CN104417424A - 用于运行机动车中的聚光灯的方法、聚光灯和机动车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行机动车(1)中的聚光灯(2)的方法，该聚光灯具有激光源(3)，该聚光灯(2)由激光源(3)的光生成光分布，控制激光源(3)，使得当机动车(1)的速度(v)低于第一速度阈值(v1)时激光源(3)的运行功率从第一功率值(p1)切换到不起作用的运行状态或下降到第二功率值(p2)，并且当机动车(1)的速度(v)高于第二速度阈值(v2)时激光源(3)的运行功率从不起作用的运行状态或第二功率值(p2)提高到第一功率值(p1)，所述第二速度阈值大于或等于第一速度阈值(v1)。本发明还涉及相应的聚光灯以及包括聚光灯的机动车。

Description

用于运行机动车中的聚光灯的方法、聚光灯和机动车
技术领域
本发明涉及一种用于运行机动车中的具有激光源的聚光灯的方法，一种相应的聚光灯以及一种包括聚光灯的机动车。
背景技术
在将激光源用于机动车聚光灯中时存在下述问题：基于这种光源的高亮度其他交通参与者的眼睛可因聚光灯引起的长时间眩目而受到伤害。应尽可能避免对其他交通参与者的这种伤害。
发明内容
因此本发明的任务在于，提供一种用于运行机动车中的具有激光源的聚光灯的方法，从而可显著降低或避免通过激光源对其他交通参与者造成的伤害。
所述任务通过本发明的方法或本发明的聚光灯来解决。
本发明实现一种用于运行机动车中的聚光灯的方法，该聚光灯具有激光源，该聚光灯由激光源的光生成光分布，控制激光源，使得当机动车的速度低于第一速度阈值时激光源的运行功率从第一功率值切换到不起作用的运行状态或下降到第二功率值，并且当机动车的速度高于第二速度阈值时激光源的运行功率从不起作用的运行状态或第二功率值提高到第一功率值，该第二速度阈值大于或等于第一速度阈值。
本发明还实现一种用于机动车的聚光灯，其具有激光源，在聚光灯的运行中由该激光源的光生成光分布，激光源能被控制，使得当机动车的速度低于第一速度阈值时激光源的运行功率从第一功率值切换到不起作用的运行状态或下降到第二功率值，并且当机动车的速度高于第二速度阈值时激光源的运行功率从不起作用的运行状态或第二功率值提高到第一功率值，所述第二速度阈值大于或等于第一速度阈值。
根据本发明的方法用于运行激光聚光灯，该激光聚光灯由通常包括一个或多个激光二极管的激光源的光生成光分布。光分布例如可以是车辆远场中的远光分布或防眩目光分布。所述聚光灯优选是前照灯。在本发明方法的范围内，控制聚光灯的激光源，使得当机动车的速度低于第一速度阈值时激光源的运行功率从第一功率值切换到不起作用的运行状态或下降到较低的第二功率值。在此“切换到不起作用的运行状态”是指激光源的运行关断，即运行功率为零。第一功率值和第二功率值表示大于零的运行功率。第一功率值可理解为表示激光源正常运行的功率值。第一功率值例如可以是激光源的最大运行功率。
根据本发明的方法为了控制激光源还使用第二速度阈值，其大于或等于第一速度阈值。当机动车的速度高于第二速度阈值时，激光源的运行功率从不起作用的运行状态或第二功率值提高到第一功率值。
本发明方法基于下述认识：在车速较低时交通参与者的眼睛与聚光灯之间的距离可能较小并且眼睛有可能较长时间地暴露于聚光灯的激光辐射下。在激光源的光强过高时这可导致眼睛伤害。因此，在低速时关断激光源或通过降低激光源的运行功率适当地减小光强或者说亮度。运行功率在此可理解为激光源的光学功率，该功率与输入的电功率及激光源的亮度有关。更高的光学运行功率引起激光源更大的亮度或者说光强。
