RU2758227C1 - Adaptive car head lamp - Google Patents

Adaptive car head lamp Download PDF

Info

Publication number
RU2758227C1
RU2758227C1 RU2020139489A RU2020139489A RU2758227C1 RU 2758227 C1 RU2758227 C1 RU 2758227C1 RU 2020139489 A RU2020139489 A RU 2020139489A RU 2020139489 A RU2020139489 A RU 2020139489A RU 2758227 C1 RU2758227 C1 RU 2758227C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lens
movement
guides
vertical
horizontal
Prior art date
Application number
RU2020139489A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Николаевич Ашанин
Сергей Евгеньевич Ларкин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет» filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет»
Priority to RU2020139489A priority Critical patent/RU2758227C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2758227C1 publication Critical patent/RU2758227C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V14/00—Controlling the distribution of the light emitted by adjustment of elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: automotive industry.
SUBSTANCE: invention relates to automotive lighting technology. The adaptive head lamp contains a housing, an ellipsoid reflector, a condenser lens, an RGB LED, three stepper motors, respectively, for vertical, horizontal and longitudinal movement of the lens, and a fourth stepper motor. An increase in the accuracy and speed of lens movement, when creating the required light distribution, is provided by the longitudinal movement of its corners by motors placed at the corners of the rectangular headlight and connected to the lens by guides with ball mounts. One of the guides is one-piece and is a support, and the other three are prefabricated and consist of two parts with ball spring-loaded connections to create vertical and horizontal movements of the lens.
EFFECT: improvement of the light distribution of the roadway in the far, near and fog lights is achieved, depending on the position of the steering wheel at all speeds of the car.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к автомобильной светотехнике, а более конкретно к конструкциям световых приборов автотранспортных средств, устройствам регулирования и корректирования положения светового пучка на дорожном полотне, и может быть использовано в качестве адаптивной фары в составе системы головного освещения автомобиля. Ожидаемый технический результат при осуществлении изобретения – увеличение точности и скорости перемещения линзы при создании требуемого светораспределения в режимах ближнего, дальнего, противотуманного света и дневных ходовых огней при резких изменениях скорости, маневра автомобиля, погодных условий, а так же своевременное снижение слепимости при встречном разъезде транспортных средств. The invention relates to automotive lighting, and more specifically to the design of vehicle lighting devices, devices for adjusting and correcting the position of the light beam on the roadway, and can be used as an adaptive headlight in the headlight system of a car. The expected technical result in the implementation of the invention is an increase in the accuracy and speed of movement of the lens when creating the required light distribution in the modes of near, high, fog light and daytime running lights with sharp changes in speed, vehicle maneuver, weather conditions, as well as a timely reduction in glare during oncoming traffic junction. funds.

Известно устройство для регулирования положения светового пучка фары транспортного средства, включающее источника света, эллипсоидный отражатель, волоконно-оптический преобразователь изображения, линзу. Процесс регулирования положения светового пучка фары относительно дорожного полотна осуществляется поворотом волоконно-оптического преобразователя изображения относительно второй фокальной точки эллипсоидного отражателя в горизонтальной и/или вертикальной плоскостях [1]. К недостаткам данного устройства можно отнести невозможность изменения ширины светового пучка в зависимости от скорости и маневра автомобиля, создания требуемого светораспределения при изменении погодных условий, а так же ослепление водителей транспортных средств при встречном разъезде. A device for adjusting the position of a light beam of a vehicle headlamp is known, including a light source, an ellipsoidal reflector, a fiber-optic image converter, and a lens. The process of adjusting the position of the light beam of the headlamp relative to the roadway is carried out by turning the fiber-optic image converter relative to the second focal point of the ellipsoidal reflector in the horizontal and / or vertical planes [1]. The disadvantages of this device include the impossibility of changing the width of the light beam depending on the speed and maneuver of the car, creating the required light distribution when weather conditions change, as well as dazzling vehicle drivers when passing oncoming traffic.

