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CN118514600A - 一种基于方向盘转角控制的远光灯调节方法及系统 - Google Patents

一种基于方向盘转角控制的远光灯调节方法及系统 Download PDF

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CN118514600A
CN118514600A CN202411001167.XA CN202411001167A CN118514600A CN 118514600 A CN118514600 A CN 118514600A CN 202411001167 A CN202411001167 A CN 202411001167A CN 118514600 A CN118514600 A CN 118514600A
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CN
China
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high beam
steering wheel
vehicle
angle
control
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Application number
CN202411001167.XA
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English (en)
Inventor
徐健
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Changzhou Xingyu Automotive Lighting Systems Co Ltd
Original Assignee
Changzhou Xingyu Automotive Lighting Systems Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • 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
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    • B60Q1/06—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 adjustable, e.g. remotely-controlled from inside vehicle
    • B60Q1/08—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 adjustable, e.g. remotely-controlled from inside vehicle automatically
    • B60Q1/12—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 adjustable, e.g. remotely-controlled from inside vehicle automatically due to steering position
    • 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
    • B60Q2300/00—Indexing codes for automatically adjustable headlamps or automatically dimmable headlamps
    • B60Q2300/10—Indexing codes relating to particular vehicle conditions
    • B60Q2300/12—Steering parameters
    • B60Q2300/122—Steering angle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于方向盘转角控制的远光灯调节方法及系统，属于车辆远光灯控制技术领域，所述基于方向盘转角控制的远光灯调节方法包括如下步骤：步骤S1、实时监测方向盘的转动情况；步骤S2、根据方向盘转角数据和车辆动态模型计算远光灯调整的照射方向角度；步骤S3、已知远光灯每颗LED的照亮角度范围，根据远光灯调整的照射方向角度，形成调节相应远光灯LED亮度的控制指令。本发明提供一种基于方向盘转角控制的远光灯调节方法及系统，以电控调节替代传统电机调节，解决了传统靠电机转动方案随着时间的推移，会存在因电机磨损等因素造成实际体验不佳的问题，通过实时监测和调整远光灯的照射方向，显著提高了夜间驾驶的安全性和舒适性。

