CN115989160A - 前照灯以及用于前照灯的驱控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的前照灯，所述前照灯具有用于发射光的光源单元(1)、用于根据预给定的光分布(L)偏转光的光学单元(4)和用于产生驱控信号(6、7)的驱控单元(5)，借助所述驱控信号能驱控光源单元(1)和/或光学单元(4)，其中，所述驱控信号(6、7)根据多个环境参数(9)产生，其中，在所述驱控单元(5)中存储有优化程序(8)，借助于所述优化程序由多个单驱控信号(A1、A2、…An)计算所述驱控信号(6、7)，其中，借助于所述单驱控信号(A1、A2、…An)能分别产生与环境参数有关的不同的部分光分布(TL1、TL2、…TLn)。

Description

前照灯以及用于前照灯的驱控方法
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的前照灯，所述前照灯具有用于发射光的光源单元、用于根据预给定的光分布偏转光的光学单元和用于产生驱控信号的驱控单元，借助于所述驱控信号能驱控光源单元和/或光学单元，其中，所述驱控信号根据多个环境参数产生。
此外，本发明涉及一种用于驱控前照灯的方法。
背景技术
由DE102005041234A1已知一种用于车辆的前照灯，该前照灯具有光源单元和用于产生预给定的光分布的光学单元，其中，光源单元的不同的光源与不同的光学单元相配设。由此可以产生具有不同尺寸的光斑的不同的部分光分布，所述光斑通过叠加形成预给定的光分布。
由DE102014107195A1已知一种用于车辆的前照灯，该前照灯包括光源单元以及用于产生预给定的光分布的光学单元。此外，所述前照灯包括驱控单元，该驱控单元根据通过检测单元提供的环境条件这样对光源单元起作用，使得产生优化的光分布。环境条件包括环境参数、例如迎面而来的车辆或灯柱。在驱控单元中进行亮度估计，所述亮度估计产生校正驱控信号，借助于该校正驱控信号优化预给定的光分布。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于车辆的前照灯以及一种用于驱控前照灯的方法，使得根据环境条件进一步优化光分布的产生。
为了实现该目的，本发明结合权利要求1的前序部分的特征在于，在驱控单元中存储优化程序，借助于该优化程序由多个单驱控信号(Einzel-Ansteuersignal)计算出驱控信号，其中，借助于单驱控信号能分别产生与环境参数有关的不同的部分光分布。
本发明的特别优点在于，根据不同的环境条件或交通场景实现光分布的优化。借助优化程序根据多个单驱控信号的存在和不存在来产生由驱控单元产生的驱控信号，借助于所述驱控信号驱控光源单元和/或光学单元，其中，单驱控信号分别用于产生不同的部分光分布，所述部分光分布能分别由确定的并且彼此独立存在的环境参数导出。例如，当接通前照灯的自适应远光功能时，根据当前存在的环境参数对光分布进行持续的调整或优化。因此有利地，仅将所需要的量的光发射到车辆周围环境中，或者仅将光引入到所需要的地方。可以有利地节约电能，而不降低照明质量。本发明的基本构思是，对出现的环境条件进行分类。每个环境参数——例如道路走向的类型、行人在左侧或右侧的存在、路面、天气、道路照明——都与一个部分光分布相配设，所述部分光分布能借助单驱控信号产生。在询问这些环境参数存在或不存在之后，借助于优化程序计算合成的驱控信号，借助于所述驱控信号产生合成的光分布。因此，将复杂的环境场景划分或分类成单个的环境场景，这些单个的环境场景分别与一个单独的部分光分布相配设。借助优化规则将各部分光分布相互关联，使得产生优化的光分布，所述光分布借助相应的驱控信号实现。
根据本发明的一种改进方案，所述环境参数分别仅给出与光分布相关的关于环境条件的单个信息。关于类别“道路走向”，例如根据车辆是存在于笔直道路上还是在具有左侧分支的道路上还是在具有右侧分支的道路上来区分各部分光分布。例如，关于类别“行人出现
