CN106541885B - 一种基于方向盘转角和车身侧倾角的车灯随动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于方向盘转角和车身侧倾角的车灯随动控制方法，具有车灯随动控制装置，所述车灯随动控制装置包括ECU控制单元、方向盘转角传感器、车身侧倾角传感器、AD转换电路、舵机、前照灯执行机构；所述ECU控制单元根据获取的方向盘转角信息与车身侧倾角信息控制舵机转动，所述舵机与前照灯执行机构连接，所述前照灯执行机构与前照灯连接。本发明通过舵机的转动控制前照灯的灯光照射方向，消除汽车在弯道行驶时的视觉盲区，改善驾驶者的驾驶视野，显著提高行车安全，减少事故的发生概率。

Description

一种基于方向盘转角和车身侧倾角的车灯随动控制方法

技术领域

本发明涉及汽车辅助驾驶技术领域，尤其涉及一种基于方向盘转角和车身侧倾角的车灯随动控制方法。

背景技术

在夜间行车时，由于灯具的壳体固定于车体上无转向功能，前照灯的照射方向与汽车车身保持一致。当汽车在转弯行驶尤其是夜间无路灯的城市道路行驶时，会影响驾驶员对弯道上行人或者其他障碍的判断，而造成交通事故的发生，并造成生命与财产损失。因此，寻找一种能够使车辆前照明灯光束照射方向与车辆行进方向保持一致、消除行车视觉盲区且能够显著提高行车安全的方法是十分必要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于方向盘转角和车身侧倾角的车灯随动控制方法，提高行车安全。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于方向盘转角和车身侧倾角的车灯随动控制方法，具有车灯随动控制装置，所述车灯随动控制装置包括ECU控制单元、方向盘转角传感器、车身侧倾角传感器、AD转换电路、舵机、前照灯执行机构；

所述方向盘转角传感器：当转动方向盘时，用于检测并输出方向盘转角信息；

所述车身侧倾角传感器：用于检测并输出车身侧倾角信息；

所述AD转换电路：用于将方向盘转角信息和车身侧倾角信息进行模数转换并输出至ECU控制单元；

所述ECU控制单元根据获取的方向盘转角信息与车身侧倾角信息控制舵机转动，所述舵机与前照灯执行机构连接，所述前照灯执行机构与前照灯连接。

进一步地，所述舵机具有第一舵机、第二舵机，所述前照灯执行机构具有第一前照灯执行机构、第二前照灯执行机构，所述前照灯具有左前照明灯、右前照明灯；

所述第一舵机通过第一前照灯执行机构与左前照明灯连接，所述第二舵机通过第二前照灯执行机构与右前照明灯连接；

所述车灯随动控制装置具有光电开关，所述光电开关与左前照明灯、右前照明灯分别连接并控制左前照明灯、右前照明灯的打开或关闭；

所述车灯随动控制装置具有位置传感器，所述位置传感器包括第一位置传感器、第二位置传感器，所述第一位置传感器获取左前照明灯的位置信息并将其传输至ECU控制单元，所述第二位置传感器获取右前照明灯的位置信息并将其传输至ECU控制单元。

进一步地，所述前照灯执行机构的控制方法：

(1)获取方向盘转角为α，车身侧倾角为β，汽车行驶车速为v，；

(2)若α₁≤α≤α₂时进行步骤(3)，否则返回步骤(1)；若β₁≤β≤β₂时进行步骤(3)，否则返回步骤(1)；

(3)当α₁≤α≤α₂和β₁≤β≤β₂同时成立时，判断且v>30是否均成立，当均成立时使前照灯执行机构动作，当不成立时前照灯执行机构不动作并返回步骤(1)；

其中，t₀₁为方向盘保持转向的时间，t₁为设定的车辆转向保持的时间，α₁、α₂为方向盘转角在车辆转弯时需保持角度的上、下限；t₀₂为车身侧倾实际保持的时间，t₂为设定的车辆在转向时车身侧倾保持的时间，β₁、β₂为方向盘转角在车辆转弯时需保持侧倾角度的上、下限。

