一種汽車前大燈兩自由度轉(zhuǎn)向弧線直驅(qū)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種汽車前大燈兩自由度轉(zhuǎn)向弧線直驅(qū)系統(tǒng)，包括燈體、第一支架、兩自由度弧線電機(jī)、微控制器、位置傳感器、萬向節(jié)、第二支架和第三支架，其特征在于：所述的燈體安裝在第一支架上，所述的第一支架上安裝有萬向節(jié)，所述的萬向節(jié)位于兩自由度弧線電機(jī)的圓心，所述的微控制器通過導(dǎo)線與兩自由度弧線電機(jī)和位置傳感器相連。本發(fā)明的微控制器控制兩自由度弧線電機(jī)運(yùn)動，從而驅(qū)動燈體在水平面上左右轉(zhuǎn)動；在垂直面上俯仰轉(zhuǎn)動。實現(xiàn)了燈體在水平面和垂直面兩自由度的角度調(diào)節(jié)，保證了燈體轉(zhuǎn)向的快速性、轉(zhuǎn)角的精確性，確保照亮“盲區(qū)”。
【專利說明】一種汽車前大燈兩自由度轉(zhuǎn)向弧線直驅(qū)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車前大燈照明方向、角度及寬度的調(diào)節(jié)裝置，具體涉及汽車前大燈兩自由度轉(zhuǎn)向驅(qū)動系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)車輛前大燈方向固定，大燈光線因和車輛行駛方向保持一致，在夜間或者氣候原因造成的視線不良情況下，轉(zhuǎn)彎時不可避免出現(xiàn)照明“盲區(qū)”；另外當(dāng)載重、加速、減速、上坡、下坡等各種變化的軸載荷導(dǎo)致大燈傾角變化，會導(dǎo)致無法有效照明車輛行駛方向的路面。在這些情況下，若路上存在障礙物，可能會引發(fā)交通事故。
[0003]汽車前大燈兩自由度轉(zhuǎn)向技術(shù)(AFS)主要是改善夜間以及氣候因素所造成的視線不良問題。前大燈兩自由度轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠根據(jù)行車速度、車身轉(zhuǎn)向角度、軸間載荷的變化等因素自動調(diào)節(jié)前大燈的水平轉(zhuǎn)向角度和垂直仰角，以便及時照亮“未到達(dá)”的區(qū)域，提供全方位的安全照明，確保夜間行車的安全。
[0004]申請?zhí)枮?01220083167.5的專利《異步控制隨動轉(zhuǎn)向大燈系統(tǒng)》、申請?zhí)枮?01220399526.8的專利《汽車自動隨動轉(zhuǎn)向前大燈裝置》、以及現(xiàn)有汽車中的前大燈兩自由度轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由燈具、支架、控制器、伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)和定位齒輪組成。其原理是通過使用一臺電機(jī)控制轉(zhuǎn)軸在垂直方向上下轉(zhuǎn)動達(dá)到燈體仰角的調(diào)節(jié)，使用一臺電機(jī)控制齒輪使燈體水平方向轉(zhuǎn)動。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高且容易出現(xiàn)故障。另外由于燈體轉(zhuǎn)向是通過電機(jī)驅(qū)動齒輪完成的，存在轉(zhuǎn)向滯后、轉(zhuǎn)向靈敏度差、轉(zhuǎn)向角度偏差、爬行等問題，不能反映司機(jī)的真實意圖。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種無需齒輪傳動、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、成本低廉，且能夠滿足前大燈水平方向和垂直方向兩自由度的轉(zhuǎn)向靈明度高、轉(zhuǎn)向角度準(zhǔn)確的要求，符合司機(jī)的轉(zhuǎn)向意圖的汽車前大燈兩自由度轉(zhuǎn)向驅(qū)動系統(tǒng)。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種汽車前大燈兩自由度轉(zhuǎn)向弧線直驅(qū)系統(tǒng)，包括燈體、第一支架、兩自由度弧線電機(jī)、微控制器、位置傳感器、萬向節(jié)、第二支架和第三支架，其特征在于:所述的燈體安裝在第一支架上，所述的第一支架上安裝有萬向節(jié)，所述的萬向節(jié)位于兩自由度弧線電機(jī)的圓心，所述的微控制器通過導(dǎo)線與兩自由度弧線電機(jī)和位置傳感器相連。
[0007]所述的兩自由度弧線電機(jī)包括定子、第一動子和第二動子，所述的定子和第一動子背對定子的一面上表貼有磁鋼片，所述的第一動子面對于定子的一面和第二動子上各有一套繞組；或者所述的磁鋼片表貼于定子和第二動子上，所述的第一動子正反兩面各有一套繞組；或者所述的定子和第一動子背對定子的一面上各有一套繞組，所述的第一動子面對于定子的一面和第二動子上表貼有磁鋼片；或者所述的定子和第二動子上各有一套繞組，所述的第一動子正反兩面上表貼有磁鋼片。所述的第一動子既作為定子的動子又作為第二動子的定子，所述的第一動子的形狀是十字形的且每條邊是弧形的。
