CN203601110U - 汽车前大灯步进执行器的通用控制模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种汽车前大灯步进执行器的通用控制模块，包括：微控制单元、系统基础芯片、步进电机驱动芯片、以及电源模块，所述电源模块分别与系统基础芯片、及步进电机驱动芯片电性连接，所述系统基础芯片包括一通信收发器及I/O接口，该通信收发器用于与汽车电子控制单元通信连接，所述I/O接口用于接收用于进行手动静态调节的输入信号，每一所述步进电机驱动芯片用于驱动一步进执行器。通过系统基础芯片中的I/O接口来接收外部输入模块产生的模拟信号，以实现手动静态调节汽车前大灯，还可以通过系统基础芯片中的通信收发器来接收前大灯电子控制单元输出的CAN指令或LIN指令，实现前大灯的随动动态调节，提高了行车安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车照明技术领域，尤其涉及一种适用于汽车前大灯随动动态调节和静态调节的步进执行器通用控制模块。
背景技术
前大灯照明是夜间行车安全的重要保证。在各种不同路况下都能保证足够的照明已经成为现代汽车照明的基本目标。众所周知，传统前大灯的近光不能调节，只能以出厂配光的模式运行，这难于应对实际应用的不同场合，如下：
（1）、由于汽车载重会造成前大灯的照射水平角度的变化；
（2）、汽车加速、减速造成前大灯照射水平角度的变化；
（3）、汽车上、下坡造成前大灯照射角度的变化；
（4）、汽车弯道行驶时前大灯照射角度不够造成的影响；
（5）、城镇路况、乡村路况、高速路况、恶劣天气路况等对驾驶员视野的影响。
为解决前三种情况造成的驾驶员视距问题，首先出现了手动静态调光的方案，即当视距不够，如上坡、刹车、以及车身前轻后重等情况时，调节调光执行器以抬高前大灯的照射角度，当视距过长，即下坡、加速、以及车身前重后轻等情况时，调节调光执行器以压低前大灯的照射角度，从而使驾驶员的视野得到改善。请参阅图1，手动静态调光的原理为输入是一个波段开关，驾驶员通过旋钮从而得到不同的模拟电压信号。
上述的手动静态调光方式不能实现前大灯的连续调节，而且增加了驾驶员的操作，为解决这个问题出现了前大灯自动调节水平的控制方式，即大灯自动调平系统（Automatic Leveling System，ALS）；但是又不能解决第（4）种情况带来的问题，于是增加一个转弯步进执行器及控制部分，与大灯自动调平系统一起运行构成自适应前照灯系统（Adaptive Front-lighting System，AFS）；但是应对第（5）种情况所提到的各种路况时，控制复杂，而且各种路况所需的光型也不能达到最佳状态，于是又增加一个专门调节光型的步进执行器，如图2所示，其工作原理是自适应前照灯系统的电子控制单元（Electronic Control Unit，ECU）接收整车CAN总线信号，总线信号包括所有车身状态信号，利用AFS控制算法计算出左右前大灯步进执行器应该动作的角度指令，以CAN或者LIN总线的形式控制传送给左、右步进执行器控制模块，进而控制三个步进执行器，达到期望的控制要求。同时，执行器控制模块将各执行器的当前状态传送给自适应前照灯系统的电子控制单元，以备下次计算使用。
随着社会对行车安全要求的不断提高，汽车车灯能够进行调节已经成为各国安全法规的内容，并且还在不断完善和发展。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种汽车前大灯步进执行器的通用控制模块，该通用控制模块既可以接收外部输入模块产生的模拟信号以实现手动静态调节汽车前大灯，又可以接收前大灯电子控制单元输出的CAN指令或LIN指令，实现前大灯的随动动态调节，提高了行车安全性。
为实现上述目的，本实用新型提高一种汽车前大灯步进执行器的通用控制模块，包括：微控制单元、与微控制单元电性连接的系统基础芯片、与微控制单元电性连接数量不少于一个的步进电机驱动芯片、以及电源模块，所述电源模块分别与系统基础芯片、及步进电机驱动芯片电性连接，所述系统基础芯片包括一通信收发器及I/O接口，该通信收发器用于与汽车电子控制单元通信连接，所述I/O接口用于接收用于进行手动静态调节的输入信号，每一所述步进电机驱动芯片用于驱动一步进执行器。