进一步地，所述舵机的控制信号是分段PWM信号，利用占空比的变化改变舵机的位置。

进一步地，所述舵机的控制信号进入信号调整芯片，获得直流偏置电压；所述舵机的内部设有基准电路，所述基准电路产生基准信号，将获得的直流偏置电压与基准信号比较获得电压差，所述电压差输出到舵机的驱动芯片，所述电压差的正负决定舵机的正反转。

进一步地，所述车灯随动控制装置具有加速度计传感器和陀螺仪传感器。

进一步地，所述车灯随动控制方法为：

步骤1：方向盘转角传感器检测并输出方向盘转角信息至AD转换电路；车身侧倾角传感器检测并输出车身侧倾角信息至AD转换电路；

步骤2：AD转换电路将方向盘转角信息和车身侧倾角信息进行模数转换并输出至ECU控制单元；加速度计传感器将获取的加速度信息输出至ECU控制单元，陀螺仪传感器将获取的角速度信息输出至ECU控制单元；

步骤3：ECU控制单元判断是否需要转向，若需转向则至步骤4，若不需转向则返回步骤1；

步骤4：ECU控制单元控制舵机转动相应角度；

步骤5：利用光电开关识别周围环境的明暗状况判断是否需要打开前照灯；若需要打开前照灯则至步骤6，若不需要打开前照灯则结束；

步骤6：前照灯执行机构动作；

步骤7：根据位置传感器的信息判断前照灯照射方向与车辆行进方向是否一致，若一致则结束，若不一致则返回步骤1。

本发明的有益效果是：本发明的ECU控制单元根据获取的方向盘转角信息与车身侧倾角信息控制舵机转动，通过舵机的转动控制前照灯的灯光照射方向，消除汽车在弯道行驶时的视觉盲区，改善驾驶者的驾驶视野，显著提高行车安全，减少事故的发生概率。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明的控制原理图；

图2是前照灯执行机构是否动作的算法流程图；

图3是本发明的算法流程图；

其中:1、方向盘转角传感器，2、车身侧倾角传感器，3、AD转换电路，4、ECU控制单元，5、左前照明灯，6、右前照明灯。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种基于方向盘转角和车身侧倾角的车灯随动控制方法，具有车灯随动控制装置，所述车灯随动控制装置包括ECU控制单元4、方向盘转角传感器1、车身侧倾角传感器2、AD转换电路3、舵机、前照灯执行机构；

所述方向盘转角传感器：当转动方向盘时，用于检测并输出方向盘转角信息；

所述车身侧倾角传感器：用于检测并输出车身侧倾角信息；

所述AD转换电路：用于将方向盘转角信息和车身侧倾角信息进行模数转换并输出至ECU控制单元；

所述ECU控制单元根据获取的方向盘转角信息与车身侧倾角信息控制舵机转动，所述舵机与前照灯执行机构连接，所述前照灯执行机构与前照灯连接。

进一步地，所述舵机具有第一舵机、第二舵机，所述前照灯执行机构具有第一前照灯执行机构、第二前照灯执行机构，所述前照灯具有左前照明灯5、右前照明灯6；

所述第一舵机通过第一前照灯执行机构与左前照明灯连接，所述第二舵机通过第二前照灯执行机构与右前照明灯连接。

第一舵机又分为第一左右移动舵机、第一上下移动舵机，第一前照灯执行机构又分为第一左右前照灯执行机构、第一上下前照灯执行机构，使左前照明灯5可左右、上下运动。第二舵机又分为第二左右移动舵机、第二上下移动舵机，第二前照灯执行机构又分为第二左右前照灯执行机构、第二上下前照灯执行机构，使右前照明灯6可左右、上下运动。

