CN103068669B - 两轮车辆前灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于两轮车辆（1）的前灯（100），所述前灯包括与至少一个反射器结合的至少一个光源，所述反射器用于在所述车辆行进方向（e1）上反射来自于所述光源的光，其特征在于，所述前灯具有转动轴线，围绕所述转动轴线能够枢转所述前灯，当所述前灯在参考位置时，所述轴线在所述前灯的基本上中间的和竖向的纵平面（e1，e3）内延伸，所述参考位置对应于所述车辆基本上竖向而不倾斜的位置，所述转动轴线进一步相对于竖向方向倾斜。

Description

两轮车辆前灯

技术领域

本发明涉及一种用于两轮车辆的前灯，特别地涉及一种摩托车，也涉及一种装配有这种前灯的两轮车辆。

背景技术

当摩托车以直线运动并大致与道路保持竖向时，摩托车前灯设计成满足安全标准。

当摩托车进行转弯时，驾驶员转动把手并使摩托车倾斜。结果，所述前灯不再朝向最佳的方向。因此在摩托车朝向方向上的道路照明极大地减小了，这会造成显著的危险，特别在晚上，驾驶员的视野因此极大地缩小，从而不便于对路径（转弯结束、迎面而来的车辆、障碍物、坑等）的感知。

这个问题是众所周知的，并且建造商已经设法去开发很多方案使得能够根据摩托车假定的方向，来优化前灯的方向。

特别的是已知具有三盏灯的前方照明系统，其包括中间前灯和两个侧前灯，中间前灯设计成当所述摩托车以直线行进时照明道路，两个侧前灯分别位于中间前灯的两侧，并被设计成当所述摩托车倾斜时点亮在摩托车倾斜的一侧的前灯，来补偿中间前灯的照明区域从而为道路照明。

当然，这样的系统不能够精确地解释所述摩托车的倾斜角度，而是基于标准转弯的中心上的平均倾斜角度。

因此建造商和研究生/大学发起很多研究来根据摩托车的倾斜角度和潜在的其他参数不断地开发使用致动器的多方向前灯。应当注意到在此时，没有商业化的解决方案，并且现有的解决方案相当程度上基于反光镜或多方向面罩系列。

除了用于驱动和控制前灯的相当大部分的装置外，该类型系统的主要问题是对这些参数的实时测量，特别是对摩托车的倾斜角度的测量。

传统上，使用陀螺传感器来测量摩托车的倾斜并且从中推导应用于前灯的方向的修正。

最近的技术发展使得能够引进较为便宜并更可靠的MEMS加速计和陀螺传感器。定向前灯的机械部分仍然相对复杂，然而，该机械部分是该系统的故障和失效的潜在根源，这限制了这种产品的实践实施。

对于测量倾斜角度的更多信息和其他方面，可参考下面的文章：

-摩托车导航系统：滚动角度（roll angle）的影响和评估（2005）-美国，机械工程系，加利福尼亚大学。导航期刊（2005），58，375-388。

-摩托车AFS能见度和强光的研究（第59次GRE，2008年3月31日至4月4日）-日本。

-拐角适应性摩托车MIM1501-1502。技术设计报告（2002年5月29日）机械系，工业与制造工程，工程学院，东北大学，波士顿，马萨诸塞州02115。

也可以观察到所述前灯的修正角度必须最大等于两轮车辆的倾斜角度，并且优选地稍微小于该倾斜角度。

因此，为了使前灯在转弯时再一次水平，有必要围绕车辆的照明和行进方向上对该前灯应用转动，车辆的照明和行进方向沿着大致等于该摩托车倾斜角度的角度，并且在任何情况下保持小于该倾斜角度。

这是上述日本研究在包括在30和60公里/小时的速度条件以及30至140米的转弯半径下，所推荐的。

然而，该研究没有提到在对水平面内的光束的方向的修正，尤其没有提到朝向转弯内侧轻微地定向前灯使其能够更好地照明朝向摩托车驾驶者行进方向的道路部分，而是建议仅施行倾斜已经足够。

