本實(shí)用新型涉及車輛輔助駕駛技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種LED汽車前照燈模組。

背景技術(shù)：

隨著汽車照明技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車前照燈已經(jīng)成為汽車外觀個(gè)性和檔次的重要表現(xiàn)方式，也是消費(fèi)者在選購車型時(shí)，處于行車安全考慮愈發(fā)關(guān)注的關(guān)鍵因素。目前主流的前照燈種類有鹵素?zé)?、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?zé)舻?/20，使用壽命可以達(dá)到6～10萬小時(shí)，整體支持低電壓驅(qū)動(dòng)，且發(fā)光亮度高反應(yīng)速度快，最重要的是單個(gè)LED體積小，穩(wěn)定性高，可以在有限的前照燈結(jié)構(gòu)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(dāng)過壓或過電流時(shí)得不到有效保護(hù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)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(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，所采用的技術(shù)方案是：

本實(shí)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(dòng)控制單元；

驅(qū)動(dòng)控制單元，用于控制所述矩陣LED模組，所述驅(qū)動(dòng)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(dòng)控制單元包括驅(qū)動(dòng)模組和控制模組；

其中，所述驅(qū)動(dòng)模組包括防反接保護(hù)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(hù)模塊的一端連接電源，所述防反接保護(hù)模塊用于對(duì)驅(qū)動(dòng)控制單元后端電路進(jìn)行保護(hù)，所述防反接保護(hù)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(dòng)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(jí)電源電路，所述恒流控制模塊用于輸出驅(qū)動(dòng)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(hù)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(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行解析并將報(bào)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(hào)對(duì)矩陣LED模組中每個(gè)單體LED進(jìn)行控制管理。

本實(shí)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(shí)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(shí)時(shí)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(shè)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(hào)，所述轉(zhuǎn)向傳感器用于提供轉(zhuǎn)向燈邏輯信號(hào)。

本實(shí)用新型所述矩陣LED模組包括近光模組、遠(yuǎn)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(shí)時(shí)路面信息制定所述遠(yuǎn)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(hào)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(hào)和LED光通量檢測模塊反饋的光通量模擬電壓信號(hào)實(shí)時(shí)檢測矩陣LED模組的工作狀態(tài)。

本實(shí)用新型的LED汽車前照燈模組的有益效果是：

1)本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)模組包括防反接保護(hù)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(dòng)控制單元的輸出電壓和電流，當(dāng)汽車啟動(dòng)和運(yùn)行過程中蓄電池電壓有較大波動(dòng)時(shí)，升壓控制模塊可以迅速響應(yīng)并抑制蓄電池的電壓波動(dòng)對(duì)下一級(jí)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(gè)單體LED的工作電流不會(huì)因?yàn)橥饨绲母蓴_而發(fā)生變化；

2)本實(shí)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(hào)和LED光通量檢測模塊反饋的光通量模擬電壓信號(hào)實(shí)時(shí)檢測矩陣LED模組的工作狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)過壓或過電流時(shí)，矩陣LED控制管理器產(chǎn)生多路不同脈寬的控制信號(hào)對(duì)矩陣LED模組中每個(gè)單體LED進(jìn)行控制管理。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1是本實(shí)施例的LED汽車前照燈模組的原理框圖。

其中：防反接保護(hù)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(yuǎn)光模組10、角燈模組11。

具體實(shí)施方式

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“徑向”、“軸向”、“上”、“下”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)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(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。在本實(shí)用新型的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

在本實(shí)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(shù)語“安裝”、“設(shè)置”、“連接”應(yīng)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(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

如圖1所示，本實(shí)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(dòng)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(dòng)控制單元，驅(qū)動(dòng)控制單元用于控制矩陣LED模組，驅(qū)動(dòng)控制單元根據(jù)監(jiān)測信息控制矩陣LED模組。

本實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)控制單元包括驅(qū)動(dòng)模組和控制模組，驅(qū)動(dòng)模組包括防反接保護(hù)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(hù)模塊1是型號(hào)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(hù)模塊1的一端連接電源，防反接保護(hù)模塊1用于對(duì)驅(qū)動(dòng)控制單元后端電路進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)有逆向電壓輸入時(shí)，防反接保護(hù)模塊1可以對(duì)驅(qū)動(dòng)控制單元后端電路進(jìn)行保護(hù)，有效防止系統(tǒng)電路受到不可恢復(fù)的損壞。防反接保護(hù)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(dòng)矩陣LED模組所需的額定電壓，本實(shí)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(dòng)前照燈所需的額定電壓40V，當(dāng)汽車啟動(dòng)和運(yùn)行過程中蓄電池電壓有較大波動(dòng)時(shí)，升壓控制模塊2可以迅速響應(yīng)并抑制蓄電池的電壓波動(dòng)對(duì)下一級(jí)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(jí)電源電路，恒流控制模塊4用于輸出驅(qū)動(dòng)矩陣LED模組所需的額定電流，本實(shí)施例的恒流控制模塊4輸出驅(qū)動(dòng)矩陣LED模組所需的額定電流1A，保證矩陣中每個(gè)單體LED的工作電流不會(huì)因?yàn)橥饨绲母蓴_而發(fā)生變化。恒壓輸出模塊3與防反接保護(hù)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(shí)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(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行解析并將報(bào)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(hào)對(duì)矩陣LED模組中每個(gè)單體LED進(jìn)行控制管理，具體地，當(dāng)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(hào)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(shí)現(xiàn)每個(gè)單體LED燈的控制，矩陣LED控制管理器5對(duì)每個(gè)單體LED進(jìn)行開路保護(hù)、短路故障診斷以及光通量的整體補(bǔ)償。

