CN105270255A - 用于修正机动车辆的前照灯的定向的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于修正机动车辆的前照灯的倾斜角的方法，该方法基于由所述机动车辆承载的传感器提供的所述车辆的加速度的测量值。根据本发明，所述方法包括：计算在限定一时间段的第一时刻和不同的第二时刻之间的所述车辆的倾斜角的变化值的步骤(S₃₀)，在所述时间段期间所述机动车辆记录在重启之前的单次停止，所述倾斜角的变化值作为加速度测量值的函数，以及控制作为所计算的所述车辆的倾斜角的变化值的函数的所述前照灯的所述倾斜角的步骤(S₅₀,S₆₀)。

Description

用于修正机动车辆的前照灯的定向的方法和系统

技术领域

本发明总体涉及修正机动车辆的前照灯的俯仰方向上的定向，尤其是汽车的前照灯的俯仰方向上的定向。

背景技术

在使用某种光源作为汽车的前照灯的情况下，例如使用氙气灯以及目前的发光二极管，为了前照灯不使相向行进的驾驶员目眩，规章规定应自动修正前照灯的倾斜角。修正必须考虑在道路上的车辆的作为车辆载荷的函数的倾斜角。

当前，已有一些技术手段，其中使用差动传感器测量车辆的后轴和前轴之间的高度差。然后该信息被提供给修正系统。该技术手段运作良好，并且允许前照灯的倾斜角的动态修正。然而，一旦前照灯被装配至所述车辆，它需要在车辆生产线的末端进行调整。而且，该技术手段是昂贵的，并且不兼容于后续对出厂时不具有该功能的车辆进行装备的可能性。

为了弥补上述缺点，申请人集中精力开发前照灯或包括前照灯的组件，其关于作为车辆载荷的函数的倾斜角修正的功能是独立的。

选择集中于使用至少一个加速计型传感器测量车辆和/或于其上安装倾斜角受控的照明模块的平台的一般的倾斜角，优选地该至少一个加速计型传感器被引入一对前照灯中的至少一个前照灯中，甚至引入每个前照灯。

通过在车辆或受控的前照灯中使用加速计，在地面参考系中获得了车辆加速度的实时测量。因此能够根据传感器的位置通过简单计算从那里推算出所述车辆或产生受控光束的模块的平台的倾斜角。然而，由于测量是在地面参考系中进行，而不是在与车辆联系的参考系中进行，该简单的测量以未分解的方式引入了所有的车辆倾斜因素。特别是，不能知道车辆的所测量的倾斜角是由于道路的坡度、还是车辆的载荷或者甚至二者的组合引起。

发明内容

本发明的目的是克服上述问题。

为此目的，本发明的主题为一种用于修正机动车辆的前照灯的倾斜角的方法，该方法基于由所述机动车辆承载的传感器提供的所述车辆的加速度的测量值，所述方法包括：计算在限定一时间段的第一时刻和不同的第二时刻之间的所述车辆的倾斜角的变化值的步骤，在所述时间段期间所述机动车辆记录在重启之前的单次停止，所述倾斜角的变化值作为加速度测量值的函数被计算；以及将所述前照灯的所述倾斜角作为所计算的所述车辆的倾斜角的变化值的函数进行控制的步骤。

传感器能够为加速计或陀螺仪。由传感器提供的加速度的测量为在车辆的参考系中的测量。例如，传感器能够根据至少两个轴线提供加速度的测量，尤其是水平轴线和竖直轴线。在这种情况下，倾斜角的变化值能够基于在这两个轴线上测量的车辆的加速度获得。

根据其它可能的附加特征：

-所述方法优选地包括初始化的预备步骤，在该步骤中当车辆放置在水平的平坦区域上时，用于计算倾斜角的第一变化值的车辆的倾斜角的测量被执行；

-所述方法能够包括测量所述车辆的速度的步骤，并且所述第一时刻对应于所测量的所述车辆的速度的绝对值小于或等于阀值的时刻，尤其是所述车辆的速度被抵消的时刻；所测量的速度能够或者为正值或者为负值。例如，阀值能够为2千米/小时；

