CN102139658B - 用于机动车辆照明和/或信号装置的元件移位的装置以及用于应用这种类型装置的方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于机动车辆照明和/或信号装置的元件移位的装置以及用于应用这种类型装置的方法。所述用于机动车辆的照明和/或信号装置(100)的元件(2，3，4)移位的装置(130)包括补偿装置(133)。补偿装置(133)是电气控制的，并且膨胀使得其能补偿影响由照明和/或信号装置发射的光束的几何形状的热效应。

Description

用于机动车辆照明和/或信号装置的元件移位的装置以及用于应用这种类型装置的方法

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆照明和/或信号装置的元件移位的装置，特别地，涉及一种移位装置，其使得纠正由照明和/或信号装置产生的光束的截止线(cut-off)定位成为可能。本发明还涉及一种用于提供在这种类型移位装置中使用的补偿装置的方法。本发明还涉及一种包括这种类型的移位装置的照明和/或信号装置。最后，本发明涉及包括这种类型的照明和/或信号装置的机动车辆。

背景技术

热学问题存在于机动车辆的照明和/或信号装置中。特别地，在照明装置中，存在被发射的光束的稳定性问题，而这些照明装置在可变度高的温度下运行。特别地，当照明装置刚被起动并处于环境温度下的瞬间和当其达到稳定工作温度的瞬间之间的温度存在极大差异。事实上，照明装置的不同元件在这两个温度之间有时会经历显著的膨胀。这些膨胀具有使照明装置的元件变形和改变它们发射的光束的几何特性的效应。特别地，可能改变照明装置的截止线。

此外，与这些照明装置相关(特别关于截止线的定位)的法定约束是非常严格的。事实上，在这种类型照明装置的法定测试期间，截止线的位置在由规章限定的两个测量瞬间之间不能变化超过0.2％。

因此，常规地是在照明装置中提供一定数量的加强部件，这些加强部件具有使它们有机会避免变形因而避免被发射光束特性的改变的尺寸或材料。然而，这种类型的方法造成巨大成本，即：

—设计和研发成本；以及

—由于所设计的部件的具体特性(视情况地，由于它们的组件的复杂性)所带来的生产成本。

文献EP1197387描述了一种用于机动车辆的多功能前照灯。这种前照灯包括装配在轴上的旋转式遮护板，并且可以假设多个预定义位置。因此，根据这个遮护板的角位置，被发射的光束具有不同特性，并且前照灯提供不同的照明功能。遮护板通过电动机(尤其是压电式电动机)旋转。

文献FR2790062和US2003/31026描述一种用于机动车辆的两用前照灯。这些前照灯包括用于光源相对于反射镜的移位、并因而产生不同光束的装置。在文献US2003/31026中，用于光源移位的装置为压电式的。

文献US2009/15388描述一种机动车辆照明装置，其包括障碍物探测系统。障碍物探测系统使用红外线光和可见光，这些光借助于镜子进行定向，这些镜子借助于压电式电动机进行移位。

文献EP2066530描述一种用于机动车辆的前照灯装置。其包括能够借助于致动器(特别地，压电式的致动器)进行移位的遮护板。遮护板使得纠正光束的特性成为可能，从而它们不会在机动车辆位置变化期间改变。

所有上述装置使得实现被发射光束的特性的实质纠正成为可能。另一方面，它们不可能消除上述的膨胀效果和造成被发射光束的特性的更不显著的变形。

发明内容

与之前引用的文献相反，本发明的目的在于提供一种用于元件移位的装置，其能够消除上述问题，并改进根据现有技术所公知的移位装置。特别地，本发明提出一种移位装置，其能够纠正由照明和/或信号装置的元件的热变形造成的光束故障。

根据本发明，所述装置能够将机动车辆的照明和/或信号装置移位。其包括补偿装置，所述补偿装置膨胀使得其能补偿影响由照明和/或信号装置发射的光束的几何形状的热力。这种补偿装置优选是电气控制的。

补偿装置的膨胀移位能直接应用到元件的位置点上。因此，移位装置具有非常简单的机械结构。

补偿装置可以机械地连接至该元件，并且被定位成与该元件铰接所围绕的轴线间隔开来，这样，补偿装置的膨胀力产生围绕该轴线的扭矩。

补偿装置的膨胀移位可以经移位放大装置应用至该元件。因此，可以使用紧凑和/或不具有很大膨胀系数的补偿装置。

补偿装置可以围绕固定点铰接，并被铰接在被迫使沿第一方向移位的连杆上，并且被机械地连接至该元件。补偿装置的膨胀方向和该第一方向形成夹角，该夹角优选为大于70°的夹角。该第一实施例具有有利的机械结构。

