CN210707119U - 一种激光前照灯控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种动态激光前照灯控制系统，属于汽车电子照明系统智能控制领域。它包括导航模块、前照灯控制器和执行单元，其中导航模块用于获取前方道路信息并分析出拐弯方向信息；前照灯控制器用于接收所述拐弯方向信息并通过执行单元调整照射方向与所述拐弯方向信息一致；执行单元用于调整照射方向。本实用新型实现了在车辆进入弯道前，提前控制改变激光大灯的照射方向，使大灯的照射范围始终在有效路面上。

Description

一种激光前照灯控制系统

技术领域

本实用新型属于汽车电子照明系统智能控制领域，尤其涉及一种激光前照灯控制系统。

背景技术

激光具有能量高、方向性好等特点，采用激光光源的汽车前照灯也具有亮度高、照射距离远等优点，所以激光光源的汽车前照灯也成为汽车前照灯的一种发展趋势，激光前照灯指的是利用激光二极管作为光源的汽车前照灯。激光前照灯在照射距离方面能照射到前方600米的范围，而LED远光灯则只能照射到300米，但是由于激光获得的能量是从不稳定状态下的原子内部发出来的，所以激光一个很重要的特性就是聚光性，也就是说光线只朝一个方向走，激光的这种聚光性导致激光前照灯虽然照射的距离较远但宽度远远不够，特别是在遇到急转弯道的情况下，对弯道侧照明明显不足。

实用新型内容

本实用新型为了解决激光前照灯在急转弯道情况下，对弯道侧照明不足的问题，提出了一种激光前照灯控制系统，实现汽车在即将进入弯道前提前动态改变激光前照灯的照射方向，使有效光束投射到驾驶员需要看清的前方路面，进一步提高夜间驾驶的安全性。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案具体是这样实现的：

一种激光前照灯控制系统，包括导航模块、前照灯控制器和执行单元。其中，导航模块用于获取前方道路信息并分析出拐弯方向信息；前照灯控制器用于接收所述拐弯方向信息并通过执行单元调整照射方向与所述拐弯方向信息一致执行单元用于调整照射方向。

根据本实用新型的一个实施例，所述执行单元包括水平转动电机和激光模块。其中，水平转动电机用于驱动激光模块水平偏转；激光模块用于照明。

根据本实用新型的一个实施例，前照灯控制器包括步进电机驱动芯片、光源驱动芯片和MCU芯片。其中，步进电机驱动芯片用于驱动所述水平转动电机；光源驱动芯片用于点亮激光模块；MCU芯片，通过CAN收发器接收导航模块的拐弯方向信息，通过SPI总线控制步进电机驱动芯片，通过PWM脉冲控制光源驱动芯片。

根据本实用新型的一个实施例，所述前照灯控制器还包括LDO供电模块和恒流源供电模块，LDO供电模块为所述MCU芯片供电，恒流源供电模块为所述光源驱动芯片供电。

根据本实用新型的一个实施例，所述激光模块由激光光源和反射镜组成。

根据本实用新型的一个实施例，所述CAN收发器的第四引脚RXD连接所述MCU芯片的第五十二引脚，所述CAN收发器的第一引脚TXD连接所述MCU芯片的第五十一引脚。

根据本实用新型的一个实施例，所述MCU芯片的第一引脚连接所述光源驱动芯片的第七引脚PWM1，MCU芯片的第二引脚连接光源驱动芯片的第九引脚PWM2。

根据本实用新型的一个实施例，MCU芯片的第五十四引脚连接所述步进电机驱动芯片的第七引脚DO，所述MCU芯片的第五十九引脚连接所述步进电机驱动芯片的第五引脚DI，所述MCU芯片的第六十引脚连接所述步进电机驱动芯片的第四引脚CLK。

根据本实用新型的一个实施例，所述步进电机驱动芯片的四个输出端口第二引脚QA1、第十一引脚QB1、第十四引脚QB2和第二十三引脚连接所述水平转动电机。

根据本实用新型的一个实施例，所述CAN收发器由LIN收发器代替，所述LIN收发器的第一引脚RXD连接所述MCU芯片的第三十四引脚，所述LIN收发器的第四引脚TXD连接所述MCU芯片的第三十三引脚。

有益技术效果：

本实用新型通过采用一种激光前照灯控制系统，解决了激光前照灯照射宽度不足，特别是在急转弯道下，弯道侧照明不足的问题，使得激光前照灯在汽车即将进入弯道前提前动态改变激光大灯的照射方向，将有效光束投射到驾驶员需要看清的前方路面上，进一步提高夜间驾驶的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型一种激光前照灯控制系统架构图；

图2为本实用新型一种激光前照灯控制系统工况示意图；

图3为本实用新型一种激光前照灯控制系统的CAN收发器电路结构图；

图4为本实用新型一种激光前照灯控制系统的MCU芯片电路结构图；

图5为本实用新型一种激光前照灯控制系统的光源驱动芯片电路结构图；

图6为本实用新型一种激光前照灯控制系统的步进电机驱动芯片电路结构图；

图7为本实用新型一种激光前照灯控制系统的LIN收发器电路结构图。

图中：1-导航模块，2-控制单元，21-CAN收发器，22-MCU芯片，23-光源驱动芯片，24-步进电机驱动芯片，25-LDO供电模块，26-恒流源供电模块，3-执行单元，31-水平转动电机，32-激光模块，33-LED模块。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

