專利名稱：自適應(yīng)汽車大燈控制裝置的制作方法
自適應(yīng)汽車大燈控制裝置技術(shù)領(lǐng)域自適應(yīng)汽車大燈控制裝置，屬于汽車車燈及其控制裝置技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)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(yīng)用的自適應(yīng)照明技術(shù)。 汽車在夜晚或其他光線不良條件下轉(zhuǎn)向行駛時，往往由于駕駛?cè)说囊暰喽?、視野小?dǎo)致交通事故的發(fā)生，即汽車的照明在轉(zhuǎn)向時有一定的死角，如圖l所示(圖l為汽車轉(zhuǎn)向時死角示意圖)。針對上述問題，已有的解決方案普遍為應(yīng)用具有機械傳動結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)車燈技術(shù)，即車 燈隨著轉(zhuǎn)向而轉(zhuǎn)動，從而達到照明方向隨之轉(zhuǎn)動的目的。但是，由于該實施機構(gòu)復(fù)雜，成本 高，技術(shù)難度大，難推廣應(yīng)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(shù)需對車身進行較大改動，且缺乏智能控制，不能隨著轉(zhuǎn)向角的變化而改 變輔助照明方向。隨著汽車照明技術(shù)的進一步發(fā)展，大功率LED車燈具有照明能耗小，質(zhì)量好，品位高等 優(yōu)點，即將取代現(xiàn)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(shù)的智能化、低能耗、高品質(zhì)逐漸成為主要發(fā)展趨勢。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提出一種自適應(yīng)大燈控制裝置。該裝置基于大功率LED車燈設(shè)計，不僅 能增強駕駛員在轉(zhuǎn)向時對車輛側(cè)向的感知能力，而且具備成本低、智能化、高照明效率等優(yōu) 點，便于推廣應(yīng)用。本發(fā)明裝置可以根據(jù)外界光強信號智能判斷是否開啟弧度照明的LED車燈。當(dāng)光線較弱 時，開啟側(cè)面弧度LED輔助照明功能。不僅節(jié)省能源，而且無需人為操作，避免分散駕駛員 注意力。自適應(yīng)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(zhí)行部分； 信號感知部分通過光敏傳感器技術(shù)感知行車狀態(tài)和車輛行駛狀態(tài)，然后把相關(guān)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(zhí)行，即開啟輔助照明的LED陣列；裝置安全執(zhí)行部分由驅(qū)動芯片和大功率LED車 燈燈束組成，LED燈束在車輛的前側(cè)面排列成弧度；安全執(zhí)行部分執(zhí)行決策控制部分決策執(zhí) 行的信息。本裝置可以根據(jù)駕駛員對光線感應(yīng)的不同敏感度，手動調(diào)節(jié)外界光線信號強弱觸發(fā)的臨 界值，使該系統(tǒng)更具人性化設(shè)計。例如，如果駕駛員的對光線的感知不夠敏感，認(rèn)為觸發(fā)智 能控制時的光線太弱，可以通過手動旋轉(zhuǎn)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(tǒng)在較強的光線條件下觸發(fā)?？梢愿鶕?jù)車輛轉(zhuǎn)向角的變化而智能調(diào)整LED車燈開啟個數(shù)，進而使側(cè)面的照明弧度隨著 轉(zhuǎn)向角的改變而改變，從而擴展駕駛員轉(zhuǎn)向視野。本裝置提出一種自適應(yīng)大燈控制裝置，無需駕駛員控制，可以根據(jù)光強和轉(zhuǎn)向角智能控 制自適應(yīng)照明系統(tǒng)的開啟。從而能很好地改善駕駛員轉(zhuǎn)向視野，有效地降低光線較暗時車輛 轉(zhuǎn)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(cè)面排列成一定的弧度。 可以根據(jù)車輛轉(zhuǎn)向角的變化而智能調(diào)整LED車燈開啟個數(shù)，進而使側(cè)面的照明弧度隨著轉(zhuǎn)向 角的改變而改變，從而擴展駕駛員轉(zhuǎn)向視野。2、 本發(fā)明裝置可以根據(jù)外界光強信號及車輛轉(zhuǎn)向角信號，智能判斷是否開啟弧度照明的 LED車燈。不僅節(jié)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(jù)駕駛員對光線感應(yīng)的不同敏感度，手動調(diào)節(jié)外界光線信號強弱觸發(fā)的 臨界值，使該系統(tǒng)更具人性化設(shè)計。


圖1汽車轉(zhuǎn)向時死角示意圖。圖2本發(fā)明安全執(zhí)行部分LED車燈排列/燈具示意圖。圖3本發(fā)明信號感知部分電路示意圖(光強信號及轉(zhuǎn)向角信號)。圖4本發(fā)明決策控制部分(單片機)電路示意圖。圖5為本發(fā)明決策控制部分(單片機)的控制方法流程示意圖。 圖6本發(fā)明安全執(zhí)行部分驅(qū)動集成電路電路示意圖。 圖7是本發(fā)明一種實施例電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。本發(fā)明包括三個部分信號感知、決策控制和安全執(zhí)行。圖2本發(fā)明安全執(zhí)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(tài)和車輛行駛狀態(tài)，然后把相關(guān)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(zhí)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(lián)組成。如圖3示，圖3本發(fā)明信號感知部 分電路示意圖(光強信號及轉(zhuǎn)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(dāng)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(guān)信號。