CN108662545A - 汽车刹车灯亮度调节系统及其控制方法 - Google Patents

汽车刹车灯亮度调节系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种汽车刹车灯亮度调节系统及其控制方法，其特征在于：汽车刹车灯由多个LED灯珠构成分为N个灯组，N个灯组的电源开关及电流大小由车灯控制器控制，车灯控制器与光敏传感器、汽车ECU以及倒车雷达相连，光敏传感器安装在汽车刹车灯上，用于检测后车远光灯闪烁信号；汽车ECU通过CAN总线将获取的刹车传感器数据传输给车灯控制器，倒车雷达用于获取后车的跟车距离，在车灯控制器的输出端连接有电流控制器和N个电源开关。其效果是：电路结构简单，安装和控制方便，根据不同的刹车深度和不同跟车距离，尾灯亮度可以自适应调节，从而降低对后车驾驶员的视力造成损伤。

Description

汽车刹车灯亮度调节系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及汽车电子技术，具体地说，是一种汽车刹车灯亮度调节系统及其控制方法。
背景技术
汽车尾灯是车载电气系统中的必备元件，主要用于向后方车辆或行人提示车辆运行状态，现有的汽车尾灯通常为两种状态，一种是夜晚开启灯光时，通过尾灯提示前方存在车辆；另一种是踩踏时，通过高亮的刹车灯，提示后方前方车辆减速或停止，防止后车追尾。
上述设计确实能够实现前后车辆间的信息交互，但随着城市道路日益拥堵，越来越多的驾驶员切身的体会到车辆灯光污染的严重性，在现有的各大汽车厂商中，为了体现车辆品质的高贵，其灯光设计也更加高亮，在近距离跟车行驶过程中，驾驶员难以避免前方车辆强烈的尾灯灯光照射，长时间跟车行驶，容易导致驾驶员视力疲劳，从而引发交通事故。
现有技术的缺陷时：汽车尾灯灯光强度大多采用持续高亮模式，并没有根据车辆行驶速度以及后车跟车距离进行自适应调整，从而对后方近距离跟车行驶的驾驶员造成视力伤害。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种汽车刹车灯亮度调节系统，该系统将LED灯珠分区设置，结合车辆的刹车力度和后车跟车距离，利用电流控制器和多个电源开关分别控制灯光强度，从而减少对后方驾驶员的视力伤害。
为达到上述目的，本发明所采用的具体技术方案如下：
一种汽车刹车灯亮度调节系统，其关键在于：汽车刹车灯由多个LED灯珠构成并按照分布位置分为N个灯组，N为大于1的正整数，所述N个灯组的电源开关及电流大小由车灯控制器控制，所述车灯控制器还与光敏传感器、汽车ECU以及倒车雷达相连，所述光敏传感器安装在汽车刹车灯上，用于检测后车远光灯闪烁信号；所述汽车ECU通过CAN总线将获取的刹车传感器数据传输给所述车灯控制器，所述倒车雷达用于获取后车的跟车距离，在所述车灯控制器的输出端连接有电流控制器和N个电源开关，所述电流控制器用于控制汽车刹车灯中LED灯珠的亮度，所述电源开关用于控制对应灯组的电源通断。
可选地，汽车刹车灯中的LED灯珠分为3个灯组，在所述车灯控制器的输出端连接3个电源开关，电流控制器和第一开关连接在第一灯组、第二灯组和第三灯组的总控线上，第二开关连接在第二灯组和第三灯组的总控线上，第三开关连接在第三灯组的总控线上。
可选地，所述光敏传感器安装在汽车刹车灯中的LED灯珠安装面板上。
可选地，所述车灯控制器同时控制左右两侧的汽车刹车灯，在每一个电源开关的输出端同时连接左右两侧对应的灯组。
可选地，所述电流控制器采用PWM控制并保持与跟车距离相匹配的恒流输出。
