittel 5 an die jeweiligen Leuchten 2 – i stufenförmig oder kontinuierlich ändern. Zu diesem Zweck können die Lichtquellen der Leuchten (beispielsweise Glühlampe oder Entladungslampe) mittels elektrischen Strömen, Spannungen oder den zugeleiteten Energien gesteuert werden.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
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Die 2 bis 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel, das bei einer Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug verwendet wird. An einer Ecke (linke seitliche Ecke) des Fahrzeugs ist eine Leuchtenanordnung befestigt. Die Leuchten umfassen einen Frontscheinwerfer 7, eine Regenleuchte 8, eine Kurvenleuchte 9 und eine Eckenleuchte 10.
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Der Scheinwerfer 7 ist ziemlich nahe dem Seitenabschnitt des vorderen Abschnittes des Fahrzeugs angeordnet, während die Regenleuchte in einer Position angeordnet ist, die seitlich des Scheinwerfers 7 und vor dem Scheinwerfer 7 liegt. Die Kurvenleuchte 9 befindet sich unterhalb der Regenleuchte 8 und die Ecken- oder Kurvenleuchte 10 ist am Seitenflächenabschnitt des Fahrzeugs unterhalb des Frontscheinwerfers 7 angeordnet. Die Leuchten funktionieren wie folgt. Der Scheinwerfer 7 spielt bei der Verteilung des Lichts beim Abblendlicht oder Fernlicht die Hauptrolle. Die Regenleuchte 8 ist eine Kombinationsleuchte, da sie die Ecken der Straßen bei Regenwetter ausleuchtet. Die Kurvenleuchte 9 beleuchtet die Straßenränder, wenn das Fahrzeug bei niedrigen Geschwindigkeiten fährt. Die Eckenleuchte 10 beleuchtet die Straße bei einer Kreuzung.
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Wie weiter unten erläutert wird, wird die Lichtverteilung des Scheinwerfers beim vorliegenden Ausführungsbeispiel variabel gesteuert. Die restlichen Leuchten weisen jedoch feste Lichtverteilungen auf.
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3 zeigt schematisch die Beleuchtungsbereiche der Leuchten der Beleuchtungsvorrichtung in einer Ansicht von oben. Bereiche A7, A7 stellen die Beleuchtungsbereiche der rechten und linken Scheinwerfer 7 dar. Die Scheinwerfer 7 leuchten am weitesten bezüglich des Fahrzeugs nach vorne und weisen jeweils optische Achsen auf, die in horizontaler Richtung (vgl. die in 3 gezeigten Pfeilmarkierungen) um einen vorgegebenen Winkelbereich, beispielsweise einen Bereich von –5° (links) bis +5° (rechts) beweglich sind. Wie durch die gestrichelten Linien in 3 gezeigt ist, hat der Scheinwerfer 7 auf der rechten Seite eine optische Achse, die nach rechts beweglich ist; der Scheinwerfer 7 auf der linken Seite weist eine optische Achse auf, die nach links beweglich ist. Bevorzugt werden die optischen Achsen in Abhängigkeit von Änderungen des Steuerwinkels bewegt, die durch die Betätigung des Lenkrades erzeugt werden.
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Bereiche A8, A8 zeigen die Beleuchtungsbereiche der rechten und linken Regenleuchten 8 an, welche die Oberfläche der Straße ausleuchten, die sich näher am Fahrzeug befindet, als die Straßenoberfläche, die durch die Scheinwerfer 7 beleuchtet wird. Insbesondere leuchtet die Regenleuchte 8, die am vorderen linken Abschnitt des Fahrzeugs angebracht ist, eine weiße Linie ungefähr 20 m vor dem Fahrzeug auf der Fahrbahnseite aus, wenn das Straßenverkehrsgesetz bestimmt, daß die Fahrzeuge auf der linken Seite fahren. Die am vorderen rechten Abschnitt des Fahrzeugs angebrachte Regenleuchte beleuchtet eine Mittenlinie und eine auf der Straßenschulter gezogene weiße Linie, darf aber durch ihr Licht entgegenkommende Fahrzeuge nicht blenden.
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Bereiche A10, A10 stellen die Beleuchtungsbereiche der rechten und linken Eckleuchten 10 dar, die sich von der Richtung schräg vor dem Fahrzeug (eine Winkelrichtung von ungefähr 45° bezüglich der Fahrtrichtung des Fahrzeugs) zur Seite des Fahrzeugs (eine Winkelrichtung von ungefähr 90° bezüglich der Fahrtrichtung des Fahrzeugs) erstrecken.
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Bereiche A9, A9 zeigen die Beleuchtungsbereiche der rechten und linken Kurvenleuchten 9, welche die Bereiche abdecken, die sich zwischen den Flächen A8 und A10 befinden.
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Wenn alle Leuchten angeschaltet sind, wie in der 3 gezeigt ist, beleuchten sie einen weiten Bereich vor dem Fahrzeug.
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Als nächstes werden unter Bezugnahme auf die 4 bis 10 Beispiele des Leuchtenaufbaus beschrieben.
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4 zeigt einen Scheinwerfer 7 des Projektionstyps, der eine Projektionslinse 11, eine Blende 12 und einen Reflektionsspiegel 13 umfaßt. Der Scheinwerfer umfaßt außerdem eine Antriebsvorrichtung, um die Stellungen der Blende 12 und des Reflektionsspiegels 13 zu ändern. Entsprechend ist die Höhe (obere Grenzlage) des Lichtverteilungsmusters der Leuchte veränderbar und die optische Achse des Scheinwerfers ist in Richtung nach rechts und links beweglich.
