CN107278250B - 用于确定车辆前灯中的镜装置的零位的方法 - Google Patents

Abstract

为了确定车辆用的前灯中的光模块（10）的照明范围调节的调节驱动装置（14）的零位，把从光源（1）出发的光引导到吸收面（12）上。所述吸收面（12）具有开口，所述光作为受限的光束（17）穿过所述开口。借助所述调节驱动装置（14）将光模块鉴于其角位置而言转动，其中借助光敏传感器（15）探测穿过所述开口的光束（17）的强度，所述光敏传感器布置在所述吸收面（12）之后。

Description

用于确定车辆前灯中的镜装置的零位的方法

技术领域

本发明涉及车辆、例如载客汽车用的前灯，所述前灯具有一个（或多个）光模块（Lichtmodul），所述光模块具有至少一个光源和至少一个镜装置（Spiegeleinrichtung），其中给光模块分配调节驱动装置（Stellantrieb），借助所述调节驱动装置能够转动光模块用于设定对于运行所预先设定的角位置。本发明此外涉及用于确定所提及类型的前灯中的光模块的角位置的零位（Nullposition）的方法。

背景技术

具有用于使光转向以及用于形成特定的期望的光图像（Lichtbild）的镜装置的前灯是众所周知的。这种镜装置可以是简单的镜，所述简单的镜可以是平坦的或拱形的；或者这种镜装置可以被实现为微镜阵列（所谓的DLP，代表Digital Light Processor（数字光处理器））。在许多应用情况下，镜装置连同光源和必要时所属的光学构件被联合在光模块中，并且所述光模块以能转动的方式布置，以便选择所期望的运行设定，例如用于照明范围调节（Leuchtweitenregelung）。通过本身已知类型的调节驱动装置实现通过转动所述镜对所期望的角位置的设定（Einstellung）。在此情况下经常出现以下问题，即，为了可靠地规定镜的角位置，以调节驱动装置的零位为前提。

在常规的解决方案中，通过以下方式测定镜的驱动电动机的零位，即，使电动机朝止档（Anschlag）移动或者使电动机驶过参考位置（über…gefahren wird），借助机械或霍尔效应传感器询问所述参考位置。然而，这仅允许对电动机位置的确定，其中对射束走向（Strahlverlauf）的附加几何影响、诸如光学组件的定位的公差或者支承框架的扭曲不被检测。

发明内容

因此，本发明的任务是，消除上面提及的缺点并且使得能够可靠地检测零位。

对于开头所述类型的前灯，根据本发明通过具有开口的吸收面以及通过光敏传感器解决所述任务，其中除了作为受限的光束穿过所述开口的光之外，从光源出发、落到吸收面上的光在吸收面处被吸收，其中所述光敏传感器在来自镜装置的准直线中处于开口之后并且所述光敏传感器被设立用于探测穿过所述开口（hindurchtretend）的光束，用以检测光模块的角位置的零位。“准直线（Sehlinie）”在此情况下被理解为假设光束的无中断的传播路径，其中也考虑必要时存在的光学元件、例如镜或透镜，所述光学元件使所述准直线由于反射或折射而偏离简单的直线，然而并不导致对光信号的值得注意的影响。

基于所述解决方案，光作为受限的光束可以穿过在吸收面中的开口；借助所述调节驱动装置使所述光模块鉴于角位置而转动，其中借助光敏传感器探测到穿过所述开口的光束的强度。所述根据本发明的解决方案使得能够可靠地对模块调整装置的驱动电动机的零位进行校准或检测。另一好处是除前灯本来的运行组件以外所设置的组件的小数目，因为光源附加地被用于参考运行（Referenzlauf）（光源的双重利用）。

在一种特别适宜的应用情况下，该光模块为了实施照明范围调节而能够（至少）围绕水平轴转动。

根据本发明一种有利的改进方案，所述镜装置可以是微镜阵列；通过所述微镜阵列可以在检测零位期间把从光源入射的光从微镜阵列的至少一部分转向到吸收面上。

为了能够根据角位置可靠地实现测量，以下布置（Anordnung）可以是有利的，在所述布置中吸收面相对于能转动的光模块固定地布置，例如作为所述光模块的组件，然而所述传感器以独立于光模块的方式布置，例如在前灯中固定地安置在光模块之外。相反地，在一种变型方案中，传感器可以相对于能转动的光模块固定地布置，而吸收面以独立于光模块的方式布置，例如固定地安装在前灯中。

