CN101402331A - 一种车灯智能随动照明的方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种车灯智能随动照明的方法，采用含有传感器组件、电子控制单元、传输线路、执行机构的随动照明装置，用包括速度传感器、增量式光电编码器、挡位信号传感器、向心力传感器在内的传感器组件实时检测车辆的速度、方向盘的转角和向心力；电子控制单元采用高速的32位数字信号处理器，根据接收的方向盘转角信号、行车速度信号、挡位信号、向心力信号和电机转角反馈信号，利用弯道数学模型计算转弯半径，根据公式计算步进电机的水平转角，将车大灯照明角度自动调节至公路弯道内侧；本发明的积极效果是：智能化程度高，能使驾驶员夜间行车遇到弯道时视线增强，判断力提高，能减少事故的发生。

Description

一种车灯智能随动照明的方法

【技术领域】

本发明涉及汽车制造、汽车电子配件技术领域，尤其是给汽车、摩托车提供智能照明的技术领域，具体的是指一种由数字信号处理器(DSP)控制的车灯智能随动照明的方法。

【背景技术】

车灯弯道动态随动调光主要是为夜间行车在车辆转弯时对弯道的黑暗区提供照明，以增强司机对弯道的观察，提高夜间驾驶的便捷和安全。

目前的现有技术在硬件上采用的是机械式传动结构，采用速度传感器和方向盘角度传感器，通过涡轮蜗杆加直流电机的传动结构来控制汽车前大灯的水平旋转。由于机械式传动结构复杂，可靠性低；用直流电机作为驱动电机的控制精度低，系统的响应速度慢；传统的方向盘角度传感器是采用滑动变阻器来检测方向盘的转动，精度差；因此，现有技术装置不仅结构复杂，而且调节时的执行速度慢，精度低。

在控制方法上，现有技术设置的传感器数量较少，对转弯半径的判断依据单一，只是将车速及方向盘转角作为转弯半径的主要判断依据，无法满足车灯弯道动态随动调光高可靠性的要求。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，为解决弯道行驶时视线不足的问题提供一种车灯智能随动照明的方法，根据本方法以提高车灯的调节精度，高可靠性地控制车灯随弯道的方向转动，从而提高夜间行车的便捷和安全。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种车灯智能随动照明的方法，采用含有传感器组件、电子控制单元、传输线路、执行机构的随动照明装置，用包括速度传感器、增量式光电编码器、挡位信号传感器、向心力传感器在内的传感器组件实时检测车辆的速度、方向盘的转角和向心力，并通过传输线路将数据链传给电子控制单元；电子控制单元采用高速的32位数字信号处理器，根据传输线路传来的方向盘转角信号、行车速度信号、挡位信号、向心力信号和电机转角反馈信号，利用两个弯道数学模型计算转弯半径，根据数学公式计算步进电机的水平转角，将车大灯照明角度自动调节至公路弯道内侧。

所述弯道数学模型的公式(1)为：R＝(1+AV²)×(L/δ)

其中：R是转弯半径，A是稳定因素，V是车速，L是前后轮车轴距离，δ是前轮方向盘角度。

所述弯道数学模型的公式(2)为：R＝V²/g

其中：R是转弯半径，V是车速，g是向心力。

所述计算步进电机水平转角的数学公式为：ω＝(180/∏)×(Vt/2R)

其中：ω是步进电机旋转角度，V是车速，t是时间、一般取3秒，最后由旋转角度ω来决定车灯的角度。

所述数字信号处理器输出的脉宽调制信号(PWM)控制步进电机细分驱动器驱动步进电机做水平旋转，步进电机轴上连接有霍尔位置传感器，其将检测到的步进电机转轴的旋转位置反馈给数字信号处理器，从而实现随动系统的闭环控制。

