SCHEINWERFER UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN DES SCHEINWERFERS

Abstract

 Es wird ein Scheinwerfer (2) für ein Kraftfahrzeug (1) mit einem Scheinwerfergehäuse (6) mit einem darin angeordneten Lichtmodul (8) zur Erzeugung einer gewünschten Lichtverteilung vorgeschlagen, wobei das Scheinwerfergehäuse (6) eine Lufteinlassöffnung (20) und eine Luftauslassöffnung (32) zum Durchströmen von Luft durch das Scheinwerfergehäuse (6) umfasst.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben des Scheinwerfers nach dem Oberbegriff eines nebengeordneten Anspruchs.

[0002] Es ist bekannt, dass sich durch Kondensation ein dünner Wasserfilm von der Innenseite eines Kraftfahrzeugscheinwerfers auf dessen Abdeckscheibe legen kann. Dieser von außen sichtbare Schleier wird gelegentlich von Endkunden irrtümlich als Defekt am Scheinwerfer betrachtet, was zu Reklamationen führt. Um eine Kondensation von Wasser innerhalb des Kraftfahrzeugscheinwerfers zu vermeiden, wird der Scheinwerfer belüftet. Entsprechende Einlass- und Auslassöffnungen sind beispielsweise aus der DE 197 26 328 bekannt. Durch diese Einlass- und Auslassöffnungen lässt sich ein Luftstrom erzeugen, der die Enttauung des Kraftfahrzeugscheinwerfers ermöglicht.

[0003] Des Weiteren ist bekannt, dass die Gesetzgebung die Entwicklung verbrauchsärmerer Fahrzeuge forciert, was insbesondere Auswirkungen auf die Ausgestaltung der Stirnfläche des Kraftfahrzeugs und damit des Strömungswiderstandskoeffizienten hat. Dies führt dazu, dass die Stirnfläche des Kraftfahrzeugs großflächig beispielsweise durch Gummidichtungen verschlossen wird. Dies hat zur Folge, dass sich an einem Scheinwerfergehäuse und insbesondere an den für Lüftungsöffnungen zugänglichen Bereichen im Wesentlichen gleiche Drücke ausbilden, was zur Folge hat, dass die zu einer Enttauung im Inneren des Kraftfahrzeugscheinwerfers nötigen Differenzdrücke an unterschiedlichen Orten des Scheinwerfergehäuses entweder nur gering ausfallen oder aber sich nur schwierig vorausbestimmen lassen. Mithin ist eine Lüftung des Innenraums des Scheinwerfers durch Differenzdruck erschwert.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist, bei Betrieb des Fahrzeugs (auch im Stand, wie z.B. einer Stausituation) einen Luftaustausch mit der Umgebung zu gewährleisten. Dadurch wird das Betauungsrisiko minimiert und bei schon betauter Scheibe die Enttauungsgeschwindigkeit erhöht.

[0005] Es wird ein Scheinwerfer vorgeschlagen, bei dem eine betauungskritische Betriebssituation des Scheinwerfers ermittelbar ist. Eine Luftleitanordnung innerhalb des Scheinwerfergehäuses umfasst einen in Abhängigkeit von der ermittelten betauungskritischen Betriebssituation des Scheinwerfers betreibbaren Lüfter, mittels welchem Luft von der Lufteinlassöffnung zur Kühlung des Lichtmoduls zu der Luftauslassöffnung förderbar ist.

[0006] Vorteilhaft wird durch die Feststellung des betauungskritischen Betriebs und den entsprechenden Betrieb des Lüfters das Risiko einer Betauung insbesondere der Abdeckscheibe stark reduziert. Im Falle einer bereits erfolgten Betauung kann die Enttauungsgeschwindigkeit stark beschleunigt werden. Insbesondere bei Park- oder Langsamfahrsituationen, welche eine betauungskritische Betriebssituation darstellen, kann ein Luftaustausch des Scheinwerfers mit der Umgebungsluft sichergestellt werden.

