DE4335286A1

DE4335286A1 - Projektionsscheinwerfer für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE4335286A1
Application number: DE4335286A
Authority: DE
Inventors: Ishikawa Masaaki
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1992-10-21
Filing date: 1993-10-15
Publication date: 1994-04-28
Anticipated expiration: 2013-10-16
Also published as: US5373424A; DE4335286C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Kraftfahrzeug-Projektionsscheinwer fer des Typs, bei dem ein von einem im wesentlichen elliptischen Re flektor reflektierter Lichtstrahl durch eine Projektionslinse in Vor wärtsrichtung des Fahrzeuges projiziert wird; insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Kraftfahrzeug-Projektionsscheinwerfer, bei de nen durch Neigen einer Blende wahlweise von einem Strahlvertei lungsmuster zu einem weiteren übergegangen werden kann.

Herkömmliche Scheinwerfer desselben allgemeinen Typs sind aus der Gebrauchsmusteranmeldung JP 63-41801-A und aus der JP 1-213901-A bekannt.

In Fig. 3 ist der herkömmliche Scheinwerfer gezeigt, der in der Ge brauchsmusteranmeldung JP 63-41801-A offenbart ist. Wie in Fig. 3 gezeigt, ist in einem ersten Brennpunkt F₁ eines im wesentlichen ellip tisch geformten Reflektors 2 eine Lichtquelle 3 angeordnet, während im zweiten Brennpunkt F₂ eine Blende 4 angeordnet ist. Vor der Blen de 4 befindet sich eine Projektionslinse 5. Um in dem so konstruierten Scheinwerfer ein Haupt-Strahlverteilungsmuster wahlweise zu verän dern, wird die Blende 4 um eine horizontale Trägerwelle 7 gedreht, um einen mehr oder weniger großen Anteil des zur Projektionslinse 5 ge richteten Lichtstrahls aufzufangen. Das Bezugszeichen 1 bezeichnet ei nen Scheinwerferkörper, während das Bezugszeichen 6 eine vordere Linse bezeichnet.

Der Scheinwerfer der obenerwähnten JP 1-213901-A verwendet eine Blendendrehanordnung, die sich von derjenigen der JP 63-41801-A unterscheidet, die Scheinwerfer haben jedoch das gleiche Konzept zur Grundlage, nämlich, daß für die Wahl des Haupt-Strahlverteilungsmu sters oder des Neben-Strahlverteilungsmusters die Blende gedreht wird.

Die oben beschriebenen herkömmlichen Scheinwerfer können lediglich zwischen zwei Mustern wählen - einem Haupt-Strahlverteilungsmuster (Fernlicht) und einem Neben-Strahlverteilungsmuster (Abblendlicht).

Mit anderen Worten, in derartigen Scheinwerfern ist es nicht möglich, ein Strahlverteilungsmuster wie etwa ein mittleres Strahlverteilungs muster zu wählen, das einem Zwischenzustand zwischen dem Haupt- und dem Neben-Strahlverteilungsmuster entspricht.

Da bei einer Autobahnfahrt die Geschwindigkeit des Fahrzeuges im allgemeinen höher ist, sorgt ein Strahlverteilungsmuster des Scheinwer fers, das gleich oder annähernd gleich dem Haupt-Strahlverteilungs muster ist, für eine bessere Sicht des Fahrers, es bewirkt jedoch bei Fahrern von entgegenkommenden Fahrzeugen ein stärkeres Blenden. Es wäre daher wünschenswert, daß ein mittleres Strahlverteilungsmu ster verwendet werden könnte, das kein Blenden verursacht, bis sich die beiden Fahrzeuge auf eine bestimmte Entfernung angenähert haben.

Wie oben erwähnt, können herkömmliche Scheinwerfer nur entweder das Haupt-Strahlverteilungsmuster oder das Neben-Strahlverteilungs muster wählen. Daher ist auf dem Markt der Bedarf an der Entwick lung eines Scheinwerfers entstanden, bei dem mehr als diese zwei Mu ster gewählt werden können.

Um diese Marktforderung zu befriedigen, ist in der Gebrauchsmuster anmeldung JP 3-81705-A ein Scheinwerfer vorgeschlagen worden, der in Fig. 2 gezeigt ist und in dem eine horizontale Trägerwelle 7 aus der Mittellinie 0 eines als Blende wirkenden röhrenförmigen Körpers 8 versetzt ist. Der röhrenförmige Körper 8 der Blende wird um die hori zontale Trägerwelle 7 gedreht. Wenn sich die Blende dreht, wird die Oberkante der Blende 8 vertikal bewegt, wobei die Grenzlinie des Lichtstrahlverteilungsmusters kontinuierlich verändert wird. Bei diesem Lösungsversuch bestehen jedoch noch immer Probleme, die im folgen den erläutert werden.

Die horizontale Trägerwelle 7, die das Drehzentrum der Blende 8 de finiert, stimmt nicht mit dem Schwerpunkt des röhrenförmigen Körpers 8 überein. Mit anderen Worten, das Zentrum der Blendendrehung stimmt nicht mit dem Schwerpunkt des röhrenförmigen Körpers über ein. Daher verändert sich die Last des als Antriebsquelle dienenden Motors entsprechend der Position des röhrenförmigen Körpers, wenn sich dieser dreht. Diese Lastveränderung wirkt einer gleichmäßigen Drehung der Blende, d. h. einer gleichmäßigen Änderung des Strahlver teilungsmusters entgegen.

