專利名稱：自適應汽車大燈控制裝置的制作方法
自適應汽車大燈控制裝置技術領域自適應汽車大燈控制裝置，屬于汽車車燈及其控制裝置技術領域。
技術背景目前市場上汽車存在的車大燈主要為氙氣車燈，且缺乏便于推廣應用的自適應照明技術。 汽車在夜晚或其他光線不良條件下轉向行駛時，往往由于駕駛人的視距短、視野小導致交通事故的發生，即汽車的照明在轉向時有一定的死角，如圖l所示(圖l為汽車轉向時死角示意圖)。針對上述問題，已有的解決方案普遍為應用具有機械傳動結構的自適應車燈技術，即車 燈隨著轉向而轉動，從而達到照明方向隨之轉動的目的。但是，由于該實施機構復雜，成本 高，技術難度大，難推廣應用。除此之外，也有人提出增加輔助照明燈來消除照明死角的解 決方案，但是該技術需對車身進行較大改動，且缺乏智能控制，不能隨著轉向角的變化而改 變輔助照明方向。隨著汽車照明技術的進一步發展，大功率LED車燈具有照明能耗小，質量好，品位高等 優點，即將取代現在的氙氣車燈，成為第四代汽車光源。綜上所述，汽車照明技術的智能化、低能耗、高品質逐漸成為主要發展趨勢。發明內容本發明的目的是提出一種自適應大燈控制裝置。該裝置基于大功率LED車燈設計，不僅 能增強駕駛員在轉向時對車輛側向的感知能力，而且具備成本低、智能化、高照明效率等優 點，便于推廣應用。本發明裝置可以根據外界光強信號智能判斷是否開啟弧度照明的LED車燈。當光線較弱 時，開啟側面弧度LED輔助照明功能。不僅節省能源，而且無需人為操作，避免分散駕駛員 注意力。自適應汽車大燈控制裝置，該裝置包括信號感知部分、決策控制部分和安全執行部分； 信號感知部分通過光敏傳感器技術感知行車狀態和車輛行駛狀態，然后把相關信號傳送 至決策控制部分；由決策控制的單片機程序進行邏輯判斷和處理，如果不利于行車安全，則 啟用安全執行，即開啟輔助照明的LED陣列；裝置安全執行部分由驅動芯片和大功率LED車 燈燈束組成，LED燈束在車輛的前側面排列成弧度；安全執行部分執行決策控制部分決策執 行的信息。本裝置可以根據駕駛員對光線感應的不同敏感度，手動調節外界光線信號強弱觸發的臨 界值，使該系統更具人性化設計。例如，如果駕駛員的對光線的感知不夠敏感，認為觸發智 能控制時的光線太弱，可以通過手動旋轉滑動變阻器的旋鈕，增大光線強弱的臨界值，使智 能控制系統在較強的光線條件下觸發。可以根據車輛轉向角的變化而智能調整LED車燈開啟個數，進而使側面的照明弧度隨著 轉向角的改變而改變，從而擴展駕駛員轉向視野。本裝置提出一種自適應大燈控制裝置，無需駕駛員控制，可以根據光強和轉向角智能控 制自適應照明系統的開啟。從而能很好地改善駕駛員轉向視野，有效地降低光線較暗時車輛 轉向時的事故率。該裝置具備以下三個特點1、 該照明車燈燈具由一系列大功率高亮度LED組成，在車輛的前側面排列成一定的弧度。 可以根據車輛轉向角的變化而智能調整LED車燈開啟個數，進而使側面的照明弧度隨著轉向 角的改變而改變，從而擴展駕駛員轉向視野。2、 本發明裝置可以根據外界光強信號及車輛轉向角信號，智能判斷是否開啟弧度照明的 LED車燈。不僅節省能源，而且無需人為操作，避免分散駕駛員注意力。3、 本裝置可以根據駕駛員對光線感應的不同敏感度，手動調節外界光線信號強弱觸發的 臨界值，使該系統更具人性化設計。


圖1汽車轉向時死角示意圖。圖2本發明安全執行部分LED車燈排列/燈具示意圖。圖3本發明信號感知部分電路示意圖(光強信號及轉向角信號)。圖4本發明決策控制部分(單片機)電路示意圖。圖5為本發明決策控制部分(單片機)的控制方法流程示意圖。 圖6本發明安全執行部分驅動集成電路電路示意圖。 圖7是本發明一種實施例電路結構示意圖。
具體實施方式
