CN202669608U - 一种汽车智能辅助照明装置 - Google Patents

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黎兰豪崎
黎诚
宋建桐
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Abstract

本实用新型公开了一种汽车智能辅助照明装置，安装在前照灯和辅助照明灯的左右对称的四个步进电机，由单片机控制，通过传动齿轮驱动前照灯和辅助照明灯的俯仰转动；在步进电机轴端部装置有第一齿轮，前照灯和辅助照明灯的旋转轴上设置有和第一齿轮啮合的第二齿轮，步进电机通过该第二齿轮减速驱动前照灯和辅助照明装置进行俯仰调节，本实用新型能够根据车身俯仰倾斜的角度自动调节前照灯的照射角度，保证驾驶员获得足够的视野范围，避免给迎面来车或前车造成炫目，而且能够在汽车高速行驶时，根据车速为驾驶员提供可自动调节投射角度辅助照明，提高夜间高速行车的安全性。

Description

一种汽车智能辅助照明装置
技术领域
本实用新型属于汽车智能控制领域，更为具体地说，涉及一种汽车智能辅助照明装置。
背景技术
随着社会的发展，汽车开始走进千家万户，随之而来的是交通事故的迅速增加，人们开始越来越多的关注汽车安全。夜间是交通事故的的多发时段，而由于照明问题引发的交通事故约占到夜间交通事故的一半以上，且死亡率也明显高于白天，基本上达到了白天的2倍。目前汽车上装置的照明装置基本上都是固定于车体上的，这样当车辆后方负载较重，例如行李箱放置重物等，以及在汽车加速或制动时，由于车身发生倾斜，前照灯的照射角度都会改变，影响驾驶员获得正常的视野范围和路面信息，在遇到紧急状况时没有足够的反应时间，从而影响行车安全。同时也会对对向来车或前车驾驶员造成炫目，危害他人行车安全。
另外，当汽车在高速公路上行驶时，车速较高，制动距离较长，此时前照灯提供的照射光强和照射距离很难满足驾驶员的高速行车要求，由于照射距离小于汽车的制动距离，当发现前方照射距离内有障碍物或紧急情况出现时，极易发生交通事故，而且由于车速较高，往往是车毁人亡，后果十分严重。
因此，开发一种能够提高夜间行车安全性的智能辅助照明装置极具紧迫性和现实意义。
实用新型内容
针对上述背景技术中提出的问题，本实用新型的目的在于，提供一种汽车智能辅助照明装置，该装置能够在汽车由于前后载荷变化以及加速和制动导致车身俯仰倾斜时，自动调整前照灯的投射俯仰角度，确保其投射角度在合适的范围之内，既可以保证良好的照射效果，又不会对迎面来车和前车驾驶员造成炫目。同时，该装置能够在汽车高速行驶时自动打开辅助照明灯，并根据当前实时车速自动调节辅助前照灯的照射角度，从而为驾驶员提供充足和极佳的照明光线，极大的提高了夜间行车的安全性。
为了实现上述目的，本实用新型采取如下的技术解决方案：
一种汽车智能辅助照明装置，包括：
两个车身高度传感器分别安装在汽车前桥和后桥中部，用于实时监测车辆前轴和后轴的高度变化量，并输入单片机；
安装在变速器壳内的车速传感器，用来监测汽车的实时车速；
对称安装在汽车左右前照灯内侧的两个辅助照明灯，在车速大于预先设定值时，由单片机控制打开，为驾驶员提供辅助照明；
安装在前照灯和辅助照明灯的左右对称的四个步进电机，由单片机控制，通过传动齿轮驱动前照灯和辅助照明灯的俯仰转动；在步进电机轴端部装置有第一齿轮，前照灯和辅助照明灯的旋转轴上设置有和第一齿轮啮合的第二齿轮，步进电机通过该第二齿轮减速驱动前照灯和辅助照明装置进行俯仰调节；
指示灯，在辅助照明灯开启时由单片机控制打开，给驾驶员以提示；
单片机，用于根据车身高度传感器和车速传感器提供的信息，控制指示灯和步进电机的工作，自动调节前照灯和辅助照明灯的照射角度；
车身高度传感器和车速传感器分别与单片机的输入端连接，步进电机和指示灯连接到单片机输出端。
其中，优选地，所述的预先设定值为80Km/h；当车身的倾斜角度θ大于预先设定的阈值时，单片机控制第一步进电机转动，通过齿轮传动驱动前照灯俯仰转动，转动的角度为θ，转动方向与车身的纵倾方向相反；所述倾斜角度θ
θ＝tan-1((dHr-dHf)/L)
其中，L表示前后轴间距，dHr指后轮高度变化量，dHf表示前轮高度变化量；车速传感器2采集汽车的实时车速V大于所述的预先设定值后，辅助照明灯开启，其旋转角度
Figure BSA00000699831700032
其中，V是实时车速；车身的倾斜角度θ小于或等于预先设定的阈值，单片机控制第一步进电机回转到初始位置，驱动前照灯回复到正常位置；所述步进电机是永磁感应式步进电机；所述汽车智能辅助照明装置设有手动开关。
本实用新型的其他特点是：
所述车身高度传感器选用光电式车身高度传感器。
所述的单片机选用AT89C51型单片机。
所述步进电机选用42BYG系列永磁感应子式步进电机。
所述的指示灯选用绿色LED灯。
