CN101823457A - 汽车前照灯调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车前照灯调节装置，包括设于车体前部的左右两侧灯壳内的可调节支架，其特征在于：所述可调节支架下部两侧与车体以X轴为中心线相铰接，可调节支架上侧设有用于驱动可调节支架上侧进行俯仰摆动的电机传动机构A，可调节支架下方还设有用于驱动安装在可调节支架的下板底面以Y轴为中心线旋转的电机转动机构B。所述的可调节支架左右下方分别经球头和球座构成的转动球副与车体实现联接。该装置不仅能给车辆转弯时提供主动照明、适应车身不同姿态，自动调整前照灯光束的左右、俯仰照射摆角，而且支撑方式稳定，支撑件不易变形或损坏。从而提高了不同路况、夜间行驶的安全性，降低驾驶员驾驶汽车的疲劳度，增强了驾驶的安全性和舒适性。

Description

汽车前照灯调节装置

技术领域

本发明涉及汽车前照灯调节装置。

背景技术

随着交通密度的加大和信息流量的提高，行车安全已成为人们要解决的当务之急。现在越来越多电子产品用在汽车上，用于提高汽车行驶安全性，例如ABS，ASR，EBD等，这些电子产品大大提高了汽车在白天行驶的安全性，但这些电子产品要在夜间发挥其功效的前提是驾驶员有一个良好的视觉环境，能够对周围的环境做出合理的判断。驾驶员在驾车过程中，应做到对道路环境了如指掌，以便采取应对措施。传统的普通前照灯具有固定的照射范围，使得汽车的照明条件被限制死了。当夜间汽车在弯道上转弯时，由于普通前照灯无法调整照明角度的方向，常常会在弯道内侧出现“盲区”，而且普通车灯只能照到车前有限的一部分，司机的视线被禁锢在了前照灯光束照射的直线范围内，这对于汽车夜间弯道行驶时非常危险。汽车照明系统是汽车最主要的主动式安全装置之一，汽车照明为行驶的主动安全提供了必须的保证。自适应前照灯系统（AFS）作为当今世界最先进的汽车照明系统之一，它通过改善夜间造成的视线不良问题,尤其是在连续转弯及弯道行驶时,效果更明显。自适应前照灯系统的灯光控制系统将预测前方道路属性从而提供转弯、十字路口、城市路面、高速道路、雨天等不同的模式的照明光型，结合车辆本身装备的传感器,AFS的智能调光系统能自动改变光束照射的远近、照射区域的宽窄甚至亮度的强弱,减少会车车辆产生炫目效果的可能性，扩大照射范围，从而提高汽车的主动安全。

对于AFS系统的应用在国外已经取得了很大进展，日趋成熟。日本、欧洲等国的知名汽车制造商都纷纷推出自己的AFS系统。在很多装备氙气大灯的中高级轿车中都有使用，如BMW5系、奔驰E级、奥迪A8、凌志R系列等。目前在国产合资车中，装备自适应前照灯系统的主要有东风日产新天籁、广州丰田凯美瑞、东风雪铁龙凯旋和华晨宝马3、5系中的高配车型。国内目前使用的AFS系统大多是引进产品。

在国内外，有研究者对AFS系统进行了研究。AFS系统主要是由投影型前照灯、前照灯调节机构、控制系统三大部分组成。

公开日为2008年4月9日，申请号为200710135034.1的中国发明专利申请中公开了“一种汽车前大灯自动调节装置”，其予以实现的技术方案是：一端具有光源的灯体、安装灯体的汽车灯座、与汽车灯座连接的驱动机构、控制器和传感器，所述的传感器由转向传感器和检测汽车底盘与地平面出现倾角变化信号的车姿传感器组成，所述的驱动机构与控制器的输出端电连接，所述的转向传感器和车姿传感器与控制器的输入端电连接。上述方法不足之处是：虽然提出了前照灯灯体左右、上下摆动的调整装置方案并能够实现这两种运动，但并没有描述该装置如何安装在车身上，若采用该描述的汽车灯座直接安装在车身上，则俯仰驱动器不能实现灯体上下摆动。