图1示出了本实施例的激光前照灯控制系统架构图，本实施例的激光前照灯控制系统包括导航模块1、前照灯控制器2和执行单元3，其中，导航模块1用于获取前方道路信息并分析出拐弯方向信息，前照灯控制器2用于接收拐弯方向信息并通过执行单元3调整照射方向与拐弯方向信息一致，执行单元3用于调整照射方向。

根据本实用新型的一个实施例，执行单元3包括水平转动电机31和前照灯，水平转动电机31用于驱动激光模块32照射方向水平偏转，前照灯包括激光模块32和LED模块33，激光模块32由激光光源和反射镜组成。水平转动电机31可以控制反射镜的转动，从而实现激光前照灯的照射方向的改变，而LED模块33补充照明，增大驾驶员的可视范围。

根据本实用新型的一个实施例，前照灯控制器2包括步进电机驱动芯片24、光源驱动芯片23和MCU芯片22，步进电机驱动芯片24用于驱动水平转动电机31；光源驱动芯片23用于点亮激光模块32和LED模块33；MCU芯片22通过CAN收发器21接收导航模块1的拐弯方向信息，MCU芯片22通过SPI总线控制步进电机驱动芯片24，MCU芯片22通过PWM脉冲控制光源驱动芯片23。

根据本实用新型的一个实施例，MCU芯片22优选为NXP公司的KEA128芯片，参见图4，该芯片是针对汽车市场开发的MCU芯片具有高度可扩展性，MCU芯片22通过CAN收发器21接收处理导航模块发送的前方道路信息，CAN收发器21的第四引脚RXD连接MCU芯片22的第五十二引脚，CAN收发器21的第一引脚TXD连接MCU芯片22的第五十一引脚，用于发送弯道信息给MCU芯片22，CAN收发器21的第十二引脚CANL和CAN收发器21的第十三引脚CANH接收MCU芯片22的电平信号。MCU芯片22通过PWM脉冲控制光源驱动芯片23，MCU芯片22的第一引脚连接光源驱动芯片23的第七引脚PWM1，MCU芯片22的第二引脚连接光源驱动芯片23的第九引脚PWM2。同时MCU芯片22通过SPI总线控制步进电机驱动芯片24，MCU芯片22的第五十四引脚连接步进电机驱动芯片24的第七引脚DO，MCU芯片22的第五十九引脚连接步进电机驱动芯片24的第五引脚DI，MCU芯片22的第六十引脚连接步进电机驱动芯片24的第四引脚CLK。

步进电机驱动芯片24优选为ST公司的L9942芯片，参见图6，L9942是一款集成的双极的步进电机驱动器，具有细分模式和可编程电流配置表，能灵活使用步进电机的特性和预期的工作情况，可以根据目标情况选用不同的电流配置表，电流配置表包括噪音、振动、转速和转矩，步进电机驱动芯片24通过调整水平转动电机31的角度调整激光前照灯的照射角度，步进电机驱动芯片24的四个输出端口第二引脚QA1、第十一引脚QB1、第十四引脚QB2和第二十三引脚连接水平转动电机。

光源驱动芯片23优选为TI公司的TPS92602-Q1，参见图5，一款单通道和双通道高侧电流LED驱动器，拥有于完全保护和诊断功能，这一器件专门针对并且非常适合于汽车前照灯，光源驱动芯片23点亮激光模块32和LED模块33，具体地，光源驱动芯片23的第二十七引脚VOUT1连接的J_B1_OUT端控制激光模块32，光源驱动芯片23的第十五引脚VOUT2连接的J_B2_OUT端控制LED模块33。MCU芯片22通过CAN收发器21接收处理导航模块1发送的前方道路信息，MCU芯片22通过PWM脉冲控制光源驱动芯片23，同时MCU芯片22通过SPI总线控制步进电机驱动芯片24，来调整激光前照灯的照射角度。

根据本实用新型的一个实施例，前照灯控制器2还包括LDO供电模块25和恒流源供电模块26，LDO供电模块25为MCU芯片22供电，恒流源供电模块26为光源驱动芯片23供电。

根据本实用新型的一个实施例，如果接收到导航模块1传输的前方有左拐弯道信息或者右拐弯道信息，控制激光模块32中的反射镜向左或者向右转动。

根据本实用新型的一个实施例，车辆通过弯道后，导航模块反馈给前照灯控制器，控制激光模块32中的反射镜回复到初始位置。

需要说明的是，本领域技术人员应当知道本实施例中的CAN收发器21可由LIN收发器来代替，参见图7，具体地，LIN收发器的第一引脚RXD连接MCU芯片22的第三十四引脚，LIN收发器的第四引脚TXD连接MCU芯片22的第三十三引脚，用于发送弯道信息给MCU芯片，由LIN收发器的第六引脚LIN端接收MCU芯片的电平信号。

