CN102642498B - 机动车前照灯自动调光设备和方法及具有该设备的机动车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机动车前照灯自动调光设备，包括：负载检测装置，所述负载检测装置用于检测机动车上一个或更多个位置处的负载；前照灯俯仰角补偿计算装置，所述前照灯俯仰角计算装置用于根据所述负载检测装置的检测结果来计算前照灯俯仰角补偿值；和前照灯俯仰角调节装置，所述前照灯俯仰角调节装置用于根据所述前照灯俯仰角补偿值调节前照灯俯仰角。本发明还公开了一种机动车前照灯自动调光方法以及包括上述机动车前照灯自动调光设备的机动车。本发明能够通过对机动车的负载状况进行检测并基于所检测的结果实现对机动车前照灯的自动调光，从而为机动车的前照灯自动调光提供了一种低成本和易用的解决方案。

Description

机动车前照灯自动调光设备和方法及具有该设备的机动车

技术领域

本发明涉及机动车照明领域，尤其涉及一种机动车前照灯自动调光设备和方法及具有该设备的机动车。

背景技术

在机动车行驶过程中，前照灯的近光光束必须到达机动车前方合适距离的位置处，既不能太高，也不能太低，这才能满足行驶照明的需要。为此，前照灯的俯仰角，即相对于水平方向的倾角，也必须进行合适的调整和控制，这也称为前照灯的调光或调平。而前照灯的俯仰角的调整，是与机动车的姿态相关的。在现有的机动车中，尤其是中低档的轿车中，往往仅通过手动旋钮来调节前照灯的俯仰角，这为驾驶员的操作带来了不便。而在一些高档轿车中所使用的自动调光装置由于设置有价格昂贵的前后轴姿态传感器和加速度传感器等设备，难于应用于中低档的机动车中。

为此，需要一种简单易用、成本低廉的机动车前照灯自动调光设备和方法。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种简单易用、成本低廉的机动车前照灯自动调光设备和方法。在机动车正常平稳行驶的情况下，车身的姿态变化往往主要取决于机动车的负载情况，比如乘坐的乘客数量、位置以及是否搭载货物等。基于此，本发明提供了一种基于机动车的负载情况来自动调节前照灯的俯仰角的设备和方法。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案通过以下方式来实现：