所述系统基础芯片还包括一低压差线性稳压器及同步串行外部接口，该低压差线性稳压器用于给系统基础芯片及微控制单元提供电源，所述同行外部接口用于与微控制单元电性连接。
所述通信收发器为LIN收发器。
所述通信收发器为CAN收发器。
所述步进电机驱动芯片的数量为一个，所述步进执行器的数量也相应为一个，所述步进电机驱动芯片为光型调节步进电机驱动芯片、高度调节步进电机驱动芯片或转角调节步进电机驱动芯片，所述步进执行器对应所述步进电机驱动芯片相应为光型调节步进执行器、高度调节步进执行器或转角调节步进执行器。
所述步进电机驱动芯片的数量为两个，所述步进执行器的数量也相应为两个，所述两个步进电机驱动芯片为光型调节步进电机驱动芯片、高度调节步进电机驱动芯片与转角调节步进电机驱动芯片中的任意两种，所述两个步进执行器对应所述两个步进电机驱动芯片相应为光型调节步进执行器、高度调节步进执行器与转角调节步进执行器中的两种。
所述步进电机驱动芯片的数量为三个，所述步进执行器的数量也相应为三个，所述三个步进电机驱动芯片为光型调节步进电机驱动芯片、高度调节步进电机驱动芯片与转角调节步进电机驱动芯片，所述三个步进执行器为光型调节步进执行器、高度调节步进执行器与转角调节步进执行器。
所述手动静态调节的输入信号由一外部输入模块产生，该外部输入模块包括数个按钮或数个波段开关。
本实用新型的有益效果：本实用新型的汽车前大灯步进执行器的通用控制模块通过系统基础芯片中的I/O接口来接收外部输入模块产生的模拟信号，以实现手动静态调节汽车前大灯，还可以通过系统基础芯片中的通信收发器来接收前大灯电子控制单元输出的CAN指令或LIN指令，实现前大灯的随动动态调节，提高了行车安全性。
为了能更进一步了解本实用新型的特征以及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本实用新型的具体实施方式详细描述，将使本实用新型的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为现有技术中手动静态调光的原理图；
图2为现有技术中在自适应前照灯系统上增加一个专门调节光型的步进执行器的工作原理图；
图3为本实用新型汽车前大灯步进执行器的通用控制模块的模块组成示意图；
图4为本实用新型中控制模块功能框图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型所采取的技术手段及其效果，以下结合本实用新型的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图3及图4，本实用新型提供一种汽车前大灯步进执行器的通用控制模块，包括：微控制单元10、与微控制单元10电性连接的系统基础芯片（SystemBasis Chip，SBC）20、与微控制单元10电性连接数量不少于一个的步进电机驱动芯片30、以及电源模块40。所述电源模块40分别与系统基础芯片20、及步进电机驱动芯片30电性连接，进而提供工作电源；所述系统基础芯片20包括一通信收发器22及一I/O接口24，该通信收发器22用于与汽车电子控制单元50通信连接，所述I/O接口24用于接收用于进行手动静态调节的输入信号，每一所述步进电机驱动芯片30用于驱动一步进执行器60。本实用新型的汽车前大灯步进执行器的通用控制模块通过系统基础芯片20中的I/O接口24来接收外部输入模块70产生的模拟信号，以实现手动静态调节汽车前大灯，还可以通过系统基础芯片20中的通信收发器22来接收前大灯电子控制单元50输出的控制信号（CAN指令或LIN指令），实现前大灯的随动动态调节，提高了行车安全性。具体过程为：前大灯电子控制单元50输出的控制信号或外部输入模块70输出的模拟信号经系统基础芯片20转换后输出至微控制单元10，该微控制单元10再利用算法输出相应的指令给步进电机驱动芯片30，进而控制步进执行器60，从而实现对汽车前大灯的位置控制。
所述系统基础芯片20还包括一低压差线性稳压器26及同步串行外部接口（SerialPeripheralInterface，SPI）28，该低压差线性稳压器26用于给系统基础芯片20及微控制单元10提供电源，所述同行外部接口28用于与微控制单元10电性连接，实现系统基础芯片20与微控制单元10的同步。
所述手动静态调节的输入信号由一外部输入模块70产生，该外部输入模块70包括数个按钮或数个波段开关（未图示），驾驶员通过触发该些按钮或波段开关从而可以得到不同的模拟电压信号。
