專利名稱：機(jī)動(dòng)車前照燈自動(dòng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及車燈自動(dòng)控制裝置，具體說(shuō)來(lái)涉及一種對(duì)機(jī)動(dòng)車前照燈進(jìn)行自動(dòng)控制的裝置。
背景技術(shù)：
機(jī)動(dòng)車前照燈包括遠(yuǎn)光燈、近光燈和小燈，因?yàn)樯婕靶旭偘踩珕?wèn)題，屬于國(guó)家強(qiáng)制檢測(cè)項(xiàng)目，必須通過(guò)3C認(rèn)證。前照燈的安全性主要體現(xiàn)在自身的技術(shù)參數(shù)和對(duì)其進(jìn)行及時(shí)合理的操作。即使一個(gè)質(zhì)量完全合格的前照燈，如果對(duì)其操作不當(dāng)或不及時(shí)，將給外界傳達(dá)一個(gè)錯(cuò)誤的信息，可能會(huì)發(fā)生交通事故，存在較大的安全隱患。對(duì)于操作而言，機(jī)動(dòng)車前照燈控制系統(tǒng)目前基本上沿用人工控制，行車過(guò)程中是否開(kāi)燈和開(kāi)什么燈完全由駕駛員自己對(duì)能見(jiàn)度的感覺(jué)來(lái)判斷和操控，不同的人有不同的處理方式，即使同一個(gè)人對(duì)完全相同的環(huán)境在不同的時(shí)候也會(huì)出現(xiàn)截然不同的處理方式。由于行車過(guò)程中路況千變?nèi)f化，加之長(zhǎng)時(shí)間行駛易使駕駛員產(chǎn)生疲勞，因此完全有可能出現(xiàn)判斷失誤或操作不當(dāng)?shù)那闆r。這種情況的出現(xiàn)，一方面會(huì)增加不必要的油耗；另一方面，如果會(huì)車時(shí)不及時(shí)將遠(yuǎn)光交換為近光，有可能因遠(yuǎn)光造成的弦光發(fā)生交通事故。
正是由于前照燈的重要作用及現(xiàn)狀，人們努力研制前照燈自動(dòng)控制裝置，以提高對(duì)前照燈的操作準(zhǔn)確度，減輕駕駛員的疲勞程度，降低油耗，達(dá)到行車的安全性及舒適度同時(shí)具備的目的。目前，部分高檔轎車的前照燈控制系統(tǒng)中已經(jīng)安裝了這種自動(dòng)控制裝置，主要由前照燈自動(dòng)開(kāi)啟、自動(dòng)遠(yuǎn)近光交換、延時(shí)關(guān)燈三個(gè)系統(tǒng)組成，其自動(dòng)開(kāi)燈和遠(yuǎn)近光交換的依據(jù)是光照傳感器，即光敏電阻的阻值變化到某一個(gè)值時(shí)使電路發(fā)生變化(導(dǎo)通或斷開(kāi))。其不足之處在于1、未能從根本上解決行車過(guò)程中的人工控制問(wèn)題，它只是一種半自動(dòng)控制，其準(zhǔn)確性和自動(dòng)化程度仍不高。
2、由于路況、照度變化并不是理想的連續(xù)變化量，有可能出現(xiàn)隨機(jī)的瞬間的突跳變化光，可能使照度在某個(gè)預(yù)設(shè)值附近波動(dòng)，這將會(huì)造成燈光頻繁閃爍。雖然原設(shè)計(jì)采用了當(dāng)達(dá)到開(kāi)近光設(shè)定值時(shí)并聯(lián)電阻以降低照度傳感器靈敏度的方法，力求減少這種干擾，但犧牲靈敏度又可能帶來(lái)燈光交換不及時(shí)的后果。
3、安裝復(fù)雜，要求維修工具備較強(qiáng)的識(shí)圖能力，對(duì)車輛改動(dòng)部位較多，用戶較難接受。
4、不同的車型，燈光控制系統(tǒng)的接線方式不完全相同，因此適用車型有限，不是任何車型都具備安裝條件。
