专利名称：自适应汽车大灯控制装置的制作方法
自适应汽车大灯控制装置技术领域自适应汽车大灯控制装置，属于汽车车灯及其控制装置技术领域。
技术背景目前市场上汽车存在的车大灯主要为氙气车灯，且缺乏便于推广应用的自适应照明技术。 汽车在夜晚或其他光线不良条件下转向行驶时，往往由于驾驶人的视距短、视野小导致交通事故的发生，即汽车的照明在转向时有一定的死角，如图l所示(图l为汽车转向时死角示意图)。针对上述问题，已有的解决方案普遍为应用具有机械传动结构的自适应车灯技术，即车 灯随着转向而转动，从而达到照明方向随之转动的目的。但是，由于该实施机构复杂，成本 高，技术难度大，难推广应用。除此之外，也有人提出增加辅助照明灯来消除照明死角的解 决方案，但是该技术需对车身进行较大改动，且缺乏智能控制，不能随着转向角的变化而改 变辅助照明方向。随着汽车照明技术的进一步发展，大功率LED车灯具有照明能耗小，质量好，品位高等 优点，即将取代现在的氙气车灯，成为第四代汽车光源。综上所述，汽车照明技术的智能化、低能耗、高品质逐渐成为主要发展趋势。发明内容本发明的目的是提出一种自适应大灯控制装置。该装置基于大功率LED车灯设计，不仅 能增强驾驶员在转向时对车辆侧向的感知能力，而且具备成本低、智能化、高照明效率等优 点，便于推广应用。本发明装置可以根据外界光强信号智能判断是否开启弧度照明的LED车灯。当光线较弱 时，开启侧面弧度LED辅助照明功能。不仅节省能源，而且无需人为操作，避免分散驾驶员 注意力。自适应汽车大灯控制装置，该装置包括信号感知部分、决策控制部分和安全执行部分； 信号感知部分通过光敏传感器技术感知行车状态和车辆行驶状态，然后把相关信号传送 至决策控制部分；由决策控制的单片机程序进行逻辑判断和处理，如果不利于行车安全，则 启用安全执行，即开启辅助照明的LED阵列；装置安全执行部分由驱动芯片和大功率LED车 灯灯束组成，LED灯束在车辆的前侧面排列成弧度；安全执行部分执行决策控制部分决策执 行的信息。本装置可以根据驾驶员对光线感应的不同敏感度，手动调节外界光线信号强弱触发的临 界值，使该系统更具人性化设计。例如，如果驾驶员的对光线的感知不够敏感，认为触发智 能控制时的光线太弱，可以通过手动旋转滑动变阻器的旋钮，增大光线强弱的临界值，使智 能控制系统在较强的光线条件下触发。可以根据车辆转向角的变化而智能调整LED车灯开启个数，进而使侧面的照明弧度随着 转向角的改变而改变，从而扩展驾驶员转向视野。本装置提出一种自适应大灯控制装置，无需驾驶员控制，可以根据光强和转向角智能控 制自适应照明系统的开启。从而能很好地改善驾驶员转向视野，有效地降低光线较暗时车辆 转向时的事故率。该装置具备以下三个特点1、 该照明车灯灯具由一系列大功率高亮度LED组成，在车辆的前侧面排列成一定的弧度。 可以根据车辆转向角的变化而智能调整LED车灯开启个数，进而使侧面的照明弧度随着转向 角的改变而改变，从而扩展驾驶员转向视野。2、 本发明装置可以根据外界光强信号及车辆转向角信号，智能判断是否开启弧度照明的 LED车灯。不仅节省能源，而且无需人为操作，避免分散驾驶员注意力。3、 本装置可以根据驾驶员对光线感应的不同敏感度，手动调节外界光线信号强弱触发的 临界值，使该系统更具人性化设计。
图1汽车转向时死角示意图。图2本发明安全执行部分LED车灯排列/灯具示意图。图3本发明信号感知部分电路示意图(光强信号及转向角信号)。图4本发明决策控制部分(单片机)电路示意图。图5为本发明决策控制部分(单片机)的控制方法流程示意图。 图6本发明安全执行部分驱动集成电路电路示意图。 图7是本发明一种实施例电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合图和实施例对本发明作进一步说明。本发明包括三个部分信号感知、决策控制和安全执行。