在本实施例中，所述通信收发器22既可以选择LIN收发器27，也可以选择CAN收发器25。当汽车前大灯控制系统要求响应速度快，而对成本的要求不很严格时，前大灯电子控制单元50的控制指令选择以CAN指令的通信形式传送给该通用控制模块，此时系统基础芯片20选择只带CAN收发器25的型号；当汽车前大灯控制系统要求的响应速度不是很快，而对成本的要求严格时，前大灯电子控制单元50的控制指令选择以LIN指令的通信形式传送给该通用控制模块，此时系统基础芯片20选择只带LIN收发器27的型号，从而可以根据实际需要控制该通用控制模块的生产成本，达到降低生产成本的目的。
本实用新型针对前大灯调节的控制要求为以下三点：实现前大灯的光型调节、或者实现前大灯的垂直方向高度调节、或者实现前大灯的水平方向的转角调节。相应的，本实用新型针对不同的前大灯控制要求，可对步进电机驱动芯片30的个数进行自由选择，如可以为1个、2个或者3个。
当要实现前大灯的光型调节、垂直方向高度调节、或者水平方向的转角调节中的任意一个调节时，所述步进电机驱动芯片30的数量为1个，所述步进执行器60的数量也相应为1个。若要对前大灯的光型进行调节，则所述步进电机驱动芯片30为光型调节步进电机驱动芯片32，所述步进执行器60为光型调节步进执行器62，进而可以根据实际路况选择对应的光型，如通常路况选择C光型、城市路况选择V光型、高速路况选择E光型、以及恶劣天气路况选择W光型；若要对前大灯的垂直方向高度调节进行调节，则所述步进电机驱动芯片30为高度调节步进电机驱动芯片34，所述步进执行器60为高度调节步进执行器64，确保前大灯能够根据车速、车身高度等信号进行垂直方向高度调节，确保驾驶员有足够的视野；若要对前大灯的水平方向的转角进行调节，则所述步进电机驱动芯片30为转角调节步进电机驱动芯片36，所述步进执行器60为转角调节步进执行器66，确保汽车在弯道行使时，驾驶员能够获得足够的视野。
当要实现前大灯的光型调节、垂直方向高度调节、与水平方向的转角调节中的任意2个调节时，所述步进电机驱动芯片30的数量为2个，所述步进执行器60的数量也相应为2个。具体的，当要求为高端的大灯自动调平系统应用，即汽车行驶时光型和垂直方向高度都能够自动调节时，所述2个步进电机驱动芯片30为光型调节步进电机驱动芯片32和高度调节步进电机驱动芯片34，所述2个步进执行器60为光型调节步进执行器62和高度调节步进执行器64；当要求汽车行驶时光型和水平方向的转角都能够自动调节时，所述2个步进电机驱动芯片30为光型调节步进电机驱动芯片32和转角调节步进电机驱动芯片36，所述2个步进执行器60为光型调节步进执行器62和转角调节步进执行器66；当要求汽车行驶时垂直方向高度和水平方向的转角都能够自动调节时，所述2个步进电机驱动芯片30为高度调节步进电机驱动芯片34和转角调节步进电机驱动芯片36，所述2个步进执行器60为高度调节步进执行器64和转角调节步进执行器66。
当要实现前大灯的光型调节、垂直方向高度调节与水平方向的转角调节3个调节时，所述步进电机驱动芯片30的数量为2个或3个，相应的，所述步进执行器30的数量也相应为2个或3个。
当要求为较为高端的自适应前照灯系统应用，即汽车行驶时光型、垂直方向高度、水平方向的转角都能够自动调节时，选用2个步进电机驱动芯片30时，选用高度调节步进电机驱动芯片34和转角调节步进电机驱动芯片36，相应的，也选用2个步进执行器60，且为高度调节步进执行器64和转角调节步进执行器66。这样就可以利用低端自适应前照灯系统配置的模块，加上算法来实现较为高端的自适应前照灯系统。其中，光型调节可以通过调节高度调节步进执行器64和转角调节步进执行器66来获得。具体获得方法如下：1、要获得V光型时，可以通过转角调节步进执行器66将驾驶员侧前大灯向外调节一定的角度，同时高度调节步进执行器64将驾驶员侧前大灯往下调节一定的角度。2、要获得E光型时，可以通过转角调节步进执行器66将前大灯向内调节一定的角度，同时高度调节步进执行器64将前大灯往上调节一定的角度。3、要获得W光型时，可以通过转角调节步进执行器66将前大灯向外调节一定的角度，同时高度调节步进执行器64将前大灯往上调节一定的角度。
