CN112384439A - 两轮车辆的自适应照明系统 - Google Patents

Abstract

一种用于转弯时倾斜的车辆(诸如鞍乘型车辆，包括摩托车)的照明系统及其操作方法，该照明系统包括多个主近光灯元件和多个副近光灯元件。该系统进一步包括主远光灯元件和副远光灯元件。倾斜角度传感器耦接到车辆结构。控制器耦接到该倾斜角度传感器，以响应于该倾斜角度而控制主近光灯元件、副近光灯元件和副远光灯元件。

Description

两轮车辆的自适应照明系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年6月3日提交的美国专利申请号16/429,410的优先权，该美国专利申请是2018年6月5日提交的临时申请62/680,722的非临时申请。以上两个申请的披露内容通过援引并入本文。

技术领域

本披露内容涉及一种用于车辆的自适应照明系统，更具体地，涉及一种补偿车辆状况的自适应照明系统。

背景技术

这部分提供了与本披露内容相关但不一定是现有技术的背景信息。

车辆驾驶员应了解周围环境以最大程度地提高安全性。车辆需要前灯以改善夜间的可见度。进一步地，还可以在车辆中使用诸如雷达等各种其他类型的电子装置以改善和感测各种状况。

诸如摩托车等某些车辆具有相对于道路移动的车架。即，在转弯期间，摩托车的操作者会使车辆的车架倾斜。由于前灯和传感器安装在车辆或车架上，因此在倾斜期间，灯和传感器的方向也被定向到次优位置中。例如，前灯可能会照亮车辆正前方的实际道路，而不是沿道路提供光束。雷达传感器或其他类型的传感器也可能指向错误的方向。

照亮车辆前方的道路以及沿车辆所行驶的道路进行照明对于驾驶员了解前方道路的曲率和道路中的物体以及其他驾驶员了解该车辆而言很重要。

发明内容

这部分提供了本披露内容的总体概述，而不是其全部范围或其所有特征的综合性披露。

本披露内容提供了一种用于管理诸如但不限于摩托车等车辆的前灯的系统和方法。本披露内容提供了一种根据车辆角度来适配近光灯、远光灯或这两者，以向迎面而来的驾驶员提供更好的车辆可见度并向本车驾驶员提供更好的可见度的方法。

在披露内容的一个方面中，一种用于具有车辆结构的车辆的照明系统包括多个主近光灯元件、多个副近光灯元件、耦接到该车辆结构的倾斜角度传感器以及耦接到该倾斜角度传感器的控制器，该控制器响应于该倾斜角度而控制主近光灯元件和副近光灯元件。

在本发明的另一方面，一种照明系统包括主远光灯元件、副远光灯元件、耦接到该车辆结构的倾斜角度传感器以及耦接到该倾斜角度传感器的控制器，该控制器响应于该倾斜角度而控制该副远光灯元件。

在本披露内容的另一方面，一种方法包括：确定该车辆的倾斜角度；响应于该倾斜角度而选择性地控制主近光灯元件；以及响应于该倾斜角而选择性地控制副近光灯元件。

在本披露内容的又另一方面，一种用于包括具有第一故障检测模块的灯控制模块控制模块的车辆的自适应灯组件包括灯控制电路系统，该灯电路控制系统包括第二故障检测模块。该第二故障检测模块检测自适应灯内的故障。开关电路耦接到该灯控制电路系统，以模拟可由该第一故障检测模块检测到的错误。

在本披露内容的另一方面，一种指示灯组件中的故障的方法包括将自适应灯组件耦接到车辆灯驱动控制模块。该灯组件包括灯控制电路系统，该灯控制电路系统包括第一故障检测模块。该方法包括：检测该灯组件内的故障；控制该灯组件内的开关以使到车辆灯驱动控制电路的连接的电特性产生变化；在该车辆灯驱动控制模块处检测该电特性的变化；以及响应于该电特性的变化而控制故障指示器。

根据本文所提供的描述将清楚进一步的适用范围。本发明内容中的描述和特定示例仅旨在为了说明的目的，而并不旨在限制本披露的范围。

附图说明

本文中所描述的附图仅是出于说明所选择的示例而不是所有可能实施方式的目的，并且不旨在限制本披露内容的范围。

图1A是具有前灯和各种传感器位置的车辆(诸如摩托车)的俯视图。

图1B是图1A的车辆的前车轮组件。

图1C是图1A的车辆的部分前视图。

图1D是图1C的车辆的部分前部的侧面剖视图。

图2是根据本发明的一个示例的前灯的前立面视图。

图3是主元件的第一示例的光输出的图解视图。

图4是近光灯主元件的第二示例的光输出的第二示例。

图5是处于与倾斜角度相关的角度位置的前灯的图解视图。

图6A是图5的灯元件的与一定倾斜角度相对应的输出。

图6B是图5的中间近光灯元件的光输出。

图7A和图7B是近光灯副元件的两个不同示例。

图8A至图8E是图2的主远光灯和副远光灯的输出的光图。

图9A和图9B是容纳在灯组件内的传感器的前视图和侧视图。

图10A至图10C是展示了与车辆的不同速度相对应的不同光图案的图解视图。

图11是根据本披露内容的控制系统的图解视图。

图12是图11的控制器的图解框图。

图13是灯壳体的一个示例的图解框图。

图14是用于控制灯组件的焦点的致动器的示意图。

图15是用于控制车辆的远光灯和近光灯的方法的流程图。

图16是用于调整车辆的前灯的焦点位置的方法的流程图。

图17是自适应光输出与倾斜角度的曲线图，示出了照明死区的示例。

图18A通过以下示例示出计算出的倾斜角度和横摆角加速度的曲线图：横摆角加速度下降到阈值区中，从而导致计算出的光倾斜角度开始阶梯式减小直到减小到死区内为止。

图18B通过以下示例示出计算出的倾斜角度和横摆角加速度的曲线图：示出了横摆角加速度下降到阈值死区中，导致计算出的光倾斜角度开始阶梯式减小，当加速度超过最大阈值时阶梯式减小停止。