本实施例的激光前照灯控制系统具体的工作过程为：导航模块1实时传输前方道路信息，前照灯控制器2实时接收通过CAN收发器21传输来的前方道路信息，前照灯控制器2中的MCU芯片22通过PWM脉冲控制光源驱动芯片23点亮激光模块32和LED模块33，在即将进入弯道前，导航模块1分析出拐弯方向信息，MCU芯片22通过SPI总线控制步进电机驱动芯片24，步进电机驱动芯片24控制水平转动电机31，水平转动电机31进而控制激光模块32中的反射镜的转动以调整激光模块32的照射方向与拐弯方向一致。

下面结合图2所示工况进一步对本实用新型所述的技术方案进行阐述：

当车辆正常行驶中，导航模块1实时通过CAN收发器21传输前方的道路信息，当前照灯控制器2接收处理导航模块1发送的前方道路信息，获知前方600米距离时将经过弯道，且弯道为左拐弯道，则MCU芯片22通过PWM脉冲驱动光源驱动芯片23点亮LED模块33和激光模块32，同时MCU芯片22通过SPI总线控制步进电机驱动芯片24，步进电机驱动芯片24驱动水平转动电机31，使激光模块32中的反射镜向左转动一定角度，改变激光前照灯的照射角度；如果前照灯控制器2分析得出是右拐弯，同样的过程，则MCU芯片22通过PWM脉冲驱动光源驱动芯片23点亮LED模块33和激光模块32，同时MCU芯片22通过SPI总线控制步进电机驱动芯片24，步进电机驱动芯片24驱动水平转动电机31，使激光模块32中的反射镜向右转动一定角度，同样改变激光前照灯的照射角度。

当车辆正常通过弯道后，MCU芯片22通过SPI总线控制步进电机驱动芯片24，步进电机驱动芯片24驱动水平转动电机31，水平转动电机31使激光模块32中的反射镜回到初始位置。

以上的实施例仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种激光前照灯控制系统，其特征在于，包括：

导航模块(1)，用于获取前方道路信息并分析出拐弯方向信息；

前照灯控制器(2)，用于接收所述拐弯方向信息并通过执行单元调整照射方向与所述拐弯方向信息一致；

执行单元(3)，用于调整照射方向。

2.根据权利要求1所述的一种激光前照灯控制系统，其特征在于，所述执行单元包括：

前照灯，包括激光模块(32)和LED模块(33)，用于照明；

水平转动电机(31)，用于驱动激光模块(32)的照射方向水平偏转。

3.根据权利要求2所述的一种激光前照灯控制系统，其特征在于，所述前照灯控制器(2)包括：

步进电机驱动芯片(24)，用于驱动所述水平转动电机(31)；

光源驱动芯片(23)，用于点亮激光模块(32)和LED模块(33)；

MCU芯片(22)，通过CAN收发器(21)接收导航模块(1)的拐弯方向信息，通过SPI总线控制步进电机驱动芯片(24)，通过PWM脉冲控制光源驱动芯片(23)。

4.根据权利要求2所述的一种激光前照灯控制系统，其特征在于，所述前照灯控制器(2)还包括LDO供电模块(25)和恒流源供电模块(26)，LDO供电模块(25)为MCU芯片(22)供电，恒流源供电模块(26)为光源驱动芯片(23)供电。

5.根据权利要求2所述的一种激光前照灯控制系统，其特征在于，所述激光模块(32)由激光光源和反射镜组成。

6.根据权利要求3所述的一种激光前照灯控制系统，其特征在于，所述CAN收发器(21)的第四引脚RXD连接所述MCU芯片(22)的第五十二引脚，所述CAN收发器(21)的第一引脚TXD连接所述MCU芯片(22)的第五十一引脚。

7.根据权利要求3所述的一种激光前照灯控制系统，其特征在于，所述MCU芯片(22)的第一引脚连接所述光源驱动芯片(23)的第七引脚PWM1，MCU芯片(22)的第二引脚连接光源驱动芯片(23)的第九引脚PWM2。

8.根据权利要求3所述的一种激光前照灯控制系统，其特征在于，MCU芯片(22)的第五十四引脚连接所述步进电机驱动芯片(24)的第七引脚DO，所述MCU芯片(22)的第五十九引脚连接所述步进电机驱动芯片(24)的第五引脚DI，所述MCU芯片(22)的第六十引脚连接所述步进电机驱动芯片(24)的第四引脚CLK。

9.根据权利要求3所述的一种激光前照灯控制系统，其特征在于，所述步进电机驱动芯片(24)的四个输出端口第二引脚QA1、第十一引脚QB1、第十四引脚QB2和第二十三引脚连接所述水平转动电机(31)。

10.根据权利要求3所述的一种激光前照灯控制系统，其特征在于，所述CAN收发器(21)由LIN收发器代替，所述LIN收发器的第一引脚RXD连接所述MCU芯片(22)的第三十四引脚，所述LIN收发器的第四引脚TXD连接所述MCU芯片(22)的第三十三引脚。

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