穿过吸收面的开口的光束可以直接射到光敏传感器上或者间接地被转向到所述光敏传感器上，也即通过光学有效的转向装置被转向到所述光敏传感器上。所述转向装置可以例如是以适合的方式布置的转向镜，或者所述转向装置可以是以适合的方式在吸收面的开口和光敏传感器之间布置的光导体。所述转向装置可以被定位在光模块之内（尤其作为其中的组件）或者定位在光模块之外（例如以相对于传感器定义的位置）。

所述光模块可以例如被保持在前灯的支承框架中，其中支承框架具有调节驱动装置，借助所述调节驱动装置能够转动光模块，用于设定对于运行所预先设定的角位置。在光源和镜装置之后，在光程（Lichtgang）中通常设置成像光学系统，所述成像光学系统优选地是光模块的部分，然而也可以以独立于所述光模块的方式被安装在前灯中。

根据本发明的一种变型方案，所述镜装置可以是以下镜，所述镜在光路中被布置在光源和微镜阵列之间；可替代地，所述镜在光路中可以布置在微镜阵列下游。

根据本发明，在用于确定根据本发明的前灯中的光模块的角位置的零位的方法中将从光源出发的光引导到吸收面上；所述调节驱动装置于是可以将光模块鉴于其角位置而转动，其中借助光敏传感器探测穿过开口的光束的强度。

在此情况下，例如在以下角位置时进行零位的检测，即在所述角位置时探测到光强度的最大值；换言之基于与角度相关的测量对于角度的以下值确定零位，即在所述值情况下出现光强度的最大值（或者可替代地出现与角度相关的光强度变化曲线的另一所表征（ausgezeichneter）的点）。

附图说明

以下根据示例性实施方式进一步阐述本发明连同其它细节和优点，所述实施方式在所附附图中被示出。所述实施方式应该图解本发明并且不应以对于本发明限制的方式来解释。所述附图以示意性形式：

图1示出根据本发明的一种实施方式的具有微镜阵列和测量装置的机动车前灯，所述测量装置用于参考（Referenzieren）微镜阵列；

图2示出光图像的示例，所述光图像能够用图1的前灯来产生；

图3示出图1的前灯的微镜阵列的视图；

图4示出图1的前灯中的吸收器的吸光面的视图；

图5根据微镜阵列的角位置示出测量装置的测量信号的示例；和

图6和7示出转向装置，所述转向装置把要测量的光间接地引向传感器。

具体实施方式

在图1中进一步阐述本发明的第一实施例。尤其是示出对于根据本发明的前灯而言重要的部件（Teile），其中清楚的是，机动车（KFZ）前灯还包含许多其它部件，所述其它部件能够实现其在机动车、例如尤其载客汽车（PKW）或摩托车中有意义的使用。前灯的光技术上的出发点是光源1，所述光源发出光束2，并且操控装置3被分配给所述光源，其中所述操控装置3用于对光源1供电以及用于监控所述光源或者例如用于控制温度，并且也可以被设立用于调制所辐射的光束的强度。“调制”结合本发明被理解为，在接通和关断的意义上，无论是连续的还是脉动的（gepulst），光源的强度可以被改变。附加地，还存在接通和关断一定的时间的可能性。在此，以优选的方式使用能够利用高电流运行的LED光源（述及“高功率LED（High Power LED）”），以便实现尽可能高的光通量并因此实现在DMD芯片上尽可能高的光密度。

所述操控装置3在其侧又从中央控制单元4获得信号。能够给所述中央控制单元输送不同类型的信号、诸如用于将远光转换成近光的切换指令，或者例如从传感器（例如相机）接收的其它信号，所述传感器检测照明情况、环境条件和/或在车行道上的物体。所述信号也可以来自车辆-车辆通信信息。这里示意性地作为块所描绘的控制单元4可以布置在前灯之外或者被完全地或者部分地包含在前灯中。

光学系统5可以布置在光源1下游，所述光学系统的构造尤其取决于所使用的发光装置（例如激光二极管或LED）的类型、数量和空间放置以及取决于所需要的射束质量，并且所述光学系统应该首先引起：由光源发出的光尽可能均匀地射到微镜阵列6的微镜上。