公开日为2008年10月30日，申请公告号为US2008/0263878A1的美国专利申请中公开了“AdaptiveLightingSystemHavingDynamicRecalibration”，其予以实现的技术方案是：具有动态重复校准功能的自适应照明系统含有一个控制模块，它可以控制步进电机，使照明大灯由第一软停止位置转动到第一硬停止位置处。该系统以照明大灯的第一硬停止位置作为参考点，自动校准控制系统模块。该系统的照明大灯调节装置基本实现方式是：将AFS系统11安装到汽车10的前大灯灯罩后，前大灯14可以在前大灯支架22里转动。外支架24支撑着前大灯支架22，两支架互相配合，使前大灯14和前大灯支架22沿着两个轴线完成复合转动。外支架位于灯罩21腔体内，安装在灯罩21的外壁上。外支架24和前大灯支架22一般优先选用塑料材料制成，比如尼龙，高密度的聚合物或者其他一些适合的材料。复合式接套60安装在外支架24，从而定义了第二轴线62，外支架24和前大灯支架22沿着该轴线转动。复合式支撑杆由带有球头72的第一支撑杆70和带有球头76的第二支撑杆74组成。在这个里，球头72和76是球状的。球头72和76安装在复合式接套60里，这样前大灯支架22和外支架24可绕着第二转动轴线62转动。从而，第一支撑杆70和第二支撑杆74安装在复合式接套60，支撑着AFS系统10的整个重量。上述方法不足之处是：两支撑杆70、74支撑AFS系统10的全部重量时，是采用悬臂梁的形式，由于重力的作用，两个支撑杆容易下垂变形，同时球头72、76及复合式接套60极易损坏，且当车辆在颠簸的路面行驶时，AFS系统易产生抖动，使得前照灯摆角控制准确性差。

授权专利日为2006年12月19日，专利号为US7150547B2的美国专利公开了“TurnSignalAndSteeringResponsiveAdjustableLightingApparatusForVehicle”，其予以实现的技术方案是：一个可以照亮汽车前部区域的装置，该装置包括一个大灯和一些可以使大灯照射方向根据车辆转向发生偏转的方法，但是该装置在汽车方向盘的实际转向与由转向开关控制的转向信号相反时不工作，当转向信号灯的方向和汽车实际转向不匹配时，大灯的光束方向在预先设计的时间内将保持在直线行驶时的方向。如果汽车的实际车速超过了预定车速，上述特殊情况将可能无法实现。该系统的大灯调节装置基本实现方式是：

投射大灯30的上下端支撑在上支板313和下支板312上，这两个支板均垂直于支架31的表面311。触发器4通过螺栓314固定在下支板312的下表面，触发器4的输出转动轴411沿着下支板312上的开孔315的轴线一直伸到上支板那边。螺栓314拧紧在下支板312的下表面的螺纹孔318内。投射大灯30上表面的转动轴305安装在上支板313的轴承上，投射大灯30下表面的连接部分306安装在触发器4的输出转动轴411上，这样投射大灯30便可以相对于支架向侧向转动，通过触发器4上的转动输出轴411的转动在水平方向上移动。

在支架31里，从前视图看，校准孔321和322分别安装在支架31的左上角和右上角。一个水平定位轴承323安装在支架的右下角。灯体11上的水平校准螺栓331和垂直校准螺栓332分别套装在支架的左上角和右上角处的校准孔321和322内。水平定位仪5的定位球51安装在支架31的右下角的水平定位轴承323里。通过旋转水平校准螺栓331和垂直校准螺栓332可以使支架31在水平方向或者垂直方向上转动。通过纵向移动水平定位仪5的定位球51可使支架31在垂直方向上转动。由此可见，投射大灯30可以在横向和纵向上调整光轴，当汽车的高度改变时也可以在垂直方向上基于校准状态调整投射大灯30的光轴。