下面結合圖和實施例對本發明作進一步說明。本發明包括三個部分信號感知、決策控制和安全執行。圖2本發明安全執行部分LED 車燈排列/燈具示意圖。通過光敏傳感器等裝置感知行車狀態和車輛行駛狀態，然后把相關信 號傳送至決策控制模塊；由決策控制的單片機程序進行邏輯判斷和處理，如果不利于行車安 全，則啟用安全執行，即開啟輔助照明的LED陣列。1、 信號感知部分光線信號采集電路由光敏電阻和可變電阻串聯組成。如圖3示，圖3本發明信號感知部 分電路示意圖(光強信號及轉向角信號)。光敏電阻RL的一端接地，可變電阻Rc的一段接 VCC，單片機的一個IO口與光敏電阻RL和可變電阻Rx的公共端相連接。隨著外界光強的變 化，光敏電阻值也隨之變化。當光敏電阻RL的分壓大于3.5V時，則可作為輸入單片機的高 電平信號l，反之，則為0。由此可得到光強強弱的開關信號。通過調節可變電阻，可以改變 RL分壓為3.5V時的電阻值，即改變觸發高電平信號1的電阻值，從而調節了光線信號強弱 的臨界值。所以針對不同的駕駛員，可以根據其對光線強弱的敏感性不同，調節可變電阻Rc， 設置不同的臨界值。轉向角信號可以從車輛的電路信號中采集得到。 一般來說，車輛的轉向角信號為0 5V 之間的電壓信號，其電壓值的大小與車輛的轉向角度的大小成正比。這里，可以直接把轉向 角信號引入單片機的另一個10 口 。2、 決策控制部分這里的采用的單片機型號為摩托羅拉公司生產的八位單片機MC9S08DZ60。圖4本發明決 策控制部分(單片機)電路示意圖。其中VDD、 VSS為芯片的數字電源管腳；VDDA與VSSA為 芯片的模擬電源管腳；VREFH、 VREFL為單片機數模和模數轉換的參考電壓管腳；VDD、 VDDA、 VREFH接直流5伏電源，VSS、 VSSA、和VREFL接地。圖中2X3的接口 (BACKGROUND HEADER), 用來對該單片機進行仿真和編程。Xl為外部晶振。Cl、 C2為兩個電容。RF、 Rs兩個保護電阻，該晶振電路的設計是為了給單片機提供工作所需的時鐘信號。決策控制模塊的單片機控制邏輯如圖5所示，圖5為本發明決策控制部分(單片機)的 控制方法流程示意圖。3、安全執行部分圖6本發明安全執行部分驅動集成電路電路示意圖。這里驅動芯片為集成了7路的復合 管驅動專用集成電路MC1413。可以直接驅動各種指示燈、繼電器燈。MC1413的IN1 IN7與 單片機的7個I0口相連，以控制LED陣列燈的開閉。當輸入端IN為高電平時，對應的輸出 口將與GND導通，從而使對應的OUT電路形成閉合回路，即點亮相應的LED燈束。反之，頂 為低電平時，對應的OUT管腳懸空，而對應的OUT電路無法形成閉合回路，LED為熄滅狀態。 每一個輸入口IN，控制一個陣列LED燈，共計控制了 7個陣列的LED燈。圖2本發明安全執行部分LED車燈排列/燈具示意圖。如圖2所示，高亮度LED車燈， 在車輛前側面排一定弧度的LED陣列。前方的LED燈束為主照明燈，側面的LED燈束，開啟 的列數與轉向角成一定比例，使燈光照射角度與方向盤轉向角相匹配。圖7是本發明一種實施例電路結構示意圖。自適應汽車大燈控制裝置，該裝置包括信號 感知部分、決策控制部分和安全執行部分；所述信號感知部分，包括電子器件電阻R1，電容C1、 C2，限流二極管D1，可變電阻Rx 和光敏電阻RL。其中的光線強弱信號感知電路由光敏電阻RL和可變電阻Rx串聯組成通過 光敏電阻RL的一端接地，可變電阻Rc的一端接電壓VCC，單片機的一個10 口與光敏電阻RL 和可變電阻Rx的公共端相連接，把光線的強弱轉變為與之適應電壓大小的電信號，并把該電 信號傳送至決策控制系統的單片機MC9S08DZ60。隨著外界光強的變化，光敏電阻值也隨之變 化。當光敏電阻RL的分壓大于3.5V時，則可作為輸入單片機的高電平信號1，反之，則為O。 由此可得到光強強弱的開關信號。通過調節可變電阻，可以改變RL分壓為3.5V時的電阻值， 即改變觸發高電平信號1的電阻值，從而調節了光線信號強弱的臨界值。