一种用于汽车前照灯的自动水平调光系统及调光方法

文档序号:9927017阅读:1355来源:国知局
一种用于汽车前照灯的自动水平调光系统及调光方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车前照灯,特别涉及调光系统,具体是一种用于汽车前照灯的自动水平调光系统及调光方法。
【背景技术】
[0002]汽车前照灯是汽车的重要功能件和法规件,汽车前照灯的灯光在照亮前方道路的同时,既不能对对面车辆产生炫目影响,而且也一定要使灯光照射到前方路面,以确保驾驶性和安全性。
[0003]然而,由于汽车悬架的影响,当汽车的载荷情况发生变化或者车速发生变化时,车身相对于路面的倾斜角往往会发生很大的变化,这将引起近光灯照明距离和照明方向的改变。
[0004]当汽车载荷增加或者加速时,汽车会出现后部下降、前部升高的现象,这将导致灯光线抬高,使得迎面来车的驾驶员炫目,同时会造成驾驶员视野变窄;而当汽车突然制动时,会出现前部下降后部升高的现象,这时车灯光线会压低,大部分灯光照射到路面,影响其功能和行车安全性。
[0005]因此,法规GB4785-2007规定:当前照灯的光通量超过20001m时(市场上的氙气大灯均超过20001m),车辆必须配备能够自动水平调光的装置。由于法规的强制要求,所以氙气大灯均配备有自动水平调光系统。而卤素大灯光通量较低,且无法规强制要求,考虑到成本的因素,所以一般只配备手动调光装置。
[0006]如图1和图2所示,现有的自动水平调光系统由2个高度传感器、I个控制器和2个步进马达组成。当车身高度发生变化时,前轴和后轴高度传感器会实时输出不同的电压信号或者PWM信号给控制器,控制器根据前后轴高度传感器的输出信号和车身轴距可以计算出车身相对于初始位置的倾角,然后通过控制步进马达来调整前照灯的照射高度,从而补偿这种变化。现有的这种自动水平调光系统的系统构成复杂,而且成本高昂,调光方式也相对的复杂。

