CN108045300B

CN108045300B - 一种汽车前照灯照明角度调节装置及其控制方法

Info

Publication number: CN108045300B
Application number: CN201711457646.2A
Authority: CN
Inventors: 沈传亮; 周斌宇; 高镇海; 苏卫; 刘熠; 孙太荣
Original assignee: Jilin University
Current assignee: Jilin University
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2023-05-05
Anticipated expiration: 2037-12-28
Also published as: CN108045300A

Abstract

本发明公开了一种汽车前照灯照明角度调节装置，包括：第一滑轮组，其包括多个相互间隔一定距离布置的滑轮，滑轮可旋转的设置在侧面车身上；第一记忆合金丝，其缠绕在所述第一滑轮组上，第一记忆合金丝的两端固定连接在前照灯水平方向的一侧；第二滑轮组，其包括多个相互间隔一定距离布置的滑轮，滑轮可旋转的设置在水平位置的车身上；第二记忆合金丝，其缠绕在所述第二滑轮组上，第二记忆合金丝的两端固定连接在前照灯竖直方向的一侧；其中，当第一记忆合金丝长度变化时，调节前照灯的横摆转角；当第二记忆合金丝长度变化时，调节前照灯的俯仰转角。本发明提供的汽车前照灯照明角度调节装置，能够根据汽车行驶环境自适应的调节照明角度。

Description

一种汽车前照灯照明角度调节装置及其控制方法

技术领域

本发明属于汽车前照灯角度调节技术领域，特别涉及一种汽车前照灯照明角度调节装置及其控制方法。

背景技术

随着汽车技术的不断提高，市场对于汽车安全性的要求越来越高。尤其是汽车主动安全方面，可以有效避免汽车发生交通事故。而汽车前照灯作为汽车夜间行车的主要照明光源，其的安全工作直接影响到驾驶员对驾驶环境的感知和判别。现有的汽车前照灯只是简单的将照明大灯安装在汽车前部，其照明光束始终沿着汽车车身的纵向方向。在平直路面行驶时，现有的汽车前照灯可以很好的满足驾驶要求。但是当汽车转弯时或汽车由于路面不平发生车身俯仰时，现有前照灯不能很好的适应道路状况，常常会在驾驶员前方形成很大的驾驶“黑暗盲区”，无法为驾驶员提供合理的路面照明环境。

形状记忆材料作为一种常用的智能材料，具有形状变形大且易于控制、冲击响应小等特点，以此作为汽车前照灯角度调节的驱动单元，结合汽车前照灯机械结构和电控单元可以实现汽车前照灯照明自适应角度调节，以提高夜间行车的照明环境，提高驾驶员对驾驶环境的感知，提高行车安全性。

发明内容

本发明的一个目的是克服现有汽车前照灯照明角度固定，不能根据汽车行驶环境自适应的调节照明角度的缺陷，提供了一种汽车前照灯照明自适应角度调节装置。

本发明的另一个目的是提供一种汽车前照灯照明角度调节装置的控制方法，能够根据车身角度实时调节汽车前照灯的角度，提高汽车前照灯照明角度调节装置的运行效率。

本发明提供的技术方案为：

一种汽车前照灯照明角度调节装置，包括：

第一滑轮组，其包括多个相互间隔一定距离布置的滑轮，所述滑轮可旋转的设置在侧面车身上；

第一记忆合金丝，其缠绕在所述第一滑轮组上，所述第一记忆合金丝的两端固定连接在前照灯水平方向的一侧；

第二滑轮组，其包括多个相互间隔一定距离布置的滑轮，所述滑轮可旋转的设置在水平位置的车身上；

第二记忆合金丝，其缠绕在所述第二滑轮组上，所述第二记忆合金丝的两端固定连接在前照灯竖直方向的一侧；

第一恢复弹簧，其设置在前照灯水平方向的另一侧，所述第一恢复弹簧两端分别连接前照灯和横向竖直位置的车身；

第二恢复弹簧，其设置在前照灯竖直方向的另一侧，所述第二恢复弹簧两端分别连接前照灯和横向竖直位置的车身；

其中，当第一记忆合金丝缩短时，调节前照灯的横摆转角；当第二记忆合金丝缩短时，调节前照灯的俯仰转角。

优选的是，所述第一记忆合金丝及第二记忆合金丝与前照灯的连接部均位于前照灯的反光灯碗外壁上，所述反光灯碗可转动的连接在车身上。

优选的是，所述反光灯碗外壁与套筒杆件的套筒固定连接，所述套筒杆件的连杆通过球形轴承与车身连接。

优选的是，所述球形轴承的母头固定连接在车身上，公头与套筒杆件的连杆端部固定连接。

优选的是，所述套筒杆件为两个，分别设置在与第一滑轮组或第二滑轮组相对的一侧。

优选的是，所述汽车前照灯照明角度调节装置还包括：

汽车转向盘角度传感器，其设置于汽车转向柱上，用于实时检测汽车转向盘转角；

汽车车身俯仰角传感器，其设置于汽车质心位置，用于实时检测汽车车身俯仰角；

控制器，其通过多芯线缆与记忆合金丝电连接，控制所述记忆合金丝通断电。

优选的是，所述汽车前照灯照明角度调节装置还包括：温度传感器及电阻传感器，分别用于测量记忆合金丝的温度及电阻值。

一种汽车前照灯照明角度调节装置的控制方法，包括如下步骤：

第一步、汽车转向盘转角传感器实时测得汽车转向盘的转角，汽车车身俯仰角传感器实时测得汽车车身俯仰角；

第二步、控制器获得来自汽车转向盘转角传感器和汽车车身俯仰角传感器测得的汽车转向盘的角度以及汽车车身俯仰角；并以此计算前照灯所需要转过的水平方向的角度和竖直方向的角度；