图2本发明安全执行部分LED 车灯排列/灯具示意图。通过光敏传感器等装置感知行车状态和车辆行驶状态，然后把相关信 号传送至决策控制模块；由决策控制的单片机程序进行逻辑判断和处理，如果不利于行车安 全，则启用安全执行，即开启辅助照明的LED阵列。1、 信号感知部分光线信号采集电路由光敏电阻和可变电阻串联组成。如图3示，图3本发明信号感知部 分电路示意图(光强信号及转向角信号)。光敏电阻RL的一端接地，可变电阻Rc的一段接 VCC，单片机的一个IO口与光敏电阻RL和可变电阻Rx的公共端相连接。随着外界光强的变 化，光敏电阻值也随之变化。当光敏电阻RL的分压大于3.5V时，则可作为输入单片机的高 电平信号l，反之，则为0。由此可得到光强强弱的开关信号。通过调节可变电阻，可以改变 RL分压为3.5V时的电阻值，即改变触发高电平信号1的电阻值，从而调节了光线信号强弱 的临界值。所以针对不同的驾驶员，可以根据其对光线强弱的敏感性不同，调节可变电阻Rc， 设置不同的临界值。转向角信号可以从车辆的电路信号中采集得到。 一般来说，车辆的转向角信号为0 5V 之间的电压信号，其电压值的大小与车辆的转向角度的大小成正比。这里，可以直接把转向 角信号引入单片机的另一个10 口 。2、 决策控制部分这里的采用的单片机型号为摩托罗拉公司生产的八位单片机MC9S08DZ60。图4本发明决 策控制部分(单片机)电路示意图。其中VDD、 VSS为芯片的数字电源管脚；VDDA与VSSA为 芯片的模拟电源管脚；VREFH、 VREFL为单片机数模和模数转换的参考电压管脚；VDD、 VDDA、 VREFH接直流5伏电源，VSS、 VSSA、和VREFL接地。图中2X3的接口 (BACKGROUND HEADER), 用来对该单片机进行仿真和编程。Xl为外部晶振。Cl、 C2为两个电容。RF、 Rs两个保护电阻，该晶振电路的设计是为了给单片机提供工作所需的时钟信号。决策控制模块的单片机控制逻辑如图5所示，图5为本发明决策控制部分(单片机)的 控制方法流程示意图。3、安全执行部分图6本发明安全执行部分驱动集成电路电路示意图。这里驱动芯片为集成了7路的复合 管驱动专用集成电路MC1413。可以直接驱动各种指示灯、继电器灯。MC1413的IN1 IN7与 单片机的7个I0口相连，以控制LED阵列灯的开闭。当输入端IN为高电平时，对应的输出 口将与GND导通，从而使对应的OUT电路形成闭合回路，即点亮相应的LED灯束。反之，頂 为低电平时，对应的OUT管脚悬空，而对应的OUT电路无法形成闭合回路，LED为熄灭状态。 每一个输入口IN，控制一个阵列LED灯，共计控制了 7个阵列的LED灯。图2本发明安全执行部分LED车灯排列/灯具示意图。如图2所示，高亮度LED车灯， 在车辆前侧面排一定弧度的LED阵列。前方的LED灯束为主照明灯，侧面的LED灯束，开启 的列数与转向角成一定比例，使灯光照射角度与方向盘转向角相匹配。图7是本发明一种实施例电路结构示意图。自适应汽车大灯控制装置，该装置包括信号 感知部分、决策控制部分和安全执行部分；所述信号感知部分，包括电子器件电阻R1，电容C1、 C2，限流二极管D1，可变电阻Rx 和光敏电阻RL。其中的光线强弱信号感知电路由光敏电阻RL和可变电阻Rx串联组成通过 光敏电阻RL的一端接地，可变电阻Rc的一端接电压VCC，单片机的一个10 口与光敏电阻RL 和可变电阻Rx的公共端相连接，把光线的强弱转变为与之适应电压大小的电信号，并把该电 信号传送至决策控制系统的单片机MC9S08DZ60。随着外界光强的变化，光敏电阻值也随之变 化。当光敏电阻RL的分压大于3.5V时，则可作为输入单片机的高电平信号1，反之，则为O。 由此可得到光强强弱的开关信号。通过调节可变电阻，可以改变RL分压为3.5V时的电阻值， 即改变触发高电平信号1的电阻值，从而调节了光线信号强弱的临界值。