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Die Blende 12 umfaßt einen zylindrischen Abschnitt 12a, der die Höhe (obere Grenzlage) des Lichtverteilungsmusters auf der Seite des Fahrzeugs selbst, und einen zylindrischen Abschnitt 12b, der die Höhe (obere Grenzlage) des Lichtverteilungsmusters auf Seiten eines entgegenkommenden Fahrzeugs bestimmt. Zwei Drehwellen 14, 14 (nur eine von ihnen ist gezeigt) sind an bezüglich der Mitten der beiden zylindrischen Abschnitte 12a, 12b exzentrischen Positionen angeordnet. Die beiden Drehwellen stehen seitlich von ihren jeweiligen zylindrischen Abschnitten vor und werden jeweils durch ihre entsprechenden Verstelleinrichtungen 15, 16 gedreht. Daher können die jeweiligen Höhen der beiden Zylinderabschnitte bestimmt werden. Wie in 14 gezeigt ist, wird das Lichtverteilungsmuster als umgekehrtes Bild der Blende 12 projiziert.
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Der Scheinwerfer 7 umfaßt außerdem eine Lichtquelle 17, die am Reflektionsspiegel 13 befestigt ist. Der Lichtaustrittsabschnitt der Lichtquelle 17 befindet sich auf der optischen Achse des Reflektionsspiegels 13 innerhalb eines ausgenommenen Abschnittes, der im Reflektionsspiegel 13 ausgebildet ist. Der Reflektionsspiegel 13 kann eine reflektierende Oberfläche, beispielsweise eine elliptisch-parabolisch reflektierende Oberfläche oder ein Rotationsellipsoid umfassen.
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Der Scheinwerfer 7 umfaßt außerdem eine Antriebsvorrichtung zum Antrieb des Reflektionsspiegels 13, bei der ein oberer Abschnitt des Reflektionsspiegels 3 über zwei parallele Glieder 18, 18 an einem Halteelement 19 angebracht sind. Der Reflektionsspiegel 13 ist in eine Richtung, die durch eine Pfeilmarkierung R (4) dargestellt ist, über ein L-förmiges Drehglied 21 drehbar. Das L-förmige Drehglied 21 erstreckt sich von einer am Halteelement 19 angebrachten Verstelleinrichtung 20 zum Umfangskantenabschnitt des Reflektionsspiegels 13. Die Antriebsvorrichtung verschiebt die optische Achse des Reflektionsspiegels 13 in Richtung nach rechts und links. Entsprechend kann die Beleuchtungsrichtung der Leuchte in eine gewünschte Richtung gedreht werden.
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Die 5 bis 10 zeigen Beispiele der Leuchten, die anders als der Scheinwerfer 7 ausgeführt sind. Die 5 bis 10 zeigen nämlich die Regenleuchte 8, die Kurvenleuchte 9 und die Eckernleuchte 10, die einen allgemeinen Aufbau aufweisen, wenn sie als Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug verwendet werden. Mit anderen Worten umfassen diese Leuchten eine Lichtscheibe, einen Reflektionsspiegel und eine Lichtquelle. Diese Leuchten weisen außerdem eine feste Lichtverteilung auf, im Gegensatz zur variablen Lichtverteilung des Scheinwerfers 7. Die Lichtverteilung kann durch eine zusammenwirkende optische Funktion einer Linsenstufe bewirkt werden, die in der Lichtscheibe und im Reflektionsspiegel angebracht ist; oder die Lichtscheibe kann als eine Einfachglas-Lichtscheibe ausgebildet sein; oder die Lichtscheibe kann aus einem nahezu ebenen Glas gefertigt sein und in der Lichtscheibe kann nur eine kleine Linsenstufe ausgebildet sein, während der Großteil der Lichtverteilung nur durch die Auslegung der Form des Reflektionsspiegels bestimmt wird.
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5 zeigt eine horizontale Schnittansicht einer Leuchte 22 (nicht der Scheinwerfer 7), die an der linken Seite des vorderen Fahrzeugabschnittes angeordnet ist. Die Leuchte 22, die eine Lichtscheibe 23, einen Reflektionsspiegel 24 und eine Lichtquelle 25 aufweist, ist durch eine senkrechte Fläche, welche die Hauptlichtachse K-K der Leuchte 22 enthält, in zwei Leuchtabschnitte 22a und 22b aufgeteilt. Der Leuchtabschnitt 22a umfaßt einen Linsenabschnitt 23a und einen Reflektionsabschnitt 24a. Diese beiden Abschnitte 23a, 24a wirken so zusammen, daß das von der Lichtquelle 25 ausgestrahlte Licht (Pfeilmarkierung G) in Richtung nach vorne und schräg links bezüglich der Fahrtrichtung des Fahrzeugs leuchtet. Der Leuchtabschnitt 22b umfaßt einen Linsenabschnitt 23b und einen Reflektionsabschnitt 24b. Diese beiden Abschnitte 23b, 24b wirken so zusammen, daß das von der Lichtquelle 25 (Pfeilmarkierung I) ausgestrahlte Licht in eine Richtung leuchtet, die im wesentlichen parallel zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs verläuft. Die Beleuchtungsrichtungen G, I der Leuchtabschnitte 22a, 22b hängt davon ab, wie die optischen Achsen der jeweiligen Reflektionsabschnitte 24a, 24b festgelegt sind. Die optische Achse des Reflektionsabschnittes 24a ist parallel zur Pfeilmarkierung G festgelegt, während die optische Achse des Reflektionsabschnittes 24b parallel zur Pfeilmarkierung I verläuft.
