Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug sowie ein entsprechendes Kraftfahrzeug.

Aus dem Stand der Technik sind Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge bekannt, die unter bestimmten Bedingungen ein Abblendlicht mit reduzierter Reichweite (sog. Stadtlicht) erzeugen. Üblicherweise wird das Stadtlicht dann eingeschaltet, wenn das Kraftfahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit innerhalb einer geschlossenen Ortschaft fährt.

Herkömmlicherweise wird das Stadtlicht dadurch aktiviert, dass das Abblendlicht, das mit einer oder mehreren Leuchteinrichtungen des Scheinwerfers erzeugt wird, gedimmt wird. Dies führt zwar zu einer geringeren Reichweite des Abblendlichts, hat jedoch den Nachteil, dass das Vorfeld unmittelbar vor der Front des Kraftfahrzeugs auch weniger stark ausgeleuchtet wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug mit einer verbesserten, dynamisch anpassbaren Abblendlichtfunktion zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch den Scheinwerfer gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Der erfindungsgemäße Scheinwerfer ist für ein Kraftfahrzeug vorgesehen. Das Kraftfahrzeug kann z.B. ein PKW und ggf. auch ein LKW sein. Sofern im Folgenden und insbesondere in den Patentansprüchen Wechselwirkungen zwischen dem Scheinwerfer und Komponenten des Kraftfahrzeugs beschrieben werden, so ist dies immer dahingehend zu verstehen, dass die Wechselwirkung bei Anordnung bzw. Einbau des Scheinwerfers in dem Kraftfahrzeug auftritt. Die Komponenten des Scheinwerfers, die eine entsprechende Wechselwirkung mit dem Kraftfahrzeug bzw. Bauteilen des Kraftfahrzeugs haben, sind somit derart ausgestaltet, dass die Wechselwirkung bei Anordnung bzw. Einbau des Scheinwerfers im Kraftfahrzeug hervorgerufen wird.

Der erfindungsgemäße Scheinwerfer umfasst eine erste Leuchteinrichtung und eine zweite Leuchteinrichtung, welche zur Generierung eines Abblendlichts vorgesehen sind. Der Scheinwerfer ist somit ein Frontscheinwerfer des Kraftfahrzeugs, da das Abblendlicht in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug generiert wird. Die erste Leuchteinrichtung des erfindungsgemäßen Scheinwerfers erzeugt im angeschalteten Zustand eine erste Lichtverteilung am Boden vor dem Kraftfahrzeug. Analog generiert die zweite Leuchteinrichtung im angeschalteten Zustand eine zweite Lichtverteilung am Boden vor dem Kraftfahrzeug.

Der erfindungsgemäße Scheinwerfer ist derart ausgestaltet, dass die erste Leuchteinrichtung bei aktiviertem Abblendlicht permanent im angeschalteten Zustand ist, wohingegen die zweite Leuchteinrichtung bei aktiviertem Abblendlicht und bei Erfüllung einer vorbestimmten Bedingung im ausgeschalteten Zustand ist und ansonsten (d.h. bei aktiviertem Abblendlicht und Nicht-Erfüllung der vorbestimmten Bedingung) im abgeschalteten Zustand ist. Dabei wird die zweite Leuchteinrichtung aus dem ausgeschalteten Zustand immer dann in den angeschalteten Zustand geschaltet, wenn die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs größer oder größer gleich eine vorgegebene Geschwindigkeitsschwelle wird. Durch den Begriff "immer dann" wird zum Ausdruck gebracht, dass die Bedingung, dass die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs größer bzw. größer gleich die vorgegebene Geschwindigkeitsschwelle wird, eine hinreichende Bedingung für das Anschalten einer zuvor abgeschalteten zweiten Leuchteinrichtung ist.

