CN103612593A

CN103612593A - 汽车转弯自动照明控制方法

Info

Publication number: CN103612593A
Application number: CN201310661190.7A
Authority: CN
Inventors: 熊东; 刘晓明; 黎小娇; 李庆文; 马明静; 王旭松; 阮小飞; 石绍辉; 温凯; 杨小林; 黄智勇; 仲元红; 欧静兰; 吴皓威
Original assignee: Chongqing University
Current assignee: Chongqing University
Priority date: 2013-12-09
Filing date: 2013-12-09
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2033-12-09
Also published as: CN103612593B

Abstract

本发明公开一种汽车转弯自动照明控制方法，其特征在于按照以下步骤进行：先将辅助控制器的输入端连接在汽车高速CAN总线上，输出控制端连接在低速CAN总线、K总线或L总线上；然后，辅助控制器按固定周期从高速CAN总线上获取汽车的左前轮速度V₁和右前轮速度V₂，并计算汽车的转弯半径R；最后，判断转弯半径R是否连续N次小于预设阈值Rs，如果是，则通过低速CAN总线、K总线或L总线控制雾灯点亮；否则，返回步骤2循环进行。其显著效果是：电路级简单，接线少，安装方便，成本低，夜间行驶时，通过点亮雾灯来实现转弯时的辅助照明，保证原车控制系统性能的同时，提高了夜间驾驶的安全性。

Description

汽车转弯自动照明控制方法

技术领域

本发明涉及汽车电子技术，具体地讲，是一种通过汽车改装实现的汽车转弯自动照明控制方法。

背景技术

随着社会的发展，人民生活水平的提高，汽车越来越多的走进了百姓家庭，汽车电子技术也因此得到了快速的发展。在汽车电子控制系统中，ABS系统（Anti-lock Braking System，防抱死刹车系统）、ECU单元（Electronic Control Unit，电子控制单元）和BCM模块（bodycontrol module，车身控制模块）是汽车电子系统的核心部件，主要通过CAN总线、K总线以及Ｌ总线相互通信，其中的CAN总线又分为了高速CAN总线和低速CAN总线。

高速CAN总线主要用于采集各种传感器数据，低速CAN总线主要用于传送控制指令，而K总线和L总线主要用于对各种车载设备进行检测。

在现有技术中，不同车型所配置的功能有所不同，高档汽车配置功能多，低档汽车配置的功能就相对较少，比如自动锁定、自动寻车、自动照明、自动应急等等，往往都是德系高配车型才有，而国产的普通车辆往往功能较少，要想实现功能升级，替换整个控制系统成本较高，普通市民难以接受。

而对于普通车型，在夜间行驶到弯道处，由于前照灯的光线和车辆的行驶方向一致，所以不克避免会存在照明瞎区，如果不能及时发现弯道上的障碍物，就极易引发交通事故。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种汽车转弯自动照明控制方法，主要用于解决汽车夜间行驶转弯照明问题，保证行车安全。

为达到上述目的，本发明所采用的具体技术方案如下：

一种汽车转弯自动照明控制方法，其关键在于按照以下步骤进行：

步骤1：将辅助控制器的输入端连接在汽车高速CAN总线上，输出控制端连接在低速CAN总线、K总线或L总线上；

步骤2：辅助控制器按固定周期从高速CAN总线上获取汽车的左前轮速度V₁和右前轮速度V₂，并根据左前轮速度V₁和右前轮速度V₂计算汽车的转弯半径R；

步骤3：判断转弯半径R是否连续N次小于预设阈值Rs，如果是，则认为汽车当前处于转弯状态，通过低速CAN总线、K总线或L总线控制雾灯点亮；否则，不处于转弯状态，返回步骤2循环进行。

通过分析上诉方法可以发现，该方法利用辅助控制器获取汽车左、右前轮的转速，即可判断出汽车是否转向，当汽车在夜间转向的情形下，通过辅助控制器点亮雾灯来实现辅助照明，从而扩宽夜间转弯行驶时的视野，保证行驶安全。

作为进一步描述，所述步骤2中，辅助控制器按照公式（1）计算汽车的转弯半径R；

R = \frac{\min (V_{1}, V_{2})}{| V_{2} - V_{1} |} \cdot d - - - (1);

其中min(V₁,V₂)表示左前轮速度V₁和右前轮速度V₂中的最小值，|V₂-V₁|表示右前轮速度V₂和左前轮速度V₁之差的绝对值，d表示左前轮和右前轮之间的距离。

为了提高数据采集的准确性，避免因为速度抖动、路面不平、人为转动方向盘等因素造成的误开灯现象，所述步骤2中，左前轮速度V₁和右前轮速度V₂是经过限幅-滑动中值滤波步骤所得的值，具体为：

