前照燈控制裝置及控制方法與流程
2023-07-31 20:47:56 3
本發明涉及前照燈控制裝置及控制方法，具體是安裝可根據汽車周邊狀況改變分配到外部的光的模式的多個遮光罩的前照燈控制裝置及控制方法。
背景技術：
一般汽車的前方都具備前照燈，前照燈在夜間行駛時可以照亮前方，用於駕駛者識別路面和障礙物的位置，從而確保駕駛者能清楚了解路面情況。一般前照燈以分布到外部的光被較低地分布以射向路面的近光模式，以及以分布到外部的光被較高地分布的遠光模式工作。所述前照燈在保證行駛汽車的駕駛者能清楚了解路面情況的同時不能對前方行駛車輛和對面車輛（從對面行駛過來的車輛）的駕駛者造成晃眼。例如，前方沒有行駛車輛時，將所述前照燈開啟所述遠光燈模式確保駕駛者視野，前方有行駛車輛時，應通過所述近光燈模式避免給前方行駛車輛和對面車輛的駕駛員造成晃眼。而且，在城市中心等較亮的地區，應通過所述近光燈模式避免給前方行駛車輛和對面車輛的駕駛者或行人造成晃眼，在較暗地區應通過所述遠光燈模式確保行駛中的車輛駕駛者的視野。如今已開發出一種利用攝像頭傳感器處理前方行駛車輛和對面車輛的圖像，獲取與所述前方行駛車輛和對面車輛之間的距離和角度信息，使所述前照燈的光束模式自動變化的自適應前照燈，從而確保行駛車輛的駕駛員視野的同時避免給所述前方行駛車輛和對面車輛的駕駛者造成晃眼。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是提供一種分配到汽車外部的光的模式的切換中不引發晃眼，且加快模式切換時的響應性的前照燈控制裝置及控制方法。本發明要解決的技術問題並不限於以上內容，本領域的技術人員可以從以下內容中清楚地了解到其它問題。為解決所述問題，本發明提供的前照燈控制裝置包括：遮光罩組件，配置有多個遮光罩，用各自模式切斷所述光的一部分，使分配到汽車外部的光具有既定模式；步進電動機，為了使所述多個遮光罩中的目標遮光罩移動到所述光的切斷位置，使所述遮光罩組件旋轉；控制器，在最大步進數和最小步進數範圍內控制所述步進電動機，但使所述目標遮光罩移動到所述光的切斷位置所需目標步進數，在所述最大步進數和最小步進數範圍內，則按照所述目標步進數使所述步進電動機旋轉，超出所述最大步進數和最小步進數範圍，則用對當前選擇的步進數加或減去使所述遮光罩組件旋轉一次所需步進數的倍數的步進數替換所述當前選擇的步進數，將所述目標步進數改成所述最大步進數和最小步進數範圍內的步進數而按照所述修改的目標步進數使所述步進電動機旋轉。本發明的前照燈控制方法是為了將多個遮光罩中的目標遮光罩移動到光的切斷位置，在最大步進數和最小步進數範圍內控制使配置所述多個遮光罩的遮光罩組件旋轉的步進電動機的方法，其實施步驟包括：第一步驟，選擇將所述目標遮光罩移動到所述光的切斷位置所需的目標步進數；第二步驟，如果所述目標步進數在所述最大步進數和最小步進數範圍內，則按照目標步進數使所述步進電動機旋轉，如果所述目標步進數超出所述最大步進數和最小步進數範圍，則用對當前選擇的步進數加或減去使所述遮光罩旋轉一次所需步進數的步進數替換所述當前選擇的步進數，將所述目標步進數修改成所述最大步進數和最小步進數範圍內的步進數後，按照所述修改的目標步進數使所述步進電動機旋轉。本發明具有的優點在於：根據本發明的前照燈控制裝置及控制方法，步進電動機為將目標遮光罩移動到光的切斷位置，無溢出（overflow）地從正向和反向中向快的方向旋轉，在所述步進電動機旋轉中不會形成不必要的光束模式，從而不僅可以避免給前方行駛車輛和對面車輛的駕駛者造成晃眼，也可以加快光束模式切換時的響應性。本發明的有益效果並不限於以上內容，本領域的技術人員可以從權利要求範圍中清楚地了解到其它的有益效果。附圖說明圖1是受本發明實施例的前照燈控制裝置的控制的前照燈圖示；圖2是本發明實施例的前照燈控制裝置的控制框圖；圖3是圖1中圖示的遮光罩組件的側視圖和多個遮光罩之間的控制步進數的圖示；圖4是本發明實施例的前照燈控制方法的順序圖。