СИСТЕМА ФАР ПРОЖЕКТОРНОГО ТИПА ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ
HEADLAMP SEARCHLIGHT-TYPE SYSTEM FOR AUTOMOBILES

Изобретение относится к системе фар прожекторного типа для автомобилей с левой и правой фарами прожекторного типа, каждая из которых содержит чашеобразный рефлектор с двумя фокусами, источник света, установленный в первом фокусе, линзу, фокус которой находится вблизи второго фокуса рефлектора, вал обтюратора, установленный между линзой и рефлектором с возможностью перемещения в несколько угловых положений вокруг горизонтальной оси вращения, проходящей поперек оптической оси, причем боковая поверхность вала обтюратора для каждого углового положения имеет фокальную линию, устанавливающую светотеневую границу при распределении света.
Из DE 19739089 А1 известна фара прожекторного типа для автомобилей, содержащая источник света, линзу и вал обтюратора, установленный между линзой и рефлектором. Вал обтюратора имеет несколько фокальных линий, проходящих в горизонтальном направлении и поперек оптической оси линзы, которые устанавливают светотеневую границу при заданном светораспределении. Вал обтюратора установлен с возможностью вращения вокруг собственной оси и с возможностью установки в несколько угловых положений, причем каждый раз действует одна единственная фокальная линия вала обтюратора. Благодаря формированию сплошных фокальных линий наряду с функцией дальнего и ближнего света выполняется также функция освещения в городе, на шоссейных дорогах местного значения и на автомагистралях. Однако количество фокальных линий ограничено из-за ограниченности параметров вала обтюратора. Улучшение светораспределения в соответствии с дорожной ситуацией и связанное с этим увеличение количества фокальных линий требуют другой фары прожекторного типа, для установки которой необходимо больше места.
Задача настоящего изобретения заключается в таком усовершенствовании системы фар прожекторного типа для автомобилей, чтобы количество видов светораспределения для приспособления к различным дорожным ситуациям автомобиля могло быть увеличено при условии экономии места.
Решение этой задачи изобретение, наряду с признаками ограничительной части п.1 формулы изобретения, характеризуется тем, что левая и правая фары прожекторного типа имеют одинаковую геометрию обтюраторов, причем их фокальные линии установлены зеркально относительно вертикальной плоскости симметрии, проходящей между левой и правой фарами прожекторного типа, и фокальные линии левой и правой фар проходят таким образом, что с помощью фокальной линии левой фары отражается первый световой пучок, а с помощью фокальной линии правой фары - второй световой пучок, накладывающиеся друг на друга с образованием общего светораспределения, причем общее светораспределение создает световой пробел, ограниченный двумя противолежащими боковыми кромками, причем первая кромка образована первым световым пучком, а вторая кромка - вторым световым пучком.
Особое преимущество изобретения заключается в том, что согласованные друг с другом различные исполнения фокальных линий, соответственно, валов обтюраторов, правой и левой фар системы фар прожекторного типа могут создавать общее светораспределение, соответствующее дорожной ситуации. Фокальные линии правой и левой фар, установленные для какой-то дорожной ситуации, каждый раз создают различные световые пучки, образующие при наложении световой пробел, соответствующий переднему участку дорожного пространства, на котором находится транспортное средство, движущееся впереди или навстречу. Общее светораспределение соответствует обычному распределению дальнего света, в котором оттеняется только тот участок дорожного пространства, на котором находится транспортное средство, движущееся навстречу или впереди. Предпочтительно в результате экранирование нежелательного ослепления другого транспортного средства может произойти при сохранении максимального светораспределения дальнего света.
Согласно одному из предпочтительных вариантов выполнения изобретения фокальные линии вала обтюратора левой и правой фар, соответственно, со стороны, обращенной от продольной оси автомобиля (с внешней стороны), содержат внешний участок фокальной линии, расположенный в вертикальном направлении выше по сравнению с соседним участком фокальной линии. Тем самым предпочтительно может создаваться средний световой пробел при общем светораспределении, причем кромки светового пробела образуются переходной поверхностью вала обтюратора, проходящей перпендикулярно продольной оси вала обтюратора. Предпочтительно световой пробел сориентирован на транспортное средство, движущееся впереди и/или навстречу, так что в зависимости от дорожной ситуации, за исключением среднего участка дорожного пространства, все дорожное пространство освещается в соответствии с обычным распределением дальнего света.