在一种优选方案中，设计激光源的控制，使得激光源在通过聚光灯生成光分布时满足根据标准IEC 60825-1的等级1或1M或者2或2M。在该标准中，在危害使用者方面对激光分级。等级数字越高，危害就越大。所提到的等级带来较小的眼睛伤害。根据所述标准通过确定上述定义的速度阈值或功率值来适配激光源。在了解标准的情况下，技术人员可适当地确定阈值或功率值以满足相应的等级。必要时也可控制激光源，使得激光源在通过聚光灯生成光分布时属于根据标准IEC 62471的一个特定的(低的)风险组。
在一种特别优选的实施方式中，第一速度阈值处于20km/h和120km/h之间、优选20km/h和60km/h之间，相反，第二速度阈值处于30km/h和130km/h之间、优选30km/h和70km/h之间。在高于所述阈值时，基于车辆的高速度对于任何交通参与者的眼睛伤害可忽略不计。在另一种方案中，第二功率值为第一功率值的50％或更少、尤其是为第一功率值的25％或更少或优选为第一功率值的20％或更少。由此确保在缓慢行驶时使激光源明显变暗。
在另一种方案中，本发明方法用于运行这样的聚光灯，其除了激光源外还具有至少一个另外的光源，该至少一个另外的光源为了通过聚光灯生成光分布时持续被接通。由此确保在较低速度时也产生所希望的光分布(具有减小的强度)。所述至少一个另外的光源优选包括LED光源和/或卤素光源和/或氙光源。这些光源在照到眼睛时无害。
必要时所述至少一个另外的光源也可具有一个另外的激光源，其在通过聚光灯生成光分布时满足按标准IEC 60825-1的等级1或1M或者2或2M。与以本发明方法控制的激光源相比，所述一个另外的激光源具有明显更小的强度。尤其是所述一个另外的激光源与车速无关(即使在停车时)地从不伤害其他交通参与者的眼睛。
在另一种方案中，可借助聚光灯生成多种不同的光分布，并且本发明方法或本发明方法的优选方案用于其中至少一种光分布并且尤其是用于其中每种光分布。所述不同的光分布尤其是包括一种或多种(不同的)防眩目光分布和/或一种或多种(不同的)远光分布。优选为远光分布实施本发明方法。
在本发明方法的一种具体方案中，通过一个或多个车轮转速传感器的传感器数据来确定机动车的速度，该速度在控制激光源时被处理，并且所述传感器数据优选被输入机动车总线即数据总线并且从总线被提取用于确定机动车的速度。
在上述实施方式的一种方案中，所述速度在机动车的中央控制器中被确定，并且这样控制激光源，即中央控制器基于所确定的机动车的速度生成用于改变激光源的运行功率的命令并且聚光灯控制器基于该命令改变激光源的运行功率。借助这些命令可根据第一和第二速度阈值并且基于第一和第二功率值按照本发明来控制激光源。在一种优选的方案中，所述命令由中央控制器输入上述总线并且被聚光灯控制器通过总线提取。优选中央控制器也从总线提取车轮转速传感器的传感器数据，以便籍此确定车速。
必要时也可在没有中央控制器的情况下控制激光源。在此情况下，机动车的速度在聚光灯控制器中被确定，在此通过聚光灯控制器控制激光源。在一种优选方案中，聚光灯控制器通过上述总线提取车轮转速传感器的传感器数据。
本发明还涉及一种用于机动车的具有激光源的聚光灯，在聚光灯的运行中由该激光源的光生成光分布。在此在聚光灯运行时控制激光源，使得当机动车的速度低于第一速度阈值时激光源的运行功率从第一功率值切换到不起作用的运行状态或下降到第二功率值，并且当机动车的速度高于第二速度阈值时激光源的运行功率从不起作用的运行状态或第二功率值提高到第一功率值，所述第二速度阈值大于或等于第一速度阈值。优选根据本发明的聚光灯构造用于实施本发明方法的一种或多种优选方案。
此外，本发明涉及一种机动车，其包括一个或多个根据本发明的聚光灯或者包括根据本发明的聚光灯的一种或多种优选方案。
附图说明
下面借助图1详细描述本发明的一种实施例。该附图以示意图示出机动车中的各元件，借助这些元件来实施本发明方法的一种方案。
具体实施方式
