本實用新型涉及車輛輔助駕駛技術領域，尤其是一種LED汽車前照燈模組。
背景技術：
隨著汽車照明技術的不斷發(fā)展，汽車前照燈已經(jīng)成為汽車外觀個性和檔次的重要表現(xiàn)方式，也是消費者在選購車型時，處于行車安全考慮愈發(fā)關注的關鍵因素。目前主流的前照燈種類有鹵素燈、氙氣燈和LED燈。其中LED前照燈作為新生力量，具有很多優(yōu)勢。LED燈的能耗僅為鹵素燈的1/20，使用壽命可以達到6～10萬小時，整體支持低電壓驅(qū)動，且發(fā)光亮度高反應速度快，最重要的是單個LED體積小，穩(wěn)定性高，可以在有限的前照燈結(jié)構空間內(nèi)組建多樣化的LED矩陣，矩陣式LED前照燈在夜間可以提供如同白晝般清晰的行車視野，但是目前的矩陣式LED前照燈由于電流或電壓不穩(wěn)定等造成使用壽命短，且LED燈沒有有效監(jiān)測，當過壓或過電流時得不到有效保護。
技術實現(xiàn)要素：
本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術存在的缺陷，提供一種LED汽車前照燈模組，提高矩陣LED模組使用壽命。
為了實現(xiàn)本實用新型的目的，所采用的技術方案是：
本實用新型的LED汽車前照燈模組包括：
矩陣LED模組，用于汽車行駛照明；
信息采集單元，用于采集監(jiān)測信息，所述信息采集單元將采集到的監(jiān)測信息發(fā)送給驅(qū)動控制單元；
驅(qū)動控制單元，用于控制所述矩陣LED模組，所述驅(qū)動控制單元根據(jù)監(jiān)測信息控制所述矩陣LED模組，所述驅(qū)動控制單元包括驅(qū)動模組和控制模組；
其中，所述驅(qū)動模組包括防反接保護模塊、升壓控制模塊、恒流控制模塊和恒壓輸出模塊，所述防反接保護模塊的一端連接電源，所述防反接保護模塊用于對驅(qū)動控制單元后端電路進行保護，所述防反接保護模塊的另外一端與所述升壓控制模塊的一端電連接，所述升壓控制模塊用于將電源電壓提升至驅(qū)動所述矩陣LED模組所需的額定電壓，所述升壓控制模塊的另外一端與所述恒流控制模塊電連接，所述恒流控制模塊作為升壓控制模塊的后級電源電路，所述恒流控制模塊用于輸出驅(qū)動所述矩陣LED模組所需的額定電流，所述恒壓輸出模塊與所述防反接保護模塊電連接，所述恒壓輸出模塊用于給所述控制模組提供恒壓電源；
其中，所述控制模組包括微控制器和矩陣LED控制管理器，所述微控制器接收所述信息采集單元的數(shù)據(jù)信息，所述微控制器對數(shù)據(jù)信息進行解析并將報文命令發(fā)至所述矩陣LED控制管理器，所述矩陣LED控制管理器產(chǎn)生多路不同脈寬的控制信號對矩陣LED模組中每個單體LED進行控制管理。
本實用新型所述信息采集單元包括圖像采集模塊、高度傳感器、偏轉(zhuǎn)角度傳感器、轉(zhuǎn)向傳感器、LED溫度傳感器和LED光通量檢測模塊，所述圖像采集模塊通過CAN通信模塊與所述微控制器通信，所述高度傳感器、偏轉(zhuǎn)角度傳感器、轉(zhuǎn)向傳感器、LED溫度傳感器和LED光通量檢測模塊分別與所述微控制器相連。
本實用新型所述圖像采集模塊安裝在車窗后視鏡上方，所述圖像采集模塊用于采集實時路面信息，所述高度傳感器安裝在車身上，所述高度傳感器用于檢測車身傾斜量，所述LED溫度傳感器和LED光通量檢測模塊設置在所述矩陣LED模組上，所述LED溫度傳感器用于偵測矩陣LED模組光源工作過程中的溫度變化量，所述LED光通量檢測模塊用于測量光源輻射可見光總量，所述偏轉(zhuǎn)角度傳感器用于提供方向盤轉(zhuǎn)角信號，所述轉(zhuǎn)向傳感器用于提供轉(zhuǎn)向燈邏輯信號。
