一种基于LED的非机械调节的自适应前照明系统及方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201310401020.5	申请日：	2013.09.06
公开号：	CN104427705A	公开日：	2015.03.18
当前法律状态：	撤回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):H05B 37/02申请公布日:20150318\|\|\|公开
IPC分类号：	H05B37/02	主分类号：	H05B37/02
申请人：	江苏海德莱特汽车部件有限公司
发明人：	蒲新华
地址：	212323江苏省镇江市丹阳市界牌镇武阳工业园
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内容摘要

一种基于LED的非机械调节的自适应前照明系统及方法，所述系统及方法包括：1)控制算法与策略；2)主ECU；3)功率ECU1和功率ECU2；4)LED光组1和LED光组2。本发明将这两项技术优化组合到一起，实现了一种高精度、高效率、高寿命的自适应前照明系统。

权利要求书

权利要求书1. 一种基于LED的非机械调节的自适应前照明系统及方法，所述系统及方法包括：1)控制算法与策略；2)主ECU；3)功率ECU1和功率ECU2；4)LED光组1和LED光组2。2. 根据权利要求1所述的一种基于LED的非机械调节的自适应前照明系统及方法，其特征在于：所述的控制算法与策略包括：1)、功率ECU1、ECU2上电不需要主ECU发指令，主动自检；2)、功率ECU1、ECU2上电自检内容包括各LED光源是否正常、各电子开关是否正常、远近切换是否正常、通信是否正常；3)、功率ECU1、ECU2上电自检完毕后，进行光源驱动点亮，点亮的顺序依次为对下、对内、对中、对外、对中；其主要目的是让驾驶者对系统进行视觉感知与人工判断；4)、当功率ECU1、ECU2不能正常通信时、光型控制为近光C工作模式；5)、主ECU上电能自检，主要测试功率ECU1、功率ECU2通信状态、故障状态、工作模式；6)、当任一功率ECU出现故障时，应有报警信号输出，但系统中无故障的ECU应继续工作；7)、当进入远光模式时，功率ECU1、ECU2的输出功率应适当提高，提高的范围应在0～100％之间；8)、LED灯光组由多颗LED组成不规则矩阵排列，每个矩阵点由m(m>4)个以上水平排列光源和n(n>3)个以上垂直排列光源组成；其中水平排列光源每颗的照射角度应小于(1.5π)／m，起始0位置应均匀分布在(2π)／m的位置；垂直排列光源每颗的照射角度应小于(1.2π)／n，起始0位置应均匀分布在π／n的位置；9)、相邻LED光源的重叠区域左右小于π／4扇形面积，上下小于π／8扇形面积，灯光总的重叠区域∑Δ≤2π。3. 根据权利要求1所述的一种基于LED的非机械调节的自适应前照明系统及方法，其特征在于：所述的主ECU(101)包括MCU(201)和CAN总线接口(301)；MCU计算识别出1)路面倾斜度斜率K；2)车辆的转弯圆心坐标(A,B)，半径R等特征；与行车信号进行相关运算，分别算出LED灯光组1、LED灯光组2的L 方向照射角和垂直方向照射角；然后MCU将其通过总线，分别传送到功率ECU1和功率ECU2；MCU的运算频率不小于20次／秒。4. 根据权利要求1所述的一种基于LED的非机械调节的自适应前照明系统及方法，其特征在于：所述的功率ECU1(104)和功率ECU2(105)包括：单片机(401)，主要从总线(402)接收由(201)来的灯光调整位置信号，驱动LED组1(106)、LED光组2(107)；同时能判断LED光组1、LED光组2工作是否正常，然后将调整结果通过总线返回给主ECU(201)。

