一种汽车前大灯智能转向直驱系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种汽车前大灯智能转向直驱系统，包括灯体、支架、滑杆、直线作动器、弧线电机、位置传感器、微控制器和万向节，其特征在于所述万向节位于弧线电机的圆心，所述的微控制器通过导线与弧线电机、直线作动器和位置传感器相连。本发明的灯体实现了水平和垂直两自由度的角度调节，保证了灯体转向的快速性、转角的精确性，确保照亮了“盲区”。
【专利说明】一种汽车前大灯智能转向直驱系统
[0001]【技术领域】
本发明涉及汽车前大灯照明方向、角度及宽度的调节装置，特别是一种汽车前大灯智能转向驱动系统。
【背景技术】
[0002]传统车辆前大灯方向固定，大灯光线因和车辆行驶方向保持一致，在夜间或者气候原因造成的视线不良情况下，转弯时不可避免出现照明“盲区”；另当载重、加速、减速、上坡、下坡等各种变化的轴载荷导致大灯倾角变化，无法有效照明车辆行驶方向的路面。在这些情况下，若路上存在障碍物，可能会引发交通事故。
[0003]汽车前大灯智能转向技术(AFS)主要是改善夜间以及气候因素所造成的视线不良问题。前大灯智能转向系统能够根据行车速度、车身转向角度、加减速、轴间载荷的变化等因素自动调节前大灯的水平转向角度和垂直仰角，以便及时照亮“未到达”的区域，提供全方位的安全照明，确保夜间行车的安全。
[0004]申请号为201220083167.5的专利《异步控制随动转向大灯系统》、申请号为201220399526.8的专利《汽车自动随动转向前大灯装置》、以及现有汽车中的前大灯智能转向系统主要由灯具、支架、控制器、伺服电机或步进电机和定位齿轮组成。其原理是通过使用一台电机控制转轴在垂直方向上下转到达到灯体仰角的调节，使用一台电机控制齿轮使灯体水平方向转动。该系统结构复杂，制造成本高且容易出现故障。另外由于灯体转向是通过电机驱动齿轮完成的，存在转向滞后、转向灵敏度差、转向角度偏差、爬行等问题，不能反映司机的真实意图。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种无需齿轮传动、结构简单、可靠性高、成本低廉，且能够满足前大灯水平和垂直自由度的转向灵明度高、转向角度准确的要求，符合司机的转向意图的汽车前大灯智能转向驱动系统。
[0006]为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案:一种汽车前大灯智能转向直驱系统，包括灯体、支架、滑杆、直线作动器、弧线电机、位置传感器、微控制器和万向节，其特征在于所述万向节位于弧线电机的圆心，所述的微控制器通过导线与弧线电机、直线作动器和位置传感器相连。
[0007]所述的支架通过万向节安装在弧线电机圆心，所述的弧线电机包括弧线电机定子和弧线电机动子，所述的弧线电机动子中心处安装一直线作动器，所述的直线作动器与弧线电机所在的平面垂直，所述的直线作动器和滑杆万向相连，所述的滑杆安装在灯体尾部。
[0008]所述的位置传感器是绝对式编码器，所述的位置传感器包括光栅或磁栅，所述的弧线电机上安装有光栅或磁栅，所述的直线作动器上安装有光栅或磁栅。
[0009]所述的灯体水平转动方向与弧线电机动子运动方向在圆周上是一致的，所述的灯体在垂直方向上的运动方向和直线作动器动作方向相反。[0010]所述的弧线电机和直线作动器为三相永磁型或者异步感应型或者磁阻型。
[0011]所述的微控制器根据方向盘有效转向信号和车身高度传感器信号采用矢量控制策略控制弧线电机和直线作动器运行，所述的弧线电机驱动灯体在水平面左右转动，所述的直线作动器驱动灯体在垂直面上下转动。
[0012]采用上述技术方案后，本发明具有以下有益效果:本发明的灯体实现了水平和垂直两自由度的角度调节，保证了灯体转向的快速性、转角的精确性，确保照亮了“盲区”。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明一种汽车前大灯智能转向直驱系统的整体结构示意图。
[0014]图2是本发明一种汽车前大灯智能转向直驱系统的侧视图。
[0015]图3是本发明一种汽车前大灯智能转向直驱系统中使用的电机机构示意图。
[0016]图4是本发明一种汽车前大灯智能转向直驱系统使用的弧线电机驱动控制结构示意图。
[0017]图5是本发明一种汽车前大灯智能转向直驱系统使用的直线作动器驱动控制结构示意图。
