CN2783381Y - 数控式车辆智能照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了数控式车辆智能照明装置，属于车辆照明装置，其结构由控制机构B及与之相接的传感机构A和执行机构C构成。它利用控制机构B内的单片机对传感器收集的信息进行运算处理，进而控制执行机构C为车辆提供全自动的、良好的照明，大大提高了行车的安全程度。与现有技术相比，本实用新型的数控式车辆智能照明装置具有性能全面、灵敏度高等特点，具有很好的推广应用价值。

Description

数控式车辆智能照明装置

                           技术领域

本实用新型涉及一种车辆照明装置，尤其是一种可以根据车辆行驶状况自动改变照射强度及照射方向的数控式车辆智能照明装置。

                           背景技术

目前，机动车辆的照明系统，一般是由装在车辆前部的车灯、手动或自动开关、蓄电池、导线组成。由于车灯固定安装在车上，当夜间车辆转向，特别是急拐弯时，不能有效照亮将要行驶的路面。另外，由于车辆的负载变化或道路的起伏，车灯的照射高低有时不能满足要求，给夜间行车带来很多不便，增加了司机的疲劳程度，行车安全性也受到影响。

                           发明内容

本实用新型的技术任务是针对上述现有技术中的不足提供一种数控式车辆智能照明装置，该照车辆明灯采用单片机智能控制，可以为车辆提供良好的、全方位的照明，提高行车安全性。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：数控式车辆智能照明装置，由控制机构B及与之相接的传感机构A和执行机构C构成，其中：传感机构A至少包括方向传感器、环境亮度传感器、前超声波传感器和后超声波传感器；控制机构B由单片机IC1、继电器J1、J2、J3、电机驱动IC2、IC3构成；执行机构C由前照大灯D1、旋转车灯D2、转向灯D3、步进电机M1、M2以及车灯架构成，前照大灯D1、旋转车灯D2和转向灯D3均设置在车灯架上，步进电机M1与旋转车灯D2相接，步进电机M2与车灯架相接；

各元件的连接关系为：方向传感器、环境亮度传感器、前超声波传感器及后超声波传感器分别与单片机IC1相接，前照大灯D1、旋转车灯D2、转向灯D3分别通过继电器J1、J2、J3与单片机IC1相接，步进电机M1、M2分别通过电机驱动IC2、IC3与单片机IC1相接。

为了加强本实用新型照明装置的工作性能，所述传感机构A还可以包括以下几种与单片机相接的传感器或手动开关：车速传感器、雨雪传感器、油门传感器、刹车传感器、对面来车传感器、前照大灯状态传感器、转向灯状态传感器、旋转车灯状态传感器、车灯架状态传感器和加宽开关、灯光上下调整开关。

所述方向传感器、车速传感器、油门传感器、刹车传感器均由光电发射、接收元件和旋转盘构成，旋转盘为边缘均匀开有透光孔的圆形或扇形片状结构，光电发射、接收元件的发射极和接收极分别设置于旋转盘边缘透光孔的两侧。

本实用新型的数控式车辆智能照明装置和现有技术相比，具有以下突出的有益效果：

(1)利用单片机对照明装置进行智能控制，使照明装置对车辆行驶状况及周边环境的反应更加灵敏、准确；

(2)利用多个传感器进行全方位探测，使本发明照明装置的性能更加完善；

(3)方向传感器、车速传感器、油门传感器、刹车传感器在工作过程中，旋转盘和光电发射、接收元件间无任何摩擦，使用寿命大大提高。

                           附图说明

附图1是本实用新型的数控式车辆智能照明装置的结构示意图；

附图2是本实用新型的数控式车辆智能照明装置中方向传感器的结构示意图；

附图3是本实用新型的数控式车辆智能照明装置中车速传感器的结构示意图；

附图4是本实用新型的数控式车辆智能照明装置中油门传感器和刹车传感器的结构示意图；

附图5是本实用新型的数控式车辆智能照明装置中前照大灯、旋转车灯和转向灯的位置关系图；

附图6-8是本实用新型的数控式车辆智能照明装置中可以采用的几种车灯的排列形式举例。

附图5中标注为20、21、22的前照大灯、旋转车灯及转向灯，即附图1中的D1、D2、D3。

                         具体实施方式

参照说明书附图对本实用新型的数控式车辆智能照明装置作以下详细地说明。

如附图1所示，本实用新型的数控式车辆智能照明装置，由控制机构B及与之相接的传感机构A和执行机构C构成，其中：

传感机构A包括方向传感器1、环境亮度传感器2、前超声波传感器3、后超声波传感器4、车速传感器5、雨雪传感器6、油门传感器7、刹车传感器8、对面来车传感器9、前照大灯状态传感器10、转向灯状态传感器11、旋转车灯状态传感器12、车灯架状态传感器13、加宽开关14和灯光上下调整开关19。各传感器及手动开关分别设置在车辆上相应位置，收集车辆行驶过程中的各种数据；