根据本发明的一个方面，提供一种机动车前照灯自动调光设备，包括：

负载检测装置，所述负载检测装置用于检测机动车上一个或更多个位置处的负载；

前照灯俯仰角补偿计算装置，所述前照灯俯仰角计算装置用于根据所述负载检测装置的检测结果来计算前照灯俯仰角补偿值；和

前照灯俯仰角调节装置，所述前照灯俯仰角调节装置用于根据所述前照灯俯仰角补偿值调节前照灯俯仰角。

进一步地，所述前照灯俯仰角补偿计算装置可以包括：

负载计算单元，所述负载计算单元用于根据负载检测装置的检测结果来计算机动车的负载分布；和

俯仰角补偿计算单元，所述俯仰角补偿计算单元用于根据所述机动车的负载分布来计算前照灯的俯仰角补偿值。

更进一步地，所述前照灯俯仰角补偿计算装置还可以包括：

驱动信号生成单元，所述驱动信号生成单元用于根据所述前照灯的俯仰角补偿值来生成驱动信号，用于驱动前照灯俯仰角调节装置实现俯仰角调节。

进一步地，所述负载检测装置可以包括：安全带锁扣传感器、座椅压力传感器和/或货物压力传感器。

进一步地，所述前照灯俯仰角调节装置可以包括步进电机。

进一步地，所述机动车前照灯自动调光设备还可以包括独立于所述前照灯俯仰角补偿计算装置的手动调整单元，用于对前照灯俯仰角进行手动调节。

进一步地，所述前照灯俯仰角补偿值的范围可以为0°～-3°。

更进一步地，在机动车上的驾驶员和乘客的重量均为70千克且所搭载的货物的重量为30千克的情况下，所述前照灯俯仰角补偿值在所述机动车中仅有驾驶员而无乘客和货物的情况下为0°，在仅有驾驶员和坐在副驾驶位置上的一名乘客而无其他乘客和货物的情况下为-0.5°，在仅有驾驶员、坐在副驾驶位置上的一名乘客和坐在后排的一名乘客而无其他乘客和货物的情况下为-1.0°，在有驾驶员和四名乘客而无货物的情况下为-1.5°，在有驾驶员和四名乘客并搭载货物的情况下为-2.0°，在仅有驾驶员和货物而无乘客的情况下为-3.0°。

根据本发明的另一个方面，提供了一种具有上述机动车前照灯自动调光设备的机动车。

根据本发明的另一个方面，提供了一种机动车前照灯自动调光方法，包括：

检测机动车上一个或更多个位置处的负载；

根据所述负载的检测结果来计算前照灯俯仰角补偿值；和

根据所述前照灯俯仰角补偿值来调节前照灯俯仰角以实现前照灯的自动调光。

进一步地，所述计算前照灯俯仰角补偿值的步骤可以包括：

根据所述负载的检测结果来计算机动车的负载分布；和

根据所述机动车的负载分布来计算前照灯的俯仰角补偿值。

进一步地，所述前照灯俯仰角补偿值的范围可以为0°～-3°。

本发明的上述技术方案中的至少一个方面能够通过对机动车的负载状况进行检测并基于所检测的结果实现对机动车前照灯的自动调光，而避免了昂贵的车身姿态传感器和加速度传感器的使用，从而为机动车的前照灯自动调光提供了一种低成本和易用的解决方案。

附图说明

图1示出正常情况下机动车前照灯的近光俯仰角的示意图；

图2示意性地示出由于机动车负载变化导致的机动车前照灯的俯仰角的变化；

图3示出根据本发明的一种实施例的机动车前照灯自动调光设备的原理框图；

图4示出根据本发明的一种实施例的机动车前照灯自动调光设备的结构示意图；和

图5示出根据本发明的一种实施例的机动车前照灯自动调光设备的前照灯俯仰角补偿值的示例。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号表示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。在附图中由虚线框表示的单元为可选的单元。

图1示出了在正常情况下的机动车的前照灯的近光俯仰角的示意图。根据通用性的交通规则，机动车的前照灯的近光光束应当略低于水平位置，例如与水平位置成0.57度角。这样可以避免照明光束影响迎面而来的机动车的驾驶员的视线。

图2示出了增加了一定的负载之后的机动车的前照灯的俯仰角情况。这种机动车的负载，例如乘客或货物，使得机动车的重心后移，使得车头相对车尾趋向于向上翘起，从而使得前照灯的照明光束上移。在这种情况下，就需要向下调整前照灯的俯仰角，以使得前照灯的照明光束方向回到如图1所示的情况。图2中仅示出了一种机动车负载的情况，而在实际中，机动车的负载情况很多，可能使车身的姿态发生各种各样的变化，有可能使车头如图2所示相对车尾趋向于向上翘起，也有可能相对于车尾下沉。因此，需要根据机动车上实际的负载分布来决定对前照灯的俯仰角的调整方向和调整量，即前照灯俯仰角补偿值。

图3示出了根据本发明的一种实施例的机动车前照灯自动调光设备的原理框图。所述机动车前照灯自动调光设备100可以包括：负载检测装置101、前照灯俯仰角补偿计算装置102和前照灯俯仰角调节装置103。所述负载检测装置101用于检测机动车上一个或更多个位置处的负载；所述前照灯俯仰角计算装置102用于根据所述负载检测装置101的检测结果来计算前照灯俯仰角补偿值；所述前照灯俯仰角调节装置103用于根据所述前照灯俯仰角补偿值调节前照灯俯仰角。