[0018]图中:1、灯体 2、支架 3、滑杆 4、直线作动器 5、弧线电机 5_1弧线电机定子 5-2弧线电机动子 6、位置传感器 7、微控制器 8、万向节。
【具体实施方式】
[0019]下面根据说明书附图和具体实施例对本发明作进一步的解释。
[0020]如图1、图2所示，一种汽车前大灯智能转向直驱系统，包括灯体1、支架2、滑杆3、直线作动器4、弧线电机5、位置传感器6、微控制器7和万向节8，其特征在于所述万向节8位于弧线电机5的圆心，所述的微控制器7通过导线与弧线电机5、直线作动器4和位置传感器6相连。在弧线电机5和直线作动器4上安装位置传感器6。
[0021]所述的支架2通过万向节8安装在弧线电机5圆心，如图3所示，所述的弧线电机5包括弧线电机定子5-1和弧线电机动子5-2，所述的弧线电机动子5-2中心处安装一直线作动器4，所述的直线作动器4与弧线电机5所在的平面垂直，所述的直线作动器4和滑杆3万向相连，所述的滑杆3安装在灯体I尾部。
[0022]所述的位置传感器6是绝对式编码器，所述的位置传感器6包括光栅或磁栅，所述的弧线电机5上安装有光栅或磁栅，所述的直线作动器4上安装有光栅或磁栅。
[0023]所述的灯体I水平转动方向与弧线电机动子5-2运动方向在圆周上是一致的，所述的灯体I在垂直方向上的运动方向和直线作动器4动作方向相反。
[0024]所述的弧线电机5和直线作动器4为三相永磁型或者异步感应型或者磁阻型。
[0025]所述的微控制器7根据方向盘有效转向信号和车身高度传感器信号采用矢量控制策略控制弧线电机5和直线作动器4运行，所述的弧线电机5驱动灯体I在水平面转动到指定转角，所述的直线作动器4驱动灯体I在垂直面转动到指定仰角。
[0026]分别采用如图4和图5所示的控制策略控制弧线电机5、直线作动器4。
[0027]使用时微控制器7接受方向盘的转向信号，根据车速计算出灯体I期望转向角度。当方向指示灯启动时，微控制器7认为方向盘转向信号有效，控制弧线电机动子5-2直接驱动灯体I在水平面上转动到期望角度；当方向指示灯关闭时，微控制器7不响应方向盘转向信号，仅控制弧线电机5驱动灯体I回复到原始零位。同时微控制器7根据前后车身高度传感器信号，控制直线作动器4及时调整灯体I在垂直面上的仰角，确保灯体I轴线与路面平行。
[0028]微控制器7接受方向盘的转向角信号，根据车速计算出灯体I期望转向角，根据该转角指令使用三闭环(转角环、速度环、电流环)矢量控制策略，控制弧线电机动子5-2运动到指定位置，调整灯体I水平面上的转角；同时根据前后车身高度传感器的信号驱动直线作动器4运动，调整灯体I垂直面上的仰角。最终实现了水平和垂直两自由度的角度调节，保证了灯体I转向的快速性、转角的精确性，确保照亮了 “盲区”。
【权利要求】
1.一种汽车前大灯智能转向直驱系统，包括灯体、支架、滑杆、直线作动器、弧线电机、位置传感器、微控制器和万向节，其特征在于所述万向节位于弧线电机的圆心，所述的微控制器通过导线与弧线电机、直线作动器和位置传感器相连。
2.根据权利要求1所述的一种汽车前大灯智能转向直驱系统，其特征在于所述的支架通过万向节安装在弧线电机圆心，所述的弧线电机包括弧线电机定子和弧线电机动子，所述的弧线电机动子中心处安装一直线作动器，所述的直线作动器与弧线电机所在的平面垂直，所述的直线作动器和滑杆万向相连，所述的滑杆安装在灯体尾部。
3.根据权利要求1所述的一种汽车前大灯智能转向直驱系统，其特征在于所述的位置传感器是绝对式编码器，所述的位置传感器包括光栅或磁栅，所述的弧线电机上安装有光栅或磁栅，所述的直线作动器上安装有光栅或磁栅。
4.根据权利要求1所述的一种汽车前大灯智能转向直驱系统，其特征在于所述的灯体水平转动方向与弧线电机动子运动方向在圆周上是一致的，所述的灯体在垂直方向上的运动方向和直线作动器动作方向相反。
5.根据权利要求1所述的一种汽车前大灯智能转向直驱系统，其特征在于所述的弧线电机和直线作动器为三相永磁型或者异步感应型或者磁阻型。
6.根据权利要求1-5所述的一种汽车前大灯智能转向直驱系统，其特征在于所述的微控制器根据方向盘有效转向信号和车身高度传感器信号采用矢量控制策略控制弧线电机和直线作动器运行，所述的弧线电机驱动灯体在水平面左右转动，所述的直线作动器驱动灯体在垂直面上下转动。
【文档编号】B60Q1/076GK103692956SQ201310689872
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】周华伟, 赵文祥, 刘国海, 陈龙, 孙龙纲, 陈兆岭 申请人:江苏大学