补偿装置和该元件可以被铰接在杠杆上，所述杠杆本身围绕固定轴铰接。该第二实施例也具有有利的机械结构。

补偿装置可以是电气控制的。因此，可以精确地控制补偿装置的状态。

根据一优选实施例，补偿装置是压电垫片。这种类型的垫片具有膨胀和加强显著的力的优势。

根据本发明，该方法能够之前所限定的装置进行电气控制。其特征在于，照明和/或信号装置接通时，对补偿装置进行供电。

当照明和/或信号装置被关断时，能够停止对补偿装置进行供电。事实上，当光源关断时，没有必要对这个装置供电。

在通过接通照明和/或信号装置所触发的计时结束以后，可以启动对补偿装置进行供电。这个实施例特别易于实施。

可以首先用沿梯度加强的电压信号对补偿装置进行供电，接着用至少基本稳定在给定值的电压信号对补偿装置进行供电。这个相对简单的实施例能够最小化贯穿照明和/或信号装置的整个工作阶段的截止线的变化。

也可以根据照明和/或信号装置的温度对补偿装置进行供电。这个更加先进的实施例能够在照明和/或信号装置的工作阶段最小化或者甚至消除所述截止线的定位的变化。

优选地，移位装置包括用于实施之前限定的控制方法的硬件和/或软件装置。

根据本发明，用于机动车辆的照明和/或信号装置的特征在于其包括之前限定的移位装置。

根据本发明，机动车辆的特征在于其包括之前限定的移位装置。

附图说明

附图示例性地示出根据本发明的用于机动车辆的照明和/或信号装置的不同实施例。

图1是根据本发明第一实施例的照明和/或信号装置的剖视形式的原理图。

图2是根据本发明第二实施例的照明和/或信号装置的剖视形式的原理图。

图3是根据本发明第三实施例的照明和/或信号装置的剖视形式的原理图。

图4是表示根据本发明的移位装置中使用的补偿装置的第一电压供给信号的时间变化图。

图5是表示根据本发明的移位装置中使用的补偿装置的第二电压供给信号的时间变化图。

图6是表示根据本发明的移位装置中使用的补偿装置的第三电压供给信号的时间变化图。

图7是根据移位放大装置的几何特性表示元件借助于补偿装置的移位的图示。

图8是由近光产生的光束的横截面图示，该横截面是在标准化测试期间在位于例如近光灯前方25m处的屏上获得的。

具体实施方式

一种机动车辆的照明和/或信号装置100的第一实施例，在图1中以剖视形式示意性地表示，所述照明和/或信号装置100主要包括：光学模块9，以及用于照明和/或信号装置的元件(特别地，光学模块的元件)的移位的装置130。用于机动车辆的照明和/或信号装置100包括壳体10，所述壳体10由闭合玻璃3封闭，并形成包含光学模块和移位装置的外壳。照明和/或信号装置还包括定位纠正装置110。

光学模块包括光源4，诸如，特别是电灯泡，卤光灯，或者，一个或多个LEDs。它还包括反射镜2，例如，由复曲面(complexsurface)或者由至少基本上椭圆形的表面形成的反射镜。例如，该反射镜可以具有椭圆形表面，光源位于椭圆形表面的第一焦点的水平位置处，以及，会聚透镜或者会聚透镜系统，所述会聚透镜或者会聚透镜系统的焦点定位在椭圆形表面的第二焦点的水平位置处。

专利申请文件EP373065描述了复曲面的实例。可以特别指出，复曲面是可以形成例如近光型光束的表面，而没有将截止线用于表面的遮护部分，并且也没有使用肋式玻璃。更具体地，复曲面可以由一系列单元段(elementarysection)形成，每一部分沿着全局垂直线连接至直接相邻段。有利地，每一段通过水平母线产生，一系列垂直曲线从水平母线向上接着向下延伸。水平母线例如是凸起的，并且其轮廓确定由该段产生的束的水平分布。所述段的母线被选择成使得从光源获得的光线由该表面反射，同时向下定向从而形成截止线，例如近光的截止线。垂直曲线例如是抛物线弧。每个向上的抛物线的焦点与每个向下的抛物线的焦点通常是不同的。在特定情况下，所述弧可以不同于抛物线，并可以是能够由一系列焦点限定而成的共平面曲线(不同焦点与每一高度相关联)。