Согласно одному из предпочтительных вариантов выполнения изобретения вал обтюратора установлен с возможностью перемещения в горизонтальном направлении поперек оптической оси. Предпочтительно регулирующий механизм может использоваться для выполнения фарой прожекторного типа функции поворотного света, при которой фара установлена с возможностью перемещения относительно вертикальной оси. Предпочтительно световой пробел в зависимости от выявленного положения транспортного средства, движущегося впереди и/или навстречу, может варьироваться в горизонтальном направлении, так что относительно хорошее освещение дорожного пространства в пределах функции дальнего света обеспечивается постоянно, причем ослепление транспортного средства, движущегося впереди или навстречу, предотвращается. Водитель автомобиля предпочтительно не сталкивается ни с какими сильными колебаниями освещенности или большими контрастами, поскольку световой пробел предпочтительно заполняется за счет собственного света встречного транспортного средства. Предпочтительно световой пробел динамично отслеживает текущее положение встречного транспортного средства, пока встречное транспортное средство не минует автомобиль водителя. После этого система фар прожекторного типа моментально переключается на функцию дальнего света, при которой участок дорожного пространства освещается по всей ширине. Световой пробел, отслеживающий это встречное транспортное средство, создается только с выявлением очередного встречного транспортного средства.
Согласно одному из усовершенствованных вариантов изобретения вал обтюратора выполнен таким образом, что, наряду с возвышенным внешним участком фокальных линий, он содержит еще возвышенный внутренний участок вала. Таким образом, вал обтюратора имеет посредине выемку, фокальная линия которой имеет меньшую длину, чем фокальные линии внешнего и внутреннего участков фокальной линии. Тем самым предпочтительно могут быть получены световые пучки, имеющие лишь средний пальцевидный световой пробел. В результате наложения первого и второго световых пучков получается средний световой пробел и два внешних световых пробела, так что исключается ослепление до трех транспортных средств, а именно одного на среднем, одного на правом крайнем и одного на левом крайнем участках.
Согласно одному из усовершенствованных вариантов изобретения вал обтюратора имеет внешний участок фокальной линии с пальцем, проходящим параллельно продольной оси вала обтюратора, так что в результате наложения левого и правого световых пучков на измерительной стенке выделяется световой пробел. Благодаря этому освещение предпочтительно может происходить выше светового пробела, достигая, например, щитовых объектов (указателей).
Согласно одному из усовершенствованных вариантов изобретения система фар прожекторного типа, соответственно фары прожекторного типа, соединены с сенсорным блоком и с блоком управления, причем с помощью сенсорного блока определяется текущее положение транспортного средства, движущегося навстречу и/или впереди. В этом случае в зависимости от данных положения устанавливается комбинация фокальных линий фар прожекторного типа, соответствующая этой дорожной ситуации, так что создается общее светораспределение, приближающееся к дальнему свету, причем исключается лишь то дорожное пространство, в котором находится транспортное средство, движущееся навстречу и/или впереди.