-所述方法能够包括在所述车辆的单次停止之前计算所述车辆的倾斜角的步骤，所述车辆的倾斜角作为由所述传感器测量的所述车辆的加速度的测量值的函数；这样在所述车辆的单次停止之前所述车辆的倾斜角对应于在第一时刻的倾斜角；

-所述车辆的所述倾斜角被周期地计算，并且在所述单次停止之前所述车辆的所述倾斜角对应于在所述单次停止之前计算的最后的倾斜角；计算周期能够例如为3毫秒；

-作为一个变形例，所述车辆的所述倾斜角被周期地计算，在所述单次停止之前所述车辆的所述倾斜角对应于在所述单次停止之前所计算的预定数量的倾斜角的平均值；例如，在所述单次停止之前所述车辆的所述倾斜角能够对应于在所述单次停止之前计算的最后10个倾斜角的平均值；

-然后所述第二时刻能够对应于所测量的所述车辆的速度的绝对值变成大于0的时刻，尤其是大于所述阀值的时刻；

-所述方法能够包括在所述车辆的单次停止之后计算所述车辆的倾斜角的步骤，所述车辆的倾斜角作为由所述传感器测量的所述车辆的加速度的测量值的函数；

-所述车辆的所述倾斜角被周期地计算，在所述单次停止之后所述车辆的所述倾斜角对应于在所述单次停止之后所计算的第一个倾斜角；在这种情况下，在所述车辆的所述单次停止之后所述车辆的所述倾斜角因此对应于在第二时刻的倾斜角；在该实施例中，计算所述车辆的所述倾斜角的周期的步骤在所述车辆的停止期间被暂停；

-作为一个变形例，所述车辆的所述倾斜角被周期地计算，在所述单次停止之后所述车辆的所述倾斜角对应于在所述单次停止期间所计算的最后的倾斜角；在这种情况下，在所述车辆的所述单次停止期间所述车辆的最后一个倾斜角因此对应于在第二时刻的倾斜角；在该实施例中，计算所述车辆的所述倾斜角的周期的步骤在所述车辆的停止期间被保持，例如根据另一个周期被保持，尤其是100毫秒；

-所述方法优选地包括测量所述车辆的所述加速度的步骤；在这种情况下，只有在所测量的所述车辆的加速度在预定阀值以下的条件下，由所述传感器提供的所述车辆的倾斜角的测量值在所述计算步骤中不被考虑；

-如果所述车辆的停止步骤发生在如下时间段期间，在该时间段期间所述机动车辆记录了在重启之前的单次停止，那么所述方法还包括存储由传感器测量的所述车辆的倾斜角的最后一次测量值和所述前照灯的倾斜角度。

本发明的另一个主题是一种用于修正机动车辆的前照灯的倾斜角的系统，包括：由所述机动车辆承载的至少一个传感器，所述传感器适于提供所述车辆的加速度的测量值；计算机，所述计算机适于计算在限定时间段的第一时刻和不同的第二时刻之间的所述车辆的倾斜角的变化值，在所述时间段期间所述机动车辆记录在重启之前的单次停止，所述倾斜角的变化值作为加速度测量值的函数；以及装置，所述装置用于控制作为所计算的所述车辆的倾斜角的变化值的函数的所述前照灯的所述倾斜角。

所述传感器为具有两个轴线或三个轴线的加速计型的传感器。

作为一个变形例，所述传感器为陀螺仪，或更一般地为任何其测量参考系为地面参考系的传感器。

在一个可能的实施例中，所述车辆装备的每个前照灯具有所述传感器。

根据用于装备有一对前照灯的汽车的优选的变形实施例，只有一个前照灯包括传感器和计算机，另一个前照灯的倾斜角通过在两个前照灯之间的的连接(优选为线连接)随动于具有所述传感器的前照灯的倾斜角。

附图说明

通过下面的说明，参考所附的附图，将更好地理解本发明以及它所提供的优点，其中：

-图1a示意性地示出装备有加速计并且在水平的道路上移动的车辆；

-图1b示意性地示出在上坡路段上移动的该相同车辆；

-图2给出了根据本发明的示例性的修正方法的简化的方框图。

具体实施方式

图1a和图1b分别示意性地图示了在水平道路情况下或在具有向上坡度的道路情况下车辆2装备的加速计型传感器1，所述车辆在道路3上停放或移动。在每个图的右侧呈现的参考系(aX,aY,aZ)为车辆的参考系。