以下示例性说明机动车的两个前照灯的控制，每个前照灯除了激光源之外还具有另外的光源、优选LED光源。激光源仅在接通车辆远光时才附加于LED光源使用，而在常规近光时被关断。激光源基于本发明方法的方案进行控制。换言之，本发明方法在此所描述的实施方式中总是用在接通的远光中。尽管如此，该方法也可以在生成其它光分布、例如近光分布时执行，只要在这些光分布中激光源被激活。
图1以示意俯视图示出对本发明而言重要的机动车1元件。尤其是在此示出车辆的车轮4以及其中一个前照灯，在此两个前照灯以相同方式控制。优选为前照灯的聚光灯2包括上面已经提到的激光源3，该激光源与另一(未示出的)LED光源一起用于生成远光分布。在生成防眩目光分布时仅使用所述另一LED光源并且激光源3被关断。激光源3借助一个或多个激光二极管产生激光。该激光经由(未示出的)二级光具被转换成所希望的光分布照射于车辆前方的道路上。与LED光源相比，激光源的亮度或光强明显更大，因为须确保其他交通参与者在通过接通的激光源眩目时不受到眼睛伤害。这借助根据本发明的方法来实现，该方法将在下面被说明。
激光源3以及所述另一LED光源通过聚光灯控制器LC来控制。根据图1，聚光灯控制器设置在聚光灯中。但必要时聚光灯控制器也可设置在聚光灯之外。控制器LC和激光源3之间的数据连接在此通过虚线来表示。在此并且在下面以虚线表示机动车的各元件之间或机动车的一个元件与下面还将说明的总线之间的所有数据连接。聚光灯控制器LC引起激光源的接通或关断或者激光源运行功率的改变。运行功率表示激光源3的所有激光二极管的光学运行功率之和。通过改变运行功率调节激光源的光强或亮度。激光二极管的光学运行功率在此与输入给激光二极管的相应电功率有关。控制器LC连接到已知的数据总线BS上(以粗线表示)，该数据总线优选是CAN总线。此外，CAN总线还经由相应的数据连接与四个车轮转速传感器SE连接。在此在每个车轮4中安装一个车轮转速传感器SE。此外，中央控制器CCO——其通常安装在任何机动车中——访问CAN总线BS。
在此所描述的激光源3的控制的特征在于，在远光接通的情况下在低速时关断激光源或使其变暗或者激光源仅从某一速度值起接通或以全功率运行。在此考虑下述事实：在车速较低时交通参与者、如车道边的行人会受到较长时间的眩目或者在激光源和交通参与者的眼睛之间可出现较短的距离。因此，基于激光源的高强度在低速时眼睛可因暴露在激光源下而受到伤害。为了避免这种伤害，在低速时使激光源不起作用或降低其运行功率。
在此所描述的实施方式中，中央控制器CCO参与激光源3的控制。该控制器提取周期地被输入总线BS中的各车轮转速传感器SE的传感器数据或者说传感器信号SG并且以已知方式由此确定机动车的当前速度v。通常，在确定车速时也对传感器数据进行可信度测试，由此考虑到一些传感器信号有可能不代表实际的车速、如在相应车轮于冰面上滑转的情况下。另外，为了控制激光源，在中央控制器CCO中存储有第一速度阈值v1、第二速度阈值v2、第一功率值p1和第二功率值p2。第一功率值在此大于第二功率值。功率值相应于激光源的(光学)运行功率，其根据车速来调节。第一和第二功率值为不等于零的运行功率。
在一种优选方案中，第二功率值为第一功率值的50％或更少，由此使激光辐射显著变暗。优选使用脉宽调制来调节功率值。在此，在脉宽调制的周期内相应的激光二极管在预先确定的时间段上接通和关断。通过改变接通和关断状态的比例(又称为占空比)可适当改变激光二极管的功率。
在一种特别优选的实施方式中，在激光源的控制范围内不使用第二功率值，而是关断激光源，也就是说，将运行功率降为零。与功率值不同，车辆速度的第一速度阈值v1小于或可能正好等于根据第二速度阈值v2的速度。两个速度值是根据应用情况处于20km/h和70km/h之间的车速。在低于所述速度值时有可能使其他交通参与的眼睛受到长时间的眩目或在眼睛和激光源之间出现较短的距离，这可引起伤害。