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6 zeigt ein Beispiel, bei dem die Reflektionsfläche des Reflektionsabschnittes 24b als Rotationsparaboloid ausgebildet ist und ihre Drehsymmetrieachse, d. h. die optische Achse L-L so definiert ist, daß sie sich entlang der Fahrtrichtung B des Fahrzeugs (vgl. 1b am Punkt P) erstreckt. Die Reflektionsfläche des Reflektionsabschnittes 24a ist als Drehparaboloid ausgebildet und ihre Drehsymmetrieachse, d. h. die optische Achse L'-L' ist um einen Winkel θ bezüglich der optischen Achse L-L geneigt (vgl. Ia am Punkt Q).
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Außerdem kann ein Reflektionsspiegel einen Teil aufweisen, der um eine vorgegebene Achse drehbar ist, um so die optische Achse in eine gewünschte Richtung zu drehen. Wie beispielsweise in 7 gezeigt ist, fällt die Drehmittenachse des Reflektionsabschnittes 24a mit einer senkrechten Achse zusammen, die durch den Lichtaustritts-Mittelpunkt LC der Lichtquelle 25 hindurchgeht und sich in eine Richtung erstreckt, die senkrecht zur Blattfläche der 7 verläuft. Wie in 8 gezeigt ist, fällt bei einem anderen Beispiel die Drehmittenachse des Reflektionsabschnittes 24a mit einer senkrechten Achse zusammen, die durch einen Punkt RC hindurchgeht, der hinter dem Lichtaustritts-Mittelpunkt LC der Lichtquelle 25 liegt. Bei beiden Beispielen bleibt der Reflektionsabschnitt 24b fest, während der Reflektionsabschnitt 24a eine verstellbare (oder einstellbare) Ausrichtung aufweist. Die Ausrichtung des Reflektionsabschnittes 24a wird durch ein Antriebsmittel, wie beispielsweise eine Verstelleinrichtung verändert, um dadurch das Licht in einer gewünschten Richtung zu strahlen.
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Übrigens kann sowohl bei der Regenleuchte, als auch bei der Kurvenleuchte 9 und der Eckernleuchte 10 und dem Scheinwerfer 7 eine Anordnung verwendet werden, welche die Lichtverteilung der Leuchte auf variable Weise steuern soll. Eine derartige Anordnung ist beispielsweise in den 9 und 10 gezeigt.
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Die 9 und 10 zeigen horizontale Schnittansichten einer Leuchte mit einen Leuchtenkörper 26 und einer Lichtscheibe 27 zum Abdecken der Öffnung des Leuchtenkörpers 26. Der Leuchtenkörper 26 und die Lichtscheibe 27 bestimmen einen Leuchtenraum, in dem ein fester Reflektionsspiegel 28 angeordnet ist. Innerhalb des festen Reflektionsspiegels 28 ist ein beweglicher Reflektionsspiegel 29 angeordnet. Der bewegliche Reflektionsspiegel 29 weist eine Drehmittenachse auf, die durch die Lichtaustrittsmitte einer Lichtquelle 30 hindurchgeht und sich senkrecht zur Blattfläche der 9 oder der 10 erstreckt. Der bewegliche Reflektionsspiegel 29 ist über ein Verbindungselement 32 mit einer Verstelleinrichtung 31 verbunden. Entsprechend kann sich die Verstelleinrichtung mit dem beweglichen Reflektionsspiegel 29 drehen, um verschiedene Arten der Lichtverteilungen zu erhalten. Wie in 9 gezeigt ist, erstrecken sich beispielsweise die optischen Achsen der Reflektionsfläche 28a des festen Reflektionsspiegels 28 und die Reflektionsfläche 29a des beweglichen Reflektionsspiegels 29 beide in Fahrtrichtung (Pfeilmarkierung B). Wie aber in 10 gezeigt ist, ist die optische Achse der Reflektionsfläche 29a in einer Richtung bestimmt, die bezüglich der Fahrtrichtung B geneigt ist, da der bewegliche Reflektionsspiegel 29 durch die Verstelleinrichtung 31 um einen gewünschten Winkel gedreht wurde.
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Zusätzlich kann ein Antriebsmittel zum Antrieb der optischen Elemente (wie beispielsweise einer inneren Lichtscheibe und einer Blende) innerhalb der Leuchte angeordnet sein, um die Lichtverteilung der Leuchte zu steuern. Derartige Techniken sind insofern praktisch, da sie die Funktionen einer Mehrzahl von Leuchten in einer einzigen Leuchte realisieren. Beispielsweise kann eine einzige Leuchte, die in der Lage ist, ihre Lichtverteilung zu steuern, die Funktionen einer Kurvenleuchte und einer Eckernleuchte erfüllen.
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Als nächstes wird die Beziehung zwischen den Steuerarten der Beleuchtung und den Beleuchtungszuständen der jeweiligen Leuchten beschrieben.
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Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Beleuchtungssteuerung in die folgenden Betriebsarten aufgeteilt:
- (i) Betriebsart für den Stadtbereich;
- (ii) Betriebsart für die Vorstädte; und
- (iii) Betriebsart für hohe Geschwindigkeiten.
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Die Betriebsart (i) für den Stadtbereich dient einem Betrieb bei relativ niedrigen Geschwindigkeiten, was es möglich macht, einen Straßenbenutzer, wie beispielsweise einen Fußgänger, zu erkennen. Die Betriebsart für den Stadtbereich (i) weist die folgenden Ziele auf:
- a) Beleuchtung vor dem Fahrzeug bis zu einen Bremsweg bei der Fahrgeschwindigkeit (genauer gesagt die Summe eines Reaktionsweges und eines Bremsweges, beispielsweise ungefähr 20 m bei 40 km/h).