Ferner wird eine vom Fahrzeugmotor verursachte Schwingung unver meidlich über die horizontale Trägerwelle 7 an den röhrenförmigen Körper 8 übertragen. Da in diesem Fall die den röhrenförmigen Körper tragende horizontale Trägerwelle 7 nicht mit dem Schwerpunkt dessel ben übereinstimmt, können einige Schwingungstypen Anlaß für ein ho hes auf die horizontale Trägerwelle 7 wirkendes Drehmoment sein.

Darüber hinaus bewirkt eine vertikale Bewegung des Blendenscheitel punktes auch eine Verschiebung des Blendenscheitelpunktes in Rich tung der optischen Achse L. Im Ergebnis wird der Blendenscheitel punkt aus der meridionalen Abbildungsfläche f verschoben. Die resul tierende Grenzlinie ist unscharf. In der Figur bezeichnet P₁ die Position des Blendenscheitelpunktes (wobei sich die zur Bildung der Grenzlinie im Verteilungsmuster beitragende Blende in der höchsten Position be findet), wenn die Blende 8 wie durch die durchgezogene Linie angege ben positioniert ist, während P₂ die Blendenscheitelpunktposition be zeichnet (wenn die Blende um einen vorgegebenen Winkel im Gegen uhrzeigersinn gedreht ist), wenn die Blende wie durch die Strickpunkt linie angegeben positioniert ist.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kraftfahr zeug-Projektionsscheinwerfer zu schaffen, der die Grenzlinie in verti kaler Richtung gleichmäßig und kontinuierlich verändern kann und da bei eine scharfe Grenzlinie aufrechterhält.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Kraftfahr zeug-Projektionsscheinwerfer, der die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.

Wenn die Blende um die horizontale Trägerwelle gedreht wird, wird die Position des Blendenscheitelpunktes in vertikaler Richtung geän dert, so daß sich das Verteilungsmuster (d. h. dessen scharfe Grenzli nie) in vertikaler Richtung verändert. Wegen der Verwendung von Ausgleichsgewichten werden jedoch der Schwerpunkt der Blende oder der Blenden mit dem Drehzentrum der Blende oder der Blenden in Übereinstimmung gebracht. Dadurch werden die auf die horizontale Trägerwelle wirkenden Lasten wie etwa ein Torsionsdrehmoment er heblich reduziert.

Die obenerwähnte Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ferner gelöst durch einen Kraftfahrzeug-Projektionsscheinwerfer, der die im Anspruch 9 angegebenen Merkmale aufweist.

In diesem erfindungsgemäßen Projektionsscheinwerfer ist wenigstens der Scheitelpunktbereich der Blende, der die scharfe Grenzlinie bildet, durch eine rohrförmige Fläche definiert, wobei die horizontale Träger welle aus der Mittellinie dieser röhrenförmigen Fläche versetzt ist.

In dem erfindungsgemäßen Projektionsscheinwerfer kann die Blende um die horizontale Trägerwelle vorwärts und rückwärts gedreht wer den. Daher kann die scharfe Grenzlinie kontinuierlich in vertikaler Richtung bewegt werden, indem die Höhe der Blende (Scheitelpunkt der Blende), die den Lichtstrahl zwischen dem Reflektor und der Pro jektionslinse auffängt, allmählich geändert wird. Da ferner das Dreh zentrum der Blende aus einer direkt unter dem Scheitelpunkt der Blen de befindlichen Position in Richtung zur Projektionslinse versetzt ist, bewegt sich der Blendenscheitelpunkt längs der meridionalen Abbil dungsfläche, wenn sich die Blende dreht, wodurch die Grenzlinie scharf bleibt.

Da die Blende aus einer zylindrischen Fläche gebildet ist, kann sie leicht hergestellt werden.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die sich auf bevorzugte Ausführungsfor men der vorliegenden Erfindung beziehen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Austuhrungs formen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, die der Erläuterung der inter nen Struktur eines Kraftfahrzeug-Projektionsscheinwerfers dient, der gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert ist;

Fig. 2 die bereits erwähnte Längsschnittansicht eines herkömmli chen Scheinwerfers;

Fig. 3 die ebenfalls bereits erwähnte Längsschnittansicht eines wei teren herkömmlichen Schweinwerfers;

Fig. 4 eine Längsschnittansicht, die die in dem Projektionsschein werfer von Fig. 1 verwendete Blende veranschaulicht;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht, die das von der Blende und dem Scheinwerfer gebildete Strahlverteilungsmuster veran schaulicht, wie es vom Fahrer gesehen wird;

Fig. 6 ein Diagramm, das der Erläuterung der Form der im Schein werfer verwendeten Blende dient;

Fig. 7 ein erläuterndes Diagramm, das die Änderung der scharfen Grenzlinien eines vom Projektionsscheinwerfer gebildeten Verteilungsmusters veranschaulicht;

Fig. 8 ein Blockschaltbild, das ein Steuersystem zur Steuerung der Antriebsgrößen von Motoren veranschaulicht;

Fig. 9 eine Längsschnittansicht eines Blendendrehmechanismus, der einen wesentlichen Bereich eines Projektionsscheinwerfers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Er findung bildet;

