汽车前照灯系统的设计

关秀丽，雷艳敏

(长春大学 电子信息工程学院，长春 130022)

0 引言

随着汽车电子技术的发展，人们对汽车的安全、舒适和人性化要求越来越高。而传统的前照灯系统存在照明光光型单一，近距离上的照明效果不好，弯道照明有暗区等诸多问题，严重影响了行车的安全。基于上述这些问题，就使得研制一种灵活的智能前照灯系统迫在眉睫。

汽车前照灯系统通过综合利用各种传感器技术，采集路面上的各种信息，以便感知驾驶员操作。根据车辆行驶状态、速度变化以及天气环境等因素，自动控制前照灯进行实时动态的光照调节，实现前照灯自适应照明。从而提供最佳道路照明效果，保障行车安全。

1 工作原理

汽车智能前照灯调整系统如图1所示［5］。系统的工作原理是:由传感器感知路面行驶的变化，将信号通过处理电路传递给电控单元，通过调用内部控制算法，发出相应的指令控制前照灯的转角及水平照射位置，实现实时动态的光照照明。

图1 汽车前照灯自动调整系统

图2 AFS系统功能设计示意图

图2 是系统的功能设计示意图［1］。系统采用总线控制，用于实现汽车内部控制系统与外围电路间的数据通信，以便达到整车信息的共享。显然该系统是一个多输入多输出复杂的控制系统。

2 控制算法

控制算法是整个系统的核心，AFS系统的作用对象是近光灯。如果有危险情况的发生，驾驶者需要用一定的时间作出判断以躲避危险并同时对汽车制动［3］。图3给出了AFS系统转弯水平偏转模型。

图3 转弯水平方向偏转模型

方向盘和转角的关系:β=Ka

式中:v是车速，t是反应时间，s是制动距离，β是车轮转角，L轴是汽车的轴距。

当汽车进入弯道左转时，左侧前照灯按规律转向，右侧前照灯照射方向保持不变;当作用在方向盘上的扭力或者汽车行驶速度加大时，左右前照灯均可以以极快的响应速度到达预期规定的位置。

系统控制算法集成在AFS主控制器的芯片上，其主程序流程如图4所示。

图4 系统主程序流程图

3 结语

汽车前照灯系统作为汽车照明的一大技术革新，极大程度地满足了人们对行车安全驾驶和舒适化的要求。可以预见，随着汽车工业的发展，其功能将会越来越完善，其影响也将会越来越深远。

［1］房旭，姚勇，刘军，等.智能汽车前照灯照明系统(AFS)研究［J］.天津汽车，2006(4):17-20.

［2］钱向名.车用自适应前照灯系统设计与研究［J］.机电工程，2010(7):104-107.

［3］朱维涛.汽车前照灯系统光学设计方法研究［J］.仪器仪表学报，2005，26(9):971-975.

［4］Korm anyos CM.HID system with adaptive vertical aim control［J］.SAE transactions，1998，107(6):12-17.

［5］方英兰，朱向冰.自适应前照灯的功能与实现［J］.灯与照明，2010(2):14-18.

［6］兰琳，陈钊.汽车前照灯智能控制系统的设计［J］.拖拉机与农用运输，2009(1):115-116.