图19是用于基于车辆的侧倾角度来校正倾斜角度的方法的流程图。

图20A是根据本披露内容的故障检测系统的第一示例的示意图。

图20B是根据本披露内容的故障检测系统的第一示例的示意图。

图20C是根据本披露内容的故障检测系统的第一示例的示意图。

图21A是根据本披露内容的用于操作故障检测系统的方法的简化流程图。

图21B是用于操作故障检测系统的方法的流程图，在该方法中，分开控制远光灯和近光灯两者。

图21C是用于模拟开路来模拟自适应灯中的故障的方法的流程图。

图21D是用于通过增加近光灯的电流来操作故障检测系统的方法的流程图。

图21E是用于利用阈值敏感参数来操作故障检测系统的方法的流程图。

对应的附图标记在所有附图的几个视图中指示对应的部分。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例性实施例。尽管以下描述包括摩托车应用的几个示例，但应理解，本文中的特征可以应用于任何适当的车辆，诸如摩托雪橇、全地形车辆、多用途车辆、轻便摩托车、踏板车等。下文披露的示例并非旨在是穷举的或将本披露限于以下详细描述中所披露的精确形式。而是，选择并描述这些示例，使得本领域的其他技术人员可以利用它们的传授内容。

现在参考图1A至图1D，列示了诸如摩托车的车辆10。摩托车包括车辆传感器的各种安装配置。在图1A中，展示了车辆的俯视图。车辆传感器可以安装在车辆的各个位置。传感器可以结合在不同类型的灯壳体内。这允许设计人员在传感器位置不显眼的情况下保持美观的外观。车辆10包括车架12、车把14和一对车轮16，在图1B中示出了这对车轮中的一个车轮。前车轮可以被挡泥板18包围，挡泥板上安装有传感器20。如以上所提及的，传感器20可以被结合在布置在挡泥板18上的灯壳体41或其他装饰配件内。传感器20可以是但不限于雷达、激光雷达或其他接近度传感器。

传感器22可以耦接到车辆的转向机构14。传感器22可以指向各种方向，包括朝向车辆10的侧面。安装传感器22的合适位置有车架、引擎保杆(highway bar)和下部整流罩。

车辆10还可以包括座椅24。座椅24可以包括指向在车辆10的侧面的传感器26。

车辆10还可以包括挂包28。挂包28中可以结合有各种传感器。这些传感器可以包括前向传感器30、后向传感器32或侧向传感器34。

车辆10还可以包括前灯组件40。前灯组件40可以是自适应前灯，如将在以下更详细地描述的。另外，前灯组件40可以包括诸如可见度传感器等传感器42。

现在具体参考图1B，车辆10可以包括用于将前车轮16固定至车架的叉44。侧装传感器46可以用于感测邻近的车辆。一个传感器46可以用在每个叉44上、在车轮16的任一侧。

现在参考图1C，进一步详细地展示了车辆10的前视图。在该示例中，传感器42可以被包围在前灯40内，如图1A所展示的。然而，传感器的各种其他位置包括传感器50、52被定位在前灯40下方。其他传感器54可以位于行驶灯56内。传感器60可以位于转向信号灯58中。

现在具体参考图1D，车辆10的一部分已经被剖除。通过将诸如传感器42等传感器定位在前灯组件40的灯壳体62与透镜64之间，控制器70可以位于远程位置。即，控制器70可以被定位在热量和湿气方面更有利的环境中。在本示例中，控制器70位于车辆10的仪表板内。这允许基于微处理器的控制器70在更有利的位置中操作。控制器70可以位于具有传感器74的公共壳体72内，该传感器可以是感测车辆的姿态的惯性传感器。控制器70可以被结合为车辆控制模块(VCM)的一部分。

现在参考图2，进一步详细地展示了前灯组件40。在该示例中，列示了近光灯元件的主部分210。近光灯元件210A、210B和210C形成近光灯的主部分或第一部分210。在该示例中，元件210A和210C是自适应的，这意味着这些元件将取决于车辆的倾斜角度而被控制为打开(发光)或关闭(不发光)，如将在以下进一步描述的。近光灯的第一副部分220可以使用多个元件220A、220B、220C和220D来形成。近光灯的第二副部分222可以由元件222A、222B、222C和222D形成。如该示例中所展示的，使用四个透镜来形成第一副部分220和第二副部分222。然而，可以使用各种数量的元件。

元件220A至220D和222A至222D可以至少部分地围绕灯壳体的周边布置。元件220A至220D和222A至222D通常可以是矩形形状并且径向向内延伸。然而，可以使用其他形状和尺寸。进一步地，每个元件或几个元件可能被成形为不同的形状。

还展示了具有主部分230的远光灯。如本示例所展示的，主部分230可以是单个透镜。

还列示了更远光灯的副部分232。远光灯的副部分232可以包括第一透镜232A和第二透镜232B。远光灯的副部分232可以是自适应的，因为激活元件232A、232B中的一个或另一个或两个都可以取决于车辆的各种状况(诸如，倾斜角度)而发光或被激活。

现在参考图3，展示了主近光灯元件210A、210B和210C的光输出。屏幕在以下各项处具有标记：表示车辆前方的中心的0度、表示中心向左15度的L15以及表示中心向左30度的L30。同样，屏幕还具有被标记为表示中心向右15度的R15和表示中心向右30度的R30的位置。在该示例中，透镜210B被成形为照亮L15与R15之间的区域。透镜210A被成形为照亮L30与R30之间的区域。同样，透镜210C也照亮L30与R30之间的区域。

现在参考图4，以类似的方式展示了屏幕310。不同的是，元件210A、210C中的每一个的透镜被改变成将光引导到不同方向。即，元件210A照亮0度与L30之间的区域。如图3所列示的，元件210B照亮L15与R15之间的区域，并且元件210C照亮0度与R30之间的区域。可以取决于车辆10的配置来实施图3或图4所列示的示例中的任一个。