说明书

说明书一种基于LED的非机械调节的自适应前照明系统及方法
技术领域
本发明涉及一种车用灯光照明系统，特别涉及一种基于LED的非机械调节的自适应前照明系统，即LED+AFS系统。
背景技术
自适应前照明系统，即AFS系统，这一系统已经被广泛引用于中高配置的车辆中。现有的AFS技术基本采用了同一种技术路线：即由电子控制单元实现运算并驱动执行机构进行灯光调节。灯光的调节机构采用步进电机进行上下方向的调节，采用步进电机组成的水平转向机构实现灯光的左右方向调节。这种技术路线，由于采用了机械调节的方式，存在机械磨损，所以对于材料要求高，对制造工艺要求也很高；使用寿命一般在几百万次左右、调节精度上也不够高，由此引发的失效率就很高。
发明内容
为了解决以上问题，本发明的目的是提供一种基于LED的非机械调节的自适应前照明系统及方法，是利用大功率LED光源矩阵，替代了现有的机械调节方式，从而解决了由于机械调节装置的精度、磨损所引发的一系列问题。
本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种基于LED的非机械调节的自适应前照明系统及方法，包括以下步骤：其特征在于：
1)、控制算法与策略：主要约定了系统运行所必须遵守的控制方式、方法；
2)、主ECU：实现行车信号的采集及接收，对收到的相关信号进行运算，最后分别输出控制信号到功率ECU1和功率ECU2；
3)、功率ECU1和功率ECU2：完成了根据主ECU来的灯光位置信号，分别对LED光组1和LED光组2进行矩阵驱动调整，并将调整结果反馈回主ECU；
4)、LED灯光组1和LED灯光组2，主要由矩阵光源组成，完成了光学的最终输出；
LED即有机发光体，属于绿色光源，近年来在车用前照灯上已商业应用。本发明将这两项技术优化组合到一起，实现了一种高精度、高效率、高寿命的自适应前照明系统。
附图说明
图1是本发明所用的技术路线框图。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本方法的具体实施方式。
本技术控制算法与策略包括：
1)、功率ECU1、ECU2上电不需要主ECU发指令，主动自检；
2)、功率ECU1、ECU2上电自检内容包括各LED光源是否正常、各电子开关是否正常、远近切换是否正常、通信是否正常；
3)、功率ECU1、ECU2上电自检完毕后，进行光源驱动点亮，点亮的顺序依次为对下、对内、对中、对外、对中；其主要目的是让驾驶者对系统进行视觉感知与人工判断；
4)、功率ECU1、ECU2不能正常通信时、光型控制为近光C工作模式；
5)、主ECU上电自检，主要测试功率ECU1、功率ECU2通信状态、故障状态、工作模式；
6)、当任一功率ECU出现故障时，应有报警信号输出，但系统中无故障的ECU应继续工作；
7)、当进入远光模式时，功率ECU1、ECU2的输出功率能适当提高，提高的范围应在0～100％之间；
8)、LED灯光组由多颗LED组成不规则矩阵排列，每个矩阵点由m(m>4)个以上水平排列光源和n(n>3)个以上垂直排列光源组成；其中水平排列光源每颗的照射角度应小于(1.5π)／m，起始0位置应均匀分布在(2π)／m的位置；垂直排列光源每颗的照射角度应小于(1.2π)／n，起始0位置应均匀分布在π／n的位置；
9)、相邻LED光源的重叠区域：左右小于π／4扇形面积，上下小于π／8扇形面积，灯光总的重叠区域∑Δ≤2π。
由图1知，201为9S12内核的MCU，型号为MC9S12DJ128，CAN车辆信号由图中301进行差分整形解码由202进入MCU，MCU根据预定的算法和上面所述的控制策略，计算出光照的角度，送到功率ECU中。其中主要关注的特征有：
1)、路面倾斜度：计算识别出车辆悬架前后对地坐标(Xq,Yq)和终点坐标(Xh， Yh)，斜率K；
2)、车辆的转弯状态：计算出车辆转弯圆的圆心坐标(A,B)，半径R等特征；完成特征提取后，201还要对行车信号进行采样，行车信号包括车辆的转角加速度、车速、加速度、前后高度传感器、刹车、雨刮等；MCU再利用这些信号进行运算后，分别算出LED灯光组1、LED灯光组2的H(水平)方向照射角和V(垂直)方向照射角；然后MCU将这些调整量分别通过总线，传送到功率ECU1和功率ECU2；MCU的运算频率不小于20次／秒。功率ECU1和功率ECU2：401为9S08内核的MCU，型号为MC9S08DZ60，由主ECU来的控制信号从402的LIN总线接口电路整形后进入MCU，MCU根据该信号分别对LED光组1和LED光组2进行光型组合调整，输出相应的控制电平到403，完成了对LED光组的照射光型的调整。LED灯光组1和LED灯光组2：106为LED灯光组1，107为LED灯光组2，是由多颗大功率LED组成的光学模组，以规则或不规则的矩阵形式排列，每个矩阵点均由多个子发光源组成，在401的控制下完成对应矩阵点的发光，从而实现了光型的调整。

