CN101249814A - 车前灯位置随动控制方法和多级步进位置随动车前灯系统 - Google Patents
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Abstract
车前灯位置随动控制方法和多级步进位置随动车前灯系统，其特征是随车设置转向位置传感器和垂直位置传感器，设置由电磁位置随动机构控制的二维车前灯支架，汽车转向角度和上下坡行驶状态分别在转向位置传感器和垂直位置传感器中转换为多级控制信号；以多级信号控制器接收多级控制信号并输出电磁位置随动机构的随动位置控制信号。本发明根据汽车转向角度和上下坡行驶状态，对汽车大灯进行二维动态调节，与当前的道路状况条件相适应，改善对车辆前进方向的照明度，增强在黑暗路况条件下行驶的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及用于改善汽车夜间驾驶条件、增强黑暗中驾驶的安全性，在弯道路况及坡道路况时，扩大驾驶员的视野，增加驾驶员反映时间的汽车前大灯随动控制方法及控制系统。
背景技术
通常汽车上安装的普通前大灯只有固定的照射范围，当夜间车辆在弯道上转弯时，固定前大灯不能对弯道内侧照明，常常会出现“盲区”，严重影响了夜间行车的安全性；夜间车辆在上下坡行驶状态下，由于车灯的照射范围固定，也同样会出现“盲区”，带来夜行车的安全性问题。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种车前灯位置随动控制方法和多级步进位置随动车前灯系统，以便根据汽车转向角度和上下坡行驶状态，对汽车大灯进行二维动态调节，与当前的道路状况条件相适应，改善对车辆前进方向的照明度，增强在黑暗路况条件下行驶的安全性。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明车前灯位置随动控制方法的特点是在车辆处于转弯状态时，以随动的方式使车前灯朝向车辆所转的方向水平转过设定的角度，并在转弯状态结束后使车前灯自动复位；在车辆处于上坡或下坡状态时，以随动的方式使车前灯朝下或朝上转过设定的角度，并在上坡或下坡结束后使车前灯自动复位。
本发明多级步进位置随动车前灯系统的结构特点是随车设置转向位置传感器和垂直位置传感器，设置由电磁位置随动机构控制的二维车前灯支架，汽车转向角度和上下坡行驶状态分别在转向位置传感器和垂直位置传感器中转换为多级控制信号；以多级信号控制器接收多级控制信号并输出电磁位置随动机构的随动位置控制信号。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、本发明根据汽车的转向角度和上下坡行驶状态，提前主动对车前灯进行二维动态调节，使之照射的角度与当前的道路状况条件相适应，有效改善对车辆前进方向的照明度，增强了在黑暗路况条件下行驶的安全性。
2、本发明大灯在弯道行驶时的随动有效地扩大了驾驶员的视野，并且可以提前提醒对方来车。
3、本发明针对车辆因后部负载变化而改变了前大灯本来正确的照射范围的情况，可以调整车灯照射角进行有效改善。
4、本发明采用多级步进位置随动，可以采用二维霍尔阵列传感器直接将车辆的相关信息传递到多路控制器，由多路控制器直接控制电磁位置随动系统，进而使大灯随动。其转动方向步进级数和垂直方向步进级数的合理设置可以使前大灯的照射区域无明显跳动。
5、本发明的具体实施不涉及复杂的微型电脑、步进电机或电动舵机等方案，遵循“够用即可”的原则，在满足基本功能的基础上，没有增加任何冗余功能。
6、本发明与车辆本身已有的控制系统完全隔离，不影响车辆原有的各种操作，对车辆原有性能不形成任何影响。
7、本发明能耗仅为大约10瓦，各部件无明显发热现象，可以长时间连续使用。
8、本发明结构简单，牢固可靠，安装维修方便容易，特别是价格低廉，可用于现有各种大、小型客车或货车的升级改装，也可以使之成为新车的标准配置。
附图说明
图1为本发明系统结构拓扑图。
图2为本发明中转向位置传感器结构示意图。
图3为本发明中转向位置传感、控制及随动拓扑图。
图4为本发明中垂直位置传感器结构示意图。
