专利名称：一种多自由度汽车前照灯控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车电器电子照明系统智能控制领域，尤其涉及一种基于多自由度汽车前照灯控制装置，该装置适用于各类汽车。
背景技术：
随着我国汽车保有量的稳步增长，以及城乡公路交通网络的逐步完善，汽车作为一种方便快捷的代步工具已经越来越普及，而依赖于计算机智能控制技术，尤其是单片机等集成控制的现代汽车也朝着更加智能、人性、安全的方向发展。这其中，由于夜间行驶安全事故远多于白天，造成事故概率较大的则是由于前照灯视野盲区严重，如何改善汽车夜间行驶的前照灯照明系统，确保驾驶员对周围路况有更好的掌握以及及时做出合理的操控，便引起了汽车研究和驾驶人员的极大关注。
发明内容针对现有的固定式前照灯或者只可左右转动的前照灯在复杂路况下的照明弊端所带来的不良视野影响，本实用新型的目的在于，提供一种多自由度汽车前照灯控制装置，该装置能够基于在前照灯启用的情况下，自动实现在转向、上下坡道时前照灯的随向照射，减少甚至消除驾驶人员在以上或其他复杂路况下的视野盲区，增强汽车照明系统的安全性、智能性、实用性，以减少不必要的人员伤亡和交通事故。为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术方案得以实现:1、一种多自由度汽车前照灯控制装置，包括左前照灯的灯座和右前照灯的灯座，其特征在于，还包括方向盘转角传感器、车身倾斜角度传感器、ECU控制模块、四个工作电机，驱动模块和电源模块；其中，所述左前照灯的灯座和右前照灯的灯座分别连接两个工作电机，所述方向盘转角传感器、车身倾斜角度传感器的输出端与ECU控制模块的输入端相连接，E⑶控制模块的输出端通过驱动模块与四个工作电机相连接，电源模块与E⑶控制模块相连接。本实用新型还包括如下其他技术特征:所述方向盘传感器采用SENSORWAY品牌的绝对角度测量传感器，其安装在方向盘转向管柱上。所述车身倾斜角度传感器采用德国ASM公司型号为MIM2标准型双轴倾角传感器，安装在车辆底盘下车轴中间处。所述ECU控制模块采用Freescale 9S12DG128单片机。所述驱动模块采用2803A型驱动芯片。本实用新型的一种智能多自由度汽车前照灯控制装置，面向对象为各类配置有前照灯照明系统的车辆，尤其是长期行驶于复杂路况的车辆。具有以下优点:1、基于方向盘转角和车身倾斜角度自适应地智能调节前照灯，极大地保护了驾驶人员的良好视野，以及对道路交通状况的全面掌握，也对行人、过往车辆提供适当的提醒和防炫目功效；2、本装置采用两个电机，分别控制前照灯灯座在水平、垂直两个平面内的多自由度运动，更广泛的调控范围和更精确的定位有利于保持照明区域出于最理想状态；3、对于车辆上下、左右斜坡的全面考虑，突显了本装置对于车辆在各种坡道路面容易出现前照灯照明区域出现飘空和近地照射等不良情况的充分考虑；4、装置线路简易，构成简便，元器件少，工作可靠性、可实现程度高，利用单片机控制，经济且技术成熟；5、启用时间智能控制，人性化且减少驾驶员工作负担，统一采用车载蓄电池，进一步减少装置复杂程度，符合汽车现时电器集成系统化的发展趋势。
图1为本实用新型总体结构图；图2为E⑶控制模块(9S12DG128单片机)程序流程以下结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
具体实施方式
