汽車自動調光係統的中心議題：

• 基於LIN總線的汽車HID前照燈自動調光係統

汽車自動調光係統的解決方案：

• 係統總體方案設計
• 係統硬件設計
• 係統軟件設計

引言

HID是高壓氣體放電燈(High Intensity Discharge)的縮寫
，也可稱為重金屬燈或者氙氣大燈。與傳統鹵素燈泡相比，HID有亮度高
、壽命長

、省電等優點。

正是由於HID具有高亮度的特點，如果使用時照射高度調節不當，在會車時將會對迎麵來車的司機造成強烈的眩目，產生安全隱患。為了規範HID前照燈的市場，聯合國歐洲經濟委員會(United Nations Economic Commission for Europe)在ECE-R48條款中明確規定：裝備HID前qian照zhao燈deng的de車che輛liang必bi須xu配pei備bei能neng夠gou全quan自zi動dong調tiao節jie其qi照zhao射she高gao度du的de係xi統tong，也ye可ke稱cheng之zhi為wei前qian照zhao燈deng水shui平ping自zi動dong調tiao光guang係xi統tong。該gai係xi統tong工gong作zuo時shi，會hui根gen據ju車che輛liang負fu載zai的de變bian化hua自zi動dong調tiao整zhengHID前燈的投射俯仰角度
，確保其投射高度在合適的範圍內，既達到良好的照明效果，又不會對迎麵車輛的司機造成眩目。

係統總體方案設計

如圖1所示，係統可分為三個部分，即車身高度傳感器、中央控製單元和驅動執行單元。係統運作情況如下：該係統的主 MCU(MC68HC908GZ60)caijicheshenqianhouzhougaoduchuanganqidexinhao，jingyunsuanhoufachukongzhixinhaofenbiegeizuoyouqianzhaodengdeshuipingtiaoguangbujindianji
，zhishidianjizhuandongdaozhidingweizhi，wanchengzidongtiaoguang。

圖1 前照燈自動調光係統方案設計

係統硬件設計

車身高度傳感器

該係統的主要原理是利用測定車內兩個基準點(約前
、後軸位置)到地麵的距離差得出車輛的傾斜角度信號，從而進行水平調節。可選擇光電編碼式的車高傳感器，把車身高度的變化(懸架變形量的變化)變換成傳感器軸的旋轉，將檢測出的旋轉角度信號轉變為電壓信號輸入MCU。實驗中，車身高度傳感器在車左前輪和左後輪內側各裝一個。

中央控製單元

係統中央控製單元采用飛思卡爾(Freescale)公司生產的MC68HC908GZ60芯片為主MCU，配合其他必要元件組成控製單元電路。該芯片主要特性有：8位HC08型CPU，開發資源豐富，兼容性好
；片載60KB Flash EEPROM
，2KB RAM；24通道A/D轉換模塊，10位精度。

此外
，選擇飛思卡爾MC33399芯片與核心MCU通過SCI口相連，作為LIN總線收發器。該芯片最多可以驅動16個節點。

之所以選擇LIN總線，是因為它已經是車用總線中較為普及的一種，它的優點是芯片價格低廉
，性價比高。LIN總線信號傳輸速率可達 19.2kbps
，一般用在對汽車安全性要求不高的控製場合，例如電控門窗
、車燈開關控製等。

LIN總線主節點電路原理圖如圖2所示。

圖2 LIN總線主節點電路原理圖

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驅動執行單元

驅動執行單元
，主要是通過獲取LIN總線上的信號
，來控製步進電機轉動，從而帶動前照燈反光板沿垂直方向轉動，完成水平調光。

此處選擇了美國AMI半導體公司的AMIS-30623步進電機控製芯片。該芯片屬高集成度芯片，內建了電源模塊、控製器、LIN總線收發器和步進電機驅動。其主要特性有：最高峰值電流輸出達800mA
；提供最高達16細分數的步進電機驅動；內建加減速算法；完全兼容LIN1.3規範。

由於AMIS-30623芯片本身不可重新編程，一切操作均通過LIN總線調用其內部函數來完成
，所以使用起來十分簡便。內建的加減速算法對於控製步進電機變速運動非常有效。

LIN總線從節點電路原理圖如圖3所示。

圖3 LIN總線從節點電路原理圖

係統軟件設計

軟件方麵，采用1msdingshizhongduancaiji，meicizhongduandaolaishicaiquyizuchuanganqishuchudedianyazhi。jingguoyupanduanhou，jiangyouxiaoshujubaoliu，dairugongshijisuan
，dechuxuyaobujindianjizhuandongdaodemubiaoweizhi。tongguoLIN總線向相應的AMIS-30623芯片發送信號，控製步進電機按加速—勻速—減速的方式平穩運動到相應位置。該程序在 Freescale CodeWarrior 5.7.0環境下編譯通過。主程序流程如圖４所示。

圖4 係統主程序流程圖

實驗結果

為wei了le驗yan證zheng該gai係xi統tong的de動dong態tai調tiao光guang性xing能neng
，在zai實shi驗yan室shi環huan境jing下xia搭da建jian了le一yi個ge能neng夠gou模mo擬ni車che身shen俯fu仰yang運yun動dong的de實shi驗yan平ping台tai。實shi驗yan過guo程cheng中zhong，控kong製zhi平ping台tai本ben身shen按an一yi定ding幅fu度du作zuo俯fu仰yang運yun動dong，測ce得de調tiao光guang係xi統tong階jie躍yue響xiang應ying時shi間jian約yue420ms
，調整時間小於1s，穩態誤差約0.035°
，滿足了動態自動調光的基本要求。