第三步、控制器以前述计算得到的前照灯所需要转过的水平角度和竖直角度为依据，控制第一记忆合金丝及第二合金丝通断电，以使得前照灯在水平方向和竖直方向进行转动。

优选的是，所述前照灯需要转过的水平角度为：

其中，S为设计确定的照明弯道距离，θ为汽车转向盘转角，L汽车轴距，i为汽车转向系传动比。

优选的是，所述前照灯需要转过的竖直角度为：

其中，α为汽车车身俯仰角，前倾为负值，后仰为正值；L'为汽车前照灯到汽车质心之间的纵向距离，Ls为汽车前照灯到标准检测屏幕之间的距离。

本发明的有益效果是：

本发明提供的汽车前照灯照明角度调节装置，能够根据汽车行驶环境自适应的调节照明角度，帮助驾驶员更好的感知驾驶环境，作出正确的驾驶行为，有利于行车安全特别是夜间行车的安全。

本发明提供的汽车前照灯照明角度调节装置的控制方法，能够根据车身角度实时调节汽车前照灯的角度，提高了汽车前照灯照明角度调节装置的运行效率。

附图说明

图1为本发明所述的汽车前照灯照明角度调节装置总体结构示意图。

图2为本发明所述的滑轮组与记忆合金丝安装方式示意图。

图3为本发明所述的照明灯角度调节装置转到最大转角位置的俯视图。

图4为本发明所述的照明灯角度调节装置的工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1-3所示，本发明提供了一种汽车前照灯照明角度调节装置，包括两个角度调节机构，分别为第一角度调节机构，其安装在竖直方向的侧面车身面型板610上，用于调节前照灯的横摆转角；以及第二度调节机构，其安装在水平方向的车身面型板620上，用于调节前照灯的俯仰转角；两个恢复弹簧，分别为与第一角度调机构对应设置的第一恢复弹簧310及与第二角度调节机构对应设置的第二恢复弹簧320，用于为汽车前照灯施加恢复弹力，对角度调节机构起辅助作用。

第一角度调节机构包括：第一滑轮组，其包括多个相互间隔一定距离布置的滑轮110，在本实施例中，第一滑轮组包括3个滑轮110，所述滑轮110的转轴111一端与车身面型板610固定连接，滑轮110能够绕所述转轴111自由旋转。第一记忆合金丝120，其缠绕在所述第一滑轮组的每个滑轮110上，所述记忆合金丝120的两端固定连接在前照灯的反光灯碗410外壁水平方向的一侧，在本实施例中，第一记忆合金丝120连接在反光灯碗410外壁水平方向的左侧；所述第一记忆合金丝120通电后缩短，断电后伸长。第一恢复弹簧310的一端通过车身固件630连接在横向竖直位置的车身上，另一端固定连接在反光灯碗410外壁水平方向的另一侧(与第一记忆合金丝相对的一侧)，在本实施例中，第一恢复弹簧310连接在反光灯碗410外壁水平方向的右侧；第一记忆合金丝120与反光灯碗410的两个连接部连线的中点与第一恢复弹簧310与反光灯碗的连接部411关于反光灯碗410中心对称。

第二角度调节机构包括：第二滑轮组，其包括多个相互间隔一定距离布置的滑轮210，在本实施例中，第二滑轮组包括3个滑轮210，所述滑轮210的转轴211一端与车身面型板620固定连接，滑轮210能够绕所述转轴211自由旋转。第二记忆合金丝220，其缠绕在所述第二滑轮组的每个滑轮210上，所述记忆合金丝220的两端固定连接在前照灯的反光灯碗410外壁竖直方向的一侧，在本实施例中，第二记忆合金丝220连接在反光灯碗410外壁竖直方向的下侧；所述第二记忆合金丝220通电后缩短，断电后伸长。第二恢复弹簧310的一端通过车身固件640连接在横向竖直位置的车身上，另一端固定连接在反光灯碗410外壁竖直方向的另一侧(与第二记忆合金丝相对的一侧)，在本实施例中，第二恢复弹簧320连接在反光灯碗410外壁竖直方向的上侧；第二记忆合金丝220与反光灯碗410的两个连接部连线的中点与第二恢复弹簧320与反光灯碗的连接部412关于反光灯碗410中心对称。