光学模块9的定位纠正装置110包括由接收信息112(尤其是与车辆位置相关的信息)的控制装置111控制的致动器113。致动器113例如能够使滑块114移位，这引起连杆116的移位，连杆116和该滑块以球承连接，并且，连杆116和与光学模块一体的臂118滑动连接。该光学模块还与另一臂119一体形成，该另一臂119经由球承连接120围绕轴线140铰接，轴线140穿过球承连接120。因此，滑块的移位引起光学模块9围绕轴线140旋转，并且，作用在由照明和/或信号装置发射的光束上的车辆位置变化的效果可以通过激励致动器113进行纠正。凭借位置纠正装置获得的移位可以具有相对高的幅度，然而，它们的精确度是不足以克服被发射的光束几何形状的问题，原因在于照明和/或信号装置中的热变形问题。事实上，在照明和/或信号装置的标准化认证测试期间，所述截止线在两个测量瞬间之间不能移位超过0.2％。在对近光的标准化测试期间，在位于近光灯前方25m处的屏上获得图8所表示的光分布图形，所述截止线由两个上直线段组成，其中一个是水平的而另一个是倾斜的。0.2％对应于两个瞬间之间光束的偏转角度的正切，即偏转角度大于为0.115°。如果在照明和/或信号装置的设计中不采取特别防范，所述截止线一般可能在两个测量瞬间之间发生0.6％的移位。这个0.6％对应于大约0.344°的偏转角度。因此，必须补偿0.4％的移位并更希望补偿0.5％的移位。对于连杆116和轴线140之间75mm的杠杆臂，这种类型的移位通过连杆116的0.3mm和0.375mm的移位获得。这种类型移位的精确度不能凭借公知的位置纠正装置获得。这种问题也不能依靠照明和/或信号装置的功能变化装置来解决。

在该第一实施例中，移位装置130包括补偿装置133，补偿装置133膨胀使得其补偿影响由光学模块发射的光束的几何形状的热效应。事实上，正如之前说明的，壳体10中的膨胀使得光束的特性根据壳体内部温度而变化。移位装置可以抵消这些变化，特别地，它可以防止截止线(特别地，其相对于预定参考位置的位置)的变化。例如，所述参考位置可以是，近光截止线的水平部分处于水平面下方0.57度。

在第一实施例中，补偿装置133布置成能够改变连杆116的长度。随着这个长度的变化，光学模块9围绕轴线140定向。该方向具有之前说明的抵消变化的效果。优选地，移位装置包括控制装置131，其视情况地接收信息132，并对补偿装置133进行电气控制。

例如，补偿装置可以设置在滑块114的延伸部处，以使得滑块和补偿装置的膨胀在同一方向发生。

用于机动车辆的照明和信号装置200的第二实施例，在图2中以剖视形式示意性地表示，所述照明和信号装置200包括移位装置230的第二实施例。参考第一实施例，具有与第一实施例中相同标号的元件与之前描述的那些元件相同。

在这个第二实施例中，由具有固定长度的连杆216替代连杆116。在该第二实施例中，移位装置230包括补偿装置233，补偿装置233膨胀使得其补偿(与第一实施例一样)影响由光学模块发射的光束的几何形状的热效应。

补偿装置233能够改变连杆240的长度，连杆240借助于球承连接234围绕固定点铰接，并且借助于球承连接235铰接在第二连杆237上，第二连杆被迫使在第一给定方向上移位，并且通过球承式连接220同与光学模块一体的臂219机械连接。因此，随着连杆240的长度l的增加，所述连杆240倾斜，并使第二连杆237移位。该第二连杆的移位引起光学模块9围绕经过球承连接115的轴线旋转运动。

假设x是两个球承连接234和235之间沿第一方向测得的距离，并假设在球承115和220之间垂直于第一方向所测得的距离等于75mm，而压电垫片延伸dl＝10μm，能够在图7的图表的Y轴上读出不同长度连杆240的截止线的移位(作为a％)。

优选地，所述移位装置包括控制装置231，所述控制装置231视情况地接收信息232，并对补偿装置233进行电气控制。

补偿装置233和致动器113可以布置在例如光学模块9的两侧上，并且如图2所示，致动器113连接至反射镜2的顶部部分，因此驱动模块9的项部，并且补偿装置连接至反射镜2的底部部分，因此将补偿移位应用至模块9的基部。

用于机动车辆的照明和/或信号装置300的第三实施例，在图3中以剖视形式示意性地表示，所述照明和/或信号装置300包括移位装置330的第三实施例。参考第二实施例，具有与第二实施例中相同标号的元件与之前描述的那些元件相同。