本實用新型所述矩陣LED模組包括近光模組、遠光模組和角燈模組，所述微控制器根據(jù)高度傳感器測得的車身傾斜量控制所述近光模組的照射角度，所述微控制器根據(jù)圖像采集模塊拾取的實時路面信息制定所述遠光模組的控制策略并發(fā)送給所述矩陣LED控制管理器，所述微控制器根據(jù)偏轉(zhuǎn)角度傳感器和/或轉(zhuǎn)向傳感器的反饋信號控制所述角燈模組的照明，所述微控制器根據(jù)LED溫度傳感器反饋的溫度模擬電壓信號和LED光通量檢測模塊反饋的光通量模擬電壓信號實時檢測矩陣LED模組的工作狀態(tài)。
本實用新型的LED汽車前照燈模組的有益效果是：
1)本實用新型的驅(qū)動模組包括防反接保護模塊、升壓控制模塊、恒流控制模塊和恒壓輸出模塊，可以有效控制驅(qū)動控制單元的輸出電壓和電流，當汽車啟動和運行過程中蓄電池電壓有較大波動時，升壓控制模塊可以迅速響應并抑制蓄電池的電壓波動對下一級電路的影響，保證輸出電壓的穩(wěn)定性，恒流控制模塊可以保證矩陣中每個單體LED的工作電流不會因為外界的干擾而發(fā)生變化；
2)本實用新型的微控制器根據(jù)LED溫度傳感器反饋的溫度模擬電壓信號和LED光通量檢測模塊反饋的光通量模擬電壓信號實時檢測矩陣LED模組的工作狀態(tài)，當出現(xiàn)過壓或過電流時，矩陣LED控制管理器產(chǎn)生多路不同脈寬的控制信號對矩陣LED模組中每個單體LED進行控制管理。
附圖說明
下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。
圖1是本實施例的LED汽車前照燈模組的原理框圖。
其中：防反接保護模塊1、升壓控制模塊2、和恒壓輸出模塊3、恒流控制模塊4、矩陣LED控制管理器5、微控制器6、CAN通信模塊7、近光模組9、遠光模組10、角燈模組11。
具體實施方式
在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“徑向”、“軸向”、“上”、“下”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“設置”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
如圖1所示，本實施例的LED汽車前照燈模組包括矩陣LED模組、信息采集單元和驅(qū)動控制單元，其中矩陣LED模組用于汽車行駛照明，信息采集單元用于采集監(jiān)測信息，信息采集單元將采集到的監(jiān)測信息發(fā)送給驅(qū)動控制單元，驅(qū)動控制單元用于控制矩陣LED模組，驅(qū)動控制單元根據(jù)監(jiān)測信息控制矩陣LED模組。
本實施例的驅(qū)動控制單元包括驅(qū)動模組和控制模組，驅(qū)動模組包括防反接保護模塊1、升壓控制模塊2、恒流控制模塊4和恒壓輸出模塊3，其中防反接保護模塊1是型號為SQD50P06-15L的基于威世P溝道MOSFET，升壓控制模塊2是基于德州儀器LM5022芯片，升壓輸出40V，恒流控制模塊4是基于德州儀器LM3409芯片，恒流輸出1A至矩陣LED模組。具體地，防反接保護模塊1的一端連接電源，防反接保護模塊1用于對驅(qū)動控制單元后端電路進行保護，當有逆向電壓輸入時，防反接保護模塊1可以對驅(qū)動控制單元后端電路進行保護，有效防止系統(tǒng)電路受到不可恢復的損壞。防反接保護模塊1的另外一端與升壓控制模塊2的一端電連接，升壓控制模塊2用于將電源電壓提升至驅(qū)動矩陣LED模組所需的額定電壓，本實施例中的升壓控制模塊2可以將車載蓄電池電壓提升至驅(qū)動前照燈所需的額定電壓40V，當汽車啟動和運行過程中蓄電池電壓有較大波動時，升壓控制模塊2可以迅速響應并抑制蓄電池的電壓波動對下一級電路的影響，保證輸出電壓的穩(wěn)定性。升壓控制模塊2的另外一端與恒流控制模塊4電連接，恒流控制模塊4作為升壓控制模塊2的后級電源電路，恒流控制模塊4用于輸出驅(qū)動矩陣LED模組所需的額定電流，本實施例的恒流控制模塊4輸出驅(qū)動矩陣LED模組所需的額定電流1A，保證矩陣中每個單體LED的工作電流不會因為外界的干擾而發(fā)生變化。恒壓輸出模塊3與防反接保護模塊1電連接，恒壓輸出模塊3用于給控制模組提供恒壓電源，輸出電壓為5V。