Für das oben beschriebene Anschalten bzw. Abschalten der ersten und zweiten Leuchteinrichtung ist dem Scheinwerfer ein entsprechendes Mittel und insbesondere eine Steuereinrichtung zugeordnet, welche diese Schaltvorgänge bewirkt. Das Mittel liest dabei die vom Kraftfahrzeug erfasste Geschwindigkeit aus, um das entsprechende Anschalten der zweiten Leuchteinrichtung bei Überschreiten der vorgegebenen Geschwindigkeitsschwelle zu bewirken. Erfindungswesentlich ist dabei, dass ein Abblendlicht mit reduzierter Helligkeit nicht durch ein Dimmen von Leuchteinrichtungen erreicht wird, sondern dadurch, dass eine von zwei Leuchteinrichtungen (die zweite Leuchteinrichtung) nicht angeschaltet wird. Die Helligkeit der Lichtverteilung der ersten Leuchteinrichtung kann somit bei einem Abblendlicht mit reduzierter Helligkeit unverändert bleiben, so dass weiterhin eine gute Ausleuchtung mit dem Abblendlicht gewährleistet ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die obige vorbestimmte Bedingung, bei der die zweite Leuchteinrichtung bei aktiviertem Abblendlicht im ausgeschalteten Zustand bleibt, dann erfüllt, wenn sich das Kraftfahrzeug in einer geschlossenen Ortschaft befindet und die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kleiner bzw. kleiner gleich die vorgegebene Geschwindigkeitsschwelle ist. Auf diese Weise kann mit dem erfindungsgemäßen Scheinwerfer ein sog. Stadtlicht realisiert werden, denn ein Abblendlicht mit reduzierter Helligkeit wird immer dann erzeugt, wenn das Kraftfahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit in einer geschlossenen Ortschaft fährt. Zur Realisierung dieser Ausführungsform werden durch den Scheinwerfer bzw. ein dem Scheinwerfer zugeordnetes Mittel Fahrzeugdaten ausgewertet, die neben der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs auch die Information beinhalten, ob sich das Kraftfahrzeug in einer geschlossenen Ortschaft befindet. Diese Information kann z.B. aus dem Navigationssystem des Kraftfahrzeugs gewonnen werden.

Je nach Ausgestaltung kann die obige vorgegebene Geschwindigkeitsschwelle verschieden festgelegt werden. Vorzugsweise liegt die Geschwindigkeitsschwelle zwischen 50 km/h und 70 km/h und besonders bevorzugt bei 60 km/h.

In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform ist die erste Leuchteinrichtung derart ausgestaltet, dass sie im angeschalteten Zustand die erste Lichtverteilung in einem ersten Bodenbereich unmittelbar anschließend an die Front des Kraftfahrzeugs generiert. Mit anderen Worten dient die erste Leuchteinrichtung zur Erzeugung einer Vorfeldbeleuchtung in unmittelbarer Nachbarschaft zur Front des Kraftfahrzeugs. Demgegenüber ist die zweite Leuchteinrichtung derart ausgestaltet, dass sie im angeschalteten Zustand die zweite Lichtverteilung in einem zweiten Bodenbereich generiert, der von der Front des Kraftfahrzeugs beabstandet ist, wobei die Reichweite der zweiten Lichtverteilung größer als die Reichweite der ersten Lichtverteilung ist. Die zweite Lichtverteilung repräsentiert somit einen Reichweitenanteil des Abblendlichts, der jedoch nur bei höheren Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs bzw. außerhalb von geschlossenen Ortschaften benötigt wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die erste Leuchteinrichtung eine oder mehrere Leuchteinheiten, die jeweils eine Mehrzahl von Lichtquellen, vorzugsweise LEDs, und eine Mehrzahl von Abbildungsoptiken, vorzugsweise Linsen, sowie eine lichtdurchlässige Zwischenlichtscheibe umfassen. Die Zwischenlichtscheibe ist vorzugsweise aus Kunststoff gebildet. Der Begriff "lichtdurchlässig" ist derart zu verstehen, dass die Zwischenlichtscheibe einen Transmissionsgrad von 90% oder mehr und insbesondere im Wesentlichen 100% für das Licht der Lichtquellen hat. Jeder Lichtquelle ist eine separate Abbildungsoptik zugeordnet, durch welche das Licht der jeweiligen Lichtquelle auf den Boden vor dem Kraftfahrzeug abgebildet wird, wobei das Licht der jeweiligen Lichtquelle nach Passieren der zugeordneten Abbildungsoptik durch die Zwischenlichtscheibe hindurchgeht.