在操作期间，近光灯的元件210A至210C可以被选择性地激活。在车辆相对竖直(即，无倾斜角度)的标准驾驶模式下，元件210A至210C中的所有元件都可以用于照亮路面。然而，当车辆开始向任一方向倾斜时，单独的元件210A、210C可以被关闭或降低光强度，以防止不在行驶路径中的物体被照亮。光强度的降低可能约为“打开”光强度的百分之二十五。即，在车辆行驶并且车辆倾斜时，元件210A和210C可以响应于车辆的倾斜角度而被选择性地控制为“关闭”或光强度降低。即，对元件210A和210C的选择性控制可以在百分之零到百分之百之间。

现在参考图5，以与车辆的倾斜角度相对应的角度510列示了图2中所展示的前灯40。

现在参考图6A，展示了包括道路610的风景的模拟视图。在该示例中，使用主近光灯产生光，该主近光灯以与上文关于图4列示的方式类似的方式照亮各个部分。然而，在该示例中，元件210C不会被点亮或会被降低到完全“打开”光强度的约百分之二十五，以减少驾驶员的注意力分散并帮助驾驶员将注意力集中在道路上。元件210C将照亮行进方向上方。

图6B是类似于图6A的模拟视图，其中使用单个近光灯元件210B进行操作。

现在参考图7A，列示了副部分222的输出的光输出图。在该示例中，出于比较目的，展示了来自元件222A至222D的所有光。所有元件220A至220D的光输出都是镜像。在该示例中，在图7A和图7B中与这些元件相对应的透镜的形状可以被不同地成形。在图7A中，展示了每个元件的高冲击(punch)输出光束。尽管未示出元件，但是通过附图标记示出了元件的输出。当将图7A与图7B进行比较时，图7A具有较高冲击和锐截止，这表明更大量的光被引导到对应元件的边缘。在图7B中，光的强度朝向每个元件的最右边缘降低。取决于车辆的各种类型和期望的工程要求，可以通过车辆设计来选择元件222A至222D的合适形状以实现该冲击或截止。当车辆10倾斜时，元件222A至222D可以被选择性地且顺序地点亮以提供期望的光输出。

现在参考图8A至8C，展示了自适应远光灯的输出。在图8A中，列示了图2所展示的主元件230的光输出的屏幕图。在图8B中，副元件232A和232B两者形成屏幕上的元素818和820。如所展示的，主元件230和副元件232A、232B的组合的输出提供高冲击和较小扩散。然而，如果期望较低的冲击和较大的扩散，则可以改变元件232A和232B的透镜的形状，使得与方框822和824相对应的光输出由远光形成。

现在参考图8D，可以选择性地使用元件232A和232B来产生光输出。在该示例中，光以及因此车辆的倾斜角度是向左的。当车辆向左倾斜时，不期望引导与元件232A相对应的远光。在此示例中，关闭元件232A，并且因此仅提供元件232B的输出。即，图8C被转移到角度位置，同时方框中与822相对应的那一个不发光或被断电。

在图8E中，以各种倾斜角度展示了用于远光等、近光灯和行驶灯的替代性控制方案。位置E对应于竖直向上，此时三个主近光灯元件都被点亮。一旦检测到足够的倾斜角度，副近光灯就会取决于方向开始被点亮。一旦倾斜角度超过预定量，仅中央主元件以及更多的副元件会被点亮。最终，在位置A和I中，四个副元件和一个主近光灯元件被点亮。在选择远光灯时，主近光灯元件以相同的方式操作。然而，一旦预定角度增加，倾斜角度的方向上的副远光灯元件就会被点亮。

现在参考图9A和图9B，展示了前灯40’的简化版本。前灯40’可以包括容纳在其中的传感器42’。传感器42’可以例如是雷达传感器或光学传感器。当然，灯40’可以包括图2所列示的元件中的一个或多个。传感器42’优选地被放置在外透镜盖910的后方，使得雷达束912穿过该外透镜盖被发出。

尽管展示了前灯40’，但是传感器42’可以被包括在各种类型的灯的壳体中(诸如制动灯、辅助灯、转向信号灯等)。在图1A中展示了灯的多个不同位置或车辆上的其他位置。

前灯40’还可以是自适应前灯，以改变从车辆发出的光束图案的长度。如图10A至10C所展示的，在诸如图10A所展示的30千米每小时等的较低速度下，所展示的光束图案具有较宽的W₁和较短的D₁。在图10B中，在60千米每小时下，光束图案具有中等范围(长度D₂且宽度W₂)，并且在如图10C所展示的90千米每小时下，光束图案具有较远范围D₃和较窄宽度W₃。距离D1、D2和D3可以基于时间来计算。因此，该距离可以对应于提前看到6秒的时间。因此，尽管距离D1至D3不同，但是车辆前方被照亮的长度量或时间可能是相同的。因此，基于速度，可以计算车辆前方的光束图案的量。

现在参考图11，展示了控制系统1110的图解框图。在示例中，列示了可以对应于图1D所展示的控制器70的控制器1112。在该示例中，控制系统1110可以控制雷达壳体1114或灯壳体1116的操作。即，控制器1112可以控制雷达壳体1114内的雷达的输出。控制器1112还可以通过控制致动器1118来控制灯壳体1116，以通过将外透镜移动一短距离来将系统的焦距调整为对应于针对由灯壳体提供的照明量的期望距离。致动器1118可以是移动透镜或改变充水或充油膜内的压力的小型马达。关于其的示例将在下文的图14中被列示出。

开关1130可以与控制器1112通信。开关1130可以用于在近光前灯输出或远光前灯输出之间进行选择。

速度传感器1132可以将车辆的速度提供给控制器1112。可以使用各种类型的速度传感器，包括耦接到车辆车轮的常规旋转传感器。

控制器1112还可以与惯性测量单元1140通信。惯性测量单元1140可以是用于感测车辆的各种类型的移动的一个或多个传感器。惯性测量单元1140可以产生针对横向加速度、纵向加速度和竖直加速度的信号。惯性测量单元1140还可以产生与滚转力矩、横摆力矩和俯仰力矩相对应的信号。可以使用横摆力矩和滚转力矩来计算车辆的倾斜角度。

