自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種車輛中的自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)，包括：具有多個拋物面反射鏡的車燈；傳感器，被配置為檢測車輛行駛情況的改變，并產(chǎn)生表示所述改變的信號；控制器，被配置為接收來自傳感器的信號，并產(chǎn)生控制信號；以及驅(qū)動器，被配置為接收來自控制器的控制信號，并基于控制信號來單獨地控制車燈中的各個拋物面反射鏡。本發(fā)明還提供了一種用于控制車輛中的自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)的方法。本發(fā)明能夠降低能量消耗，減小出現(xiàn)機(jī)械故障的可能，而且更加靈活。
【專利說明】自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車制造領(lǐng)域，具體涉及一種自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各種高檔汽車中。具體地，當(dāng)車輛拐彎或加速/減速時，自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)移動前燈的位置以改變照明的方向和角度，使得駕駛員能夠更好地觀察彎角處路面狀況，從而提高了車輛行駛的安全性。
[0003]參考文獻(xiàn)1(TW201041764A1)公開了一種自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)。該系統(tǒng)提供了連接到前燈照明模塊的至少一個拐角模塊。該拐角模塊具有按照三維非軸向?qū)ΨQ光學(xué)方程式而設(shè)計的轉(zhuǎn)彎反射鏡。
[0004]參考文獻(xiàn)2(US2010/0080009A1)公開了一種用于控制燈的偏轉(zhuǎn)的設(shè)備和方法。具體地，參考文獻(xiàn)2公開的技術(shù)方案基于檢測到的轉(zhuǎn)向角來控制車燈的照射方向的偏轉(zhuǎn)。
[0005]然而，在現(xiàn)有的自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)中，當(dāng)需要改變車燈的照射方向時，需要整體上移動車燈，這會導(dǎo)致相當(dāng)大的能量消耗，并增大了機(jī)械操作發(fā)生錯誤的可能性。另外，由于車燈的照射方向發(fā)生較大改變，汽車正前方的光線強(qiáng)度減弱，使得駕駛員無法看清正前方的路況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明提供了 一種自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)及其控制方法，至少部分地解決了現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點和問題。
[0007]本發(fā)明的自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)中的車燈可以包括多個單獨的拋物面反射鏡，這些單獨的反射鏡組合形成完整的拋物面?？梢酝ㄟ^控制器單獨調(diào)整每一個反射鏡以改變其工作角度，從而根據(jù)車輛的行駛情況來優(yōu)化車燈發(fā)出的光束的形狀、強(qiáng)度和照射方向，等等。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種車輛中的自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)，包括:具有多個拋物面反射鏡的車燈；傳感器，被配置為檢測車輛行駛情況的改變，并產(chǎn)生表示所述改變的信號；控制器，被配置為接收來自傳感器的信號，并產(chǎn)生控制信號；以及驅(qū)動器，被配置為接收來自控制器的控制信號，并基于控制信號來單獨地控制車燈中的各個拋物面反射鏡。
[0009]優(yōu)選地，所述車燈具有4個拋物面反射鏡。
[0010]優(yōu)選地，所述傳感器包括角度檢測器。所述角度檢測器被配置為:檢測車輛行駛方向的改變，并產(chǎn)生車輛轉(zhuǎn)彎角度數(shù)據(jù)。
[0011]優(yōu)選地，所述傳感器包括速度檢測器。所述速度檢測器被配置為:檢測車輛行駛速度的改變，并產(chǎn)生車輛速度數(shù)據(jù)
[0012]優(yōu)選地，當(dāng)車輛發(fā)生轉(zhuǎn)彎時，所述控制器根據(jù)所述角度檢測器提供的車輛轉(zhuǎn)彎角度數(shù)據(jù)產(chǎn)生控制信號，而且所述驅(qū)動器根據(jù)所述控制信號來控制車燈中位于水平方向上的拋物面反射鏡。[0013]優(yōu)選地，當(dāng)車輛速度改變時，所述控制器根據(jù)所述速度檢測器提供的車輛速度數(shù)據(jù)產(chǎn)生控制信號，而且所述驅(qū)動器根據(jù)所述控制信號來控制車燈中位于垂直方向上的拋物面反射鏡。