然而，在很多情况下，并且甚至在减小的速度下，就有可能需要较大的倾斜角，特别是大于40°的倾斜角以及在水平面内的显著方向的修正。

因此，方向修正必须能够与前灯的倾斜修正同时完成。应当注意的是还需要颠簸修正。

这通常导致特别复杂的设计，相当大量的照明修正装置，这些相当昂贵。随之而言这种系统很难与更平价的两轮车辆（例如小型摩托车、摩托自行车、初级摩托车等）结合。

也应注意到现有的驱动系统通常依赖于所使用的前灯的类型（椭圆的，抛物线的等），并且需要一种容易地适用于所有类型前灯的系统。

发明内容

本发明的目的在于提出一种受益于更简单的且更可靠的机械系统的多方向前灯。

为此，本发明涉及一种用于两轮车辆的前灯，包括与至少一个反射器结合的至少一个光源，所述反射器用于在所述车辆行进方向上反射来自于所述光源的光，所述前灯具有转动轴线，围绕所述转动轴线能够枢转所述前灯，当所述前灯在参考位置时，所述轴线在所述前灯的基本上中间和竖向的纵平面内延伸，所述参考位置对应于所述车辆的基本上竖向而不倾斜的位置，所述转动轴线进一步相对于竖向方向倾斜，其特征在于其包括至少一个致动器，所述致动器能够围绕其轴线转动所述前灯。

以此方式，通过提供具有转动轴线的前灯，所述转动轴线位于所述前灯的基本上中间纵平面内并相对于竖向方向倾斜，围绕所该轴线的前灯的转动将引起所述车辆的倾斜角度和所述光的投射方向的同时修正。驱动装置的结合也允许所述前灯的精确驱动，特别是与传感器结合使用控制器。

优选地，所述转动轴线的所述倾斜角度包含在20°和45°之间。

也优选地，所述转动轴线的所述倾斜角度基本上等于45°。

事实上，由于转动的主轴线基本上以45°倾斜，作用于所述倾斜和所述光的投射方向的修正基本上是相同的。转动的主轴线的角度变化，使得对于根据有关的车辆的这两个角度而言，能够限定合适的和最优的同时修正关系。

也应注意到该修正能够通过单一致动器和相对地适中的幅来完成。因此极大地简化了所述前灯的构造和控制，从而最终降低了成本。

此外有利地，所述前灯具有第二转动轴线，所述前灯能够围绕所述第二转动轴线枢转，当所述前灯在其参考位置时，所述第二转动轴线能够在基本上水平的前灯的基本上中间平面和基本上横向于所述光的投射方向的方向上被导向。如有必要，围绕所述第二轴线的转动使得能够允许所述倾斜度的可能的修正。

此外也有利地，所述前灯具有第三转动轴线，所述前灯能够围绕所述第三转动轴线枢转，当所述前灯在其参考位置时，所述第三转动轴线在所述前灯的基本上竖向的方向上被定向。

优选地，所述前灯包括围绕所述第二和/或第三转动轴线用于转动所述前灯的至少一个装置。

有利地，围绕所述轴线用于转动的装置是具有低幅的转动和/或线性致动器（优选是转动的）。所述转动致动器较便宜并且更可靠。

此外，所述前灯包括至少一个光圈。更特别地，通过所述光圈可以是远光或近光或二者均是。

有利地，所述前灯包括至少一个微控制器，所述微控制器能够根据输入参数来控制所述致动器，所述输入参数例如为所述车辆（303）的速度和所述车辆的倾斜角度。

可选地，所述微控制器和所述传感器属于所述车辆。

根据可选的实施例，所述前灯包括至少一个陀螺传感器和/或至少一个倾角计。

也可以注意到所述前灯一般可以是椭圆的或抛物线的类型。

本发明还涉及两轮车辆，特别地是摩托车，特征在于其包括根据本发明的至少一个前灯。

所述术语“两轮车辆”不排除三轮小型摩托车类型车辆，转弯时所述倾斜的问题也应用于所述类型的车辆。

附图说明

参考附图根据下述详细描述，将更好地理解本发明，其中：

-图1是带有相关的三维参考系的摩托车在转弯时倾斜的示意图，

-图2是前灯及其修正轴线（axes de correction）的示意图，

-图3是图2的前灯的定位轴线的整体视图，

-图4至图7示出了根据本发明的前灯的示例性实施例，以及

-图8是根据本发明的前灯的控制链的示意图。

具体实施方式

图1是根据本发明的配备有前灯100的摩托车的局部视图。该摩托车1在转弯时倾斜，并且以虚线和实线示出了其相关的三维参考系{e1，e2，e3}，分别对应摩托车1是直立时和倾斜时的参考系。