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht, die die interne Struktur eines Kraftfahrzeug-Projektionsscheinwerfers gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschau licht;

Fig. 11 eine Längsschnittansicht der internen Struktur des Projekti onsscheinwerfers von Fig. 10;

Fig. 12 eine Längsschnittansicht der im Projektionsscheinwerfer von Fig. 10 verwendeten Blende;

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eines von der Blende und dem Scheinwerfer von Fig. 10 gebildeten Strahlverteilungsmu sters, wie es vom Fahrer gesehen wird;

Fig. 14 ein Diagramm, das der Erläuterung der Verschiebung des Scheitelpunktes der im Scheinwerfer von Fig. 10 verwende ten Blende dient;

Fig. 15 ein Blockschaltbild eines Steuersystems für die Steuerung der Drehung der Blende; und

Fig. 16 eine Schnittansicht eines wesentlichen Bereichs einer Blende gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Er findung.

In den Fig. 1 und 4 bis 8 ist ein Kraftfahrzeug-Projektionsscheinwerfer gezeigt, der gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung konstruiert ist. Der Scheinwerfer ist entsprechend europäischer und US-Spezifikationen entworfen und bildet ein rechts seitiges Strahlverteilungsmuster. Fig. 1 ist eine perspektivische An sicht, die die interne Struktur eines Projektionsscheinwerfers gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt, Fig. 4 ist eine Längsschnittansicht der in dem Projektionsscheinwerfer von Fig. 1 verwendeten Blende, Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht eines von der Blende und dem Scheinwerfer gebildeten Strahlverteilungsmusters, wie es vom Fahrer gesehen wird, Fig. 6 ist ein Diagramm, das der Er läuterung der Form der im Scheinwerfer verwendeten Blende dient, Fig. 7 ist ein vom Projektionsscheinwerfer gebildetes erläuterndes Mu ster und Fig. 8 ist ein Blockschaltbild eines Steuersystems für die Steuerung von Antriebsgrößen von Motoren.

In diesen Figuren ist eine von einem (nicht gezeigten) Einstellmecha nismus unterstützte Projektionseinheit 10 in einem (ebenfalls nicht ge zeigten) Scheinwerfergehäuse angebracht. Die Projektionseinheit 10 kann durch den Einstellmechanismus um eine horizontale Welle und um eine (nicht gezeigte) vertikale Welle geneigt werden. Die Zielrich tung des von der Projektionseinheit 10 projizierten Lichtstrahls, d. h. die optische Achse L des Scheinwerfers kann durch den Einstellme chanismus sowohl nach hinten und nach vorne als auch nach links und nach rechts geneigt werden.

Die Projektionseinheit 10 enthält einen im wesentlichen elliptischen Reflektor 14, in den ein Entladungskolben 12 eingeschoben ist, sowie eine vor dem Reflektor 14 angeordnete Projektionslinse 16, wobei der Reflektor 14 und die Projektionslinse 16 fest miteinander verbunden sind und einen im wesentlichen einteiligen Aufbau bilden. Die Projekti onslinse 16 wird von einer (nicht gezeigten) Linsenhalterung gehalten, die am Reflektor 14 mittels Schrauben befestigt ist. An der Innenseite des Reflektors 14 ist eine elliptische Reflexionsfläche 15 mit einem er sten Brennpunkt F₁ und einem zweiten Brennpunkt F₂ gebildet.

Im ersten Brennpunkt F₁ des Reflektors ist der Leuchtfaden des Kol bens 12 angeordnet. Am Ort des Brennpunkts der Projektionslinse 16 und in der Nähe des zweiten Brennpunkts F₂ des Reflektors 14 ist eine Blende 20 angeordnet. Die Blende 20 fängt einen Teil der Lichtstrahlen auf, die vom Reflektor 14 reflektiert werden und zur Projektionslinse 16 verlaufen, wodurch für den Nebenstrahl eine scharfe Grenzlinie gebildet wird.

Das Licht vom Entladungskolben 12 wird von der reflektierenden Flä che 15 reflektiert, nach vorn geführt und von der Projektionslinse 16 zu im wesentlichen parallen Lichtstrahlen angeordnet.

Wie in den Fig. 1 und 4 gezeigt, enthält die Blende eine linke Blende und eine rechte Blende 22. Die rechte und die linke Blende sind von einander getrennt und erstrecken sich horizontal, wenn sie von einem im wesentlichen direkt unter der optischen Achse L befindlichen Punkt betrachtet werden. Die Blenden 21 und 22, die aus röhrenförmigen Elementen mit unterschiedlichen Durchmessern hergestellt sind, sind von einer horizontalen Trägerwelle 23 drehbar unterstützt.

Die horizontale Trägerwelle 23, die als Drehzentrum der Blenden 21 und 22 dient, ist in bezug auf die Schwerpunkte G₁ und G₂ der Blenden 21 und 22, die als röhrenförmige rotierende Elemente wirken, exzen trisch. Mit anderen Worten, die Blenden 21 und 22 sind in bezug auf die horizontale Trägerwelle 23 exzentrisch. Wenn die Blenden 21 und 22 gedreht werden, bewegen sich die scharfen Grenzlinien in Bereichen A₁ und A₂ bzw. B₁ und B₂ in vertikaler Richtung, wie in Fig. 7 gezeigt ist. Die Exzentritätsparameter der Blenden sind mit d₁ und d₂ bezeich net.