设有手动开关，可以根据路况需要手动开启和关闭***。
本实用新型的一种汽车智能辅助照明装置，能够根据车身俯仰倾斜的角度自动调节前照灯的照射角度，保证驾驶员获得足够的视野范围，避免给迎面来车或前车造成炫目，而且能够在汽车高速行驶时，根据车速为驾驶员提供可自动调节投射角度辅助照明，提高夜间高速行车的安全性。本实用新型的另一个优点在于，其适应性广，自动化程度高，而且由于采用电子控制，响应及时，反应灵敏，控制精确。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的机械结构示意图
图3为车身倾斜角度计算示意图。
图中的标号分别表示，1、车身高度传感器；2、车速传感器；3、单片机；4、第一步进电机；5、第二步进电机；6、指示灯；7、前照灯；8、辅助照明灯；9、第一齿轮；10、第二齿轮；11、旋转轴。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的解释。
具体实施方式
参照图1、2，本实施例给出一种汽车智能辅助照明装置的结构，包括车身高度传感器1，车速传感器2，单片机3，第一步进电机4，第二步进电机5，指示灯6，前照灯7，辅助照明灯8，第一齿轮9，第二齿轮10和旋转轴11。
两个车身高度传感器1分别安装在汽车前桥和后桥中部，用于采集汽车前轴和后轴的高度变化量；
车速传感器2安装在方变速器壳内，用于采集汽车实时速度；
第一步进电机4安装在汽车前照灯7附近，在车身俯仰倾斜超过预先设定的阈值后，由单片机3控制开启，通过齿轮传动机构驱动前照灯7自动俯仰调节；
第二步进电机5安装在辅助照明灯8的附近，在车速超过预设值之后，由单片机3控制打开，通过传动机构驱动辅助照明灯8俯仰旋转；
指示灯6安装在仪表盘上方，在辅助照明灯8开启后打开，提示驾驶员辅助照明灯8当前处于开启状态；
两个辅助照明灯8对称安装在左右前照灯的内侧，在车速超过预定值后开启，为驾驶员提供额外的辅助照明，保障驾驶员获取足够的视野范围。
辅助照明灯8的初始安装角度和前照灯7的安装角度相同，单片机3通过控制辅助照明灯电路中的功率三极管的导通与截止，来达到控制辅助照明灯8的开启与关闭。
车身高度传感器1、车速传感器2分别与单片机3的输入端连接，第一步进电机4、第二步进电机5和指示灯6分别与单片机3输出端连接；步进电机轴端部装置有第一齿轮9，前照灯的旋转轴11上设置有与第一齿轮9相啮合的第二齿轮10。
本实施例中，汽车前照灯7的传动机构与辅助照明灯8的传动机构相同，均是通过第一齿轮9和第二齿轮10的啮合来传递旋转运动的，这里第一、第二齿轮啮合同时起到了减速的作用。
本实施例中，车身高度传感器1选用光电式车身高度传感器，单片机3可以选用89C51型单片机，第一步进电机4和第二步进电机5均选用42BYG系列永磁感应子式步进电机。
一种汽车智能辅助照明装置的工作过程如下：
***启动以后，车身高度传感器1实时采集汽车前轴和后轴的实时高度变化量，并将采集的信息传给单片机3，单片机3根据预先设定的程序计算出车身实时纵向倾斜角度θ：
θ＝tan-1((dHr-dHf)/L)
如图3所示，L表示前后轴间距，dHr指后轮高度变化量，dHf表示前轮高度变化量。
当车身的倾斜角度θ大于预先设定的阈值时，单片机3控制第一步进电机4转动，通过齿轮传动机构，驱动前照灯7俯仰转动，转动的角度为θ，转动方向与车身的纵倾方向相反，即如果汽车前倾，则前照灯7向上转动，如果汽车后仰，则前照灯7向下转动，始终保持良好的照射角度和照射距离。如果车身的纵倾角度θ小于或等于预先设定的阈值，单片机3控制第一步进电机4回转到初始位置，驱动前照灯7回复到正常位置。
同时车速传感器2采集实时速度信息，并输入给单片机3，单片机3将汽车的实时车速和预先设定的阈值(这里设定为80Km/h)进行比较，当车速大于预设阈值时，打开辅助照明灯8，并开启第二步进电机5，通过传动机构驱动辅助照明灯8向上转动一定的角度
Figure BSA00000699831700051
当车速降低到预设阈值一下，则关闭辅助照明灯8，控制第二步进电机5回转到初始位置，驱动辅助照明灯8复位。
本实施例中，设有手动开关，可以根据需要手动开启和关闭***。下面说明辅助照明灯8的旋转角度
Figure BSA00000699831700052
车速传感器2采集汽车的实时车速V，辅助照明灯8在车速大于预设阈值(80Km/h)后开启，我国高速公路的最高限速一般为120Km/h，这里设定辅助照明灯8的可调整角度范围为10°，由此可通过下列公式求得其旋转角度
Figure BSA00000699831700061
Figure BSA00000699831700062
尽管以上结合附图对本实用新型的实施方案进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本实用新型保护之列。