本實(shí)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(qiáng)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(shí)時(shí)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(shè)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?yàn)楫?dāng)矩陣LED模組中某個(gè)單體LED過壓或過電流時(shí)LED的發(fā)熱量會(huì)劇增同時(shí)亮度大幅提高，當(dāng)發(fā)熱量或光通量超過某個(gè)閾值時(shí)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(hào)，轉(zhuǎn)向傳感器用于提供轉(zhuǎn)向燈邏輯信號(hào)。

本實(shí)施例的矩陣LED模組包括近光模組9、遠(yuǎn)光模組10和角燈模組11，近光模組9、遠(yuǎn)光模組10和角燈模組11為三個(gè)相互獨(dú)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(gòu)，近光模組9照射角度自動(dòng)調(diào)節(jié)工作原理及系統(tǒng)構(gòu)成可參見論文“一種汽車前照燈自動(dòng)高度調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)”，本實(shí)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(shí)施例的遠(yuǎn)光模組10包括9個(gè)LED燈，可以產(chǎn)生9種光型，左右雙側(cè)LED遠(yuǎn)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(shí)時(shí)路面信息制定遠(yuǎn)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(hào)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(yuǎn)光模組10產(chǎn)生不同的暗區(qū)或亮區(qū)，具體地，遠(yuǎn)光模組10的9個(gè)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(qiáng)度在30lux-40lux之間，保證不會(huì)產(chǎn)生眩光，亮區(qū)的光線強(qiáng)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(qiáng)視野同時(shí)避免干擾行駛車輛。具體地，當(dāng)對(duì)向會(huì)車時(shí)驅(qū)動(dòng)控制單元控制矩陣LED模組產(chǎn)生隨車移動(dòng)的覆蓋會(huì)車輪廓的暗區(qū)避免會(huì)車眩光，當(dāng)遇到同向前車時(shí)驅(qū)動(dòng)控制單元控制矩陣LED模組隨距離遠(yuǎn)近產(chǎn)生覆蓋前車輪廓的暗區(qū)避免前車后視鏡眩光，當(dāng)同時(shí)出現(xiàn)會(huì)車和前車時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制單元控制矩陣LED模組在兩個(gè)獨(dú)立暗區(qū)的中間產(chǎn)生亮區(qū)增強(qiáng)視野。

本實(shí)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(hào)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(hào)和光通量模擬電壓信號(hào)實(shí)時(shí)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(duì)每個(gè)單體LED進(jìn)行開路保護(hù)、短路故障診斷以及光通量的整體補(bǔ)償。

本實(shí)施例的微控制器6通過CAN通訊模塊與圖像采集模塊進(jìn)行信息交互，同時(shí)接收高度傳感器信號(hào)、偏轉(zhuǎn)角度傳感器的方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)、轉(zhuǎn)向傳感器的轉(zhuǎn)向燈邏輯信號(hào)、LED溫度信號(hào)和LED光通量信號(hào)，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(yuǎn)光模組10和角燈模組11來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的自動(dòng)調(diào)高調(diào)光、自適應(yīng)遠(yuǎn)光和隨動(dòng)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(dāng)車速小于60km/h并大于10km/h時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)向傳感器的轉(zhuǎn)向燈邏輯信號(hào)和偏轉(zhuǎn)角度傳感器的轉(zhuǎn)角信號(hào)自動(dòng)開啟對(duì)應(yīng)方向的角燈模組11。該隨動(dòng)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(shí)時(shí)路況、方向盤偏轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)向燈信號(hào)三方面的信息，自動(dòng)開啟對(duì)應(yīng)方向的角燈進(jìn)行隨動(dòng)轉(zhuǎn)向照明，同時(shí)角燈模組11的具體光通量也可以根據(jù)行車的實(shí)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(dāng)車速低于5km/h時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制單元通過高度傳感器信號(hào)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(yīng)當(dāng)理解，以上所描述的具體實(shí)施例僅用于解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。由本實(shí)用新型的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。