Наиболее близкой к заявляемому устройству является адаптивная система головного освещения автомобиля [2], содержащая корпус, эллипсоидный отражатель, конденсорную линзу, RGB светодиод, три шаговых двигателя для вертикального, горизонтального и продольного перемещения линзы соответственно (фиг.1), где: 1 – RGB светодиод, 2- отражатель, 3 – двигатель обтюратора противотуманного света, 4 – корпус фары, 5 – направляющие горизонтального перемещения линзы, 6 – рамка вертикального перемещения линзы, 7 – конденсорная линза, 8 – двигатель вертикального перемещения, 9 – рамка горизонтального перемещения линзы, 10 – двигатель горизонтального перемещения линзы, 11 – двигатель обтюратора ближнего света, 12 – направляющие продольного перемещения отражателя, 13 – двигатель продольного перемещения отражателя.Closest to the claimed device is an adaptive head lighting system for a car [2], containing a body, an ellipsoidal reflector, a condenser lens, an RGB LED, three stepper motors for vertical, horizontal and longitudinal movement of the lens, respectively (figure 1), where: 1 - RGB LED, 2- reflector, 3 - fog light obturator motor, 4 - headlight housing, 5 - horizontal lens movement guides, 6 - vertical lens movement frame, 7 - condenser lens, 8 - vertical movement motor, 9 - horizontal lens movement frame, 10 - motor for horizontal movement of the lens, 11 - motor for low beam obturator, 12 - guides for longitudinal movement of the reflector, 13 - motor for longitudinal movement of the reflector.

Конструкция фары позволяет осевым перемещением отражателя изменять ширину светового пучка. Поворот светового пучка происходит перемещением линзы в горизонтальной плоскости в зависимости от скорости движения и положения рулевого колеса. Хотя система и обеспечивает изменение освещенности дорожного полотна в зависимости от скорости движения и положения рулевого колеса это возможно только на одной скорости движения, поскольку радиус кривизны поверхности перемещения линзы задан жёстко конструкцией фары.The design of the headlamp allows the axial movement of the reflector to change the width of the light beam. The rotation of the light beam occurs by moving the lens in the horizontal plane, depending on the speed of movement and the position of the steering wheel. Although the system provides a change in the illumination of the roadway depending on the speed of movement and the position of the steering wheel, this is possible only at one speed of movement, since the radius of curvature of the surface of movement of the lens is rigidly set by the design of the headlight.

Предлагаемое техническое решение направлено на улучшение светораспределения дорожного полотна на дальнем, ближнем и противотуманном свете в зависимости от положения рулевого колеса на всех скоростях движения автомобиля.The proposed technical solution is aimed at improving the light distribution of the roadway at high, low and fog lights, depending on the position of the steering wheel at all vehicle speeds.

Ожидаемый технический результат при реализации предлагаемого изобретения – это повышение точности реализации светораспределения дальнего, ближнего и противотуманного света, а так же повышение безопасности дорожного движения вследствие отсутствия деформации светового пучка при изменении положения рулевого колеса на всех скоростях движения.The expected technical result in the implementation of the proposed invention is an increase in the accuracy of the implementation of light distribution of high, low and fog lights, as well as an increase in road safety due to the absence of deformation of the light beam when changing the position of the steering wheel at all speeds.

Это достигается за счет того, что в известной системе головного освещения в фаре, содержащей корпус, эллипсоидный отражатель, конденсорную линзу, RGB светодиод перемещение линзы по сферической поверхности заменено продольным перемещением ее углов.This is achieved due to the fact that in the known head lighting system in a headlamp containing a housing, an ellipsoidal reflector, a condenser lens, an RGB LED, the movement of the lens along a spherical surface is replaced by a longitudinal movement of its corners.

Отличительными конструктивными признаками фары для повышения точности создания светораспределения от ближайшего аналога является введение дополнительного четвертого шагового двигателя. При этом все двигатели размещены по углам прямоугольной фары и соединены с линзой направляющими с шаровыми креплениями. Одна из направляющих цельная и является опорной. Три других сборные и состоят из двух частей с шаровыми подпружиненными соединениями для создания вертикального и горизонтальной перемещений линзы. Distinctive design features of the headlight to improve the accuracy of light distribution from the closest analogue is the introduction of an additional fourth stepper motor. In this case, all engines are located at the corners of a rectangular headlight and are connected to the lens by guides with ball mountings. One of the guides is solid and is supporting. The other three are prefabricated and are in two pieces with ball spring-loaded joints to create vertical and horizontal movement of the lens.