5、現(xiàn)有車燈控制裝置與手動(dòng)控制線路串聯(lián)，兩者中的任一個(gè)發(fā)生故障，均對(duì)另一個(gè)產(chǎn)生影響，由此提高了產(chǎn)品使用成本。
實(shí)用新型的內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種不需要人工操作的智能化機(jī)動(dòng)車前照燈自動(dòng)控制裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的機(jī)動(dòng)車前照燈自動(dòng)控制裝置，它包括照度檢測(cè)單元、中央處理單元和車況檢測(cè)單元。所述照度檢測(cè)單元由照度傳感器、照度采樣整形電路和積分抗干擾電路組成。照度傳感器的信號(hào)依次經(jīng)照度采樣整形電路、積分抗干擾電路傳遞給中央處理單元。所述車況檢測(cè)單元由來(lái)線抗干擾處理電路、車型檢測(cè)電路和車況檢測(cè)電路組成，來(lái)線抗干擾處理電路一方面經(jīng)車型檢測(cè)電路將車型信號(hào)傳遞給中央處理單元，另一方面通過(guò)車況檢測(cè)電路將車況信號(hào)傳遞給中央處理單元。中央處理單元根據(jù)照度檢測(cè)單元和車況檢測(cè)單元傳來(lái)的信息進(jìn)行處理控制機(jī)動(dòng)車前照燈即遠(yuǎn)光燈、近光燈和小燈的通斷。
所述照度采樣整形電路為雙比較6門限5區(qū)間照度采樣整形電路。
相比現(xiàn)有技術(shù)，采用上述技術(shù)方案的機(jī)動(dòng)車前照燈自動(dòng)控制裝置，其有益效果體現(xiàn)在1、本設(shè)計(jì)全方位檢測(cè)車輛從駐車—啟動(dòng)—行車(無(wú)論是城市中或是郊外)—會(huì)車—行車中可能發(fā)生的二次啟動(dòng)—塞車—不熄火駐車—熄火駐車等全部過(guò)程，使整個(gè)過(guò)程人性化，智能化，不需要人工進(jìn)行任何操作。不僅保障了行車安全，亦充分考慮了駕駛員的駕駛習(xí)慣和節(jié)約能源。
2、本設(shè)計(jì)安裝極為簡(jiǎn)單，對(duì)原車線路基本不作變動(dòng)，無(wú)憂接線，即插即認(rèn)，一般汽車維修工看說(shuō)明書(shū)就能安裝。
3、不同的車型，其接線方式也不同，電瓶高低邏輯組合也不同。本實(shí)用新型的車型識(shí)別系統(tǒng)是根據(jù)電瓶高低邏輯組合的不同，來(lái)識(shí)別不同車型的。車型自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，不僅可用于轎車，亦可用于各大、中、小型客車貨車、摩托車等機(jī)動(dòng)車輛，具有適用范圍廣的特點(diǎn)。
4、本設(shè)計(jì)的照度判斷是對(duì)6門限5區(qū)間動(dòng)態(tài)照度值的積分，并且各個(gè)工作系統(tǒng)的出入口都有抗干擾措施，從而有效地解決了抗干擾和靈敏度的矛盾，控制準(zhǔn)確。
5、本設(shè)計(jì)在使用上不改變駕駛員的任何操作習(xí)慣，沒(méi)有對(duì)駕駛員提任何要求。
6、本裝置與手動(dòng)控制線路采取并聯(lián)方式聯(lián)接，因此自動(dòng)控制與手動(dòng)控制互不影響、互不制約，一方出現(xiàn)故障不會(huì)對(duì)另一條線路造成影響。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是本實(shí)用新型的電路方框圖。
圖2是
圖1實(shí)施例的電路原理圖。
圖3是本實(shí)用新型微處理器的流程圖。