在市面上有几种类型的加速计。它们之间的差别之一是可用轴线的数量，在该轴线上它们将测量加速度。传感器1能够为具有两个轴线的传感器。然而，具有三个轴线的传感器可以是优选的，原因是它还能够考虑可能不足以考虑的路面的倾斜的影响，因此在测量中提供了更大的准确度。

下文中以非限制的方式假设传感器1为具有两个轴线(aX,aZ)的加速计。这样，倾斜角的变化能够从在这两个轴线上测量的车辆的加速度获得。

一方面，由下面的关系式给出利用与车辆的底盘或产生受控光束的前照灯模块的平台连接的加速计获得的倾斜角I的测量：

$I=a\×\tan \·\left(\frac{\mathrm{aX}}{\mathrm{aZ}}\right)$

并且，在另一方面，倾斜角I的测量由下面的关系式给出：

I＝β+θ

其中，θ对应于道路相对于水平面的倾斜角，并且β对应于车辆在道路上的倾斜角。

图2以简单的方框图的形式图示了实施根据本发明的修正前照灯的倾斜角的方法的不同步骤，该方法能够克服道路坡度的先验知识的问题。

该方法依赖于下面两方面的观察结果：

由于车辆的载荷的变化产生车辆的倾斜角的变化只发生在车辆停放时。

而且，车辆停放时倾斜角的变化必须与载荷的变化联系起来。

基于这两个观察结果，根据本发明的修正方法在它的每次停车和重启时测量倾斜角的变化，并且相对地控制前照灯的移动以使它随动于该倾斜角的变化。

下文中使用下面的符号：

I₀和β₀为分别对应于由加速计传感器1测量的角度和前照灯相对于车辆的、将作为它的载荷的函数被修正的倾斜角度的初始值；

I_n为在时刻n由加速计1给出的测量值；

β_n为在时刻n前照灯的倾斜角度值；

ΔI_n为在两个连续的时刻(n-1)和n由加速计给出的两个测量值之间的变化值；

Δβ_n为在两个连续的时刻(n-1)和n前照灯的两个倾斜角度值之间的变化值。

图2中呈现的所谓的初始步骤S₁₀对应于当车辆离开汽车修理厂或服务站的时刻。那时道路的坡度被视为0，使得下面的关系式适用：

I₀＝β₀

因为车辆的速度也被测量，因此能够识别车辆停放的时刻，也就是说所测量的车辆的速度被抵消的时刻(步骤S₂₀)，随后识别车辆重启的时刻，也就是说，所测量的车辆的速度再次大于0的时刻。

然后由传感器1所提供的车辆的倾斜角的测量值I_n-1和I_n被比较(步骤S₃₀)。

考虑到先前得到的两个观察值，非零的变化值ΔI_n只能在车辆的载荷在这两个时刻之间发生了改变的情况下获得，例如如果在这期间乘客进入或离开车辆。为了满足规章，之后前照灯的移动作为变量ΔI_n的函数被控制。换句话说，前照灯的倾斜角被改变，以满足步骤S₅₀中示出的等式：

Δβ_n＝β_n-β_n-1＝ΔI_n＝I_n-I_n-1

相反地，如果没有检测到由加速计1提供的测量值的变化，那么不改变前照灯的倾斜角。这种情况由图2中的S₆₀步骤呈现，其中倾斜角β_n相对于倾斜角β_n-1没有改变。

因此，没有由于载荷造成的车辆的倾斜角的绝对测量值被获得，但是对于在静止/动态模式中前照灯的自动调整，通过比较先前状态获得的相对信息就是必要和充分的了。

可选地，该方法还能够包括测量所述车辆的加速度Acc和将所测量的加速度与预定阀值A₀(步骤S₄₀)进行比较的步骤。这有利地使得在计算步骤中能够只在所测量的车辆加速度低于该预定阀值时考虑由传感器提供的车辆的倾斜角的测量。这样降低了由于车辆的车体的突然移动所产生的测量误差，例如当驾驶员启动手刹时。

