CN204506690U - 一种自动大灯随向转动控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动大灯随向转动控制系统。该系统包括车轮转向检测器，总线协议解码器，微控制器，电机控制器，大灯驱动电机，大灯透镜驱动电机，LED灯珠控制器和LED灯板。车轮转向检测器在汽车行进转向时，通过电位器电阻阻值的变化判断汽车的转动方向，并将该电信号通过CAN BUS总线协议传输至微控制器，系统经过分析综合处理电信号后，以PWM波形式通过电机控制器实现步进电机转动角度的精确控制，智能驱动电路控制LED灯珠的组别开关，实现前大灯照明，前远光灯照明，左右转向灯照明。整个系统结构简单，鲁棒性强，性能优良，适用于汽车大灯的智能化控制系统设计。

Description

一种自动大灯随向转动控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种大灯控制系统，属于嵌入式电子设计技术领域，具体的涉及一种自动大灯随向转动控制系统。

背景技术

汽车自适应照明系统2006年问世，是一种提供五种不同发光模式的以LED为光源的ASF照明系统。智能控制微反射单元，实现多种照明模式，该系统提供的五种发光模式分别对应城市道路照明、高速公路照明、弯道照明、乡村照明，并且结合了增强型雾灯，弯道辅助照明以及主动照明功能。然而目前国内针对ASF智能照明系统，尤其是汽车大灯自适应随向转动系统，研究起步较晚，技术明显落后于先进的发达国家，因此需要亟待解决此类技术问题。

OBD/CAN BUS随动转向大灯简称AFS，实现随动转向照明有多种方式，一般分为灯组随向转动和附加灯组随向转动两大类。其中，CAN(Controller Area Network)指控制器局域网络，OBD(BoardDiagnostics Module)指车载自诊断模块，BUS代表总线的意思。CAN-BUS是由以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发的，并最终成为国际标准(ISO 11898)，是国际上应用最广泛的现场总线之一。在北美和西欧，CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线。灯组随向转动即汽车前照灯可根据行驶方向进行8°～15°的偏转，大多数配有AFS系统的车型均采用这种方式。该基本工作原理是进行转向时，方向盘同轴带动的电位器电阻阻值发生变化，安装在转向机上的信号采集器传输给车载微型电脑进行分析处理，然后以电信号驱动形式传递给执行元件，并结合方向盘与车速感知信号，实现灯组的转向控制。该功能可依据方向盘的转向角度自动调整车灯的照射区域，以减小车辆在转弯时因灯光照射范围有限而产生的盲区，尤其是能够明显提升夜间行车的安全性。

因此，有必要提出一种结构简单、鲁棒性强的自动大灯随向转动控制系统，并成为了一种新的技术需求。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种自动大灯随向转动控制系统。该系统通过CAN BUS协议来读取汽车的转向角度，然后通过步进电机精确控制大灯的转动角度，智能驱动电路控制LED灯珠的组别开关，实现前大灯照明，前远光灯照明，左右转向灯照明，最终实现大灯随汽车方向转动的转向照明。

(二)技术方案

本实用新型提供了一种自动大灯随向转动控制系统。该系统包括车轮转向检测器001，总线协议解码器002，微控制器003，电机控制器004，大灯驱动电机005，大灯透镜驱动电机006，LED灯珠控制器007和LED灯板008。

优选的，所述的车轮转向检测器001包括车轮转向传感器和外围的供电电路。

进一步的，所述的车轮转向传感器主要包括电位器，通过方向盘同轴带动的电位器电阻阻值的变化，判断方向盘的转动方向，并以电信号的形式反馈到所述的车轮转向检测器001。

优选的，所述的总线协议解码器002用于解析CAN BUS总线协议。

进一步的，该系统通过CAN BUS协议来读取汽车的转向角度。

优选的，所述的总线协议解码器002解析传感器检测的电信号，所述的电信号是汽车的转向角度信息，并将汽车的转向角度信息传送给所述的微控制器003。

进一步的，所述的微控制器003通过CAN总线采集车轮转向信号，经过数据分析和处理之后驱动电机控制器控制电机转动，从而带动大灯及透镜转动，实现汽车自动大灯随向转动的功能。

进一步的，所述的微控制器003根据汽车车轮转向信号控制LED灯珠控制器和LED灯板控制器，使得LED灯珠和灯板根据车轮转向信号进行相应的转动，提高汽车大灯前方的照明亮度。

优选的，所述的电机控制器004包括步进电机和外围供电电路。电机控制器004接收微控制器003传送过来的控制信号，并通过步进电机将电脉冲信号转变为角位移或线位移，进而实现电机转动角度的精确控制。

