CN103625355A - 主动型前车灯控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是针对现有的汽车前车灯在汽车转弯过程中，无法根据当前的转弯状态以及无法根据汽车安全行驶的要求对前车灯照明状态进行调整的不足，提供一种主动型前车灯控制方法。该方法，包括如下步骤：获取转弯过程中汽车当前的曲率半径并计算保持当前曲率半径的情况下汽车的转弯运动轨迹；控制前车灯在水平方向上转动θ角，使得前车灯转动后，前车灯灯光轨迹与所述转弯运动轨迹的交点到前车灯的距离始终等于预先设定的汽车安全制动距离。本发明汽车转弯过程中，车灯的位置由曲率半径和汽车安全制动距离决定，充分地从安全行驶的角度对车灯的状态进行调整，大大保证了车辆转弯时的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及汽车车灯控制技术领域，具体地说，涉及一种主动型前车灯控制方法。
背景技术
汽车的前车灯设置在整辆车的前部，它主要起照明和信号作用。起照明作用的前车灯发出的光可以照亮车体前方的道路情况，使驾驶者可以在黑夜或者光线不好的地方安全的行车，其照明作用的前车灯按照光源可分为卤钨灯、氙气灯等。
汽车在行驶过程中，由于不同的路况、不同的行车状态，对前车灯的照明要求实际是不同的，尤其是汽车在转弯时，出于对汽车安全行驶的要求，对前车灯的照明状态要求是不同的。而现有的很多汽车前车灯根本不具备任何调节功能，那么在汽车不同照明需求下，车灯往往都处于相同的状态，这样对汽车的行车安全是不利的。
发明内容
本发明是针对现有的汽车前车灯在汽车转弯过程中，无法根据当前的转弯状态以及无法根据汽车安全行驶的要求对前车灯照明状态进行调整的不足，提供一种主动型前车灯控制方法。
本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：
一种主动型前车灯控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
1、设定汽车转弯过程中启动前车灯控制的曲率半径下限和曲率半径上限，
2、当汽车转弯过程中当前的曲率半径位于所述曲率半径下限和曲率半径上限之间时，获取汽车当前的曲率半径并计算保持当前曲率半径的情况下汽车的转弯运动轨迹；
3、控制前车灯在水平方向上转动θ角，使得前车灯转动后，前车灯灯光轨迹与所述转弯运动轨迹的交点到前车灯的距离始终等于预先设定的汽车安全制动距离。
本发明中，所述曲率半径下限根据公式θmax=arc sin（（D/2）/Rmin）确定，其中，θmax为汽车转弯时前车灯允许的最大转动角度，D为预先设定的汽车安全制动距离，Rmin为曲率半径下限。
本发明中，当汽车转弯的曲率半径小于所述曲率半径下限时，前车灯在水平方向上转动前车灯允许的最大转动角度；当汽车转弯的曲率半径大于所述曲率半径上限时，前车灯不进行转动。
前车灯最大转动角度为转弯时的外侧车灯最大不超过15度，转弯时的内侧车灯最大不超过7度。
所述曲率半径上限不大于35米。
本发明中，步骤2中，转弯时刻汽车当前的曲率半径通过采集汽车当前运行速度和汽车偏摆移动的角速度获取；或者通过采集汽车圆周运动的法向加速度和汽车偏摆移动的角速度获取。
本发明中，步骤3中，所述预先设定的汽车安全制动距离等于国标30KM/小时的安全制动距离。
本发明的主动型前车灯控制方法，通过设定曲率半径的阀值来确定在车辆转弯达到一定程度范围内进行前车灯随动控制，避免控制的过度频繁动作来提高其使用寿命和可靠性；车灯的位置还与汽车安全制动距离有关，充分地从安全行驶的角度对车灯的状态进行调整，大大保证了车辆转弯时的安全性，同时，本发明还可以通过偏摆先期的数据变化规律进行后段预测控制来补偿其滞后性，通过汽车车速的变化还可以进行直行情况下的多种模式车灯偏摆自适应控制。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
图1为本发明的前车灯转动角度示意图。
具体实施方式
为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
本发明的主旨在于，通过对现有汽车在转弯时汽车安全行驶对汽车前车灯照明需求的分析，针对现有的汽车在的汽车转弯过程中，无法根据转弯状态对前车灯的照明状态进行调整的问题，提供一种主动型前车灯控制方法。
车辆在转弯时运行的曲率或曲率半径是不断变化的，在不同的曲率或曲率半径下对前车灯的照明需求是不同的，由于曲率和曲率半径是互成倒数关系，本发明中将采用曲率半径的方式进行说明。
图1所示的状态是汽车左转弯过程的最初状态（右转弯的情况是类似的），此时汽车前车灯的照明方向是沿着车身的方向指向图1的右侧。而汽车向左转弯的时候，为了行车安全前车灯最好相对车身朝向左侧偏转（同理，右转则相对车身朝向右侧偏转），本发明中采用了如下的方式限定如何进行偏转。