本实用新型的一种智能多自由度汽车前照灯控制装置，其设计思路是基于方向盘传感器、车身倾斜传感器对车辆即将或者正处于转向、坡道行驶的路面情况实时检测以及数据信号采集传输，并由ECU控制模块对采集的信号统一接收处理，通过执行内存程序、控制指令输出，驱动工作电机进行操纵灯座两个平面内的综合运动，实现前照灯多自由度的自适应性智能运动。参见图1，本实施例的多自由度汽车前照灯控制装置，包括左前照灯的灯座和右前照灯的灯座，还包括:方向盘转角传感器，用于检测方向盘转角，为前照灯在水平面内的转动提供量化数值，实现前照灯在水平面内的智能随动；车身倾斜角度传感器，用于检测车辆所处上下、左右倾斜坡度，为前照灯在垂直平面内的转动提供量化数值，实现前照灯在垂直面内的智能随动；ECU控制模块，采用单片机控制，实现对各传感信号的接收、内置程序运行处理、控制指令输出，最终达到实现前照灯多自由度智能运动的目的；四个工作电机，左前照灯、右前照灯的灯座上分别安装两个工作电机，两个工作电机分别用于控制其所连接的灯座实现水平面内转动、垂直面内转动，实现前照灯的智能随动；驱动模块，用于接收ECU控制模块的工作指令并根据工作指令驱动工作电机动作；电源模块，利用车载蓄电池供电，用于为本装置提供稳定的工作电压，保证正常可
靠工作。所述左前照灯的灯座和右前照灯的灯座分别连接两个工作电机，所述方向盘转角传感器、车身倾斜角度传感器的输出端与ECU控制模块的输入端相连接，ECU控制模块的输出端通过驱动模块与四个工作电机相连接，电源模块与ECU控制模块相连接。[0029]上述各部件的选用产品如下:方向盘转角传感器:车辆方向盘转角传感器(SAS)主要用于测量汽车转向时方向盘的旋转角度，安装在方向盘转向管柱上，本实施例中采用的方向盘转角传感器为多圈绝对角度输出方式，可测量方向盘多圈旋转时的绝对角度。在汽车智能控制技术的典型应用:自适应前照灯系统(AFS)、电子稳定系统(ESP)、电动助力转向系统(EPS)、导航及辅助驾驶系统(ADAS )、智能泊车系统(PLA )。主要技术特点:多圈绝对角度测量；非接触式测量方式，工作寿命大于800万循环；CAN总线通讯接口，支持客户定制协议Jootloader软件在线升级；源管理，过压、低压、反接保护。主要产品参数为:所属品牌:SENS0RWAY ;类型:磁阻角度测量；电气连接:电缆；输出:CAN总线；量程:-780° +780° (可定制)；工作温度范围:-40°C 85°C ;精确度:〈±2.5° ;供电电源:8 32Vdc。车身倾斜角度传感器:倾角传感器(又称电子水平计)是专门用于检测被测物相对地心的倾角位移量或摆动量，测量单位为角度。本实用新型中采用车身倾角传感器目的是检测车辆所处上下、左右倾斜坡度，原因是现时有类似本发明的可调节前照灯，但只局限于水平方向的左右转动，而当车辆行驶在上下坡道、左右倾斜坡道时，前照灯依然不能更好的做到智能调节。车身倾角传感器则能为前照灯在垂直平面内的转动提供量化数值，实现前照灯在垂直面内的智能随动。本实施中，采用德国ASM公司型号为MM2标准型双轴(维)倾角传感器，使用方法和安装位置为:分为纵向和侧向两个不同的传感方向分别对应于上下坡道、左右倾斜坡道；纵向传感单元实现的是车轴、底盘前后中点连线组成的平面与水平面所夹角度的感知测量，侧向传感单元实现的是车轴、底盘左右中点连线组成的平面与水平面所夹角度的感知测量；安装于车辆底盘(地板)下车轴中间处。主要产品参数为:输出信号:电压型 0.5-4.5V;0.5-10V;电流型 4一20mA;量程范围:0-±15° ;0_±180° ;±180°绝对倾角(相对地心);分辨率:0.0P/oF.S.;精度:±0.01%F.S.;防护等级:最高IP69K (可永久水下150m工作)。ECU控制模块:本实施例采用Freescale 9S12DG128单片机，经由方向盘转角传感器、车身倾斜角度传感器采集并传输的车辆实时行驶状况信号通过单片机I/O引脚传入单片机，单片机对信号通过执行内存程序，并输出智能运动控制指令操纵前照灯灯座在水平、垂直方向的运动。