Примеры выполнения изобретения ниже поясняются более подробно со ссылкой на чертежи, на которых:
фиг.1а изображает схематически вертикальное сечение вала обтюратора левой и правой фар прожекторного типа,
фиг.1b - схематически светораспределение со средним световым пробелом согласно фиг.1а, получаемое водителем автомобиля,
фиг.1с - схематически светораспределение, при котором валы обтюратора на фиг.1а, соответственно фары, переведены в направлении движения из среднего положения вправо,
фиг.1d - схематически светораспределение, при котором валы обтюратора на фиг.1а, соответственно фары, переведены в направлении движения из среднего положения влево,
фиг.1е - светораспределение с валами обтюратора на фиг. 1а, при котором ширина среднего светового пробела увеличивается путем перемещения валов обтюратора в продольном направлении наружу,
фиг.2а - вертикальное сечение валов обтюратора фар прожекторного типа с фокальной линией согласно второму варианту выполнения,
фиг.2b - схематически светораспределение, создаваемое для водителя автомобиля, со средним световым пробелом и с двумя внешними световыми пробелами, получаемыми в результате применения контура фокальной линии на фиг.2а,
фиг.3а - вертикальное сечение вала обтюратора фар прожекторного типа с фокальной линией согласно другому варианту выполнения,
фиг.3b - схематически светораспределение, создаваемое для водителя автомобиля, с образованием среднего закрытого светового пробела при использовании положения вала обтюратора на фиг. 3а,
фиг.4а - вертикальное сечение вала обтюратора фар с контуром фокальной линии согласно другому варианту выполнения,
фиг.4b - схематически светораспределение, создаваемое для водителя автомобиля, с использованием контура фокальной линии, изображенного на фиг.4а,
фиг.5 - схематически светораспределение, создаваемое для водителя автомобиля, при использовании вала обтюратора с контуром фокальной линии на фиг.1а, причем контур фокальной линии в результате вращения вала обтюратора постепенно опускается,
фиг.6 - схематически вид сверху автомобиля с системой фар прожекторного типа, состоящей из правой и левой фар прожекторного типа.
Система 1 фар прожекторного типа состоит по существу из левой и правой фар 2, 3 прожекторного типа, установленных соответственно по углам отверстия в передней технологической части кузова автомобиля.
Левая и правая фары 2, 3 содержат чашеобразный рефлектор 5, в первом фокусе которого установлен источник 4 света. Вблизи второго фокуса рефлектора 5 установлена линза 6. Левая и правая фары 2, 3 содержат соответственно валы 7, 8 обтюратора различной конфигурации, установленные с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси D вращения в несколько угловых положений, проходящей поперек оптической оси. Для получения различных типов светораспределения боковая поверхность валов 7, 8 обтюратора для каждого углового положения имеет различные фокальные линии.
Согласно первому варианту выполнения изобретения на фиг.1а - 1е валы 7, 8 обтюратора левой и правой фар 2, 3 соответственно находятся в таком угловом положении, что со стороны вала 7, соответственно, 8 обтюратора, обращенной от продольной оси F автомобиля, образован внешний участок 9, соответственно, 10 фокальной линии, возвышенный в вертикальном направлении. Внешний участок 9, 10 фокальной линии за оптически неэффективной переходной поверхностью установлен с параллельным смещением относительно внутреннего участка 12, соответственно, 13 фокальной линии. Участки 9, 12 фокальных линий левой фары 2 и участки 10, 13 фокальных линий правой фары 3 установлены зеркально относительно вертикальной плоскости S симметрии, проходящей между левой и правой фарами 2, 3. Таким образом, фары 2, 3 прожекторного типа имеют одинаковую геометрию обтюраторов, правда, зеркальную.
Как видно на фиг.1b, друг на друга накладываются первый световой пучок (левый световой пучок TL), создаваемый левой фарой 2, и второй световой пучок (правый световой пучок TR, обозначенный пунктиром), создаваемый правой фарой 3, с образованием общего светораспределения G, имеющего посредине световой пробел 14. Средний световой пробел 14 ограничивается первой кромкой 15 первого светового пучка TL и второй кромкой 16 второго светового пучка TR. Общее светораспределение G соответствует обычному распределению дальнего света с той лишь разницей, что средний участок, в котором проходит вертикаль V, лишается освещения. Благодаря этому может быть предотвращено ослепление транспортного средства Р, находящегося впереди в среднем дорожном пространстве, в остальном же освещение дорожного пространства может быть обеспечено по всей ширине.
Первый световой пучок TL и второй световой пучок TR содержат соответствующий участок 17, соответственно, 18 основного освещения, причем от участка 17 основного освещения левого светового пучка TL с левой стороны задний участок дороги освещается за счет левого пальцевидного участка 19 освещения, а от участка 18 основного освещения правого светового пучка TR с правой стороны - за счет правого пальцевидного участка 20 освещения.
Как видно на фиг.1а, длина l внешнего участка 9, 10 фокальной линии меньше половины длины L вала 7, 8 обтюратора.