步骤2-1：对辅助控制器采集到的左前轮速度和右前轮速度进行限幅滤波，先设定计数器count=1，最大偏差值为A；

如果本次采样值与上次采样值之差的绝对值大于最大偏差值A，则本次采样值无效，用上次采样值代替本次采样值，并设定计数器count=count+1，最大偏差值A=A*count；

否则，本次采样值有效，设定计数器count=1，最大偏差值为A；

步骤2-2：将限幅滤波后的左轮速度采样序列和右轮速度采样序列进行滑动中值滤波，最终得出左前轮速度V₁和右前轮速度V₂，滑动窗口大小设为M。

结合具体车型的应用，所述步骤2-1中，辅助控制器以固定周期10ms采集一次数据，限幅滤波的最大偏差值A=0.3km/h，计数器count的取值范围为1～5，所述步骤2-2中，滑动中值滤波的滑动窗口大小设为M=5。

作为优选，所述步骤3中N=1～8，预设阈值Rs=32m。

为了在现有车型上实现本方法，所述辅助控制器为现有汽车电子系统中辅助添加的一块单片机模块，现有汽车电子系统包括ABS系统、ECU单元以及BCM模块，所述ABS系统、ECU单元以及BCM模块均与高速CAN总线、低速CAN总线、K总线以及Ｌ总线连接。

本方案充分利用高速CAN总线上所采集的各种信息，根据自己需要设定相应功能的辅助控制器，最后将控制信号输出到与该功能模块相连接的总线上。能够根据用户需求定义不同功能的辅助控制器，在系统升级时只需寻找原车高速CAN总线和相应功能的控制总线即可，升级成本低，辅助系统的安装也非常方便。

本发明的显著效果是：电路升级简单，接线少，安装方便，成本低，通过高速CAN总线上获取的左右车轮速度信息来判断汽车转弯情况，夜间行驶时，通过点亮雾灯来实现转弯时的辅助照明，保证原车控制系统性能的同时，提高了夜间驾驶的安全性。

附图说明

图1是本发明的电路连接关系图；

图2是本发明的工作原理分析图；

图3是图1中辅助控制器的第一实施方式图；

图4是图3中单片机的管脚分布图；

图5是图3中CAN总线控制器的电路原理图；

图6是图3中CAN总线收发器的电路原理图；

图7是CAN总线发射端子的光耦隔离电路图；

图8是CAN总线接收端子的光耦隔离电路图；

图9是图1中辅助控制器的第二实施方式图；

图10是图9中单片机的管脚分布图；

图11是图9中串行链路驱动器的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。

一种汽车转弯自动照明控制方法，按照以下步骤进行：

步骤1：如图1所示，将辅助控制器的输入端连接在汽车高速CAN总线上，输出控制端连接在低速CAN总线、K总线或L总线上；作为旧车改装，辅助控制器为现有汽车电子系统中辅助添加的一块单片机模块，现有汽车电子系统包括ABS系统、ECU单元以及BCM模块，所述ABS系统、ECU单元以及BCM模块均与高速CAN总线、低速CAN总线、K总线以及Ｌ总线连接，搭建好上述的辅助控制系统后，进入步骤2。

作为一种具体实施方式，辅助控制器按照公式（1）计算汽车的转弯半径R；

R = \frac{\min (V_{1}, V_{2})}{| V_{2} - V_{1} |} \cdot d - - - (1);

如图2所示，以左转弯为例，此时左前轮的线速度为V₁，右前轮的线速度为V₂，内轮（此时为左轮）的旋转半径为R，两轮之间的距离为d，通过计算可得

为了提高数据处理的准确率，避免速度抖动、路面不平、人为转动方向盘等因素造成的误开灯现象，上述步骤中，左前轮速度V₁和右前轮速度V₂是经过限幅-滑动中值滤波步骤所得的值，具体为：

结合具体车型，步骤2-1中，辅助控制器以固定周期10ms采集一次数据，为了获得更好的精度，采集数据时将实际的速度值除以0.01作为速度的采样值，因此取限幅滤波的最大偏差值A=30，对应为0.3km/h，表示在10ms内,速度变化不能超过0.3km/h；为了避免数据长时间得不到更新的情况,设定count最大值为5,故count取值范围为1～5。步骤2-2中，滑动中值滤波的滑动窗口大小设为M=5。

通过上述方法准确获取左前轮速度和右前轮速度，从而可以计算出准确的转弯半径，接下来进入步骤3。

根据具体的需要，所述步骤3中N=1～8，预设阈值Rs=32m，如果采用上述步骤中的限幅-滑动中值滤波算法得出了比较精准的左前轮速度和右前轮速度，N取1也能满足相应的控制需求，如果不采用限幅-滑动中值滤波，通过直接计算出的转弯半径进行连续判断也能实现本发明的目的，但为了保证控制的实时性，N的取值不能过大，以10ms为采样周期，N的取值最好在8以内。