- b) Möglichkeit der Bestätigung einer Linie für entgegenkommende Fahrzeuge und eines Bürgersteigs auf der eigenen Fahrzeugseite in ausreichendem Maße, wenn in einer zweispurigen Straße gefahren wird.
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Die Betriebsart (ii) für die Vorstädte ermöglicht es, ein Hindernis und den Straßenrand beim Fahren mit mittlerer Geschwindigkeit zu erhalten. Diese Betriebsart weist die folgenden Ziele auf:
- a) Beleuchtung vor das Fahrzeug bis zu einem Bremsabstand bei der Fahrtgeschwindigkeit (beispielsweise 75 m bei 80 km/h).
- b) Sicherstellen eines Beleuchtungsbereichs von vorgegebener Breite (ungefähr 6 m bis 10 m) mit dem eigenen Fahrzeug als Referenz in einer zweispurigen Straße.
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Die Betriebsart (iii) für hohe Geschwindigkeiten dient dem Betrieb des Fahrzeuges bei hohen Geschwindigkeiten von mehr als 80 km/h. Diese Betriebsart hat die folgenden Ziele:
- a) Das Erkennen von Objekten zu ermöglichen, die auf den Boden gefallen sind, und den Bereich vor dem Fahrzeug bis zu einem Abstand auszuleuchten, in dem einem heruntergefallenen Objekt ausgewichen werden kann (beispielsweise ungefähr 110 m).
- b) Ein Blenden bei einem vorausfahrenden Fahrzeug zu vermeiden (beispielsweise, wenn das Licht auf den Türspiegel des vorausfahrenden Fahrzeugs fällt).
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11 zeigt zwei Tabellen, welche die Steuerbeispiele der jeweiligen Leuchten erläutern. Die obere Tabelle zeigt die Beispiele der jeweiligen Betriebsarten und die Zustände der Leuchten hinsichtlich des Anschaltens des sogenannten Hilfslichts oder Abblendlichts (low beam), wenn das Fahrlicht angeschaltet ist. Die untere Tabelle zeigt die Beispiele der jeweiligen Betriebsarten und die Beispiele der Leuchten hinsichtlich des Anschaltens eines sogenannten Hauptlichts oder Aufblendlichts (high beam), wenn das Fahrlicht angeschaltet ist.
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In den Tabellen bezeichnet das Zeichen „O„ das Anschalten und das Zeichen „X„ bezeichnet das Ausschalten. Die Bezeichnungen „Lenkwinkel„ bezeichnet den Lenkwinkel eines Lenkrades (es ist nur eine linke Kurve oder eine rechte Kurve dargestellt). Der Begriff „Anschaltzeit„ bezeichnet die Anschaltzeit (Blinkzeit) eines Blinkers. Die Bezeichnung „Schlechtwetterzeit„ umfaßt eine Regenwetterzeit und eine Schneewetterzeit. Bei Übergängen zwischen den jeweiligen Betriebsarten unterscheiden sich die Schwellenwerte der Fahrzeuggeschwindigkeit beim Anstieg und beim Abfall der Geschwindigkeit. Beim Anstieg der Geschwindigkeit findet ein Übergang von der Betriebsart für den Stadtbereich zur Betriebsart für die Vorstädte bei einem Schwellenwert von 50 km/h statt. Ein Übergang von der Betriebsart für die Vorstädte zur Betriebsart für hohe Geschwindigkeiten findet bei einem Schwellenwert von 90 km/h statt. Andererseits findet ein Übergang von der Betriebsart für hohe Geschwindigkeiten zur Betriebsart für die Vorstädte bei einem Schwellenwert von 70 km/h statt. Ein Übergang von der Betriebsart für die Vorstädte zur Betriebsart für den Stadtbereich ist bei einem Schwellenwert von 30 km/h bestimmt.
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Die Schwellenwerte für den Steuerwinkel unterscheiden sich für einen sich erhöhenden und einen sich verringernden Winkel. Für den sich erhöhenden Lenkwinkel sind die Schwellenwerte bei 30°, 90° und 180° gesetzt. Bei sich verringerndem Steuerwinkel sind die Schwellenwerte bei 160°, 70° und 20° gesetzt.
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Daher sind beispielsweise in der Betriebsart für den Stadtbereich bei geradeausfahrendem Fahrzeug nur der Scheinwerfer 7 angeschaltet, während die optischen Achsen des rechten und linken Scheinwerfers 7 jeweils nach außen um einen Winkel von 5° geschwenkt und in diesem Zustand unabhängig vom Lenkwinkel gehalten sind. Wie in der 3 gezeigt ist, beleuchten die Scheinwerfer 7 die Flächen A7 und A7, die durch die gestrichelten Linien dargestellt sind. Mit anderen Worten wird die Lichtachse des rechten Scheinwerfers um einen Winkel von 5° nach rechts bewegt und in diesem Zustand gehalten, während die Lichtachse des linken Scheinwerfers um einen Winkel von 5° nach rechts bewegt wird und in diesen Zustand gehalten wird. Auf diese Weise weisen die Scheinwerfer einen weiten Beleuchtungsbereich auf.
