汽車電子控制技術(shù) 第3版 課件 第八章-車身電子控制技術(shù)

汽車電子技術(shù)汽車電子技術(shù)第八章車身電子控制技術(shù)機械與運載工程學(xué)院教育部汽車電子工程研究中心目錄CONTENT三自適應(yīng)前照燈二座椅電控系統(tǒng)四電控后視鏡一安全氣囊第一節(jié)安全氣囊系統(tǒng)1、安全氣囊的功用安全氣囊(SupplementalRestraintSystem，SRS)，也稱輔助乘員保護系統(tǒng)。當(dāng)汽車受到撞擊而急劇減速時，氣囊就迅速膨脹以防止駕駛員和副駕駛座人員的身體向前沖撞轉(zhuǎn)向盤和擋風(fēng)玻璃。有助于防止碰撞過程中頭部和胸部的損害。一、概述安全氣囊工作過程一、概述

安全氣囊系統(tǒng)的動作過程

下圖所示為奧迪轎車車速為50km/h時與前面障礙物相撞時氣囊的引爆過程。

氣囊引爆過程一、概述

圖(a)所示，撞車10ms后，達到引爆系統(tǒng)引爆極限，點火器點燃?xì)怏w發(fā)生器產(chǎn)生氮氣，駕駛員仍然直坐著。

圖(b)所示，40ms后，氣囊已完全充脹，駕駛員向前移動，安全帶斜系在駕駛員身上并被拉長，部分沖擊能量已被吸收

圖(c)所示，80ms后，駕駛員的頭及身體上部沉向氣囊，氣囊后面的排氣孔將氮氣在一定壓力下勻速逸出。一、概述

圖(d)所示，110ms后，駕駛員向后移動回到座椅上，大部分氣體從氣囊中逸出，前方恢復(fù)清晰視野。

從開始充氣到完全充滿的時間約為30ms；從汽車受碰撞開始，到安全氣囊收縮為止，所用時間極為短暫，僅為100ms左右，時序如下。一、概述第一節(jié)安全氣囊系統(tǒng)2、安全氣囊的可靠性設(shè)置一般采用雙電源工作，而且在斷電的情況下，還有氣囊電子電路的貯能元件（如大容量電容）供短時間控制用。另外還有低電壓小功率的備用電源。硬件部分要采用高標(biāo)準(zhǔn)、高可靠性的器件。各種抗干擾、老化等方面的試驗。主要部件采用降額使用，并聯(lián)冗余等措施以提高可靠性。一、概述軟件具有自檢功能。第一節(jié)安全氣囊系統(tǒng)3、氣囊在車內(nèi)的標(biāo)識駕駛員氣囊放在轉(zhuǎn)向盤轂內(nèi)，有一個完整光潔的裝飾外罩；乘客氣囊則藏在儀表板內(nèi)，當(dāng)發(fā)生前碰撞或近似前碰撞事故時，固裝在組件內(nèi)的氣囊以規(guī)定方式?jīng)_破外罩充氣膨脹。在安裝位置刻有“AirBag”或縮寫“SRS”或“SIR”。裝有駕駛員用氣囊的轎車儀表板上有一個指示燈，向駕駛員表明氣囊系統(tǒng)狀態(tài)。盡管汽車廠規(guī)定了維護或檢查要求，但大多數(shù)氣囊系統(tǒng)不需要常規(guī)維護就能經(jīng)常處于可使用狀態(tài)。一、概述二、

安全氣囊的分類根據(jù)碰撞類型的不同，安全氣囊可分為正面碰撞防護安全氣囊系統(tǒng)、側(cè)面碰撞防護安全氣囊系統(tǒng)和頂部碰撞防護安全氣囊系統(tǒng)。被動安全氣囊是指氣囊在開發(fā)過程中是作為被動約束系統(tǒng)，即該系統(tǒng)無需使用者設(shè)定就能夠處于工作狀態(tài)。此時安全帶需要使用者主動系上。所以被動安全氣囊系統(tǒng)主要針對未系安全帶的乘員設(shè)計。對于這類乘員，在車速很低的情況下發(fā)生碰撞時，他就有受傷的危險。因此，系統(tǒng)要求設(shè)定在以18~20km/h發(fā)生碰撞時就能點火引爆氣囊。二、