[0014]優(yōu)選地，所述驅(qū)動器還被配置為:當(dāng)車輛行駛情況發(fā)生改變時，單獨地調(diào)整車燈中的各個拋物面反射鏡的照射亮度。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于控制車輛中的自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)的方法，所述自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)包括具有多個拋物面反射鏡的車燈，所述方法包括:檢測車輛行駛情況的改變，并產(chǎn)生表示所述改變的信號；根據(jù)表示所述改變的信號而產(chǎn)生控制信號；以及根據(jù)控制信號單獨地控制車燈中的各個拋物面反射鏡。
[0016]優(yōu)選地，當(dāng)車輛發(fā)生轉(zhuǎn)彎時，根據(jù)檢測到的車輛轉(zhuǎn)彎角度數(shù)據(jù)產(chǎn)生控制信號，并且根據(jù)所述控制信號來控制車燈中位于水平方向上的拋物面反射鏡。
[0017]優(yōu)選地，當(dāng)車輛速度改變時，根據(jù)檢測到的車輛速度數(shù)據(jù)產(chǎn)生控制信號，并且根據(jù)所述控制信號來控制車燈中位于垂直方向上的拋物面反射鏡。
[0018]優(yōu)選地，該方法還包括:當(dāng)車輛行駛情況發(fā)生改變時，單獨地調(diào)整車燈中的各個拋物面反射鏡的照射亮度。
[0019]通過根據(jù)車輛的行駛情況單獨地控制各個反射鏡，本發(fā)明的自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)能夠降低能量消耗，并減小出現(xiàn)機(jī)械故障的可能，能夠?qū)崟r改變照明情況，更好地適應(yīng)不同的路況。另外，本發(fā)明的自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)的配置更加靈活，而且可靠性更高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]通過下文結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它特征將會變得更加明顯，其中:
[0021]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)的框圖。
[0022]圖2(a)是示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的車燈的正視圖。
[0023]圖2(b)是示出了用于描述根據(jù)本發(fā)明一個實施例的車燈的拋物面的函數(shù)圖。
[0024]圖3是示出了圖2(a)中所示的車燈中的反射鏡的操作示意圖。
[0025]圖4是示出了圖2(a)中所示的車燈中的反射鏡在車輛轉(zhuǎn)彎時發(fā)生狀態(tài)改變的示意圖。
[0026]圖5是示出了圖2(a)中所示的車燈中的反射鏡在車輛減速時發(fā)生狀態(tài)改變的示意圖。
[0027]圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的自適應(yīng)前燈照明控制方法的流程圖?！揪唧w實施方式】
[0028]下面，通過結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例的描述，本發(fā)明的原理和實現(xiàn)將會變得明顯。應(yīng)當(dāng)注意的是，本發(fā)明不應(yīng)局限于下文所述的具體實施例。另外，為了簡便起見，省略了與本發(fā)明無關(guān)的公知技術(shù)的詳細(xì)描述。
[0029]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)10的框圖。如圖1所示，自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)10包括傳感器110、控制器120、驅(qū)動器130和車燈140。需要說明的是，盡管圖1中僅示出了一個車燈(前燈)140，然而其僅僅是示意性的。通常，車輛會包含2個或更多數(shù)目的前燈。下面，首先結(jié)合附圖2-5對車燈140進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0030]圖2(a)是示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的車燈140的正視圖。如圖2(a)中所示，車燈140包括4個單獨的拋物線反射鏡210-240，這4個反射鏡210-240形成了一個完整的拋物面。在圖2(a)中，反射鏡210-240分別表示上、右、左和下這四個方向的反射鏡，它們可以被單獨地驅(qū)動。在車燈140中，燈管位于反射鏡210-240的焦點處(詳見圖3)。