Конструкция заявляемой адаптивной фары и ее разрез приведены на фиг. 2, где: 1, 16 – двигатели продольного перемещения линзы, 2, 15 – направляющие продольного перемещения линзы, 3 – RGB светодиод, 4, 14 – ограничители направляющих перемещения линзы, 5 – отражатель, 6 – двигатель обтюратора противотуманного света, 7, 13 – шаровые подпружиненные соединения направляющих, 8 – корпус фары, 9, 11 – шаровые крепления линзы, 10 – конденсорная линза, 12 – двигатель обтюратора ближнего света.The design of the inventive adaptive headlamp and its section are shown in Fig. 2, where: 1, 16 - motors for longitudinal movement of the lens, 2, 15 - guides for longitudinal movement of the lens, 3 - RGB LED, 4, 14 - limiters for the guides of movement of the lens, 5 - reflector, 6 - motor for fog light obturator, 7, 13 - spherical spring-loaded joints of the guides, 8 - headlamp housing, 9, 11 - ball mounts of the lens, 10 - condenser lens, 12 - low beam obturator engine.

Благодаря наличию этих признаков в конструкции заявляемого устройства расширились функциональные возможности изделия, достигнут описанный выше технический результат, что в итоге дало возможность решить поставленную задачу и улучшить технические характеристики адаптивной фары головного освещения транспортного средства. Due to the presence of these features in the design of the claimed device, the functional capabilities of the product have expanded, the above-described technical result has been achieved, which ultimately made it possible to solve the problem and improve the technical characteristics of the adaptive headlight of the vehicle.

Принципиальным отличием заявляемой фары адаптивного освещения от прототипа является отсутствие сферической поверхности перемещения линзы, что позволяет создать любой радиус ее поворота при повороте рулевого колеса на любой скорости движения. Одна из направляющих 15 выполнена сплошной и является осью опоры при перемещении линзы в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Подпружиненные шаровые соединения 7, 13 в остальных опорах необходимы для обеспечения перемещения линзы в вертикальной и горизонтальной плоскостях из-за уменьшения ее проекции на соответствующие оси при поворотах рулевого колеса.The fundamental difference between the inventive headlight adaptive lighting from the prototype is the absence of a spherical surface of the lens movement, which allows you to create any radius of its rotation when turning the steering wheel at any speed. One of the guides 15 is solid and is the support axis when the lens moves in the vertical and horizontal planes. Spring-loaded ball joints 7, 13 in the remaining supports are necessary to ensure the movement of the lens in the vertical and horizontal planes due to a decrease in its projection onto the corresponding axes when the steering wheel is turned.

Сущность изобретения при встречном разъезде транспортных средств поясняется ходом световых лучей при повороте рулевого колеса, представленными на фиг. 3. The essence of the invention in the case of oncoming passing vehicles is illustrated by the course of light beams when the steering wheel is turned, shown in FIG. 3.