圖4是本實(shí)用新型的照度設(shè)置原理圖。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)
圖1，本實(shí)用新型機(jī)動(dòng)車前照燈自動(dòng)控制裝置，它包括照度檢測(cè)單元、中央處理單元、和車況檢測(cè)單元。所述照度檢測(cè)單元由照度傳感器、照度采樣整形電路和積分抗干擾電路組成，照度傳感器將外界的信號(hào)依次經(jīng)照度采樣整形電路、積分抗干擾電路傳遞給中央處理單元。中央處理單元由嵌入式微處理器管理全部電路。車況檢測(cè)單元由來(lái)線抗干擾處理電路、車型檢測(cè)電路和車況檢測(cè)電路組成，來(lái)線抗干擾處理電路一方面經(jīng)車型檢測(cè)電路將車型信號(hào)傳遞給中央處理單元，另一方面通過(guò)車況檢測(cè)電路將具體車型的車況信號(hào)傳遞給中央處理單元；由中央處理單元對(duì)照度檢測(cè)單元和車況檢測(cè)單元傳來(lái)的信息進(jìn)行處理，進(jìn)而控制機(jī)動(dòng)車前照燈即遠(yuǎn)光燈、近光燈和小燈的通斷。
參見(jiàn)圖2，圖2是本實(shí)用新型一具體實(shí)施方式
的電路原理圖，圖中照度檢測(cè)電路主要由二片LM339及其相關(guān)電路構(gòu)成，照度采樣為雙比較6門限5區(qū)間整形電路，其設(shè)置原理參見(jiàn)圖4。中央處理單元選用美國(guó)Microchip公司的PIC16C57嵌入式微處理器。車況檢測(cè)電路由點(diǎn)火識(shí)別電路、手動(dòng)識(shí)別電路、閃光識(shí)別電路、剎車識(shí)別電路、遠(yuǎn)燈總線識(shí)別電路、近燈總線識(shí)別電路、里程表檢測(cè)電路等組成。里程表檢測(cè)電路的功能在于檢測(cè)車輛處于行駛狀態(tài)還是駐車狀態(tài)，它由Q6、Q7、Q8等相關(guān)器件構(gòu)成。由于各種車型采用的里程表傳感器不盡相同，產(chǎn)生的里程數(shù)據(jù)有的是正極性脈沖，有的是負(fù)極性脈沖，而本電路在不改變接線方式的情況下都能檢測(cè)出來(lái)，且使用同一輸出線。九個(gè)車況、車型檢測(cè)電路，經(jīng)預(yù)處理和預(yù)防干擾電路送入微處理器。為了防止外界信號(hào)的干擾，在硬件設(shè)計(jì)方面，本實(shí)用新型對(duì)各個(gè)工作系統(tǒng)的出入口都進(jìn)行了屏蔽處理，各采樣口使用了屏蔽隔離，PCB板也大量采用屏蔽措施，同時(shí)在單片機(jī)每一個(gè)引腳上增加了RC吸收網(wǎng)絡(luò)電路，且對(duì)模擬電路和微處理器采取分別供電。
本裝置里程表檢測(cè)原理利用原車上裝有的里程表傳感器，該傳感器是利用霍爾器件或其它磁性開(kāi)關(guān)將車輛行駛信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖，不同的車型采用的傳感器不盡相同，有的是正脈沖，有的是負(fù)脈沖。本裝置的巧妙之處在于只用一根導(dǎo)線就能識(shí)別正負(fù)脈沖，從而完成不同車型的行駛檢測(cè)。
本實(shí)用新型全方位模擬車輛從駐車—啟動(dòng)—行車(無(wú)論是城市中或是郊外)—會(huì)車—行車中可能發(fā)生的二次啟動(dòng)—塞車—不熄火駐車—熄火駐車等全部過(guò)程。也就是說(shuō)，照度變化僅僅是決定開(kāi)、關(guān)燈的一個(gè)必要條件，當(dāng)時(shí)車況是其充分條件，當(dāng)且僅當(dāng)充分必要條件滿足時(shí)才決定是否開(kāi)、關(guān)燈。這不僅保障了行車安全，亦充分考慮了駕駛員的駕駛習(xí)慣和節(jié)約能源。