本實施例的控制模組包括微控制器6和矩陣LED控制管理器5，矩陣LED控制管理器5是基于德州儀器TPS96221芯片，微控制器6是基于飛思卡爾S9S 12G192VLF芯片。
微控制器6接收信息采集單元的數(shù)據(jù)信息，微控制器6對數(shù)據(jù)信息進行解析并將報文命令發(fā)至矩陣LED控制管理器5，矩陣LED控制管理器5產(chǎn)生多路不同脈寬的控制信號對矩陣LED模組中每個單體LED進行控制管理，具體地，當微控制器6根據(jù)監(jiān)測信息判斷矩陣LED模組出現(xiàn)過壓或過電流，微控制器6發(fā)送控制命令給矩陣LED控制管理器5，矩陣LED控制管理器5可以通過內(nèi)置軟件模擬pwm信號在一定頻率的方波中，調(diào)整高電平和低電平的占空比，即可實現(xiàn)每個單體LED燈的控制，矩陣LED控制管理器5對每個單體LED進行開路保護、短路故障診斷以及光通量的整體補償。
本實施例的信息采集單元包括圖像采集模塊、高度傳感器、偏轉(zhuǎn)角度傳感器、轉(zhuǎn)向傳感器、LED溫度傳感器和LED光通量檢測模塊，其中，LED光通量檢測模塊為LED光強測試儀，圖像采集模塊可以采用通用的車載攝像頭，偏轉(zhuǎn)角度傳感器、轉(zhuǎn)向傳感器和LED溫度傳感器等為通用的車用傳感器，可以直接從市場采購，圖像采集模塊通過CAN通信模塊7與微控制器6通信，高度傳感器、偏轉(zhuǎn)角度傳感器、轉(zhuǎn)向傳感器、LED溫度傳感器和LED光通量檢測模塊分別與微控制器6相連。
其中，圖像采集模塊安裝在車窗后視鏡上方，圖像采集模塊用于采集實時路面信息，高度傳感器安裝在車身上，高度傳感器用于檢測車身傾斜量，LED溫度傳感器和LED光通量檢測模塊設置在矩陣LED模組上，LED溫度傳感器用于偵測矩陣LED模組光源工作過程中的溫度變化量，LED光通量檢測模塊用于測量光源輻射可見光總量，微控制器6根據(jù)接收到的溫度信息和光通量信息判斷矩陣LED模組是否出現(xiàn)過壓或過電流，因為當矩陣LED模組中某個單體LED過壓或過電流時LED的發(fā)熱量會劇增同時亮度大幅提高，當發(fā)熱量或光通量超過某個閾值時微控制器6判斷矩陣LED模組過電流，偏轉(zhuǎn)角度傳感器用于提供方向盤轉(zhuǎn)角信號，轉(zhuǎn)向傳感器用于提供轉(zhuǎn)向燈邏輯信號。
本實施例的矩陣LED模組包括近光模組9、遠光模組10和角燈模組11，近光模組9、遠光模組10和角燈模組11為三個相互獨立的模組，其中近光模組9具有自由調(diào)節(jié)照射角度結(jié)構，近光模組9照射角度自動調(diào)節(jié)工作原理及系統(tǒng)構成可參見論文“一種汽車前照燈自動高度調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)設計”，本實施例的微控制器6根據(jù)高度傳感器測得的車身傾斜量控制近光模組9的照射角度，實現(xiàn)自動調(diào)高調(diào)光的功能，優(yōu)選的，近光模組9的照射角度范圍為1～5°區(qū)間。