反光灯碗410可转动的连接在车身上，其内部设有照明源。在本实施例中，所述反光灯碗410的外壁与套筒杆件420的套筒421固定连接，所述套筒杆件420的连杆422端部固定连接球形轴承430的公头，车身固定连接球形轴承430的母头，套筒杆件420的连杆422可伸缩的设置套筒421中，且连杆422能够相对套筒421转动，球形轴承的公头能够相对母头自由转动。所述套筒杆件420为两个，分别设置在反光灯碗410外壁与第一角度调节机构或第二角度调节机构相对的一侧，即与恢复弹簧310或恢复弹簧320同侧。

如图4所示，所述的汽车前照灯照明角度调节装置，还包括：汽车转向盘角度传感器，其设置于汽车转向柱上，用于实时检测汽车转向盘转角；汽车车身俯仰角传感器，其设置于汽车质心位置，用于实时检测汽车车身俯仰角；控制器510，其通过多芯线缆与两个记忆合金丝(第一记忆合金丝和第二记忆合金丝)电连接，控制所述两个记忆合金丝通断电。所述汽车前照灯照明角度调节装置还包括：两组温度传感器及电阻传感器，分别用于测量两个记忆合金丝的温度及电阻值。其中，控制器内部存储有汽车前照灯角度和所述两个记忆合金丝温度、阻值对应的数据表。控制器在获得所述温度和阻值之后，可得到当前汽车前照灯的转角。控制器根据汽车方向盘转角及汽车车身俯仰角，计算汽车前照灯需要调节到的角度的理论值，并与当前汽车前照灯角度进行比较，分别控制对两个记忆合金丝进行通电加热或断电，改变记忆合金丝的温度和电阻值(使记忆合金丝的长度缩短或伸长)，从而调节前照灯的角度调节，使得前照灯的角度达到理论值。

本发明还提供了一种汽车前照灯照明角度调节装置的控制方法，包括如下步骤：

前照灯需要转过的水平角度为：

其中，S为设计确定的照明弯道距离，θ为汽车转向盘转角，L汽车轴距，i为汽车转向系传动比；

前照灯需要转过的竖直角度为：

第三步、控制器以前述计算得到的前照灯所需要转到的水平角度和竖直角度的理论值，并与控制器得到当前汽车前照灯所在的角度进行比较；当需要调大角度时，以电流脉宽调制的方式对第一记忆合金丝及第二记忆合金丝进行通电加热，分别改变两个记忆合金丝的温度及电阻值，使两个记忆合金丝分别缩短一定长度，带动前照灯进行水平方向和竖直方向上的转动，使前照灯的角度达到水平角度和竖直角度的理论值；当需要由较大转角恢复到较小角度时，控制器控制第一记忆合金丝和第二记忆合金丝断电，使第一记忆合金丝和第二记忆合金丝温度及电阻值改变，使记忆合金丝伸长到一定长度，在恢复弹簧的辅助作用下，使前照灯的角度达到水平角度和竖直角度的理论值。控制器可根据传感器测得的数据对两个记忆合金丝进行实时控制，进行前照灯的角度调节。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims

1.一种汽车前照灯照明角度调节装置的控制方法，其特征在于，控制的汽车前照灯照明角度调节装置，包括：

第一滑轮组，其包括多个相互间隔一定距离布置的滑轮，所述滑轮可旋转地设置在侧面车身上；

第二滑轮组，其包括多个相互间隔一定距离布置的滑轮，所述滑轮可旋转地设置在水平位置的车身上；

其中，当第一记忆合金丝长度变化时，调节前照灯的横摆转角；当第二记忆合金丝长度变化时，调节前照灯的俯仰转角；

所述控制方法，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的汽车前照灯照明角度调节装置的控制方法，其特征在于，所述前照灯需要转过的水平角度为：

3.根据权利要求2所述的汽车前照灯照明角度调节装置的控制方法，其特征在于，所述前照灯需要转过的竖直角度为：

4.根据权利要求1所述的汽车前照灯照明角度调节装置的控制方法，其特征在于，所述第一记忆合金丝及第二记忆合金丝与前照灯的连接部均位于前照灯的反光灯碗外壁上，所述反光灯碗可转动地连接在车身上。

5.根据权利要求4所述的汽车前照灯照明角度调节装置的控制方法，其特征在于，所述反光灯碗外壁与套筒杆件的套筒固定连接，所述套筒杆件的连杆通过球形轴承与车身连接。

6.根据权利要求5所述的汽车前照灯照明角度调节装置的控制方法，其特征在于，所述球形轴承的母头固定连接在车身上，公头与套筒杆件的连杆端部固定连接。

7.根据权利要求6所述的汽车前照灯照明角度调节装置的控制方法，其特征在于，所述套筒杆件为两个，分别设置在与第一滑轮组或第二滑轮组相对的一侧。

8.根据权利要求7所述的汽车前照灯照明角度调节装置的控制方法，其特征在于，还包括：

9.根据权利要求8所述的汽车前照灯照明角度调节装置的控制方法，其特征在于，还包括：温度传感器及电阻传感器，分别用于测量记忆合金丝的温度及电阻值。