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Wenn außerdem in der Betriebsart für den Stadtbereich der Lenkwinkel einen Winkel von 30° bei einer Links- oder Rechtskurve erreicht, dann wird die Regenleuchte 8 angeschaltet. Wenn der Lenkwinkel bis zu einem Winkel von 90° weiter ansteigt, dann wird die Kurvenleuchte 9 angeschaltet. Wenn der Lenkwinkel einen Winkel von 180° erreicht, dann wird die Eckernleuchte 10 angeschaltet und in diesem Zustand sind sämtliche Leuchten angeschaltet. Wenn in der Folge das Lenkrad zurückgedreht wird und der Lenkwinkel unterhalb eines Winkels von 160° sinkt, dann wird die Eckernleuchte 10 ausgeschaltet. Wenn der Lenkwinkel unterhalb eines Winkels von 70° sinkt, dann wird die Kurvenleuchte 9 ausgeschaltet. Wenn der Lenkwinkel unterhalb eines Winkels von 20° sinkt, dann wird die Regenleuchte 8 ausgeschaltet. Auf diese Weise werden bei einer Erhöhung des Lenkwinkels die jeweiligen Leuchten eine nach der anderen angeschaltet, um den Beleuchtungsbereich der Beleuchtungsvorrichtung zu vergrößern. Auf diese Weise ist es möglich, die Beleuchtung und den Beleuchtungsbereich auf ausreichende Weise zu gewährleisten, um bei stark befahrenen Orten Sicherheit zu geben.
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Wenn in der Betriebsart für die Vorstädte das Fahrzeug geradeaus fährt, sind nur der Scheinwerfer 7 angeschaltet und seine optische Achse wird in Abhängigkeit vom Lenkwinkel bewegt. Wenn beispielsweise der Lenkwinkel allmählich von einem Winkel von 0° (Geradeaus-Stellung) zu einem Winkel von 30° ansteigt, ändert sich die Richtung der optischen Achse des Scheinwerfers durchgängig von einem Winkel von 0° bis zu einem Winkel von 5° (Absolutwert). Vorzugsweise ist im Lenkwinkelbereich von 0° bis 7° ein unempfindlicher Bereich vorgesehen, bei dem sich die Richtung der optischen Achse des Scheinwerfers nicht ändert. Der unempfindliche Bereich verhindert also, daß sich die Lichtverteilung bei kleinen Änderungen des Lenkwinkels unnötig ändert, wie es beispielsweise aus einem Spiel im Steuerrad resultiert.
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Wenn das Fahrzeug in der Betriebsart für die Vorstädte nach links oder nach rechts gelenkt wird und der Lenkwinkel einen Winkel von 30° erreicht, dann wird die Regenleuchte 8 angeschaltet. Wenn der Lenkwinkel weiter bis zu einem Winkel von 90° ansteigt, dann wird die Kurvenleuchte 9 angeschaltet. Wenn jedoch der Lenkwinkel einen Winkel von 180° erreicht, bleibt die Eckernleuchte 10 ausgeschaltet. Wenn jedoch das Lenkrad zurückgedreht wird und so der Lenkwinkel unter einem Winkel von 70° sinkt, dann wird die Kurvenleuchte 9 ausgeschaltet. Wenn der Lenkwinkel unterhalb eines Winkels von 20° sinkt, dann wird die Regenleuchte 8 ausgeschaltet.
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Bei der Betriebsart für die hohen Geschwindigkeiten ist nur der Scheinwerfer 7 angeschaltet, wenn das Fahrzeug geradeaus fährt und die optische Achse des Scheinwerfers wird in Abhängigkeit vom Lenkwinkel bewegt. Wenn beispielsweise der Lenkwinkel allmählich von einem Winkel von 0° (Geradeausfahrt) auf einen Winkel von 30° steigt, dann ändert sich die Richtung der optischen Achse des Scheinwerfers durchgängig von einem Winkel von 0° bis auf einen Winkel von 5° (Absolutwert). Vorzugsweise ist im Lenkwinkelbereich von 0° bis 5° ein unempfindlicher Bereich vorgesehen, bei dem sich die Richtung der optischen Achse des Scheinwerfers nicht ändert. So verhindert der unempfindliche Bereich, daß sich die Lichtverteilung bei kleineren Änderungen des Lenkwinkels unnötig ändert, wie sie beispielsweise aufgrund eines Spiels in der Lenkvorrichtung auftreten können.
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Der unempfindliche Bereich bezüglich des Lenkwinkels in der Betriebsart für die Vorstädte und für die hohe Geschwindigkeit ist aus den folgenden Gründen vorgesehen. Zunächst umfaßt ein Fahrzustand, bei dem sich der Lenkwinkel beispielsweise eine Fahrt in leichten Schlangenlinien, wie sie bei einer Fahrt auf einem Fahrstreifen oder bei einem Umfahren eines kleinen Hindernisses auf der Straße auftreten. Bei solch kleinen Änderungen des Lenkwinkels besteht nur eine geringe Wahrscheinlichkeit, daß das Fahrzeug seine Fahrspur ändert oder in eine andere Straße abbiegt. Daher besteht in diesen Fällen kein Bedarf, die Richtung der optischen Achse des Scheinwerfers in Abhängigkeit von den kleinen Änderungen des Lenkwinkels zu ändern. Vielmehr müssen die nachteiligen Effekte vermieden werden, die durch die übermäßige Richtungsänderung der optischen Achse des Scheinwerfers verursacht werden.
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Während der Betriebsart für die hohen Geschwindigkeiten wird die Regenleuchte 8 angeschaltet, wenn der Lenkwinkel einen Winkel von 30° erreicht. Aber selbst wenn der Lenkwinkel einen Winkel von 90° überschreitet, bleiben die Kurvenleuchte 9 und die Eckernleuchte 10 ausgeschaltet.
