一種汽車前照燈彎道自適應控制的裝置的製作方法
2023-05-14 06:21:26 1
專利名稱：一種汽車前照燈彎道自適應控制的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及車燈照明領域，是涉及一種汽車前照燈彎道自適應控制的裝置。
背景技術：
目前，汽車前照燈彎道自適應系統(Adaptive Front-lighting System,簡稱AFS) 如圖1所示，在計算前照燈旋轉角度時所使用的方法，大都是採集方向盤轉角並以此換算 成車輪轉角，並採集車速信息，利用車的軸距和車輪的轉角進行近似計算。採用這種方法計 算得到的結果精度低且方向盤轉角傳感器屬於接觸式機械傳感器，可靠性差、價格昂貴，車 速及方向盤轉角信息需要通過車體總線傳輸，系統複雜。
發明內容
針對以上不足，本發明的目的是提供一種汽車前照燈彎道自適應控制的裝置，它 是利用加速度傳感器、陀螺儀、微控制器、微分器、模數轉換器、LIN收發器、步進電機驅動芯 片及步進電機組成的裝置，在汽車行駛時測量車輛加速度，角速度及角加速度，計算前照燈 照射方向與車輛運動方向一致所需要旋轉的角度，控制汽車前照燈旋轉，以獲得汽車在彎 道行駛時前照燈照明方向與車輛運動趨勢方向保持一致的最佳照明效果。本發明的技術方案是通過以下方式實現的一種汽車前照燈彎道自適應控制的 裝置，由加速度傳感器、陀螺儀、微控制器、微分器、模數轉換器、LIN收發器、步進電機驅動 晶片及步進電機組成，其特徵在於加速度傳感器、陀螺儀、微分器的信息，經模數轉換後， 被微控制器採集，微控制器通過採集到的加速度、角速度、角加速的信息，計算車輛轉彎時 車體與車輪的夾角，並計算前照燈照明方向與車輛運動趨勢方向保持一致所需要旋轉的角 度；微控制器通過LIN收發器與步進電機驅動通信，令步進電機驅動晶片控制步進電機，將 前照燈精確達到應旋轉角度。所述計算車輛轉彎時車體與車輪的夾角，並計算前照燈照明方向與車輛運動趨勢 方向保持一致所需要旋轉的角度，是通過加速度傳感器、陀螺儀、微分器，經模數轉換器轉 換後，將數字量化的車體平行和垂直方向的加速度、轉彎的角速度和角加速度提供給微控 制器，微控制器就開始計算車輛在做轉彎運動時車體與車輪的夾角，並計算前照燈的照明 方向與車輛運動趨勢方向保持一致所需要旋轉的角度。所述將前照燈精確達到應旋轉角度，是通過步進電機驅動晶片調整控制前照燈旋 轉的步進電機角度，直到前照燈達到所應旋轉角度。所述的加速度傳感器為LIS344AC ；陀螺儀為LPR4150AL ；微控制器為9S12BU8 ； 步進電機驅動晶片為908E626 ； LIN收發器為MC33661 ；模數轉換為ADS1M8IPW ；微分器為 微分器CD4025。本發明，是利用了測量加速度，角速度及角加速度並利用牛頓力學公式和三角形 公式計算前照燈轉角，之後利用步進電機驅動控制步進電機旋轉到該角度。由於設計的方 法在計算時嚴格按照牛頓力學原理和三角形公式原理，所以得到的結果精度高。並由於這種方法可以採用非接觸式測量方式，不依靠系統外其他信息，因此系統簡單、可靠性高、性 價比好。
圖1是現有裝置的框圖。圖2是本發明裝置的框圖。圖3是汽車彎道行駛示意圖。圖4是計算前照燈轉角示意圖。