Die Bezugszeichen 25a bis 25d bezeichnen Kugellager. Die Blenden 21 und 22 sind von der horizontalen Trägerwelle 23, wovon beide Enden an einem Rahmen F befestigt sind, drehbar unterstützt. Eine kompri mierte Schraubenfeder 25e schiebt die Blende 21 zur Blende 22.

Um eine gleichmäßige Drehung der Blenden 21 und 22 sicherzustellen, sind wenigstens die Gleitflächen 21a und 22a der Blenden 21 und 22 aus Keramik hergestellt, wodurch eine geringere Gleitreibung als bei Metall geschaffen wird.

An den Blenden 21 und 22 sind Zahnräder 27 und 28 befestigt. Diese Zahnräder sind in Eingriff mit Antriebszahnrädern 29 bzw. 30, welche ihrerseits an den Abtriebswellen von Motoren M₁ und M₂ befestigt sind. Die Blenden 21 und 22 werden von den Motoren M₁ und M₂ un abhängig voneinander gedreht. Durch die unabhängige Drehung der Blenden können die Höhen und die Profile der scharfen Grenzlinien auf dem Verteilungsglas zwischen den Linien A₁ und A₂ sowie B₁ und B₂ (Fig. 7) in bezug auf die vertikale Achse V verschieden eingestellt werden.

Die Bezugszeichen 31 und 32 bezeichnen Ausgleichsgewichte, die mit den Blenden 21 und 22 einteilig ausgebildet sind. Durch die Verwen dung der Ausgleichsgewichte werden die Schwerpunkte G₁ und G₂ der Blenden 21 und 22 mit ihrem Drehzentren in Übereinstimmung ge bracht, wodurch die Lasten reduziert werden, mit denen die Motoren M₁ und M₂, die die Blenden-Antriebsquellen bilden, beaufschlagt wer den; folglich kann eine gleichmäßige Drehung der Blenden 21 und 22 geschaffen werden.

Wenn die Ausgleichsgewichte nicht verwendet werden, ändern sich die Lasten auf die Motoren M₁ und M₂ in Abhängigkeit von den Winkel stellungen der Blenden 21 und 22. Im Ergebnis verändern sich die trä gen Lasten für die Motoren bei der Drehung der Blenden 21 und 22 in Abhängigkeit von den Winkel- oder Umfangspositionen der Blenden 21 und 22, wodurch zwischen dem Beginn der Blendendrehung und dem Beginn der Verteilungsmusteränderung eine Zeitverzögerung entsteht.

In der obigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird we gen der Verwendung der Ausgleichsgewichte ein Teil einer jeden Blen de, der sich in bezug auf die horizontale Trägerwelle 23 näher an der Projektionslinse befindet, gegen den anderen Teil der Blende, der sich in bezug auf die horizontale Trägerwelle 23 näher am Reflektor befin det, ausgeglichen. Die Blende 21 (22) ist um die horizontale Träger welle 23, die ihr Drehzentrum darstellt, im Gleichgewicht. Die Lasten (Trägheitslasten) auf die Motoren M₁ und M₂ werden somit im wesent lichen konstant gehalten. Darüber hinaus wird die Zeit, die zum Dre hen der Blenden erforderlich ist und die unabhängig von den Winkel stellungen der Blenden konstant ist, reduziert.

Die obenbeschriebene Blende 20 für die Schaffung der rechtsseitigen Strahlverteilungsmuster ist entsprechend der europäischen oder US- Spezifikationen entworfen. In einer in Fig. 6 gezeigten Betriebsart, in der sich ein Punkt 21a der Blende 21 an seiner höchsten Position befin det (der niedrigsten Position der Oberkante der linken Blende 21) be findet sich die scharfe Grenzlinie, die von der linken Blende 21 gebildet wird, an einer Position A₁. Wenn die linke Blende 21 allmählich aus dieser Position gedreht wird, wird die scharfe Grenzlinie allmählich abgesenkt. In einer weiteren Betriebsart, in der sich ein Punkt 21b der Blende 21 an seiner höchsten Position befindet (der höchsten Position der Oberkante der linken Blende 21), befindet sich die scharfe Grenz linie an einer Position A₂. Die von der rechten Blende 22 gebildete scharfe Grenzlinie ist in einer in Fig. 6 gezeigten Betriebsart an einer Position B₁ festgelegt, wenn sich ein Punkt 22a der Blende 22 an seiner höchsten Position (der niedrigsten Position der Oberkante der rechten Blende 22) befindet. In einer weiteren Betriebsart, in der sich ein Punkt 22b der Blende an seiner höchsten Position befindet (der höchsten Po sition der Oberkante der rechten Blende 22), wird die scharfe Grenzli nie an einer Position B₂ festgelegt.