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12 zeigt ein Verteilungsmuster 33 bei der Betriebsart für den Stadtbereich und bei der Betriebsart für die Vorstädte, wobei das Hilfslicht bzw. Abblendlicht hinsichtlich des Scheinwerfers 7 angeschaltet ist. In 12 stellt die Linie H-H eine horizontale Linie und die Linie V-V eine vertikale Linie dar.
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Wie in 12 gezeigt ist, befindet sich eine Schnittlinie (oder eine Abschnittslinie) CLa auf der Seite der Fahrspur für die entgegenkommenden Fahrzeuge (links von der Linie V-V) etwas unterhalb (in Winkeln ausgedrückt um einen Winkel von –0,5°) der horizontalen Linie H-H. Außerdem ist eine Schnittlinie (oder Abschnittslinie) CLb auf der Seite der Fahrspur des eigenen Fahrzeugs (rechts von der Linie V-V) so angeordnet, daß sie sich im wesentlichen entlang der horizontalen Linie H-H erstreckt.
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13 zeigt ein Lichtverteilungsschema 34 in der Betriebsart für hohe Geschwindigkeiten bei angeschaltetem Abblendlicht. In 13 sind die Linien H-H und V-V ähnlich den zuvor beschriebenen Linien. Da die linksseitige Schnittlinie CLa angehoben wird, erstreckt sie sich im wesentlichen entlang der horizontalen Linie H-H. Daher ermöglicht das Lichtverteilungsmuster 34 es dem Fahrer, auf der Fahrspur der entgegenkommenden Fahrzeuge weiter zu blicken.
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14 zeigt schematisch ein Lichtverteilungsmuster 35 des Scheinwerfers 7 bei angeschaltetem Abblendlicht. In diesem Fall ist das Lichtverteilungsmuster 33, wie es in 12 gezeigt ist, als ganzes um einen Betrag angehoben, der einem gegebenen Höhenanstieg entspricht (in Winkeln ausgedrückt, einem Betrag entsprechend einem Winkel von 1,5°).
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In schlechten Wetter werden die beiden Regenleuchten 8, die jeweils links und rechts im Vorderabschnitt des Fahrzeugs angeordnet sind, angeschaltet und wenn der Blinker angeschaltet wird, wird die Eckenleuchte 10 in allen Betriebsarten außer der Betriebsart für die hohen Geschwindigkeiten angeschaltet.
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Das Steuersystem zur Steuerung der Schaltvorgänge der jeweiligen, oben beschriebenen Betriebsarten kann ein von Hand (manuell) betätigtes System, ein automatisches System oder ein kombiniertes System sein, das aus einer Kombination des von Hand betätigten und des automatischen Systems besteht.
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Bei einem von Hand betätigten System führt der Fahrer die Umschaltung der Betriebsarten in Abhängigkeiten von seiner Einschätzung der Betriebszustände mittels eines Dreifach-Wahlschalters aus. Bei diesem System ist die Einschätzung der Fahrbedingungen allein dem Fahrer überlassen. Empfohlene Betriebsarten in Abhängigkeit von den Geschwindigkeiten und den Fahrzeugumgebungen des Fahrzeugs können angezeigt werden, um dem Fahrer bei der Auswahl der Betriebsart zu helfen.
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Beim automatischen System werden die Betriebsarten in der in 11 gezeigten Weise umgeschaltet, d. h. in Übereinstimmung mit einem erfaßten Signal der Fahrzeuggeschwindigkeit, wie es durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor ausgegeben wird.
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Zusätzlich zur Verwendung eines von Hand betätigten Schalters kann die Regenleuchte über die Betätigung eines Schalters für den Scheibenwischer an- oder ausgeschaltet werden.
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Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel, unter Bezugnahme auf den in der 1 gezeigten Aufbau, entspricht das Fahrtrichtungserfassungsmittel 3 einem Lenksensor (ein Sensor, der eine Betätigungsrichtung und einen Winkel in Verbindung mit der Betätigung des Lenkrades durch einen Fahrer erfaßt) und das Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungsmittel 4 entspricht einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor. Das Leuchtsteuermittel 5 kann auf einfache Weise durch eine ECU (elektronische Steuereinheit; electronic control unit) realisiert werden, das in einer CPU (central processing unit) eingebaut ist.
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Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Steuerung des Anschaltens und der optischen Achse des Scheinwerfers bei der Geradeausfahrt des Fahrzeugs so ausgelegt, daß sie sich in Abhängigkeit von den jeweiligen Betriebsarten ändert. Die technische Lehre ist jedoch nicht auf diese Ausführung beschränkt. Beispielsweise kann die Steuerung des Anschaltens und der optischen Achse des Scheinwerfers unabhängig von den Betriebsarten gemeinsam stattfinden. Bei einem weiteren Beispiel kann die Steuerung des Anschaltens und der optischen Achse des Scheinwerfers bei angeschaltetem Abblendlicht und bei angeschaltetem Fahrtlicht auf unterschiedliche Weise bestimmt sein.
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Die Größe des bezüglich des Lenkwinkels unempfindlichen Bereichs (ein Winkelbereich, der bezüglich des Lenkmittelpunkts, d. h. einem Lenkwinkel von 0° als Referenz, gemessen wird) ist so festgesetzt, daß sie sich in Abhängigkeit von den Betriebsarten ändert. Aber die technische Lehre ist nicht auf diese Ausführung beschränkt. Insbesondere kann sich die Größe des unempfindlichen Bereichs in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit ändern.