Claims (1)

1.一种汽车智能辅助照明装置，包括： 
两个车身高度传感器分别安装在汽车前桥和后桥中部，用于实时监测车辆前轴和后轴的高度变化量，并输入单片机； 
安装在变速器壳内的车速传感器，用来监测汽车的实时车速； 
对称安装在汽车左右前照灯内侧的两个辅助照明灯，在车速大于预先设定值时，由单片机控制打开，为驾驶员提供辅助照明； 
安装在前照灯和辅助照明灯的左右对称的四个步进电机，由单片机控制，通过传动齿轮驱动前照灯和辅助照明灯的俯仰转动；在步进电机轴端部装置有第一齿轮，前照灯和辅助照明灯的旋转轴上设置有和第一齿轮啮合的第二齿轮，步进电机通过该第二齿轮减速驱动前照灯和辅助照明装置进行俯仰调节； 
指示灯，在辅助照明灯开启时由单片机控制打开，给驾驶员以提示； 
单片机，用于根据车身高度传感器和车速传感器提供的信息，控制指示灯和步进电机的工作，自动调节前照灯和辅助照明灯的照射角度； 
车身高度传感器和车速传感器分别与单片机的输入端连接，步进电机和指示灯连接到单片机输出端。 
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI637870B (zh) * 2016-07-13 2018-10-11 壬豪 楊 智能照明系統及方法
CN110733405A (zh) * 2019-11-20 2020-01-31 湖南德霸照明制造有限公司 一种汽车顶灯
CN112339651A (zh) * 2020-11-27 2021-02-09 安徽工程大学 一种汽车智能大灯***及其控制方法

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