控制机构B由单片机IC1、继电器J1、J2、J3、电机驱动IC2、IC3构成；各传感器收集的各种数据传送至单片机IC1进行处理计算，然后单片机IC1根据计算结果及预设程序将控制信号传送给继电器J1、J2、J3及电机驱动IC2、IC3；

执行机构C由前照大灯D1、旋转车灯D2、转向灯D3、步进电机M1、M2以及车灯架15构成，前照大灯D1、旋转车灯D2和转向灯D3通过车灯架15设置在车辆前部(排列方式如附图5所示：20，前照大灯；21，旋转车灯；22，转向灯)，旋转车灯D2与步进电机M1相接，在步进电机M1地带动下旋转车灯D2可左右旋转，车灯架15与步进电机M2相接，在步进电机M2带动下车灯架15可上下摆动；前照大灯D1、旋转车灯D2和转向灯D3的开关及步进电机M1、M2的工作分别由继电器J1、J2、J3及电机驱动IC2、IC3控制。

各元件之间的连接关系为：方向传感器1、环境亮度传感器2、前超声波传感器3、后超声波传感器4、车速传感器5、雨雪传感器6、油门传感器7、刹车传感器8、对面来车传感器9、前照灯状态传感器10、转向灯状态传感器11、旋转车灯状态传感器12、车灯架状态传感器13、加宽开关14和灯光上下调整开关19均通过线路与单片机IC1相接，前照大灯D1、旋转车灯D2和转向灯D3分别通过继电器J1、J2、J3与单片机IC1相接，步进电机M1、M2分别通过电机驱动IC2、IC3与单片机IC1相接。

本实用新型的照明装置中，执行机构C应设置两套，分别安装在车辆前部的左右两侧；控制机构B既可以设置为一套，通过程序同时控制两套执行机构C；也可以设置为两套，分别控制各自对应的执行机构C。传感机构A、控制机构B以及执行机构C之间的连接既可以采用直接信号相连或总线方式也可以采用无线数传方式。

本实用新型的数控式车辆智能照明装置中各元件的可选型号或结构为：

单片机IC1可用各型8位及16位单片机，例如：

MCS-51系列：

INTEL的8051系列：8031、8032、8051、8052、8751等；

ATMEL的89C51、89C52、89C2051、89S51、89S52等；

MC68HC908系列(Motorola)

SST、Philips、Seimens、STC89、PCI系列

W78C51及W77C51(华邦公司)、

AVR系列、义隆系列、凌阳系列、Epson系列；

MCS-96系列及其兼容机。

电机M1、M2：BY/BYG系列或其他合适的步进电动机。

如附图2、3、4所示：方向传感器1、车速传感器5、油门传感器7、刹车传感器8均由光电发射、接收元件16和旋转盘17构成，旋转盘17为边缘均匀开有透光孔18的圆形或扇形结构，光电发射、接收元件16的发射极和接收极分别设置于旋转盘17边缘透光孔的两侧。

使用时，方向传感器1设置在车辆方向盘轴上(附图2)，旋转盘17为边缘均匀开有透光孔18的圆盘，与车辆方向盘轴23同轴设置，光电发射、接收元件16的发射极和接收极分别设置于旋转盘17的上下两侧，发射极发射的光电信号经透光孔18射向接收极。

车速传感器5的结构与方向传感器相同，使用时，设置在车速表软轴与车速表之间即可(附图3)。

油门传感器7和刹车传感器8的结构与方向传感器1的结构基本相同，只是其旋转盘为扇形结构(附图4)，使用时分别设置在油门踏板轴和刹车踏板轴上，光电发射、接收元件的发射极和接收极分别设置于旋转盘的左右两侧。

前超声波传感器3、后超声波传感器4：T/R40系列防水型超声波传感器，使用时分别设置在车辆的前部和后部，检测方向向下；

环境亮度传感器2、对面来车传感器9：光敏二、三极管以及硅光电池，使用时设置在车辆前部；

雨雪传感器6：型号：LT/YX、YX-2、BQ4等。设置在车辆挡风玻璃下方。

前照大灯状态传感器10：由2个光耦构成，两光耦的输入端分别接在大灯的远、近光电路上，输出端接单片机信号输入端，通过光耦进行电隔离及电压转换。

转向灯状态传感器11：选用一个光耦即可，使用时将该光耦连接在转向灯电路中。

旋转车灯状态传感器12和车灯架状态传感器13：其结构与方向传感器1的结构相近，不同之处在于其旋转盘上只有一个透光孔用以检测旋转车灯21或车灯架15的初始位置，单片机IC1可以通过检测该信号知道旋转车灯21和车灯架15的状态是否正常，如不正常可及时调整，以增强系统抗干扰能力。

车灯加宽开关14、灯光上下调整开关19可以设置在车辆仪表盘处。

另外，方向传感器1、车速传感器5、油门传感器7、刹车传感器8中的透光孔18及光电发射、接收元件16还可以用均匀设置在旋转盘边缘的磁铁和霍尔传感器代替。雨雪、车速等传感器也可用汽车上现有的传感器，经接口电路至单片机系统。