[0031]如上文所述，在本實施例中，可以將4個單獨的拋物線反射鏡組合為一個完整的拋物面反射鏡。圖2(b)是示出了用于描述根據(jù)本發(fā)明一個實施例的車燈的拋物面的函數(shù)圖。如圖2(b)所示，該拋物面的方程式例如可以是:
[0032]x2+y2 = 2pz(I)
[0033]其中p為常數(shù)，根據(jù)具體的車燈大小來定出p的確定值。z方向表示車燈的正前方，即光線照射方向。X和y方向分別表不車的上下方向和左右方向。
[0034]需要說明，圖2(a)中所示的車燈140僅僅是根據(jù)本發(fā)明的車燈的一個具體示例。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，根據(jù)本發(fā)明的車燈不限于僅包括4個單獨的反射鏡。例如，根據(jù)本發(fā)明的車燈可以包括多于6個、8個或更多個反射鏡，這些反射鏡都可以被單獨地驅(qū)動。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，還可以采用除了方程式(I)以外的其他的方程式來形成和描述車燈的拋物面。
[0035]圖3示出了圖2(a)中所示的車燈中的反射鏡的操作示意圖。具體地，圖3中示出了圖2(a)中所示的一個反射鏡(例如反射鏡240)的操作。如圖3中所示，燈管300被設(shè)置在拋物線反射鏡240的焦點310處。燈管300發(fā)出的光被反射鏡240反射(參見圖3中的實線箭頭)。如果反射鏡240的工作角度發(fā)生改變，那么反射鏡240的反射光的角度和照明區(qū)域也會發(fā)生相應(yīng)的改變。
[0036]圖4是示出了圖2(a)中所示的車燈中的反射鏡在車輛轉(zhuǎn)彎時發(fā)生狀態(tài)改變的示意圖。具體地，圖4中示出了圖2(a)中所示的反射鏡230在車輛向左轉(zhuǎn)彎時發(fā)生的狀態(tài)改變。如圖4中所示，當(dāng)車輛向左轉(zhuǎn)彎時，反射鏡230向左偏轉(zhuǎn)一定的角度(參見圖4中的實線和虛線)，從而擴(kuò)大了左側(cè)的照明區(qū)域?？蛇x地，所發(fā)出的光的強(qiáng)度也可以變大。
[0037]類似地，可以理解，當(dāng)車輛向右轉(zhuǎn)彎時，反射鏡220會向右偏轉(zhuǎn)一定的角度，從而擴(kuò)大右側(cè)的照明區(qū)域?？蛇x地，所發(fā)出的光的強(qiáng)度也可以變大。
[0038]圖5是示出了圖2(a)中所示的車燈中的反射鏡在車輛減速時發(fā)生狀態(tài)改變的示意圖。具體地，圖5中示出了圖2(a)中所示的反射鏡210在車輛減速時發(fā)生的狀態(tài)改變。如圖5中所示，當(dāng)車輛以相對較高的速度行駛時(例如速度大于90公里/小時)，反射鏡210最初處于狀態(tài)1。在狀態(tài)1，反射鏡210將光線反射到車前較遠(yuǎn)的區(qū)域，使得駕駛員能夠及時了解前方的路況。如果車輛減速(例如速度降低至30公里/小時)，反射鏡210從狀態(tài)I向下偏轉(zhuǎn)，從而改變至狀態(tài)2。如圖5中所示，與處于狀態(tài)I時相比，處于狀態(tài)2的反射鏡210將光線反射到車輛前相對較近的區(qū)域。這樣，駕駛員能夠更加清楚地了解車輛前的情況。一般地，當(dāng)車速降低時，應(yīng)當(dāng)向下調(diào)整反射鏡210。 反之，當(dāng)車速增大時，應(yīng)當(dāng)向上調(diào)整反射鏡210。
[0039]類似地，可以理解，當(dāng)車速降低時，應(yīng)當(dāng)向上調(diào)整反射鏡240。反之，當(dāng)車速增大時，應(yīng)當(dāng)向下調(diào)整反射鏡240。
[0040]回到圖1，傳感器110用于檢測車輛行駛情況(例如行駛方向和/或行駛速度)的改變。在一個示例中，當(dāng)傳感器110檢測到車輛轉(zhuǎn)彎時，傳感器110產(chǎn)生表示車輛轉(zhuǎn)彎的信號。在另一個示例中，當(dāng)傳感器110檢測到車輛加速/減速時，傳感器110產(chǎn)生表示車輛速度改變的信號。在又一個示例中，當(dāng)傳感器110檢測到車輛轉(zhuǎn)彎以及車輛加速/減速時，傳感器110產(chǎn)生表示車輛轉(zhuǎn)彎和速度改變的信號。之后，傳感器110將所產(chǎn)生的信號提供給控制器120。
[0041]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，傳感器110可以包括各種傳感器，例如速度檢測器、角度檢測器、高度檢測器等。