[0007] Ein weiterer Vorteil des vorgeschlagenen Scheinwerfers liegt darin, dass die Anordnung der Lufteinlassöffnung und der Luftauslassöffnung in weiten Grenzen gewählt werden können. Eine Positionierung der vorgenannten Öffnungen für die Erzeugung eines Differenzdrucks ist nicht mehr notwendig. Vorteilhaft kann die jeweilige Öffnung an einer dem Fahrzeugboden zugewandten Seite des Scheinwerfergehäuses angeordnet werden.

[0008] Eine vorteilhafte Ausführungsform des Scheinwerfers zeichnet sich dadurch aus, dass die betauungskritische Betriebssituation eine Fahrzeuggeschwindigkeit von Null km/h umfasst. Mithilfe der Fahrzeuggeschwindigkeit lässt sich vorteilhaft eine hohe Anzahl von betauungskritischen Betriebssituationen erfassen.

[0009] Eine vorteilhafte Ausführungsform des Scheinwerfers zeichnet sich dadurch aus, dass eine nicht-betauungskritische Betriebssituation ermittelt wird,
wobei der Lüfter in Abhängigkeit von der ermittelten nicht-betauungskritischen Betriebssituation abgeschaltet wird. Mithin wird eine energieeffiziente Reduzierung des Risikos der Betauung erreicht.

[0010] Eine vorteilhafte Ausführungsform des Scheinwerfers zeichnet sich dadurch aus, dass die nicht-betauungskritische Betriebssituation ermittelt wird, wenn nach einem Zeitpunkt der Ermittlung der betauungskritischen Betriebssituation eine vorab festgelegte Zeitdauer abgelaufen ist. Es wird also eine einfache Möglichkeit zur energieeffizienten Ausgestaltung des Scheinwerfers geschaffen.

[0011] Eine vorteilhafte Ausführungsform des Scheinwerfers zeichnet sich dadurch aus, dass eine dem Lüfter zugeführte Ansaugleitung eine Durchgangsöffnung umfasst, welche den Innenraum der Ansaugleitung mit einem Innenraum des Scheinwerfergehäuses luftführend verbindet. Ist die Ansaugleitung beispielsweise im Bereich eines Filters im Bereich der Lufteinlassöffnung verstopft, so kann weiterhin eine Zirkulation von Luft innerhalb des Scheinwerfers gewährleistet werden. In einem Normalbetrieb bestehen etwa 20 % des umgewälzten Luftvolumens aus Frischluft. Dies wird durch eine Anpassung des Querschnitts der Ansaugleitung und der Größe der Durchgangsöffnung zum Innenraum sowie durch die Luftdurchlässigkeit des Filters erreicht.

[0012] Eine vorteilhafte Ausführungsform des Scheinwerfers zeichnet sich dadurch aus, dass eine Abflussleitung eine Durchgangsöffnung umfasst, welche den Innenraum der Abflussleitung mit einem Innenraum des Scheinwerfergehäuses luftführend verbindet. Ist die Abflussleitung beispielsweise im Bereich einer Abflussöffnung verstopft, so kann weiterhin eine Zirkulation von Luft innerhalb des Scheinwerfers gewährleistet werden.

[0013] Eine vorteilhafte Ausführungsform des Scheinwerfers zeichnet sich dadurch aus, dass eine Auslassöffnung einer Abflussleitung einer Abdeckscheibe, welche eine Lichtaustrittsöffnung des Scheinwerfergehäuses verschließt, zugewandt angeordnet ist. Damit kann vorteilhaft warme Luft an der Innenseite der Abdeckscheibe aufsteigen und verhindert bzw. verringert damit wirksam eine Betauung der Abdeckscheibe

[0014] Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren, bei dem eine betauungskritische Betriebssituation des Scheinwerfers ermittelt wird. Eine Luftleitanordnung innerhalb des Scheinwerfergehäuses umfasst einen in Abhängigkeit von der ermittelten betauungskritischen Betriebssituation des Scheinwerfers betriebenen Lüfter, mittels welchem Luft von der Lufteinlassöffnung zur Kühlung des Lichtmoduls zu der Luftauslassöffnung förderbar ist.