在实施控制方法的范围内，传感器SE周期地确定传感器信号SG，所述传感器信号被输入总线BS并被中央控制器CCO提取。中央控制器也周期地确定当前车速v。一旦确定远光被接通，则中央控制器检验车速与在上一周期中所确定的车速相比是否低于第一速度阈值v1。如果是这种情况，则由中央控制器发出命令CM，该命令使当前以高运行功率p1运行的激光源降到较低的运行功率p2或关断。命令CM被输入总线BS并被聚光灯控制器LC提取。基于该命令聚光灯控制器使激光源相应变暗或关断，从而确保在缓慢行驶时不对其他交通参与者造成眼睛伤害。
当在车辆的进一步运行中车速保持在第二速度阈值v2以下时，激光源就继续以第二功率值p2运行或保持在关断状态中。如最后中央控制器确定车速v大于第二速度阈值v2时，由中央控制器发出命令CM，该命令使激光源再次切换到较高的第一功率值，从而再次提高了激光源和因此远光的光强或强度。在此考虑到在机动车高速行驶时其他交通参与者的眼睛可能暴露在激光辐射下的暴露时间明显减少并且在眼睛和激光源之间可能只出现较大的距离。因此激光源的高光强不会导致眼睛伤害。
在一种特别优选的实施方式中，选择速度阈值v1和v2以及运行功率值p1和p2，使得激光源在车辆运行时在任何时刻至少满足激光安全等级2或2M和可能情况下激光安全等级1或1M。所述等级在标准IEC 60825-1中被确定。所述激光安全等级与更高数字的等级相比在眼睛伤害方面在很大程度上是安全的。
图1的实施方式基于使用中央控制器CCO来进行控制。然而，在一种变型方案中，控制也可在不中间连接有中央控制器CCO的情况下直接通过聚光灯控制器LC来进行。在此情况下，控制器LC也执行根据上述实施方式的中央控制器CCO的一部分功能。也就是说，聚光灯控制器LC直接从总线BS提取当前由中央控制器确定的速度并且基于该速度借助速度阈值和功率值来控制激光源。
本发明的各上述实施方式具有一系列优点。尤其是可实现安装在车辆聚光灯中的激光源的安全运行，从而在车辆行驶时确保不因激光源引起的眩目产生眼睛伤害。本发明的另一优点在于，通过在车速较低时降低功率或关断激光源可避免激光源因过小的行车风而过热。在此应注意对于激光源的冷却存在高的要求，因为激光二极管只能在直至约85℃的运行范围内运行，而传统的LED则可直至约100℃运行。
附图标记列表
1    机动车
2    聚光灯
3    激光源
4    机动车车轮
LC   聚光灯控制器
CCO  中央控制器
SE   车轮转速传感器
SG   车轮转速传感器的传感器数据
CM   中央控制器的命令
BS   数据总线
v    当前车速
p1   第一功率值
p2   第二功率值
v1   第一速度阈值
v2   第二速度阈值

Claims (15)

1.用于运行机动车(1)中的聚光灯(2)的方法，该聚光灯具有激光源(3)，该聚光灯(2)由激光源(3)的光生成光分布，其特征在于，控制激光源(3)，使得当机动车(1)的速度(v)低于第一速度阈值(v1)时激光源(3)的运行功率从第一功率值(p1)切换到不起作用的运行状态或下降到第二功率值(p2)，并且当机动车(1)的速度(v)高于第二速度阈值(v2)时激光源(3)的运行功率从不起作用的运行状态或第二功率值(p2)提高到第一功率值(p1)，所述第二速度阈值大于或等于第一速度阈值(v1)。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，设计激光源(3)的控制，使得激光源(3)在通过聚光灯(2)生成光分布时满足按标准IEC60825-1的等级1或1M或者2或2M。