Description

一种基于方向盘转角控制的远光灯调节方法及系统
技术领域
本发明涉及一种基于方向盘转角控制的远光灯调节方法及系统，属于车辆远光灯控制技术领域。
背景技术
目前，随动转向大灯即自动转向大灯，也可以叫做自动头灯。全称为汽车自适应前大灯系统或者智能前照灯系统AFS（Adaptive Front-Lighting System），能够根据汽车方向盘角度、车辆偏转率和行驶速度，不断对大灯进行动态调节，适应当前的转向角，保持灯光方向与汽车的当前行驶方向一致，以确保对前方道路提供最佳照明，并对驾驶员提供最佳可见度，从而显著增强了黑暗中驾驶的安全性。
但是，传统方案多采用电机方案，即通过电机转动带动远光模组改变照射方向。这种方案随着时间的推移，会存在因电机磨损等因素造成实际体验不佳的情况，且故障率和失效率较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种基于方向盘转角控制的远光灯调节方法及系统，以电控调节替代传统电机调节，解决了传统靠电机转动方案随着时间的推移，会存在因电机磨损等因素造成实际体验不佳，及故障率和失效率较高的问题。提供了一种智能、安全、节能的远光灯调节解决方案，通过实时监测和调整远光灯的照射方向，显著提高了夜间驾驶的安全性和舒适性。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
本发明一方面提供一种基于方向盘转角控制的远光灯调节方法，它包括如下步骤：
步骤S1、实时监测方向盘的转动情况；
步骤S2、根据方向盘转角数据和车辆动态模型计算远光灯调整的照射方向角度；
步骤S3、已知远光灯每颗LED的照亮角度范围，根据远光灯调整的照射方向角度，形成调节相应远光灯LED亮度的控制指令；
步骤S4、根据控制指令，动态调整远光灯的照射方向，使远光灯的中心亮度位置随着弯道中心偏转；
步骤S5、持续监测方向盘转角和车辆行驶状态，使远光灯的中心亮度位置始终对准弯道中心。
进一步，所述远光灯调整的照射方向角度θ的计算公式如下：
；
其中，，ρ为车辆的转向半径，K为车辆稳定系数，Vt为当前时刻t的车辆行驶速度，L为车辆轴距，δ为前轮转向角度。
进一步，所述前轮转向角度δ的计算公式如下：
δ=θ’/n；
其中，θ’为方向盘转角，n为方向盘转向比。
进一步，所述车辆稳定系数K的计算公式如下：
；
其中，车辆稳定系数K的单位为s²/m²，a为汽车质心到前轴的距离，b为汽车质心到后轴的距离，k1为汽车前轮的侧偏刚度，k2为汽车后轮的侧偏刚度，m为车辆的质量；
当K=0时表示车辆中性转向，K>0时表示车辆不足转向，K<0时表示车辆过多转向。
本发明另一方面提供一种基于方向盘转角控制的远光灯调节方法的远光灯调节系统，它包括转角传感器、控制单元和执行单元；
所述转角传感器用于实时检测方向盘的转角变化，并通过CAN总线将方向盘转角信号发送至控制单元；
所述控制单元用于接收转角传感器发送的方向盘转角信号和车身网关的车辆行驶状态信号，并计算出远光灯调整的照射方向角度，然后向执行单元发送控制命令；
所述执行单元用于接收控制单元的指令，调整远光灯的照射方向。
进一步，所述转角传感器安装在车辆的方向盘上。
进一步，所述车辆行驶状态信号包括车速和灯光开关控制信号。
进一步，所述执行单元包括灯光驱动器和LED模块，所述灯光驱动器与控制单元相连，所述LED模块与灯光驱动器相连。
采用了上述技术方案，本发明以电控调节替代传统电机调节的同时，确保所述AFS功能的实现。能够根据驾驶员的方向盘转角实时调整远光灯的照射方向，确保远光灯的中心亮度位置始终对准弯道中心，为驾驶员提供最合适的夜间照明，而且可提前提醒对方来车。本发明通过集成传感器、控制单元和执行单元，实现了远光灯照射方向的智能控制，提高了夜间行驶的安全性。此外，本发明还可以根据车速和转向角度进行微调，以适应不同的道路和驾驶条件。
附图说明
图1为本发明的一种基于方向盘转角控制的远光灯调节方法的流程图；
图2为本发明的一种基于方向盘转角控制的远光灯调节方法的原理框图；
图3为本发明的远光灯照射方向在车辆直行时的示意图；
图4为本发明的远光灯照射方向在车辆进入弯道时的示意图；
图5为本发明的远光灯调节方法计算过程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1所示，本实施例提供一种基于方向盘转角控制的远光灯调节方法，它包括如下步骤：
步骤S1、实时监测方向盘的转动情况。
步骤S2、如图3、4、5所示，图3、4中的深色区域为远光高亮区域。根据方向盘转角数据和车辆动态模型计算远光灯调整的照射方向角度；
远光灯调整的照射方向角度θ的计算公式如下：
；
