文档介绍：基于单片机控制的汽车自适应前照灯系统
The adaptive front-light system of automobile based on microcontroller
肖 红,王洪佩,高 松,郎 华
XIAO Hong, WANG Hong-pei, GAO Song, LANG Hua
(山东理工大学交通与车辆工程学院,淄博 255049)
摘
要:针对汽车上安装的前照灯具有固定照射范围,当汽车夜间转弯时无法调节照明角度,常在弯道
内侧出现盲区等情况,设计了一款采用STC12C5A60AD单片机为电子控制单元核心的汽车自适应前照灯系统,该系统根据车速和方向盘转角的变化来调整前照灯光轴照射角度,照亮前方道路,从而扩大驾驶员安全视野。全文详细介绍了该系统的工作原理、控制模型、硬件组成,重点对各传感器信号调理电路、步进电机驱动电路以及供电和断电保护电路进行了研究设计,并提出了软件实现方法。
关键词:自适应前照灯;单片机;控制模型;步进电机
中图分类号:U463
文献标识码:A
文章编号:1009-0134(2011)8(上)-0125-04
Doi: .1009-(上).37
0
引言
汽车前照灯是重要的汽车主动安全部件,尤
1
汽车自适应前照灯的组成及工作原理
汽车自适应前照灯系统包括传感器模块、
其是在夜间行车时,能够提供适当照明功能,特
别是夜间转弯时,如果不能及时看到对方来车, 往往会发生严重交通事故。根据国外统计显示, 虽然夜间的车流量不到白天流量的五分之一,但夜间发生的交通事故,却超过总发生事故的四分之一,而其中在弯道造成的交通事故,更是占了大部分[1]。
目前汽车前照灯大都具有固定的照射角度与范围。当汽车夜间在弯道上行驶时,前照灯无法调节前照灯光轴方向,常常会在弯道内侧出现“盲区”,驾驶员的视线被禁锢在大灯光束照射的直线范围内,从而带来交通安全隐患[2,3]。汽车自适应前照灯照明系统(AFS)通过对车速、方向盘转角信号的采集,实时的调整两侧大灯的照射范围,使得灯光与汽车的前进方向始终一致,确保了驾驶员在任何时刻都拥有最佳可见度,大大提高了夜间行车安全。在国外汽车AFS已经得到广泛的应用,国内引进的AFS系统大多为生产商本国道路状况考虑,且国内道路和国外道路差别很大, 使得引进的汽车AFS系统在国内的普及应用存在很大的阻力。目前,国内对AFS的研究还停留在仿真和实验阶段,自主研发AFS系统应用于实车批量生产的还没有出现[4]。
MCU、步进电机、前照灯,如图1所示。
图1 汽车自适应前照灯系统结构图
自适应前照灯的工作原理:当车辆进入弯道时,MCU通过采集车速和方向盘转角变化,判断是否对前照灯进行水平调光,并进一步计算出两灯在左右方向上的调节角度,然后转换成各步进电机运动状态控制参数,控制相应步进电机动作,完成调光过程。
2
自适应前照灯系统控制模型研究
线性二自由度汽车模型
我们假定在正常速度范围内,忽略悬架作
用,忽略左右轮轮胎由于载荷的变化而引起轮胎
特性的变化以及轮胎回正力矩的作用,认为汽车
收稿日期:2011-02-17
作者简介:肖红(1964 -),女,山东淄博人,工程师,主要从事汽车电子方面的