安全氣囊的分類三點式安全帶在歐洲已經(jīng)作為法規(guī)要求強制安裝，所以歐洲國家在開發(fā)安全氣囊時會將安全氣囊作為安全帶保護能力的擴充。由于安全帶大部分屬于主動約束系統(tǒng)，所以將這種氣囊稱為“主動安全氣囊”。試驗表明，在30km/h以下的碰撞中，三點式安全帶已經(jīng)有較好的保護效果。但是在更高速的碰撞中，乘員的頭部仍有第二次碰撞的危險。這時，主動安全氣囊系統(tǒng)可以減少第二次碰撞帶來損害。安全氣囊系統(tǒng)按控制類型不同，可分為機械式和電控式兩類。其中電控式有分立元件型、集成電路型、微機控制型。三、安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理1碰撞傳感器

傳感器用于檢測、判斷汽車發(fā)生事故后的撞擊信號，以便及時啟動安全氣囊，并提供足夠的電能或機械能點燃?xì)怏w發(fā)生器。

傳感器有滾子式傳感器、鋼球式傳感器、水銀開關(guān)式傳感器、電阻應(yīng)變式傳感器。

滾子式傳感器三、安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理1-滾筒在未碰撞時的位置；2-滾筒在碰撞時的位置；3-電路觸點；4-電阻器鋼球式傳感器三、安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理汞開關(guān)型傳感器三、安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理偏心錘式傳感器三、安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理1-芯軸；2-扭力彈簧；3-錘；4-轉(zhuǎn)盤；5-觸橋；6、12、14-動觸頭；7、11、13-靜觸頭；8-外殼；9-插頭；10-止位塊2安全氣囊總成

氣囊總成主要包括點火器、充氣泵、氣囊組件及固定部件。點火器和充氣泵也稱為氣體發(fā)生器。三、安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理1-安裝架；2-充氣器外殼；3-轉(zhuǎn)向盤；4-氣囊；5-引火藥；6-電雷管；7-氣化劑；8-氣囊保護蓋；9-過濾器；10-氣囊盒；11-經(jīng)濟速度開關(guān)；12-纏疊電纜1)氣體發(fā)生器

氣體發(fā)生器又稱充氣器，用于在點火器引爆點火劑時，產(chǎn)生氣體向氣囊充氣，使氣囊膨開。

氣體發(fā)生器用專用螺栓和專用螺母固定在氣囊支架上，裝配時只能用專用工具進行裝配。

氣體發(fā)生器由上蓋、下蓋、充氣劑(片狀疊氮化鈉)和金屬濾網(wǎng)組成，如圖所示。三、安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理氣體發(fā)生器三、安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理

上蓋有若干個充氣孔，充氣孔有長方孔和圓孔兩種。

下蓋上有安裝孔，以便將氣體發(fā)生器安裝到氣囊支架上。

上蓋與下蓋用冷壓工藝壓裝成一體，殼體內(nèi)裝充氣劑、濾網(wǎng)和點火器。

金屬濾網(wǎng)安裝在氣體發(fā)生器的內(nèi)表面，用來過濾充氣劑和點火劑燃燒后的渣粒。三、安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理

在點火器引爆點火劑的瞬間，點火劑會產(chǎn)生大量熱量，氮化鈉受熱立即分解釋放氮氣，并從充氣孔充入氣囊。

目前，大多數(shù)氣體發(fā)生器都是利用熱效反應(yīng)產(chǎn)生氮氣而充入氣囊的。三、安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理

點火器外包鋁箔，安裝在氣體發(fā)生器內(nèi)部中央位置。其分解圖如下：1—引爆炸藥；2—藥筒；3—引藥；4—電熱絲；5—陶瓷片；6—永久磁鐵；7—引出導(dǎo)線；8—絕緣套管；9—絕緣墊片；10—電極；11—電熱頭；12—藥托

三、安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理點火器分解圖2）

氣囊組件包括氣囊，氣囊容器，支撐架和底板，充氣器和裝飾蓋等。氣囊一般用輕尼龍或聚酯纖維布料制成，內(nèi)層涂有聚氯丁二烯，用以密閉氣體。靜態(tài)時，可以折疊成包，安放在氣體發(fā)生器的上部與氣囊裝飾蓋之間。氣囊背面或頂部有排氣孔。支撐架和底板用不銹鋼制成，和充氣器鉚接在一起。駕駛員一側(cè)的氣囊總成通常用螺栓固定在方向盤上，乘客一側(cè)的氣囊總成通常裝在靠乘客一側(cè)的儀表板中。三、安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理3）