首先，通过车速传感器获得汽车当前的运行速度V，再通过汽车偏摆移动的角速度传感器获得汽车偏摆移动的角速度ω，那么当前汽车转弯的曲率半径R=V/ω，或者通过汽车偏摆移动的角速度传感器获得汽车偏摆移动的角速度ω，再通过法向加速度传感器获得汽车圆周运动的法向加速度a，那么当前汽车转弯的曲率半径R=a/ω2。
获得汽车当前的曲率半径R之后，计算一直保持当前曲率半径R的情况下的汽车的转弯运动轨迹，水平转动前车灯，前车灯灯光轨迹与前述的汽车转弯运动轨迹会存在一个交点A，当前车灯相对车身方向水平转动某个角度θ后，交点A到前车灯的距离将等于预先设定的汽车安全制动距离D，此时汽车可以在转弯过程中保持安全行驶对前车灯照明的要求。
那么，只要控制汽车的前车灯在整个转弯过程中都满足上述条件，那么即可保证整个转弯过程中汽车的安全行驶。同时，一旦前车灯完成最初的偏转动作后，随着转弯过程中曲率半径的变化，先期偏摆的数据变化规律还可以进行后段预测控制来补偿其滞后性，也体现了本发明控制方式的优越性。
根据前文所述，通过简单的运算可知，当汽车转弯当前的曲率半径为R时，汽车转弯过程中任意时刻前车灯相对车身方向水平转动的角度θ=arc sin（（D/2）/R），那么实际上汽车转弯过程中任意时刻前车灯相对车身方向水平转动的角度θ，除了转弯过程中该时刻的曲率半径R有关，同时，取决于预先设定的安全制动距离D。较佳的实施方式是，预先设定的汽车安全制动距离采用国标30KM/小时的安全制动距离。
如果汽车在转弯过程中所有的曲率半径R下都采用上述的前车灯控制方式，会使得前车灯偏转控制过于频繁，进而降低使用寿命和可靠性，本发明中设定了启动前车灯控制的曲率半径上限和曲率半径下限。曲率半径越小说明汽车转弯越急促，曲率半径越大说明汽车转弯越平缓，只有当汽车转弯当前的曲率半径R处于上述曲率半径上限和曲率半径下限之间时，即汽车处于一个既不过于急促也不过于平缓的转弯状态时，才采用上述的方式对汽车前车灯进行控制。
汽车在转弯时，前车灯允许的最大转动角度θmax是有要求的，根据θmax＝arc sin（（D/2）/Rmin）（Rmin为曲率半径下限），在前车灯允许的最大转动角度θmax和预先设定的安全制动距离D一定的情况下，通过上述公式即可计算出预先设定的曲率半径的下限。那么，当汽车转弯的曲率半径R小于预先设定的曲率半径下限时，前车灯在水平方向上的转动角度θ将等于允许的最大转动角度。对于最大转动角度较优的方式是，转弯时的外侧车灯最大不超过15度，转弯时的内侧车灯最大不超过7度，当然在设定曲率半径下限时，将采用外侧车灯的最大转动角度对曲率半径下限进行计算。
当汽车转弯的曲率半径R大于设定的曲率半径上限时，前车灯则不进行转动，对于设定的曲率半径上限，根据国标的相关规定，较优的是不大于35米。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (8)
1.主动型前车灯控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）设定汽车转弯过程中启动前车灯控制的曲率半径下限和曲率半径上限，
2）当汽车转弯过程中当前的曲率半径位于所述曲率半径下限和曲率半径上限之间时，获取汽车当前的曲率半径并计算保持当前曲率半径的情况下汽车的转弯运动轨迹；
3）控制前车灯在水平方向上转动θ角，使得前车灯转动后，前车灯灯光轨迹与所述转弯运动轨迹的交点到前车灯的距离始终等于预先设定的汽车安全制动距离。
2.根据权利要求1所述的主动型前车灯控制方法，其特征在于：所述曲率半径下限根据公式θmax=arc sin（（D/2）/Rmin）确定，其中，θmax为汽车转弯时前车灯允许的最大转动角度，D为预先设定的汽车安全制动距离，Rmin为曲率半径下限。
3.根据权利要求1或2所述的主动型前车灯控制方法，其特征在于：当汽车转弯的曲率半径小于所述曲率半径下限时，前车灯在水平方向上转动前车灯允许的最大转动角度；当汽车转弯的曲率半径大于所述曲率半径上限时，前车灯不进行转动。
4.根据权利要求3所述的主动型前车灯控制方法，其特征在于：前车灯最大转动角度为转弯时的外侧车灯最大不超过15度，转弯时的内侧车灯最大不超过7度。
5.根据权利要求1所述的主动型前车灯控制方法，其特征在于：所述曲率半径上限不大于35米。
6.根据权利要求1所述的主动型前车灯控制方法，其特征在于：步骤2）中，转弯时刻汽车当前的曲率半径通过采集汽车当前运行速度和汽车偏摆移动的角速度获取。
7.根据权利要求1所述的主动型前车灯控制方法，其特征在于：步骤2）中，转弯时刻汽车当前的曲率半径通过采集汽车圆周运动的法向加速度和汽车偏摆移动的角速度获取。
8.根据权利要求1或2所述的主动型前车灯控制方法，其特征在于：所述预先设定的汽车安全制动距离等于国标30KM/小时的安全制动距离。
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