优选的，所述的大灯驱动电机005接收电机控制器004传送过来的电信号，并控制汽车大灯的转动角度。

优选的，所述的大灯透镜驱动电机006接收电机控制器004传送过来的电信号，并采用马达驱动的方式控制汽车大灯透镜的转动角度。

优选的，所述的LED灯珠控制器007接收微控制器003传送过来的控制信号，LED灯珠控制器控制灯珠的组别开关，并根据车轮的转向信息，实现前大灯照明，前远光灯照明，左右转向灯照明。

优选的，所述的LED灯板008接收所述LED灯珠控制器007发送的电信号，并根据LED灯珠的转向信息相应的调节LED灯板的转向，使得二者实现最佳匹配，保证前方最大的照明强度。

(三)有益效果

本实用新型提出的自动大灯随向转动控制系统，能够产生积极的有益效果，具有以下三个方面的优点：

(1)整个系统结构简单，鲁棒性强，价格低廉，性能优越，特别适用于汽车大灯的智能化控制系统设计。

(2)该系统可依据方向盘的转向角度自动调整车灯的照射区域，以减小车辆在转弯时因灯光照射范围有限而产生的盲区，尤其是能够明显提升夜间行车的安全性。

(3)该系统能够根据CAN BUS协议来读取汽车的转向角度，并通过步进电机精确控制大灯的转动角度，智能驱动电路控制LED灯珠的组别开关，实现前大灯照明，前远光灯照明，左右转向灯照明，提高了灯组系统的照明亮度和汽车系统整体的安全性。

附图说明

图1显示了本实用新型提出的自动大灯随向转动控制系统原理框图；

图2显示了本实用新型优选实施例的步进电机控制电路原理图；

图3显示了本实用新型优选实施例的步进电机驱动电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

图1显示了本实用新型提出的自动大灯随向转动控制系统原理框图。

如图1所示，本实用新型提供了一种自动大灯随向转动控制系统。该系统包括车轮转向检测器001，总线协议解码器002，微控制器003，电机控制器004，大灯驱动电机005，大灯透镜驱动电机006，LED灯珠控制器007和LED灯板008。其中，所述的车轮转向检测器001包括车轮转向传感器和外围的供电电路。车轮转向传感器主要包括电位器，通过方向盘同轴带动的电位器电阻阻值的变化，判断方向盘的转动方向，并以电信号的形式反馈到所述的车轮转向检测器001。所述的总线协议解码器002用于解析CAN BUS总线协议。CAN BUS总线协议是ISO国际标准化的串行通信协议。在汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控制系统被开发了出来。CAN的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。本系统通过CAN BUS协议来读取汽车的转向角度。所述的总线协议解码器002解析传感器检测的电信号，所述的电信号是汽车的转向角度信息，并将汽车的转向角度信息传送给所述的微控制器003，微控制器可以采用STC89C51单片机或基于ARM内核的嵌入式CPU，进一步的，所述的微控制器003通过CAN总线采集车轮转向信号，经过数据分析和处理之后驱动电机控制器控制电机转动，电机控制器可以采用L297，电机驱动电路控制器可以采用L298，从而使得电机驱动电路带动大灯及透镜转动，实现汽车自动大灯随向转动的功能。微控制器003根据汽车车轮转向信号控制LED灯珠控制器和LED灯板控制器，使得LED灯珠和灯板根据车轮转向信号进行相应的转动，提高汽车大灯前方的照明亮度。所述的电机控制器004，包括步进电机和外围供电电路。电机控制器004接收微控制器003传送过来的控制信号，并通过步进电机将电脉冲信号转变为角位移或线位移，进而实现电机转动角度的精确控制，其中步进电机接收的电脉冲信号可以采用PWM形式进行转动角度的精确控制。所述的大灯驱动电机005接收电机控制器004传送过来的电信号，并控制汽车大灯的转动角度。所述的大灯透镜驱动电机006接收电机控制器004传送过来的电信号，并采用马达驱动的方式控制汽车大灯透镜的转动角度。所述的LED灯珠控制器007接收微控制器003传送过来的控制信号，LED灯珠控制器控制灯珠的组别开关，并根据车轮的转向信息，实现前大灯照明，前远光灯照明，左右转向灯照明。所述的LED灯板008接收所述LED灯珠控制器007发送的电信号，并根据LED灯珠的转向信息相应的调节LED灯板的转向，使得二者实现最佳匹配，保证前方最大的照明强度。