最后，通过实例的方式在图中给出了I_n和β_n。在实际中，I_n和β_n由在几毫秒或几秒的量级的时间段T上平均的一系列测量值推算出来。

这样，保证了系统的鲁棒性并且保证了它对随车辆停止的载荷变化的响应。

在根据本发明的方法的另一个可能的实施例中，应用于前照灯的倾斜角的修正从由传感器在车辆停止前刚刚测量的车辆的倾斜角的最后一次变化推算出来。该变形例提供了不会过量修正照明模块的倾斜角的优点，并且需要提供两个车辆倾斜角测量值的存储区。根据该变形例，所测量的车辆速度一经过预定的并且非零的阀值V₀以下，例如2千米/小时的量级，加速计1就提供车辆的倾斜角的测量值I_n，该测量值被存储在存储器中。

只要车辆的速度保持在阀值V₀以下，传感器1就继续周期地测量车辆的倾斜角，例如每10毫秒测量车辆的倾斜角。周期地测量的数值被平滑处理，以获得例如在100ms(纯粹举例来说给定的数值)内的平均的周期的倾斜角数值，并且在每个周期的结尾存储该平均值，替换先前的数值。

在所测量的车辆速度又回到阀值V₀以上的时刻，传感器1再次测量车辆的倾斜角，并且修正系统计算相对于上次存储的平均值获得的变化值ΔI。正如在先前的情况下，前照灯的倾斜角的变化值Δβ随动于适时计算的变化值ΔI。

应当注意，上面描述的根据本发明的修正方法在纯动态模式下不允许前照灯的高度的自动调节。换句话说，没有考虑由于车辆的动态变化(例如由于车辆的加速/减速或由于路面的不平，例如铺路石、凹坑或隆起)导致的车辆的车体的倾斜角的变化。然而，规章并不要求该功能。

而且，在所有情况下，如果汽车的停止步骤发生在如下时间段期间，在该时间段期间机动车辆记录了在重启之前的单次停止，那么系统必须存储由传感器1测量的车辆的倾斜角的最后一次测量值和前照灯的倾斜角度。

前面描述的修正方法能够由不同的系统架构实施。

例如能够提供将被定位在车辆的底盘上的加速计型的传感器，并且能够随动于通过通讯连接装备于车辆的一对前照灯的倾斜角，该通讯连接优选地为线连接(例如LIN总线、CAN总线或直接连接型的连接)。

另一个特别有利的实施例是将加速计型的传感器和适用于处理不同测量并且适用于控制前照灯的移动的计算机引入车辆的前照灯内部。理想地，同一对的两个前照灯中只有一个将具有传感器，并且优选地为线连接的通讯连接设置在两个前照灯之间，使得能够以相同方式控制两个前照灯的移动。

为了考虑可能的系统随时间的漂移，有利地提供有规律的重设程序。具体地，重设能被设置为每10000千米当车辆进入汽车修理厂进行维修时进行一次。也能想象在进入服务站时进行其它中间重设，例如每600千米。

在这些重设程序期间，车辆放置在水平的平坦区域上，这使得能够获得车辆的倾斜角的绝对测量值。

Claims (15)

1.一种用于修正机动车辆(2)的前照灯的倾斜角的方法，该方法基于由所述机动车辆承载的传感器(1)提供的所述车辆的加速度的测量值，所述方法包括：

计算在限定一时间段的第一时刻和不同的第二时刻之间所述车辆的倾斜角的变化值的步骤(S₃₀)，在所述时间段期间所述机动车辆记录了在重启之前的单次停止，所述车辆的所述倾斜角的变化值作为加速度的测量值的函数被计算，以及

将所述前照灯的所述倾斜角作为所计算的所述车辆的倾斜角的变化值的函数来进行控制的步骤(S₅₀,S₆₀)。

2.根据权利要求1所述的用于修正机动车辆的前照灯的倾斜角的方法，其特征在于，该方法包括测量所述车辆的速度的步骤(S₂₀)，并且所述第一时刻对应于所测量的所述车辆的速度的绝对值小于或等于阀值的时刻，并且尤其是所述速度被抵消的时刻。