负载检测装置101可以对机动车上的各个负载位置上有无负载和/或负载的大小进行检测，并将检测的结果发送给前照灯俯仰角补偿计算装置102。对于大多数机动车而言，车上的负载主要是指乘客和搭载的货物。因此，负载检测装置101可以包括例如安全带锁扣传感器、座椅压力传感器和/或货物压力传感器。以安全带锁扣传感器为例，当乘客坐在座椅上系好安全带时，安全带锁扣传感器就会检测到该座椅处坐有乘客，并将该负载信息发送给前照灯俯仰角补偿计算装置102。为了更准确地检测座椅上的负载信息，也可以采用座椅压力传感器来进行负载检测，座椅压力传感器不仅可以检测到座椅上是否有乘客或者货物，还可以进一步检测座椅上负载的重量，从而使得前照灯俯仰角补偿计算装置102可以更准确地获得机动车上的负载信息，从而能够对前照灯俯仰角补偿值进行更为精确的计算。对于搭载货物的负载位置，例如后备箱中，可以采用货物压力传感器来对负载的有无和/或负载重量进行检测。在实施例中，可以采用一个或更多个安全带锁扣传感器、座椅压力传感器和/或货物压力传感器。本领域普通技术人员应当理解，负载检测装置101的实现方式并不限于上述的安全带锁扣传感器、座椅压力传感器和/或货物压力传感器，可用于对机动车上的负载位置上有无负载和/或负载的大小进行检测的其它检测装置，同样可以用作负载检测装置101。

前照灯俯仰角补偿计算装置102在获得从负载检测装置101发送的负载检测结果后，根据车上的负载分布计算出前照灯俯仰角补偿值。前照灯俯仰角补偿计算装置102的具体示例如图4所示。在图4所示的实施例中，前照灯俯仰角补偿计算装置102可以包括：负载计算单元202和俯仰角补偿计算单元203。所述负载计算单元202用于根据负载检测装置的检测结果来计算机动车的负载分布，所述俯仰角补偿计算单元203用于根据所述机动车的负载分布来计算前照灯的俯仰角补偿值。

负载计算单元202接收到来自于负载检测装置101的含有负载检测结果的机动车负载信号201，并根据车上不同的负载位置处的负载来计算出整个车身上的负载分布，并将计算出的负载分布发送给俯仰角补偿计算单元203。所述负载分布信息可以成矩阵、表、数组、数据流等各种形式。由于车身上的负载分布在很大程度上决定了车身的姿态，所以俯仰角补偿计算单元203可以基于所述负载分布信息计算出前照灯俯仰角的变化，从而得出使得前照灯俯仰角处于正常工作位置所需的前照灯俯仰角补偿值。俯仰角补偿计算单元203的计算可以通过例如将从负载计算单元202接收到的负载分布信息与存储在存储器中的信息进行比对，或通过基于预定的计算模型来进行计算。计算得出的前照灯俯仰角补偿值可以被发送至前照灯俯仰角调节装置103，用于根据所述前照灯俯仰角补偿值调节前照灯俯仰角。

在一种实施例中，前照灯俯仰角调节装置103不能直接地接收前照灯俯仰角补偿值，而只能接收驱动信号。为了满足这种要求，前照灯俯仰角补偿计算装置102还可以包括：驱动信号生成单元204，所述驱动信号生成单元204能够根据所述前照灯俯仰角补偿值来生成驱动信号。所述驱动信号被发送至前照灯俯仰角调节装置103，用于驱动前照灯俯仰角调节装置103实现俯仰角调节。也就是说，前照灯俯仰角调节装置103可以直接地或间接地根据前照灯俯仰角补偿值来调节前照灯俯仰角。