车辆行驶过程本实用新型的照明装置的工作过程如下：

1、环境亮度传感器检测环境亮度，输出信号至单片机，单片机判断是否需要照明，如果需要，输出信号至控制机构B打开相应的灯，并根据环境亮度自动调整灯光的亮度，保证充足的照明，同时打开仪表灯。不需照明时，自动关闭相应的灯。以下本装置的工作过程都以车辆运行、前照大灯打开为前提，如前照大灯不打开，所有灯不作任何动作。

2、车辆运行时，车辆前部、尾部的前超声波传感器和后超声波传感器检测车身离地距离，输出信号至单片机，单片机经过处理判断得出车辆的前后倾斜程度，输出信号至电机驱动，控制车灯组上下转动，使灯光满足驾驶要求。当车辆负载发生变化或上坡下坡时，该装置可以动态调整车灯架的上下照射角度，照亮路面。当油门传感器和刹车传感器检测到车辆加速、刹车时，会根据程序提供信号给单片机，提前调整车灯组的照射高度。车灯组的照射高度也可由安装在驾驶室仪表盘上的灯光上下调整开关手动调整。

3、对面来车传感器可以检测对方来车的灯光，输出信号至单片机，单片机判断后可以根据程序控制远近光或车灯组上下转动，改变照射角度和范围，在避免对方司机晃眼的同时提供良好的照明，自动安全的会车。

4、装在方向盘轴上的方向传感器检测方向盘的转动角度及方向，输出信号至单片机，同时车速传感器也把车速信号传送至单片机，单片机经过运算逻辑处理，得出车辆的转向程度、转弯方向及转向的力度，由单片机程序进行相应的控制，打开旋转车灯和转向灯，使灯光始终照亮将要行驶的路面。

5、当打开转向信号灯时，单片机会检测到该信号。此时可以由单片机程序设定，提前打开相应方向的转向灯或使旋转车灯向相应方向转动一定角度，使灯光有一定的提前量。

6、当车辆即将过路口时，打开车灯加宽开关，单片机系统根据程序，对车灯进行相应控制(同时使左右车灯架上的相关车灯工作)，使照明范围加宽，以便观察两边路口的行人及车辆。

7、当雨雪传感器检测到下雨雪时，输出信号至单片机，单片机根据程序控制各车灯，使照明符合雨雪天的要求。

8、停车后车灯可由单片机系统控制延时关闭，为关车库门或其他工作提供额外照明。

9、本装置附加安装在车辆现有的照明电路上，两部分可以分别工作。当本装置处于自动工作状态时，如检测到手动操作(例如远近光切换、灯的开关、灯光上下调整开关)，则自动执行相应动作，直至手动操作结束，确保行驶安全。如本装置出现故障，则可以完全切换至车辆现有的照明电路上，为车辆行驶提供照明。

本实用新型的数控式车辆智能照明装置执行机构中的各种车灯还可以采用附图6-8所示的几种组合形式，只需要对单片机内的控制程序作相应修改，同样可以实现本实用新型的技术任务。

本实用新型的数控式车辆智能照明装置其加工制作非常简单方便，除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (3)

1、数控式车辆智能照明装置，由控制机构B及与之相接的传感机构A和执行机构C构成，其特征在于：

传感机构A至少包括方向传感器(1)、环境亮度传感器(2)、前超声波传感器(3)和后超声波传感器(4)；

控制机构B由单片机IC1、继电器J1、J2、J3、电机驱动IC2、IC3构成；

执行机构C由前照大灯D1、旋转车灯D2、转向灯D3、步进电机M1、M2以及车灯架(15)构成，前照大灯D1、旋转车灯D2和转向灯D3均设置在车灯架(15)上，步进电机M1与旋转车灯D2相接，步进电机M2与车灯架(15)相接；

方向传感器(1)、环境亮度传感器(2)、前超声波传感器(3)及后超声波传感器(4)分别与单片机IC1相接，前照大灯D1、旋转车灯D2、转向灯D3分别通过继电器J1、J2、J3与单片机IC1相接，步进电机M1、M2分别通过电机驱动IC2、IC3与单片机IC1相接。

2、根据权利要求1所述的数控式车辆智能照明装置，其特征在于所述传感机构A还包括分别与单片机IC1相连的车速传感器(5)、雨雪传感器(6)、油门传感器(7)、刹车传感器(8)、对面来车传感器(9)、前照大灯状态传感器(10)、转向灯状态传感器(11)、旋转车灯状态传感器(12)、车灯架状态传感器(13)、加宽开关(14)和灯光上下调整开关(19)。

3、根据权利要求1或2所述的数控式车辆智能照明装置，其特征在于所述方向传感器(1)、车速传感器(5)、油门传感器(7)、刹车传感器(8)均由光电发射、接收元件(16)和旋转盘(17)构成，旋转盘(17)为边缘均匀开有透光孔(18)的圆形或扇形片状结构，光电发射、接收元件(16)的发射极和接收极分别设置于旋转盘(17)边缘透光孔(18)的两侧。

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