圖中：10:遮光罩組件；15:遮光；20:步進電動機；30:控制器；40:攝像頭傳感器。具體實施方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。說明書的同一個參考符號指同一個構件。下面結合附圖對本發明初稿例的前照燈控制裝置詳細進行說明。圖1是受本發明實施例的前照燈控制裝置的控制的前照燈圖示。根據圖1，受到本發明實施例的前照燈控制裝置的控制的前照燈100包括遮光罩組件10、使遮光罩組件10旋轉的步進電動機20。遮光罩組件10可旋轉地配置於前照燈100內，為分配到汽車外部的光具有既定模式，沿其周圍配置可以用各種模式切斷所述光的一部分的多個遮光罩15。該遮光罩組件10與步進電動機20的旋轉軸（未圖示）接合隨著步進電動機20旋轉或逆轉被旋轉或逆轉，使多個遮光罩15分別移動至光的切斷位置。多個遮光罩15的各上側面形成以既定模式切斷從反射鏡（無圖示）反射出的光的一部分的切斷模式（cutoffpatt）。而且為形成各種光束模式，在各個遮光罩15的上側分別形成各不相同的切斷模式。所述反射鏡是將光源（無圖示）的光反射到透鏡1，可以配置於遮光罩組件10後方殼體3內側，所述光源使用LED燈而可配置於殼體3內部。遮光罩組件10是可旋轉地配置於殼體3內，以便多個遮光罩15各自移動到光的切斷位置，以各自模式對從所述反射鏡反射出的光的一部分進行切斷。步進電動機20也配置於殼體3內，將遮光罩組件10向雙向（正向或反向）旋轉，以便多個遮光罩15各自移動到光的切斷位置。透鏡1是為從所述反射鏡反射的光分配到汽車前方，由透光的非球面透鏡形成，並通過透鏡座2接合於殼體3前端部。殼體3連接於使前照燈100向汽車左右方向旋轉的旋轉執行器4（swivelactuator）和使前照燈100上下旋轉的調平執行器5（levelingactuator）。對步進電動機20的旋轉方向和旋轉角進行控制，使遮光罩組件10旋轉，且多個遮光罩15中的一個移動到光的切斷位置而改變分配到汽車外部的光的模式。本發明實施例的前照燈控制裝置涉及控制步進電動機20的旋轉方向和旋轉角而使多個遮光罩15各自移動到光的切斷位置的技術。圖2是本發明實施例的前照燈控制裝置的控制框圖。根據圖2，汽車上具備控制步進電動機20的旋轉方向和旋轉角的控制器30。控制器30可以是汽車的代表性控制裝置即ECU(ElectronicControlUnit)。而且汽車上具備檢測汽車周圍圖像的攝像頭傳感器40。控制器30是對攝像頭傳感器40檢測的所述圖像信號進行處理，計算前方有無行駛車輛，以及與前方行駛車輛（前方車輛、對面車輛）之間的距離和角度，控制步進電動機20的旋轉方向和旋轉角，將多個遮光罩15中的一個移動到光的切斷位置，使分配到汽車外部的光的模式成為可最大限度地確保行駛車輛的駕駛者視野且不會對前方行駛車輛的駕駛者造成晃眼的模式。圖3是圖1中圖示的遮光罩組件的側視圖及表示多個遮光罩之間步進數的圖示。根據圖3，多個遮光罩15在遮光罩組件10的周圍按既定角度隔離配置。多個遮光罩15包括將分配到汽車外部的光形成各自不同模式的High-Shield、E-Shield、C-Shield、V-Shield以和L-Shield。以C-Shield為準時，V-Shield向順時針方向隔90度配置，向逆時針方向隔-270度配置，High-Shield是向順時針方向隔180度配置，向逆時針方向隔-180度配置，E-Shield是向順時針方向隔270度配置，向逆時針方向隔-90度配置。遮光罩組件10旋轉一次，即旋轉360度所需的步進電動機20的控制步進數為9216Step。控制器30會增加步進數，使步進電動機20向正向旋轉，減少步進數使步進電動機20向反向旋轉。正向和反向是指相反的方向。