运动控制指令包括方向运动以及各方向运动的具体量化数值运动，保证前照灯灯座的精确运动，从而实现前照灯的最佳照明范围。需要特别提出的是，本装置只有在驾驶员打开前照灯的前提下才会启动工作，而白天等照明系统不工作状态，ECU控制模块断开本装置工作电源，以起到节能和保护装置目的。Freescale 9S12DG128单片机采用5V供电，具有25MHZ的总线速度，目前广泛应用于电器电子自动化控制领域。该单片机的特点是丰富的I/O引脚和工业控制专用的通信模块。Flash容量为128KB，通信模块有SC1、SP1、IIC、CAN、J1850等。其112引脚封装的有91个I/O引脚，能够充分满足各传感器信号预处理单元与单片机之间的信号传递；16路10位A/D转换引脚，可顺畅实现单片机的数据、指令传输。工作电机:采用四个直流式电动机，每边两个，分别控制左右前照灯灯座在水平、垂直两个平面内的多自由度运动，多自由度的调控范围和精确的定位有利于保持照明区域出于最理想状态。安装在固定前照灯的灯座。驱动模块:采用2803A型驱动芯片，可实现工作电机稳定可靠和及时的工作状态。依照Freescale 9S12DG128单片机引脚定义，9引脚为接地，1、18引脚，2、17引脚，3、16引脚，4、15引脚，5、14引脚，6、13引脚，7、12引脚，8、11引脚为一对输入输出引脚，共8对。本装置中利用了其中的6、13引脚，7、12引脚，即从6、7引脚中低电流的输入信号，即可从13、12引脚中得到高电流的信号，从而达到提高电流的目的，即而实现了电机的工作动作。电源模块，利用车载蓄电池供电，用于为本装置提供稳定的工作电压，保证正常可靠工作。
权利要求1.一种多自由度汽车前照灯控制装置，包括左前照灯的灯座和右前照灯的灯座，其特征在于，还包括方向盘转角传感器、车身倾斜角度传感器、E⑶控制模块、四个工作电机，驱动模块和电源模块；其中，所述左前照灯的灯座和右前照灯的灯座分别连接两个工作电机，所述方向盘转角传感器、车身倾斜角度传感器的输出端与ECU控制模块的输入端相连接，ECU控制模块的输出端通过驱动模块与四个工作电机相连接，电源模块与ECU控制模块相连接。
2.如权利要求1所述的多自由度汽车前照灯控制装置，其特征在于，所述方向盘传感器采用SENSORWAY品牌的绝对角度测量传感器，其安装在方向盘转向管柱上。
3.如权利要求1所述的多自由度汽车前照灯控制装置，其特征在于，所述车身倾斜角度传感器采用德国ASM公司型号为MM2标准型双轴倾角传感器，安装在车辆底盘下车轴中间处。
4.如权利要求1所述的多自由度汽车前照灯控制装置，其特征在于，所述ECU控制模块采用 Freescale 9S12DG128 单片机。
5.如权利I要求所述的智能多自由度汽车前照灯控制装置，其特征在于，所述驱动模块采用2803A型驱动芯片。
专利摘要本实用新型公开了一种多自由度汽车前照灯控制装置，包括左前照灯的灯座和右前照灯的灯座，还包括方向盘转角传感器、车身倾斜角度传感器、ECU控制模块、四个工作电机，驱动模块和电源模块；左前照灯的灯座和右前照灯的灯座分别连接两个工作电机，方向盘转角传感器、车身倾斜角度传感器的输出端与ECU控制模块的输入端相连接，ECU控制模块的输出端通过驱动模块与四个工作电机相连接，电源模块与ECU控制模块相连接。本实用新型能够基于在前照灯启用的情况下，自动实现在转向、上下坡道时前照灯的随向照射，减少甚至消除驾驶人员在以上或其他复杂路况下的视野盲区，增强汽车照明系统的安全性、智能性、实用性，以减少不必要的人员伤亡和交通事故。
文档编号B60Q1/115GK203047039SQ201220668739
公开日2013年7月10日 申请日期2012年12月6日 优先权日2012年12月6日
发明者朴轩霆, 张谢源, 王白侠 申请人:长安大学