安全氣囊控制組件（ACM）ACM又稱SRS控制組件，簡稱SRS電腦。是SRS氣囊系統(tǒng)的核心部件。其安裝位置依車型而異。一般安裝在中央控制臺下面或者乘客座椅下面。典型的ACM組件具備以下功能：控制儀表板上的安全氣囊檢測燈；連續(xù)監(jiān)測安全氣囊系統(tǒng)的各個部件；控制安全氣囊系統(tǒng)的診斷功能；在汽車碰撞期間，如果蓄電池電壓不足時，提供脹開氣囊所需的電能；當(dāng)收到來自傳感器的相應(yīng)信號時，負(fù)責(zé)給一個或幾個氣囊充氣。

三、安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理SRS控制組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)1—能量儲存裝置(電容)；2—保險傳感器總成；3—傳感器觸點；4—傳感器平衡塊；5—四端子連接器；6—邏輯模塊；7—SRSECU連接器

三、安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理ACM主要由控制模塊，信號處理電路、備用電源電路、保護電路和穩(wěn)壓電路等組成。①控制模塊控制模塊主要用以監(jiān)測汽車縱向減速度或慣性力是否達到設(shè)定的閥值，控制氣囊總成中的點火器引爆點火劑?？刂颇K由A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、I/O接口、只讀存儲器、隨機存儲器、EPROM和定時器組成。在汽車行駛過程中，控制模塊不斷接受碰撞傳感器和安全傳感器傳來的車速變化的信號，經(jīng)過數(shù)字計算和邏輯判斷之后，確定是否發(fā)生碰撞。當(dāng)判斷汽車發(fā)生碰撞時，立即運行點火的程序，向點火電路發(fā)出點火指令引爆點火劑。點火劑引爆后產(chǎn)生的大量熱量使充氣劑分解釋放氣體，并向氣囊充氣。三、安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理①控制模塊控制模塊還對控制組件中的關(guān)鍵電路進行不斷的測試，再通過SRS指示燈和存儲在存儲器中的故障代碼來顯示測試結(jié)果。儀表盤上的SRS指示燈可直接向駕駛員提供SRS氣囊系統(tǒng)的狀態(tài)信息。存儲器中的狀態(tài)信息和故障代碼可用專用儀器或通過特定方式從I/O串口調(diào)出，以供裝配檢查與設(shè)計參考。三、安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理②信號處理電路信號處理電路主要由放大器和濾波器組成。主要用來將傳感器檢測到的信號整形、放大和濾波，以便使控制模塊能夠接收、識別和處理。備用電源電路由電源控制電路和若干個電容器組成。發(fā)動機工作時，電容器就會連續(xù)不斷地充電。當(dāng)汽車電源與控制模塊之間的電路切斷后，在一定時間內(nèi)（一般為6s）電容器憑借所貯存的能量維持向氣囊系統(tǒng)供電，保持其正常功能。三、安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理③備用電源電路

