分析汽車(chē)自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)的設(shè)
互聯(lián)網(wǎng) 俠名 汽車(chē)電器維修 2012-07-08
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目前中國(guó)的汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量保持著較高的增長(zhǎng)速度，然而，車(chē)輛快速增長(zhǎng)造成的交通事故數(shù)量居高不下，給人民的生命財(cái)產(chǎn)造成了巨大損失。目前傳統(tǒng)的車(chē)輛燈光照明系統(tǒng)存在著諸多問(wèn)題，在復(fù)雜的道路條件和行車(chē)狀況下，存在極大的安全駕駛隱患。因而，自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)（AFS，AdaptiveFront Lighting System）的開(kāi)發(fā)成為一個(gè)有重大現(xiàn)實(shí)意義的課題。 AFS是指針對(duì)外界條件對(duì)汽車(chē)前部照明做最佳調(diào)整以增強(qiáng)行車(chē)安全的系統(tǒng)。AFS技術(shù)是一種能夠控制汽車(chē)前照燈的配光形象，并且控制車(chē)燈光束的照射角度隨著行車(chē)狀況變化而上下左右調(diào)節(jié)的技術(shù)，是一個(gè)和行車(chē)安全息息相關(guān)的主動(dòng)式安全技術(shù)。 1 AFS技術(shù)分析 在AFS設(shè)計(jì)方案中，系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前車(chē)速、轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角和前后高度傳感器等信號(hào)，通過(guò)內(nèi)置數(shù)學(xué)模型對(duì)近光燈光軸進(jìn)行左右實(shí)時(shí)調(diào)整和動(dòng)靜態(tài)上下調(diào)整，以補(bǔ)償和擴(kuò)展駕駛員在夜晚的視野。同時(shí)，該方案具有模塊化構(gòu)建能力，在硬件改變的情況下，可以靈活裁剪增加組成，適應(yīng)不同車(chē)型的要求。另外，通過(guò)對(duì)目標(biāo)車(chē)型的軟件標(biāo)定和匹配，可以和汽車(chē)制造商的功能需求對(duì)接。 1.1 AFS構(gòu)成及工作原理 AFS是一個(gè)由傳感器組、傳輸通路、處理器/控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成的系統(tǒng)。由于需要對(duì)多種行車(chē)狀態(tài)做出綜合判斷，所以決定了AFS是一個(gè)多輸入/輸出的復(fù)雜系統(tǒng)。 為實(shí)現(xiàn)燈光的自適應(yīng)功能，AFS必須要從不同的傳感器取得多種行車(chē)信息。系統(tǒng)從轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器、車(chē)速傳感器、車(chē)身高度傳感器分別取得車(chē)輪轉(zhuǎn)角、車(chē)速和車(chē)身傾斜度的精確信息。其中角度和速度信息通過(guò)中央控制電路精確計(jì)算后，系統(tǒng)輸出信號(hào)控制旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器對(duì)投射式前照燈進(jìn)行左右旋轉(zhuǎn)，傾斜度信息控制調(diào)高電動(dòng)機(jī)對(duì)光束進(jìn)行上下旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)智能化控制。圖1為長(zhǎng)城某車(chē)型AFS構(gòu)成及功能示意圖。  圖1中AFS所需部分信息（如車(chē)輛行駛狀態(tài)、燈光狀態(tài)等信號(hào)）也被其他的車(chē)身控制系統(tǒng)采用，即AFS實(shí)際上要和其他控制系統(tǒng)共用一些傳感器，這里總線技術(shù)的應(yīng)用為車(chē)身信息的高速共享提供了可能。AFS控制系統(tǒng)采集的信號(hào)為車(chē)身功能總線信號(hào)和傳感器信號(hào)。圖2為AFS系統(tǒng)工作原理框圖。  