[0015] Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Für funktionsäquivalente Größen und Merkmale werden in allen Figuren auch bei unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen verwendet. In den Figuren zeigen:

Figuren 1 - 3

jeweils in einer schematischen Schnittansicht einen Scheinwerfer.

[0016] Figur 1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht einen Scheinwerfer 2, dessen Abdeckscheibe 4 eine Lichtaustrittsöffnung eines Scheinwerfergehäuses 6 verschließt. Der Scheinwerfer 2 ist in einem Frontbereich eines Kraftfahrzeugs 1 zwischen Karosserieteilen 3 und 5 angeordnet. Innerhalb des Scheinwerfergehäuses 6 ist ein Lichtmodul 8 angeordnet, welches eine Abstrahllichtverteilung 10 durch die im Wesentlichen transparente Abdeckscheibe 4 hindurch in einen Bereich vor dem Kraftfahrzeug abstrahlt. Das Lichtmodul 8 umfasst zumindest eine Lichtquelle, beispielsweise eine Halbleiterlichtquelle, welche während ihres Betriebs Wärmeenergie erzeugt.

[0017] Eine Kühlanordnung 12 umfasst vorliegend einen Kühlkörper 14 und einen Lüfter 16. Der Lüfter 16 ist bevorzugt innerhalb des Scheinwerfergehäuses 6 angeordnet. Der Lüfter 16 umfasst beispielsweise einen Elektromotor sowie an einen Rotor des Elektromotors angeordnete Rotorblätter. Der Kühlkörper 14 ist wärmeleitend mit dem Lichtmodul 8 verbunden. Der Lüfter 16 sorgt dafür, dass Kühlrippen des Kühlkörpers 14 von Luft umströmt werden, um für einen Wärmeaustrag aus dem Kühlkörper 14 und damit aus dem Lichtmodul 8 zu sorgen. Selbstverständlich können Kühlkörper 14 und Lüfter 16 auch beabstandet zu dem Lichtmodul 8 angeordnet sein, wobei beispielsweise Wärmerohre zur Verbindung des Kühlkörpers 14 mit dem Lichtmodul 8 vorgesehen sind. Durch die Wärmerohre ergeben sich Freiheitsgrade zur Nutzung des vorhandenen Bauraums in dem Scheinwerfergehäuse.

[0018] Der Lüfter 16 ist mittels einer Ansaugleitung 18 luftführend mit einer am Boden des Scheinwerfergehäuses 6 angeordneten Lufteinlassöffnung 20, welche vorliegend einen Luftfilter 22 umfasst, verbunden. Der Luftfilter 22 kann wechselbar ausgestaltet sein. Die Lufteinlassöffnung 20 wird bevorzugt beabstandet zu einem Bereich, der wesentlich von Abwärme eines Motors des Kraftfahrzeugs 1 beeinflusst ist, angeordnet. Damit wird vermieden, dass bereits erwärmte Luft dem Lichtmodul 8 zugeführt wird.

[0019] Selbstverständlich kann sich an die Lufteinlassöffnung 20 beispielsweise eine weitere, außerhalb des Scheinwerfergehäuses 6 angeordnete, nicht gezeigte Ansaugleitung anschließen. Die Öffnung dieser Ansaugleitung ist bevorzugt beabstandet zu dem Bereich, der wesentlich von der Abwärme des Motors beeinflusst ist, angeordnet.

[0020] Ein Steuergerät 24 betreibt mittels eines Signals 26 den Lüfter 16 derart, sodass der Lüfter 16 Luft aus einem Außenraum 28 ansaugt und über den Kühlkörper 14 führt. Damit findet eine Abfuhr von Wärme von dem Lichtmodul 8 weg und damit eine Kühlung des Lichtmoduls 8 statt. Das Steuergerät 24 umfasst eine Prozessoreinheit und eine Speichereinheit, wobei auf der Speichereinheit ein Computerprogramm abgespeichert ist, welches die hier beschriebenen Verfahrensschritte ausführt, soweit es auf der Prozessoreinheit ausgeführt wird.