Figure BDA0004093906850000021
”，根据行人或人行道位于道路的左侧还是右侧来区分相应的各部分光分布。
根据本发明的一种改进方案，所述单驱控信号构造为数字信号，一方面所述数字信号要么处于接通状态要么处于断开状态，或者另一方面所述数字信号处于不同的级中。如果关于类别“道路走向”设置有向左弯曲，则关于“道路笔直”和“右转弯”的单驱控信号处于断开状态，而涉及“左转弯”的单驱控信号处于接通状态。因此，仅采用与“左转弯”对应的部分光分布并根据优化规则将所述部分光分布与其他部分光分布组合。
按照本发明的一种改进方案，设置有数据库，所述数据库用于存储表征相应的环境参数的单驱控信号，所述数据库优选集成在驱控单元中。因此存储了所有部分光分布，所述部分光分布可以为了产生合成的光分布而一同采用。这根据与相应的部分光分布相配设的环境参数存在或不存在来进行。有利地，为了确定驱控信号仅需要查明存在的环境参数，以便能在选择相应的存储在数据库中的“部分光分布”的情况下借助于驱控信号产生优化的光分布。
根据本发明的一种改进方案，所述驱控单元与检测单元耦联和/或与经由通信网络(例如互联网)连接的外部发送设备耦联以用于获取或提供环境参数。因此，能相对简单并且及时地确定环境参数的存在或不存在，从而利用通过优化规则对驱控信号的计算由与分别存在的当前环境参数相配设的部分光分布组合出所期望的光分布。
根据一种改进方案，所述优化程序构造成，使得分别比较由外部发送装置提供的当前环境参数与相应的由检测单元提供的当前环境参数的一致性，并且在确定了在相应的环境参数之间的偏差时，采用相应由检测单元提供的环境参数以用于形成单驱控信号。
以这种方式检查外部提供的环境参数并且必要时对所述外部提供的环境参数进行校正。
按照本发明的一种改进方案，所述驱控单元具有计算器件，借助所述计算器件能从当前存在的环境参数计算出用于相应部分光分布的单驱控信号并且借助优化规则由所述单驱控信号计算出用于光分布的驱控信号。优选将与环境参数相对应的单驱控信号存储在数据库中。有利地，可以通过比较当前存在的环境参数来确定相应的部分光分布的重要性。
按照本发明的一种改进方案，所述优化程序构造成，使得将不同地存在的各部分光分布的位置在部分光分布的照明强度值方面进行比较，并且在使用优化规则的情况下为每个位置确定驱控信号。根据本发明，根据当前存在的环境参数来对光分布的各个位置进行评价，从而与位置相关地设定照明强度值。仅在必要的范围内将光引入到车辆周围环境中的相应位置。
根据本发明的一种改进方案，所述优化规则构造成，使得为每个位置从作为当前确定的各分光分布中分别选出优化的和/或最大的照明强度值。因此，根据前照灯的分辨率——特别是在矩阵状设置的光源中——可以与位置相关地实现优化的光分布。
根据本发明的一种改进方案，可以根据加权规则来加权地提供不同的环境参数的单驱控信号。例如，与行人数量少时相比，当确定行人数量较多时，用于类别“行人出现”的加权因子可以较大。
为了实现所述目的，本发明具有方法权利要求12的特征。
根据本发明的方法的特别优点在于，通过以分别与不同的环境参数相配设的部分光分布或用于驱控光源单元或光学单元的单驱控信号的形式对车辆周围环境这样进行分类：产生相应的部分光分布，并且按照优化规则将这些部分光分布组合，来产生优化的光分布。根据前照灯的分辨率，仅将光以必要的并且充足的量引入到光分布或车辆周围环境的各位置上。有利地防止在确定的位置上产生过多的光。
附图说明
下面借助附图更详细地阐述本发明的实施例。
图中：
图1示出按照本发明的前照灯的框图；
图2示出不同的环境参数与部分光分布的配设表；
图3a示出在车辆前方区域中针对环境参数“道路走向笔直”的部分光分布；
图3b示出在车辆前方区域中针对环境参数“道路走向向左”的部分光分布；