就是說，將遮光罩組件10向順時針方向旋轉360度所需的控制步進數是9216Step，將遮光罩組件10向反向旋轉360度所需的控制步進數量是-9216Step。在下述的正向與順時針方向應該是相同的旋轉方向，反向和逆時針方向應該是指相同的旋轉方向。以C-Shield為準，V-Shield的控制步進數是，向順時針方向是1152Step，向逆時針方向是-8064Step；L-Shield的控制步進數是，向順時針方向是2304Step，向逆時針方向是-6912Step；High-Shield的控制步進數是，向順時針方向是4608Step，向逆時針方向是-4608Step；E-Shield的控制步進數是，向順時針方向是6912Step，向逆時針方向是-2304Step。也就是說，C-Shield在光的切斷位置處，控制器30可以將步進電動機20向正向旋轉1152Step或者向反向旋轉-8064Step而使V-Shield移動到光的切斷位置，控制器30將步進電動機20向正向旋轉2304Step或者向反向旋轉-6912Step而使L-Shield移動到光的切斷位置，控制器30將步進電動機20向正向旋轉4608Step或者向反向旋轉-4608Step而使High-Shield移動到光的切斷位置，控制器30將步進電動機20向正向旋轉6912Step或者向反向旋轉-2304Step而使E-Shield移動到光的切斷位置。控制器30是在-30000～30000Step範圍內對步進電動機20的旋轉進行控制。就是說，控制器30是在最大步進數30000Step和最小步進數-30000Step範圍內，並且增加步進數從而控制步進電動機20向正向旋轉，減少步進數從而控制步進電動機20向反向旋轉。隨之，控制器30將多個遮光罩15移動到各個光的切斷位置的步進數是，在-30000～30000Step範圍內，如下表1所述，在控制器30的控制晶片（chip）上設置多個。控制器30是對攝像頭傳感器40檢測到的圖像信號進行處理後，為形成符合汽車前方狀況的光的模式，從所述設置的多個步進數中選擇一個，控制步進電動機20的旋轉方向和旋轉角而使多個遮光罩15中的一個移動到光的切斷位置。表1：就是說，控制器30為將多個遮光罩15中的一個例如將C-Shield選定為目標遮光罩並移動到光的切斷位置，需要從-27648、-18432、-9216、0、9216、18432和27648中選擇一個步進數，對步進電動機20的旋轉方向和旋轉角進行控制從而使C-Shield移動到光的切斷位置。但是，使遮光罩組件10旋轉1次的步進數為9216Step，如果控制器30將步進電動機20控制在-30000～30000Step範圍內，則控制器30會使遮光罩組件10向逆時針方向只轉-3.25521次，向順時針方向只轉3.25521次。例如，控制器30為使L-Shield移動到光的切斷位置，選擇表1的最右側上記錄的29952Step而旋轉步進電動機20，則遮光罩組件10向順時針方向快旋轉到3.25521次。在所述狀態下，為了將High-Shield移動到光的切斷位置，需要使遮光罩組件10向順時針方向再旋轉90度，但這樣會超過最大步進數30000Step，因此必須向逆時針方向旋轉270度。但是，如上所述，遮光罩組件10向逆時針方向旋轉，則配置在L-Shield和High-Shield之間的V-Shield、C-Shield以及E-Shield會依次經過光的切斷位置而生成並不適宜的光的模式而容易給前方行駛車輛的駕駛者造成晃眼，而且從L-Shield切換到High-Shield的時間比遮光罩組件10旋轉90度的時間長，容易使光的模式的響應性變得緩慢。但是，本發明實施例的前照燈控制裝置是可以使遮光罩組件10繼續向順時針方向旋轉從而使L-Shield快速切換到High-Shield。也就是說，若想使多個遮光罩15中的目標遮光罩移動到光的切斷位置，則無需步進電動機20的溢出，只是控制遮光罩組件10繼續向一個方向旋轉，且迅速切斷分配到汽車外部的光的模式從而避免給前方車輛駕駛者造成晃眼。