3.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于，第一速度阈值处于20km/h和120km/h之间、优选20km/h和60km/h之间，和/或第二速度阈值处于30km/h和130km/h之间、优选30km/h和70km/h之间。
4.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于，第二功率值(p2)为第一功率值(p1)的50％或更少、尤其是为第一功率值(p1)的25％或更少并且优选为第一功率值(p1)的20％或更少。
5.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于，运行这样的聚光灯(2)，其除了激光源(3)之外还具有至少一个另外的光源，该至少一个另外的光源在通过聚光灯(2)生成光分布时持续被接通。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于，所述至少一个另外的光源包括LED光源和/或卤素光源和/或氙光源。
7.根据权利要求5或6的方法，其特征在于，所述至少一个另外的光源具有一个另外的激光源，该另外的激光源在通过聚光灯(2)生成光分布时满足根据标准IEC 60825-1的等级1或1M或者2或2M。
8.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于，借助聚光灯(2)能生成多种不同的光分布，并且所述方法用于其中至少一种光分布并且尤其是用于其中每种光分布。
9.根据权利要求8的方法，其特征在于，所述不同的光分布包括一种或多种防眩目光分布和/或一种或多种远光分布。
10.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于，通过一个或多个车轮转速传感器(SE)的传感器数据(SG)来确定在控制激光源(3)时被处理的机动车(1)速度(v)，优选所述传感器数据被输入机动车(1)的总线(BS)并且从总线(BS)被提取用于确定机动车(1)的速度(v)。
11.根据权利要求10的方法，其特征在于，机动车(1)的速度(v)在机动车(1)的中央控制器(CCO)中被确定，优选该中央控制器从总线(BS)提取车轮转速传感器(SE)的传感器数据(SG)，并且如此控制激光源(3)，即中央控制器(CCO)基于所确定的机动车(1)的速度(v)生成用于改变激光源(3)的运行功率的命令并且聚光灯控制器(LC)基于这些命令改变激光源的运行功率，优选这些命令由中央控制器(CCO)输入总线(BS)并且这些命令由聚光灯控制器(LC)从总线提取。
12.根据权利要求10的方法，其特征在于，机动车(1)的速度(v)在聚光灯控制器(LC)中确定，通过聚光灯控制器(LC)控制激光源(3)，优选该聚光灯控制器通过总线(BS)提取车轮转速传感器(SE)的传感器数据(SG)。
13.用于机动车的聚光灯，该聚光灯具有激光源(3)，在聚光灯(2)的运行中由该激光源的光生成光分布，其特征在于，激光源(3)能被控制，使得当机动车(1)的速度(v)低于第一速度阈值(v1)时激光源(3)的运行功率从第一功率值(p1)切换到不起作用的运行状态或下降到第二功率值(p2)，并且当机动车(1)的速度(v)高于第二速度阈值(v2)时激光源(3)的运行功率从不起作用的运行状态或第二功率值(p2)提高到第一功率值(p1)，所述第二速度阈值大于或等于第一速度阈值(v1)。
14.根据权利要求13的聚光灯，其特征在于，所述聚光灯构造用于实施根据权利要求2至12之一的方法。
15.机动车，其包括一个或多个根据权利要求13或14的聚光灯(2)。
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