Fig. 8 ist ein Blockschaltbild eines Blendenantriebssteuersystems. Eine Steuereinrichtung 40 für die Steuerung der Antriebsgrößen der Moto ren M₁ und M₂ empfängt Daten bezüglich der Winkelpositionen der Blenden von Positionssensoren P₁ und P₂, die diese Winkelpositionen der Blenden 21 und 22 erfassen. In der Steuereinrichtung 40 sind im voraus in Form einer Datentabelle Drehwinkeldaten R₁ und R₂ der Blenden 21 und 22 für die Bildung der verschiedenen Verteilungsmu ster unter verschiedenen Fahrbedingungen wie etwa einer normalen Fahrt mit Fernlicht oder einer Fahrt mit Abblendlicht für den linken Scheinwerfer und für den rechten Scheinwerfer gespeichert. Die Steu ereinrichtung 40 empfängt von einem Sensor 42 ein Fahrbedingungssi gnal V, wobei der Sensor 42 beispielsweise die Richtung und den Be trag des Einschlags des Lenkrades erfaßt und feststellt, ob der Fahrer Fernlicht oder Abblendlicht gewählt hat. Bei Empfang des Signals V wählt die Steuereinrichtung 40 ein dem empfangenen Signal V entspre chendes Datensignal aus und gibt dieses an die Motorantriebsschaltun gen 45 und 46 aus. Dadurch werden die Motoren M₁ und M₂ so ange trieben, daß sie die Blenden 21 und 22 um im voraus festgesetzte Grö ßen drehen, wodurch das an die momentanen Fahrbedingungen am be sten angepaßte Verteilungsmuster gebildet wird.

Fig. 9 ist eine Längsschnittansicht eines Blendendrehmechanismus, der einen wesentlichen Bereich eines Projektionsscheinwerfers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet. In der obenbeschriebenen ersten Ausführungsform sind die rechte Blende 22 und die linke Blende 21 unabhängig voneinander drehbar. In der zwei ten Ausführungsform wird anstatt zweier getrennter Blenden eine ein zige Blende 20 verwendet. Ein einziger Antriebsmotor M₁ treibt die einzige Blende 20 um die horizontale Trägerwelle 23 vorwärts und rückwärts, um die scharfen Grenzlinien des Verteilungsmusters in ver tikaler Richtung zu bewegen. Der restliche Aufbau der zweiten Aus führungsform ist im wesentlichen gleich demjenigen der ersten Ausfüh rungsform. Folglich wird dieser im folgenden nicht genauer erläutert.

Wie aus der vorangehenden Beschreibung deutlich geworden ist, wird in dem erfindungsgemäßen Projektionsscheinwerfer die Höhe der Oberkante der Blende oder der Blenden verändert, wenn die Blende um die horizontale Trägerwelle gedreht wird. Folglich verändert sich das Verteilungsmuster (scharfe Grenzlinie) in vertikaler Richtung, wodurch eine kontinuierliche Änderung des Verteilungsmusters geschaffen wird.

Wegen der Verwendung der Ausgleichsgewichte stimmt der Schwer punkt der Blende oder der Blenden mit dem Drehzentrum der Blende oder der Blenden überein. Dadurch werden die Lasten wie etwa ein Torsionsdrehmoment erheblich reduziert, die auf die als Blendenträ gerwelle arbeitende horizontale Trägerwelle wirken.

In den Fig. 10 bis 15 ist ein Kraftfahrzeug-Projektionsscheinwerfer gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ge zeigt. Der Scheinwerfer ist entsprechend den europäischen und US- Spezifikationen entworfen und bildet ein einseitiges Strahlverteilungs muster. Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht, die die interne Struk tur des Projektionsscheinwerfers gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Fig. 11 ist eine Längs schnittansicht der internen Struktur des Projektionsscheinwerfers von Fig. 10. Fig. 12 ist eine Längsschnittansicht der in dem Projektions scheinwerfer von Fig. 10 verwendeten Blende bei Betrachtung von seiten der Linse. Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht eines von der Blende und vom Scheinwerfer gebildeten Strahlverteilungsmusters, wie es vom Fahrer gesehen wird. Fig. 14 ist ein Diagramm, das für die Erläuterung der Verschiebung des Scheitelpunktes der im Scheinwerfer verwendeten Blende verwendet wird. Fig. 15 ist ein Blockschaltbild ei nes Steuersystems für die Steuerung der Drehung der Blende.

In diesen Figuren ist eine von einem (nicht gezeigten) Einstellmecha nismus getragene Projektionseinheit 110 in einem (ebenfalls nicht ge zeigten) Scheinwerfergehäuse angebracht. Die Projektionseinheit 110 ist durch den Einstellmechanismus um eine horizontale Welle und um eine (nicht gezeigte) vertikale Welle schwenkbar. Die Zielrichtung der von der Projektionseinheit 110 projizierten Lichtstrahlen, d. h. die Pro jektionsachse (optische Achse) L des Scheinwerfers kann durch den Einstellmechanismus sowohl nach hinten und nach vorn als auch nach links und nach rechts geneigt werden.