為此，控制器30若使多個遮光罩15中的目標遮光罩移動到所述光的切斷位置所需目標步進數在最大步進數30000Step和最小步進數-30000Step範圍內，則使步進電動機20按照所述目標步進數旋轉，超過30000Step和-30000Step的範圍，則用在當前選擇的步進數上加或減去使遮光罩組件10旋轉一次所需步進數即9216Step的倍數的步進數替換所述當前選擇的步進數，將所述目標步進數修改成所述最大步進數和最小步進數範圍內的步進數從而按照所述修改的目標步進數使步進電動機20旋轉下面參考表1舉出兩個例子對所述目標步進數在所述最大步進數和最小步進數範圍內的狀況進行說明。第一例，控制器30對攝像頭傳感器40檢測到的圖像信號進行處理，為形成符合汽車前方狀況的光束模式，選擇27648Step，使步進電動機20向正向旋轉，使C-Shield移動到光的切斷位置的狀態下，因汽車前方狀況出現變化，將V-Shield選定為移動到光的切斷位置的目標遮光罩，則使V-Shield從當前位置向順時針方向移動45度或向逆時針方向移動315度即可。控制器30應控制步進電動機20，以便遮光罩組件10在從當位置向正向旋轉而目標遮光罩即V-Shiel將移動到光的切斷位置的旋轉角即45度，遮光罩組件10從當前位置向反向旋轉而作為目標遮光罩的V-Shield將移動到光的切斷位置的旋轉角即315度中，向較小旋轉角即45度方向旋轉。也就是說，控制器30是控制步進電動機20，使步進電動機20從向正向旋轉而多個遮光罩15的作為目標遮光罩的V-Shield從當前位置移動到光的切斷位置的步進數（這裡是1152Step）和，步進電動機20反向旋轉而多個遮光罩15中作為目標遮光罩的V-Shield從當前位置移動到所述光的切斷位置的步進數（這裡是8064Step）中，向較低的步進數方向旋轉而使作為目標遮光罩的V-Shield快速移動到光的切斷位置。因此，控制器30應選擇將作為目標遮光罩的V-Shield從當前位置向順時針方向移動45度所需的步進數1152Step和當前步進數27648Step相加所得的28800Step作為目標步進數。但，288000Step作為在最大步進數30000Step和最小步進數-30000Step範圍內的步進數，是可在控制器30進行控制的步進數。如上所述，多個遮光罩15中的目標遮光罩（這裡是V-Shield）移動到光的切斷位置所需的目標步進數在最大步進數30000Step和最小步進數-30000Step範圍內，控制器30會選擇288000Step作為目標步進數，並控制步進電動機20按照目標步進數28800Step向正向旋轉。第二例，控制器30對攝像頭傳感器40檢測到的圖像信號進行處理，為形成符合汽車前方狀況的光束模式選擇27648Step，使步進電動機20向正向旋轉而使C-Shield移動到光的切斷位置的當前狀態下，因汽車前方狀況出現變化而選擇E-Shield定為移動到光的切斷位置的目標遮光罩，則將E-Shield從當前位置向順時針方向移動270度，或者向逆時針方向移動90度即可。控制器30應控制步進電動機20使遮光罩組件10在從當前位置向正向旋轉而使E-Shield移動到光的切斷位置的旋轉角270度，遮光罩組件10從當前位置向反向旋轉而使E-Shield移動到光的切斷位置的旋轉角90度中，向較小的旋轉角即90度方向旋轉。隨之，控制器30是應選擇將目標遮光罩E-Shield從當前位置向逆時針方向移動90度所需的步進數2304Step和當前步進數27648Step相加的25344Step作為目標步進數。但是，25344Step是在最大步進數30000Step和最小步進數-30000Step範圍內，是可在控制器30進行控制的步進數。