一種二維自適應前照燈控制系統及其控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及傳感器、電機控制、信號處理與傳輸W及車輛工程領域，特別是設及一 種二維自適應前照燈控制系統及其控制方法。
【背景技術】
[0002] 每輛汽車都有至少2個前照燈，前照燈又叫前大燈，裝于汽車頭部兩側，用于夜間 行車道路的照明，前照燈的照明效果直接影響夜間行車駕駛的操作和交通安全。
[0003] 但是，目前國內外大部分車輛的前照明系統普遍還是采用固定式前照燈系統，運 種結構的前照燈無法自動的去適應周圍的環境和需要，也未見有綜合考慮車輛行駛狀況采 用二自由度的二維自適應前照燈系統。
【發明內容】
[0004] 本發明主要解決的技術問題是提供一種二維自適應前照燈控制系統及其控制方 法，具有可靠性能高、自適應強、安全性高等優點，同時在傳感器、電機控制、信號處理與傳 輸W及車輛工程的應用及普及上有著廣泛的市場前景。
[0005] 為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是： 提供一種二維自適應前照燈控制系統，其包括：傳感器模塊、調理電路模塊、CAN總線 模塊、微處理器控制模塊、步進電機模塊和二自由度前照燈機構， 所述傳感器模塊包括用于采集車輛行駛速度信號的車速傳感器、用于采集車輛水平轉 向角度信號的方向盤轉角傳感器和若干個用于采集車輛垂直方向的俯仰角信號W及側傾 角信號的車身懸架高度傳感器， 所述二自由度前照燈機構包括前照燈燈組和用于調整前照燈燈組水平光軸和垂直光 軸照射角度的轉動鏈接傳動機構， 所述傳感器模塊通過所述調理電路模塊與所述CAN總線模塊相連接，所述步進電機模 塊分別與所述二自由度前照燈機構和所述CAN總線模塊相連接，所述CAN總線模塊與所述 微處理器控制模塊相連接。
[0006] 在本發明一個較佳實施例中，所述車身懸架高度傳感器包括左前傳感器、右前傳 感器、左后傳感器和右后傳感器。
[0007] 在本發明一個較佳實施例中，所述調理電路模塊包括將各個傳感器的輸出信號轉 換為統一電信號類型的信號轉換單元和將統一電信號轉換成適合CAN總線傳送的數據類 型的標準化單元。
[0008] 在本發明一個較佳實施例中，所述步進電機模塊包括水平方向步進電機、垂直方 向步進電機和與步進電機配套的驅動模塊。
[0009] 在本發明一個較佳實施例中，一個所述二自由度前照燈機構分別與一個水平方向 步進電機和一個垂直方向步進電機相連接。
[0010] 一種二維自適應前照燈控制系統的控制方法，其步驟包括： 1) 在數據知識庫中輸入車輛照明工況的參考闊值、車輛照明的模型結構W及與車速相 對應的汽車停車視距，其中，所述模型結構包括水平方向步進電機模型、垂直方向步進電機 模型和轉動鏈接傳動機構模型； 2) 方向盤轉角傳感器獲取方向盤轉角信號，車速傳感器獲取車速信號，車身懸架高度 傳感器分別獲取車輛的俯仰角信號和側傾角信號； 3) 將采集的方向盤轉角信號、車速信號、俯仰角信號和側傾角信號分別進行標準化后 送入微控制器； 4) 微控制器將采集到的輸入信號與數據知識庫中的參考闊值進行比對，判斷車輛照 明工況，進而執行不同的控制策略，其中，車輛前照燈包括左車燈和右車燈，車輛照明工況 包括：正常照明模式、轉彎照明模式和特殊照明模式，所述特殊照明包括俯仰照明模式和側 傾照明模式；正常照明模式包括直行照明模式和轉彎半徑大于500米的小角度轉彎照明模 式； 5) 微控制器根據判斷得到的車輛照明工況，依據數據知識庫的模型結構參數來進行車 燈的控制信號的計算； 6) 微控制器將計算得到的控制信號即步進電機的脈沖數傳送給步進電機模塊，實現前 照燈垂直和水平偏轉角的控制，即實現前照燈的二維自適應控制。
[0011] 在本發明一個較佳實施例中，當車輛照明工況為正常照明模式時，在汽車停車視 距中選擇車輛前照燈的直線照明距離，左車燈和右車燈的控制信號只包含垂直方向偏轉 角，即水平方向偏轉角為0° ;根據汽車停車視距和左右車燈各自的光軸始端中屯、線的高度 計算出車燈光軸與行駛路面的夾角；根據轉動鏈接傳動機構和垂直方向步進電機模型計算 得到左車燈和右車燈垂直方向偏轉角控制所對應的步進電機的角位移及脈沖數。
[0012] 在本發明一個較佳實施例中，當車輛照明工況為轉彎照明模式時，車輛前照燈的 彎道中屯、線照明距離取自相對應的汽車停車視距，左車燈和右車燈的控制信號包含垂直和 水平兩個方向的偏轉角；根據汽車彎道照明的軸線長度、軸線長度寬度、方向盤轉角W及左 右車燈各自的光軸始端中屯、線的高度計算出左車燈和右車燈的光軸與行駛路面垂直方向 和水平方向的偏轉角；根據轉動鏈接傳動機構和模型結構計算得到左車燈和右車燈二維偏 轉角控制所對應的步進電機的角位移及脈沖數。
[0013] 在本發明一個較佳實施例中，當車輛照明工況為特殊照明模式，即車輛發生俯仰 和側傾狀況時，則對前照燈光軸的水平和垂直方向的偏轉角控制，既是在正常照明模式或 者轉彎照明模式的基礎上增加一個修正補充；若為俯仰狀態時，車身軸線與行駛路面本身 有一個前后的垂直方向的偏轉角；若為側傾狀態時，車身橫向與行駛路面本身有一個左右 垂直方向的偏轉角，進而引起左車燈和右車燈的光軸始端中屯、線的分別有一個高度變化 量；根據俯仰狀態和側傾狀態得出左右車燈各自水平和垂直方向偏轉角的修正值，進而計 算得到左右車燈二維偏轉角控制所對應的步進電機的修正角位移及修正脈沖數。
[0014] 在本發明一個較佳實施例中，前照燈偏轉角的控制是一個閉環控制，需采集左車 燈和右車燈的各自的水平和垂直方向的實際偏轉角運4個參數量并反饋給微控制器，從而 進行偏差控制。
[0015] 本發明的有益效果是：利用傳感器技術感知汽車行駛車況，調整汽車前照燈水平 光軸照射角度和垂直光軸照射角度，改善車輛夜間或者光線不足情況下的前方環境照明效 果的一種控制裝置，具有較好的社會應用價值和經濟效益。
【附圖說明】
[0016] 為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使 用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于 本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可W根據運些附圖獲得其它 的附圖，其中： 圖1是本發明的一種二維自適應前照燈控制系統的結構示意圖； 圖2是本發明的一種二維自適應前照燈控制系統的工作原理圖； 圖3是本發明的一種二維自適應前照燈控制系統的汽車停車視距的參考值 不意圖。
【具體實施方式】
[0017] 下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施 例僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通 技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范 圍。
[001引請參閱圖1-3,本發明實施例包括： 一種二維自適應前照燈控制系統，其包括：傳感器模塊、調理電路模塊、CAN總線模塊、 微處理