圖3是本實(shí)用新型微處理器的流程圖，本實(shí)用新型的PIC16C57嵌入式微處理器按此流程進(jìn)行程序設(shè)計(jì)即可。
參見(jiàn)圖4，箭頭表示照度增大方向。本實(shí)用新型的照度設(shè)置有6個(gè)門限，分別是A、B、C、D、E、F。6個(gè)門限共形成5個(gè)區(qū)間，分別是AB、BC、CD、DE、EF，其中AB為僅開(kāi)小燈區(qū)間。BC是僅開(kāi)小燈區(qū)間和開(kāi)近燈區(qū)間之間的重疊區(qū)間，即第一重疊區(qū)間，在這一區(qū)間內(nèi)前照燈既可開(kāi)小燈，也可開(kāi)近燈。CD為開(kāi)近燈區(qū)間。DE區(qū)間是開(kāi)近燈區(qū)間和開(kāi)遠(yuǎn)光區(qū)間的重疊區(qū)間，即第二重疊區(qū)間，在這一區(qū)間內(nèi)前照燈既可開(kāi)近燈，也可開(kāi)遠(yuǎn)光燈。EF為開(kāi)遠(yuǎn)光區(qū)間。A點(diǎn)以上照度充足所有燈關(guān)閉具體要求為當(dāng)照度下降到C點(diǎn)時(shí)，可允許開(kāi)小燈，但反過(guò)來(lái)只有當(dāng)照度高于A點(diǎn)時(shí)才允許關(guān)閉小燈；當(dāng)照度下降到E點(diǎn)時(shí)才允許開(kāi)近燈，反過(guò)來(lái)只有當(dāng)照度高于B點(diǎn)時(shí)才允許關(guān)近燈；同理當(dāng)照度下降到F點(diǎn)時(shí)才允許開(kāi)遠(yuǎn)燈，照度高于D點(diǎn)時(shí)才允許關(guān)遠(yuǎn)燈。比如，當(dāng)前為開(kāi)小燈狀態(tài)，當(dāng)照度下降時(shí)，只有當(dāng)照度下降到E點(diǎn)時(shí)才允許熄小燈，開(kāi)近燈，而當(dāng)處于開(kāi)近燈狀態(tài)下，照度上升超過(guò)E點(diǎn)時(shí)，仍然開(kāi)近燈，只有當(dāng)照度高于B點(diǎn)時(shí)才允許開(kāi)小燈，關(guān)近燈。因此，對(duì)于E點(diǎn)來(lái)說(shuō)并不存在“照度下降到E點(diǎn)，近燈亮，而上升超過(guò)E點(diǎn)時(shí)，近燈滅”的絕對(duì)要開(kāi)關(guān)近燈的狀態(tài)。本實(shí)用新型照度設(shè)置的原理在于前照燈并不是在照度下降或上升到某一預(yù)設(shè)值時(shí)當(dāng)然發(fā)生切換。它設(shè)置有如上兩個(gè)重疊區(qū)，在該區(qū)間內(nèi)，某一燈可能點(diǎn)亮，也可能另一燈點(diǎn)亮，關(guān)鍵看在這之前前照燈的狀態(tài)。當(dāng)照度一直處于下降或上升狀態(tài)，那么前照燈需要切換，即有理由相信照度會(huì)繼續(xù)下降或上升。當(dāng)照度在下降或上升狀態(tài)之間閃爍時(shí)，前照燈不必切換，即有理由相信照度是由于外界短暫的干擾造成的。這樣，可以通過(guò)對(duì)照度變化進(jìn)行積分來(lái)加以判斷，即設(shè)置有積分電路。舉例如當(dāng)照度處于某一區(qū)間，如CD區(qū)間，此時(shí)打開(kāi)一種燈(如近光燈)，當(dāng)照度上升，超過(guò)C點(diǎn)時(shí)，此時(shí)可以開(kāi)小燈，但不讓開(kāi)小燈，而是繼續(xù)讓近光燈亮。