所述车灯随动控制装置具有光电开关7，所述光电开关与左前照明灯、右前照明灯分别连接并控制左前照明灯、右前照明灯的打开或关闭；

所述车灯随动控制装置具有位置传感器，所述位置传感器包括第一位置传感器、第二位置传感器，所述第一位置传感器获取左前照明灯的位置信息并将其传输至ECU控制单元，所述第二位置传感器获取右前照明灯的位置信息并将其传输至ECU控制单元。

如图2所示，所述前照灯执行机构的控制方法：

(1)获取方向盘转角为α，车身侧倾角为β，汽车行驶车速为v，；

(2)若α₁≤α≤α₂时进行步骤(3)，否则返回步骤(1)；若β₁≤β≤β₂时进行步骤(3)，否则返回步骤(1)；

(3)当α₁≤α≤α₂和β₁≤β≤β₂同时成立时，判断且v>30是否均成立，当均成立时使前照灯执行机构动作，当不成立时前照灯执行机构不动作并返回步骤(1)；

其中，t₀₁为方向盘保持转向的时间，t₁为设定的车辆转向保持的时间，α₁、α₂为方向盘转角在车辆转弯时需保持角度的上、下限；t₀₂为车身侧倾实际保持的时间，t₂为设定的车辆在转向时车身侧倾保持的时间，β₁、β₂为方向盘转角在车辆转弯时需保持侧倾角度的上、下限。

所述舵机的控制信号是分段PWM信号，利用占空比的变化改变舵机的位置。

所述舵机的控制信号进入信号调整芯片，获得直流偏置电压；所述舵机的内部设有基准电路，所述基准电路产生基准信号，将获得的直流偏置电压与基准信号比较获得电压差，所述电压差输出到舵机的驱动芯片，所述电压差的正负决定舵机的正反转。ECU控制单元输出控制电压U_i，舵机驱动电压为U_ci＝U_iK_i，K_i为增益系数，i＝1,2,3,4；根据预先设定的舵机驱动电压和舵机转角之间的对应关系，通过舵机驱动电压控制舵机转角的变化。

所述车灯随动控制装置具有加速度计传感器和陀螺仪传感器。加速度计传感器得到的是车身倾角值，陀螺仪传感器得到的是角速度信号，通过将加速度计和陀螺仪信号融合可得到车身俯仰角度。

如图3所示，所述车灯随动控制方法为：

步骤1：方向盘转角传感器检测并输出方向盘转角信息至AD转换电路；车身侧倾角传感器检测并输出车身侧倾角信息至AD转换电路；

步骤2：AD转换电路将方向盘转角信息和车身侧倾角信息进行模数转换并输出至ECU控制单元；加速度计传感器将获取的加速度信息输出至ECU控制单元，陀螺仪传感器将获取的角速度信息输出至ECU控制单元；

步骤3：ECU控制单元判断是否需要转向，若需转向则至步骤4，若不需转向则返回步骤1；

步骤4：ECU控制单元控制舵机转动相应角度；

步骤5：利用光电开关识别周围环境的明暗状况判断是否需要打开前照灯；若需要打开前照灯则至步骤6，若不需要打开前照灯则结束；

步骤6：前照灯执行机构动作；

步骤7：根据位置传感器的信息判断前照灯照射方向与车辆行进方向是否一致，若一致则结束，若不一致则返回步骤1

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种基于方向盘转角和车身侧倾角的车灯随动控制方法，其特征在于：具有车灯随动控制装置，所述车灯随动控制装置包括ECU控制单元、方向盘转角传感器、车身侧倾角传感器、AD转换电路、舵机、前照灯执行机构；