1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì) AFS能夠?qū)崿F(xiàn)包括隨動(dòng)轉(zhuǎn)向、動(dòng)態(tài)水平調(diào)節(jié)、雨天以及啟動(dòng)、緊急制動(dòng)等行車(chē)模式的光束照射角度和范圍的控制功能。AFS功能設(shè)計(jì)示意圖見(jiàn)圖3，系統(tǒng)部分設(shè)計(jì)參數(shù)詳見(jiàn)表1。與此同時(shí)，所設(shè)計(jì)系統(tǒng)還應(yīng)具備以下功能。  1）故障診斷當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，能根據(jù)故障的類(lèi)別產(chǎn)生相應(yīng)的故障代碼及故障處理方式，通過(guò)CAN通信在組合儀表內(nèi)進(jìn)行故障報(bào)警。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，AFS控制系統(tǒng)發(fā)出故障保護(hù)指令，使前照燈光形和照射角度回到規(guī)定的初始狀態(tài)。 2）功能解除駕駛員應(yīng)能通過(guò)開(kāi)關(guān)解除AFS系統(tǒng)左右調(diào)節(jié)的功能，使AFS系統(tǒng)回位到規(guī)定的初始狀態(tài)。  3）休眠喚醒在發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期不工作的情況下，為保證蓄電池處于節(jié)電狀態(tài)，系統(tǒng)應(yīng)可通過(guò)總線命令進(jìn)入休眠狀態(tài)，同時(shí)支持總線喚醒。 4）自檢功能啟動(dòng)前照燈時(shí)，近光燈上下左右自轉(zhuǎn)一周后可回到當(dāng)前的調(diào)平位置。系統(tǒng)上電時(shí)會(huì)進(jìn)行執(zhí)行器的回零操作，以保證控制精度和效果。 事實(shí)上，對(duì)于右側(cè)行車(chē)，左轉(zhuǎn)彎時(shí)，左前燈為主燈，右前燈為從燈；相反，右轉(zhuǎn)彎時(shí)，右前燈為主燈，左前燈為從燈。 1.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析 行車(chē)過(guò)程中，通常彎道上出現(xiàn)危機(jī)時(shí)采用的首要措施就是制動(dòng)，AFS前照燈需要旋轉(zhuǎn)的角度就是要保證有效的制動(dòng)距離。AFS控制策略要求是：反應(yīng)距離與制動(dòng)距離相加后的距離必須要在前照燈旋轉(zhuǎn)后的照明區(qū)域內(nèi)。相關(guān)文獻(xiàn)表明：車(chē)輛在轉(zhuǎn)彎時(shí)，前照燈應(yīng)能照亮車(chē)輛3 s后到達(dá)的位置，依據(jù)此位置點(diǎn)，可計(jì)算車(chē)燈行駛旋轉(zhuǎn)角。圖4為車(chē)輛彎道行車(chē)旋轉(zhuǎn)角度示意圖。  由圖4可知α=μ+σ=arcsin(S/2R)+arcsin(L/R) （1）S=2Rsinμ（2） 根據(jù)文獻(xiàn)［4］中關(guān)系式S =0.0102v2+0.0803v +2.7476，并整合式（2）可得到 μ=arcsin［1R（0.0051v2+0.0402v+1.3738)］（3）  圖5為依據(jù)式（3）得到的車(chē)燈彎道轉(zhuǎn)角與車(chē)速、彎道半徑之間的關(guān)系圖。從圖5中可看出，在相同車(chē)速時(shí)彎道半徑越大車(chē)燈彎道轉(zhuǎn)角越小，另外在相同彎道半徑時(shí)車(chē)速越大車(chē)燈彎道轉(zhuǎn)角越大。為了避免車(chē)燈彎道轉(zhuǎn)角過(guò)大造成對(duì)面行車(chē)駕駛員炫目，所以需要限定車(chē)燈彎道轉(zhuǎn)角的上限值，根據(jù)式（1）可計(jì)算出本文設(shè)計(jì)的AFS的最大彎道轉(zhuǎn)角為20°。 1.4 AFS方案設(shè)計(jì) 1.4.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 為滿足相關(guān)法規(guī)的 |
品牌專(zhuān)修:( 關(guān)鍵字：分析汽車(chē)自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)的設(shè)汽車(chē)電器維修彎道,系統(tǒng),轉(zhuǎn)角,行車(chē),車(chē)燈)
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