只有當(dāng)上升超過(guò)B點(diǎn)時(shí)，才能關(guān)近燈，開(kāi)小燈，也就是說(shuō)，對(duì)每一種功能的燈來(lái)說(shuō)，設(shè)置了兩種狀態(tài)一種是可選擇狀態(tài)，一種是不可選擇狀態(tài)。只要其處于可選擇狀態(tài)，就會(huì)讓其維持原狀，如可以開(kāi)，就不會(huì)讓其關(guān)，而讓其一直處于開(kāi)燈狀態(tài)。一旦超過(guò)了可選擇狀態(tài)，進(jìn)入不可選擇狀態(tài)，就會(huì)改變當(dāng)前狀態(tài)，由另一種狀態(tài)來(lái)代替，完成燈光切換。正因?yàn)樯鲜鰞煞N狀態(tài)的設(shè)置，使得相鄰的兩燈種之間存在重疊區(qū)域，即在同樣的照度下，有可能是該種燈亮，也可能是另一種燈亮，關(guān)鍵看該照度之前是哪一種燈亮，即燈具有惰性，它不想改變現(xiàn)狀，除非它不得不改?？梢钥闯鱿拗祪H僅是一個(gè)允許，判斷是否開(kāi)關(guān)燈不是靠一個(gè)門限來(lái)決定而是一個(gè)面積，可以根據(jù)這個(gè)面積的積分作為必要條件，而車況的其它測(cè)量值的布爾代數(shù)和為充分條件，當(dāng)且僅當(dāng)充分必要條件滿足時(shí)才決定是否開(kāi)、關(guān)燈。這正是本裝置的精華所在。
另一方面，在照度積分子程序里將系統(tǒng)自身的照度予以排除，此為軟件處理。通過(guò)硬件、軟件兩方面的防干擾處理，保證輸入中央處理單元的信號(hào)更加準(zhǔn)確可靠。
本實(shí)用新型對(duì)開(kāi)關(guān)燈設(shè)有以下的優(yōu)先級(jí)別手動(dòng)操作為最高級(jí)別，點(diǎn)火操作為第二優(yōu)先級(jí)別，其它各種車況并列處于第三優(yōu)先級(jí)別。即手動(dòng)操作可以否定此前的任何操作，只要出現(xiàn)手動(dòng)操作，就會(huì)立即執(zhí)行手動(dòng)操作的指令。因?yàn)辄c(diǎn)火對(duì)開(kāi)關(guān)燈是有要求的，即不能開(kāi)大燈，只能開(kāi)小燈和儀表燈，否則會(huì)造成啟動(dòng)困難，損耗增大。正是基于此，將點(diǎn)火操作列為第二優(yōu)先級(jí)別，它僅次于手動(dòng)操作，而高于任何其它操作。
本實(shí)用新型使用方法為駕駛員上車后把車鑰匙置ACC檔時(shí)，本產(chǎn)品已經(jīng)完成了車況檢查，(包括車型接線方式、車況等)如果此時(shí)照度不足(無(wú)論照度處于照度不足的何種區(qū)間)，自動(dòng)開(kāi)啟小燈。等點(diǎn)火結(jié)束后(無(wú)時(shí)間約束)車輛已經(jīng)發(fā)動(dòng)，仍然不開(kāi)大燈，此時(shí)如果松開(kāi)剎車，車輛開(kāi)始運(yùn)行的同時(shí)開(kāi)啟大燈。此后根據(jù)照度區(qū)間自動(dòng)調(diào)節(jié)大燈的遠(yuǎn)、近光。因?yàn)槿魏我环N開(kāi)、關(guān)燈選擇都是在區(qū)間內(nèi)進(jìn)行的，其中還有重疊區(qū)間，所以運(yùn)行是穩(wěn)定的不因?yàn)楦蓴_光發(fā)生錯(cuò)誤的開(kāi)、關(guān)燈。假定1行車中會(huì)車，迎面來(lái)車距離200m～150m時(shí)，本裝置將自動(dòng)關(guān)閉遠(yuǎn)光開(kāi)啟近光燈，待會(huì)車完畢的同時(shí)立即開(kāi)啟遠(yuǎn)光燈。假定2行車中進(jìn)入遂道，立即開(kāi)啟大燈，駛出遂道后2秒鐘關(guān)閉大燈。