[0021] Der an den Kühlkörper 14 vorbeiströmende bzw. durch den Kühlkörper 14 durchströmende Luftstrom wird in einen Innenraum 30 des Scheinwerfergehäuses 6 geleitet. Durch die eingeleitete Luft entsteht innerhalb des Innenraums 30 ein geringer Überdruck, welcher dazu führt, dass die in dem Innenraum 30 befindliche Luft über eine Luftauslassöffnung 32 in den Außenraum 28 des Scheinwerfergehäuses 6 ausströmt.

[0022] Dem Steuergerät 24 wird eine Fahrzeuggeschwindigkeit 34 zugeführt. Selbstverständlich können dem Steuergerät 24 noch weitere Größen wie beispielsweise eine Umgebungstemperatur zugeführt werden, um eine betauungskritische Betriebssituation zu ermitteln. In Abhängigkeit von den zugeführten Größen ermittelt das Steuergerät 24 eine betauungskritische Betriebssituation des Scheinwerfers 2. Liegt diese betauungskritische Betriebssituation vor, so wird der Lüfter 16 zu einer Zwangsumwälzung von Luft betrieben. Die betauungskritische Betriebssituation kann unabhängig von der Betriebssituation des Lichtmoduls 8 zu einer Lichterzeugung erfolgen. Das bedeutet, dass der Lüfter auch bei ausgeschaltetem Lichtmodul 8 bei der Ermittlung der betauungskritischen Situation betrieben wird.

[0023] Stellt das Steuergerät 24 fest, dass sich die Fahrzeuggeschwindigkeit 34 unterhalb eines Schwellwerts von beispielsweise 20 km/h, 10 km/h oder gar bei 0 km/h befindet, wird, falls der Lüfter 16 nicht bereits betrieben wird, der Lüfter 16 zu einer Zwangsumwälzung von Luft eingeschaltet. Der Lüfter 16 fördert während seines Betriebs Luft von der Lufteinlassöffnung 20 zur Kühlung des Lichtmoduls 8 an diesem vorbei zu der Luftauslassöffnung 32. Durch den Zwangsbetrieb des Lüfters 16 während der betauungskritischen Betriebssituation wird erreicht, dass die Wahrscheinlichkeit einer Kondensation von Wasser an der Abdeckscheibe 4 stark reduziert wird.

[0024] Die betauungskritische Betriebssituation umfasst beispielsweise ein zeitweises Abstellen des Fahrzeugs auf einem Parkplatz. Ein weiteres Beispiel für eine betauungskritische Betriebssituation ist ein Anhalten des Fahrzeugs während eines Staus. In diesen beiden betauungskritischen Betriebssituationen kann ohne eine Zwangsumwälzung von Luft mittels des Lüfters 16 ein unnötiger Wärmeeintrag in den Innenraum 30 des Scheinwerfergehäuses 6 erfolgen.

[0025] Mithilfe eines Sensors, welcher innerhalb des Scheinwerfergehäuses 6 oder im Fahrzeug angeordnet ist, wird die betauungskritische Betriebssituation ermittelt. In einer Ausführungsform liegt die betauungskritische Betriebssituation vor, wenn eine mittels eines außerhalb des Scheinwerfergehäuses 6 angeordneten Temperatursensors ermittelte Temperatur einen Schwellwert unterschreitet und ein Fahrzustand ein Unterschreiten einer Fahrzeuggeschwindigkeit umfasst.