④保護電路和穩(wěn)壓電路瞬時脈沖電壓如果直接加載到氣囊系統(tǒng)的控制電路上，會嚴(yán)重沖擊電路中的電子元件。為了避免系統(tǒng)元件受到損壞，控制模塊中必須設(shè)置保護電路。三、安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理為了保證汽車電源電壓變化時，氣囊系統(tǒng)能正常工作，還必須設(shè)置穩(wěn)壓電路。①安全氣囊檢測燈，向駕駛員提供安全氣囊系統(tǒng)的狀況，由ACM模塊控制。ACM接收點火信號和起動信號，并將安全氣囊的狀況通過檢測燈顯示出來。正常情況下，當(dāng)點火開關(guān)開通時，氣囊檢測燈閃光數(shù)次，然后在發(fā)動機起動的過程中保持穩(wěn)定發(fā)光。一旦發(fā)動機起動，氣囊檢測燈閃光數(shù)次，此后在發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中保持熄滅狀態(tài)。4)其它電氣附件三、安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理②護膝板，為保護駕駛員的膝蓋并防止駕駛員向前滑向氣囊下方，通常安裝在駕駛員一側(cè)的儀表板下部四、座椅安全帶的控制系統(tǒng)1.座椅安全帶控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成為了充分發(fā)揮安全帶的保護作用，確保汽車駕駛員和乘員的安全，部分中高檔轎車裝備了座椅安全帶控制系統(tǒng)。座椅安全帶控制系統(tǒng)的功用是：在汽車遭受碰撞時，迅速收緊安全帶，縮短駕駛員和乘員身體向前移動的距離，防止身體受到傷害。座椅安全帶控制系統(tǒng)是在安全氣囊系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增設(shè)防護傳感器和左、右座椅安全帶收緊器組成。其中，防護傳感器用于接通收緊器電源電路，安全帶收緊器為執(zhí)行器，前碰撞傳感器和電控單元SRSECU與安全氣囊系統(tǒng)公用。四、座椅安全帶的控制系統(tǒng)1.結(jié)構(gòu)組成安全帶收緊器安裝在前排左、右車門立柱旁邊。安全帶收縮器由導(dǎo)管(又稱為氣缸)、活塞、鋼絲繩、氣體發(fā)生器和安全帶收縮棘輪組成，結(jié)構(gòu)如圖8-10所示。1-導(dǎo)管（氣缸）；2-活塞；3-充氣劑（疊氮化鈉藥片）；4-引爆炸藥；5-電熱絲；6-線束插座；7、9-通氣孔；8-氣體發(fā)生器；10-鋼絲繩；11-氣體四、座椅安全帶的控制系統(tǒng)1.座椅安全帶控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成氣體發(fā)生器由充氣劑和點火器(電雷管)組成?；钊惭b在導(dǎo)管(氣管)內(nèi)?；钊虾附佑幸桓z繩，鋼絲繩的另一端固定在棘輪機構(gòu)的一個棘爪上。棘輪機構(gòu)由三個棘爪、一個外齒圈和時鐘彈簧組成。外齒固定在安全帶縮卷筒的轉(zhuǎn)上，可與轉(zhuǎn)軸一同轉(zhuǎn)動，棘爪安放在外齒圈周圍的圓形固定架內(nèi)。當(dāng)鋼絲繩不動時，棘爪在時鐘彈簧作用下處于松弛狀態(tài)，外齒圈可隨安全帶卷筒沿順時針或逆時針方向轉(zhuǎn)動；當(dāng)拉動鋼絲繩時，拉力力矩克服時鐘彈簧彈力力矩使棘爪抱緊在外齒圈上，并帶動安全帶伸縮卷筒轉(zhuǎn)動，從而使安全帶收緊。四、座椅安全帶的控制系統(tǒng)2.安全帶控制系統(tǒng)的控制過程當(dāng)汽車遭受碰撞且減速度達到設(shè)定閾值時，安全帶控制系統(tǒng)將接通安全帶點火器電源電路，前碰撞傳感器信號輸入SRSECU后，SRSECU將立即發(fā)出控制指令接通安全帶收緊器點火器電路，電熱絲通電紅熱并引爆引藥，引藥釋放大量熱量使充氣劑受熱分解釋放大量無毒氮氣充入收緊器導(dǎo)管。活塞在膨脹氣體推力作用下帶動鋼絲繩迅速移動。鋼絲繩通過棘輪機構(gòu)帶動安全帶卷筒轉(zhuǎn)動將安全帶收緊，并在8ms內(nèi)將安全帶收緊10~15Cm，使駕駛員和乘員身體向前移動距離縮短，防止面部、胸部與轉(zhuǎn)向盤、擋風(fēng)玻璃或儀表臺發(fā)生碰撞而受到傷害。四、座椅安全帶的控制系統(tǒng)2.安全帶控制系統(tǒng)的控制過程