Die Projektionseinheit 110 enthält einen im wesentlichen elliptischen Reflektor 114 sowie einen Entladungskolben 112 und eine vor dem Re flektor angeordnete Projektionslinse 116, wobei der Reflektor 114 und die Projektionslinse 116 fest miteinander verbunden sind und einen im wesentlichen einteiligen Aufbau bilden. Die Projektionslinse 116 wird von einer (nicht gezeigten) Linsenhalterung getragen, die ihrerseits am Reflektor 114 mittels Schrauben befestigt ist. An der Innenseite des Reflektors 114 ist eine elliptische Reflektionsfläche 115 gebildet, die einen ersten Brennpunkt F₁ und einen zweiten Brennpunkt F₂ besitzt. Der Leuchtfaden des Kolbens 112 befindet sich im ersten Brennpunkt F₁. Im Brennpunkt der Projektionslinse 116 und in der Nähe des zwei ten Brennpunkts F₂ des Reflektors befindet sich eine Blende 120. Die Blende 120 fängt einen Teil der vom Reflektor 114 reflektierten und zur Projektionslinse 116 verlaufenden Lichtstrahlen auf, wodurch eine scharfe Grenzlinie gebildet wird. Das vom Entladungskolben 112 aus gesandte Licht wird von der Reflektionsfläche 115 reflektiert und vor wärts geleitet, wobei es durch die Projektionslinse 116 in im wesentli chen parallele Lichtstrahlen angeordnet wird.

Wie in den Fig. 10, 11 und 12 gezeigt, ist die Blende 120 als gestuftes röhrenförmiges Element 122 aufgebaut, das einen Abschnitt 122a mit großem Durchmesser und einen Abschnitt 122b mit kleinem Durch messer besitzt, wobei beide Abschnitte eine gemeinsame Mittellinie besitzen. Eine horizontale Trägerwelle 124 erstreckt sich horizontal von beiden Enden des gestuften röhrenförmigen Elementes 122 und senkrecht zur optischen Achse L. Die horizontale Trägerwelle 124, die mit dem gestuften röhrenförmigen Element 122 einteilig ausgebildet ist, ist an ihren beiden Enden durch Lager 125 und 126 drehbar unterstützt, wobei diese Lager 125 und 126 ihrerseits an einem Rahmen 118 ange bracht sind, der an einer (nicht gezeigten) Linsenhalterung befestigt ist. Das Bezugszeichen 127 bezeichnet ein Kranzelement, das die Blende 120 vom Lager 125 trennt. Das Bezugszeichen 128 bezeichnet eine komprimierte Schraubenfeder, die die Blende 120 gegen das Kranzele ment 127 preßt. An der Blende 120 ist ferner ein Zahnrad 129a befe stigt. Das Zahnrad 129a ist mit einem Folgerzahnrad 129c in Eingriff, das seinerseits mit einem Antriebszahnrad 129b in Eingriff ist, welches an der Abtriebswelle des Antriebsmotors M befestigt ist. Der An triebsmotor M dreht die Blende 120 vorwärts und rückwärts, um die scharfe Grenzlinie im Verteilungsmuster in vertikaler Richtung zu be wegen.

Die horizontale Trägerwelle 124 ist aus der Mittellinie 0 des gestuften röhrenförmigen Elementes 122 versetzt, wenn der Scheitelpunkt 120a der Blende 120 (120A) mit dem Brennpunkt der Projektionslinse 116 übereinstimmt (siehe die durchgezogene Linie in Fig. 14). In diesem Fall ist die horizontale Trägerwelle 124 aus der Mittellinie 0 in Rich tung zur Projektionslinse 116 um einen Abstand versetzt, der ungefähr gleich dem halben Radius des gestuften röhrenförmigen Elementes 122 ist. Wenn daher die Blende 120 vorwärts und rückwärts gedreht wird, bewegt sich die scharfe Grenzlinie in vertikaler Richtung in dem Be reich CL₁ → CL₂ → CL₃ (siehe Fig. 13).

In Fig. 14 bezeichnen die Bezugszeichen 120B und 120C die Positionen der Blende 120A, wenn sie um 60° vorwärts bzw. rückwärts gedreht ist. Die Bezugszeichen 120b und 120c bezeichnen die Scheitelpunkt positionen der Blende 120A, wenn sie gedreht wird. Die unterbrochene Linie 130 bezeichnet den geometrischen Ort des Scheitelpunkts 120a der Blende, wenn diese gedreht wird. Wie aus Fig. 14 hervorgeht, hat der geometrische Ort 130 das Blendenscheitelpunkts 120a bei einer Drehung der Blende 120A vorwärts und rückwärts eine im wesentli chen gekrümmte Form längs der meridionalen Abbildungsfläche f der Projektionslinse 116. Wenn daher die Blende 120A gedreht wird, be wegt sich der Scheitelpunkt 120a der Blende in vertikaler Richtung, bleibt jedoch in der Nähe der meridionalen Abbildungsfläche f. Daher bleiben die in vertikaler Richtung im Verteilungsmuster sich bewegen den Grenzlinien CL₂ und CL₃ scharf.

Fig. 15 ist ein Blockschaltbild eines Motorantriebssteuersystems für die Steuerung der Drehung der Blende, wenn der in den Fig. 10 und 14 gezeigte Scheinwerfer für die Höheneinstellung des Verteilungsmusters verwendet wird. In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen S einen Neigungssensor für die Erfassung eines Neigungswinkels der Fahr zeugkarosserie um eine Querachse. Das Ausgangssignal des Neigungs sensors S wird in eine Steuereinheit 150 eingegeben. Das Bezugszei chen P bezeichnet einen Drehwinkeldetektor wie etwa einen Drehcodie rer oder ein Positionsmeßgerät. Das Ausgangssignal des Drehwinkelde tektors P wird in die Steuereinheit 150 eingegeben. Die Steuereinheit 150 gibt an eine Motorantriebseinheit 151 ein Steuersignal aus, die den Motor M so steuert, daß die scharfen Grenzlinien entsprechend der Neigung der Fahrzeugkarosserie um eine Querachse in vertikaler Richtung bewegt werden.