如上所述，使多個遮光罩中的目標遮光罩（這裡是E-Shield）移動到光的切斷位置的目標步進數在最大步進數30000Step和最小步進數-30000Step範圍內，則控制器30會選擇25344Step作為目標步進數，使步進電動機20按目標步進數25344Step向反向旋轉。下面參照表1對所述目標步進數超出所述最大步進數和最小步進數範圍進行說明。控制器30對攝像頭傳感器40檢測的圖像信號進行處理，並為形成符合車輛前方狀況的光束模式而選擇28800Step使步進電動機20向正向旋轉將V-Shield移動到光的切斷位置的當前狀態下，因汽車的前方狀況出現變化而選擇High-Shield作為擬移動到光的移動位置的目標遮光罩，則將High-Shield從當前位置向順時針方向移動135度，或者向反向移動225度即可。控制器30是應控制步進電動機20使遮光罩組件10從遮光罩組件10在當前位置向正向旋轉而High-Shield移動到光的切斷位置所需旋轉角135度，遮光罩組件10在當前位置向反向旋轉而High-Shield移動到光的切斷位置所需旋轉角225度中，向較小的旋轉角即135度方向旋轉。因此，控制器30應選擇作為目標遮光罩的High-Shield從當前位置向順時針方向移動135度所需步進數3456Step和當前步進數28800Step相加的32256Step作為目標步進數。但是，32256Step是超出最大步進數30000Step和最小步進數-30000Step範圍的步進數，因此無法在控制器30進行控制。如上所述，多個遮光罩15中將目標遮光罩（指High-Shield）移動到光的切斷位置所需目標步進步超出最大步進數30000Step和最小步進數-30000Step範圍，則控制器30會從對當前選擇的步進數即28800Step加或減去使遮光罩組件10旋轉1次所需步進數9216Step的步進數即-26496Step、-17280Step、-8064Step、1152Step、10368Step和19584Step中之一替換當前選擇的步進數，將所述目標步進數修改成所述最大步進數和最小步進數範圍內的步進數，使步進電動機20按所述修改的目標步進數無溢出（overflow）地繼續向正向旋轉。也就是說，控制器30是，可以將當前選擇的步進數28800Step替換成-26496Step，將目標步進數32256Step改成-23040Step，使步進電動機20繼續向正向旋，將當前選擇的步進數28800Step替換成-17280Step，將目標步進數32256Step改成-13824Step，使步進電動機20繼續向正向旋轉，將當前選擇的步進數28800Step替換成-8064Step，將目標步進數32256Step改成-4608Step，使步進電動機20繼續向正向旋轉，將當前選擇的步進數28800Step替換成1152Step，將目標步進數32256Step改成4608Step，使步進電動機20繼續向正向旋轉，將當前選擇的步進數28800Step替換成10368Step，將目標步進數32256Step改成13824Step，使步進電動機20繼續向正向旋轉，將當前選擇的步進數28800Step替換成19584Step，將目標步進數32256Step改成23040Step，使步進電動機20繼續向正向旋轉。重複說明就是，將當前選擇的步進數28800Step替換成最大步進數30000Step和最小步進數-30000Step範圍內的步進數，將目標步進數32256Step修改成所述最大步進數和最小步進數範圍內的步進數，使步進電動機20無溢出地繼續向正向旋轉，從而為了使多個遮光罩15中的目標遮光罩移動到光的切斷位置而使遮光罩組件10從正向和反向中向快的方向旋轉，避免形成不必要的光束模式。圖4是本發明實施例的前照燈控制方法的順序圖。下面結合本發明實施例的前照燈控制裝置的動作，對本發明實施例的前照燈的控制方法進行說明。首先，駕駛者在夜間或者不能確保視野的地方行車時一般都會打開前照燈100。