基于上述系统设计，本发明还提出其具体的控制方法，按照以下步骤进行：
S1：开始，系统初始化，车灯控制器控制电流控制器使其处于最大电流强度，同时N个灯组的电源开关均处于断开状态；这里的最大电流强度通常为系统预设的灯光电流最高档位。
S2：车灯控制器通过CAN总线获取刹车强度信号，并根据刹车强度开通对应的开关组数；
S3：判断刹车间隔时间是否超过预设阈值，如果是，则控制电流控制器使其处于最大电流强度；否则进入S4；
S4：车灯控制器通过读取光敏传感器所检测的数据并判断是否收到后车远光灯闪烁信号，如果收到，则进入S5，否则，返回步骤S2循环进行；
S5：车灯控制器驱动倒车雷达获取后车跟车距离；
S6：车灯控制器根据跟车距离计算对应的电流强度目标值，并控制电流控制器按照新的电流强度目标值进行控制，然后返回步骤S2循环进行。
可选地，当汽车刹车灯中的LED灯珠分为三个灯组时，车灯控制器根据刹车深度将刹车强度信号分为浅、中、深三个档次，并按照以下方式控制电源开关的通断状态；
A：浅踩刹车时，第一电源开关导通，第二电源开关和第三电源开关断开，左右两侧刹车灯中的第一灯组点亮；
B：中踩刹车时，第一电源开关和第二电源开关导通，第三电源开关断开，左右两侧刹车灯中的第一灯组和第二灯组点亮；
C：深踩刹车时，第一电源开关、第二电源开关和第三电源开关均导通，左右两侧刹车灯中的第一灯组、第二灯组和第三灯组全部点亮。
可选地，车灯控制器根据后车的跟车距离将刹车灯的亮度分为高亮、正常亮、低亮三种状态，具体为：
A：跟车距离小于3米，车灯控制器控制电流控制器使其维持第一档电流强度输出，刹车灯处于低亮状态；
B：跟车距离为3～8米，车灯控制器控制电流控制器使其维持第二档电流强度输出，刹车灯处于正常亮状态；
C：跟车距离大于8米，车灯控制器控制电流控制器使其维持第三档电流强度输出，刹车灯处于高亮状态。
本发明的显著效果是：电路结构简单，安装和控制方便，可以直接利用车载电气系统中现有的刹车信号以及倒车雷达采集的跟车距离信号对尾灯灯光进行控制，根据不同的刹车深度和不同跟车距离，尾灯亮度可以自适应调节，从而降低对后车驾驶员的视力造成损伤，此外，倒车雷达是基于后车远光灯信号唤醒的，在刹车信号调节亮度任不满足需求的情况下，后车驾驶员能够通过操控远光灯唤醒前车的雷达测距功能，根据跟车距离调整刹车灯的亮度。
附图说明
图1是本发明的电路原理框图；
图2是本发明具体实施例中刹车灯的结构示意图；
图3是本发明的控制流程图。
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。
如图1-图2所示，一种汽车刹车灯亮度调节系统，汽车刹车灯由多个LED灯珠构成并按照分布位置分为N个灯组，N的数量可以根据灯珠的数量以及灯体形状及大小来设定，本实施例以N＝3为例做进一步说明，3个灯组的电源开关及电流大小由车灯控制器控制，所述车灯控制器还与光敏传感器、汽车ECU以及倒车雷达相连，所述光敏传感器安装在汽车刹车灯上，用于检测后车远光灯闪烁信号；所述汽车ECU通过CAN总线将获取的刹车传感器数据传输给所述车灯控制器，所述倒车雷达用于获取后车的跟车距离，在所述车灯控制器的输出端连接有电流控制器和3个电源开关，所述电流控制器用于控制汽车刹车灯中LED灯珠的亮度，所述电源开关用于控制对应灯组的电源通断。
通过图1可以看出车灯控制器分别通过三路输出连接3个电源开关，第一开关连接在第一灯组、第二灯组和第三灯组的总控线上，第二开关连接在第二灯组和第三灯组的总控线上，第三开关连接在第三灯组的总控线上，电流控制器负责电源总线上的电流控制。