[0026] Das Steuergerät 24 stellt ebenso fest, wenn eine nicht-betauungskritische Betriebssituation des Scheinwerfers 2 eintritt. In der nicht-betauungskritischen Betriebssituation gibt das Steuergerät 24 ein Abschalten des Lüfters 16 frei oder schaltet den Lüfter 16 ab. Wird das Lichtmodul 8 jedoch zu einer Lichtabstrahlung betrieben, so kann es erforderlich sein, dass dieses weiterhin gekühlt wird, weshalb eine Abschaltung des Lüfter 16 erst nach Abschaltung des Lichtmoduls 8 erfolgt. Die nicht-betauungskritische Betriebssituation kann beispielsweise dann ermittelt werden, wenn nach Feststellen der betauungskritischen Betriebssituation eine vorab bestimmte Zeitdauer abgelaufen ist. Dies bewirkt beispielsweise beim Abstellen des Fahrzeugs zum Parken einen gewissen Nachlauf des Lüfter 16.

[0027] Die Ansaugleitung 18 umfasst in ihrem Verlauf eine Durchgangsöffnung 36, welche einen Innenraum der Ansaugleitung 18 mit dem Innenraum 30 des Scheinwerfergehäuses 6 verbindet. Der für die Luftströmung wirksame Querschnitt der Durchgangsöffnung 36 ist kleiner als der für die Luftströmung wirksame Querschnitt der Lufteinlassöffnung 20 und gerade noch so groß, dass bei ungewollt verschlossener Lufteinlassöffnung 20 noch eine Luftströmung mittels des Lüfter 16 erzeugt werden kann. Eine Luftleitanordnung innerhalb des Innenraums 30 des Scheinwerfers 2 umfasst den Lüfter 16 und die Ansaugleitung 18.

[0028] Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Scheinwerfers 2 in einer schematischen Schnittansicht. Im Unterschied zu Figur 1 wird in Figur 2 Luft aus dem Innenraum 30 mittels des innerhalb des Scheinwerfers 2 angeordneten Lüfters 16 angesaugt und über den Kühlkörper 14 geführt. An den Kühlkörper 14 schließt sich eine Abflussleitung 38 an, in die die über den Kühlkörper 14 geführte Luft zur Luftauslassöffnung 32 führbar ist. Die Abflussleitung 38 weist eine Durchgangsöffnung 40 auf, welche einen Innenraum der Abflussleitung 38 mit dem Innenraum 30 des Scheinwerfergehäuses 6 fluidführend verbindet. Der für die Luftströmung wirksame Querschnitt der Durchgangsöffnung 40 ist kleiner als der für die Luftströmung wirksame Querschnitt der Luftauslassöffnung 32 und gerade noch so groß, dass bei der ungewollt verschlossenen Luftauslassöffnung 32 noch eine Luftströmung mittels des Lüfters 16 erzeugt werden kann. Eine Luftleitanordnung innerhalb des Innenraums 30 umfasst den Lüfter 16 und die Abflussleitung 38. Der Betrieb des Lüfters 16 mittels des Steuergeräts 24 ist wie zu Figur 1 beschrieben durchführbar.

[0029] Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des Scheinwerfers 2 in einer schematischen Schnittansicht. Im Unterschied zu Figur 1 zeigt Figur 3 eine weitere Abflussleitung 42, deren Abflussöffnung 44 sich in einem vorderen unteren Bereich des Innenraums 30 befindet. Die Abflussleitung 42 endet damit in der Nähe der Abdeckscheibe 4. Die aus der Abflussöffnung 44 austretende Luft wurde zuvor von der Abwärme des Lichtmoduls 8 erwärmt und steigt entlang einer Innenwand der Abdeckscheibe 4 in dem Innenraum 30 auf und sorgt somit für eine Zwangszirkulation von Luft im Bereich der Innenwand der Abdeckscheibe 4, was eine Kondensation von Wasser an der Innenwand der Abdeckscheibe 4 verhindert oder reduziert. Eine Luftleitanordnung innerhalb des Innenraums 30 umfasst die Ansaugleitung 18, den Lüfter 16 und die Abflussleitung 42. Der Betrieb des Lüfter 16 mittels des Steuergeräts 24 ist wie zu Figur 1 beschrieben durchführbar.