所以針對不同的駕 駛員，可以根據其對光線強弱的敏感性不同，調節可變電阻Rc，設置不同的臨界值；轉向角 信號感知電路包括電子器件電阻R1，電容C1、 C2，限流二極管D1，把車輛已有的電路信號 系統中的轉向角信號經過濾波減噪處理，傳輸給決策控制系統的單片機MC9S08DZ60。 一般來 說，車輛的轉向角信號為0 5V之間的電壓信號，其電壓值的大小與車輛的轉向角度的大小 成正比。這里，Rl、 Dl、 Cl、 C2組成了濾波減噪電路，轉向角信號經以濾波減噪處理后引入單片機的另一個10 口。所述的決策控制部分采用為摩托羅拉公司生產的八位單片機MC9S08DZ60。其中VDD、 VSS 為芯片的數字電源管腳；VDDA與VSSA為芯片的模擬電源管腳；VREFH、 VREFL為單片機數模 和模數轉換的參考電壓管腳；VDD、 VDDA、 VREFH接直流5伏電源，VSS、 VSSA、和VREFL接 地。圖中2X3的接口 (BACKGROUND HEADER),用來對該單片機進行仿真和編程。XI為外部 晶振。Cl、 C2為兩個電容。RF、 Rs兩個保護電阻，該晶振電路的設計是為了給單片機提供 工作所需的時鐘信號。決策控制模塊的單片機控制邏輯如圖5所示，圖5為本發明決策控制 部分(單片機)的控制方法流程示意圖。所述決策控制部分的控制方法步驟為(1) 光線是否較弱；是，單片機讀入轉向角信號；否，繼續判斷光線強弱；(2) 采集轉向角大小信號至單片機的寄存器；(3) 通過單片機的AM)轉換，把模擬信號轉換為數字信號。(4) 比較判斷數字信號的大小，使對應的單片機IO輸出高電平 如果得到的轉向角信號為5V，即車輛最大轉向角。從而得到轉換的數字信號為1111 1111(一個字節)，然后把單片機I0的七個輸出管腳全部賦值1，即驅動點亮側面全部七個LED 陣列。相反，如果得到的轉向角為OV，即車輛沒有轉向，IO輸出的七個管腳全部置O，七 個LED陣列處于熄滅狀態。如果處于0 5V的中間某值，先通過實驗獲得每個LED陣列點亮時照明角與轉向角相適 應時的轉向角的大小。即得到點亮1個LED燈束時的轉向角信號電壓值V1， 2個LED燈束時 的轉向燈信號電壓值V2…，6個LED燈束時的V6。在編程中，以V1 V6為參考信號電壓閾值。 獲得轉向燈信號電壓值與其中的V i ( i=l，2，3 6 )最接近時，驅動點亮i個LED燈束。(5) 單片機對應IO管腳高電平輸出驅動相應的LED陣列，最終實現與轉向角相適應。 所述安全執行部分，包括驅動集成電路MC1413和DS1 DS7七個LED陣列，該7個陣列的LED車燈為高亮度LED車燈，在車輛前側面排列成一定的弧度。側面的LED燈束，開啟的 列數與轉向角成一定比例，使燈光照射角度與方向盤轉向角相匹配，為輔助照明燈。大功率 LED驅動電路的驅動芯片為集成了 7路的復合管驅動專用集成電路MC1413，可以直接驅動各 種指示燈、繼電器燈。MC1413的IN1 IN7七個管腳與單片機的7個10 口相連，以控制LED 陣列燈的開閉。當輸入端IN為高電平時，對應的輸出口將與GND導通，從而使對應的OUT電路形成閉合回路，即點亮相應的LED燈束。反之，IN為低電平時，對應的OUT管腳懸空，而 對應的0UT電路無法形成閉合回路，LED為熄滅狀態。每一個輸入口 IN，控制一個陣列LED 燈，共計控制了DS1 DS7七個陣列的LED燈。本發明車燈在車輛的前側面排列成一定的弧度。可以根據車輛轉向角的變化而智能調整 LED車燈開啟個數，擴展駕駛員轉向視野。能夠智能判斷是否開啟弧度照明車燈，避免分散 駕駛員注意力。該裝置智能判斷開啟燈"閾值"可以調節，靈活，人性化。
權利要求
1、自適應汽車大燈控制裝置，其特征在于，該裝置包括信號感知部分、決策控制部分和安全執行部分；所述信號感知部分感知行車狀態和車輛行駛狀態，然后把信號傳送至決策控制部分；決策控制部分進行邏輯判斷和處理，如果不利于行車安全，則啟用安全執行，即開啟輔助照明的LED陣列；安全執行部分執行決策控制部分決策執行的信息。