【发明内容】

[0007]本发明的目的是提供一种用于汽车前照灯的自动水平调光系统,所述的调光系统设置I个车身高度传感器和2个直流马达,相比现有自动调光系统节省了 I个控制器和I个车身高度传感器,且将高成本的步进马达用低成本的直流马达替代,系统结构更加简单,成本大大降低,用以解决现有自动调光系统结构复杂、成本高的问题。
[0008]为实现上述目的,本发明的方案是:一种用于汽车前照灯的自动水平调光系统,所述的自动水平调光系统包括I个用于检测车身倾斜姿势的车身高度传感器和2个用于控制前照灯照射方向的直流马达,所述的2个直流马达均设置有驱动控制模块,所述车身高度传感器的信号输出端连接驱动控制模块的信号输入端,所述驱动控制模块的信号输出端驱动连接直流马达,所述2个直流马达的转轴上均安装有调光轴,各所述调光轴的端部分别与汽车两个前照灯内的调光支架对应机械连接,所述的调光支架上用于安装前照灯的发光源;
[0009]所述的车身高度传感器用于实时检测车身相对路面的倾斜情况,并发送相应的PffM信号给驱动控制模块,所述的驱动控制模块将PWM信号转化为电压信号,并与马达内部的电压值进行比较,当驱动控制模块检测到车身高度传感器输入的电压信号与直流马达内部的电压值有差异时,便发出工作指令驱动直流马达转动,通过调光轴的伸缩带动调光支架前后摆动,从而调整灯光照射方向,直到驱动控制模块检测到车身高度传感器输入的电压信号与马达内部的电压值一致时,直流马达停止工作,调光完成。
[0010]进一步地,根据本发明所述的用于汽车前照灯的自动水平调光系统,所述2个直流马达的转轴均通过传动机构连接调光轴,所述调光轴的端部连接前照灯内的调光支架。
[0011]进一步地,根据本发明所述的用于汽车前照灯的自动水平调光系统,所述的驱动控制模块包括单片机、灯光位置控制芯片和电位器,所述单片机的信号输入端连接车身高度传感器,所述单片机的信号输出端连接灯光位置控制芯片,所述灯光位置控制芯片的控制输出端控制连接直流马达,所述调光轴的一端连接电位器的滑块,所述调光轴的另一端连接调光支架。
[0012]进一步地,根据本发明所述的用于汽车前照灯的自动水平调光系统,所述车身高度传感器的一端固定在汽车底盘悬架与车身保持高度不变的部件上,另一端固定在汽车底盘悬架与车身有相对运动的部件上。
[0013]进一步地,根据本发明所述的用于汽车前照灯的自动水平调光系统,所述的车身高度传感器安装于汽车后轴位置。
[0014]进一步地,根据本发明所述的用于汽车前照灯的自动水平调光系统,所述的车身高度传感器安装于汽车前轴位置。
[0015]本发明的目的还在于提供一种自动水平调光方法,所述的调光方法通过I个车身高度传感器和2个直流马达对汽车前照灯的照射高度进行调节,相比现有自动调光系统节省了 I个控制器和I个车身高度传感器,且将高成本的步进马达用低成本的直流马达替代,调光所用的系统结构更加简单,成本大大降低,调光方法也相对简单,用以解决现有调光方法采用的调光系统结构复杂、成本高,调光方式相对复杂的问题。
[0016]为实现上述目的,本发明的技术方案为:一种采用上述自动水平调光系统的调光方法,所述的调光方法步骤如下:
[0017](I)直流电机的驱动控制模块设定车身高度变化时,车身高度传感器摆臂的不同转动角度对应的电压信号,
[0018](2)车身高度传感器实时检测车身高度变化,并发送PWM信号给驱动控制模块,所述的驱动控制模块根据步骤(I)的设定,将PWM信号转化为电压信号;
[0019](3)驱动控制模块根据接收到的电压信号,确定需要调整的调光角度,并将所述的电压信号与直流马达内部的电压进行比较,得到车身高度传感器的输入电压与直流马达内部电压的电压差;
[0020](4)如果所述的电压差不等于0,则驱动控制模块发送工作指令,驱动直流马达转动,对前照灯的照射高度进行调节,并进入步骤(5);如果所述的电压差等于0,则无需进行调光操作;
[0021](5)若检测到车身高度传感器的输入电压信号逐渐变大,则驱动控制模块驱动调光轴伸长,按照步骤(3)确定的调光角度向下调节前照灯的照射光线;若车身高度传感器的输入电压信号逐渐变小,驱动控制模块驱动调光轴收缩,按照步骤(3)确定的调光角度向上调节前照灯的照射光线;直到驱动控制模块检测到所述的电压差为O时,控制直流马达停止转动,调光完成。
[0022]进一步地,根据本发明所述的调光方法,所述的步骤(3)中,调光角度的确定方法为:
[0023]a = arctg(x/L)
[0024]其中,a为调光角度,即需要调整的前照灯照射角度;
[0025]X为调光轴行程,由车身高度传感器输出的电压信号来决定;
[0026]L为调光半径,为设定值。
[0027]进一步地,根据本发明所述的调光方法,车辆在任何状态下,传感器摆臂的摆动角度与其对应的车身高度传感器的输出电压为线性关系,且传感器摆臂的摆动角度与其对应的车身高度传感器的输出电压的关系,通过编程获取。
[0028]进一步地,根据本发明所述的调光方法,所述的步骤(5)中,当汽车从空车状态往车高最低运动时,传感器摆臂顺时针摆动,对应车身高度传感器的输入电压逐渐变大;当汽车从空车状态往车高最高运动时,对应传感器摆臂逆时针摆动,对应车身高度传感器的输入电压逐渐变小。
[0029]本发明达到的有益效果:本发明的自动水平调光系统相比现有调光系统节省了I个控制器和I个高度传感器,并将2个高成本的步进马达改为了2个低成本的直流马达,在简化了整个调光系统的同时,也极大地降低了自动水平调光系统的成本,相应的调光过程也相对简便。
【附图说明】
[0030]图1是现有的自动水平调光系统在车身上的安装示意图;
[0031]图2是现有的自动水平调光系统的结构示意图;
[0032]图3是本发明的自动水平调光系统的结构示意图;
[0033]图4是本发明自动水平调光系统的结构原理图;
[0034]图5是本发明自动水平调光系统光线向下调节的示意图;
[0035]图6是本发明自动水平调光系统光线向上调节的示意图;
[0036]图7是传感器摆臂的摆动角度与车身高度传感器输出电压的关系示意图;
[0037]图8是信号电压比一调光轴行程的特性图。
[0038]图中,I为车身高度传感器,2为步进马达,3为控制器,4为直流马达,5为调光轴,6为调光支架,7为发光源。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0040]自动水平调光系统实施例:
[0041]如图3所示,本发明所述的自动水平调光系统包括I个用于检测车身高度变化的车身高度传感器和2个用于控制前照灯照射方向的直流马达。
[0042]车身高度传感器的一端固定在汽车底盘悬架与车身保持高度不变的部件上,另一端固定在汽车底盘悬架与车身有相对运动的部件上,当车身高度发生变化时,传感器摆臂会随之发生角度的偏转,传感器摆臂在不同角度时会对应输出不同的电压信号。
[0043]在优选的实施例中,车身高度传感器安装于车身后轴位置,在其他实施例中,车身高度传感器也可以设置于车身前轴,但是调光效果不如安装于后轴。因为后轴负载对车身姿态的影响较大,后排坐人以及行李箱满载会使车身后轴高度大幅度下降,导致灯光明显向上照射,而前排坐人,对前轴车身高度影响不大。
[0044]如图4所示,图中的虚线剪头表示机械连接,实线表示电连接。2个直流马达通过各自的驱动控制模块驱动,驱动控制模块包括单片机、灯光位置控制芯片和电位器,所述车身高度传感器的信号输出端连接单片机的信号输入端,所述单片机的信号输出端连接灯光位置控制芯片,所述灯光位置控制芯片的信号输出端驱动连接直流马达,所述2个直流马达的转轴分别通过传动机构连接调光轴,各调光轴的一端分别对应连接两个前照灯内的调光支架,调光轴连接直流马达的一端与电位器的滑块连接。
[0045]如图5和图6所示,调光支架上用于安装前照灯的发光源,直流马达在驱动调光轴伸缩的过程中,带动车灯内的调光支架动作,当调光轴伸长时,向前推动调光支架,调整光线向下照射(如图5所示);当调光轴收
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