Ansprüche

1. Ein Scheinwerfer (2) für ein Kraftfahrzeug (1) mit einem Scheinwerfergehäuse (6) mit einem darin angeordneten Lichtmodul (8) zur Erzeugung einer gewünschten Lichtverteilung, wobei das Scheinwerfergehäuse (6) eine Lufteinlassöffnung (20) und eine Luftauslassöffnung (32) zum Durchströmen von Luft durch das Scheinwerfergehäuse (6) umfasst, dadurch gekennzeichnet,

- dass eine betauungskritische Betriebssituation des Scheinwerfers (2) ermittelbar ist, und

- dass eine Luftleitanordnung innerhalb des Scheinwerfergehäuses (6) einen in Abhängigkeit von der ermittelbaren betauungskritischen Betriebssituation des Scheinwerfers (2) betreibbaren Lüfter (16) umfasst, mittels welchem Luft von der Lufteinlassöffnung (20) zur Kühlung des Lichtmoduls (8) zu der Luftauslassöffnung (32) förderbar ist.

2. Der Scheinwerfer (2) nach dem Anspruch 1,

- wobei die betauungskritische Betriebssituation eine Fahrzeuggeschwindigkeit von Null km/h umfasst.

3. Der Scheinwerfer (2) nach dem Anspruch 1 oder 2,

- wobei eine nicht-betauungskritische Betriebssituation ermittelt wird, und

- wobei der Lüfter (16) in Abhängigkeit von der ermittelten nicht-betauungskritischen Betriebssituation abgeschaltet wird.

4. Der Scheinwerfer (2) nach Anspruch 2 und 3, wobei die nicht-betauungskritische Betriebssituation ermittelt wird, wenn nach einem Zeitpunkt der Ermittlung der betauungskritischen Betriebssituation eine vorab festgelegte Zeitdauer abgelaufen ist.

5. Der Scheinwerfer (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche,

- wobei eine Ansaugleitung (18) eine Durchgangsöffnung (36) umfasst, welche den Innenraum der Ansaugleitung (18) mit einem Innenraum (30) des Scheinwerfergehäuses (6) luftführend verbindet.

6. Der Scheinwerfer (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche,

- wobei eine Abflussleitung (38) eine Durchgangsöffnung (40) umfasst, welche den Innenraum der Abflussleitung (38) mit einem Innenraum (30) des Scheinwerfergehäuses (2) luftführend verbindet.

7. Der Scheinwerfer (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche,

- wobei eine Auslassöffnung (44) einer weiteren Abflussleitung (42) einer Abdeckscheibe (4), welche eine Lichtaustrittsöffnung des Scheinwerfergehäuses (6) verschließt, zugewandt angeordnet ist.

8. Ein Verfahren zum Betreiben eines Scheinwerfers (2) für ein Kraftfahrzeug (1) mit einem Scheinwerfergehäuse (2) mit einem darin angeordneten Lichtmodul (8) zur Erzeugung einer gewünschten Lichtverteilung, wobei das Scheinwerfergehäuse (6) eine Lufteinlassöffnung (20) und eine Luftauslassöffnung (32) zum Durchströmen von Luft durch das Scheinwerfergehäuse (6) umfasst, dadurch gekennzeichnet,

- dass eine betauungskritische Betriebssituation des Scheinwerfers (2) ermittelt wird, und

- dass eine Luftleitanordnung innerhalb des Scheinwerfergehäuses (6) einen in Abhängigkeit von der ermittelten betauungskritischen Betriebssituation des Scheinwerfers (2) betriebenen Lüfter (16) umfasst, mittels welchem Luft von der Lufteinlassöffnung (20) zur Kühlung des Lichtmoduls (8) zu der Luftauslassöffnung (32) gefördert wird.

9. Das Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch zum Betreiben des Scheinwerfers (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 7.

10. Ein Steuergerät (24), welches zur Ausführung des Verfahrens nach dem Anspruch 8 oder 9 ausgebildet ist.

11. Ein Kraftfahrzeug (1) umfassend einen Scheinwerfer (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.

Zeichnung