图2显示了本实用新型优选实施例的步进电机控制电路原理图，图3显示了本实用新型优选实施例的步进电机驱动电路原理图。

如图2所示，本实用新型优选实施例的步进电机控制电路采用L298，L298特别适用于对二相或四相步进电机控制，图2中的L298芯片主要包括15个管脚，其中管脚1接12V电压，用于提供步进电机工作时的电能，管脚1接5V电压，提供L298芯片正常工作时的电能，管脚3接收微控制器发出的IN1电信号，管脚4接收微控制器发出的IN2电信号，管脚5接收微控制器发出的ENA使能电信号，管脚6和管脚7分别输出OUT1和OUT2电信号，OUT1和OUT2电信号与图3中步进电机驱动电路OUT1和OUT2电信号连通，且OUT1和OUT2分别接步进电机的正极和负极，用于驱动步进电机将电信号转换成角度信号，实现汽车大灯转向的精确控制。图2中的管脚8和管脚15接外围电路，并且与地之间连接0.5k欧姆的电阻。管脚9接地，管脚10接收微控制器发出的IN3电信号，管脚11接收微控制器发出的IN4电信号，管脚12接收微控制器发出的ENB使能电信号，管脚13和管脚14分别输出OUT3和OUT4电信号，用于连通另一台步进电机的两极，能够对步进电机转动的角度进行精确的控制。

图3中，步进电机控制电路L298的输出电信号OUT1分别连接二极管D1和D3，且D1另一端与12V电压连接，D3另一端与地连接。同理，步进电机控制电路L298的输出电信号OUT2分别连接二极管D2和D4，且D2另一端与12V电压连接，D4另一端与地连接，本实用新型优选实施例中，二极管采用IN4007。

综上所述，本实用新型提出了一种自动大灯随向转动控制系统。该系统能够通过CAN BUS协议来读取汽车的转向角度，然后通过步进电机精确控制大灯的转动角度，智能驱动电路控制LED灯珠的组别开关，实现前大灯照明，前远光灯照明，左右转向灯照明，最终实现大灯随汽车方向转动的转向照明。整个系统结构简单，鲁棒性强，适用于汽车自动大灯随向转动的自适应控制。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种自动大灯随向转动控制系统，包括车轮转向检测器(001)，总线协议解码器(002)，微控制器(003)，电机控制器(004)，大灯驱动电机(005)，大灯透镜驱动电机(006)，LED灯珠控制器(007)和LED灯板(008)，其特征在于：

所述的车轮转向检测器(001)包括车轮转向传感器和外围的供电电路。

2.根据权利要求1所述的自动大灯随向转动控制系统，其特征在于：

所述的车轮转向传感器包括电位器，通过方向盘同轴带动的电位器电阻阻值的变化，判断方向盘的转动方向，并以电信号的形式反馈到所述的车轮转向检测器(001)。

3.根据权利要求1所述的自动大灯随向转动控制系统，其特征在于：

所述的总线协议解码器(002)用于解析CAN BUS总线协议，系统通过CAN BUS协议来读取汽车的转向角度。

4.根据权利要求3所述的自动大灯随向转动控制系统，其特征在于：

所述的总线协议解码器(002)解析传感器检测的电信号，所述的电信号是汽车的转向角度信息，并将汽车的转向角度信息传送给所述的微控制器(003)。

5.根据权利要求1所述的自动大灯随向转动控制系统，其特征在于：

所述的微控制器(003)通过CAN总线采集车轮转向信号，经过数据分析和处理之后驱动电机控制器控制电机转动，从而带动大灯及透镜转动，实现汽车自动大灯随向转动的功能。

6.根据权利要求1、4或5所述的自动大灯随向转动控制系统，其特征在于：

所述的微控制器(003)根据汽车车轮转向信号控制LED灯珠控制器和LED灯板控制器，使得LED灯珠和灯板根据车轮转向信号进行相应的转动，提高汽车大灯前方的照明亮度。

7.根据权利要求1所述的自动大灯随向转动控制系统，其特征在于：

所述的电机控制器(004)包括步进电机和外围供电电路，电机控制器(004)接收微控制器(003)传送过来的控制信号，并通过步进电机将电脉冲信号转变为角位移或线位移，进而实现电机转动角度的精确控制。

8.根据权利要求1所述的自动大灯随向转动控制系统，其特征在于：

所述的大灯驱动电机(005)接收所述电机控制器(004)传送过来的电信号，并控制汽车大灯的转动角度；所述的大灯透镜驱动电机(006)接收电机控制器(004)传送过来的电信号，并采用马达驱动的方式控制汽车大灯透镜的转动角度。

9.根据权利要求1所述的自动大灯随向转动控制系统，其特征在于：

所述的LED灯珠控制器(007)接收微控制器(003)传送过来的控制信号，LED灯珠控制器控制灯珠的组别开关，并根据车轮的转向信息，实现前大灯照明，前远光灯照明，左右转向灯照明。

10.根据权利要求1所述的自动大灯随向转动控制系统，其特征在于：

所述的LED灯板(008)接收所述LED灯珠控制器(007)发送的电信号，并根据LED灯珠的转向信息相应的调节LED灯板的转向，使得二者实现最佳匹配，保证前方最大的照明强度。