專利名稱：一種車燈智能隨動照明的方法
一種車燈智能隨動照明的方法技術領域：
本發明涉及汽車制造、汽車電子配件技術領域，尤其是給汽車、摩托車提供智能照明的技術領域，具體的是指一種由數字信號處理器(DSP)控制的車 燈智能隨動照明的方法。背景技術：
車燈彎道動態隨動調光主要是為夜間行車在車輛轉彎時對彎道的黑暗區 提供照明，以增強司機對彎道的觀察，提高夜間駕駛的便捷和安全。目前的現有技術在硬件上采用的是機械式傳動結構，采用速度傳感器和 方向盤角度傳感器，通過渦輪蝸桿加直流電機的傳動結構來控制汽車前大燈 的水平旋轉。由于機械式傳動結構復雜，可靠性低；用直流電機作為驅動電 機的控制精度低，系統的響應速度慢；傳統的方向盤角度傳感器是采用滑動 變阻器來檢測方向盤的轉動，精度差；因此，現有技術裝置不僅結構復雜， 而且調節時的執行速度慢，精度低。在控制方法上，現有技術設置的傳感器數量較少，對轉彎半徑的判斷依 據單一，只是將車速及方向盤轉角作為轉彎半徑的主要判斷依據，無法滿足 車燈彎道動態隨動調光高可靠性的要求。
發明內容本發明的目的在于克服現有技術的不足，為解決彎道行駛時視線不足的 問題提供一種車燈智能隨動照明的方法，根據本方法以提高車燈的調節精度， 高可靠性地控制車燈隨彎道的方向轉動，從而提高夜間行車的便捷和安全。為實現上述目的，本發明采取的技術方案是一種車燈智能隨動照明的方法，采用含有傳感器組件、電子控制單元、 傳輸線路、執行機構的隨動照明裝置，用包括速度傳感器、增量式光電編碼器、擋位信號傳感器、向心力傳感器在內的傳感器組件實時檢測車輛的速度、方向盤的轉角和向心力，并通過傳輸線路將數據鏈傳給電子控制單元；電子 控制單元采用高速的32位數字信號處理器，根據傳輸線路傳來的方向盤轉角 信號、行車速度信號、擋位信號、向心力信號和電機轉角反饋信號，利用兩 個彎道數學模型計算轉彎半徑，根據數學公式計算步進電機的水平轉角，將 車大燈照明角度自動調節至公路彎道內側。所述彎道數學模型的公式(1)為R = (1+AV2) X (L/S)其中R是轉彎半徑，A是穩定因素，V是車速，L是前后輪車軸距離， S是前輪方向盤角度。所述彎道數學模型的公式(2)為R = V7g其中R是轉彎半徑，V是車速，g是向心力。所述計算步進電機水平轉角的數學公式為(180/n) X (Vt/2R)其中W是步進電機旋轉角度，V是車速，t是時間、 一般取3秒，最后由旋轉角度"來決定車燈的角度。所述數字信號處理器輸出的脈寬調制信號(p額)控制步進電機細分驅動 器驅動步進電機做水平旋轉，步進電機軸上連接有霍爾位置傳感器，其將檢 測到的步進電機轉軸的旋轉位置反饋給數字信號處理器，從而實現隨動系統 的閉環控制。所述的執行機構包括步進電機細分驅動器、步進電機、車大燈。本發明一種車燈智能隨動照明的方法的積極效果是(1) 采用高速的32位數字信號處理器TMS320LF2812替代現有技術中的 8/16位MCU，使設備能滿足隨動照明裝置實時性的需求。(2) 在軟件上采用兩個數學模型分別計算出轉彎半徑，然后取它們的平 均值，提高了轉彎半徑計算的精確性。(3) 充分利用現有的電子元器件，利用彎道數學模型和數學公式計算轉 彎半徑和步進電機的水平轉角，智能化程度更高，能更好地自動調節車大燈的照明角度。(4)本方法的產品化能解決夜間行車在車輛轉彎時對彎道黑暗區的有效 照明，使駕駛員夜間行車遇到彎道時視線增強，判斷力提高，能減少事故的 發生。
附圖1為本發明一種車燈智能隨動照明的方法的系統結構框圖； 附圖2為本發明一種車燈智能隨動照明的方法的工作流程框圖。具體實施方式
以下結合附圖給出本發明一種車燈智能隨動照明的方法的具體實施方 式，但是，本發明不限于以下介紹的實施例。 參見附圖1。