方向盘角度传感器1146也可以被结合到该系统中。方向盘角度传感器1146可以提供与前车轮相对于车辆的车架的角度相对应的方向盘角度。各种传感器可以用于基于车辆的倾斜角度，控制光从车辆投射出的距离，并且控制主近光灯元件的数量、副近光灯元件的数量和副远光灯元件的数量。

现在参考图12，进一步详细地展示了图11的控制器1112的图解框图。在该示例中，控制器1112内的各个模块确定被点亮的各种灯元件。例如，倾斜角度确定模块1210从惯性测量单元1140确定倾斜角度。特别地，倾斜角度通常对应于车辆的滚转角度。然而，如以下所描述的，在横摆校正模块1211中基于横摆角度进行校正。因此，倾斜角度确定模块1210的输出是倾斜角度信号。

速度模块1212根据速度传感器1132的输出来产生速度信号。速度模块可以例如从速度传感器1132接收多个脉冲并将这些脉冲转换为车辆速度。

俯仰角度确定模块1214从惯性测量单元1140确定俯仰角度。俯仰角度可以用于基于负载来补偿前灯的方向。即，不仅仅灯的侧向移动可以被补偿。如果车辆的俯仰角度指示车辆的前端高于车辆的后端，则可以使用以上所展示的致动器1118将灯致动到更向下的位置中。

转向角度模块1216从方向盘传感器1146产生方向盘角度信号。方向盘角度可以用于确定车辆的方向，以确定期望点亮的元件。

灯驱动控制模块1218用于控制自适应灯的操作模式。特别地，灯驱动控制模块控制远光灯、近光灯以及在这两者之间的切换。开关控制模块1220可以从开关接收开关信号，并且将输出提供给近光灯控制模块1222和远光灯控制模块1224。即，开关模块1220可以产生关于车辆是期望远光灯还是近光灯的指示。响应于倾斜角度1210或通过横摆角加速度校正的倾斜角度，可以用如以上所描述的期望的方式控制近光灯和远光灯的主元件和副元件。焦点致动器1240可以控制灯壳体1116的焦点，使得可以改变期望的焦点并且因此可以改变车辆前方的照明光束图案。

现在参考图13，进一步详细地展示了灯壳体1116。灯壳体1116可以包括如以上所提及的致动器控制器1308和致动器1310。控制器1308和致动器1310可以位于壳体内、或位于壳体外部(如图11展示为1118的)。致动器1310可以对油进行加压以改变透镜元件的形状或改变透镜元件相对于发光器的位置。发光器可以例如是LED或白炽灯。即使透镜保持静止，LED发光器也可以被移动。控制器1308和致动器1310还可以连接到副远光灯元件232，以根据车辆的倾斜角度来控制远光灯元件中一个或多个。主近光灯元件210也可以与致动器1310通信，以如上所描述地那样点亮或控制点亮每个单独的元件。副元件220、222也可以由致动器1310基于车辆的倾斜角度来控制。雷达元件42也可以由致动器1310控制。壳体1116与图1D的壳体72的分离允许策略性地将各种部件定位和结合在每个壳体中。

现在参考图14，图11所展示的致动器1118被展示为耦接到车辆的外部透镜1410。通过在由箭头1412所指示的方向上移动透镜1410，可以将光输出从窄光束1414改变为宽光束1416并在光束之间改变光输出的大小。因此，通过使外部透镜1410的焦点移位，致动器1118会提供所期望的灯组件的光输出。致动器1118可以是操纵透镜的外表面的电动马达、液压元件(诸如，充油元件或充水元件)。

现在参考图15，列示了用于控制车辆的前灯的方法。在步骤1528中，通过控制器连续地监测车辆的倾斜角度，使得点亮或熄灭远光灯和近光灯的适当元件。倾斜角度从以上列示的惯性测量单元确定。然而，也可以使用离散倾斜角度传感器。

步骤1530确定倾斜角度是否小于第二预定角度。如果倾斜角度小于第二预定角度，则步骤1532操作所有主近光灯元件。可以以图3和图4所展示的提供光的方式来配置近光灯元件。通过在倾斜角度小于第二预定角度时进行操作，车辆更加竖直。

返回参考步骤1530，如果倾斜角度不小于预定角度，则在步骤1540、1550和1560中将倾斜角与各种阈值进行比较。因此，被点亮的副近光灯元件的数量会被改变。在车辆的“低侧”，元件被一个接一个地激活，而在车辆的高侧上的元件可以被去激活。这允许实现图7A和图7B所展示的照明图案。如以上所提及的，期望不要存在太高而使迎面而来的驾驶员眼花缭乱的元件。因此，在步骤1540中，当倾斜角度大于第三预定倾斜角度时，操作适当的副元件。即，在步骤1542中，通电或点亮一侧上的副近光灯元件，而熄灭另一侧上的元件。

在步骤1550中，确定倾斜角度是否大于第四预定角度。该第四预定角度将小于第三预定角度。该第三预定角度是车辆处于基本上倾斜的角度的指示。第四预定角度小于第三预定角度，并且在步骤1550中，确定倾斜角度是否大于第四预定角度。如果倾斜角度大于第四预定角度，则步骤1552取决于倾斜角度来点亮所选择的副元件并且关闭车辆的另一侧上的其他所选择的副元件。如果倾斜角度不大于第四预定角度，则执行步骤1560。在步骤1560中，确定倾斜角度是否大于第五预定角度。该第五预定角度小于第四预定角度。这指示甚至更小但仍大于步骤1530的指示车辆几乎直立的第二预定角度的角度。如果倾斜角度大于第五预定角度，则如上所描述的，步骤1562基于倾斜角度来点亮所选择的副元件并且熄灭或关闭其他副元件。在步骤1552和1562中，可以熄灭中间的任一侧上的主元件。即，被点亮的副元件的数量基于倾斜角度。对于高倾斜角度，如图7A和图7B所展示的，可以点亮在车辆的低侧上的所有四个元件。与不同角度阈值的比较的数量取决于元件的数量。当车辆从一侧转向另一侧时，将倾斜角度用于点亮或者熄灭或关闭各个元件。可以逐渐关闭灯以提供更舒适的效果。