具體實施例方式由圖2知，是本發明裝置的框圖。一種汽車前照燈彎道自適應控制的裝置，由加速 度傳感器LIS344AC、陀螺儀LPR4150AL、微控制器9S12BU8、微分器C D4025、模數轉換器 ADS1248IPW, LIN收發器MC33661、步進電機驅動晶片908E6^及步進電機組成，加速度傳 感器、陀螺儀、微分器的信息，經模數轉換後，被微控制器採集，微控制器通過採集到的加速 度、角速度、角加速的信息，計算車輛轉彎時車體與車輪的夾角，並計算前照燈照明方向與 車輛運動趨勢方向保持一致所需要旋轉的角度；微控制器通過LIN收發器與步進電機驅動 通信，令步進電機驅動晶片控制步進電機，將左、右前照燈精確達到應旋轉角度。圖中加速度計提供車輛轉彎時的X軸和Y軸的加速度；陀螺儀提供車輛轉彎時的 角速度；陀螺儀經微分器後提供車輛轉彎時的角加速度；加速度、角速度、角加速度經模數 轉換數字量化後，由微控制器計算得到車燈應該偏轉的角度並將該角度通過LIN總線傳送 到左右兩個步進電機驅動；步進電機驅動帶動步進電機精確旋轉到所需角度。如圖3所示，是汽車彎道行駛示意圖。圖中β為轉彎時車輪與Y軸的夾角，即車輪 和車體方向的夾角^為PAc^n PA1與X軸的夾角，即與車體垂直方向的夾角。P為車輛加 速度及角速度和角加速度的測量點，A0和A1為車輛左右前照燈的位置。如圖4所示，是計算前照燈轉角示意圖。Ptl為t0時刻位置，P1為在tl時刻系統 預測的車輛的位置，0為轉彎時的圓周運動的圓心。圖中X方向和Y方向與圖1中一致，即X
方向為與車體垂直的方向，該方向上的加速度計為 Y方向為與車體平行的方向，該方向
上的加速度計為 ，汽車的角速度記為《，角加速度為a , PtlO為法向的向心加速度方向，
與其垂直的為切向加速度方向。由圖中的角度關係和牛頓力學原理可知，切向加速度和向 心加速度的計算如下
權利要求
1.一種汽車前照燈彎道自適應控制的裝置，由加速度傳感器、陀螺儀、微控制器、微分 器、模數轉換器、LIN收發器、步進電機驅動晶片及步進電機組成，其特徵在於加速度傳感 器、陀螺儀、微分器的信息，經模數轉換後，被微控制器採集，微控制器通過採集到的加速 度、角速度、角加速的信息，計算車輛轉彎時車體與車輪的夾角，並計算前照燈照明方向與 車輛運動趨勢方向保持一致所需要旋轉的角度；微控制器通過LIN收發器與步進電機驅動 通信，令步進電機驅動晶片控制步進電機，將前照燈精確達到應旋轉角度。
2.根據權利要求1所述的一種汽車前照燈彎道自適應控制的裝置，其特徵在於所述 計算車輛轉彎時車體與車輪的夾角，並計算前照燈照明方向與車輛運動趨勢方向保持一致 所需要旋轉的角度，是通過加速度傳感器、陀螺儀、微分器，經模數轉換器轉換後，將數字量 化的車體平行和垂直方向的加速度、轉彎的角速度和角加速度提供給微控制器，微控制器 就開始計算車輛在做轉彎運動時車體與車輪的夾角，並計算前照燈的照明方向與車輛運動 趨勢方向保持一致所需要旋轉的角度。
3.根據權利要求1所述的一種汽車前照燈彎道自適應控制的裝置，其特徵在於所述 的前照燈精確達到應旋轉角度，是通過步進電機驅動晶片調整控制前照燈旋轉的步進電機 角度，直到前照燈達到所應旋轉角度。
4.根據權利要求1所述的一種汽車前照燈彎道自適應控制的裝置，其特徵在於所 述的加速度傳感器為LIS344AC ；陀螺儀為LPR4150AL ；微控制器為9S12BU8 ；步進電機 驅動晶片為908E626 ； LIN收發器為MC33661 ；模數轉換為ADS1M8IPW ；微分器為微分器 CD4025。
全文摘要
一種汽車前照燈彎道自適應控制的裝置，本發明屬於車燈照明領域，為了使汽車在轉彎時，前照燈照明方向與車輛運動趨勢方向保持一致，需要前照燈旋轉一定的角度。本發明提供了一種利用加速度傳感器、陀螺儀、微控制器、LIN收發器、模數轉換器、步進電機驅動晶片以及步進電機組成的控制前照燈旋轉的裝置，可應用於汽車前燈自適應系統(AdaptiveFront-lightingSystem,簡稱AFS)。
文檔編號B60Q1/12GK102114803SQ20111004559
公開日2011年7月6日 申請日期2011年2月25日 優先權日2011年2月25日
發明者冀磊, 姚遙, 杜正清, 柴順起 申請人:江蘇洪昌科技股份有限公司