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Es kann von Vorteil sein, die Größe des unempfindlichen Bereichs in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit zu ändern. Wenn beispielsweise die Bewegung der optischen Achse in echter Abhängigkeit vom Lenkwinkel (ohne einen unempfindlichen Bereich oder einem unempfindlichen Bereich von konstanter Größe) gesteuert wird und die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, dann kann der Fahrer übermäßig empfindlich bezüglich der Steuerung der optischen Achse reagieren. Wenn andererseits die Fahrzeuggeschwindigkeit groß ist, ist die Empfindlichkeit des Fahrers gegenüber einer Steuerung der optischen Achse wesentlich geringer. Diese Verschiebung der Empfindlichkeit des Fahrers ergibt sich insbesondere daraus, daß beim Fahren mit niedrigen Geschwindigkeiten die Lenkkorrekturen des Fahrers im allgemeinen groß ausfallen. Wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht, werden diese Lenkkorrekturen kleiner.
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Der unempfindliche Bereich kann sich in Abhängigkeit von Fahrzeuggeschwindigkeiten auf die folgenden Weisen ändern:
- a) Die Breite des unempfindlichen Bereichs kann sich stufenförmig in Abhängigkeit von den Fahrzeuggeschwindigkeiten ändern;
- b) Die Breite des unempfindlichen Bereichs kann sich kontinuierlich in Abhängigkeit von den Fahrzeuggeschwindigkeiten ändern; und
- c) Die Breite des unempfindlichen Bereichs kann sich gemäß einer Kombination der beiden obigen Möglichkeiten ändern.
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Dazu wird zunächst das folgende beispielhafte Szenarium für die stufenförmige Technik (Punkt (a)) betrachtet. Wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht, beträgt die Breite (der Winkelbereich) des unempfindlichen Bereichs 9° bevor die Fahrzeuggeschwindigkeit 50 km/h erreicht, sinkt auf 7° ab, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit 50 km/h überschreitet, und sinkt weiter auf 5° ab, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit 90 km/h erreicht. Wenn sich andererseits die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert, erhöht sich die Breite des unempfindlichen Bereichs auf 7°, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter 70 km/h sinkt und verbreitert sich weiter auf 9°, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter 30°km/h sinkt. Da verschiedene Schwellenwerte für die Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem Anstieg und bei einer Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit festgesetzt sind, wodurch eine Hysterese bei der Leuchte (Scheinwerfer) erzeugt wird, wird die Empfindlichkeit des Scheinwerfers bezüglich der Steuerung der Beleuchtungsrichtung in Abhängigkeit vom Lenkwinkel bei großen Fahrzeuggeschwindigkeiten erhöht und bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten verringert. Auf diese Weise harmonisiert die Leuchtsteuerung mit dem Gefühl des Fahrers.
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Wenn zudem die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich einem oder kleiner als ein bestimmter Schwellenwert ist, kann es vorteilhaft sein, die Verbindung zwischen dem Lenkvorgang und der Beleuchtungsrichtung der Leuchte zu beenden (oder auszusetzen), wodurch verhindert wird, daß der Leuchtzustand des Scheinwerfers in Abhängigkeit von der Betätigung des Lenkrades gesteuert wird.
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Als nächstes wird im folgenden beispielhaften Szenario die kontinuierliche Technik (Punkt (b)) erläutert. Die Breite des unempfindlichen Bereichs kann sich entlang einer vorgegebenen Steuerlinie (eine gerade oder gekrümmte Linie, die in einem Graph dargestellt wird, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit auf der horizontalen Achse und die Breite des unempfindlichen Bereichs auf der vertikalen Achse dargestellt ist) in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit ändern. So weist der unempfindliche Bereich eine Breite von 9° auf, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit 0 km/h beträgt. Wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht, wird die Breite des unempfindlichen Bereichs allmählich kleiner. Die Breite des unempfindlichen Bereichs sinkt auf ungefähr 5° ab, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit ungefähr 90 km/h erreicht.
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Im folgenden beispielhaften Szenario wird die kombinierte Technik (Punkt (c)) betrachtet. Der Bereich der Fahrzeuggeschwindigkeit ist in eine Mehrzahl von Blöcken eingeteilt. In einem bestimmten Block wird die stufenförmige Technik (Punkt (a)) verwendet, während die kontinuierliche Technik (Punkt (b)) in einem anderen Block verwendet wird. Alternativ kann für jeden der Blöcke der Vorrang der beiden Techniken (Punkt (a) und Punkt (b)) zuvor angegeben worden sein.
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Übrigens kann anstelle der Änderung der Breite des unempfindlichen Bereichs in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit der Winkel (insbesondere die Beleuchtungsrichtung und der Leuchtwinkel) des Lichtstrahls bezüglich des Lenkwinkels in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert werden. Diese Art der Steuerung löst das Problem der Steuerempfindlichkeit, wie es durch die Fahrzeuggeschwindigkeit verursacht wird. Dadurch wird eine Leuchtsteuerung erreicht, die mit dem Gefühl des Fahrers übereinstimmt. Man betrachte beispielsweise einen Graph, bei dem der Lenkwinkel auf der horizontalen Achse und der Steuerwinkel des Lichtstrahls auf der vertikalen Achse dargestellt sind. Der Gradient einer Steuerlinie, welche die Beziehung zwischen dem Lenkwinkel und der Steuerung des Winkels des Lichtstrahls angibt, kann sich in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit ändern. Insbesondere kann sich der Gradient der Steuerlinie mit der Fahrzeuggeschwindigkeit erhöhen. Beispielsweise kann der Steuerwinkel des Lichtstrahls in Abhängigkeit vom Lenkwinkel durch eine Mehrzahl von geraden Linien bestimmt sein, die jeweils den Fahrzeuggeschwindigkeiten oder Bereichen der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechen. Da die Gradienten der geraden Linien ansteigen, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht, erhöht sich die Steuerempfindlichkeit der Leuchte, wenn sich die Geschwindigkeit des Fahrzeugs erhöht. Es ist klar, daß diese Technik unabhängig von oder in Kombination mit einer der oben beschriebenen Steuertechniken für die Weite des unempfindlichen Bereichs verwendet werden kann, um weiter verbesserte Wirkungen zu erzielen.