本實施例的遠光模組10包括9個LED燈，可以產(chǎn)生9種光型，左右雙側(cè)LED遠光模組10可以組合產(chǎn)生25種不同暗區(qū)。微控制器6根據(jù)圖像采集模塊拾取的實時路面信息制定遠光模組10的控制策略并發(fā)送給矩陣LED控制管理器5，矩陣LED控制管理器5可以通過內(nèi)置軟件模擬pwm信號在一定頻率的方波中，調(diào)整高電平和低電平的占空比，使得遠光模組10產(chǎn)生不同的暗區(qū)或亮區(qū)，具體地，遠光模組10的9個LED燈呈矩陣式均勻布置，矩陣LED控制管理器5根據(jù)控制策略決定需要亮起的LED燈以及亮度，暗區(qū)的光線強度在30lux-40lux之間，保證不會產(chǎn)生眩光，亮區(qū)的光線強度在50lux-60lux之間且照射角度與近光模組9的照射角度相同，增強視野同時避免干擾行駛車輛。具體地，當對向會車時驅(qū)動控制單元控制矩陣LED模組產(chǎn)生隨車移動的覆蓋會車輪廓的暗區(qū)避免會車眩光，當遇到同向前車時驅(qū)動控制單元控制矩陣LED模組隨距離遠近產(chǎn)生覆蓋前車輪廓的暗區(qū)避免前車后視鏡眩光，當同時出現(xiàn)會車和前車時，驅(qū)動控制單元控制矩陣LED模組在兩個獨立暗區(qū)的中間產(chǎn)生亮區(qū)增強視野。
本實施例的微控制器6根據(jù)偏轉(zhuǎn)角度傳感器和/或轉(zhuǎn)向傳感器的反饋信號控制角燈模組11的照明，微控制器6根據(jù)LED溫度傳感器和LED光通量檢測模塊反饋的溫度模擬電壓信號和光通量模擬電壓信號實時檢測矩陣LED模組的工作狀態(tài)，微控制器6通過矩陣LED控制管理器5對每個單體LED進行開路保護、短路故障診斷以及光通量的整體補償。
本實施例的微控制器6通過CAN通訊模塊與圖像采集模塊進行信息交互，同時接收高度傳感器信號、偏轉(zhuǎn)角度傳感器的方向盤轉(zhuǎn)角信號、轉(zhuǎn)向傳感器的轉(zhuǎn)向燈邏輯信號、LED溫度信號和LED光通量信號，將所有信息整合處理后，通過矩陣LED管理模塊控制近光模組9、遠光模組10和角燈模組11來實現(xiàn)相應的自動調(diào)高調(diào)光、自適應遠光和隨動轉(zhuǎn)向輔助照明三大功能，有效改善車輛全天候行車照明環(huán)境，提高整體駕駛的安全性。
當車速小于60km/h并大于10km/h時，驅(qū)動控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)向傳感器的轉(zhuǎn)向燈邏輯信號和偏轉(zhuǎn)角度傳感器的轉(zhuǎn)角信號自動開啟對應方向的角燈模組11。該隨動轉(zhuǎn)向輔助照明模式可以結(jié)合外部圖像采集模塊所拾取的轉(zhuǎn)彎路口實時路況、方向盤偏轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)向燈信號三方面的信息，自動開啟對應方向的角燈進行隨動轉(zhuǎn)向照明，同時角燈模組11的具體光通量也可以根據(jù)行車的實際情況而智能調(diào)節(jié)，以提供38°的輔助照明范圍，使駕駛員可以立即發(fā)現(xiàn)彎道區(qū)域附近的行車狀況。
當車速低于5km/h時，驅(qū)動控制單元通過高度傳感器信號提供的車身傾斜量在1～5°區(qū)間范圍內(nèi)調(diào)節(jié)近光模組9的照射角度，以獲得最佳的照明區(qū)域。
應當理解，以上所描述的具體實施例僅用于解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。由本實用新型的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護范圍之中。