如图2所示，为了更好的感应后车远光灯信号，所述光敏传感器安装在汽车刹车灯中的LED灯珠安装面板上。图2中白色圆圈表示LED灯珠，黑色圆圈表示光敏传感器，左右两侧的刹车灯中分别设置一组光敏传感器，即使后车灯光未完全对准前车车尾时，通过拉动远光灯，前车中的光敏传感器也能正常感应到后车的闪光信号，灯光控制器通过判断是否接受到连续两次快速切换的强光照射来确定是否需要调整灯光亮度，避免了长期开启倒车雷达对设备使用寿命造成影响。
为了简化控制电路，所述车灯控制器同时控制左右两侧的汽车刹车灯，在每一个电源开关的输出端同时连接左右两侧对应的灯组。
为了确保在各个档位保持稳定的恒流输出，所述电流控制器采用PWM控制并保持与跟车距离相匹配的恒流输出。
如图3所示，本发明在上述电路系统的基础上，还提出了具体的控制方法，主要按照以下步骤进行：
S1：开始，系统初始化，车灯控制器控制电流控制器使其处于最大电流强度，同时N个灯组的电源开关均处于断开状态；
S2：车灯控制器通过CAN总线获取刹车强度信号，并根据刹车强度开通对应的开关组数；
S3：判断刹车间隔时间是否超过预设阈值，如果是，则控制电流控制器使其处于最大电流强度；否则进入S4；
S4：车灯控制器通过读取光敏传感器所检测的数据并判断是否收到后车远光灯闪烁信号，如果收到，则进入S5，否则，返回步骤S2循环进行；
S5：车灯控制器驱动倒车雷达获取后车跟车距离；
S6：车灯控制器根据跟车距离计算对应的电流强度目标值，并控制电流控制器按照新的电流强度目标值进行控制，然后返回步骤S2循环进行。
本实施例采用模糊控制理论，根据不同的刹车深度，控制不同数量的灯组点亮，随时刹车深度的加深，点亮的灯组数量也会增多，从而达到更好的提示效果。
结合图1所示的电路连接关系，具体的控制方式参见表1：
表1：基于刹车深度的刹车灯控制参数表
状态 刹车深度 第一开关状态 第二开关状态 第三开关状态
A 浅踩 开 关 关
B 中踩 开 开 关
C 深踩 开 开 开
在A状态下，刹车浅踩，通常是驾驶员为了减速，仅第一灯组点亮，在B状态下，刹车中踩，通常行驶相对缓慢，有可能随时停车，仅第一灯组和第二灯组点亮，在C状态下，刹车深踩，通常前方异常，车辆停止或者即将停止，所有灯组全部点亮，随着驾驶员刹车深度的变化，灯光的点亮区域也发生变化，让后车更好的掌握前车的操控情况。
在道路拥堵情况下，后车的跟车距离通常较近，而且会频繁的刹车，此时对后车驾驶员的视力影响极为严重，即使部分区域点亮，如果灯光亮度过强，后车驾驶员也会感到不适。
针对这种情况，本发明提供的系统及控制方法能够实现后车驾驶员通过拉到远光灯来改变前车的刹车灯亮度。
具体而言，车灯控制器根据后车的跟车距离将刹车灯的亮度分为高亮、正常亮、低亮三种状态，具体为：
A：跟车距离小于3米，车灯控制器控制电流控制器使其维持第一档电流强度输出，刹车灯处于低亮状态；
B：跟车距离为3～8米，车灯控制器控制电流控制器使其维持第二档电流强度输出，刹车灯处于正常亮状态；
C：跟车距离大于8米，车灯控制器控制电流控制器使其维持第三档电流强度输出，刹车灯处于高亮状态。