当要求为高端的自适应前照灯系统应用，即汽车行驶时光型、垂直方向高度、水平方向的转角都能够自动调节时，选用3个步进电机驱动芯片30，即为光型调节步进电机驱动芯片32、高度调节步进电机驱动芯片34与转角调节步进电机驱动芯片36，相应的，也选用三个步进执行器60，即为光型调节步进执行器62、高度调节步进执行器64与转角调节步进执行器66，此时前大灯不仅能够实现更完备的自适应前照灯系统功能，包括实现不同路况下各种光型的自动转换，实现垂直方向高度的自动调节，也能够实现在汽车转弯时的弯道光性（T光型），这样就能够为驾驶员提供最佳视野。
值得一提的是：微控制单元10在通过步进电机驱动芯片30和步进执行器60调节完前大灯时，并将调节后前大灯的状态信息通过系统基础芯片20（CAN收发器或LIN收发器）传送给电子控制单元50，为下次运算作准备，提高工作效率。
综上所述，本实用新型的汽车前大灯步进执行器的通用控制模块通过系统基础芯片中的I/O接口来接收外部输入模块产生的模拟信号，以实现手动静态调节汽车前大灯，还可以通过系统基础芯片中的通信收发器来接收前大灯电子控制单元输出的CAN指令或LIN指令，实现前大灯的随动动态调节，提高了行车安全性。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种汽车前大灯步进执行器的通用控制模块，其特征在于，包括：微控制单元、与微控制单元电性连接的系统基础芯片、与微控制单元电性连接数量不少于一个的步进电机驱动芯片、以及电源模块，所述电源模块分别与系统基础芯片、及步进电机驱动芯片电性连接，所述系统基础芯片包括一通信收发器及I/O接口，该通信收发器用于与汽车电子控制单元通信连接，所述I/O接口用于接收用于进行手动静态调节的输入信号，每一所述步进电机驱动芯片用于驱动一步进执行器。
2.如权利要求1所述的汽车前大灯步进执行器的通用控制模块，其特征在于，所述系统基础芯片还包括一低压差线性稳压器及同步串行外部接口，该低压差线性稳压器用于给系统基础芯片及微控制单元提供电源，所述同行外部接口用于与微控制单元电性连接。
3.如权利要求1所述的汽车前大灯步进执行器的通用控制模块，其特征在于，所述通信收发器为LIN收发器。
4.如权利要求1所述的汽车前大灯步进执行器的通用控制模块，其特征在于，所述通信收发器为CAN收发器。
5.如权利要求1所述的汽车前大灯步进执行器的通用控制模块，其特征在于，所述步进电机驱动芯片的数量为一个，所述步进执行器的数量也相应为一个，所述步进电机驱动芯片为光型调节步进电机驱动芯片、高度调节步进电机驱动芯片或转角调节步进电机驱动芯片，所述步进执行器对应所述步进电机驱动芯片相应为光型调节步进执行器、高度调节步进执行器或转角调节步进执行器。
6.如权利要求1所述的汽车前大灯步进执行器的通用控制模块，其特征在于，所述步进电机驱动芯片的数量为两个，所述步进执行器的数量也相应为两个，所述两个步进电机驱动芯片为光型调节步进电机驱动芯片、高度调节步进电机驱动芯片与转角调节步进电机驱动芯片中的任意两种，所述两个步进执行器对应所述两个步进电机驱动芯片相应为光型调节步进执行器、高度调节步进执行器与转角调节步进执行器中的两种。
7.如权利要求1所述的汽车前大灯步进执行器的通用控制模块，其特征在于，所述步进电机驱动芯片的数量为三个，所述步进执行器的数量也相应为三个，所述三个步进电机驱动芯片为光型调节步进电机驱动芯片、高度调节步进电机驱动芯片与转角调节步进电机驱动芯片，所述三个步进执行器为光型调节步进执行器、高度调节步进执行器与转角调节步进执行器。
8.如权利要求1所述的汽车前大灯步进执行器的通用控制模块，其特征在于，所述手动静态调节的输入信号由一外部输入模块产生，该外部输入模块包括数个按钮或数个波段开关。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN107031672A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-08-11 | 中车戚墅堰机车有限公司 | 一种机车头灯自动转向装置 |
| CN113911026A (zh) * | 2020-07-10 | 2022-01-11 | 株式会社小糸制作所 | 用于车辆的灯具控制装置 |
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