Радиус сферической поверхности движения линзы в прототипе неизменен и определяется конструкцией фары. Он не может быть маленьким, поскольку это не позволит крупногабаритной линзе надежно крепиться и быть неподверженной вибрациям при движении по неровной дороге. Поэтому при движении на любой скорости радиус перемещения линзы будет большим и равным R1, как показано на фиг.3, а. Такое значение радиуса позволяет создавать адаптивное светораспределение при движении по автомагистралям при небольших радиусах поворота дорожного полотна. При движении на небольших скоростях и городском цикле при подъезде к перекрестку в прототипе отражатель придвинется к линзе для увеличения ширины освещаемой зоны, и фокус сместится из F 1 в F 2 как это показано на фиг.3,а. Тогда для поддержания требуемой ширины светового пучка при повороте на угол α линза должна поворачиваться вдоль сферической поверхности радиусом R2. Однако поскольку в прототипе этот радиус изменить невозможно, то линза будет перемещаться по сферической поверхности с прежним радиусом R1. Вследствие этого при повороте линзы на угол α линза окажется не в положении 2, а в положении 2 / , что неминуемо приведет к изменению светораспределения на дорожном полотне и оно не будет соответствовать требуемому. В заявляемой фаре адаптивного освещения это проблема решена за счет отсутствия самой сферической поверхности и радиус кривизны сферической поверхности, равно как и расстояние до отражателя устанавливается путем наклона линзы в вертикальной или горизонтальной плоскостях с одновременным ее перемещением на требуемое расстояние от фокуса (см. фиг.3,в) при изменении скорости движения.The radius of the spherical surface of movement of the lens in the prototype is unchanged and is determined by the design of the headlight. It cannot be small, as this will not allow the large lens to be securely attached and not subject to vibration when driving on uneven roads. Therefore, when moving at any speed, the radius of movement of the lens will be large and equal to R 1, as shown in Fig. 3, a. This value of the radius allows you to create adaptive light distribution when driving on motorways with small turning radii of the roadway. When driving at low speeds and in the city cycle when approaching an intersection in the prototype, the reflector will move to the lens to increase the width of the illuminated area, and the focus will shift from F 1 to F 2 as shown in Fig. 3, a. Then, to maintain the required width of the light beam when rotating through an angle α, the lens must rotate along a spherical surface with a radius R 2. However, since this radius cannot be changed in the prototype, the lens will move along a spherical surface with the same radius R 1. As a result, when the lens is rotated by the angle α of the lens will be not in position 2, but in position 2 / , which will inevitably lead to a change in the light distribution on the roadway and it will not correspond to the required one. In the inventive headlight of adaptive lighting, this problem is solved due to the absence of the spherical surface itself and the radius of curvature of the spherical surface, as well as the distance to the reflector, is set by tilting the lens in the vertical or horizontal planes with its simultaneous movement to the required distance from the focus (see Fig. 3 , c) when changing the speed of movement.

Адаптивная фара позволяет увеличить точность создании требуемого светораспределения на дальнем, ближнем и противотуманном свет при изменении положения рулевого колеса на всех скоростях движения транспортного средства, что снижает деформацию светового пучка и освещенность его контрольных точек, увеличивая тем самым безопасность дорожного движения. The adaptive headlight allows you to increase the accuracy of creating the required light distribution at the high, low and fog lights when changing the position of the steering wheel at all vehicle speeds, which reduces the deformation of the light beam and the illumination of its control points, thereby increasing road safety.

Источники информацииSources of information

1. Патент РФ на изобретение № 2 289 754, кл. F21S8/12, F21V14/00, B60Q 1/04, опубл. 20.12.2006.1. RF patent for invention No. 2 289 754, cl. F21S8 / 12, F21V14 / 00, B60Q 1/04, publ. 20.12.2006.

2. Патент РФ на изобретение № 2 656 976, кл. B60Q1/14, B60Q 1/04, опубл. 07.06.2018.2. RF patent for invention No. 2 656 976, cl. B60Q1 / 14, B60Q 1/04, publ. 07.06.2018.

Claims (1)

Адаптивная фара головного освещения, содержащая корпус, эллипсоидный отражатель, конденсорную линзу, RGB светодиод, три шаговых двигателя соответственно для вертикального, горизонтального и продольного перемещения линзы, отличающаяся тем, что содержит четвертый шаговый двигатель, при этом увеличение точности и скорости перемещения линзы, при создании требуемого светораспределения, обеспечивается продольным перемещением ее углов двигателями, размещенными по углам прямоугольной фары и соединенными с линзой направляющими с шаровыми креплениями, при этом одна из направляющих цельная и является опорной, а три других сборные и состоят из двух частей с шаровыми подпружиненными соединениями для создания вертикального и горизонтального перемещения линзы.An adaptive headlamp containing a housing, an ellipsoidal reflector, a condenser lens, an RGB LED, three stepping motors, respectively, for vertical, horizontal and longitudinal movement of the lens, characterized in that it contains a fourth stepping motor, while increasing the accuracy and speed of movement of the lens when creating of the required light distribution is provided by the longitudinal movement of its corners by motors located at the corners of a rectangular headlight and connected to the lens with guides with ball mounts, while one of the guides is one-piece and is a supporting one, and the other three are prefabricated and consist of two parts with spherical spring-loaded joints to create a vertical and horizontal movement of the lens.
RU2020139489A 2020-12-02 2020-12-02 Adaptive car head lamp RU2758227C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020139489A RU2758227C1 (en) 2020-12-02 2020-12-02 Adaptive car head lamp