Mit der soeben beschriebenen Ausführungsform kann ein ansprechendes Design der entsprechenden Leuchteinheiten ähnlich zu dem Design eines Tagfahrlichts erreicht werden. Vorzugsweise ist dabei die Zwischenlichtscheibe gegenüber der Ebene, die senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung verläuft, geneigt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bildet die Zwischenbildscheibe in Draufsicht auf den Scheinwerfer eine Kontur aus einem oder mehreren geraden und/oder geschwungenen Abschnitten. Beispielsweise kann die Kontur einen oder mehrere Balken und/oder geschwungene Linien und/oder eine L-Form und/oder eine U-Form und/oder beliebige andere Formen umfassen. Hierdurch wird ein besonders ansprechendes Erscheinungsbild für die Leuchteinheiten der ersten Leuchteinrichtung erreicht.

Für die zweite Leuchteinrichtung können an sich bekannte Module verwendet werden, die derzeit bereits zur Generierung des Abblendlichts genutzt werden. Vorzugsweise dienen solche Module auch zur Erzeugung des Fernlichts. In einer bevorzugten Variante enthält die zweite Leuchteinrichtung ein oder mehrere Projektionsmodule, die jeweils zumindest einen Teil der zweiten Lichtverteilung durch Projektion von im Projektionsmodul erzeugtem Licht generieren, und/oder ein oder mehrere Reflexionsmodule, die jeweils zumindest einen Teil der zweiten Lichtverteilung durch Reflexion von im Reflexionsmodul erzeugtem Licht generieren. Ein entsprechendes Projektionsmodul verfügt dabei über eine geeignete Projektionsoptik, wohingegen ein Reflexionsmodul einen oder mehrere Reflektoren, wie z.B. Freiformreflektoren, enthält. Ferner ist in einem Projektionsmodul bzw. Reflexionsmodul auch ein Leuchtmittel, beispielsweise in der Form von einer oder mehreren LEDs und/oder Laserdioden, vorgesehen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der erfindungsgemäße Scheinwerfer eine dritte Leuchteinrichtung, die im angeschalteten Zustand ein Tagfahrlicht erzeugt. Vorzugsweise enthält die dritte Leuchteinrichtung eine oder mehrere Leuchteinheiten, die jeweils eine an sich bekannte Dickwandoptik umfassen, in die entsprechendes Licht an deren Rückseite eingestrahlt wird, was zu einem Leuchten der Vorderseite der Dickwandoptik und hierdurch zur Erzeugung des Tagfahrlichts führt.

Neben dem oben beschriebenen Scheinwerfer betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, das einen oder mehrere der erfindungsgemäßen Scheinwerfer bzw. eine oder mehrere bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Scheinwerfers umfasst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts der Front eines Kraftfahrzeugs, in der zwei Scheinwerfer gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verbaut sind;

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie L-L der Fig. 1 , die den Aufbau einer zur ersten Leuchteinrichtung gehörigen Leuchteinheit schematisch zeigt; und

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung, welche die Erzeugung des Abblendlichts durch die Scheinwerfer aus Fig. 1 am Boden vor dem Kraftfahrzeug wiedergibt.