图5为本发明中垂直位置传感、控制及随动拓扑图。
图6为本发明中二维双通道多级控制器拓扑图。
图7为本发明中垂直(转向)位置随动系统结构示意图。
图8为本发明中二维复位锁定机构示意图。
图9为本发明中延时复位电路。
图中标号：1车前灯、2衔铁、3锥形尾孔、4复位板、5传感臂、6永磁端、7重力摆锤、8永磁锤头、9随动永磁体、10随动电磁铁、11复位弹簧、A重力摆锤的摆动中心、B转向机转动中心、K复位电磁铁、F复位分力、α随动角。
以下通过具体实施方式，结合附图对本发明作进一步说明：
具体实施方式：
本实施例中，车前灯位置随动控制方法是在车辆处于转弯状态时，以随动的方式使车前灯朝向车辆所转的方向水平转过设定的角度，并在转弯状态结束后使车前灯自动复位；在车辆处于上坡或下坡状态时，以随动的方式使车前灯朝下或朝上转过设定的角度，并在上坡或下坡结束后使车前灯自动复位。
本实施例中，多级步进位置随动车前灯系统是随车设置转向位置传感器和垂直位置传感器，设置由电磁位置随动机构控制的二维车前灯支架，汽车转向角度和上下坡行驶状态分别在转向位置传感器和垂直位置传感器中转换为多级控制信号；以多级信号控制器接收多级控制信号并输出电磁位置随动机构的随动位置控制信号。
随动角α包括左右转向具有内侧0～16°、外侧0～8°照明方向的调整范围，每级转向角度设置为2°；垂直照明方向具有上下各12°的调整范围，分别设置为2°、4.5°、8°及12°的四级。以上随动角范围和步进值均可以根据不同车型的需要，方便地改变设计参数。
具体实施中的相应设置也包括：
图1所示，将转向位置霍尔阵列传感器、垂直位置霍尔阵列传感器和双通道二维多级控制器及二维电磁位置随动系统三个部分设置为独立的三个模块，通过多路电缆连接。三个模块均为全密封，可以分别快速替换，便于维修。
图2所示，转向位置霍尔阵列传感器的设置是以转向机转动中心B为中心，沿径向设置随转向机转动的传感臂5，传感臂5的前端为永磁端6，在传感臂5的转动范围内，设置转向位置霍尔阵列传感器中的各霍尔传感器件，以传感臂的永磁端6与对应位置上的霍尔传感器件组成对应位置上的转向信号测头。
图2、图3所示，本实施例中，转向位置霍尔阵列传感器中的各霍尔传感器件包括对应于转向机正中位置的复位传感器H0，以及位于复位传感器H0两侧均匀分布的两组，每组分别为四只，即H1、H2、H3和H4。当车辆左右转动时，转向位置霍尔阵列传感器由于传感臂永磁端6的接近，因感应而检测到转向机的转动角度，设置转向起始角为2度，在左右转向小于起始角度时只有H0给出高电平，随动系统保持在原位上；大于起始角度时，H0及H1同时给出高电平；当转向角度继续增大，由H1单独给出高电平；转向角度再度增大，H1及H2同时给出高电平，以此组合，转向位置霍尔阵列传感器将在左右转向方向上依次给出十七个位置信号，其中包括正中的转向复位信号。
参见图4，垂直位置霍尔阵列传感器是在重力摆锤7的底端设置永磁锤头8，重力摆锤的摆动中心A设置于传感器外壳上，在重力摆锤7的摆动范围内，均匀设置垂直位置霍尔阵列传感器中的各霍尔传感器件，以永磁锤头8与对应位置上的霍尔阵列传感器件组成对应位置上的竖直角度信号传感器。
图4、图5所示，本实施例中，垂直位置霍尔阵列传感器中的各霍尔传感器件包括对应于重力摆锤正中位置的复位传感器H0以及位于复位传感器H0两侧均匀分布的两组，每组分别为两只，即H1和H2。当车辆上坡或下坡，或因负载变化引起车身仰角变化时，垂直位置霍尔阵列传感器由于重力摆锤的接近，因而感应检测到汽车车身的前后倾斜角度(设置起始角为1.5度)。同理，垂直位置霍尔阵列传感器可以分别给出九个位置检测信号，其中包括一个垂直复位信号，设置前后倾斜最大角度分别为12度，并设置限位。垂直位置霍尔阵列传感器可以安装在车内的任何地方。
参见图7，车前灯支架的电磁位置随动机构是在车前灯支架上固定设置随动永磁体9，由多级控制器控制得电状态的各电磁铁10设置在与车架固联的基座上，每只电磁铁10处在各自的位置上。由多级控制器输出的多级控制信号使对应位置上的电磁铁10得电，车前灯1将在随动永磁体9与得电状态下的电磁铁之间的磁力作用下转动在对应的角度位置上，实现电磁位置随动。垂直位置随动系统与转向位置随动系统的转动中心点C处在同一位置上，其转动轴相互垂直。