所以针对不同的驾 驶员，可以根据其对光线强弱的敏感性不同，调节可变电阻Rc，设置不同的临界值；转向角 信号感知电路包括电子器件电阻R1，电容C1、 C2，限流二极管D1，把车辆已有的电路信号 系统中的转向角信号经过滤波减噪处理，传输给决策控制系统的单片机MC9S08DZ60。 一般来 说，车辆的转向角信号为0 5V之间的电压信号，其电压值的大小与车辆的转向角度的大小 成正比。这里，Rl、 Dl、 Cl、 C2组成了滤波减噪电路，转向角信号经以滤波减噪处理后引入单片机的另一个10 口。所述的决策控制部分采用为摩托罗拉公司生产的八位单片机MC9S08DZ60。其中VDD、 VSS 为芯片的数字电源管脚；VDDA与VSSA为芯片的模拟电源管脚；VREFH、 VREFL为单片机数模 和模数转换的参考电压管脚；VDD、 VDDA、 VREFH接直流5伏电源，VSS、 VSSA、和VREFL接 地。图中2X3的接口 (BACKGROUND HEADER),用来对该单片机进行仿真和编程。XI为外部 晶振。Cl、 C2为两个电容。RF、 Rs两个保护电阻，该晶振电路的设计是为了给单片机提供 工作所需的时钟信号。决策控制模块的单片机控制逻辑如图5所示，图5为本发明决策控制 部分(单片机)的控制方法流程示意图。所述决策控制部分的控制方法步骤为(1) 光线是否较弱；是，单片机读入转向角信号；否，继续判断光线强弱；(2) 采集转向角大小信号至单片机的寄存器；(3) 通过单片机的AM)转换，把模拟信号转换为数字信号。(4) 比较判断数字信号的大小，使对应的单片机IO输出高电平 如果得到的转向角信号为5V，即车辆最大转向角。从而得到转换的数字信号为1111 1111(一个字节)，然后把单片机I0的七个输出管脚全部赋值1，即驱动点亮侧面全部七个LED 阵列。相反，如果得到的转向角为OV，即车辆没有转向，IO输出的七个管脚全部置O，七 个LED阵列处于熄灭状态。如果处于0 5V的中间某值，先通过实验获得每个LED阵列点亮时照明角与转向角相适 应时的转向角的大小。即得到点亮1个LED灯束时的转向角信号电压值V1， 2个LED灯束时 的转向灯信号电压值V2…，6个LED灯束时的V6。在编程中，以V1 V6为参考信号电压阈值。 获得转向灯信号电压值与其中的V i ( i=l，2，3 6 )最接近时，驱动点亮i个LED灯束。(5) 单片机对应IO管脚高电平输出驱动相应的LED阵列，最终实现与转向角相适应。 所述安全执行部分，包括驱动集成电路MC1413和DS1 DS7七个LED阵列，该7个阵列的LED车灯为高亮度LED车灯，在车辆前侧面排列成一定的弧度。侧面的LED灯束，开启的 列数与转向角成一定比例，使灯光照射角度与方向盘转向角相匹配，为辅助照明灯。大功率 LED驱动电路的驱动芯片为集成了 7路的复合管驱动专用集成电路MC1413，可以直接驱动各 种指示灯、继电器灯。MC1413的IN1 IN7七个管脚与单片机的7个10 口相连，以控制LED 阵列灯的开闭。当输入端IN为高电平时，对应的输出口将与GND导通，从而使对应的OUT电路形成闭合回路，即点亮相应的LED灯束。反之，IN为低电平时，对应的OUT管脚悬空，而 对应的0UT电路无法形成闭合回路，LED为熄灭状态。每一个输入口 IN，控制一个阵列LED 灯，共计控制了DS1 DS7七个阵列的LED灯。本发明车灯在车辆的前侧面排列成一定的弧度。可以根据车辆转向角的变化而智能调整 LED车灯开启个数，扩展驾驶员转向视野。能够智能判断是否开启弧度照明车灯，避免分散 驾驶员注意力。该装置智能判断开启灯"阈值"可以调节，灵活，人性化。
权利要求