轴线e1对应摩托车的行进方向，并且因此没有因为倾斜而改变。然而，其也代表来自于前灯的光的投射方向，转弯时，该投射方向应当由角度α修正。

轴线e2对应横向于摩托车1的方向。当摩托车1是直立时，轴线e2大致相当于水平方向。当摩托车1在转弯倾斜时，轴线e2围绕轴线e1以角度β进行转动。

当摩托车1是直立时，轴线e3相当于大致竖向方向。当摩托车1在转弯倾斜时，轴线e3以角度（滚转角）倾斜。

图2是所述前灯100的细节视图，并且已经标记出根据本发明在之前限定的轴线上的必要的修正。

如前说明，推荐根据角度β对前灯进行补偿修正，使其基本上等于（或稍微地小于）摩托车1的倾斜角度也有必要根据角度α进行修正。

为了简单地和有效地根据本发明做出必要的修正，前灯100具有相对于竖向轴线e3倾斜的转动轴线R（粗箭头）。在目前的情况下，轴线R相对于e3以45°倾斜。

通过围绕轴线R以角度δ转动前灯，将对角度α和β都进行补偿。

应当注意到的是，当前灯100的转动轴线R以45°倾斜，做出的修正为角度α和β，并且是相同的。

在前灯100的转动轴线R的倾斜的修正，使得能够根据已知的车辆来改变β和α之间的修正率以获得最佳的修正。

在目前的情况下，具有以45°倾斜的转动轴线和单一致动器（优选地是转动的）的角度（在此情况下），能够完成该双重修正。

根据车辆并且在必要的情况下，将车辆1的倾斜度纳入考虑并且对其进行修正也是很有意义的。事实上，当摩托车1倾斜时，前灯100相对于地面的高度是减小的。因此，在摩托车1的前面被照明的道路部分也减小了，因而应该修正该倾斜度。进一步地，摩托车和被照明位置之间的距离，显著地取决于转弯的曲率（半径）和摩托车的速度。

为此，根据本发明的另一方面，前灯100具有第二转动轴线R’，其大致平行于e2并穿过转动轴线R与前灯的中心线（该中心线大致平行于e1）的交叉点，围绕转动轴线R以补偿角ε枢转。

一般而言，保持限制这种修正并且使用具有小幅的转动或线性的致动器。

根据体积和有效的空间，用于倾斜度的修正致动器可以定位在摩托车1的结构上或定位在前灯100本身。

图3示出了所有轴线和修正角度，没有示出前灯100。

图4至7示出了根据本发明的前灯的示例性实施例。

图4示出了根据本发明的前灯101的第一示例性实施例，其具有以40°倾斜的转动轴线R。

前灯101由可转动地安装在压板103上的脚102来保持，从而使得转动轴线R相对于竖向线以40°倾斜。

压板103围绕轴线R支承用于转动脚102（并因此转动前灯101）的装置。

这些驱动装置包括转动致动器104，所述转动致动器104具有能够驱动齿轮105的轮轴，其与脚102的齿轮106可转动地啮合。

当然，也可以使用任何可选的驱动方案，例如，特别地使用传送带来驱动。

图5示出了图4中具有颠簸修正的前灯。为此，前灯101与第二转动致动器107相关联，该第二转动致动器107能够转动齿臂108使得前灯101能够围绕横向轴线倾斜。

图6示出了一可选实施例，其中，以小幅拉动或推动相关的臂110的线性致动器109也使得前灯101能够围绕横向轴线倾斜。

应当注意到的是，该倾斜度修正的一个主要的优点在于能够抵消由于车辆姿势的修正（特别是在刹车或加速的情况下）而产生的照明区域的改变。

图7示出了根据本发明的前灯200的另一示例性实施例，其中，前灯200具有第三转动轴线R”，前灯200可以围绕该第三转动轴线R”枢转。当前灯在其参考位置时，所述第三转动轴线R”能够被定向在大致竖向的前灯的大致中间平面且大致竖向的方向上。

图7的示例仅示出了围绕第一和第三轴线的调整，并没有修正倾斜度的角度。然而这仍然是可能的。

前灯200通过转动致动器201围绕所述轴线R”转动并且驱动安装在前灯200的脚102上的轮202，203。

除其他转动轴线R和R’外，该第三转动轴线R”允许在所有方向上的修正。特别地是示出的示例中，能够修正光束（α）的倾斜度和方向。

图8示意性示出了根据本发明的前灯的控制链的布置。

该控制系统围绕微控制器300建成，该微控制器300能够接收来自于陀螺仪MEMS传感器302、倾角计300和速度传感器303的速度和倾斜值。

应当注意的是，控制器的微处理器所需要唯一信息是速度和转动角度水平。当摩托车的速度为零时，使用倾角计，当摩托车行进时，倾角计不工作。然而，当摩托车在停止期间（例如红灯或其他原因）倾斜时，该倾角计用于修正倾斜角。