参见图8，设置随动复位锁定机构，是在车前灯1的尾端设置凹面复位板4，复位板4的中心具有锥形尾孔3，以锥形尾孔3为锁定孔，对应位置上设置电磁锁定机构，电磁锁定机构中的衔铁2的弹出状态可作为锁定销插入在锁定孔中。
参见图6，双通道二维多级控制器是根据转向/垂直位置传感器传来的二维位置信息，输出相应的驱动电流，驱使电磁位置随动机构跟随动作。
参见图9，以集成电路555组成的单稳触发器，在车前灯被关闭时，因本装置的稳压电路受车前灯开关控制，关闭车前灯也就是关闭本装置，在2端得到一个下沿触发脉冲，单稳触发器短时翻转，在3端输出高电平，使T01和T02导通，并延时1至2秒后再关闭、复位回中电磁铁K0动作，促使车前灯复位回中，此时这部分电路由车辆电源直接供电。在本随动装置工作时，如复位传感器H0检测到相应的位置信号，则T01导通、K0动作，使车前灯动态地处于回中位置。
当随动系统关闭时，图8所示的二维复位锁定机构中的电磁铁释放，衔铁2在弹簧的作用下，使车前灯1得到如图8(b)所示的复位分力F。在复位分力F与复位回中电磁铁K0的共同作用下，车前灯1复位到图8(c)所示位置；同时衔铁2插入车前灯1的锥型尾孔中，将二维电磁位置随动系统锁定，图8(a)所示为非锁定状态。
随动系统的启动与关闭由车辆原有的前大灯开关控制。同时设置一个单独的开关，可以随时关闭双通道多级控制器，即关闭随动系统，防止意外情况的干扰及特殊情况时的需要。随动系统关闭后，车前灯复位回中，与普通固定式车灯性能相同。
为了提高工作可靠性，本装置由稳压电路(输出电压9V)供电，以确保输入电压在10.5V～14V范围变化时能够正常工作。
Claims (6)
1. 一种车前灯位置随动控制方法，其特征是在车辆处于转弯状态时，以随动的方式使车前灯朝向车辆所转的方向水平转过设定的角度，并在转弯状态结束后使车前灯自动复位；在车辆处于上坡或下坡状态时，以随动的方式使车前灯朝下或朝上转过设定的角度，并在上坡或下坡结束后使车前灯自动复位。
2. 一种多级步进位置随动车前灯系统，其特征是随车设置转向位置传感器和垂直位置传感器，设置由电磁位置随动机构控制的二维车前灯支架，汽车转向角度和上下坡行驶状态分别在转向位置传感器和垂直位置传感器中转换为多级控制信号；以多级信号控制器接收多级控制信号并输出电磁位置随动机构的随动位置控制信号。
3. 根据权利要求2所述的多级步进位置随动车前灯系统，其特征是所述转向位置传感器采用转向位置霍尔阵列传感器，所述转向位置霍尔阵列传感器的设置是以转向机转动中心(B)为中心，设置随转向机转动的传感臂(5)，传感臂(5)的前端为永磁端(6)，在传感臂(5)的转动范围内，设置转向位置霍尔阵列传感器中的各霍尔传感器件，以传感臂的永磁端(6)与对应位置上的霍尔传感器件组成对应位置的转向信号。
4. 根据权利要求2所述的多级步进位置随动车前灯系统，其特征是所述垂直位置传感器采用垂直位置霍尔阵列传感器，所述垂直位置霍尔阵列传感器的设置包括底端为永磁锤头(8)的重力摆锤(7)，在重力摆锤(7)的摆动范围内，设置垂直位置霍尔阵列传感器中的各霍尔传感器件，以永磁锤头(8)与对应位置上的霍尔阵列传感器件组成对应位置上的前后竖直角度信号。
5. 根据权利要求2所述的多级步进位置随动车前灯系统，其特征是所述车前灯支架的电磁位置随动机构是在车前灯支架上设置随动永磁体(9)，由多级信号控制器控制得电状态的各电磁铁(10)设置在与车架固联的基座上，每只电磁铁(10)处在各自的转角位置上。
6. 根据权利要求2所述的多级步进位置随动车前灯系统，其特征是设置随动复位锁定机构，在车前灯(1)的尾端设置凹面复位板(4)，复位板(4)的中心具有锥形尾孔(3)，以锥形尾孔(3)为锁定孔，对应位置上设置电磁锁定机构，电磁锁定机构中的衔铁(2)在复位电磁铁(K)释放、复位弹簧(11)弹出后，作为锁定销插入在锁定孔中。
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