图3以由所述阵列的多个微镜构成的面的视图示出微镜阵列6的象征性图示，所述平面。如已知的，微镜阵列6的各个微镜鉴于其相对于入射的光束2的角位可以被倾斜。

再次（wider）参照图1，所聚焦的或者所形成的光束2到达所述微镜阵列6，在所述微镜阵列上通过单个微镜的相应位置而形成光亮图像（Leuchtbild）7。所述光亮图像7此后可以经由成像光学系统8而作为光图像B被投影到道路9上。例如为了控制目的而可以借助于暂时被竖立的屏幕（Schirm）9’使所述光图像B可见并且被测量；在图2中示出这样的光图像B的示例。所述控制单元4将信号s₁提供给阵列操控装置11，所述阵列操控装置以对应于所期望的光图像B的方式操控该阵列6的各个微镜。该阵列6的各个微镜可以鉴于频率、相位和偏转角单独地被操控。

未由阵列6的微镜转向到成像光学系统8（并且通过所述成像光学系统继续向外转向）的光部分被引导到吸收器12上，该吸收器朝向所述镜具有吸光面。该吸收器12具有以下作用，即吸收远离阵列6的光，由此尤其阻止在前灯中的不期望的反射。将从光源1经由阵列6直至成像光学系统8以及吸收器12的光路的组件以有利的方式布置在光模块10中，其方式为，所述组件被固定地安置，由此引起所述组件（尤其光源1、光学系统5、阵列6和吸收器12）的所定义的位置关系。经常但不必要地，成像光学系统8也被包含在所述光模块10中。所述光模块10可以附加地如在该实施例中所示地被安装在支承框架13中，该支承框架保持光模块10或其组件并且作为整体可以被垂直地转动。支承框架13或光模块10通过可调整的支架14被保持，优选地能够借助于所述支架14的调节驱动装置至少围绕水平的轴被转动。因此，光模块10在其垂直取向上能够借助于支架14被调整；所述支架以这种方式用作前灯的照明范围调节装置。支架14的调节驱动装置可以例如被构造为步进电动机。

所述支承框架13构成能够利用可调节的支架14调整的与包括传感器15在内的前灯的“接口”。支承框架13从而可以与相应的前灯相适配；在需要时，所述支承框架也可以保持其它模块，所述其它模块于是能够一起被参考（mit referenziert werden）。因此一般需要使支架/调整单元14与前灯中的当前状况相适配，以便胜任（gerecht zu werden）相应的几何形状以及必要时出现的力。因此通常必要的是，校准光模块10的垂直取向，因此校准支架14的驱动装置的位置。这尤其在由步进电动机实施驱动的情况下通常是需要的，尤其是因为步进电动机经常仅递增地被操控。为了校准，执行参考运行（Referenzlauf），通过该参考运行测定支架（或照明范围调节装置）的定位。以这种方式可以确定或规定零位，并且接下来从所述位置出发对驱动装置的偏转或步进电动机的移动步进（Verfahrschritte）进行计数，以便检测驱动装置/步进电动机的当前位置。

根据本发明，在参考运行中位置的测量借助于光敏传感器15进行，所述光敏传感器从微镜阵列6来看布置在吸收器12之后并且被安装，使得其位置不通过由支架14的调节驱动装置对光模块10的调整而受影响。传感器15例如以独立于支承框架13的方式被安装在前灯中，优选地在支承框架之外。在吸收器12中构造开口16（图4），其中对准吸收器的光的一部分可以以受限制的光束17的形式穿过所述开口。由例如被构造为光电二极管的传感器15探测所述光，并且将与之相对应的探测信号s3引导给控制单元4，在所述控制单元中执行零位的分析和检测。通过以下方式识别零位，即穿过的光射到传感器15上，而在该驱动装置的其它位置中所述传感器不探测到（或探测到仅少量的）光入射。

参照图4，所述开口16在吸收器12中、更准确来说在所述吸收器的吸光面中被构造在与零位中的驱动装置的位置对应的部位处，以便使得能够定义零位。所述开口16例如圆形地或方形地形成。开口16的直径d在此情况下被选择得足够大，以便为了通过传感器探测而使足够的光通量透过。然而，只要这得以满足，就优选小的直径d，例如处于1mm以下；这是适宜的，以便将射束17保持得窄，以便可以实现在参考运行期间利用传感器能良好识别的明暗过渡。

由控制单元4执行并监控所述参考运行。在参考运行期间，微镜阵列6被切换为暗，使得全部光被引导到吸收面上。因此，光穿过所述开口16并且由传感器15探测。图5根据阵列6的角位置示出探测信号F的示例。所述支架一直转动所述阵列6，直到所述传感器15探测到信号F的边沿（Flanke）或顶峰为止。然后将该边沿的位置或该顶峰的中间位置作为参考值存储并且作为零位使用用于进一步的调整过程。