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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201310401020.5(22)申请日 2013.09.06H05B 37/02(2006.01)(71)申请人江苏海德莱特汽车部件有限公司地址 212323 江苏省镇江市丹阳市界牌镇武阳工业园(72)发明人蒲新华(54) 发明名称一种基于LED的非机械调节的自适应前照明系统及方法(57) 摘要一种基于LED的非机械调节的自适应前照明系统及方法，所述系统及方法包括：1)控制算法与策略；2)主ECU；3)功率ECU1和功率ECU2；4)LED光组1和LED光组2。本发明将这两项技术优化组合到一起，实现了一种高精度、高效率、高寿命的自适应。

2、前照明系统。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图1页(10)申请公布号 CN 104427705 A(43)申请公布日 2015.03.18CN 104427705 A1/1页21.一种基于LED的非机械调节的自适应前照明系统及方法，所述系统及方法包括：1)控制算法与策略；2)主ECU；3)功率ECU1和功率ECU2；4)LED光组1和LED光组2。2.根据权利要求1所述的一种基于LED的非机械调节的自适应前照明系统及方法，其特征在于：所述的控制算法与策略包括：1)、功率ECU1、ECU2上电不需要主ECU发指令，主动自。

3、检；2)、功率ECU1、ECU2上电自检内容包括各LED光源是否正常、各电子开关是否正常、远近切换是否正常、通信是否正常；3)、功率ECU1、ECU2上电自检完毕后，进行光源驱动点亮，点亮的顺序依次为对下、对内、对中、对外、对中；其主要目的是让驾驶者对系统进行视觉感知与人工判断；4)、当功率ECU1、ECU2不能正常通信时、光型控制为近光C工作模式；5)、主ECU上电能自检，主要测试功率ECU1、功率ECU2通信状态、故障状态、工作模式；6)、当任一功率ECU出现故障时，应有报警信号输出，但系统中无故障的ECU应继续工作；7)、当进入远光模式时，功率ECU1、ECU2的输出功率应适当提高，提高。

4、的范围应在0100之间；8)、LED灯光组由多颗LED组成不规则矩阵排列，每个矩阵点由m(m4)个以上水平排列光源和n(n3)个以上垂直排列光源组成；其中水平排列光源每颗的照射角度应小于(1.5)m，起始0位置应均匀分布在(2)m的位置；垂直排列光源每颗的照射角度应小于(1.2)n，起始0位置应均匀分布在n的位置；9)、相邻LED光源的重叠区域左右小于4扇形面积，上下小于8扇形面积，灯光总的重叠区域2。3.根据权利要求1所述的一种基于LED的非机械调节的自适应前照明系统及方法，其特征在于：所述的主ECU(101)包括MCU(201)和CAN总线接口(301)；MCU计算识别出1)路面倾斜度斜率。

5、K；2)车辆的转弯圆心坐标(A,B)，半径R等特征；与行车信号进行相关运算，分别算出LED灯光组1、LED灯光组2的L方向照射角和垂直方向照射角；然后MCU将其通过总线，分别传送到功率ECU1和功率ECU2；MCU的运算频率不小于20次秒。4.根据权利要求1所述的一种基于LED的非机械调节的自适应前照明系统及方法，其特征在于：所述的功率ECU1(104)和功率ECU2(105)包括：单片机(401)，主要从总线(402)接收由(201)来的灯光调整位置信号，驱动LED组1(106)、LED光组2(107)；同时能判断LED光组1、LED光组2工作是否正常，然后将调整结果通过总线返回给主ECU(。

6、201)。权利要求书CN 104427705 A1/2页3一种基于 LED 的非机械调节的自适应前照明系统及方法技术领域0001 本发明涉及一种车用灯光照明系统，特别涉及一种基于LED的非机械调节的自适应前照明系统，即LED+AFS系统。背景技术0002 自适应前照明系统，即AFS系统，这一系统已经被广泛引用于中高配置的车辆中。现有的AFS技术基本采用了同一种技术路线：即由电子控制单元实现运算并驱动执行机构进行灯光调节。灯光的调节机构采用步进电机进行上下方向的调节，采用步进电机组成的水平转向机构实现灯光的左右方向调节。这种技术路线，由于采用了机械调节的方式，存在机械磨损，所以对于材料要。

