CN2802557Y - 机动车前照灯自动控制装置 - Google Patents

Abstract

机动车前照灯自动控制装置，它包括照度检测单元、中央处理单元和车况检测单元。照度检测单元由照度传感器、照度采样整形电路和积分抗干扰电路组成，照度传感器的信号依次经照度采样整形电路、积分抗干扰电路传递给中央处理单元。车况检测单元用于检测车型种类以及具体车型的车况，并将检测到的信号传递给中央处理单元。中央处理单元将照度检测单元和车况检测单元传来的信息进行处理，以控制机动车前照灯即远光灯、近光灯和小灯的通断。本设计能全方位检测车辆，使整个过程人性化，智能化，不须要人工进行任何操作；不仅保障了行车安全，节约了能源，亦充分考虑了驾驶员的驾驶习惯，同时还具有应用范围广的特点。

Description

机动车前照灯自动控制装置

技术领域

本实用新型涉及车灯自动控制装置，具体说来涉及一种对机动车前照灯进行自动控制的装置。

背景技术

机动车前照灯包括远光灯、近光灯和小灯，因为涉及行驶安全问题，属于国家强制检测项目，必须通过3C认证。前照灯的安全性主要体现在自身的技术参数和对其进行及时合理的操作。即使一个质量完全合格的前照灯，如果对其操作不当或不及时，将给外界传达一个错误的信息，可能会发生交通事故，存在较大的安全隐患。对于操作而言，机动车前照灯控制系统目前基本上沿用人工控制，行车过程中是否开灯和开什么灯完全由驾驶员自己对能见度的感觉来判断和操控，不同的人有不同的处理方式，即使同一个人对完全相同的环境在不同的时候也会出现截然不同的处理方式。由于行车过程中路况千变万化，加之长时间行驶易使驾驶员产生疲劳，因此完全有可能出现判断失误或操作不当的情况。这种情况的出现，一方面会增加不必要的油耗；另一方面，如果会车时不及时将远光交换为近光，有可能因远光造成的弦光发生交通事故。

正是由于前照灯的重要作用及现状，人们努力研制前照灯自动控制装置，以提高对前照灯的操作准确度，减轻驾驶员的疲劳程度，降低油耗，达到行车的安全性及舒适度同时具备的目的。目前，部分高档轿车的前照灯控制系统中已经安装了这种自动控制装置，主要由前照灯自动开启、自动远近光交换、延时关灯三个系统组成，其自动开灯和远近光交换的依据是光照传感器，即光敏电阻的阻值变化到某一个值时使电路发生变化(导通或断开)。其不足之处在于：

1、未能从根本上解决行车过程中的人工控制问题，它只是一种半自动控制，其准确性和自动化程度仍不高。

2、由于路况、照度变化并不是理想的连续变化量，有可能出现随机的瞬间的突跳变化光，可能使照度在某个预设值附近波动，这将会造成灯光频繁闪烁。虽然原设计采用了当达到开近光设定值时并联电阻以降低照度传感器灵敏度的方法，力求减少这种干扰，但牺牲灵敏度又可能带来灯光交换不及时的后果。

3、安装复杂，要求维修工具备较强的识图能力，对车辆改动部位较多，用户较难接受。

4、不同的车型，灯光控制系统的接线方式不完全相同，因此适用车型有限，不是任何车型都具备安装条件。

5、现有车灯控制装置与手动控制线路串联，两者中的任一个发生故障，均对另一个产生影响，由此提高了产品使用成本。

实用新型的内容

针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种不需要人工操作的智能化机动车前照灯自动控制装置。

本实用新型的技术方案是这样实现的：机动车前照灯自动控制装置，它包括照度检测单元、中央处理单元和车况检测单元。所述照度检测单元由照度传感器、照度采样整形电路和积分抗干扰电路组成。照度传感器的信号依次经照度采样整形电路、积分抗干扰电路传递给中央处理单元。所述车况检测单元由来线抗干扰处理电路、车型检测电路和车况检测电路组成，来线抗干扰处理电路一方面经车型检测电路将车型信号传递给中央处理单元，另一方面通过车况检测电路将车况信号传递给中央处理单元。中央处理单元根据照度检测单元和车况检测单元传来的信息进行处理控制机动车前照灯即远光灯、近光灯和小灯的通断。

所述照度采样整形电路为双比较6门限5区间照度采样整形电路。

相比现有技术，采用上述技术方案的机动车前照灯自动控制装置，其有益效果体现在：

1、本设计全方位检测车辆从驻车—启动—行车(无论是城市中或是郊外)—会车—行车中可能发生的二次启动—塞车—不熄火驻车—熄火驻车等全部过程，使整个过程人性化，智能化，不需要人工进行任何操作。不仅保障了行车安全，亦充分考虑了驾驶员的驾驶习惯和节约能源。