图3c示出在车辆前方区域中针对环境参数“道路走向向右”的部分光分布；
图3d示出在车辆前方区域中针对环境参数“右侧行人”的部分光分布；
图3e示出在车辆前方区域中针对环境参数“左侧行人”的部分光分布；
图3f示出在车辆前方区域中针对环境参数“存在对向交通”的部分光分布；
图3g示出在车辆前方区域中针对环境参数“不存在对向交通”的部分光分布；
图4示出在车辆前方区域中合成的光分布；以及
图5示出照明驱控的流程图。
具体实施方式
用于车辆的前照灯设置在车辆的前部区域中。其包括具有多个矩阵状地布置的光源2的光源单元1。光源2优选构造为LED光源，所述LED光源布置在共同的载体上。LED光源2以给定的数量矩阵状地布置，从而借助于这种矩阵前照灯能够产生具有光分布L的多个小像素的像素光***。
为了使由光源2发射的光成像，设有光学单元4，所述光学单元例如具有预给定数量的透镜。前照灯可以构造为扫描式前照灯，其中，光源构造为激光光源，并且光学单元4构造为偏转单元。备选地，光学单元4也可以具有多个液晶元件或微镜元件，从而通过相应地驱控光学单元4而存在LCD像素光***(LCD＝liquid crystal display，液晶显示)或基于微镜的像素***(DMD＝digital micromirror devic，数字微镜装置)。根据光学单元4的实施方式，借助驱控单元5将驱控信号6发送给光源单元1和/或将驱控信号7发送给光学单元4，借助于所述光学单元产生在图4中示出的光分布L。
驱控单元5具有优化程序8，借助该优化程序产生驱控信号6、7。优化程序8为此考虑当前的环境参数9，所述环境参数可以由与驱控单元5耦联的检测单元10提供。检测单元10可以例如具有摄像机和/或传感器。
备选地或附加地，驱控单元5通过通信网络11(例如互联网)与发送装置12耦联，该发送装置传送例如天气数据和/或路况数据等作为环境参数13。发送装置12可以例如是基于云的或者集成在其他车辆、优选前方的车辆中。
在图2中列出在产生光分布L时所考虑的不同类别的环境参数9、13。第一类别涉及类别“道路走向”，其中预给定“道路走向笔直”、“道路走向向左”和“道路走向向右”作为环境参数。备选地，也可以设置对该类别的具有多种可能性的细化。第二类别涉及“行人数量”，其中预给定“左侧行人少”、“左侧行人多”、“右侧行人少”、“右侧行人多”作为环境条件。这些预先选择的环境条件中的每个环境条件都与一个部分光分布TL1、TL2、TL3、…Tn相配设。相应的部分光分布TL1、TL2、…TLn可以通过相应的单驱控信号A1、A2、An产生，利用所述单驱控信号驱控光源单元1和/或光学单元4。与类别“道路走向”(在所述类别中询问不同的道路走向)不同地，在类别“行人”中也询问在左侧和/或右侧存在行人的数量范围。因此，根据行人的出现可实现在光分布L中对行人的优化考虑。
在第三类别“对向交通”中考虑存在和不存在对向交通。在第四类别中考虑当前的天气。在第五类别中考虑路面。在第六类别中考虑车辆的位置。第n类别可以例如涉及道路照明。类别的数量是任意的，其取决于精度要求。
图3中示出与相应的环境参数9、13相配设的各种部分光分布。环境参数9、13因此给出与光分布相关的关于车辆环境条件的单个信息，其中，分别对于产生部分光分布TL1、TL2、…TLn所需的单驱控信号A1、A2、An存储在与驱控单元5连接的数据库14中。
优化程序8构造成，使得依次询问环境参数9、13的总数的类别或环境参数存在或不存在，其中，对于每次询问仅存在两个二进制信号，即“1”表示存在，而“0”表示不存在。这在根据图5的步骤S1中进行。在任何情况下都涉及数字信号，所述数字信号按照未示出的实施方式也能够以多个级(调光级)存在。
如果肯定一个环境参数的存在，则这意味着，为了确定驱控信号6、7而考虑存储在数据库14中的相应的单驱控信号A1…An。当前不存在并且与数字“0”相配设的环境参数引起：不将相应的驱控信号A1考虑用于确定驱控信号6、7。