参照图6和7（例如出于空间原因）可能不可能的或不适宜的是，将传感器15放置在开口16的照准线（Sichtlinie）中。在这种情况下，转向光学系统（转向装置）可以将射过所述开口的光17引导到传感器15。所述转向光学系统可以例如利用反射面、例如镜18和/或光导纤维19实现。所述转向装置的其它实施方案当然也是可能的，所述其它实施方案可以包括转向镜、光导体和/或其它光学组件。

传感器根据本发明的布置使得能够利用小数目的组件可靠地对镜调整装置的驱动电动机的零位进行校准或检测，所述组件必须被容纳用以检测零位。在此情况下，尤其可以强调对光源的双重利用，因为所述光源除其本来的功能以外附加地被使用用于参考运行。

另一好处在于，可以更快地执行参考运行，因为驱动电动机的要经过的路径（zurückzulegenden Weg）比在常规解决方案情况下更小。

通过测定角调整（Winkelverstellung），而不是如在常规的解决方案情况下那样测定电动机的位置，本发明使得能够放弃在驱动电动机侧的附加传感系统。另外，本发明允许隐性地考虑制造公差、诸如支承框架的扭曲，这在常规的解决方案情况下原本是必须分别地被考虑的。

Claims (13)

1.车辆用的前灯，具有至少一个光模块（10），所述光模块具有至少一个光源（1）和至少一个镜装置（6），其中给所述光模块（10）分配调节驱动装置（14），借助所述调节驱动装置，所述光模块（10）能够被转动，用以设定对于运行所预先设定的角位置，

其特征在于

具有开口的吸收面（12），其中除了作为受限的光束（17）穿过所述开口（16）的光之外，从所述光源（1）出发、落到所述吸收面（12）上的光在所述吸收面处被吸收；以及

光敏传感器（15），所述光敏传感器在从所述镜装置（6）至所述吸收面（12）的准直线中处于所述开口（16）之后并且所述光敏传感器被设立用于探测穿过所述开口的光束（17），用以检测所述光模块（10）的所述角位置的零位。

2.按照权利要求1所述的前灯，其特征在于，能够围绕水平轴转动所述光模块（10）用于实施照明范围调整。

3.按照权利要求1或2所述的前灯，其特征在于，所述镜装置是微镜阵列（6），其中所述微镜阵列（6）被设立用于，在检测所述零位期间将从所述光源（1）入射的光由所述微镜阵列（6）的至少一部分转向到所述吸收面（12）上。

4.按照权利要求1或2所述的前灯，其特征在于，所述吸收面（12）相对于能转动的光模块固定地布置，然而所述传感器（15）以独立于所述光模块（10）的方式布置。

5.按照权利要求4所述的前灯，其特征在于，所述吸收面（12）作为所述光模块（10）的组件而布置。

6.按照权利要求4所述的前灯，其特征在于，所述传感器（15）在所述前灯中被固定地安置在所述光模块（10 ）之外。

7.按照权利要求4所述的前灯，其特征在于光学有效的转向装置（18，19），所述转向装置被设立用于，将穿过所述吸收面（12）的所述开口（16）的光束（17）引导到所述光敏传感器（15）上。

8.按照权利要求7所述的前灯，其特征在于，所述光学有效的转向装置布置在所述光模块之外。

9.按照权利要求7或8所述的前灯，其特征在于，所述光学有效的转向装置是转向镜（18）。

10.按照权利要求7或8所述的前灯，其特征在于，所述光学有效的转向装置是处于所述开口（16）和所述光敏传感器（15）之间的光导体（19）。

11.按照权利要求1或2所述的前灯，其特征在于，所述光模块（10）被保持在所述前灯的支承框架（13）中，其中所述支承框架（13）具有所述调节驱动装置（14），借助所述调节驱动装置能够转动所述光模块（10）用于设定对于所述运行所预先设定的角位置。

12.用于确定在按照上述权利要求之一所述的前灯中的光模块（10）的角位置的零位的方法，其特征在于，将从所述光源（1）出发的光引导到所述吸收面（12）上，并且所述调节驱动装置（14）将所述光模块（10）鉴于所述光模块的角位置而转动，其中借助所述光敏传感器（15）探测穿过所述开口的光束（17）的光强度。

13.按照权利要求12所述的方法，其特征在于，检测在所述光模块（10）的以下角位置情况下的所述零位，即在所述角位置情况下探测到所述光强度的最大值。