Wenn beispielsweise in den Kofferraum schweres Gepäck geladen ist, wenn auf dem Rücksitz Fahrgäste sitzen oder wenn das Fahrzeug be schleunigt wird, wird die Fahrzeugkarosserie um eine Querachse ge neigt, derart, daß das vordere Ende der Fahrzeugkarosserie höher als das hintere Ende ist (Trimmlage). In der Trimmlage bewegt sich die scharfe Grenzlinie über die horizontale Linie H im Verteilungsglas, so daß der ausgesandte Lichtstrahl die Tendenz besitzt, Fahrer in entge genkommenden Fahrzeugen zu blenden. Wenn das Fahrzeug plötzlich gebremst wird, wird die Fahrzeugkarosserie in entgegengesetzter Richtung geneigt, derart, daß das hintere Ende der Karosserie höher als das vordere Ende ist (Betriebsart mit getauchter Nase). In der Betriebs art mit getauchter Nase bewegt sich die scharfe Grenzlinie unter die horizontale Linie H, so daß der Fahrer die Bereiche vor dem Fahrzeug nur bei einer geringen Beleuchtung durch die Scheinwerfer sehen kann. In diesem Fall erfaßt der Neigungssensor die Neigung der Fahrzeugka rosserie und schickt ein Neigungssignal an die Steuereinheit 150. Dann treibt die Steuereinheit 150 die Motorantriebsschaltung 151 an, um die scharfe Grenzlinie nach oben oder nach unten zu bewegen, um die scharfe Grenzlinie aus Sicht des Fahrers stets auf der horizontalen Li nie zu halten.

In Fig. 16 ist eine Schnittansicht eines wesentlichen Bereichs einer Blende gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung gezeigt. In dieser Ausführungsform ist die Blende 120 so konstru iert, daß im wesentlichen die Hälfte 120D des röhrenförmigen Körpers eine horizontale Trägerwelle 124 besitzt, die einteilig mit der Blende ausgebildet ist und aus der Mittellinie 0 des röhrenförmigen Körpers versetzt ist, wobei diese Hälfte 120D des röhrenförmigen Körpers um die horizontale Trägerwelle 124 gedreht wird. Somit ist in der Blende gemäß der vierten Ausführungsform nur der Scheitelpunktbereich der Blende für die Bildung von scharfen Grenzlinien durch eine röhren förmige Fläche definiert, wobei dieser Bereich um die horizontale Trä gerwelle gedreht werden kann, die von der Mittellinie des röhrenför migen Elements versetzt ist. Diejenigen Bereiche der Blende, die vom Bereich für die Bildung von scharfen Grenzlinien verschieden sind, können jede beliebige Form besitzen.

Wie aus der vorangehenden Beschreibung hervorgeht, kann der erfin dungsgemäße Kraftfahrzeug-Projektionsscheinwerfer die Blende um ei ne horizontale Trägerwelle vorwärts und rückwärts drehen. Daher kann die scharfe Grenzlinie kontinuierlich in vertikaler Richtung bewegt wer den, indem die Höhe der Blende (Blendenscheitelpunkt), die den Lichtstrahl zwischen dem Reflektor und der Projektionsliste auffängt, allmählich geändert wird. Ferner ist das Drehzentrum der Blende in bezug auf die Projektionslinse aus einem direkt unter dem Scheitelpunkt der Blende sich befindenden Punkt versetzt. Daher bewegt sich der Scheitelpunkt der Blende längs der meridionalen Abbildungsfläche, wenn sich die Blende dreht, wodurch eine scharfe Grenzlinie aufrecht erhalten wird.

Es wird ferner festgestellt, daß die Blende einfach herzustellen ist, da die Blende eine zylindrische Oberfläche besitzt.

Claims

1. Kraftfahrzeug-Projektionsscheinwerfer, mit
einem im wesentlichen elliptischen Reflektor (14);
einer Lichtquelle (12), die sich in einem ersten Brennpunkt (F₁) des ersten Reflektors (14) befindet; und
einer Projektionslinse (16), die vor dem Reflektor (14) ange ordnet ist,
gekennzeichnet durch
eine Blende (20), die an einer Position in der Nähe eines zweiten Brennpunkts (F₂) des Reflektors (14) und in einem Brennpunkt der Projektionslinse (16) angeordnet ist, wobei die Blende (20) das vom Reflektor (14) zur Projektionslinse (16) verlaufende Licht teilweise auf fängt und so geformt ist, daß sich ein Abstand zwischen dem Drehzen trum der Blende (20) und einem Punkt auf der Umfangsfläche der Blende (20) längs der Umfangsfläche der Blende (20) allmählich än dert,
eine horizontale Trägerwelle (23), die an der Blende (20) so angebracht ist, daß sie sich um ein aus dem Schwerpunkt der Blende (20) versetztes Drehzentrum drehen kann, wobei ein Scheiteipunkt der Blende (20) durch Drehen der Blende (20) um die horizontale Träger welle (23) in vertikaler Richtung verändert wird, wodurch die Vertei lung des vom Scheinwerfer ausgehenden Lichtstrahls gesteuert wird; und
Ausgleichsgewichte (31, 32), die an der Blende (20) befestigt sind, um den Schwerpunkt der Blende (20) mit dem Drehzentrum der Blende (20) in Übereinstimmung zu bringen.