所述的执行机构包括步进电机细分驱动器、步进电机、车大灯。

本发明一种车灯智能随动照明的方法的积极效果是：

(1)采用高速的32位数字信号处理器TMS320LF2812替代现有技术中的8/16位MCU，使设备能满足随动照明装置实时性的需求。

(2)在软件上采用两个数学模型分别计算出转弯半径，然后取它们的平均值，提高了转弯半径计算的精确性。

(3)充分利用现有的电子元器件，利用弯道数学模型和数学公式计算转弯半径和步进电机的水平转角，智能化程度更高，能更好地自动调节车大灯的照明角度。

(4)本方法的产品化能解决夜间行车在车辆转弯时对弯道黑暗区的有效照明，使驾驶员夜间行车遇到弯道时视线增强，判断力提高，能减少事故的发生。

【附图说明】

附图1为本发明一种车灯智能随动照明的方法的系统结构框图；

附图2为本发明一种车灯智能随动照明的方法的工作流程框图。

【具体实施方式】

以下结合附图给出本发明一种车灯智能随动照明的方法的具体实施方式，但是，本发明不限于以下介绍的实施例。

参见附图1。

一种车灯智能随动照明的方法，采用含有传感器组件、电子控制单元、传输线路、执行机构的随动照明装置，执行机构包括步进电机细分驱动器、步进电机、车大灯，用包括速度传感器、增量式光电编码器、挡位信号传感器、向心力传感器在内的传感器组件实时检测车辆的速度、方向盘的转角和向心力，并通过传输线路(CAN总线)将数据链传给电子控制单元；电子控制单元采用高速的32位数字信号处理器，数字信号处理器输出的脉宽调制信号(PWM)控制步进电机细分驱动器驱动步进电机做水平旋转，步进电机轴上连接有霍尔位置传感器，其将检测到的步进电机转轴的旋转位置反馈给数字信号处理器，从而实现随动系统的闭环控制；数字信号处理器根据传输线路传来的方向盘转角信号、行车速度信号、挡位信号、向心力信号和电机转角反馈信号，利用弯道数学模型公式(1)和公式(2)计算转弯半径：

公式(1)为：R＝(1+AV²)×(L/δ)

其中：R是转弯半径，A是稳定因素，V是车速，L是前后轮车轴距离，δ是前轮方向盘角度；

公式(2)为：R＝V²/g

其中：R是转弯半径，V是车速，g是向心力；

根据数学公式(3)和挡位信号、步进电机轴转动的反馈信号计算步进电机的水平转角，

公式(3)为：ω＝(180/∏)×(Vt/2R)

其中：ω是步进电机旋转角度，V是车速，t是时间、一般取3秒，最后由旋转角度ω来决定车灯的角度；

将车大灯照明角度自动调节至公路弯道内侧。

参见附图2。

本发明一种车灯智能随动照明的方法中，随动照明装置电机水平转角的工作范围取决于车速和弯道半径，电机的转角范围也有一个界限。首先，数字信号处理器根据传感器的数值；其次，利用公式(1)和公式(2)计算弯道半径，当弯道半径小于25米时，随动照明装置的电机不动作，继续读取传感器的数值，当弯道半径大于25米时，根据公式(3)计算电机的旋转角度；再次，如果此时车速在10～100公里/小时范围内，再判断电机旋转角度是否在4°＜|ω|＜19°这个范围，如果是，则输出步进电机的控制量，不是，则返回继续解读传感器数值。周而复始。

Claims (6)

1、一种车灯智能随动照明的方法，采用含有传感器组件、电子控制单元、传输线路、执行机构的随动照明装置，用包括速度传感器、增量式光电编码器、挡位信号传感器、向心力传感器在内的传感器组件实时检测车辆的速度、方向盘的转角和向心力，并通过传输线路将数据链传给电子控制单元；电子控制单元采用高速的32位数字信号处理器，根据传输线路传来的方向盘转角信号、行车速度信号、挡位信号、向心力信号和电机转角反馈信号，利用两个弯道数学模型计算转弯半径，根据数学公式计算步进电机的水平转角，将车大灯照明角度自动调节至公路弯道内侧。

2、根据权利要求1所述的车灯智能随动照明的方法，其特征在于，所述弯道数学模型的公式(1)为：R＝(1+AV²)×(L/δ)，其中：R是转弯半径，A是稳定因素，V是车速，L是前后轮车轴距离，δ是前轮方向盘角度。

3、根据权利要求1所述的车灯智能随动照明的方法，其特征在于，所述弯道数学模型的公式(2)为：R＝V²/g，其中：R是转弯半径，V是车速，g是向心力。

4、根据权利要求1所述的车灯智能随动照明的方法，其特征在于，所述计算步进电机水平转角的数学公式为：ω＝(180/∏)×(Vt/2R)，其中：ω是步进电机旋转角度，V是车速，t是时间、一般取3秒，最后由旋转角度ω来决定车灯的角度。

5、根据权利要求1所述的车灯智能随动照明的方法，其特征在于，所述数字信号处理器输出的脉宽调制信号(PWM)控制步进电机细分驱动器驱动步进电机做水平旋转，步进电机轴上连接有霍尔位置传感器，其将检测到的步进电机转轴的旋转位置反馈给数字信号处理器，从而实现随动系统的闭环控制。

6、根据权利要求1所述的车灯智能随动照明的方法，其特征在于，所述的执行机构包括步进电机细分驱动器、步进电机、车大灯。

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