驱控单元5具有作为计算器件15的微处理器，借助于所述计算器件运行优化程序。
在进一步的步骤S2中，优化程序应用优化规则，借助于该优化规则由相关的并且以“1”表征的单驱控信号A1…An产生驱控信号6、7。根据优化规则的第一变型方案，对与相应的当前环境参数相配设的部分光分布TL1…TLn的相同的像素式的位置或像素式的位置坐标K1、K2、Kn进行检测：所述部分光分布TL1…TLn中的哪个部分光分布提供最大的照明强度值。然后在接下来的步骤S3中采用该最大照明强度值以用于合成的光分布L。在本实施例中，存在关于“道路走向笔直”、“左侧行人少”、“右侧行人多”、“存在对向交通”、“天气干燥”、“沥青路面”、“城市道路”的环境参数，从而将部分光分布TL1、TL4、TL7、TL8、TL12、TL13、TL16彼此关联。这以如下方式实现：将这些部分光分布TL1、TL4、TL7、TL8、TL12、TL13、TL16几乎“彼此相叠”，并且确定在这些部分光分布TL1、TL4、TL7、TL8、TL12、TL13、TL16的相应的位置坐标K1、K2、Kn上的最大照明强度值，然后由这些最大照明强度值形成当前的光分布L。通过优化程序8确定相应的驱控信号并且在步骤S3中将所述相应的驱控信号传输给光源单元1和/或光学单元4。
根据本发明的一种未示出的备选实施方式，与相应存在的环境参数相配设的部分光分布TL1、TL2、…TLn或者相应的单驱控信号A1、A2、An可以根据加权规则加权地考虑以用于确定驱控信号。在本实施例中从以下出发：将所有相关的具有相同照明强度值份额的类别相互比较，并将关于位置坐标K1、K2、Kn的最大照明值采用为最大照明强度值。例如，如果第五类别“路面”应当具有与其他类别相比次要的重要性，则相应的单驱控信号可以不以因子1、而是以在0至1之间的因子引入。例如，如果第五类别在确定的位置K1、K2、Kn处预给定最大照明强度值，则将所述最大照明强度值相应地减小、例如当加权因子为0.5时降低到一半，并且因此在光分布L中的照明强度值在该位置中更小。
如从图5中可见的，持续地并且重复地询问当前的环境参数，从而在环境条件改变时能直接改变或调整光分布L。
附图标记列表
1 光源单元
2 光源
4 光学单元
5 驱控单元
6 驱控信号
7 驱控信号
8 优化程序
9 环境参数
10 检测单元
11 通信网络
12 发射装置
13 环境参数
14 数据库
15 计算器件
L 光分布
S1、S2、S3 步骤
TL1-TLn 部分光分布
A1、A2、An 单驱控信号
K1、K2、Kn 位置坐标

Claims (15)

1.一种用于车辆的前照灯，所述前照灯具有用于发射光的光源单元(1)、用于根据预给定的光分布(L)偏转光的光学单元(4)和用于产生驱控信号(6、7)的驱控单元(5)，借助于所述驱控信号能驱控光源单元(1)和/或光学单元(4)，所述驱控信号(6、7)根据多个环境参数(9)产生，其特征在于，在所述驱控单元(5)中存储有优化程序(8)，借助于所述优化程序由多个单驱控信号(A1、A2、…An)计算驱控信号(6、7)，借助所述单驱控信号(A1、A2、…An)能分别产生与环境参数有关的不同的部分光分布(TL1、TL2、…TLn)。
2.根据权利要求1所述的前照灯，其特征在于，每个环境参数(9)都与一个单独的单驱控信号(A1、A2、…An)相配设，借助所述单驱控信号能产生与所述环境参数(9)相关的部分光分布(TL1、TL2、…TLn)。