通過調(diào)節(jié)可變電阻，可以改變 RL分壓為3.5V時的電阻值，即改變觸發(fā)高電平信號1的電阻值，從而調(diào)節(jié)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(jù)其對光線強弱的敏感性不同，調(diào)節(jié)可變電阻Rc， 設(shè)置不同的臨界值。轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)向角度的大小成正比。這里，可以直接把轉(zhuǎn)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(chǎn)的八位單片機MC9S08DZ60。圖4本發(fā)明決 策控制部分(單片機)電路示意圖。其中VDD、 VSS為芯片的數(shù)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(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)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(shè)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(fā)明決策控制部分(單片機)的 控制方法流程示意圖。3、安全執(zhí)行部分圖6本發(fā)明安全執(zhí)行部分驅(qū)動集成電路電路示意圖。這里驅(qū)動芯片為集成了7路的復(fù)合 管驅(qū)動專用集成電路MC1413?？梢灾苯域?qū)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(dāng)輸入端IN為高電平時，對應(yīng)的輸出 口將與GND導(dǎo)通，從而使對應(yīng)的OUT電路形成閉合回路，即點亮相應(yīng)的LED燈束。反之，頂 為低電平時，對應(yīng)的OUT管腳懸空，而對應(yīng)的OUT電路無法形成閉合回路，LED為熄滅狀態(tài)。 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(fā)明安全執(zhí)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(cè)面排一定弧度的LED陣列。前方的LED燈束為主照明燈，側(cè)面的LED燈束，開啟 的列數(shù)與轉(zhuǎn)向角成一定比例，使燈光照射角度與方向盤轉(zhuǎn)向角相匹配。圖7是本發(fā)明一種實施例電路結(jié)構(gòu)示意圖。自適應(yīng)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(zhí)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(lián)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(zhuǎn)變?yōu)榕c之適應(yīng)電壓大小的電信號，并把該電 信號傳送至決策控制系統(tǒng)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(dāng)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(guān)信號。通過調(diào)節(jié)可變電阻，可以改變RL分壓為3.5V時的電阻值， 即改變觸發(fā)高電平信號1的電阻值，從而調(diào)節(jié)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(jù)其對光線強弱的敏感性不同，調(diào)節(jié)可變電阻Rc，設(shè)置不同的臨界值；轉(zhuǎn)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(tǒng)中的轉(zhuǎn)向角信號經(jīng)過濾波減噪處理，傳輸給決策控制系統(tǒng)的單片機MC9S08DZ60。 一般來 說，車輛的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)向角信號經(jīng)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(chǎn)的八位單片機MC9S08DZ60。其中VDD、 VSS 為芯片的數(shù)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(shù)模 和模數(shù)轉(zhuǎn)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(shè)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(fā)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(zhuǎn)向角信號；否，繼續(xù)判斷光線強弱；(2) 采集轉(zhuǎn)向角大小信號至單片機的寄存器；(3) 通過單片機的AM)轉(zhuǎn)換，把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。(4) 比較判斷數(shù)字信號的大小，使對應(yīng)的單片機IO輸出高電平 如果得到的轉(zhuǎn)向角信號為5V，即車輛最大轉(zhuǎn)向角。從而得到轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號為1111 1111(一個字節(jié))，然后把單片機I0的七個輸出管腳全部賦值1，即驅(qū)動點亮側(cè)面全部七個LED 陣列。相反，如果得到的轉(zhuǎn)向角為OV，即車輛沒有轉(zhuǎn)向，IO輸出的七個管腳全部置O，七 個LED陣列處于熄滅狀態(tài)。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?xí)r照明角與轉(zhuǎn)向角相適 應(yīng)時的轉(zhuǎn)向角的大小。即得到點亮1個LED燈束時的轉(zhuǎn)向角信號電壓值V1， 2個LED燈束時 的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向燈信號電壓值與其中的V i ( i=l，2，3 6 )最接近時，驅(qū)動點亮i個LED燈束。(5) 單片機對應(yīng)IO管腳高電平輸出驅(qū)動相應(yīng)的LED陣列，最終實現(xiàn)與轉(zhuǎn)向角相適應(yīng)。 