電控單元SRSECU在向安全帶收緊器點火器發(fā)出點火指令的同時，還要向氣囊點火器發(fā)出點火指令，引爆氣囊點火器。因此，在座椅安全帶收緊的同時，駕駛席氣囊和乘員席氣囊將同時膨開，吸收碰撞產(chǎn)生的動能，從而達到保護駕駛員和乘員之目的。1常規(guī)SRS存在的問題1)碰撞傳感器監(jiān)測的主要是碰撞時慣量的變化。2）緊急制動或車輪碰觸異物時引發(fā)誤爆。3）座位無人，空爆損失。4）兒童、及身材矮小者，不能得到充分保護。5）保護的同時可能導(dǎo)致?lián)p傷。6）氣體有一定害處。7）與安全帶缺乏配合。五、新一代的智能安全氣囊2智能SRS五、新一代的智能安全氣囊可以檢測出汽車碰撞的類型和碰撞的強度，同時可以監(jiān)測任何汽車乘客的位置和身材。安全氣囊控制器可以計算出安全氣囊和安全帶收緊器需要聯(lián)合還是單獨作用。安裝在前保險杠后面擠壓區(qū)內(nèi)的傳感器協(xié)助安全氣囊控制器評價碰撞的嚴(yán)重程度。安全氣囊由雙級氣體發(fā)生器充氣吹脹，并且根據(jù)來自傳感器的信號，由安全氣囊控制器確定何處的安全氣囊進行觸發(fā)。安全氣囊控制器還利用來自偏擺和加速的傳感器信號確定是否會翻車，判斷是否觸發(fā)車頂和車門的安全保護。目錄CONTENT三自適應(yīng)前照燈二座椅電控系統(tǒng)四電控后視鏡一安全氣囊第二節(jié)座椅電控系統(tǒng)一、電動座椅1、電動座椅的功能電動座椅調(diào)節(jié)功能示意圖座椅設(shè)計要求：①使駕駛員處于最佳的駕駛位置；②符合人體生理要求；③安全可靠，有足夠的剛度、強度，并有可靠的鎖止機構(gòu)；④可靈活調(diào)節(jié)，操作簡單省力。第二節(jié)座椅電控系統(tǒng)一、電動座椅2、構(gòu)造及工作原理主要包括調(diào)節(jié)開關(guān)、調(diào)節(jié)裝置和傳動機構(gòu)。調(diào)節(jié)裝置負(fù)責(zé)座椅上述動作的操作，目前主要采用直流電機。傳動機構(gòu)實現(xiàn)電機力的放大和轉(zhuǎn)換，完成操作。汽車座椅基本結(jié)構(gòu)第二節(jié)座椅電控系統(tǒng)一、電動座椅3、電子控制系統(tǒng)由座椅位置傳感器、電子控制器ECU和執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動電機三大部分組成。帶存儲功能的電動座椅電子控制系統(tǒng)有一個存儲器，只要按下按鈕，就能將當(dāng)前座椅位置儲存起來。座椅上裝有電位計式直線位移傳感器，可以用來檢測座椅的當(dāng)前位置。電動座椅電位計結(jié)構(gòu)圖第二節(jié)座椅電控系統(tǒng)一、電動座椅3、電子控制系統(tǒng)七自由度電動座椅系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖裝有四個調(diào)整電機和單獨存儲器的七自由度電動座椅電子控制系統(tǒng)，采用單片機作為控制器，七個電機分別控制座椅的前部上下運動、后部上下運動、座椅前后移動、座椅靠背的旋轉(zhuǎn)運動，可使座椅獲得四個調(diào)節(jié)自由度，通過八個繼電導(dǎo)通控制電機實現(xiàn)雙向操作。二、座椅加熱系統(tǒng)加熱器必須滿足下列條件：①加熱器必須能且只能提供人體所感覺到的加熱量；②僅僅能在人與座椅的主要接觸點上提供加熱；③皮革和纖維座椅需要不同的系統(tǒng)，原因是它們的導(dǎo)熱屬性不同；④加熱元件必須符合座椅的設(shè)計；⑤加熱元件必須通過與座椅相同的嚴(yán)格測試，例如蠕動、彈跳和顛簸試驗。碳纖維材料制成的加熱系統(tǒng)具有更理想的溫度和熱場分布，近年來用碳纖維材料制做加熱系統(tǒng)正逐步推廣。三、座椅控制系統(tǒng)包括溫度控制與位置、姿態(tài)控制，采用同一個電子控制單元。座椅電子控制單元的結(jié)構(gòu)目錄CONTENT三自適應(yīng)前照燈二座椅電控系統(tǒng)四電控后視鏡一安全氣囊第三節(jié)自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)一、AFS的功能