3.根据权利要求1或2所述的前照灯，其特征在于，所述环境参数(9)分别仅给出与光分布相关的关于环境条件的单个信息。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的前照灯，其特征在于，所述单驱控信号(A1、A2、…An)构造为数字信号，一方面所述数字信号要么处于接通状态要么处于断开状态，或者另一方面所述数字信号处于多个级中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的前照灯，其特征在于，设置有数据库(14)，所述数据库用于存储表征相应的环境参数(9)的单驱控信号(A1、A2、…An)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的前照灯，其特征在于，所述驱控单元(5)与检测单元(10)耦联和/或经由通信网络(11)与外部发送装置(12)耦联以用于获取环境参数(9)。
7.根据权利要求6所述的前照灯，其特征在于，所述优化程序(8)构造成，使得分别比较由外部发送装置(12)提供的当前环境参数(9)与相应的由检测单元(10)提供的当前环境参数(9)的一致性，并且在确定了在相应的环境参数(9)之间的偏差时，采用相应由检测单元(10)提供的环境参数(9)以用于形成单驱控信号(A1、A2、…An)。
8.按照权利要求1至7中任一项所述的前照灯，其特征在于，所述驱控单元(5)具有计算器件(15)，借助于所述计算器件通过比较由检测单元(10)和/或外部发送装置(12)提供的当前的环境参数(9)与存储在数据库(14)中的环境参数(9)来确定单驱控信号(A1、A2、…An)的存在或不存在，并且借助于优化规则由当前存在的单驱控信号(A1、A2、…An)计算出驱控信号(6、7)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的前照灯，其特征在于，所述优化程序(8)构造成，使得将不同地存在的部分光分布(TL1、TL2、…TLn)的位置(K1、K2、…Kn)在所述部分光分布的照明强度值方面相互比较，并且在使用优化规则的情况下为每个位置(K1、K2、…Kn)确定驱控信号(6、7)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的前照灯，其特征在于，所述优化规则构造成，使得从所述部分光分布(TL1、TL2、…TLn)中分别选出所述位置的最大的或优化的照明强度值。
11.按照权利要求1至10中任一项所述的前照灯，其特征在于，按照加权规则加权地提供不同的环境参数(9)的单驱控信号(A1、A2、…An)。
12.用于驱控根据权利要求1至11中任一项所述的前照灯的方法，其特征在于，
-环境参数(9)分别与所存储的单驱控信号(A1、A2、…An)相配设以用于产生与相应的环境参数(9)有关的部分光分布(TL1、TL2、…TLn)，
-通过车辆的检测单元和/或通过经由通信网络(11)连接的发送装置(12)来确定各环境参数(9)的存在或不存在，
-根据环境参数(9)的当前存在按照优化规则计算驱控信号(6、7)。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在确定了预给定分别不同的部分光分布(TL1、TL2、…TLn)的当前的单驱控信号(A1、A2、…An)之后，将所述部分光分布(TL1、TL2、…TLn)的与位置相关的照明强度值相互比较，并且根据所述优化规则与位置相关地计算借助于驱控信号(A1、A2、…An)产生的光分布(L)的照明强度值。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，由加权的或未加权的单驱控信号(A1、A2、…An)来计算驱控信号(6、7)。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其特征在于，借助于所述优化规则分别采用所述部分光分布(TL1、TL2、…TLn)的与位置相关的最大照明强度值来确定驱控信号(6、7)。
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