所述安全執(zhí)行部分，包括驅(qū)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(cè)面排列成一定的弧度。側(cè)面的LED燈束，開啟的 列數(shù)與轉(zhuǎn)向角成一定比例，使燈光照射角度與方向盤轉(zhuǎn)向角相匹配，為輔助照明燈。大功率 LED驅(qū)動電路的驅(qū)動芯片為集成了 7路的復(fù)合管驅(qū)動專用集成電路MC1413，可以直接驅(qū)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(dāng)輸入端IN為高電平時，對應(yīng)的輸出口將與GND導(dǎo)通，從而使對應(yīng)的OUT電路形成閉合回路，即點亮相應(yīng)的LED燈束。反之，IN為低電平時，對應(yīng)的OUT管腳懸空，而 對應(yīng)的0UT電路無法形成閉合回路，LED為熄滅狀態(tài)。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(fā)明車燈在車輛的前側(cè)面排列成一定的弧度?？梢愿鶕?jù)車輛轉(zhuǎn)向角的變化而智能調(diào)整 LED車燈開啟個數(shù)，擴展駕駛員轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)，靈活，人性化。
權(quán)利要求
1、自適應(yīng)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(zhí)行部分；所述信號感知部分感知行車狀態(tài)和車輛行駛狀態(tài)，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(zhí)行，即開啟輔助照明的LED陣列；安全執(zhí)行部分執(zhí)行決策控制部分決策執(zhí)行的信息。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自適應(yīng)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(lián)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(zhuǎn)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(fù)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(tǒng)；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(jù)權(quán)利要求1或2所述的自適應(yīng)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(jù)權(quán)利要求l所述的自適應(yīng)汽車大燈控制裝置，其特征在于，所述安全執(zhí)行部分包 括驅(qū)動集成電路MC1413和DS1 DS7七個LED陣列；驅(qū)動集成電路MC1413與DS1 DS7七個LED陣列相連，驅(qū)動集成電路MC1413驅(qū)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(jù)權(quán)利要求4所述的自適應(yīng)汽車大燈控制裝置，其特征在于，所述LED車燈在車輛 前側(cè)面排列成一定弧度，所述弧度使燈光照射角度與方向盤轉(zhuǎn)向角相匹配。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的自適應(yīng)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(zhuǎn)向角信號；否，繼續(xù)判斷光線強弱；(2) 采集轉(zhuǎn)向角大小信號至單片機的寄存器；(3) 通過單片機的AV)轉(zhuǎn)換，把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；(4) 比較判斷數(shù)字信號的大小，使對應(yīng)的單片機10輸出高電平；(4. 1)當(dāng)?shù)玫降霓D(zhuǎn)向角信號為5V，即車輛最大轉(zhuǎn)向角，從而得到轉(zhuǎn)換的數(shù)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(qū)動點亮側(cè)面全部七個LED陣列(4.2)當(dāng)?shù)玫降霓D(zhuǎn)向角為OV，即車輛沒有轉(zhuǎn)向，IO輸出的七個管腳全部置O，七個LED 陣列處于熄滅狀態(tài)；(4. 3)當(dāng)處于0 5V的中間某值，先通過實驗獲得每個LED陣列點亮?xí)r照明角與轉(zhuǎn)向角 相適應(yīng)時的轉(zhuǎn)向角的大小，即得到點亮1個LED燈束時的轉(zhuǎn)向角信號電壓值V1， 2個LED燈 束時的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向燈信號電壓值與其中的V i ( i=l，2，3 6 )最接近時，驅(qū)動點亮i個LED燈束；(5) 單片機對應(yīng)iO管腳高電平輸出驅(qū)動相應(yīng)的LED陣列，最終實現(xiàn)與轉(zhuǎn)向角相適應(yīng)。
全文摘要
自適應(yīng)汽車大燈控制裝置，屬于汽車電子裝置技術(shù)領(lǐng)域。包括信號感知部分、決策控制部分和安全執(zhí)行部分；所述信號感知部分感知行車狀態(tài)和車輛行駛狀態(tài)，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(zhí)行，即開啟輔助照明的LED陣列；安全執(zhí)行部分執(zhí)行決策控制部分決策執(zhí)行的信息。本發(fā)明車燈在車輛的前側(cè)面排列成一定的弧度?？梢愿鶕?jù)車輛轉(zhuǎn)向角的變化而智能調(diào)整LED車燈開啟個數(shù)，擴展駕駛員轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)，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(yōu)先權(quán)日2008年3月18日
發(fā)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(xué)