当步骤1560是否定的并且在步骤1532、1542、1552和1562之后，执行步骤1564。在步骤1564中，监测用于确定是期望远光灯还是近光灯的开关设置。本文列示的控制对应于图8E。如果远光灯被点亮，则步骤1566用于确定倾斜角度是否大于第一预定角度。如果该角度不高于预定角度，则在步骤1568中操作主远光灯元件。返回参考步骤1566，如果倾斜角度大于预定角度，则操作远光灯的主元件加上副元件之一。

返回参考步骤1564，在开关指示要操作近光灯或操作远光灯的情况下，执行步骤1570。即，在一个示例中，根据远光灯和近光灯两者的后续步骤都操作近光灯。在步骤1568和1570之后，该方法结束并且可以由于倾斜角度的改变而重新开始。

现在参考图16，列示了用于调整灯的焦点的方法。在步骤1610中，确定车辆速度。在步骤1612中，建立期望的可见距离。期望的可见距离对应于与由前灯提供的照明量相对应的时间量。在步骤1614中，基于速度来确定前灯的焦点位置。在低速下，光的扩散可能更大，但是距离不需要像在高速下一样长，在高速下，光束变窄并照亮车辆前方更远的距离。在步骤1616中，基于计算出的前灯的焦点位置来控制致动器。在车辆速度改变时，重复图16所列示的方法，并且改变前灯的焦距和宽度。

现在参考图17，列示了受控光输出倾斜角度与自适应光输出水平的曲线图。提供了在光水平与计算出的倾斜角度不匹配的死区1710。在死区1710内，由于不匹配，受控光输出倾斜角度被设置为零。在肩部区域1712A和1712B中，受控光输出倾斜角度的值从死区处的零渐变回到光输出倾斜角度与实际倾斜角度相匹配的值。

现在参考图18A，示出了关于计算出的倾斜角度的死区1710。还展示了关于横摆角加速度的最大阈值和最小阈值。横摆角加速度下降到阈值区中，并使计算出的光倾斜角度开始阶梯式减小，直到计算出的光倾斜角度处于死区内为止。如所展示的，当横摆下降到低于阈值时，计算出的倾斜角度从1810处开始阶梯式减小。当计算出的倾斜角度下降到低于死区时，阶梯式减小在1812处停止。

现在参考图18B，改进的系统展示了横摆角加速度下降到低于阈值，并且计算出的倾斜角度开始阶梯式减小。然而，当横摆角加速度上升到高于阈值时，计算出的倾斜角度停止阶梯式减小。即，在横摆角加速度下降到阈值区中时，会使计算出的光倾斜角度开始阶梯式减小。一旦横摆角加速度回到高于最大阈值，阶梯式减小就会停止。

即，当车辆沿直线行驶时，不应有任何横摆角加速度。在转弯时，将会存在可测量的横摆角加速度，该横摆角加速度会随诸如速度、转弯半径和侧倾角度等因素成比例地增大。可以将最小横摆角加速度和最大横摆角加速度定义成使得在横摆角加速度处于最小横摆角加速度与最大横摆角加速度之间时，可以假定车辆没有在转弯。在本示例中，将正负2度每秒²用作横摆角加速度阈值。然而，可以使用其他值。因此，可以将阈值定义为关于两度每平方秒的最大绝对值。横摆角加速度阈值可以用作非常低的倾斜角度的指示，以补偿低倾斜角度下不准确的滚转角度。当横摆角加速度处于最大横摆角加速度阈值与最小横摆角加速度阈值之间时，无论滚转加速度计算结果如何，车辆都极有可能没在转弯。因此，可以基于侧倾角度来校正滚转加速度计算结果。当横摆角加速度处于阈值内时，计算出的侧倾角度可以逐渐减小直到计算出的侧倾角度处于照明死区内为止。

现在参考图19，列示了用于校正光倾斜角度的方法的流程图。在步骤1910中，惯性测量单元测量各种加速度，包括横摆角加速度和滚转加速度。在步骤1912中，使用滚转加速度和先前的侧倾角度来计算新的侧倾角度。在步骤1914中，确定横摆角加速度是否小于阈值。当在步骤1914中横摆角加速度小于阈值时，确定侧倾角度并将该侧倾角度与死区进行比较。当在步骤1916中侧倾角度在死区之外时，在步骤1918中减小侧倾角度。当横摆角加速度不小于阈值时、当侧倾角度不在死区之外时、以及在步骤1918之后，步骤1920使用侧倾角度来计算要在步骤1922中点亮的灯元件。

现在参考图20A，故障检测电路2010使用来自具有自适应前灯壳体2012的部件和来自车辆的部件(诸如，灯驱动控制模块1218和故障检测模块1226)。灯驱动控制模块1218使用连接2014耦接到自适应前灯壳体2012。在该示例中，列示了远光灯输入2014A和近光灯输入2014B。自适应前灯壳体2012可以耦接到公共点或地(诸如，车辆地2016)。自适应前灯壳体2012包括用于驱动灯元件2022的灯控制电路系统2020。许多政府机构要求车辆制造商在前灯故障时提供指示。传统的前灯非常简单，并且车辆内的故障检测模块包括检测开路(诸如当灯泡的灯丝断开时)的能力。在典型系统中的另一种故障模式是通过灯组件汲取的电流过大的情况。在这种情况下，车辆的故障检测系统1226将不能充分地将一个或多个灯元件2022中的故障通知给车辆操作者，特别是在仅几个灯元件2022(或灯元件的几个区段)故障时。使用传统系统将无法检测到电路系统或软件中的错误。