2. Projektionsscheinwerfer gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Blende (20) ein erstes röhrenförmiges Element (21) und ein zweites röhrenförmiges Element (22) mit unterschiedlichen Durchmessern umfaßt, die an der horizontalen Trägerwelle (23) exzentrisch angebracht sind.

3. Projektionsscheinwerfer gemäß Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ausgleichsgewichte ein erstes Gewicht (31) und ein zweites Gewicht (32) umfassen, die an den Außenseiten des ersten röh renförmiges Elements (21) bzw. des zweiten röhrenförmigen Elements (22) auf der horizontalen Trägerwelle (23) angebracht sind.

4. Projektionsscheinwerfer gemäß Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das erste röhrenförmige Element (21) und das zweite röh renförmige Element (22) unabhängig voneinander drehbar sind.

5. Projektionsscheinwerfer gemäß Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine erste Antriebseinrichtung (M₁) und eine zweite Antriebsein richtung (M₂), die das erste röhrenförmige Element (21) bzw. das zweite röhrenförmige Element (22) unabhängig voneinander antreiben.

6. Projektionsscheinwerfer gemäß Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß sich das erste röhrenförmige Element (21) und das zweite röhrenförmige Element (22) gemeinsam drehen.

7. Projektionsscheinwerfer gemäß Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine einzige Antriebseinrichtung (M), die sowohl das erste röh renförmige Element (21) als auch das zweite röhrenförmige Element (22) dreht.

8. Projektionsscheinwerfer gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen (40 bis 46, P₁, P₂), die die Blende (20) entspre chend einem Lenkwinkel und/oder einem Neigungswinkel des Kraft fahrzeugs drehen.

9. Kraftfahrzeug-Projektionsscheinwerfer, mit
einem im wesentlichen elliptischen Reflektor (114);
einer Lichtquelle (112), die in einem ersten Brennpunkt (F₁) des Reflektors (114) angeordnet ist;
einer Projektionslinse (116), die vor dem Reflektor (114) an geordnet ist; und
einer drehbaren horizontalen Welle (124),
gekennzeichnet durch
eine Blende (22), die an einer Position in der Nähe eines zweiten Brennpunktes (F₂) des Reflektors (114) angeordnet ist, um ei nen Lichtstrahl zwischen dem Reflektor (114) und der Projektionslinse (116) teilweise aufzufangen, wobei die Blende (22) an der horizontalen Welle (124) so angebracht ist, daß sie um die Mittellinie dieser horizontalen Welle (124) drehbar ist, und so geformt ist, daß sich der Abstand zwischen dem Drehzentrum der Blende (22) und einem Punkt auf der Umfangsfläche der Blende (22) allmählich verändert, wobei ein Scheitelpunkt der Blende (22) durch Drehen der Blende (22) um die horizontale Trägerwelle (124) in vertikaler Richtung geändert wird, so daß die Verteilung des vom Scheinwerfer ausgehenden Lichtstrahls ge steuert wird,
wobei die horizontale Trägerwelle (124) aus einem direkt unter dem Scheitelpunkt der Blende (22) sich befindenden Punkt in Richtung zur Projektionslinse (116) versetzt ist, so daß sich der Schei telpunkt der Blende (22) im wesentlichen längs einer meridionalen Abbildungsfläche (f) bewegt, wenn die Blende (22) um die horizontale Trägerwelle (24) gedreht wird.

10. Projektionsscheinwerfer gemäß Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß wenigstens ein Scheitelpunktbereich der Blende (22) durch eine röhrenförmige Fläche definiert ist.

11. Projektionsscheinwerfer gemäß Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß die horizontale Trägerwelle (124) aus der Längs achse der röhrenförmigen Fläche versetzt ist.

12. Projektionsscheinwerfer gemäß Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß die Blende (22) ein röhrenförmiges gestuftes Ele ment mit einem Bereich (22b) mit großem Durchmesser und einem Be reich (22a) mit kleinem Durchmesser besitzt, wobei sowohl der Bereich (22b) mit großem Durchmesser als auch der Bereich (22a) mit kleinem Durchmesser an der horizontalen Trägerwelle (124) exzentrisch ange bracht ist.

13. Projektionsscheinwerfer gemäß Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß die horizontale Trägerwelle (124) aus einem direkt unter dem Scheitelpunkt der Blende (22) befindlichen Punkt in Richtung zur Projektionslinse um einen Betrag versetzt ist, der angenähert gleich dem halben Radius des röhrenförmigen gestuften Elementes ist.

14. Projektionsscheinwerfer gemäß Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß nur ein Scheitelpunktbereich der Blende (22) durch eine röhrenförmige Fläche definiert ist, während andere Bereiche der Blende (22) eine andere Form besitzen.

15. Projektionsscheinwerfer gemäß Anspruch 9, gekennzeichnet durch Einrichtungen (S, P, 150, 151), die die Blende (22) entsprechend einem Lenkwinkel und/oder einem Neigungswinkel des Kraftfahrzeugs drehen.