一種車燈智能隨動照明的方法，采用含有傳感器組件、電子控制單元、 傳輸線路、執行機構的隨動照明裝置，執行機構包括步進電機細分驅動器、 步進電機、車大燈，用包括速度傳感器、增量式光電編碼器、擋位信號傳感 器、向心力傳感器在內的傳感器組件實時檢測車輛的速度、方向盤的轉角和 向心力，并通過傳輸線路(CAN總線)將數據鏈傳給電子控制單元；電子控制 單元采用高速的32位數字信號處理器，數字信號處理器輸出的脈寬調制信號 (PWM)控制步進電機細分驅動器驅動步進電機做水平旋轉，步進電機軸上連 接有霍爾位置傳感器，其將檢測到的步進電機轉軸的旋轉位置反饋給數字信 號處理器，從而實現隨動系統的閉環控制；數字信號處理器根據傳輸線路傳 來的方向盤轉角信號、行車速度信號、擋位信號、向心力信號和電機轉角反 饋信號，利用彎道數學模型公式(1)和公式(2)計算轉彎半徑 公式(1)為R = (1+AV2) X (L/S)其中R是轉彎半徑，A是穩定因素，V是車速，L是前后輪車軸距離， S是前輪方向盤角度；公式(2)為R = V7g其中R是轉彎半徑，V是車速，g是向心力；根據數學公式(3)和擋位信號、步進電機軸轉動的反饋信號計算步進電 機的水平轉角，公式(3)為co= (180/n) X (Vt/2R)其中co是步進電機旋轉角度，V是車速，t是時間、 一般取3秒，最后 由旋轉角度《來決定車燈的角度；將車大燈照明角度自動調節至公路彎道內側。 參見附圖2。本發明一種車燈智能隨動照明的方法中，隨動照明裝置電機水平轉角的 工作范圍取決于車速和彎道半徑，電機的轉角范圍也有一個界限。首先，數 字信號處理器根據傳感器的數值；其次，利用公式(1)和公式(2)計算彎 道半徑，當彎道半徑小于25米時，隨動照明裝置的電機不動作，繼續讀取傳 感器的數值，當彎道半徑大于25米時，根據公式(3)計算電機的旋轉角度； 再次，如果此時車速在10 100公里/小時范圍內，再判斷電機旋轉角度是否 在4°<|—<19°這個范圍，如果是，則輸出步進電機的控制量，不是，則返回繼 續解讀傳感器數值。周而復始。
權利要求
1、一種車燈智能隨動照明的方法，采用含有傳感器組件、電子控制單元、傳輸線路、執行機構的隨動照明裝置，用包括速度傳感器、增量式光電編碼器、擋位信號傳感器、向心力傳感器在內的傳感器組件實時檢測車輛的速度、方向盤的轉角和向心力，并通過傳輸線路將數據鏈傳給電子控制單元；電子控制單元采用高速的32位數字信號處理器，根據傳輸線路傳來的方向盤轉角信號、行車速度信號、擋位信號、向心力信號和電機轉角反饋信號，利用兩個彎道數學模型計算轉彎半徑，根據數學公式計算步進電機的水平轉角，將車大燈照明角度自動調節至公路彎道內側。
2、 根據權利要求l所述的車燈智能隨動照明的方法，其特征在于，所述 彎道數學模型的公式(1)為R= (l+AV2) X (L/S )，其中R是轉彎半徑， A是穩定因素，V是車速，L是前后輪車軸距離，S是前輪方向盤角度。
3、 根據權利要求l所述的車燈智能隨動照明的方法，其特征在于，所述 彎道數學模型的公式(2)為R 二 V7g ，其中R是轉彎半徑，V是車速， g是向心力。
4、 根據權利要求l所述的車燈智能隨動照明的方法，其特征在于，所述 計算步進電機水平轉角的數學公式為"=(ISO/FT) X (Vt/2R)，其中 "是步進電機旋轉角度，V是車速，t是時間、 一般取3秒，最后由旋轉角度" 來決定車燈的角度。
5、 根據權利要求l所述的車燈智能隨動照明的方法，其特征在于，所述 數字信號處理器輸出的脈寬調制信號(PWM)控制步進電機細分驅動器驅動步 進電機做水平旋轉，步進電機軸上連接有霍爾位置傳感器，其將檢測到的步 進電機轉軸的旋轉位置反饋給數字信號處理器，從而實現隨動系統的閉環控 制。
6、 根據權利要求l所述的車燈智能隨動照明的方法，其特征在于，所述 的執行機構包括步進電機細分驅動器、步進電機、車大燈。
全文摘要
本發明一種車燈智能隨動照明的方法，采用含有傳感器組件、電子控制單元、傳輸線路、執行機構的隨動照明裝置，用包括速度傳感器、增量式光電編碼器、擋位信號傳感器、向心力傳感器在內的傳感器組件實時檢測車輛的速度、方向盤的轉角和向心力；電子控制單元采用高速的32位數字信號處理器，根據接收的方向盤轉角信號、行車速度信號、擋位信號、向心力信號和電機轉角反饋信號，利用彎道數學模型計算轉彎半徑，根據公式計算步進電機的水平轉角，將車大燈照明角度自動調節至公路彎道內側；本發明的積極效果是智能化程度高，能使駕駛員夜間行車遇到彎道時視線增強，判斷力提高，能減少事故的發生。
文檔編號B60Q1/12GK101402331SQ200810201749
公開日2009年4月8日 申請日期2008年10月24日 優先權日2008年10月24日
發明者夏勁松, 張申蔚, 徐余法, 趙志杰, 邵一君, 翔 鄭, 斌 郭 申請人:上海電機學院