在以下示例中，灯控制电路2020可以包括故障检测模块2030和开关控制电路2032。开关控制电路2032用于控制壳体2012内的开关2034A和2034B。在正常设置中，开关2034A和2034B分别用于与连接2014A和2014B进行通信。即，在正常操作中，连接器2014A和2014B分别通过开关2034A和2034B耦接到灯控制电路系统2020。当在远光灯元件之一中检测到故障时，故障检测模块2032产生远光灯故障信号，该信号被传送到开关控制电路2032。开关控制电路2032改变开关2034A的位置，以在连接器2014A与灯控制电路系统2020之间放置不同的电路部件。在该示例中，电阻性负载2036A被放置在电路内。电阻性负载2036A的电特性不同于电连接2014A与开关控制电路2032之间的正常连接。通过提供电特性的改变，车辆的故障检测模块1226可以控制故障指示器2040向车辆操作者指示在远光灯元件内存在故障。故障指示器2040例如可以是持续或闪烁地点亮的淡黄色指示器灯、产生代码错误的多段LED、产生错误的触摸屏显示器、或者用于驱动远光灯元件快速闪烁或提供其他特性变化来向车辆操作者指示远光灯未在正常运行的电路系统。

近光灯电路系统也可以相同的方式操作。近光灯包括电阻性负载2036B，当故障检测模块2030检测到错误或故障时，该电阻性负载被切换到电路系统中。以相同的方式，故障检测模块1226控制故障指示器2040通知车辆操作者在近光灯元件中存在故障。

故障指示器2040可以在自适应前灯壳体2012内的故障检测模块2030确定故障时被点亮。故障可以包括但不限于近光灯元件或远光灯元件中的一个或多个出现开路。在自适应前灯中，可以检测到各种其他错误，诸如，软件错误、电路系统非正常运行、各个发光二极管区段故障、传感器错误(例如IMU)等。

现在参考图20B，向故障检测模块2026指示出现了错误的另一种方式是在连接2014A和2014B与灯控制电路系统2020之间提供开路。在该示例中，开关2050A被布置在壳体2012内的远光灯电路内，并且开关2050B被布置在该壳体内的近光灯电路内。当故障检测模块2030确定远光灯元件或近光灯元件内的故障时，适当的开关2050A或2050B被激活到断开位置。通过提供开路，故障检测模块1226提供适合用于远光灯元件或近光灯元件内的故障的指示。在图20B中，图20A的电路的其余部分是相同的，并且被适当方式进行标记。

现在参考图20C，图20A所展示的电路已经被修改为包括分别被布置在远光灯电路和近光灯电路内的电流汲取元件2054A和2054B。在该示例中，当指示故障时，由开关控制电路系统2020对电流汲取元件进行切换。电流汲取元件2054A和2054B的大小可以被确定为允许将故障指示给故障检测模块2026，而无需故障检测模块2026断开整个灯控制电路系统2020。电流汲取元件2054A和2054B用于改变照明组件内的电路的电特性。

现在参考图21A，步骤2110展示了以功能完善的方式运行的自适应前灯。在步骤2112中，检测故障。如果未检测到故障，则再次执行步骤2110。如果在步骤2112中检测到故障，则步骤2114使灯输入引脚/连接器上的电负载改变到灯驱动控制模块。即，改变远光灯或近光灯或通用灯的控制连接的电特性。

现在参考图21B，如以上所列示的，前两个步骤2110和2112是完全相同的。然而，在这种方式中，步骤2116确定远光灯元件或近光灯元件是否是激活的。如果远光灯元件是激活的，则步骤2118确定在远光灯输入内是否存在电负载或其他电特性的改变。即，当提供连接2014A的电特性时，步骤2118允许由故障指示器2040指示故障。

在步骤2116中，如果近光灯是激活的并且在连接2014B处指示了近光灯电路系统的电负载或电特性时，则可以在故障指示器2040处指示故障。

现在参考图21C，在该示例中提供了相同的元素2110、2112和2116，并且将不再重复这些元素。在步骤2128中，如果确定远光灯有故障，则由如图20B所展示的电路产生开路。如果在步骤2116中近光灯是激活的情况下近光灯元件指示故障，则步骤2130产生开路，并且可以由故障指示器2040指示故障。

现在参考图21D，因为步骤2110、2112和2116是完全相同的，所以重复图20C的流程。然而，在这种方式中，如果在步骤2116中远光灯是激活的，并且故障检测模块2030检测到故障，则执行步骤2134。可以通过将电流汲取元件2054A或2054B切换到诸如图20C中的电路系统中来增加电流汲取。如果在步骤2116中近光灯元件是激活的，并且在故障检测模块2030处检测到近光灯元件的故障，则步骤2136增加近光灯输入中的电流汲取，并且因此在故障检测电路2026处检测到故障。

现在参考图21E，列示了具有图21D的前三个元素的方法。在该示例中，不重复该描述。如果在步骤2116中远光灯是激活的，则执行步骤2140。在步骤2140中，将在远光灯连接器2014A上的电流汲取增加到高于车辆控制模块的设置故障的阈值、但低于电压控制模块关闭灯驱动控制模块1218内的远光灯驱动器的阈值。如以上所展示的，可以执行将电阻性负载添加到前灯壳体2012内的以电子方式致动的切换。例如，可以提供电阻性负载2036A。当然，也可以改变和感测其他电特性。

在步骤2140之后，步骤2142使用灯驱动控制模块检测到错误状态。灯驱动控制模块可以是车辆控制模块的一部分。因此，通过闪烁的仪表(诸如圆形仪表)来指示远光灯故障，从而指示远光灯无法正常运行。作为步骤2144的替代或补充方案，步骤2146允许车辆控制模块切换到近光灯输出，并且因此当指示远光灯元件处故障时可能不提供远光。

返回参考步骤2116，当近光灯是激活的时，步骤2150将在近光灯输入上的电流汲取增加到高于车辆控制模块的设置为故障的阈值。电流汲取低于将断开或关闭灯驱动控制模块1218内的近光灯驱动器的电流汲取。这以与步骤2140中所列示的方式相同的方式执行，不同之处在于使用近光灯。在步骤2150之后，步骤2152在故障检测模块处检测到错误状态，并进入近光灯故障或失效模式。在步骤2152之后，可以执行步骤2144以产生近光灯故障的指示。