攝像頭傳感器40將汽車周邊圖像的檢測信號傳送到控制器30，控制器30將檢測的圖像信號經過處理，計算出有無前方車輛和與前方車輛之間的距離以及角度，對步進電動機20的旋轉方向和旋轉角進行控制，使多個遮光罩15中的目標遮光罩移動到光的切斷位置，使從前照燈100分配到汽車外部的光能夠形成可最大限度地確保駕駛者的視野且避免給前方行駛車輛駕駛者造成晃眼的模式。控制器30是為了將攝像頭傳感器20檢測的圖像信號經過處理，使分配到汽車外部的光具有最佳模式，從多個遮光罩15中選定目標遮光罩(步驟S10)。將所述光移動到光的切斷位置的目標遮光罩被確定之後，控制器30會選擇將所述目標遮光罩移動到所述光的切斷位置所需的目標步進數(步驟S20)。所述目標步進數是可以選擇對當前步進數加或減去所述目標遮光罩從當前位置移動到所述光的切斷位置所需步進數變化值的步進數。選擇所述當前步進數加所述變化值作為所述目標步進數時，步進電動機20向正向旋轉，選擇所述當前步進數減去所述變化值作為所述目標步進數時，步進電動機20向反向旋轉。但是，控制器30的控制晶片（chip）是可在-30000Step～30000Step範圍內控制步進電動機20。根據傳統技術，步進電動機20向一個方向旋轉時，為避免發生溢出，在超出-30000Step～30000Step範圍之前，使步進電動機20向反向旋轉。但是如傳統技術，步進電動機20不能繼續向一個方向旋轉，而是向反向旋轉，則為了使多個遮光罩15中的目標遮光罩移動到光的切斷位置，遮光罩組件10不能向近的方向旋轉，而向反向旋轉且並不需要的遮光罩經過光的切斷位置，形成並不適宜的光束模式而容易給前方車輛駕駛者造成晃眼，而且使所述目標遮光罩移動到光的切斷位置所經過時間也較長，導致旨在形成光束模式的前照燈100的響應性也變慢的問題。為解決所述問題，控制器30會判斷所述目標步進數是否在最大步進數30000Step和最小步進數-30000Step範圍內(步驟S30)。如果所述目標步進數在所述最大步進數和最小步進數範圍內，則控制器30會按所述目標步進數使步進電動機20旋轉(步驟S40)。而且，控制器30是所述目標步進數超出所述最大步進數和最小步進數範圍，則用當前選擇的步進數加或減去使遮光罩組件10旋轉一次所需步進數的倍數的步進數替換所述當前步進數(步驟S50)。圖4提出了將使遮光罩組件10旋轉一次的步進數的一倍數即9216上加或減去當前所選步進數的步進數替換所述的當前步進數的例子，但在所述當前所選步進數上加或減去的步進數是在所述最大步進數和最小步進數範圍內使遮光罩組件10旋轉一次的步進數的倍數，因此可以進行多種變更。然後，控制器30對替換的當前步進數加或減去使所述目標遮光罩移動到光的切斷位置所需步進數的變化值從而修改所述目標步進數（步驟S60）。然後，控制器30按照修改的目標步進數使步進電動機20旋轉，從而使步進電動機20無溢出地繼續向同一個方向旋轉（步驟S70）。如上所述，根據本發明的前照燈控制裝置及控制方法，步進電動機20為了使目標遮光罩移動到光的切斷位置，無溢出地向正向和反向中的快的方向旋轉，防止在步進電動機20的旋轉中形成不必要的光束模式從而避免給前方車輛和對面車輛的駕駛者造成晃眼的同時加快光束模式的響應性。以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所述的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例所述技術方案的範圍。本發明的保護範圍應根據下述的權利要求範圍進行解釋，而且在其同等範圍內的所有技術方案應都屬於本發明的權利要求範圍。以上所述實施例僅是為充分說明本發明而所舉的較佳的實施例，本發明的保護範圍不限於此。本技術領域的技術人員在本發明基礎上所作的等同替代或變換，均在本發明的保護範圍之內。本發明的保護範圍以權利要求書為準。