通过采用上述电路系统及控制方法，汽车刹车灯能够实现多种亮度下不同数量灯珠的点亮控制，满足不同场景的应用需要，车灯亮度能够在后车远光灯的操控下做调整，在车辆恢复正常行驶状态时，又能自动恢复，车灯点亮的数量能够根据刹车的深度做调整，既满足正常行驶刹车警示的功能，又避免近距离跟车时对后车驾驶员造成的困扰，还能让后车实时掌握前车驾驶员刹车的力度，有效确保了道路交通行驶安全。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种汽车刹车灯亮度调节系统，其特征在于：汽车刹车灯由多个LED灯珠构成并按照分布位置分为N个灯组，N为大于1的正整数，所述N个灯组的电源开关及电流大小由车灯控制器控制，所述车灯控制器还与光敏传感器、汽车ECU以及倒车雷达相连，所述光敏传感器安装在汽车刹车灯上，用于检测后车远光灯闪烁信号；所述汽车ECU通过CAN总线将获取的刹车传感器数据传输给所述车灯控制器，所述倒车雷达用于获取后车的跟车距离，在所述车灯控制器的输出端连接有电流控制器和N个电源开关，所述电流控制器用于控制汽车刹车灯中LED灯珠的亮度，所述电源开关用于控制对应灯组的电源通断。
2.根据权利要求1所述的汽车刹车灯亮度调节系统，其特征在于：汽车刹车灯中的LED灯珠分为3个灯组，在所述车灯控制器的输出端连接3个电源开关，电流控制器和第一开关连接在第一灯组、第二灯组和第三灯组的总控线上，第二开关连接在第二灯组和第三灯组的总控线上，第三开关连接在第三灯组的总控线上。
3.根据权利要求1或2所述的汽车刹车灯亮度调节系统，其特征在于：所述光敏传感器安装在汽车刹车灯中的LED灯珠安装面板上。
4.根据权利要求1或2所述的汽车刹车灯亮度调节系统，其特征在于：所述车灯控制器同时控制左右两侧的汽车刹车灯，在每一个电源开关的输出端同时连接左右两侧对应的灯组。
5.根据权利要求1或2所述的汽车刹车灯亮度调节系统，其特征在于：所述电流控制器采用PWM控制并保持与跟车距离相匹配的恒流输出。
6.如权利要求1所述的汽车刹车灯亮度调节系统的控制方法，其特征在于按照以下步骤进行：
S1：开始，系统初始化，车灯控制器控制电流控制器使其处于最大电流强度，同时N个灯组的电源开关均处于断开状态；
S2：车灯控制器通过CAN总线获取刹车强度信号，并根据刹车强度开通对应的开关组数；
S3：判断刹车间隔时间是否超过预设阈值，如果是，则控制电流控制器使其处于最大电流强度；否则进入S4；
S4：车灯控制器通过读取光敏传感器所检测的数据并判断是否收到后车远光灯闪烁信号，如果收到，则进入S5，否则，返回步骤S2循环进行；
S5：车灯控制器驱动倒车雷达获取后车跟车距离；
S6：车灯控制器根据跟车距离计算对应的电流强度目标值，并控制电流控制器按照新的电流强度目标值进行控制，然后返回步骤S2循环进行。
7.根据权利要求6所述的汽车刹车灯亮度调节系统的控制方法，其特征在于，当汽车刹车灯中的LED灯珠分为三个灯组时，车灯控制器根据刹车深度将刹车强度信号分为浅、中、深三个档次，并按照以下方式控制电源开关的通断状态；
A：浅踩刹车时，第一电源开关导通，第二电源开关和第三电源开关断开，左右两侧刹车灯中的第一灯组点亮；
B：中踩刹车时，第一电源开关和第二电源开关导通，第三电源开关断开，左右两侧刹车灯中的第一灯组和第二灯组点亮；
C：深踩刹车时，第一电源开关、第二电源开关和第三电源开关均导通，左右两侧刹车灯中的第一灯组、第二灯组和第三灯组全部点亮。
8.根据权利要求6所述的汽车刹车灯亮度调节系统的控制方法，其特征在于，车灯控制器根据后车的跟车距离将刹车灯的亮度分为高亮、正常亮、低亮三种状态，具体为：
A：跟车距离小于3米，车灯控制器控制电流控制器使其维持第一档电流强度输出，刹车灯处于低亮状态；
B：跟车距离为3～8米，车灯控制器控制电流控制器使其维持第二档电流强度输出，刹车灯处于正常亮状态；
C：跟车距离大于8米，车灯控制器控制电流控制器使其维持第三档电流强度输出，刹车灯处于高亮状态。
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