返回参考步骤2152，在步骤2154中，车辆控制模块也可以切换到远光灯输入。即，远光灯可以用作近光灯的故障保护装置。然而，光可能会被脉冲化以提供减少量的光输出。即，可以使用经调制的脉冲来减少从远光灯输出的光的量，从而可以提供故障保护模式。

以图20和图21中提供的方式，提供了对自适应前灯的近光灯元件和远光灯元件的故障检测，而无需在车辆中提供额外的设备。即，可以使用现有的车辆故障检测电路系统，并且使用自适应前灯来提供故障指示。这允许在售后市场的情况下提供自适应前灯，因为不需要提供对车辆电路系统的修改。但是能提供故障检测。

此外，电阻性负载与图21A中的开关以并联方式放置。电阻性负载还可以以串联方式放置。重要的是，改变远光灯电路系统或近光灯电路系统的电特性，并且车辆内的故障检测电路可以检测到这种改变。

已经出于说明和描述的目的提供了前述描述。其并不旨在是穷尽的或是限制本披露。具体示例的单独的元素和特征通常并不局限于该具体示例，而是在适用时是可互换的，并且可以用在甚至并未明确示出或描述的选定示例中。也可以用多种方式来对其加以变化。这种变化并不被视作是脱离了本披露，并且所有这种修改都旨在包括在本披露的范围内。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于具有车辆结构的车辆的照明系统，所述照明系统包括：

多个主近光灯元件，该多个主近光灯元件包括第一主近光灯元件、第二主近光灯元件和第三主近光灯元件，该第二主近光灯元件被布置在该第一主近光灯元件与该第三主近光灯元件之间；

多个副近光灯元件；

倾斜角度传感器，该倾斜角度传感器耦接到该车辆结构，以产生倾斜角度信号；以及

控制器，该控制器耦接到该倾斜角度传感器，以响应于该倾斜角度信号而控制该多个主近光灯元件和该多个副近光灯元件，所述控制器控制该第二主近光灯元件在近光灯操作期间始终被点亮，并且该第一主近光灯元件和该第三主近光灯元件被控制为基于该倾斜角度信号而选择性地被展示，并且所述控制器控制该第一主近光灯元件、该第二主近光灯元件和该第三主近光灯元件在该倾斜角度信号对应于小于预定角度的角度时都被点亮。

2.如权利要求1所述的照明系统，进一步包括主远光灯元件和副远光灯元件，并且其中，该控制器响应于该倾斜角度信号而控制该副远光灯元件。

3.如权利要求2所述的照明系统，其中，该副远光灯元件包括第一副远光灯元件和第二副远光灯元件。

4.如权利要求3所述的照明系统，其中，该第一副远光灯元件和该第二副远光灯元件基于该倾斜角度信号而选择性地被激活。

5.如权利要求1所述的照明系统，进一步包括多个行驶灯，其中，该控制器响应于该倾斜角度信号而控制这些行驶灯。

6.如权利要求5所述的照明系统，其中，当该倾斜角度信号对应于大于预定角度的倾斜角度时，点亮第一副行驶灯元件而不点亮第二副行驶灯元件。

7.一种用于具有车辆结构的车辆的照明系统，所述照明系统包括：

主远光灯元件；

副远光灯元件，该副远光灯元件包括第一副远光灯元件和第二副远光灯元件；

倾斜角度传感器，该倾斜角度传感器耦接到该车辆结构，以产生倾斜角度信号；以及

控制器，该控制器耦接到该倾斜角度传感器，以响应于该倾斜角度信号而控制该第一副远光灯元件和该第二副远光灯元件。

8.如权利要求7所述的照明系统，其中，当该倾斜角度信号对应于大于预定角度的倾斜角度时，点亮该第一副远光灯元件而不点亮该第二副远光灯元件。

9.如权利要求8所述的照明系统，进一步包括点亮该主远光灯元件，并且在该倾斜角度信号对应于大于预定角度的倾斜角度时，点亮该第一副远光灯元件而不点亮该第二副远光灯元件。

10.如权利要求7所述的照明系统，进一步包括多个行驶灯，其中，该控制器响应于该倾斜角度信号而控制这些行驶灯。

11.一种操作车辆的灯组件的方法，该方法包括：

确定该车辆的倾斜角度；

响应于该倾斜角度而选择性地控制主近光灯元件，该多个主近光灯元件包括第一主近光灯元件、第二主近光灯元件和第三主近光灯元件，该第二主近光灯元件被布置在该第一主近光灯元件与该第三主近光灯元件之间；以及

响应于该倾斜角度而选择性地控制副近光灯元件，控制该第二主近光灯元件在近光灯操作期间始终被点亮，并且控制该第一主近光灯元件和该第三主近光灯元件以使其基于该倾斜角度信号而选择性地被点亮，以及控制该第一主近光灯元件、该第二主近光灯元件和该第三主近光灯元件在该倾斜角度信号对应于小于预定角度的角度时全都被点亮。

12.如权利要求11所述的方法，其中，确定该倾斜角度包括：

根据滚转角度确定侧倾角度；

当横摆角加速度小于横摆角加速度阈值并且该侧倾角度在死区之外时，将该侧倾角度减小到修正后的侧倾角度，并使用该修正后的侧倾角度来激活主近光灯元件、副近光灯元件或副远光灯元件；以及

当该横摆角加速度不小于该横摆角加速度阈值或该侧倾角度不在该死区之外时，使用未经修改的侧倾角度来激活主近光灯元件或副远光灯元件。

13.一种用于包括具第一故障检测模块的灯控制模块控制模块的车辆的自适应灯组件，该自适应灯组件包括：

灯控制电路系统，该灯控制电路系统包括第二故障检测模块，所述第二故障检测模块检测该自适应灯组件内的故障；以及

开关电路，该开关电路耦接到该灯控制电路系统，以模拟可由该第一故障检测模块检测到的错误。

14.如权利要求13所述的自适应灯组件，其中，该故障对应于该自适应灯组件内的灯区段错误、电路错误、传感器或软件错误之一。

15.如权利要求13所述的自适应灯组件，其中，该开关电路改变该自适应灯组件内的电特性。

16.一种指示灯组件中的故障的方法，该方法包括：

将自适应灯组件耦接到车辆灯驱动控制模块，所述灯组件包括灯控制电路系统，该灯控制电路系统包括第一故障检测模块；

检测该灯组件内的故障；

控制该灯组件内的开关以使到车辆灯驱动控制电路的连接的电特性产生变化，从而模拟第二车辆行驶灯；

在该第二车辆灯驱动控制模块处检测该电特性的变化；以及

响应于该电特性的变化而控制故障指示器。

Claims (25)