3.根据权利要求2所述的用于修正机动车辆的前照灯的倾斜角的方法，其特征在于，该方法包括在所述车辆的单次停止之前将所述车辆的倾斜角作为由所述传感器(1)测量的所述车辆的加速度的测量值的函数来计算的步骤。

4.根据权利要求3所述的用于修正机动车辆的前照灯的倾斜角的方法，其特征在于，所述车辆的所述倾斜角被周期地计算，在所述次停止之前所述车辆的所述倾斜角对应于在所述单次停止之前所计算的最后一个倾斜角。

5.根据权利要求3所述的用于修正机动车辆的前照灯的倾斜角的方法，其特征在于，所述车辆的所述倾斜角被周期地计算，在所述单次停止之前所述车辆的所述倾斜角对应于在所述次停止之前所计算的预定数量的倾斜角的平均值。

6.根据权利要求3-5中任一项所述的用于修正机动车辆的前照灯的倾斜角的方法，其特征在于，所述第二时刻对应于所测量的所述车辆的速度的绝对值变成大于0的时刻，尤其是所述速度大于所述阀值的时刻。

7.根据权利要求6所述的用于修正机动车辆的前照灯的倾斜角的方法，其特征在于，该方法包括在所述车辆的单次停止之后将所述车辆的倾斜角作为由所述传感器(1)测量的所述车辆的加速度的测量值的函数来计算的步骤。

8.根据权利要求7所述的用于修正机动车辆的前照灯的倾斜角的方法，其特征在于，所述车辆的所述倾斜角被周期地计算，在所述单次停止之后所述车辆的所述倾斜角对应于在所述单次停止之后计算的第一个倾斜角。

9.根据权利要求7所述的用于修正机动车辆的前照灯的倾斜角的方法，其特征在于，所述车辆的所述倾斜角被周期地计算，在所述单次停止之后所述车辆的所述倾斜角对应于在所述单次停止期间所计算的最后一个倾斜角。

10.根据前述权利要求中任一项所述的用于修正机动车辆的前照灯的倾斜角的方法，其特征在于，该方法还包括测量所述车辆的所述加速度的步骤(S₄₀)，并且只有在所测量的所述车辆的加速度低于预定阀值的条件下，由所述传感器提供的所述车辆的倾斜角的测量值在计算步骤中才被考虑。

11.根据前述权利要求中任一项所述的用于修正机动车辆的前照灯的倾斜角的方法，其特征在于，如果所述车辆的停止步骤发生在该时间段期间且在该时间段期间所述机动车辆记录了在重启之前的单次停止，那么所述方法还包括存储由传感器(1)测量的所述车辆的倾斜角的最后一次测量值和所述前照灯的倾斜角。

12.一种用于修正机动车辆(2)的前照灯的倾斜角的系统，包括：

由所述机动车辆承载的至少一个传感器(1)，所述传感器适于提供所述车辆的加速度的测量值；

计算机，所述计算机适于将在限定一时间段的第一时刻和不同的第二时刻之间所述车辆的倾斜角的变化值作为加速度测量值的函数进行计算，在所述时间段期间所述机动车辆记录了在重启之前的单次停止；以及

用于将所述前照灯的所述倾斜角作为所计算的所述车辆的倾斜角的变化值的函数进行控制的装置。

13.根据权利要求12所述的用于修正机动车辆的前照灯的倾斜角的系统，其特征在于，所述传感器(1)为具有两个轴线或三个轴线的加速计型的传感器。

14.根据权利要求12或13所述的用于修正机动车辆的前照灯的倾斜角的系统，其特征在于，所述至少一个传感器(1)和所述计算机被包含在所述前照灯之一中。

15.根据权利要求14所述的用于修正机动车辆的前照灯的倾斜角的系统，其特征在于，该系统还包括在包含所述传感器(1)和所述计算机的前照灯和另一个前照灯之间的通讯连接，以使得也能够控制所述另一个前照灯的倾斜角。