在第三实施例中，移位装置330包括补偿装置333，所述补偿装置333膨胀使得其补偿(与第一和第二实施例一样)影响由光学模块发射的光束的几何形状的热效应。

在第三实施例中，补偿装置333能够以旋转方式对杠杆335移位，杠杆335围绕固定轴336铰接。补偿装置铰接在杠杆335上，并且与光学模块9一体的臂319也铰接在杠杆335上。杠杆臂被限定为在补偿装置在杠杆上的铰接处和杠杆围绕固定轴的铰接处之间的距离，以及在杠杆的臂319的铰接处和杠杆围绕固定轴的铰接处之间的距离。

根据杠杆臂之间的比例，能够产生由补偿装置的膨胀造成的移位放大。因此，补偿装置和杠杆之间的铰接点的给定移位能够转变成臂319的端部的更大的移位。

优选地，移位装置330包括控制装置331，控制装置331视情况地接收信息332并对补偿装置333进行电气控制。

在之前描述的移位装置的三个实施例中，补偿装置可以包括一个或多个压电垫片或由一个或多个压电垫片组成。

补偿装置还可以由包括一个或多个压电垫片的组件、以及用于放大压电垫片的膨胀的装置(尤其是机械装置)构成。在第二和第三实施例中，用于放大移位的装置已经在补偿装置外部被提供。

在补偿装置包括压电垫片的情况下，控制装置131，231，331优选地包括控制电压产生器的计算机，电压产生器被设计以产生电压以为补偿装置供电。所述电压产生器是高电压型的。

在本申请中，至始至终，“压电垫片”表示任何压电装置，其尺寸取决于(尤其是一一对应地(bijectively)或基本上一一对应地取决于)供给该压电装置的电压。这个定义排除了这样的压电电动机：在所述压电电动机中，两个部件的相对位置取决于电动机根据给定电压信号的供电持续时间。应该注意的是，在压电电动机中，两个部件的相对位置还经常取决于被驱动的机械系统的摩擦系数，其需要额外增加转译传感器(transcribingsensor)从而确定所到达的位置。

本发明还涉及包括根据本发明的照明和/或信号装置的机动车辆。

本发明还涉及一种用于控制或操纵移位装置的方法，这是本发明的主题，并且所述移位装置包括被电气控制的补偿装置。

在这种类型的方法中，当照明和/或信号装置接通或者被启动时，即当光源发光时，补偿装置被供电。优选地，当照明和/或信号装置关断或不启动时，即光源不发光时，停止对补偿装置的供电。

在第一实施例中，正如图4所表示的，在通过接通照明和/或信号装置而触发的计时后，补偿装置开始被供电。例如，该计时的持续时间在20分钟和60分钟之间，优选地大约为40分钟。在该计时之后，具有第一值的电压信号对补偿装置进行供电。这个第一电压信号然后保持恒定或者至少基本恒定，直至光源关断。

在第二实施例中，正如图5所表示的，补偿装置开始被供电，电压信号沿梯度加强，接着，当梯度达到第一电压值时，继续对补偿装置供给具有第一值的电压信号，所述电压信号然后保持恒定或者至少基本恒定，直至光源关断。所述梯度可以线性地取决于时间或者任何其它因素，优选地取决于其它任何单一因素。梯度的平均坡度在多于10分钟而少于60分钟的时间内可以到达第一值，优选地大约为40分钟。

在第三实施例中，正如图6所表示的，根据照明和/或信号装置的温度对补偿装置进行供电。该温度可以是照明和/或信号装置中的环境空气的温度，或者是照明和/或信号装置的元件的温度。这个温度信息以输入电平132，232，332到达例如之前所述的控制装置131，231，331。

在不同的实施例中，必须了解的是何时光源被供电。这个供电信息例如以输入电平132，232，332被提供给之前所述的控制装置131，231，331。

所述方法的第一和第二实施例中所涉及的第一电压值是预定的。这可以根据经验来获得。事实上，在设计和生产照明和/或信号装置以后，可以进行功能测试，其中在照明和/或信号装置的接通开始和其处于恒定热力状态下运行之间产生截止线变化的测量，并且，在这个恒定热状态中，可以通过使电压变化以施加补偿装置的供电电压，直到所述截止线返回到所述照明和/或信号装置接通开始的初始位置所处的该第一值。该第一电压值能够存储在所生产的相同类型的不同照明和/或信号装置的控制装置的计算机的存储器中。

类似地，在该方法的第三实施例中，补偿装置的温度和供电电压之间的关系是预定的。这可以依照与之前描述相类似的过程根据经验实现，即，通过在测量工作温度期间实现功能测试，并且，测试补偿装置的供电电压，直至发现能够纠正截止线位置的值。