1.一种用于具有车辆结构的车辆的照明系统，所述照明系统包括：

多个主近光灯元件；

多个副近光灯元件；

倾斜角度传感器，该倾斜角度传感器耦接到该车辆结构，以产生倾斜角度信号；以及

控制器，该控制器耦接到该倾斜角度传感器，以响应于该倾斜角度信号而控制该多个主近光灯元件和该多个副近光灯元件。

2.如权利要求1所述的照明系统，其中，该多个主近光灯元件包括第一主近光灯元件、第二主近光灯元件和第三主近光灯元件。

3.如权利要求2所述的照明系统，其中，该第二主近光灯元件被布置在该第一主近光灯元件与该第三主近光灯元件之间。

4.如权利要求3所述的照明系统，其中，在近光灯操作期间，该第二主近光灯元件始终被点亮，并且该第一主近光灯元件和该第三主近光灯元件基于该倾斜角度信号而选择性地被点亮。

5.如权利要求3所述的照明系统，其中，当该倾斜角度信号对应于小于预定角度的角度时，该第一主近光灯元件、该第二主近光灯元件和该第三主近光灯元件都被点亮。

6.如权利要求1所述的照明系统，进一步包括主远光灯元件和副远光灯元件，并且其中，该控制器响应于该倾斜角度信号而控制该副远光灯元件。

7.如权利要求6所述的照明系统，其中，该副远光灯元件包括第一副远光灯元件和第二副远光灯元件。

8.如权利要求7所述的照明系统，其中，该第一副远光灯元件和该第二副远光灯元件基于该倾斜角度信号而选择性地被激活。

9.如权利要求1所述的照明系统，进一步包括多个行驶灯，其中，该控制器响应于该倾斜角度信号而控制这些行驶灯。

10.如权利要求9所述的照明系统，其中，当该倾斜角度信号对应于大于预定角度的倾斜角度时，点亮第一副行驶灯元件而不点亮第二副行驶灯元件。

11.一种用于具有车辆结构的车辆的照明系统，所述照明系统包括：

主远光灯元件；

副远光灯元件；

倾斜角度传感器，该倾斜角度传感器耦接到该车辆结构，以产生倾斜角度信号；以及

控制器，该控制器耦接到该倾斜角度传感器，以响应于该倾斜角度信号而控制该副远光灯元件。

12.如权利要求11所述的照明系统，其中，该副远光灯元件包括第一副远光灯元件和第二副远光灯元件。

13.如权利要求12所述的照明系统，其中，该第一副远光灯元件和该第二副远光灯元件基于该倾斜角度信号而选择性地被激活。

14.如权利要求13所述的照明系统，其中，当该倾斜角度信号对应于大于预定角度的倾斜角度时，点亮该第一副远光灯元件而不点亮该第二副远光灯元件。

15.如权利要求14所述的照明系统，进一步包括点亮该主远光灯元件，并且在该倾斜角度信号对应于大于预定角度的倾斜角度时，点亮该第一副远光灯元件而不点亮该第二副远光灯元件。

16.如权利要求11所述的照明系统，进一步包括多个行驶灯，其中，该控制器响应于该倾斜角度信号而控制这些行驶灯。

17.一种系统，包括：

灯壳体；

包围该灯壳体的透镜；

布置在该灯壳体内的灯元件；以及

传感器壳体，该传感器壳体远程布置，并且产生传感器信号。

18.如权利要求17所述的系统，进一步包括被定位成远离该灯壳体的控制器，该控制器接收该传感器信号。

19.一种操作车辆的灯组件的方法，该方法包括：

确定该车辆的倾斜角度；

响应于该倾斜角度而选择性地控制主近光灯元件；以及

响应于该倾斜角度而选择性地控制副近光灯元件。

20.如权利要求19所述的方法，进一步包括响应于该倾斜角度控制副远光灯元件。

21.如权利要求20所述的方法，其中，确定该倾斜角度包括：

根据滚转角度确定侧倾角度；

当横摆角加速度小于横摆角加速度阈值并且该侧倾角度在死区之外时，将该侧倾角度减小到修正后的侧倾角度，并使用该修正后的侧倾角度来激活主近光灯元件、副近光灯元件或副远光灯元件；以及

当该横摆角加速度不小于该横摆角加速度阈值或该侧倾角度不在该死区之外时，使用未经修改的侧倾角度来激活主近光灯元件或副远光灯元件。

22.一种用于包括具第一故障检测模块的灯控制模块控制模块的车辆的自适应灯组件，该自适应灯组件包括：

灯控制电路系统，该灯控制电路系统包括第二故障检测模块，所述第二故障检测模块检测该自适应灯组件内的故障；以及

开关电路，该开关电路耦接到该灯控制电路系统，以模拟可由该第一故障检测模块检测到的错误。

23.如权利要求22所述的自适应灯组件，其中，该故障对应于该自适应灯组件内的灯区段错误、电路错误、传感器或软件错误之一。

24.如权利要求22所述的自适应灯组件，其中，该开关电路改变该自适应灯组件内的电特性。

25.一种指示灯组件中的故障的方法，该方法包括：

将自适应灯组件耦接到车辆灯驱动控制模块，所述灯组件包括灯控制电路系统，该灯控制电路系统包括第一故障检测模块；

检测该灯组件内的故障；

控制该灯组件内的开关以使到车辆灯驱动控制电路的连接的电特性产生变化；

在该车辆灯驱动控制模块处检测该电特性的变化；以及

响应于该电特性的变化而控制故障指示器。

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