前照灯俯仰角补偿计算装置102可以由专用的硬件逻辑电路来实现，也可以通过机动车自身的中央控制器来实现。

所述前照灯俯仰角调节装置103可以包括例如步进电机、压电元件或能够用于调节前照灯俯仰角的任何其它的驱动装置。

为了给驾驶员提供更多的调节前照灯俯仰角的自由度，在一种实施例中，机动车前照灯自动调光设备还可以包括独立于所述前照灯俯仰角补偿计算装置102的手动调整单元206，用于对前照灯俯仰角进行手动调节。驾驶员可以根据实际驾驶的需要直接地手动调整前照灯俯仰角的自由度，而不受所述前照灯俯仰角补偿计算装置102的限制。手动调整单元206可以与前照灯俯仰角补偿计算装置102并行地连接至前照灯俯仰角调节装置103。驾驶员可以通过切换单元205来在手动调整单元206和前照灯俯仰角补偿计算装置102之间进行切换，以选择前照灯的手动调光或自动调光。

可以根据机动车的类型以及不同的行车要求来设定前照灯俯仰角补偿值的取值范围。例如，前照灯俯仰角补偿值的取值范围可以为0°～-3°。需要指出的是，该前照灯俯仰角补偿值并非前照灯的照明光束与水平方向的夹角，而是前照灯俯仰角在实际行车中可能的调整范围。其中负号表示调整方向朝向使照明光束向下偏转的方向。

图5示出了一组根据机动车负载变化而计算的所述前照灯俯仰角补偿值的示例。图5示出的机动车为一两排座三厢中型轿车。图5中的圆圈和方框分别表示机动车上的乘客和搭载的货物。在图5所示的示例中，假定机动车上的驾驶员和乘客的重量均为70千克，所搭载的货物的重量为30千克。在所述机动车中仅有驾驶员而无乘客和货物的情况下，所述补偿值为0°(见(a))；在仅有驾驶员和坐在副驾驶位置上的一名乘客而无其他乘客和货物的情况下，所述补偿值为约-0.5°(见(b))；在仅有驾驶员、坐在副驾驶位置上的一名乘客和坐在后排的一名乘客而无其他乘客和货物的情况下，所述补偿值为约-1.0°(见(c))；在有驾驶员和四名乘客而无货物的情况下，所述补偿值为约-1.5°(见(d))；在有驾驶员和四名乘客并搭载货物的情况下，所述补偿值为约-2.0°(见(e))；而在仅有驾驶员和货物而无乘客的情况下，所述补偿值为约-3.0°(见(f))。

上述给出的具体的前照灯俯仰角补偿值的数值仅是示例性的，根据本发明的前照灯俯仰角补偿值的取值范围和在具体情况下的取值并不限于此。前照灯俯仰角补偿值的设定可以依赖于机动车的类型、重量分配以及车身姿态的原始设定等因素而变化。另外，例如，在负载检测装置101能够检测机动车上的人、货物的重量的情况下，可以根据不同座位上的人的重量差异以及货物的具体重量和位置来更为精确地确定前照灯俯仰角补偿值。

本发明还提供了一种具有上述机动车前照灯自动调光设备的机动车。该机动车能够在负载变化，例如乘客上下车或装卸货物时，根据所述负载变化自动地调整前照灯俯仰角，而免去了驾驶员在机动车负载频繁变化时反复手动地调整前照灯俯仰角的麻烦，为驾驶员提供更好的驾车感受并为驾驶安全提供保证。

本发明还提供了一种机动车前照灯自动调光方法，包括步骤：(1)检测机动车上一个或更多个位置处的负载；(2)根据所述负载的检测结果来计算前照灯俯仰角补偿值；和(3)根据所述前照灯俯仰角补偿值来调节前照灯俯仰角以实现前照灯的自动调光。

上述三个步骤与图3中所示的机动车前照灯自动调光设备的三个装置是相对应的。在步骤(1)中，例如可以借助于安全带锁扣传感器、座椅压力传感器和/或货物压力传感器对机动车上的负载的有无和/或负载重量进行检测。步骤(2)还可以包括：根据所述负载的检测结果来计算机动车的负载分布；和根据所述机动车的负载分布来计算前照灯的俯仰角补偿值。步骤(2)还可以进一步包括：根据所述前照灯俯仰角补偿值来生成用于实现前照灯的自动调光的驱动信号。在步骤(3)中，可以直接地根据所述前照灯俯仰角补偿值来调节前照灯俯仰角来实现前照灯的自动调光，也可以借助于根据所述前照灯俯仰角补偿值生成的驱动信号来间接地根据所述前照灯俯仰角补偿值实现前照灯的自动调光。