[0042]控制器120接收來自傳感器110的信號，相應(yīng)地產(chǎn)生控制信號并將該信號提供給驅(qū)動器130。驅(qū)動器130接收來自控制器120的控制信號，并基于控制信號來控制車燈140 (具體地，控制車燈140中的各個反射鏡的偏轉(zhuǎn))。下面，詳細(xì)描述控制器120和控制器130的示例操作過程。
[0043]示例 I
[0044]假設(shè)車輛轉(zhuǎn)彎的角度為Θ。當(dāng)車輛發(fā)生轉(zhuǎn)彎時，車輛傳感器110 (例如角度檢測器)將檢測到該轉(zhuǎn)彎，并將車輛轉(zhuǎn)彎角度數(shù)據(jù)傳遞給控制器120。控制器120可以通過以下關(guān)系式來確定拋物面反射鏡將要張開的角度S (假設(shè)反射鏡能夠張開的最大角度為Smax，例如15° ):
[0045]當(dāng)Θ <90。時，δ = SmaxX Θ/90。
[0046]當(dāng)Θ >90。時，δ = δ max(2)
[0047]當(dāng) 車輛向左轉(zhuǎn)彎時，驅(qū)動器130將采用根據(jù)上述關(guān)系式(2)計算的轉(zhuǎn)彎角度數(shù)據(jù)來控制車燈的左端獨立反射鏡230。類似地，如果車輛向右轉(zhuǎn)彎，則驅(qū)動器130將采用根據(jù)上述關(guān)系式(2)計算的轉(zhuǎn)彎角度數(shù)據(jù)來控制車燈的右端獨立反射鏡220。可選地，車燈(反射鏡220和230)的照射亮度可以增大，以保證車正前方的亮度不會受到影響。
[0048]示例 2
[0049]當(dāng)車輛行駛速度為V時，傳感器110 (例如速度檢測器)可以實時獲取車輛的速度，然后將車輛的速度V傳遞給控制器120。控制器120可以通過計算來確定拋物面反射鏡210的狀態(tài)。
[0050]假設(shè)拋物面反射鏡210能夠張開的最大角度為θ_(例如15° )，完全張開后的狀態(tài)為圖5中的標(biāo)記I所示的位置，完全閉合后的狀態(tài)為圖5中的標(biāo)記2所示的位置?？刂破?20可以通過以下關(guān)系式來確定拋物面反射鏡210將要張開的角度Θ:
[0051]當(dāng)V < 30km/h 時，Θ = O。(標(biāo)記 2)
[0052]當(dāng)30km/h < V < 90km/h, θ = Θ maxX V/90km/h (標(biāo)記 I 和標(biāo)記 2 之間)
[0053]當(dāng)V > 90km/h, Θ = Qmax (標(biāo)記 I)(3)
[0054]當(dāng)車輛加速或減速時，驅(qū)動器130將根據(jù)上述關(guān)系式(3)來控制車燈的上端獨立反射鏡210和下端獨立反射鏡240?？蛇x地，車燈(反射鏡210和反射鏡240)的照射亮度可以增大(速度變大時)或減小(速度減小時)。
[0055]可以理解，在上述示例中，所給出的反射鏡的角度范圍和速度的設(shè)定不限于上面給出的具體示例。在實際應(yīng)用中，各個獨立反射鏡可以調(diào)節(jié)的角度以及行駛速度和調(diào)整角度的關(guān)系均可以根據(jù)具體車燈的不同而獨立地確定。
[0056]圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的自適應(yīng)前燈照明控制方法60的流程圖。如圖6所示，方法60在步驟S610處開始。
[0057]在步驟S620處，檢測車輛行駛情況(例如行駛方向和/或行駛速度)的改變。在一個示例中，當(dāng)檢測到車輛轉(zhuǎn)彎時，產(chǎn)生表示車輛轉(zhuǎn)彎的信號。在另一個示例中，當(dāng)檢測到車輛加速/減速時，產(chǎn)生表示車輛速度改變的信號。在又一個示例中，當(dāng)檢測到車輛轉(zhuǎn)彎以及車輛加速/減速時，產(chǎn)生表示車輛轉(zhuǎn)彎和速度改變的信號。
[0058]在步驟S630處，基于檢測到的車輛行駛情況的改變而產(chǎn)生控制信號。具體地，例如可以參照上文描述的關(guān)系式(2)或關(guān)系式(3)來產(chǎn)生控制信號。
[0059]在步驟S640處，基于步驟S630處產(chǎn)生的控制信號來控制車燈(例如，控制車燈中的各個獨立反射鏡的偏轉(zhuǎn)方向和照射亮度)。
[0060]最后，方法60在步驟S650處結(jié)束。
[0061]通過根據(jù)車輛的行駛情況單獨地控制各個反射鏡，本發(fā)明的自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)能夠降低能量消耗，并減小出現(xiàn)機(jī)械故障的可能，能夠?qū)崟r改變照明情況，更好地適應(yīng)不同的路況。另外，本發(fā)明的自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)的配置更加靈活，而且可靠性更高。