上述方法不足之处是：灯体11上的水平校准螺栓331和垂直校准螺栓332分别套装在支架的左上角和右上角处的校准孔321和322内。由描述可知，这个系统整个装置的重量由两个螺栓支撑；水平定位仪5的定位球51安装在支架31的右下角的水平定位轴承323里，从描述进一步可知，水平定位仪5对整个装置起辅助支撑作用。从灯体11伸出的两个螺栓（螺栓331、332）支撑形式为悬臂梁的形式，由于重力的作用，两个支撑杆容易下垂变形，当车辆在颠簸的路面行驶时，AFS系统易产生抖动，使得前照灯摆角控制准确性差。

因此，如何提供自适应调节汽车前照灯照明系统是本发明的研究对象。

发明内容

本发明目的是要提供一种汽车前照灯调节装置，该装置有利于车辆根据行车路况自动调整前照灯光束的左右、俯仰照射摆角，而且支撑方式稳定，从而提高了不同路况、夜间行驶的安全性，降低驾驶员驾驶汽车的疲劳度。

一种汽车前照灯调节装置，包括设于车体前部的左右两侧灯壳内的可调节支架，其特征在于：所述可调节支架下部两侧与车体以X轴为中心线相铰接，可调节支架上侧设有用于驱动可调节支架上侧进行俯仰摆动的电机传动机构A，可调节支架下方还设有用于驱动安装在可调节支架的下板底面以Y轴为中心线旋转的电机转动机构B。

所述的可调节支架左右下方分别经球头和球座构成的球副与车体实现联接。电机传动机构A包括经上夹板与车体联接的俯仰摆动直线驱动步进电机，所述俯仰摆动直线驱动步进电机经电机轴前段的球头与可调节支架上部后侧的球座窝实现球副联接。车体上设有车体姿态传感器，所述车体姿态传感器经智能控制器控制电机传动机构A工作。车体上设有转向传感器，所述转向传感器经智能控制器控制电机传动机构B工作。

本发明提供一种汽车前照灯调节装置，主要优点如下：

1、结构支撑方式稳定，支撑件不易变形或损坏，提高主动安全性。

2、车身姿态、车体转向的传感精确，保证前照灯装置各方向摆角的准确控制。

3、该装置有利于提高不同路况下以及夜间行驶的安全性能。

附图说明

图1为汽车前照灯调节装置正面示意图

图2汽车前照灯调节装置侧视图

图3汽车前照灯调节装置爆炸图

图4电机传动机构A与可调节支架及车体连接构造示意图

图5电机传动机构B与可调节支架及车体连接构造示意图

在图中，00、前照灯壳；01、前照灯壳内壁上表面；02、前照灯壳内壁下表面；03、汽车前照灯调节装置及投影型前照灯；10、球座；11、球座；12、球头下支撑杆；13、球头下支撑杆；14、电机螺钉组；15、左右转动步进电机；16、支撑架；17、螺钉组；18、下板；19、轴承；20、左右旋转架；21、螺钉组；22、投影型前照灯；23、轴承；24、上板；25、上夹板；26、俯仰摆动直线步进电机；27、球头；28、球座窝。

 

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4和图5所示，本发明提供一种汽车前照灯调节装置，包括设于车体前部的左右两侧灯壳内的可调节支架，其特征在于：所述可调节支架下部两侧与车体以X轴为中心线相铰接，可调节支架上侧设有用于驱动可调节支架上侧进行俯仰摆动的电机传动机构A，可调节支架下方还设有用于驱动安装在可调节支架的下板底面以Y轴为中心线旋转的电机转动机构B。

所述的可调节支架左右下方分别经球头和球座构成的球副与车体实现联接。电机传动机构A包括经上夹板与车体联接的直线驱动步进电机，所述俯仰摆动直线驱动步进电机经电机轴前端的球头27与可调节支架中支撑架16上部后侧的球座窝28实现球副联接(参见图4)。

车体上设有车体姿态传感器，所述车体姿态传感器经智能控制器控制电机传动机构A工作。车体上设有转向传感器，所述转向传感器经智能控制器控制电机传动机构B工作。

汽车前照灯调节装置03安装在前照灯壳00内部，前照灯壳00安装在汽车的车头左右两侧。汽车前照灯调节装置03在下端通过球座10、11与前照灯壳内壁下表面02连接，在上端通过上夹板25与前照灯壳内壁上表面01连接。