[0008]所述的第一支架和第二支架通過萬向節(jié)連接，所述的第二支架與定子所在平面垂直；所述的燈體尾部通過第三支架和第二動子中心點(diǎn)相連。
[0009]所述的位置傳感器是絕對式弧線編碼器，所述的絕對式弧線編碼器為光柵或磁柵。
[0010]所述的燈體在水平面上轉(zhuǎn)動方向與兩自由度弧線電機(jī)第一動子在水平面上轉(zhuǎn)動方向在圓周上是一致的，所述的燈體在垂直面上的轉(zhuǎn)動方向與兩自由度弧線電機(jī)第二動子在垂直面上的轉(zhuǎn)動方向在圓周上是一致的。
[0011]所述的微控制器根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)向信號和車身高度傳感器信號采用矢量控制策略控制兩自由度弧線電機(jī)，從而驅(qū)動燈體在水平方向、垂直方向兩自由度轉(zhuǎn)動。
[0012]采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明的微控制器控制兩自由度弧線電機(jī)運(yùn)動，從而驅(qū)動燈體在水平面上左右轉(zhuǎn)動；在垂直面上俯仰轉(zhuǎn)動。微控制器根據(jù)方向盤的轉(zhuǎn)向角信號，車速、前后車身高度傳感器信號計算出燈體期望轉(zhuǎn)向角(水平面和垂直面)，根據(jù)該轉(zhuǎn)角指令使用三閉環(huán)(轉(zhuǎn)角環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán))矢量控制策略，控制兩自由度弧線電機(jī)動子運(yùn)動到指定位置，調(diào)整燈體水平面和垂直面上的轉(zhuǎn)角。實現(xiàn)了水平面和垂直面兩自由度的角度調(diào)節(jié)，保證了燈體轉(zhuǎn)向的快速性、轉(zhuǎn)角的精確性，確保照亮“盲區(qū)”。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的第一種整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是圖1的側(cè)視圖。
[0015]圖3是本發(fā)明的第一種兩自由度弧線電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4是本發(fā)明的第二種整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖5是圖4的側(cè)視圖。
[0018]圖6是本發(fā)明的第二種兩自由度弧線電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖7是本發(fā)明的兩自由度弧線電機(jī)驅(qū)動控制結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中:1、燈體 2、第一支架 3、兩自由度弧線電機(jī) 3-1、 定子 3-2、第一動子 3-3、第二動子 3-4、磁鋼片 3-5、繞組 4、微控制器 5、位置傳感器 6、萬向節(jié) 7、第二支架 8、第三支架。
【具體實施方式】
[0021]下面根據(jù)說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋。
[0022]如圖1和圖4所示，一種汽車前大燈兩自由度轉(zhuǎn)向弧線直驅(qū)系統(tǒng)，包括燈體1、第一支架2、兩自由度弧線電機(jī)3、微控制器4、位置傳感器5、萬向節(jié)6、第二支架7和第三支架8，所述的燈體I安裝在第一支架2上，所述的第一支架2上安裝有萬向節(jié)6，所述的萬向節(jié)6位于兩自由度弧線電機(jī)3的圓心，所述的微控制器4通過導(dǎo)線與兩自由度弧線電機(jī)3和位置傳感器5相連。
[0023]如圖3所示，所述的兩自由度弧線電機(jī)3包括定子3-1、第一動子3-2和第二動子3-3，所述的定子3-1和第一動子3-2背對定子3-1的一面上表貼有磁鋼片3_4，所述的第一動子3-2面對于定子3-1的一面和第二動子3-3上各有一套繞組3-5 ;或者如圖6所示，所述的磁鋼片3-4表貼于定子3-1和第二動子3-3上，所述的第一動子3-2正反兩面各有一套繞組3-5 ;或者所述的定子3-1和第一動子3-2背對定子3-1的一面上各有一套繞組3_5，所述的第一動子3-2面對于定子3-1的一面和第二動子3-3上表貼有磁鋼片3-4 ;或者所述的定子3-1和第二動子3-3上各有一套繞組3-5，所述的第一動子3-2正反兩面上表貼有磁鋼片3-4，所述的第一動子3-2既作為定子3-1的動子又作為第二動子3-3的定子3_1，所述的第一動子3-2的形狀是十字形的且每條邊是弧形的，即如圖3和圖6所示。
[0024]所述的第一支架2和第二支架7通過萬向節(jié)6連接，所述的第二支架7與定子3_1所在平面垂直；所述的燈體I尾部通過第三支架8和第二動子3-3中心點(diǎn)相連。
[0025]所述的位置傳感器5是絕對式弧線編碼器，所述的絕對式弧線編碼器為光柵或磁柵。
[0026]所述的燈體I在水平面上轉(zhuǎn)動方向與兩自由度弧線電機(jī)3第一動子3-2在水平面上轉(zhuǎn)動方向在圓周上是一致的，所述的燈體I在垂直面上的轉(zhuǎn)動方向與兩自由度弧線電機(jī)3第二動子3-3在垂直面上的轉(zhuǎn)動方向在圓周上是一致的。