1、陰雨天氣的照明

2、轉(zhuǎn)彎道路的照明

3、高速公路的照明

4、城市道路的照明第三節(jié)自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)目前AFS系統(tǒng)還需要解決某些難題，首要的難點就是缺乏有效、廉價的傳感器能對基本道路狀況的做出判斷，要完成路面積水、轉(zhuǎn)彎道路、高速公路、鄉(xiāng)村道路和城市道路的綜合識別?，F(xiàn)在一般做法是：采用車身高度傳感器感知車身的縱傾角，使前燈保持和路面水平；采用方向盤轉(zhuǎn)角傳感器感知前輪轉(zhuǎn)角，結(jié)合車速判斷道路的彎曲狀況，實現(xiàn)彎道旋轉(zhuǎn)的功能；采用自動雨刮的濕度傳感器感知雨量，實現(xiàn)前燈反光遮擋的功能。二、關(guān)鍵技術(shù)第三節(jié)自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)二、關(guān)鍵技術(shù)

1、車身縱傾調(diào)光技術(shù)采用安裝在懸架和車身上的車身高度傳感器，獲取前軸和后軸的高度變化量，并依據(jù)軸距計算車身縱傾角度。車身縱傾角度的變化量，就是前燈光軸角度的變化量，通過調(diào)光電機的運作，反向調(diào)整此角度變化，就可以使光軸回復(fù)到原先的狀態(tài)，保持水平。車身縱傾對前燈照明產(chǎn)生的影響第三節(jié)自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)二、關(guān)鍵技術(shù)

2、彎道旋轉(zhuǎn)功能前近光燈能夠提前旋轉(zhuǎn)一個角度，可見區(qū)域就能覆蓋大半個轉(zhuǎn)彎半徑37m左右的彎道，從而提早的發(fā)現(xiàn)道路上存在的危險，應(yīng)對處理。如何求得車輛的轉(zhuǎn)彎半徑R？計算R有兩個方案：一是使用橫向加速度傳感器結(jié)合車速計算轉(zhuǎn)彎半徑；二是使用方向盤轉(zhuǎn)角傳感器結(jié)合車速計算轉(zhuǎn)彎半徑。第三節(jié)自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)二、關(guān)鍵技術(shù)

3、陰雨天燈光遮擋功能近光燈能有效避免光線直射到對面會車駕駛員的眼中，但在路面積水的狀況下，這種精心的設(shè)計完全失效。即使開近光燈，被地面的水反光后仍然會影響對面會車駕駛員的視覺。將經(jīng)過反射后射進會車的光線遮擋。遮擋需根據(jù)反射光線逆推到等照度曲線，并根據(jù)前燈的實際配光效果作細(xì)致的調(diào)整。感知路面積水的傳感器一般采用自動雨刮的雨量傳感器替代。AFS是一個由傳感器組、傳輸通路、處理器和執(zhí)行機構(gòu)組成的系統(tǒng)。第三節(jié)自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)三、AFS組成投射單元旋轉(zhuǎn)核心的結(jié)構(gòu)第三節(jié)自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)四、主要硬件和軟件

1、前照燈旋轉(zhuǎn)核心一個普通旋轉(zhuǎn)核心包括水平旋轉(zhuǎn)電機、旋轉(zhuǎn)框架、PES單元和旋轉(zhuǎn)軸等部件。如果系統(tǒng)有自動調(diào)平功能還要在后燈殼上安裝調(diào)光電機。第三節(jié)自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)四、主要硬件和軟件

1、前照燈旋轉(zhuǎn)核心一個普通旋轉(zhuǎn)核心包括水平旋轉(zhuǎn)電機、旋轉(zhuǎn)框架、PES單元和旋轉(zhuǎn)軸等部件。如果系統(tǒng)有自動調(diào)平功能還要在后燈殼上安裝調(diào)光電機。旋轉(zhuǎn)核心的完整結(jié)構(gòu)第三節(jié)自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)四、主要硬件和軟件