2、本设计安装极为简单，对原车线路基本不作变动，无忧接线，即插即认，一般汽车维修工看说明书就能安装。

3、不同的车型，其接线方式也不同，电瓶高低逻辑组合也不同。本实用新型的车型识别系统是根据电瓶高低逻辑组合的不同，来识别不同车型的。车型自动识别系统的设计，不仅可用于轿车，亦可用于各大、中、小型客车货车、摩托车等机动车辆，具有适用范围广的特点。

4、本设计的照度判断是对6门限5区间动态照度值的积分，并且各个工作系统的出入口都有抗干扰措施，从而有效地解决了抗干扰和灵敏度的矛盾，控制准确。

5、本设计在使用上不改变驾驶员的任何操作习惯，没有对驾驶员提任何要求。

6、本装置与手动控制线路采取并联方式联接，因此自动控制与手动控制互不影响、互不制约，一方出现故障不会对另一条线路造成影响。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型的电路方框图。

图2是图1实施例的电路原理图。

图3是本实用新型微处理器的流程图。

图4是本实用新型的照度设置原理图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型机动车前照灯自动控制装置，它包括照度检测单元、中央处理单元、和车况检测单元。所述照度检测单元由照度传感器、照度采样整形电路和积分抗干扰电路组成，照度传感器将外界的信号依次经照度采样整形电路、积分抗干扰电路传递给中央处理单元。中央处理单元由嵌入式微处理器管理全部电路。车况检测单元由来线抗干扰处理电路、车型检测电路和车况检测电路组成，来线抗干扰处理电路一方面经车型检测电路将车型信号传递给中央处理单元，另一方面通过车况检测电路将具体车型的车况信号传递给中央处理单元；由中央处理单元对照度检测单元和车况检测单元传来的信息进行处理，进而控制机动车前照灯即远光灯、近光灯和小灯的通断。

参见图2，图2是本实用新型一具体实施方式的电路原理图，图中照度检测电路主要由二片LM339及其相关电路构成，照度采样为双比较6门限5区间整形电路，其设置原理参见图4。中央处理单元选用美国Microchip公司的PIC16C57嵌入式微处理器。车况检测电路由点火识别电路、手动识别电路、闪光识别电路、刹车识别电路、远灯总线识别电路、近灯总线识别电路、里程表检测电路等组成。里程表检测电路的功能在于检测车辆处于行驶状态还是驻车状态，它由Q6、Q7、Q8等相关器件构成。由于各种车型采用的里程表传感器不尽相同，产生的里程数据有的是正极性脉冲，有的是负极性脉冲，而本电路在不改变接线方式的情况下都能检测出来，且使用同一输出线。九个车况、车型检测电路，经预处理和预防干扰电路送入微处理器。为了防止外界信号的干扰，在硬件设计方面，本实用新型对各个工作系统的出入口都进行了屏蔽处理，各采样口使用了屏蔽隔离，PCB板也大量采用屏蔽措施，同时在单片机每一个引脚上增加了RC吸收网络电路，且对模拟电路和微处理器采取分别供电。

本装置里程表检测原理：利用原车上装有的里程表传感器，该传感器是利用霍尔器件或其它磁性开关将车辆行驶信号转变为电脉冲，不同的车型采用的传感器不尽相同，有的是正脉冲，有的是负脉冲。本装置的巧妙之处在于只用一根导线就能识别正负脉冲，从而完成不同车型的行驶检测。

本实用新型全方位模拟车辆从驻车—启动—行车(无论是城市中或是郊外)—会车—行车中可能发生的二次启动—塞车—不熄火驻车—熄火驻车等全部过程。也就是说，照度变化仅仅是决定开、关灯的一个必要条件，当时车况是其充分条件，当且仅当充分必要条件满足时才决定是否开、关灯。这不仅保障了行车安全，亦充分考虑了驾驶员的驾驶习惯和节约能源。