Валам 7, 8 обтюратора может быть выделен соответствующий блок 21, 22 управления, с помощью которого валы 7, 8 обтюратора перемещаются в горизонтальном направлении относительно вертикальной оси. Таким образом, валы 7, 8 обтюратора смещаются перпендикулярно оптической оси. Блоки 21, 22 управления предпочтительно перемещают не только непосредственно валы 7, 8 обтюратора, но и всю левую фару 2, соответственно, всю правую фару 3. Блоки 21, 22 управления могут быть также использованы для выполнения функции поворотного света. При этом относительно вертикальной оси также перемещается вся фара 2, 3 прожекторного типа.
Для получения общего светораспределения G по фиг. 1с, при котором валы 7, 8 обтюратора находятся в угловом положении согласно фиг.1а, валы 7, 8 обтюратора перемещаются вправо относительно вертикальной оси в направлении движения. Для получения общего светораспределения G´ по фиг.1d валы 7, 8 обтюратора, соответственно фары 2, 3, перемещаются соответственно влево относительно вертикальной оси в направлении движения. Для получения большей ширины В среднего светового пробела 14 валы 7, 8 обтюратора, соответственно фары 2, 3, перемещаются в противоположных направлениях, а именно левая фара 2 - влево, а правая фара 3 - вправо. В результате создается расширенный световой пробел 14´, так что становится возможным экранирование движущихся впереди более широких транспортных средств или нескольких транспортных средств, едущих рядом. При смещении валов 7, 8 обтюратора в направлении продольной оси F автомобиля может произойти перекрытие кромок 15, 16 световых пучков TL, TR, так что будет иметь место обычное светораспределение дальнего света.
Согласно очередному варианту выполнения изобретения на фиг. 2а и 2b они могут иметь другую фокальную линию 23, симметричную относительно средней поперечной плоскости Q вала 7, 8 обтюратора. При этом левая и правая фары 2, 3 имеют одинаковый контур фокальной линии, причем в отличие от варианта выполнения по фиг.1а фокальная линия 23 имеет две ступени, причем рядом с возвышенным внешним участком 17 фокальной линии образуются примыкающая средняя выемка А, а рядом с ней другой возвышенный внутренний участок 24 фокальной линии. Возвышенный внутренний участок 24 фокальной линии обеспечивает создание внешнего светового пробела 25 левого светового пучка TL и внешнего светового пробела 26 правого светового пучка TR. Тем самым предпочтительно можно избежать ослепления других транспортных средств, находящихся на боковом участке дорожного пространства. Таким образом, общее светораспределение G на измерительной стенке, удаленной на 10 м, имеет ступенчатую форму, причем левый участок 27 дальнего света и правый участок 28 дальнего света имеют кромки 29, 30, создаваемые с помощью переходных поверхностей 11 фокальной линии 23.
Согласно еще одному варианту выполнения изобретения валы 7, 8 обтюраторов на фиг.3а и 3b имеют фокальные линии 31, 32, которые в отличие от варианта выполнения по фиг.1а, имеют внешние участки 33, 34 фокальной линии с пальцами 35, 36, направленными параллельно продольной оси валов 7, 8 обтюратора и в направлении продольной оси F автомобиля. В результате создается общее светораспределение G согласно фиг.3b, включающее закрытый средний световой пробел 37. Благодаря этому над транспортным средством, движущимся впереди, может осуществляться освещение, которое может служить, например, высвечиванию щитового объекта.
Согласно очередному варианту выполнения изобретения на фиг.4а и 4b может быть предусмотрена ступенчатая фокальная линия 38, 39 левого и правого вала 7, 8 обтюратора соответственно, причем ступени возвышаются наружу в вертикальном направлении со стороны, обращенной к продольной оси F автомобиля. Путем продольного перемещения вала 7, 8 обтюратора может варьироваться по высоте затененный участок, т.е. светотеневая граница HDG может переноситься, например, при выходе из положения, обозначенного пунктиром, в более высокое положение, обозначенное сплошной линией.