上述机动车前照灯自动调光方法可以通过前述的机动车前照灯自动调光设备来实施，也可以实现为一系列的控制器指令。

虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。

虽然本发明总体构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims (12)

1.一种机动车前照灯自动调光设备，包括：

负载检测装置，所述负载检测装置用于检测机动车上乘客座椅位置和货物搭载位置处的负载；

前照灯俯仰角补偿计算装置，所述前照灯俯仰角计算装置用于根据所述负载检测装置的检测结果来计算前照灯俯仰角补偿值；和

前照灯俯仰角调节装置，所述前照灯俯仰角调节装置用于根据所述前照灯俯仰角补偿值调节前照灯俯仰角。

2.根据权利要求1所述的机动车前照灯自动调光设备，其特征在于所述前照灯俯仰角补偿计算装置包括：

负载计算单元，所述负载计算单元用于根据负载检测装置的检测结果来计算机动车的负载分布；和

俯仰角补偿计算单元，所述俯仰角补偿计算单元用于根据所述机动车的负载分布来计算前照灯的俯仰角补偿值。

3.根据权利要求2所述的机动车前照灯自动调光设备，其特征在于所述前照灯俯仰角补偿计算装置还包括：

驱动信号生成单元，所述驱动信号生成单元用于根据所述前照灯的俯仰角补偿值来生成驱动信号，用于驱动前照灯俯仰角调节装置实现俯仰角调节。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的机动车前照灯自动调光设备，其特征在于：

所述负载检测装置包括：安全带锁扣传感器、座椅压力传感器和/或货物压力传感器。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的机动车前照灯自动调光设备，其特征在于：

所述前照灯俯仰角调节装置包括步进电机。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的机动车前照灯自动调光设备，其特征在于：

所述机动车前照灯自动调光设备还包括独立于所述前照灯俯仰角补偿计算装置的手动调整单元，用于对前照灯俯仰角进行手动调节。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的机动车前照灯自动调光设备，其特征在于：

所述前照灯俯仰角补偿值的范围为0°～-3°。

8.根据权利要求7所述的机动车前照灯自动调光设备，其特征在于：

在机动车上的驾驶员和乘客的重量均为70千克且所搭载的货物的重量为30千克的情况下，所述前照灯俯仰角补偿值在所述机动车中仅有驾驶员而无乘客和货物的情况下为0°，在仅有驾驶员和坐在副驾驶位置上的一名乘客而无其他乘客和货物的情况下为-0.5°，在仅有驾驶员、坐在副驾驶位置上的一名乘客和坐在后排的一名乘客而无其他乘客和货物的情况下为-1.0°，在有驾驶员和四名乘客而无货物的情况下为-1.5°，在有驾驶员和四名乘客并搭载货物的情况下为-2.0°，在仅有驾驶员和货物而无乘客的情况下为-3.0°。

9.一种具有根据权利要求1-8中任一项所述的机动车前照灯自动调光设备的机动车。

10.一种机动车前照灯自动调光方法，包括步骤：

检测机动车上乘客座椅位置和货物搭载位置处的负载；

根据所述负载的检测结果来计算前照灯俯仰角补偿值；和

根据所述前照灯俯仰角补偿值来调节前照灯俯仰角以实现前照灯的自动调光。

11.根据权利要求10所述的机动车前照灯自动调光方法，其特征在于：

所述计算前照灯俯仰角补偿值的步骤包括：

根据所述负载的检测结果来计算机动车的负载分布；和

根据所述机动车的负载分布来计算前照灯的俯仰角补偿值。

12.根据权利要求10或11所述的机动车前照灯自动调光方法，其特征在于：

所述前照灯俯仰角补偿值的范围为0°～-3°。