DKZ系列汽车前照灯自动控制器

基本信息

项目简介

汽车前照灯自动控制器（专利号：ZL 2004 2 0034051.8）

1、研究背景
随着国民经济的快速发展，公路和汽车社会拥有量不断增加，道路交通事故也呈上升趋势。由于驾驶员在夜间会车过程中不正确使用汽车前照灯，是夜间公路交通事故的重要原因之一。作为对这类道路交通事故的预防，我国道路交通安全法实施条例作出了机动车夜间会车“须距对面来车150m外互闭远光灯，改用近光灯”的规定。但现实中相当部分驾驶员经常使用远光与对方会车，造成对方驾驶员眩目而酿成交通事故，而且这种违规操作很难予以监督。这当然有驾驶员的道德素质的因素，但另一方面，由于驾驶过程中频繁的变光操作给驾驶员带来的操作负担，还有在作灯开关操作时又需作方向修正这类多种操作同时进行所孕育的事故隐患，这些也是许多驾驶员（特别是新手）在夜间不愿去作频繁的变光操作的原因。另外，山区道路隧道较多，已有因汽车进入隧道未及时开启前照灯而引发交通事故的案例。汽车灯光问题越来越引起社会的广泛关注。
从维护公众利益出发，针对日益突出的汽车夜间会车安全问题，解决车辆在会车时都能同时变用近光，实现汽车前照灯全自动控制，填补该项国内技术空白，提出了汽车前照灯自动控制器设计方案。

2、国内、外技术发展现状和存在的不足
1）国内技术现状
从90年代起，国内个别厂商、科研工程技术人员开始进行汽车自动变光器的研制。到目前为止，未见同类汽车自动变光器成熟技术及产品应用的报道。
专利资料公开的一些同类专例技术，如“汽车前照灯自动变光切换器”（CN2459228）、“汽车前照灯自动变光器”（CN2074262）、陕西新骊电子有限公司的“汽车远近灯自动变光器”等，都没有解决会车双方双向受控的问题。究其原因,它们一般都是用随车光传感器输出模拟信号，通过一般逻辑电路控制车前大灯，一般逻辑电路根本无法应付道路上的复杂灯光变化情况，所以都未能形成成熟技术和具有实用价值的产品。 最近，同济大学提出解决汽车夜间会车变光的前照灯自动控制的“LIN总线的车灯控制系统”，它是通过光敏器件测量对方光强度进行自动控制，未见解决不同车灯亮度的汽车会车都能自动变近光（即双向受控）方面的报道。
截止目前为止,除我公司在四川、重庆上市，还未见其它同类产品上市的报道。
近年来，部分汽车厂商在汽车前照灯上开始引入自动控制技术。如上海别克君威等汽车上就配置了灯光自动控制系统。这些“自动控制系统”仅有根据环境亮度控制前照灯的开启/关闭，都没有实现“会车时汽车前照灯自动变用近光”这一关键功能。
2）国外同类技术现状
目前尚未见国外汽车前照灯自动控制技术，特别是自动变光技术发展和应用的文献报道。只能从进口的汽车的配置上，了解国外该项技术的发展.
目前,一些高挡轿车都带有天黑自动开灯功能,也只有极少数如福特高级轿车、宝马730Li及最新型的宝马X6具有前照灯自动控制系统（宝马系列称“远光自动控制” ）。以福特车为例,它只是安装有简单的光电开关（见“汽车电器”2007年第8期“福特轿车前照灯自动控制系统” ）,会车时,当光传感器的输出达到一定值,系统指令变用近光。它有一个关键问题没有解决，那就是它变用近光时，同时失去了对对方的光照，对方即使也是具有一样自动控制系统的同型车，对方也失去了变用近光的条件。我们称之为单向受控。宝马730Li及最新型的宝马X6功能一样。

3、技术难点
1）找到在汽车夜间会车过程中对方前照灯光照强度的变化规律，是自动变光电路的设计基础。这必需大量的各种环境条件下的道路试验，并需科学的试验方法。
2）控制汽车前照灯变光，一般是通过光传感器，根据会车对方灯光的照度来控制的。由于车灯的生产厂家不同，车灯的新旧程度不同，车灯在车上安装、调整角度也有差异等，每台车前照灯在一定距离的照度各不相同，而且相差很大。也就是说，会车双方光传感器感受到的光照不可能在会车过程中某一时刻精确地同时达到变光点，总有一方率先达到变光点,变用近光,但与此同时就失去了对对方灯光的控制条件，结果是只能单向自动变光，如前述福特等车型的情况。如何解决灯光强度不同而又能实现会车双方都能自动变光（即双向受控），是研制中所需要解决的主要课题。这是普遍未解决的技术难关。
3）控制器对车灯的管理最终都是依赖传感器输出的模拟信号，汽车在行驶过程中，传感器感受到的光照度（包括会车对方车灯的、道路上各种照明等）千变万化，甚至汽车在道路上的颠簸、行驶方向的微变都会对传感器产生影响较大的影响。选取稳定、有效的控制信号，是保证控制器可靠工作的关键。
4）前照灯自动开启(关闭)一般都采用环境亮度控制的开关电路。由于自然环境亮度的渐变特性，在开/关灯亮度点,亮度在小范围内的不确定性,直接影响到开关临界点时电路开、关动作的稳定性。