2、 根據權利要求l所述的自適應汽車大燈控制裝置，其特征在于，所述信號感知部分， 包括電子器件電阻R1，電容C1、 C2，限流二極管D1，可變電阻Rx和光敏電阻RL;其中，光敏電阻RL和可變電阻Rx串聯組成光線強弱信號感知電路光敏電阻RL—端接地，可 變電阻Rc的一端接電壓VCC，光敏電阻RL和可變電阻Rx連接的公共端與所述決策控制部分 相連；電阻R1，電容C1、C2，限流二極管D1組成轉向角信號感知電路電阻R1與限流二極管 Dl正極相連，限流二極管D1負極接電源；電阻R1與電容C1連接的公共端接車輛電路信號 系統；電容C1、 C2連接公共接地；電容C2與限流二極管D1正極連接公共端接所述決策控制 部分。
3、 根據權利要求1或2所述的自適應汽車大燈控制裝置，其特征在于，所述的決策控制 部分為摩托羅拉八位單片機MC9S08DZ60。
4、 根據權利要求l所述的自適應汽車大燈控制裝置，其特征在于，所述安全執行部分包 括驅動集成電路MC1413和DS1 DS7七個LED陣列；驅動集成電路MC1413與DS1 DS7七個LED陣列相連，驅動集成電路MC1413驅動DS1 DS7七個LED陣列；MC1413的IN1 IN7七個管腳與單片機的7個10 口相連，以控制LED陣 列燈的開閉。
5、 根據權利要求4所述的自適應汽車大燈控制裝置，其特征在于，所述LED車燈在車輛 前側面排列成一定弧度，所述弧度使燈光照射角度與方向盤轉向角相匹配。
6、 根據權利要求3所述的自適應汽車大燈控制裝置，其特征在于，所述決策控制部分的 控制方法包括如下步驟-(1)單片機判斷光線是否較弱；是，單片機讀入轉向角信號；否，繼續判斷光線強弱；(2) 采集轉向角大小信號至單片機的寄存器；(3) 通過單片機的AV)轉換，把模擬信號轉換為數字信號；(4) 比較判斷數字信號的大小，使對應的單片機10輸出高電平；(4. 1)當得到的轉向角信號為5V，即車輛最大轉向角，從而得到轉換的數字信號為1111 1111，然后把單片機10的七個輸出管腳全部賦值1，即驅動點亮側面全部七個LED陣列(4.2)當得到的轉向角為OV，即車輛沒有轉向，IO輸出的七個管腳全部置O，七個LED 陣列處于熄滅狀態；(4. 3)當處于0 5V的中間某值，先通過實驗獲得每個LED陣列點亮時照明角與轉向角 相適應時的轉向角的大小，即得到點亮1個LED燈束時的轉向角信號電壓值V1， 2個LED燈 束時的轉向燈信號電壓值V2，…，6個LED燈束時的V6;即以V1 V6為參考信號電壓閾值， 獲得轉向燈信號電壓值與其中的V i ( i=l，2，3 6 )最接近時，驅動點亮i個LED燈束；(5) 單片機對應iO管腳高電平輸出驅動相應的LED陣列，最終實現與轉向角相適應。
全文摘要
自適應汽車大燈控制裝置，屬于汽車電子裝置技術領域。包括信號感知部分、決策控制部分和安全執行部分；所述信號感知部分感知行車狀態和車輛行駛狀態，然后把信號傳送至決策控制部分；決策控制部分進行邏輯判斷和處理，如果不利于行車安全，則啟用安全執行，即開啟輔助照明的LED陣列；安全執行部分執行決策控制部分決策執行的信息。本發明車燈在車輛的前側面排列成一定的弧度。可以根據車輛轉向角的變化而智能調整LED車燈開啟個數，擴展駕駛員轉向視野。能夠智能判斷是否開啟弧度照明車燈，避免分散駕駛員注意力。該裝置智能判斷開啟燈“閾值”可以調節，靈活，人性化。
文檔編號F21W101/10GK101242696SQ20081000649
公開日2008年8月13日 申請日期2008年3月18日 優先權日2008年3月18日
發明者黨睿娜, 張德兆, 李克強, 晴 楊, 瓊 王, 王建強, 藝 袁 申請人:清華大學