所述方向盘转角传感器：当转动方向盘时，用于检测并输出方向盘转角信息；

所述车身侧倾角传感器：用于检测并输出车身侧倾角信息；

所述AD转换电路：用于将方向盘转角信息和车身侧倾角信息进行模数转换并输出至ECU控制单元；

所述ECU控制单元根据获取的方向盘转角信息与车身侧倾角信息控制舵机转动，所述舵机与前照灯执行机构连接，所述前照灯执行机构与前照灯连接；

所述前照灯执行机构的控制方法：

(1)获取方向盘转角为α，车身侧倾角为β，汽车行驶车速为v；

(2)若α₁≤α≤α₂时进行步骤(3)，否则返回步骤(1)；若β₁≤β≤β₂时进行步骤(3)，否则返回步骤(1)；

(3)当α₁≤α≤α₂和β₁≤β≤β₂同时成立时，判断且v>30是否均成立，当均成立时使前照灯执行机构动作，当不成立时前照灯执行机构不动作并返回步骤(1)；

其中，t₀₁为方向盘保持转向的时间，t₁为设定的车辆转向保持的时间，α₁、α₂为方向盘转角在车辆转弯时需保持角度的上、下限；t₀₂为车身侧倾实际保持的时间，t₂为设定的车辆在转向时车身侧倾保持的时间，β₁、β₂为方向盘转角在车辆转弯时需保持侧倾角度的上、下限。

2.根据权利要求1所述的一种基于方向盘转角和车身侧倾角的车灯随动控制方法，其特征在于：所述舵机具有第一舵机、第二舵机，所述前照灯执行机构具有第一前照灯执行机构、第二前照灯执行机构，所述前照灯具有左前照明灯、右前照明灯；

所述第一舵机通过第一前照灯执行机构与左前照明灯连接，所述第二舵机通过第二前照灯执行机构与右前照明灯连接；

所述车灯随动控制装置具有光电开关，所述光电开关与左前照明灯、右前照明灯分别连接并控制左前照明灯、右前照明灯的打开或关闭；

所述车灯随动控制装置具有位置传感器，所述位置传感器包括第一位置传感器、第二位置传感器，所述第一位置传感器获取左前照明灯的位置信息并将其传输至ECU控制单元，所述第二位置传感器获取右前照明灯的位置信息并将其传输至ECU控制单元。

3.根据权利要求1所述的一种基于方向盘转角和车身侧倾角的车灯随动控制方法，其特征在于：所述舵机的控制信号是分段PWM信号，利用占空比的变化改变舵机的位置。

4.根据权利要求1所述的一种基于方向盘转角和车身侧倾角的车灯随动控制方法，其特征在于：所述舵机的控制信号进入信号调整芯片，获得直流偏置电压；所述舵机的内部设有基准电路，所述基准电路产生基准信号，将获得的直流偏置电压与基准信号比较获得电压差，所述电压差输出到舵机的驱动芯片，所述电压差的正负决定舵机的正反转。

5.根据权利要求2所述的一种基于方向盘转角和车身侧倾角的车灯随动控制方法，其特征在于：所述车灯随动控制装置具有加速度计传感器和陀螺仪传感器。

6.根据权利要求5所述的一种基于方向盘转角和车身侧倾角的车灯随动控制方法，其特征在于：所述车灯随动控制方法为：

步骤1：方向盘转角传感器检测并输出方向盘转角信息至AD转换电路；车身侧倾角传感器检测并输出车身侧倾角信息至AD转换电路；

步骤2：AD转换电路将方向盘转角信息和车身侧倾角信息进行模数转换并输出至ECU控制单元；加速度计传感器将获取的加速度信息输出至ECU控制单元，陀螺仪传感器将获取的角速度信息输出至ECU控制单元；

步骤3：ECU控制单元判断是否需要转向，若需转向则至步骤4，若不需转向则返回步骤1；

步骤4：ECU控制单元控制舵机转动相应角度；

步骤5：利用光电开关识别周围环境的明暗状况判断是否需要打开前照灯；若需要打开前照灯则至步骤6，若不需要打开前照灯则结束；

步骤6：前照灯执行机构动作；

步骤7：根据位置传感器的信息判断前照灯照射方向与车辆行进方向是否一致，若一致则结束，若不一致则返回步骤1。