基于上述方法，以一汽大众汽车有限公司出厂的“迈腾”汽车为例，该车型的左、右前轮距离d等于1.552m，，转弯时

的经验值通常取为0.05，因此，可计算出转弯半径的预设阈值Rs=31.04m，实际采用Rs=32m.一旦转弯半径R小于预设阈值Rs时，则认定处于转弯状态，执行相应动作。

作为系统电路的一种实施方式：

如图3所示，辅助控制器以高速CAN总线作为速度采集总线，以低速CAN总线作为雾灯控制信号发送总线，具体为：

辅助控制器中设置的单片机依次经过第一CAN总线控制器、第一光电耦合模块以及第一CAN总线收发器后与高速CAN总线的两路接线端子连接，该单片机还依次经过第二CAN总线控制器、第二光电耦合模块以及第二CAN总线收发器后与低速CAN总线的两路接线端子连接。

如图4到图8所示，辅助控制器中的单片机选用的芯片型号为P89LPC935，第一CAN总线控制器和第二CAN总线控制器选用的芯片型号为SJA1000，第一CAN总线收发器和第二CAN总线收发器选用芯片型号为82C250。

参见图4可以看出，单片机P89LPC935上的INT_CANA和INT_CANB分别作为高速CAN总线和低速CAN总线的中断控制信号，D0—D7作为8位数据线分别与CAN总线控制器SJA1000上对应的管脚连接，P2.0—P2.3用于连接第一CAN总线控制器，P2.4—P2.7用于连接第二CAN总线控制器。

参加图5可以看出，第二CAN总线控制器作为低速CAN总线控制器，图6中的CAN_H和CAN_L分别作为CAN总线的两路信号线的接线端，通过CAN总线82C250转换为TXDB和RXDB两个端子，图7中，TXDB经过光耦2N137隔离转换为TX0B，最后连接在SJA1000的13号管脚上，而图8中，RXDB经过光耦2N137隔离转换为RX0B和RX1B，分别与SJA1000的19号和20号管脚连接。

基于这样的辅助控制系统，辅助控制器中的单片机可以从高速CAN总线上获取汽车的车轮速度信息，然后利用低速CAN总线传输雾灯控制信息点亮雾灯实现夜间转向自动照明。

作为系统电路的另一种实施方式：

如图9到图11所示，本实施方式与上述实施方式的区别在于辅助控制器是通过K总线或者L总线传输雾灯控制指令的，具体实现为：

所述辅助控制器中设置有单片机，该单片机依次经过第一CAN总线控制器、第一光电耦合模块以及第一CAN总线收发器后与高速CAN总线的两路接线端子连接，该单片机还经过串行链路驱动器与K总线或L总线连接。

通过图10可以看出，本例中的单片机选用的芯片型号为P89LPC935，串行链路驱动器选用的芯片型号为MC33199。其中单片机上的INTCAN管脚用于向高速CAN总线提供中断信号，单片机与CAN总线控制器的连接关系可以第一实施方式，单片机通过TXD和RXD管脚与串行链路驱动器MC33199连接，通过图11可以看出，MC33199芯片的9号管脚和12号管脚分别作为K总线和L总线的引线端。

最后应当理解，上述说明仅仅描述了本发明的一些优选实施例，并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种汽车转弯自动照明控制方法，其特征在于按照以下步骤进行：

2.根据权利要求1所述的汽车转弯自动照明控制方法，其特征在于：所述步骤2中，辅助控制器按照公式（1）计算汽车的转弯半径R；

R = \frac{\min (V_{1}, V_{2})}{| V_{2} - V_{1} |} \cdot d - - - (1);

3.根据权利要求1或2所述的汽车转弯自动照明控制方法，其特征在于：所述步骤2中，左前轮速度V₁和右前轮速度V₂是经过限幅-滑动中值滤波步骤所得的值，具体为：

4.根据权利要求3所述的汽车转弯自动照明控制方法，其特征在于：所述步骤2-1中，辅助控制器以固定周期10ms采集一次数据，限幅滤波的最大偏差值A=0.3km/h，计数器count的取值范围为1～5，所述步骤2-2中，滑动中值滤波的滑动窗口大小设为M=5。

5.根据权利要求1所述的汽车转弯自动照明控制方法，其特征在于：所述步骤3中N=1～8，预设阈值Rs=32m。

6.根据权利要求1所述的汽车转弯自动照明控制方法，其特征在于：所述辅助控制器为现有汽车电子系统中辅助添加的一块单片机模块，现有汽车电子系统包括ABS系统、ECU单元以及BCM模块，所述ABS系统、ECU单元以及BCM模块均与高速CAN总线、低速CAN总线、K总线以及Ｌ总线连接。