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020139489A RU2758227C1 (en) 2020-12-02 2020-12-02 Adaptive car head lamp

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2758227C1 true RU2758227C1 (en) 2021-10-26

Family

ID=78289727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020139489A RU2758227C1 (en) 2020-12-02 2020-12-02 Adaptive car head lamp

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2758227C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3243990A1 (en) * 1982-11-27 1984-05-30 Westfälische Metall Industrie KG Hueck & Co, 4780 Lippstadt HEADLIGHTS FOR MOTOR VEHICLES
EP0595267B1 (en) * 1992-10-27 1997-07-16 MAGNETI MARELLI S.p.A. Headlight for motor vehicles
RU9814U1 (en) * 1998-07-17 1999-05-16 Владимирское производственное объединение "Точмаш" HEADLIGHT CAR
RU2482983C2 (en) * 2008-05-07 2013-05-27 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Light leveling device
RU2656976C1 (en) * 2016-12-29 2018-06-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВО "Пензенский государственный университет") Adaptive head car lighting system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3243990A1 (en) * 1982-11-27 1984-05-30 Westfälische Metall Industrie KG Hueck & Co, 4780 Lippstadt HEADLIGHTS FOR MOTOR VEHICLES
EP0595267B1 (en) * 1992-10-27 1997-07-16 MAGNETI MARELLI S.p.A. Headlight for motor vehicles
RU9814U1 (en) * 1998-07-17 1999-05-16 Владимирское производственное объединение "Точмаш" HEADLIGHT CAR
RU2482983C2 (en) * 2008-05-07 2013-05-27 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Light leveling device
RU2656976C1 (en) * 2016-12-29 2018-06-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВО "Пензенский государственный университет") Adaptive head car lighting system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1241772C (en) Vehicle lighting device
JP4523100B2 (en) Vehicle headlight device for generating luminous flux having various characteristics
KR100380500B1 (en) Vehicle lamp apparatus
JP6971974B2 (en) Automotive lighting system
US5307247A (en) Headlamp for motor vehicles
JP5074888B2 (en) Vehicle lamp system
JP5546326B2 (en) Control device, vehicle lamp system, vehicle lamp
JP2004349120A (en) Vehicular headlight
JPH0750102A (en) Light distribution control device for automobile headlight
JP5552381B2 (en) Control device, vehicle headlamp system
CN1253331C (en) Vehicle lighting device
JP2004327187A (en) Vehicular head-light
RU2674367C2 (en) Headlight assembly with static bending lights
JP5430282B2 (en) Light distribution control system for vehicle headlamps
EP2100771B1 (en) Vehicle headlight apparatus and method for controlling same
JP5539796B2 (en) Vehicle headlight system
RU2758227C1 (en) Adaptive car head lamp
GB2395548A (en) Adaptive frontlighting system for motor vehicles
EP2388164B1 (en) Vehicle Headlamp system, control device, vehicle headlamp, and control method of vehicle headlamp
EP2384933B1 (en) Vehicle headlamp system, control device and vehicle headlamp
JP2007214074A (en) Vehicle headlamp
JP5557611B2 (en) VEHICLE LIGHT SYSTEM, CONTROL DEVICE, AND VEHICLE LIGHT
JP2003317510A (en) Light fixture for vehicle
Kobayashi et al. Beam controllable headlighting system
JP2011238378A (en) Lamp fixture system for vehicle, control device, and lamp fixture for vehicle