2、執(zhí)行電動機常用的高度調(diào)整電機主要有直流電機和步進電動機兩種。直流電機通過蝸輪蝸桿傳動后，輸出轉(zhuǎn)矩較大，但響應(yīng)速度變慢且轉(zhuǎn)速不可調(diào)節(jié)，壽命短、噪音也增大。相比之下，步進電機輸出轉(zhuǎn)矩小，響應(yīng)速度快，轉(zhuǎn)速可以調(diào)節(jié)、壽命長、噪音低。直流調(diào)高電機總成可由專用驅(qū)動芯片控制，并且有傳動桿進給量的反饋信號輸出；但使用步進調(diào)高電機總成則無反饋，有反饋在系統(tǒng)設(shè)計上能省去不少麻煩，所以電機總成設(shè)計必須要從系統(tǒng)控制的角度詳加考慮。第三節(jié)自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)四、主要硬件和軟件

3、傳感器1）車速傳感器通常來自變速器的轉(zhuǎn)速信號或者ABS的輪速信號。車速信號如果是數(shù)字信號，處理非常方便，但同時存在一個信號間隔的問題，即能不能在短時間通常是零點幾秒之內(nèi)判斷車輛是否處在加速或者是減速的狀態(tài)。如信號間隔時間過長，則無法將其應(yīng)用在動態(tài)調(diào)光的功能上，因為動態(tài)調(diào)光需要根據(jù)加速度的值，計算車身的傾斜狀態(tài)，調(diào)整燈光。車速信號如果是頻率脈沖，采樣方便，但處理比較復(fù)雜，在數(shù)十到數(shù)百毫秒內(nèi)精確判斷車速和加速度，需要一定的信號處理技巧。第三節(jié)自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)四、主要硬件和軟件

3、傳感器2）車身高度傳感器一般放置于車身和懸架之間，感知懸架振動的幅度。車身高度傳感器使用連桿將車身與懸架間的距離變化轉(zhuǎn)變?yōu)榻嵌茸兓?，并通過輸出電壓的改變線性測得此角度的變化量。車身高度傳感器隨懸架振動變化劇烈。因此，動態(tài)調(diào)光時，車身縱傾根據(jù)加速度而變化的角度，采用理論計算的方法要比直接采集信號更容易、更有效。第三節(jié)自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)四、主要硬件和軟件

3、傳感器3）轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器常見的方向盤轉(zhuǎn)角傳感器通常有齒輪式和光碼盤式兩種。都采用一個大盤帶動兩個小盤，通過兩個小盤的相位差判斷方向盤是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)。方向盤轉(zhuǎn)角傳感器的安裝位置在組合開關(guān)的下面，方向管柱從中間穿出，如圖所示。1-齒輪；2-測量齒輪；3-磁鐵；4-判斷電路；5-各向異性磁阻（AMR）集成電路AFS控制器原理圖第三節(jié)自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)

4、控制器ECU控制器可分別實現(xiàn)動態(tài)自動調(diào)光和彎道轉(zhuǎn)向兩種功能。ECU通過點火信號（IGN）和前燈點亮信號（來自繼電器）進入功能啟動狀態(tài)，同時開始處理各種信號。第三節(jié)自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)

4、控制器ECU圖中包括了動態(tài)調(diào)光、彎道轉(zhuǎn)向功能，與動態(tài)調(diào)光控制器相比，AFS控制器增加了變速箱檔位信號、方向盤轉(zhuǎn)角信號，即在倒車狀態(tài)不啟動彎道轉(zhuǎn)向功能。車速為零時，執(zhí)行靜態(tài)調(diào)光功能，車速高于某個值的時候，啟動AFS功能?？刂破鳈z測到方向盤轉(zhuǎn)角的信號，乘以固定傳動比，得到前輪轉(zhuǎn)向角，結(jié)合相應(yīng)的車速計算出轉(zhuǎn)彎半徑，輸出多路PWM脈沖，控制水平旋轉(zhuǎn)步進電機轉(zhuǎn)動，并可得封裝在電機內(nèi)的霍爾角度傳感器反饋的前燈轉(zhuǎn)角信號。當(dāng)車速發(fā)生變化和車速過高的時候，動態(tài)調(diào)光功能也會啟動。如果車輛在彎道上制動，則水平旋轉(zhuǎn)電機和調(diào)高電機同時工作。第三節(jié)自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)發(fā)展

5、AFS的軟件ECU的控制程序首先需要