In der Darstellung der Fig. 1 ist ausschnittsweise die Front eines Kraftfahrzeugs mit einem mittig angeordneten Kühlergrill 1 sowie zwei äußeren Scheinwerfern 2 wiedergegeben. Ferner zeigt Fig. 1 ein kartesisches Koordinatensystem, in dem die x-Achse der Fahrzeuglängsrichtung entspricht, die y-Achse die Fahrzeugquerrichtung repräsentiert und die z-Achse die Höhenrichtung des Kraftfahrzeugs darstellt. Die beiden Scheinwerfer 2 sind identisch aufgebaut und umfassen im innenliegenden Bereich jeweils ein an sich bekanntes Projektionsmodul 4, mit dem in einem Betriebsmodus ein Teil des Abblendlichts generiert wird und mit dem in einem anderen Betriebsmodus das Fernlicht erzeugt wird. Das Projektionsmodul 4 umfasst eine Anzahl von Lichtquellen, die beispielsweise als LEDs realisiert sind, sowie eine Projektionsoptik, mit der aus dem Licht der Lichtquellen eine Lichtverteilung am Boden vor dem Kraftfahrzeug generiert wird, wie weiter unten noch näher erläutert wird. Das Projektionsmodul 4 stellt eine zweite Leuchteinrichtung im Sinne der Patentansprüche dar.

Neben dem Projektionsmodul 4 sind im jeweiligen Scheinwerfer zwei Leuchteinheiten 3 verbaut, die zusammen eine erste Leuchteinrichtung im Sinne der Patentansprüche bilden. Bei Aktivierung erscheinen die beiden Leuchteinheiten 3 als leuchtende Balken, die in Fig. 1 durch eine Schraffur angedeutet sind. Der genaue Aufbau der Leuchteinheiten 3 wird weiter unten anhand von Fig. 2 erläutert. Benachbart zu jeder Leuchteinheit 3 sind im jeweiligen Scheinwerfer zwei weitere Leuchteinheiten 5 vorgesehen, die in der Draufsicht der Fig. 1 als L-förmige Kontur ausgestaltet sind, die bei Aktivierung der jeweiligen Leuchteinheit leuchtet. Die Leuchteinheiten 5 enthalten an sich bekannte Dickwandoptiken, die im hier gezeigten Ausführungsbeispiel die L-förmige Kontur in der Draufsicht der Fig. 1 aufweisen. Diese Kontur bildet die Vorderseite eines lichtdurchlässigen Kunststoffbauteils, das die Dickwandoptik bildet und in x-Richtung eine Dicke von mehreren Zentimetern aufweist. In diese Dickwandoptik wird an deren Rückseite über ein geeignetes Leuchtmittel, wie z.B. eine oder mehrere LEDs oder einen Lichtleiter, Licht eingestrahlt, das dann an der Vorderseite der Dickwandoptik austritt und hierdurch die leuchtende L-förmige Kontur generiert.