图3是本实用新型微处理器的流程图，本实用新型的PIC16C57嵌入式微处理器按此流程进行程序设计即可。

参见图4，箭头表示照度增大方向。本实用新型的照度设置有6个门限，分别是A、B、C、D、E、F。6个门限共形成5个区间，分别是AB、BC、CD、DE、EF，其中AB为仅开小灯区间。BC是仅开小灯区间和开近灯区间之间的重叠区间，即第一重叠区间，在这一区间内前照灯既可开小灯，也可开近灯。CD为开近灯区间。DE区间是开近灯区间和开远光区间的重叠区间，即第二重叠区间，在这一区间内前照灯既可开近灯，也可开远光灯。EF为开远光区间。A点以上照度充足所有灯关闭具体要求为：当照度下降到C点时，可允许开小灯，但反过来只有当照度高于A点时才允许关闭小灯；当照度下降到E点时才允许开近灯，反过来只有当照度高于B点时才允许关近灯；同理当照度下降到F点时才允许开远灯，照度高于D点时才允许关远灯。比如，当前为开小灯状态，当照度下降时，只有当照度下降到E点时才允许熄小灯，开近灯，而当处于开近灯状态下，照度上升超过E点时，仍然开近灯，只有当照度高于B点时才允许开小灯，关近灯。因此，对于E点来说并不存在“照度下降到E点，近灯亮，而上升超过E点时，近灯灭”的绝对要开关近灯的状态。本实用新型照度设置的原理在于：前照灯并不是在照度下降或上升到某一预设值时当然发生切换。它设置有如上两个重叠区，在该区间内，某一灯可能点亮，也可能另一灯点亮，关键看在这之前前照灯的状态。当照度一直处于下降或上升状态，那么前照灯需要切换，即有理由相信照度会继续下降或上升。当照度在下降或上升状态之间闪烁时，前照灯不必切换，即有理由相信照度是由于外界短暂的干扰造成的。这样，可以通过对照度变化进行积分来加以判断，即设置有积分电路。举例如：当照度处于某一区间，如CD区间，此时打开一种灯(如近光灯)，当照度上升，超过C点时，此时可以开小灯，但不让开小灯，而是继续让近光灯亮。只有当上升超过B点时，才能关近灯，开小灯，也就是说，对每一种功能的灯来说，设置了两种状态：一种是可选择状态，一种是不可选择状态。只要其处于可选择状态，就会让其维持原状，如可以开，就不会让其关，而让其一直处于开灯状态。一旦超过了可选择状态，进入不可选择状态，就会改变当前状态，由另一种状态来代替，完成灯光切换。正因为上述两种状态的设置，使得相邻的两灯种之间存在重叠区域，即在同样的照度下，有可能是该种灯亮，也可能是另一种灯亮，关键看该照度之前是哪一种灯亮，即灯具有惰性，它不想改变现状，除非它不得不改。可以看出限值仅仅是一个允许，判断是否开关灯不是靠一个门限来决定而是一个面积，可以根据这个面积的积分作为必要条件，而车况的其它测量值的布尔代数和为充分条件，当且仅当充分必要条件满足时才决定是否开、关灯。这正是本装置的精华所在。

另一方面，在照度积分子程序里将系统自身的照度予以排除，此为软件处理。通过硬件、软件两方面的防干扰处理，保证输入中央处理单元的信号更加准确可靠。

本实用新型对开关灯设有以下的优先级别：手动操作为最高级别，点火操作为第二优先级别，其它各种车况并列处于第三优先级别。即手动操作可以否定此前的任何操作，只要出现手动操作，就会立即执行手动操作的指令。因为点火对开关灯是有要求的，即不能开大灯，只能开小灯和仪表灯，否则会造成启动困难，损耗增大。正是基于此，将点火操作列为第二优先级别，它仅次于手动操作，而高于任何其它操作。

本实用新型使用方法为：驾驶员上车后把车钥匙置ACC档时，本产品已经完成了车况检查，(包括车型接线方式、车况等)如果此时照度不足(无论照度处于照度不足的何种区间)，自动开启小灯。等点火结束后(无时间约束)车辆已经发动，仍然不开大灯，此时如果松开刹车，车辆开始运行的同时开启大灯。此后根据照度区间自动调节大灯的远、近光。因为任何一种开、关灯选择都是在区间内进行的，其中还有重叠区间，所以运行是稳定的不因为干扰光发生错误的开、关灯。假定1：行车中会车，迎面来车距离200m～150m时，本装置将自动关闭远光开启近光灯，待会车完毕的同时立即开启远光灯。假定2：行车中进入遂道，立即开启大灯，驶出遂道后2秒钟关闭大灯。假定3：塞车：发动机没有熄火，拉下手刹，8秒钟关闭大灯只开小灯，突然启动立即开大灯。假定4：驻车：车辆驻车熄火，刹车取出车钥匙后立即关闭大灯保持小灯，10秒钟后自动关闭小灯。行车过程中还有许多种情况发生，本设计将自动根据车况及路况选择恰当的给灯策略，这里不一一列举。

Claims (3)

1.机动车前照灯自动控制装置，其特征在于：它包括照度检测单元、中央处理单元和车况检测单元，所述照度检测单元由照度传感器、照度采样整形电路和积分抗干扰电路组成，照度传感器的信号依次经照度采样整形电路、积分抗干扰电路传递给中央处理单元；所述车况检测单元由来线抗干扰处理电路、车型检测电路和车况检测电路组成，来线抗干扰处理电路一方面经车型检测电路将车型信号传递给中央处理单元，另一方面通过车况检测电路将车况信号传递给中央处理单元；中央处理单元根据照度检测单元和车况检测单元传来的信息进行处理控制机动车前照灯即远光灯、近光灯和小灯的通断。

2.根据权利要求1所述的机动车前照灯自动控制装置，其特征在于：所述照度采样整形电路为双比较6门限5区间照度采样整形电路。

3.根据权利要求1或2所述的机动车前照灯自动控制装置，其特征在于：所述车况检测电路由点火识别电路、手动识别电路、闪光识别电路、刹车识别电路、远灯总线识别电路、近灯总线识别电路和里程表检测电路组成。

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