Согласно очередному варианту выполнения изобретения на фиг.5 фокальная линия 9, 12 или 10, 13 согласно фиг.1а путем синхронного поворота фар 2, 3 вокруг горизонтальной оси может опускаться до тех пор, пока не будет достигнуто положение ближнего света, при котором светотеневая граница HDG левого участка 19 дальнего света переведена в положение ближнего света. Перемещение вала 7, 8 обтюратора, причем внутренний участок 12, 13 фокальной линии остается неизменным, происходит непрерывно, так что участок отсутствия ослепления может постепенно отслеживать текущую дорожную ситуацию.
Для перемещения валов 7, 8 обтюратора предусмотрены блоки 21, 22 управления, на входы которых поступает сигнал датчика, подаваемый из сенсорного блока 40. Сенсорный блок 40 может быть выполнен в виде системы камер, отслеживающей все предполье (переднее дорожное пространство) автомобиля и возможные транспортные средства Р. Сенсорный блок 40 выполнен таким образом, что он фиксирует положение и/или удаление фар 2, 3 от встречного или движущегося впереди участника движения (транспортного средства) в предполье. Блок 21 управления может содержать микроконтроллер или микропроцессор с памятью, в которую введена программа управления освещением.
Отслеживание светового пробела 14, 14´ в зависимости от текущего положения встречного или движущегося впереди транспортного средства предпочтительно осуществляется таким образом, чтобы, с одной стороны, предотвращалось ослепление встречного или движущегося впереди транспортного средства, а с другой, чтобы обеспечивалось максимальное освещение дорожного пространства согласно светораспределению дальнего света. Предпочтительно левая и правая фары 2, 3 при появлении встречного транспортного средства динамично постепенно смещаются относительно вертикальной оси влево, пока встречное транспортное средство не минует систему фар прожекторного типа. При этом световой пробел 14, 14´ отслеживает встречное транспортное средство с перекрытием последнего. Предпочтительно световой пробел 14, 14´ расширяется в зависимости от удаления встречного автомобиля, так что световой пробел 14, 14´ при появлении встречного транспортного средства на большом расстоянии имеет относительно небольшую ширину, а при появлении встречного транспортного средства на малом расстоянии имеет относительно большую ширину. Положение светового пробела 14, 14´ в горизонтальном направлении, а также ширина В светового пробела 14, 14´ выбраны таким образом, чтобы встречное транспортное средство находилось в световом пробеле 14, 14´. При этом для водителя автомобиля освещение дорожного пространства по ширине справа и слева от встречного транспортного средства гарантировано. В результате того что встречное транспортное средство в световом пробеле само излучает свет, водителю автомобиля поверхность в горизонтальном направлении представляется освещенной полностью.
ПЕРЕЧЕНЬ ПОЗИЦИЙ
система фар прожекторного типа
левая фара прожекторного типа
правая фара прожекторного типа
источник света
рефлектор
линза
вал обтюратора
вал обтюратора
внешний участок фокальной линии
внешний участок фокальной линии
переходная поверхность
внутренний участок фокальной линии
внутренний участок фокальной линии
14, 14´ - средний световой пробел
15 - первая кромка
16 - вторая кромка
17 - участок основного освещения
18 - участок основного освещения
19 - левый пальцевидный участок
20 - правый пальцевидный участок
21 - блок управления
22 - блок управления
23 - фокальная линия
24 - средний участок фокальной линии
25 - внешний световой пробел
26 - внешний световой пробел
27 - левый участок дальнего света
28 - правый участок дальнего света
29 - кромка
30 - кромка
31 - фокальная линия
32 - фокальная линия
33 - внешний участок фокальной линии
34 - внешний участок фокальной линии
35 - палец
36 - палец
37 - средний световой пробел
38 - фокальная линия
39 - фокальная линия
40 - сенсорный блок
А - выемка
В - ширина среднего светового пробела
D - ось вращения
F - продольная ось автомобиля
G - общее светораспределение
HDG - светотеневая граница
I - длина внешнего горящего света
L - половина длины вала обтюратора
Р - транспортное средство, автомобиль
Q - поперечная средняя плоскость
S - плоскость симметрии
TL - левый световой пучок
TR - правый световой пучок
V - вертикаль