專利名稱：一種汽車前照燈彎道自適應(yīng)控制的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車燈照明領(lǐng)域，是涉及一種汽車前照燈彎道自適應(yīng)控制的裝置。
背景技術(shù)：
目前，汽車前照燈彎道自適應(yīng)系統(tǒng)(Adaptive Front-lighting System,簡稱AFS) 如圖1所示，在計算前照燈旋轉(zhuǎn)角度時所使用的方法，大都是采集方向盤轉(zhuǎn)角并以此換算 成車輪轉(zhuǎn)角，并采集車速信息，利用車的軸距和車輪的轉(zhuǎn)角進行近似計算。采用這種方法計 算得到的結(jié)果精度低且方向盤轉(zhuǎn)角傳感器屬于接觸式機械傳感器，可靠性差、價格昂貴，車 速及方向盤轉(zhuǎn)角信息需要通過車體總線傳輸，系統(tǒng)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
針對以上不足，本發(fā)明的目的是提供一種汽車前照燈彎道自適應(yīng)控制的裝置，它 是利用加速度傳感器、陀螺儀、微控制器、微分器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、LIN收發(fā)器、步進電機驅(qū)動芯 片及步進電機組成的裝置，在汽車行駛時測量車輛加速度，角速度及角加速度，計算前照燈 照射方向與車輛運動方向一致所需要旋轉(zhuǎn)的角度，控制汽車前照燈旋轉(zhuǎn)，以獲得汽車在彎 道行駛時前照燈照明方向與車輛運動趨勢方向保持一致的最佳照明效果。本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下方式實現(xiàn)的一種汽車前照燈彎道自適應(yīng)控制的 裝置，由加速度傳感器、陀螺儀、微控制器、微分器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、LIN收發(fā)器、步進電機驅(qū)動 芯片及步進電機組成，其特征在于加速度傳感器、陀螺儀、微分器的信息，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后， 被微控制器采集，微控制器通過采集到的加速度、角速度、角加速的信息，計算車輛轉(zhuǎn)彎時 車體與車輪的夾角，并計算前照燈照明方向與車輛運動趨勢方向保持一致所需要旋轉(zhuǎn)的角 度；微控制器通過LIN收發(fā)器與步進電機驅(qū)動通信，令步進電機驅(qū)動芯片控制步進電機，將 前照燈精確達到應(yīng)旋轉(zhuǎn)角度。所述計算車輛轉(zhuǎn)彎時車體與車輪的夾角，并計算前照燈照明方向與車輛運動趨勢 方向保持一致所需要旋轉(zhuǎn)的角度，是通過加速度傳感器、陀螺儀、微分器，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn) 換后，將數(shù)字量化的車體平行和垂直方向的加速度、轉(zhuǎn)彎的角速度和角加速度提供給微控 制器，微控制器就開始計算車輛在做轉(zhuǎn)彎運動時車體與車輪的夾角，并計算前照燈的照明 方向與車輛運動趨勢方向保持一致所需要旋轉(zhuǎn)的角度。所述將前照燈精確達到應(yīng)旋轉(zhuǎn)角度，是通過步進電機驅(qū)動芯片調(diào)整控制前照燈旋 轉(zhuǎn)的步進電機角度，直到前照燈達到所應(yīng)旋轉(zhuǎn)角度。所述的加速度傳感器為LIS344AC ；陀螺儀為LPR4150AL ；微控制器為9S12BU8 ； 步進電機驅(qū)動芯片為908E626 ； LIN收發(fā)器為MC33661 ；模數(shù)轉(zhuǎn)換為ADS1M8IPW ；微分器為 微分器CD4025。本發(fā)明，是利用了測量加速度，角速度及角加速度并利用牛頓力學(xué)公式和三角形 公式計算前照燈轉(zhuǎn)角，之后利用步進電機驅(qū)動控制步進電機旋轉(zhuǎn)到該角度。由于設(shè)計的方 法在計算時嚴格按照牛頓力學(xué)原理和三角形公式原理，所以得到的結(jié)果精度高。并由于這種方法可以采用非接觸式測量方式，不依靠系統(tǒng)外其他信息，因此系統(tǒng)簡單、可靠性高、性 價比好。


圖1是現(xiàn)有裝置的框圖。圖2是本發(fā)明裝置的框圖。圖3是汽車彎道行駛示意圖。圖4是計算前照燈轉(zhuǎn)角示意圖。