[0027]如圖7所示，所述的微控制器4根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)向信號和車身高度傳感器信號，采用矢量控制策略控制兩自由度弧線電機(jī)3驅(qū)動燈體I在水平方向、垂直方向兩自由度轉(zhuǎn)動。
[0028]使用時微控制器4接受方向盤轉(zhuǎn)向信號，根據(jù)車速計算出燈體I期望轉(zhuǎn)向角度。當(dāng)方向指不燈啟動時，微控制器4認(rèn)為方向盤轉(zhuǎn)向信號有效,控制兩自由度弧線電機(jī)3第一動子3-2直接驅(qū)動燈體I在水平面上轉(zhuǎn)動到期望角度；當(dāng)方向指示燈關(guān)閉時，微控制器4不響應(yīng)方向盤轉(zhuǎn)向信號，僅控制兩自由度弧線電機(jī)3第一動子3-2驅(qū)動燈體I回復(fù)到原始零位。同時微控制器4根據(jù)前后車身高度傳感器信號，控制兩自由度弧線電機(jī)3第二動子3-3在第一動子3-2上移動及時調(diào)整燈體I的仰角，確保燈體中心軸線和路面平行。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車前大燈兩自由度轉(zhuǎn)向弧線直驅(qū)系統(tǒng)，包括燈體、第一支架、兩自由度弧線電機(jī)、微控制器、位置傳感器、萬向節(jié)、第二支架和第三支架，其特征在于:所述的燈體安裝在第一支架上，所述的第一支架上安裝有萬向節(jié)，所述的萬向節(jié)位于兩自由度弧線電機(jī)的圓心，所述的微控制器通過導(dǎo)線與兩自由度弧線電機(jī)和位置傳感器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車前大燈兩自由度轉(zhuǎn)向弧線直驅(qū)系統(tǒng)，其特征在于所述的兩自由度弧線電機(jī)包括定子、第一動子和第二動子，所述的定子和第一動子背對定子的一面上表貼有磁鋼片，所述的第一動子面對于定子的一面和第二動子上各有一套繞組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車前大燈兩自由度轉(zhuǎn)向弧線直驅(qū)系統(tǒng)，其特征在于所述的定子和第二動子上表貼有磁鋼片，所述的第一動子正反兩面各有一套繞組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車前大燈兩自由度轉(zhuǎn)向弧線直驅(qū)系統(tǒng)，其特征在于所述的定子和第一動子背對定子的一面上各有一套繞組，所述的第一動子面對于定子的一面和第二動子上表貼有磁鋼片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車前大燈兩自由度轉(zhuǎn)向弧線直驅(qū)系統(tǒng)，其特征在于所述的定子和第二動子上各有一套繞組，所述的第一動子正反兩面上表貼有磁鋼片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車前大燈兩自由度轉(zhuǎn)向弧線直驅(qū)系統(tǒng)，其特征在于所述的第一動子既作為定子的動子又作為第二動子的定子，所述的第一動子的形狀是十字形的且每條邊是弧形的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車前大燈兩自由度轉(zhuǎn)向弧線直驅(qū)系統(tǒng)，其特征在于所述的第一支架和第二支架通過萬向節(jié)連接，所述的第二支架與定子所在平面垂直；所述的燈體尾部通過第三支架和第二動子中心點(diǎn)相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車前大燈兩自由度轉(zhuǎn)向弧線直驅(qū)系統(tǒng)，其特征在于所述的位置傳感器是絕對式弧線編碼器，所述的絕對式弧線編碼器為光柵或磁柵。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車前大燈兩自由度轉(zhuǎn)向弧線直驅(qū)系統(tǒng)，其特征在于所述的燈體在水平面上轉(zhuǎn)動方向與兩自由度弧線電機(jī)第一動子在水平面上轉(zhuǎn)動方向在圓周上是一致的，所述的燈體在垂直面上的轉(zhuǎn)動方向與兩自由度弧線電機(jī)第二動子在垂直面上的轉(zhuǎn)動方向在圓周上是一致的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9所述的一種汽車前大燈兩自由度轉(zhuǎn)向弧線直驅(qū)系統(tǒng)，其特征在于所述的微控制器根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)向信號和前后車身高度傳感器信號采用矢量控制策略控制兩自由度弧線電機(jī)，從而驅(qū)動燈體在水平方向、垂直方向兩自由度轉(zhuǎn)動。
【文檔編號】B60Q1/12GK103692957SQ201310689916
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】周華偉, 劉國海, 陳龍, 趙文祥, 孫龍綱, 陳兆嶺 申請人:江蘇大學(xué)