Ein wesentliches Merkmal der hier beschriebenen Ausführungsform besteht darin, dass das Abblendlicht situativ nur mittels der Leuchteinheiten 3 oder durch die Kombination der Leuchteinheiten 3 mit dem Projektionsmodul 4 generiert wird. Dabei dienen die Leuchteinheiten 3 zur Erzeugung eines sog. Stadtlichts, d.h. eines Abblendlichts mit verminderter Helligkeit und Reichweite. Dieses Stadtlicht besteht aus einer sog. Vorfeldbeleuchtung am Boden unmittelbar vor der Front des Kraftfahrzeugs und stellt ein Abblendlicht mit reduzierter Reichweite dar, das immer dann eingeschaltet wird, wenn das Kraftfahrzeug mit einer Geschwindigkeit unterhalb einer Geschwindigkeitsschwelle in einer geschlossenen Ortschaft fährt, wobei die Geschwindigkeitsschwelle vorzugsweise bei 60 km/h liegt. Demgegenüber erzeugt das Projektionsmodul 4 eine Lichtverteilung am Boden vor dem Kraftfahrzeug, die von dessen Front beabstandet ist und eine größere Reichweite als das Stadtlicht hat. Die entsprechenden Lichtverteilungen, die durch die Leuchteinheiten 3 bzw. das Projektionsmodul 4 erzeugt werden, sind nochmals in Fig. 3 verdeutlicht. Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung aus der Blickrichtung des Fahrers des Kraftfahrzeugs, dessen Front in Fig. 1 gezeigt ist. Man erkennt dabei den Boden B vor dem Kraftfahrzeug in der Form einer geraden Straße. Ferner sind zwei Lichtverteilungen LV1 und LV2 dargestellt, die auf den Boden B durch die Scheinwerfer 2 aus Fig. 1 geworfen werden und zur Generierung des Abblendlichts AL dienen. Bei aktiviertem Abblendlicht werden auf jeden Fall immer die Leuchteinheiten 3 unabhängig von dem Ort des Kraftfahrzeugs und dessen Geschwindigkeit angeschaltet. Diese Leuchteinheiten erzeugen die Lichtverteilung LV1 , die unmittelbar anschließend an die Front des Kraftfahrzeugs auf den Boden geworfen wird und eine Vorfeldbeleuchtung im unmittelbaren Umfeld des Kraftfahrzeugs darstellt. Demgegenüber wird die Lichtverteilung LV2 durch die Projektionsmodule 4 der Scheinwerfer 2 erzeugt.

Die Lichtverteilung LV1 wird als Stadtlicht genutzt, d.h. ausschließlich diese Lichtverteilung wird dann generiert, wenn das Kraftfahrzeug innerhalb einer geschlossenen Ortschaft mit einer Geschwindigkeit v kleiner als die bereits oben genannte Geschwindigkeitsschwelle SW fährt. Dabei liest eine den Scheinwerfern 2 zugeordnete Steuereinrichtung zum einen die aktuelle Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und zum anderen die aus Navigationsdaten des Kraftfahrzeugs gewonnene Information ein, ob das Kraftfahrzeug innerorts oder außerorts fährt. Sollte festgestellt werden, dass das Kraftfahrzeug innerorts mit einer Geschwindigkeit kleiner als die Geschwindigkeitsschwelle SW fährt, wird nur die Lichtverteilung LV1 als Stadtlicht eingeschaltet. Sollte demgegenüber das Kraftfahrzeug zwar mit einer Geschwindigkeit v kleiner als der Schwellenwert SW fahren, sich jedoch außerhalb einer geschlossenen Ortschaft befinden, wird zusätzlich zur Lichtverteilung LV1 die Lichtverteilung LV2 durch Aktivierung der Projektionsmodule 4 der Scheinwerfer 2 generiert.

Die Lichtverteilung LV2 stellt den Reichweitenanteil des Abblendlichts AL dar, der außerhalb von geschlossenen Ortschaften wegen geringer Umgebungshelligkeit benötigt wird. Darüber hinaus wird der Reichweitenanteil gemäß der Lichtverteilung LV2 auch immer dann erzeugt, wenn die Geschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs größer gleich die Geschwindigkeitsschwelle SW ist, unabhängig davon, ob das Kraftfahrzeug innerorts oder außerorts fährt. Hierdurch wird eine ausreichende Ausleuchtung des Bodens bzw. der Straße vor dem Kraftfahrzeug bei höheren Geschwindigkeiten mittels des Abblendlichts AL sichergestellt. Sobald die Fahrzeuggeschwindigkeit wieder unter die Geschwindigkeitsschwelle SW fällt und das Kraftfahrzeug ferner innerorts fährt, werden die Projektionsmodule 4 wieder abgeschaltet werden, so dass das Abblendlicht AL wieder nur aus dem Stadtlicht in der Form der Lichtverteilung LV1 besteht.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie L-L der Fig. 1 , um den Aufbau einer entsprechenden Leuchteinheit 3 zur Generierung des Stadtlichts zu verdeutlichen. Die Leuchteinheit 3 umfasst eine Vielzahl von Lichtquellen 6 in der Form von LEDs, die im Betrieb Weißlicht abstrahlen und auf einer gemeinsamen Platine 8 angeordnet sind. Jeder LED 6 ist eine Abbildungsoptik 7 in der Form einer Linse zugeordnet, welche das Licht der zugehörigen LED auf den Boden vor dem Kraftfahrzeug abbildet. Das Licht, welches die Abbildungsoptiken 7 passiert hat, geht dabei durch eine lichtdurchlässige Zwischenlichtscheibe 9, welche die Form eines Balkens hat, der in Fig. 1 schraffiert dargestellt ist. Die Zwischenlichtscheibe 9 besteht aus Kunststoff und ist im Vergleich zu der Dickwandoptik, die für die Leuchteinheiten 5 des Tagfahrlichts verwendet wird, wesentlich dünner. Ihre Dicke liegt in einem Bereich von einigen Millimetern, insbesondere zwischen 2 mm und 3 mm.