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Die technische Lehre hat die folgenden Wirkungen. Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der Erfindungen wird eine korrekte Steuerung der Lichtverteilung für die verschiedenen Fahrzustände des Fahrzeugs ständig erreicht, da die Kombinationen der Beleuchtungsbereiche, wie sie durch eine Mehrzahl von Leuchten gegeben sind, sich in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung (oder dem Lenkwinkel eines Fahrzeugs) und der Fahrzeuggeschwindigkeit ändern, um die Beleuchtungsrichtung und den Beleuchtungsbereich der Leuchten zu steuern.
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Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der technischen Lehre ist es möglich, einen Beleuchtungsbereich zu gewährleisten, welcher der Fahrgeschwindigkeit der Fahrzeuge entspricht und sich dem Gesichtsfeld des Fahrers anpaßt, indem die Anzahl der anzuschaltenden Leuchten bei einer Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit verringert wird, wodurch die Lichtverteilung der Beleuchtungsvorrichtung so gesteuert wird, daß der Beleuchtungsbereich der Beleuchtungsvorrichtung sich verengt.
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Gemäß einem dritten Gesichtspunkt der technischen Lehre werden nur diejenigen Leuchten angeschaltet, die in Fahrtrichtung des Fahrzeugs leuchten, wenn das Fahrzeug geradeaus fährt. Wenn sich die Fahrtrichtung (oder der Lenkwinkel) des Fahrzeugs ändert, werden zusätzliche Leuchten nacheinander angeschaltet, so daß die Änderung zunimmt und die Beleuchtungsvorrichtung weiter in eine Richtung leuchtet, in der sich das Fahrzeug bewegt. Entsprechend erweitert die Beleuchtungsvorrichtung den Beleuchtungsbereich allmählich. Wenn folglich das Fahrzeug bei einer Kreuzung nach rechts oder links abbiegt oder wenn das Fahrzeug in einer kurvigen Straße fährt, ist ein ausreichender Beleuchtungsbereich gewährleistet.
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Gemäß einem vierten Gesichtspunkt der technischen Lehre wird der Sichtbereich vor dem Fahrzeug, wie ihn die Beleuchtungsvorrichtung erzeugt, bei schlechten Wetter verbessert, indem die Leuchten angeschaltet werden, die hauptsächlich eine weiße Linie auf der Straße oder der Straßenschulter beleuchten.
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Gemäß einem fünften Gesichtspunkt der technischen Lehre ist der Beleuchtungsbereich der Beleuchtungsvorrichtung vor dem Fahrzeug und auf der Seite des Fahrzeugs in eine Mehrzahl von Blöcken aufgeteilt und die bezüglich der Beleuchtungsrichtung unterschiedlichen Leuchten können jeweils ihre Blicke einzeln ausleuchten und so den gesamten Beleuchtungsbereich der Beleuchtungsvorrichtung bilden. Aufgrund dessen können die Leuchten bezüglich ihrer Lichtverteilung einzeln ausgebildet sein, was die Konstruktion der Leuchten vereinfacht. Außerdem ist es aufgrund dieses Merkmals unnötig, die Leuchten so auszubilden, daß sie variable Steuerfunktionen für die Lichtverteilung vorsehen. Daher ist der Aufbau der Leuchten vereinfacht, was die Anzahl der Teile verringert und die Herstellkosten der Beleuchtungsvorrichtung senkt.
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Gemäß einem sechsten Gesichtspunkt der technischen Lehre ist eine Mehrzahl von Leuchten auf einfache Weise zusammengesetzt, um einen ausreichend weiten Bereich auszuleuchten, der sich von einer Richtung vor dem Fahrzeug bis zur Seite des Fahrzeugs erstreckt. Die Mehrzahl der Leuchten umfaßt (1) eine Hauptleuchte zum Leuchten in Fahrtrichtung des Fahrzeugs, (2) eine Nebenleuchte zum Ausleuchten hauptsächlich einer weißen Linie auf der Straße oder der Straßenschulter, (3) eine seitwärts leuchtende Leuchte mit einem Beleuchtungsbereich, der sich von schräg vorne bezüglich des Fahrzeugs bis schräg zur Seite des Fahrzeugs erstreckt und (4) eine Hilfsleuchte, die einen Beleuchtungsbereich aufweist, der zwischen dem Beleuchtungsbereich der Nebenleuchte und dem Beleuchtungsbereich der seitlich leuchtenden Leuchte liegt.
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Gemäß einem siebten Gesichtspunkt der technischen Lehre werden die Leuchten angeschaltet (und ausgeschaltet) indem die Lichtmenge in Abhängigkeit von Änderungen in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs (oder im Lenkwinkel des Fahrzeugs) allmählich zunimmt (und abnimmt). Auf diese Weise ändert sich die Lichtmenge nicht plötzlich aufgrund eines plötzlichen Anschaltens oder Ausschaltens der Leuchte, wodurch nachteilige Wirkungen auf den Fahrer eines entgegenkommenden Fahrzeugs oder auf einen Fußgänger verringert werden.