还可以预料的是，用可变电压信号为补偿装置供电从而补偿车辆对于截止线的振动效应，特别是在发动机闲置时。因此，用可变电压信号为补偿装置供电，以使得所述截止线不会移位，甚至在机动车辆的振动效应下也是如此。在此情况下，用与车辆振动频率具有相同频率的备选电压信号为补偿装置供电。

在之前描述的移位装置的不同实施例中，移位装置允许光学模块9在壳体10中的移位。然而，为了实现同一目标，移位装置可以对照明和/或信号装置的任何元件，特别是移位光学模块的任何元件，进行移位。特别地，它可以允许光源的单独移位，遮护板的移位，反射镜的移位，透镜或者透镜系统的移位。同样，被移位元件可以包括照明和/或信号装置或光学模块的多个部件，例如，诸如光源和反射镜，光源和遮护板，光源和透镜，反射镜和遮护板，反射镜和透镜，或者，遮护板和透镜，等等。

在根据本发明的移位装置的不同实施例中，所述截止线的改变幅度优选地少于3°，即在补偿装置膨胀的两个极端状态之间，所述截止线最大变化3°。同样优选地，截止线的改变幅度优选地少于1°。事实上，本发明的优势在于能够精确调整截止线的细微变化。

Claims (15)

1.一种用于机动车辆的照明和/或信号装置(100,200，300)的元件(2,3,4)移位的装置(130,230，330)，其特征在于，它包括：

多个接连布置的臂和/或连杆，用于控制所述元件的位置；

补偿装置(133，233，333)，所述补偿装置(133，233，333)与所述臂或连杆中的一个相关联，所述补偿装置膨胀以改变所关联的臂或连杆的长度使得其能够补偿影响由照明和/或信号装置发射的光束的几何形状的热效应；以及

控制装置，所述控制装置电气地控制所述补偿装置(133，233，333)以实现上述补偿。

2.根据权利要求1所述的用于机动车辆的照明和/或信号装置的元件移位的装置(130)，其特征在于，补偿装置(133)的膨胀移位能够直接施加到元件的位置点上。

3.根据权利要求1所述的用于机动车辆的照明和/或信号装置的元件移位的装置(130)，其特征在于，补偿装置(133)机械地连接至所述元件，并且被定位成与该元件铰接所围绕的轴线(140)间隔开来，以使得补偿装置的膨胀力产生围绕所述轴线(140)的扭矩。

4.根据权利要求1所述的用于机动车辆的照明和/或信号装置的元件移位的装置(230，330)，其特征在于，补偿装置(233，333)的膨胀移位经由移位放大装置(237，335)施加至所述元件。

5.根据权利要求4所述的用于机动车辆的照明和/或信号装置的元件移位的装置，其特征在于，补偿装置(233)围绕固定点铰接，并铰接在被迫使沿着第一方向移位的连杆(237)上，并且被机械地连接至所述元件，所述补偿装置的膨胀方向和第一方向形成夹角，所述夹角优选为大于70°的夹角。

6.根据权利要求4所述的用于机动车辆的照明和/或信号装置的元件移位的装置，其特征在于，补偿装置(333)和所述元件铰接在杠杆(335)上，杠杆(335)本身围绕固定轴(340)铰接。

7.根据前述权利要求中任一项所述的用于机动车辆的照明和/或信号装置的元件移位的装置，其特征在于，照明和/或信号装置的所述元件为光学模块(9)。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的用于机动车辆的照明和/或信号装置的元件移位的装置，其特征在于，照明和/或信号装置的所述元件为包括光源(4)和/或使光线偏转的元件(2)的光学元件。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的用于机动车辆的照明和/或信号装置的元件移位的装置，其特征在于，补偿装置是压电垫片(133，233，333)。

10.一种用于控制根据权利要求9所述的用于机动车辆的照明和/或信号装置的元件移位的装置的方法，其特征在于，当照明和/或信号装置接通时，对补偿装置进行供电。

11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，当照明和/或信号装置关断时，停止对补偿装置进行供电。

12.根据权利要求10或11所述的控制方法，其特征在于，通过接通照明和/或信号装置所触发的计时结束后，开始对补偿装置进行供电。

13.根据权利要求10或11所述的控制方法，其特征在于，首先以沿着梯度加强的电压信号对补偿装置进行供电，然后以至少基本上稳定在给定值的电压信号对补偿装置进行供电。

14.根据权利要求10或11所述的控制方法，其特征在于，根据照明和/或信号装置的温度对补偿装置进行供电。

15.一种机动车辆的照明和/或信号装置(100，200，300)，其特征在于，其包括根据权利要求1－9中任一项所述的用于元件的移位的装置(130，230，330)。