因此向微控制器300提供偏航率（taux de lacet）、滚转率（taux deroulis）、可能的颠簸率（taux de tangage）以及速度作为参数，从而使微控制器300能够向修正致动器109和104计算和发送（作为输出）恰当的指令。

当然，这种控制变化作为一个示例来单独提供，并且必须根据本发明使用的前灯以及必须的参数来确定修正。

在已知的方法方式中，结合滚转率使得能够获得车辆的倾斜角度然而，这种结合存在风险（随时间增加会产生越来越多错误），并且角度能够通过偏航率和所述速度和/或通过来自于倾角计301的绝对信号进行校准。

使用倾斜角度能够计算转弯的曲率半径，并能够通过使用车辆的速度来确定根据角度α的理想修正。

尽管本发明仅描述了一个特定的实施例，但本发明当然不会仅限于此，在不脱离本发明的保护范围内，其涵盖了所描述的方案的所有等同物及其组合。

Claims (11)

1.一种用于两轮车辆(1)的前灯(100，200)，包括与至少一个反射器结合的至少一个光源(101)，所述反射器用于在所述车辆行进方向(e1)上反射来自于所述光源的光，所述前灯具有转动轴线(R)，所述前灯能够围绕所述转动轴线(R)枢转，当所述前灯在对应于所述车辆的基本上竖向而不倾斜的位置的参考位置时，所述转动轴线在所述前灯的基本上中间和竖向的纵平面(e1，e3)内延伸，所述转动轴线进一步相对于竖向方向倾斜，其特征在于，所述前灯结合有至少一个致动器，所述致动器能够围绕所述轴线转动所述前灯，所述转动轴线(R)的倾斜角度包含在20°和45°之间，所述前灯具有第二转动轴线(R’)，所述前灯能够围绕所述第二转动轴线(R’)枢转，当所述前灯在其参考位置时，所述第二转动轴线在所述前灯的基本上中间和基本上水平的平面(e1，e2)内并且在基本上横向于所述光的投射方向(e1)的方向(e2)上被定向。

2.如权利要求1所述的前灯(100，200)，其特征在于，所述转动轴线(R)的倾斜角度基本上等于45°。

3.如权利要求1-2中任一项所述的前灯(200)，其特征在于，所述前灯具有第三转动轴线(R”)，所述前灯能够围绕所述第三转动轴线(R”)枢转，当所述前灯在其参考位置时，所述第三转动轴线在所述前灯的基本上竖向的方向(e3)上被定向。

4.如权利要求1或2所述的前灯(100，200)，其特征在于，所述前灯结合有用于围绕所述第二(R’)和/或第三(R”)转动轴线转动所述前灯的至少一个装置(107，108，109，201，202)。

5.如权利要求1-2中任一项所述的前灯(100，200)，其特征在于，用于围绕所述转动轴线(R)和所述第二转动轴线(R’)转动前灯的至少一些致动器和/或装置是低幅的转动(104，107，201)和线性(109)致动器。

6.如权利要求1-2中任一项所述的前灯(100，200)，其特征在于，用于围绕所述转动轴线(R)和所述第二转动轴线(R’)转动前灯的至少一些致动器和/或装置是低幅的转动(104，107，201)或线性(109)致动器。

7.如权利要求1-2中任一项所述的前灯(100，200)，其特征在于，所述前灯包括至少一个微控制器(300)，所述微控制器能够根据输入参数来控制所述致动器(104，109)。

8.根据权利要求7所述的前灯(100，200)，其特征在于所述输入参数为所述车辆(303)的速度和所述车辆(1)的倾斜角度(301，302)。

9.如权利要求7所述的前灯，其特征在于，所述前灯包括至少一个陀螺传感器。

10.如权利要求7所述的前灯，其特征在于，所述前灯包括至少一个倾角计。

11.一种两轮车辆(1)，其特征在于，包括至少一个根据权利要求1-10中任一项所述的前灯(100，200)。