球头下支撑杆12、13的球心连线形成汽车前照灯调节装置03的俯仰摆动转轴X。下板18及上板24轴孔的同轴线形成汽车前照灯调节装置03的左右转轴Y。

      支撑机构由支撑架16、上板24、下板18、球座10和11、球头下支撑杆12和13组成。球头下支撑杆12、13分别连接在支撑架16的连接孔中，两个连接孔分别位于支撑架16后面下部左右两侧伸出的部位上。俯仰摆动直线步进电机26的电机轴前端球头27与支撑架16上部后侧的球座窝28实现球副联接。结合图3及图5，下板18与支撑架16、上板24与支撑架16由螺栓组17分别连接在支撑架16的下部及上部，并保证下板18、上板24的轴孔同轴度。左右转动步进电机15通过螺栓组14连接在下板18的下表面。左右旋转架20在上端、下端分别伸出旋转轴，左右旋转架20上下端旋转轴分别通过轴承19、23插入下板18、上板24的轴孔中。左右旋转架20的下端轴有中心孔，左右转动步进电机15的轴插入该中心孔中，并用定位螺钉固定。投影型前照灯22通过螺钉组21连接在左右旋转架20上，投影型前照灯22的各组成部分及作用在这个领域是众所周知的，这里省略了对它的详细描述。

俯仰转向调整：当车身姿态发生变化而引起前照灯的光束与地面的夹角产生变化，安装在车身的车姿传感器检测到车体姿态的变化值并传给控制器，控制器计算得到投影型前照灯22俯仰转向的角度，并产生相应的信号控制俯仰摆动直线步进电机26伸长或收缩，使得支撑机构带动投影型前照灯22绕着俯仰摆动转轴X转动。

左右转向调整：当车辆转弯时，各传感器得到转向角度、转弯半径、车速等信号，这些信息被传给控制器，由控制器计算得到投影型前照灯22左右转向的角度，并产生相应的信号控制左右转动步进电机15转动，从而带动左右旋转架20及其上的投影型前照灯22绕着左右转轴Y转动。

本发明采用这样的结构，当车辆的运动状态改变时，如：加减速、高低速行驶、后座有乘客乘坐、转弯时，前照灯的照明效果发生变化。为了保证路前方的照明效果，避免对前方来往车辆造成炫目，利用本发明结构实现车辆在动态运动过程中，自适应前照灯系统能够根据不同的运动状态，自动调整投影型前照灯的照射角度，使其在俯仰方向上维持在一定的照射范围。当车辆转向时，根据轮速传感器，方向盘转向角传感器等传感器传给控制器的信号，控制器计算得出投影型前照灯左右转向角度，并驱动本发明的机构实现转向，从而为车辆的转弯提供清楚明亮的前方照明，提升有效照明范围。

Claims (5)

1.一种汽车前照灯调节装置，包括设于车体前部的左右两侧灯壳内的可调节支架，其特征在于：所述可调节支架下部两侧与车体以X轴为中心线相铰接，可调节支架上侧设有用于驱动可调节支架上侧进行俯仰摆动的电机传动机构A，可调节支架下方还设有用于驱动安装在可调节支架的下板底面以Y轴为中心线旋转的电机转动机构B。

2.根据权利要求1所述的汽车前照灯调节装置，其特征在于：所述的可调节支架左右下方分别经球头和球座构成的球副与车体实现联接。

3.根据权利要求1所述的汽车前照灯调节装置，其特征在于：所述的电机传动机构A包括经上夹板与车体联接的俯仰摆动直线驱动步进电机，所述俯仰摆动直线驱动步进电机经电机轴前段的球头与可调节支架上部后侧的球座窝实现球副联接。

4.根据权利要求1、2或3所述的汽车前照灯调节装置，其特征在于：所述车体上设有车体姿态传感器，所述车体姿态传感器经智能控制器控制电机传动机构A工作。

5.根据权利要求1、2或3所述的汽车前照灯调节装置，其特征在于：所述车体上设有转向传感器，所述转向传感器经智能控制器控制电机传动机构B工作。

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