7、求高，对制造工艺要求也很高；使用寿命一般在几百万次左右、调节精度上也不够高，由此引发的失效率就很高。发明内容0003 为了解决以上问题，本发明的目的是提供一种基于LED的非机械调节的自适应前照明系统及方法，是利用大功率LED光源矩阵，替代了现有的机械调节方式，从而解决了由于机械调节装置的精度、磨损所引发的一系列问题。0004 本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种基于LED的非机械调节的自适应前照明系统及方法，包括以下步骤：其特征在于：0005 1)、控制算法与策略：主要约定了系统运行所必须遵守的控制方式、方法；0006 2)、主ECU：实现行车信号的采集及接收，对收到的相关信号进行运算，。

8、最后分别输出控制信号到功率ECU1和功率ECU2；0007 3)、功率ECU1和功率ECU2：完成了根据主ECU来的灯光位置信号，分别对LED光组1和LED光组2进行矩阵驱动调整，并将调整结果反馈回主ECU；0008 4)、LED灯光组1和LED灯光组2，主要由矩阵光源组成，完成了光学的最终输出；0009 LED即有机发光体，属于绿色光源，近年来在车用前照灯上已商业应用。本发明将这两项技术优化组合到一起，实现了一种高精度、高效率、高寿命的自适应前照明系统。附图说明0010 图1是本发明所用的技术路线框图。具体实施方式0011 以下结合附图详细说明本方法的具体实施方式。0012 本技术控制算法与。

9、策略包括：0013 1)、功率ECU1、ECU2上电不需要主ECU发指令，主动自检；0014 2)、功率ECU1、ECU2上电自检内容包括各LED光源是否正常、各电子开关是否正常、远近切换是否正常、通信是否正常；说明书CN 104427705 A2/2页40015 3)、功率ECU1、ECU2上电自检完毕后，进行光源驱动点亮，点亮的顺序依次为对下、对内、对中、对外、对中；其主要目的是让驾驶者对系统进行视觉感知与人工判断；0016 4)、功率ECU1、ECU2不能正常通信时、光型控制为近光C工作模式；0017 5)、主ECU上电自检，主要测试功率ECU1、功率ECU2通信状态、故障状态、工作。

10、模式；0018 6)、当任一功率ECU出现故障时，应有报警信号输出，但系统中无故障的ECU应继续工作；0019 7)、当进入远光模式时，功率ECU1、ECU2的输出功率能适当提高，提高的范围应在0100之间；0020 8)、LED灯光组由多颗LED组成不规则矩阵排列，每个矩阵点由m(m4)个以上水平排列光源和n(n3)个以上垂直排列光源组成；其中水平排列光源每颗的照射角度应小于(1.5)m，起始0位置应均匀分布在(2)m的位置；垂直排列光源每颗的照射角度应小于(1.2)n，起始0位置应均匀分布在n的位置；0021 9)、相邻LED光源的重叠区域：左右小于4扇形面积，上下小于8扇形面积，灯光总的。

11、重叠区域2。0022 由图1知，201为9S12内核的MCU，型号为MC9S12DJ128，CAN车辆信号由图中301进行差分整形解码由202进入MCU，MCU根据预定的算法和上面所述的控制策略，计算出光照的角度，送到功率ECU中。其中主要关注的特征有：0023 1)、路面倾斜度：计算识别出车辆悬架前后对地坐标(Xq,Yq)和终点坐标(Xh，Yh)，斜率K；0024 2)、车辆的转弯状态：计算出车辆转弯圆的圆心坐标(A,B)，半径R等特征；完成特征提取后，201还要对行车信号进行采样，行车信号包括车辆的转角加速度、车速、加速度、前后高度传感器、刹车、雨刮等；MCU再利用这些信号进行运算后，分别。

12、算出LED灯光组1、LED灯光组2的H(水平)方向照射角和V(垂直)方向照射角；然后MCU将这些调整量分别通过总线，传送到功率ECU1和功率ECU2；MCU的运算频率不小于20次秒。功率ECU1和功率ECU2：401为9S08内核的MCU，型号为MC9S08DZ60，由主ECU来的控制信号从402的LIN总线接口电路整形后进入MCU，MCU根据该信号分别对LED光组1和LED光组2进行光型组合调整，输出相应的控制电平到403，完成了对LED光组的照射光型的调整。LED灯光组1和LED灯光组2：106为LED灯光组1，107为LED灯光组2，是由多颗大功率LED组成的光学模组，以规则或不规则的矩阵形式排列，每个矩阵点均由多个子发光源组成，在401的控制下完成对应矩阵点的发光，从而实现了光型的调整。说明书CN 104427705 A1/1页5说明书附图CN 104427705 A。

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