1、自适应汽车大灯控制装置，其特征在于，该装置包括信号感知部分、决策控制部分和安全执行部分；所述信号感知部分感知行车状态和车辆行驶状态，然后把信号传送至决策控制部分；决策控制部分进行逻辑判断和处理，如果不利于行车安全，则启用安全执行，即开启辅助照明的LED阵列；安全执行部分执行决策控制部分决策执行的信息。
2、 根据权利要求l所述的自适应汽车大灯控制装置，其特征在于，所述信号感知部分， 包括电子器件电阻R1，电容C1、 C2，限流二极管D1，可变电阻Rx和光敏电阻RL;其中，光敏电阻RL和可变电阻Rx串联组成光线强弱信号感知电路光敏电阻RL—端接地，可 变电阻Rc的一端接电压VCC，光敏电阻RL和可变电阻Rx连接的公共端与所述决策控制部分 相连；电阻R1，电容C1、C2，限流二极管D1组成转向角信号感知电路电阻R1与限流二极管 Dl正极相连，限流二极管D1负极接电源；电阻R1与电容C1连接的公共端接车辆电路信号 系统；电容C1、 C2连接公共接地；电容C2与限流二极管D1正极连接公共端接所述决策控制 部分。
3、 根据权利要求1或2所述的自适应汽车大灯控制装置，其特征在于，所述的决策控制 部分为摩托罗拉八位单片机MC9S08DZ60。
4、 根据权利要求l所述的自适应汽车大灯控制装置，其特征在于，所述安全执行部分包 括驱动集成电路MC1413和DS1 DS7七个LED阵列；驱动集成电路MC1413与DS1 DS7七个LED阵列相连，驱动集成电路MC1413驱动DS1 DS7七个LED阵列；MC1413的IN1 IN7七个管脚与单片机的7个10 口相连，以控制LED阵 列灯的开闭。
5、 根据权利要求4所述的自适应汽车大灯控制装置，其特征在于，所述LED车灯在车辆 前侧面排列成一定弧度，所述弧度使灯光照射角度与方向盘转向角相匹配。
6、 根据权利要求3所述的自适应汽车大灯控制装置，其特征在于，所述决策控制部分的 控制方法包括如下步骤-(1)单片机判断光线是否较弱；是，单片机读入转向角信号；否，继续判断光线强弱；(2) 采集转向角大小信号至单片机的寄存器；(3) 通过单片机的AV)转换，把模拟信号转换为数字信号；(4) 比较判断数字信号的大小，使对应的单片机10输出高电平；(4. 1)当得到的转向角信号为5V，即车辆最大转向角，从而得到转换的数字信号为1111 1111，然后把单片机10的七个输出管脚全部赋值1，即驱动点亮侧面全部七个LED阵列(4.2)当得到的转向角为OV，即车辆没有转向，IO输出的七个管脚全部置O，七个LED 阵列处于熄灭状态；(4. 3)当处于0 5V的中间某值，先通过实验获得每个LED阵列点亮时照明角与转向角 相适应时的转向角的大小，即得到点亮1个LED灯束时的转向角信号电压值V1， 2个LED灯 束时的转向灯信号电压值V2，…，6个LED灯束时的V6;即以V1 V6为参考信号电压阈值， 获得转向灯信号电压值与其中的V i ( i=l，2，3 6 )最接近时，驱动点亮i个LED灯束；(5) 单片机对应iO管脚高电平输出驱动相应的LED阵列，最终实现与转向角相适应。
全文摘要
自适应汽车大灯控制装置，属于汽车电子装置技术领域。包括信号感知部分、决策控制部分和安全执行部分；所述信号感知部分感知行车状态和车辆行驶状态，然后把信号传送至决策控制部分；决策控制部分进行逻辑判断和处理，如果不利于行车安全，则启用安全执行，即开启辅助照明的LED阵列；安全执行部分执行决策控制部分决策执行的信息。本发明车灯在车辆的前侧面排列成一定的弧度。可以根据车辆转向角的变化而智能调整LED车灯开启个数，扩展驾驶员转向视野。能够智能判断是否开启弧度照明车灯，避免分散驾驶员注意力。该装置智能判断开启灯“阈值”可以调节，灵活，人性化。
文档编号F21W101/10GK101242696SQ20081000649
公开日2008年8月13日 申请日期2008年3月18日 优先权日2008年3月18日
发明者党睿娜, 张德兆, 李克强, 晴 杨, 琼 王, 王建强, 艺 袁 申请人:清华大学