In einer bevorzugten Variante sind auf der den Abbildungsoptiken 7 zugewandten Innenseite der Zwischenlichtscheibe 9 eine Vielzahl von Mikrooptiken vorgesehen, durch welche die Abbildung auf den Boden vor dem Kraftfahrzeug verbessert wird. Solche Mikrooptiken sind vorzugsweise auch auf der Innenseite der Dickwandoptik der jeweiligen Leuchteinheiten 5 vorgesehen.

Wie man aus Fig. 2 erkennt, ist die Zwischenlichtscheibe 9 in Bezug auf die Ebene, die senkrecht zu der Längsrichtung x des Kraftfahrzeugs verläuft, geneigt. Hierdurch wird ein ansprechendes Design der Leuchteinheiten 3 erreicht. Üblicherweise sind auch die Vorderseiten der Dickwandoptik der Leuchteinheiten 5 geneigt, so dass das Erscheinungsbild der Leuchteinheiten 3 und 5 ähnlich ist, was aus Designgründen wünschenswert ist.

Die im Vorangegangenen beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung weisen eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere wird auf einfache Weise eine dynamische Abblendlichtfunktion durch zwei Leuchteinrichtungen gewährleistet, wobei eine Ausleuchtung mit größerer Reichweite nur bei Bedarf durch Zuschalten einer der Leuchteinrichtungen bewirkt wird. Sobald diese größere Reichweite nicht mehr erforderlich ist, wird lediglich ein reduziertes Abblendlicht in der Form eines Stadtlichts durch eine der Leuchteinrichtungen generiert. Die Leuchteinrichtung, die das Stadtlicht erzeugt, bildet vorzugsweise eine Kontur in Draufsicht auf das Kraftfahrzeug, wodurch ein Erscheinungsbild ähnlich zu einem Tagfahrlicht erreicht werden kann. Vorzugsweise enthält diese Leuchteinrichtung ferner geneigte Zwischenlichtscheiben, wodurch ein Design ähnlich zu Dickwandoptiken erreicht wird, die häufig zur Erzeugung von Tagfahrlicht genutzt werden.

Bezugszeichenliste

Kühlergrill

Scheinwerfer erste Leuchteinrichtung, Leuchteinheit für Stadtlicht zweite Leuchteinrichtung, Projektionsmodul dritte Leuchteinrichtung, Leuchteinheit für Tagfahrlicht

LEDs

Abbildungsoptiken

Platine

Zwischenlichtscheibe

Raumrichtungen

Abblendlicht erste Lichtverteilung zur Vorfeldbeleuchtung im Abblendlicht zweite Lichtverteilung als Reichweitenanteil des Abblendlichts Boden vor dem Kraftfahrzeug

Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs

SW Geschwindigkeitsschwelle