假定3塞車發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有熄火，拉下手剎，8秒鐘關(guān)閉大燈只開(kāi)小燈，突然啟動(dòng)立即開(kāi)大燈。假定4駐車車輛駐車熄火，剎車取出車鑰匙后立即關(guān)閉大燈保持小燈，10秒鐘后自動(dòng)關(guān)閉小燈。行車過(guò)程中還有許多種情況發(fā)生，本設(shè)計(jì)將自動(dòng)根據(jù)車況及路況選擇恰當(dāng)?shù)慕o燈策略，這里不一一列舉。
權(quán)利要求1.機(jī)動(dòng)車前照燈自動(dòng)控制裝置，其特征在于它包括照度檢測(cè)單元、中央處理單元和車況檢測(cè)單元，所述照度檢測(cè)單元由照度傳感器、照度采樣整形電路和積分抗干擾電路組成，照度傳感器的信號(hào)依次經(jīng)照度采樣整形電路、積分抗干擾電路傳遞給中央處理單元；所述車況檢測(cè)單元由來(lái)線抗干擾處理電路、車型檢測(cè)電路和車況檢測(cè)電路組成，來(lái)線抗干擾處理電路一方面經(jīng)車型檢測(cè)電路將車型信號(hào)傳遞給中央處理單元，另一方面通過(guò)車況檢測(cè)電路將車況信號(hào)傳遞給中央處理單元；中央處理單元根據(jù)照度檢測(cè)單元和車況檢測(cè)單元傳來(lái)的信息進(jìn)行處理控制機(jī)動(dòng)車前照燈即遠(yuǎn)光燈、近光燈和小燈的通斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)動(dòng)車前照燈自動(dòng)控制裝置，其特征在于所述照度采樣整形電路為雙比較6門限5區(qū)間照度采樣整形電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)動(dòng)車前照燈自動(dòng)控制裝置，其特征在于所述車況檢測(cè)電路由點(diǎn)火識(shí)別電路、手動(dòng)識(shí)別電路、閃光識(shí)別電路、剎車識(shí)別電路、遠(yuǎn)燈總線識(shí)別電路、近燈總線識(shí)別電路和里程表檢測(cè)電路組成。
專利摘要機(jī)動(dòng)車前照燈自動(dòng)控制裝置，它包括照度檢測(cè)單元、中央處理單元和車況檢測(cè)單元。照度檢測(cè)單元由照度傳感器、照度采樣整形電路和積分抗干擾電路組成，照度傳感器的信號(hào)依次經(jīng)照度采樣整形電路、積分抗干擾電路傳遞給中央處理單元。車況檢測(cè)單元用于檢測(cè)車型種類以及具體車型的車況，并將檢測(cè)到的信號(hào)傳遞給中央處理單元。中央處理單元將照度檢測(cè)單元和車況檢測(cè)單元傳來(lái)的信息進(jìn)行處理，以控制機(jī)動(dòng)車前照燈即遠(yuǎn)光燈、近光燈和小燈的通斷。本設(shè)計(jì)能全方位檢測(cè)車輛，使整個(gè)過(guò)程人性化，智能化，不須要人工進(jìn)行任何操作；不僅保障了行車安全，節(jié)約了能源，亦充分考慮了駕駛員的駕駛習(xí)慣，同時(shí)還具有應(yīng)用范圍廣的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B60Q1/00GK2802557SQ200520009140
公開(kāi)日2006年8月2日 申請(qǐng)日期2005年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月11日
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