具體實施例方式由圖2知，是本發(fā)明裝置的框圖。一種汽車前照燈彎道自適應(yīng)控制的裝置，由加速 度傳感器LIS344AC、陀螺儀LPR4150AL、微控制器9S12BU8、微分器C D4025、模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADS1248IPW, LIN收發(fā)器MC33661、步進電機驅(qū)動芯片908E6^及步進電機組成，加速度傳 感器、陀螺儀、微分器的信息，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后，被微控制器采集，微控制器通過采集到的加速 度、角速度、角加速的信息，計算車輛轉(zhuǎn)彎時車體與車輪的夾角，并計算前照燈照明方向與 車輛運動趨勢方向保持一致所需要旋轉(zhuǎn)的角度；微控制器通過LIN收發(fā)器與步進電機驅(qū)動 通信，令步進電機驅(qū)動芯片控制步進電機，將左、右前照燈精確達到應(yīng)旋轉(zhuǎn)角度。圖中加速度計提供車輛轉(zhuǎn)彎時的X軸和Y軸的加速度；陀螺儀提供車輛轉(zhuǎn)彎時的 角速度；陀螺儀經(jīng)微分器后提供車輛轉(zhuǎn)彎時的角加速度；加速度、角速度、角加速度經(jīng)模數(shù) 轉(zhuǎn)換數(shù)字量化后，由微控制器計算得到車燈應(yīng)該偏轉(zhuǎn)的角度并將該角度通過LIN總線傳送 到左右兩個步進電機驅(qū)動；步進電機驅(qū)動帶動步進電機精確旋轉(zhuǎn)到所需角度。如圖3所示，是汽車彎道行駛示意圖。圖中β為轉(zhuǎn)彎時車輪與Y軸的夾角，即車輪 和車體方向的夾角^為PAc^n PA1與X軸的夾角，即與車體垂直方向的夾角。P為車輛加 速度及角速度和角加速度的測量點，A0和A1為車輛左右前照燈的位置。如圖4所示，是計算前照燈轉(zhuǎn)角示意圖。Ptl為t0時刻位置，P1為在tl時刻系統(tǒng) 預(yù)測的車輛的位置，0為轉(zhuǎn)彎時的圓周運動的圓心。圖中X方向和Y方向與圖1中一致，即X
方向為與車體垂直的方向，該方向上的加速度計為 Y方向為與車體平行的方向，該方向
上的加速度計為 ，汽車的角速度記為《，角加速度為a , PtlO為法向的向心加速度方向，
與其垂直的為切向加速度方向。由圖中的角度關(guān)系和牛頓力學(xué)原理可知，切向加速度和向 心加速度的計算如下
權(quán)利要求
1.一種汽車前照燈彎道自適應(yīng)控制的裝置，由加速度傳感器、陀螺儀、微控制器、微分 器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、LIN收發(fā)器、步進電機驅(qū)動芯片及步進電機組成，其特征在于加速度傳感 器、陀螺儀、微分器的信息，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后，被微控制器采集，微控制器通過采集到的加速 度、角速度、角加速的信息，計算車輛轉(zhuǎn)彎時車體與車輪的夾角，并計算前照燈照明方向與 車輛運動趨勢方向保持一致所需要旋轉(zhuǎn)的角度；微控制器通過LIN收發(fā)器與步進電機驅(qū)動 通信，令步進電機驅(qū)動芯片控制步進電機，將前照燈精確達到應(yīng)旋轉(zhuǎn)角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車前照燈彎道自適應(yīng)控制的裝置，其特征在于所述 計算車輛轉(zhuǎn)彎時車體與車輪的夾角，并計算前照燈照明方向與車輛運動趨勢方向保持一致 所需要旋轉(zhuǎn)的角度，是通過加速度傳感器、陀螺儀、微分器，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后，將數(shù)字量 化的車體平行和垂直方向的加速度、轉(zhuǎn)彎的角速度和角加速度提供給微控制器，微控制器 就開始計算車輛在做轉(zhuǎn)彎運動時車體與車輪的夾角，并計算前照燈的照明方向與車輛運動 趨勢方向保持一致所需要旋轉(zhuǎn)的角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車前照燈彎道自適應(yīng)控制的裝置，其特征在于所述 的前照燈精確達到應(yīng)旋轉(zhuǎn)角度，是通過步進電機驅(qū)動芯片調(diào)整控制前照燈旋轉(zhuǎn)的步進電機 角度，直到前照燈達到所應(yīng)旋轉(zhuǎn)角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車前照燈彎道自適應(yīng)控制的裝置，其特征在于所 述的加速度傳感器為LIS344AC ；陀螺儀為LPR4150AL ；微控制器為9S12BU8 ；步進電機 驅(qū)動芯片為908E626 ； LIN收發(fā)器為MC33661 ；模數(shù)轉(zhuǎn)換為ADS1M8IPW ；微分器為微分器 CD4025。
全文摘要
一種汽車前照燈彎道自適應(yīng)控制的裝置，本發(fā)明屬于車燈照明領(lǐng)域，為了使汽車在轉(zhuǎn)彎時，前照燈照明方向與車輛運動趨勢方向保持一致，需要前照燈旋轉(zhuǎn)一定的角度。本發(fā)明提供了一種利用加速度傳感器、陀螺儀、微控制器、LIN收發(fā)器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、步進電機驅(qū)動芯片以及步進電機組成的控制前照燈旋轉(zhuǎn)的裝置，可應(yīng)用于汽車前燈自適應(yīng)系統(tǒng)(AdaptiveFront-lightingSystem,簡稱AFS)。
文檔編號B60Q1/12GK102114803SQ20111004559
公開日2011年7月6日 申請日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者冀磊, 姚遙, 杜正清, 柴順起 申請人:江蘇洪昌科技股份有限公司