[0062]應(yīng)該理解，本發(fā)明的上述實施例可以通過軟件、硬件或者軟件和硬件兩者的結(jié)合來實現(xiàn)。例如，上述實施例中的自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)內(nèi)部的各種組件可以通過多種器件來實現(xiàn)，這些器件包括但不限于:通用處理器、數(shù)字信號處理(DSP)電路、可編程處理器、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、可編程邏輯器件(CPLD)，等等。
[0063]盡管以上已經(jīng)結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實施例示出了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明進(jìn)行各種修改、替換和改變。因此，本發(fā)明不應(yīng)由上述實施例來限定，而應(yīng)由所附權(quán)利要求及其等價物來限定。
【權(quán)利要求】
1.一種車輛中的自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)，包括: 具有多個拋物面反射鏡的車燈； 傳感器，被配置為檢測車輛行駛情況的改變，并產(chǎn)生表示所述改變的信號； 控制器，被配置為接收來自傳感器的信號，并產(chǎn)生控制信號；以及驅(qū)動器，被配置為接收來自控制器的控制信號，并基于控制信號來單獨地控制車燈中的各個拋物面反射鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)，其中，所述車燈具有4個拋物面反射鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)，其中，所述傳感器包括角度檢測器，所述角度檢測器被配置為:檢測車輛行駛方向的改變，并產(chǎn)生車輛轉(zhuǎn)彎角度數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)，其中，所述傳感器包括速度檢測器，所述速度檢測器被配置為:檢測車輛行駛速度的改變，并產(chǎn)生車輛速度數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)，其中，當(dāng)車輛發(fā)生轉(zhuǎn)彎時，所述控制器根據(jù)所述角度檢測器提供的車輛轉(zhuǎn)彎角度數(shù)據(jù)產(chǎn)生控制信號，而且所述驅(qū)動器根據(jù)所述控制信號來控制車燈中位于水平方向上的拋物面反射鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)，其中，當(dāng)車輛速度改變時，所述控制器根據(jù)所述速度檢測器提供的車輛速度數(shù)據(jù)產(chǎn)生控制信號，而且所述驅(qū)動器根據(jù)所述控制信號來控制車燈中位于垂直方向上的拋物面反射鏡。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)，其中，所述驅(qū)動器還被配置為:當(dāng)車輛行駛情況發(fā)生改變時，單獨地調(diào)整車燈中的各個拋物面反射鏡的照射亮度。
8.一種用于控制車輛中的自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)的方法，所述自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)包括具有多個拋物面反射鏡的車燈，所述方法包括: 檢測車輛行駛情況的改變，并產(chǎn)生表示所述改變的信號； 根據(jù)表示所述改變的信號而產(chǎn)生控制信號；以及 根據(jù)控制信號單獨地控制車燈中的各個拋物面反射鏡。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，當(dāng)車輛發(fā)生轉(zhuǎn)彎時，根據(jù)檢測到的車輛轉(zhuǎn)彎角度數(shù)據(jù)產(chǎn)生控制信號，并且根據(jù)所述控制信號來控制車燈中位于水平方向上的拋物面反射鏡。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，當(dāng)車輛速度改變時，根據(jù)檢測到的車輛速度數(shù)據(jù)產(chǎn)生控制信號，并且根據(jù)所述控制信號來控制車燈中位于垂直方向上的拋物面反射鏡。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)，還包括: 當(dāng)車輛行駛情況發(fā)生改變時，單獨地調(diào)整車燈中的各個拋物面反射鏡的照射亮度。
【文檔編號】F21V14/04GK103465823SQ201210184739
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月6日
【發(fā)明者】張彤, 李浩鵬 申請人:夏普株式會社