4、本项目发现、发明及创新点
1）通过近一年的在各种道路上的试验，总结出汽车夜间会车对方前照灯光照射强度的变化规律，得到会车对方灯光照度特性曲线，特别是不同行驶条件、不同车的曲线变化范围，为控制器硬件的设计及相应控制软件的编制提供了可靠的基础。
2）本项目独创的变光电路采用多个电压比较器，将光传感器的输出信号从低于规定的最小值到高于规定的最高值分为多个筛选段，再用单片计算机根据电压比较器对信号的筛选情况作出逻辑判断，并给出变光控制指令，实现了不同灯光强度的汽车夜间会车时双向同时受控变用近光，攻克了双向受控的技术难关。这也是对汽车智能化管理灯光控制上的一项突破。在此基础上，在国内率先推出了使汽车前照灯实现全自动控制的“DKZ汽车前照灯自动控制器” 。
3）可变门限灯开关电路：
本项目首次将自主设计的可变门限灯开关电路应用于汽车前照灯控制器，保证了在开/关动作临界点前照灯能可靠地开启或关闭。
4）为避免汽车行驶道路上各种干扰对控制器的影响，除了在控制电路中设计了抗干扰电路及相应抗干扰程序外，在光传感器上采用自主设计的特定接收角度的透镜，既提高了传感器的灵敏度，又解决了在信号采集过程中存在的干扰问题，以保证控制器工作的可靠性。
5）本项目制订了国内第一个汽车前照灯自动控制器产品标准。
该标准为汽车前照灯自控制器的技术发展及国家相关部门规范汽车前照灯自控制器的生产管理打下基础，也为今后该产品地方标准、国家标准（行业标准）的制定提供了参考。

通过2008年6月27日最新科技查新，上述“会车对方灯光照度变化规律及特性曲线”、“开关电路采用可变门限电路”、“变光电路采用多个电压比较器对信号分段筛选”及“抗干扰透镜的设计”国内都未见相关文献报道，都属国内首创。
因时间原因,国际查新暫未进行。但从进口汽车（包括高挡车）的配置上看，还未发现能实现双向授控的前照灯会车自动变光装置。由此可见，本项目技术在国际上应该是先进的。
6、社会、经济效益
本项目主要以减少道路交通事故的社会效益为目标。
控制器的使用，使汽车夜间会车“须距对面来车150m外互闭远光灯，改用近光灯”的规定得以自动实施，有效地避免了会车时由于违规使用远光灯所造成的交通事故，是对夜间道路交通事故有效的预防。体现了文明、礼貌、安全。它的社会效益、以及交通事故的减少所带来的直接、间接经济效益是显而易见的。
另一方面，由于实现了对前照灯的全自动管理,从天变暗(或进入隧道、地下车库)即时打开前照灯，到天变亮（或关闭汽车点火开关）关闭前照灯，特别是夜间会车的频繁变光，完全免去了驾驶员的人工操作，使驾驶员把精力和驾驶动作完全集中在行驶操作上。它的意义不仅在于减化了驾驶员的操作，而且避免了由于驾驶中多种操作同时进行时（如在作灯开关操作时又需作方向修正），造成的误操作。这对还缺乏驾驶经验的新驾驶员，更有意义。
显然，安装本项目自动控制器的车辆越多，它的使用社会效果越显著。为此目的，为了使更多的汽车安装本项目控制器，我们采用微利维持生产的经营策略，用中、低端车辆都用得起的价格来扩大使用面。
随着控制器的使用所带来的交通事故的减少，并由此所产生的社会效益和经济效益，一定会为社会所认识、接受。随着国民素质的提高、安全意识的加强，以及自动控制器给驾驶员带来的轻松、方便，使用自动控制器的车辆一定会越来越多。总的经济效益也会越快越好。
我们这个项目的目标，那就是：

送给对方文明、礼貌；
留给自己轻松、安全！

项目联系人