其中，，ρ为车辆的转向半径，K为车辆稳定系数，Vt为当前时刻t的车辆行驶速度，L为车辆轴距，δ为前轮转向角度。
前轮转向角度δ的计算公式如下：
δ=θ’/n；
其中，θ’为方向盘转角，n为方向盘转向比。
车辆稳定系数K的计算公式如下：
；
其中，车辆稳定系数K的单位为s²/m²，a为汽车质心到前轴的距离，b为汽车质心到后轴的距离，k1为汽车前轮的侧偏刚度，k2为汽车后轮的侧偏刚度，m为车辆的质量；
K是表征汽车稳态响应的一个重要参数，当K=0时表示车辆中性转向，K>0时表示车辆不足转向，K<0时表示车辆过多转向。
步骤S3、已知远光灯每颗LED的照亮角度范围，根据远光灯调整的照射方向角度，形成调节相应远光灯LED亮度的控制指令。
步骤S4、根据控制指令，动态调整远光灯的照射方向，使远光灯的中心亮度位置随着弯道中心偏转，即调整所在照射区域内LED的亮度值。
步骤S5、持续监测方向盘转角和车辆行驶状态，使远光灯的中心亮度位置始终对准弯道中心。
实施例二
如图2所示，本实施例提供一种应用如实施例一中的基于方向盘转角控制的远光灯调节方法的远光灯调节系统，它包括转角传感器、控制单元和执行单元。
转角传感器用于实时检测方向盘的转角变化，并通过CAN总线将方向盘转角信号发送至控制单元。本实施例的转角传感器安装在车辆的方向盘上，转角传感器采用高精度的光电编码器。
控制单元用于接收转角传感器发送的方向盘转角信号和车身网关的车辆行驶状态信号，并根据预设的算法计算出远光灯调整的照射方向角度，然后向执行单元发送控制命令。本实施例的控制单元为采用MCU的控制器，且支持CAN总线通讯，可从车辆网关获取车辆行驶状态信号，车辆行驶状态信号包括车速和灯光开关控制信号等。
执行单元用于接收控制单元的指令，调整远光灯的照射方向。在夜间驾驶过程时，当远光灯处于激活状态时，驾驶员驾驶车辆行驶在弯道上打方向时，远光灯中心亮度位置会跟随方向盘角度的变化，调整中心亮度位置，以确保驾驶员在车辆行驶的方向上获得最大的视野照明。执行单元包括灯光驱动器和LED模块，灯光驱动器与控制单元相连，LED模块与灯光驱动器相连。LED模块的远光部分具有至少5颗可独立控制的LED，每颗LED灯珠负责不同的照明区域，并最终叠加成为符合国标要求的远光光型。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于方向盘转角控制的远光灯调节方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤S1、实时监测方向盘的转动情况；
步骤S2、根据方向盘转角数据和车辆动态模型计算远光灯调整的照射方向角度；
步骤S3、已知远光灯每颗LED的照亮角度范围，根据远光灯调整的照射方向角度，形成调节相应远光灯LED亮度的控制指令；
步骤S4、根据控制指令，动态调整远光灯的照射方向，使远光灯的中心亮度位置随着弯道中心偏转；
步骤S5、持续监测方向盘转角和车辆行驶状态，使远光灯的中心亮度位置始终对准弯道中心。
2.根据权利要求1所述的基于方向盘转角控制的远光灯调节方法，其特征在于：所述远光灯调整的照射方向角度θ的计算公式如下：
；
其中，，ρ为车辆的转向半径，K为车辆稳定系数，Vt为当前时刻t的车辆行驶速度，L为车辆轴距，δ为前轮转向角度。
3.根据权利要求2所述的基于方向盘转角控制的远光灯调节方法，其特征在于，所述前轮转向角度δ的计算公式如下：
δ=θ’/n；
其中，θ’为方向盘转角，n为方向盘转向比。
4.根据权利要求2所述的基于方向盘转角控制的远光灯调节方法，其特征在于，所述车辆稳定系数K的计算公式如下：
；
其中，车辆稳定系数K的单位为s²/m²，a为汽车质心到前轴的距离，b为汽车质心到后轴的距离，k1为汽车前轮的侧偏刚度，k2为汽车后轮的侧偏刚度，m为车辆的质量；
当K=0时表示车辆中性转向，K>0时表示车辆不足转向，K<0时表示车辆过多转向。
5.一种应用如权利要求1～4中任一项所述的基于方向盘转角控制的远光灯调节方法的远光灯调节系统，其特征在于：它包括转角传感器、控制单元和执行单元；
所述转角传感器用于实时检测方向盘的转角变化，并通过CAN总线将方向盘转角信号发送至控制单元；
所述控制单元用于接收转角传感器发送的方向盘转角信号和车身网关的车辆行驶状态信号，并计算出远光灯调整的照射方向角度，然后向执行单元发送控制命令；
所述执行单元用于接收控制单元的指令，调整远光灯的照射方向。
6.根据权利要求5所述的远光灯调节系统，其特征在于：所述转角传感器安装在车辆的方向盘上。
7.根据权利要求5所述的远光灯调节系统，其特征在于：所述车辆行驶状态信号包括车速和灯光开关控制信号。
8.根据权利要求5所述的远光灯调节系统，其特征在于：所述执行单元包括灯光驱动器和LED模块，所述灯光驱动器与控制单元相连，所述LED模块与灯光驱动器相连。
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