汽車自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)(AFS)工作原理及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器

傳統(tǒng)汽車前照燈的燈光跟車身方向始終一致，在汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)無法有效照明彎道內(nèi)側(cè)的盲區(qū)，如果彎道內(nèi)側(cè)恰好存在人或物體，而車速又未恰當(dāng)降低，則會(huì)帶來安全隱患，如圖1所示。相比較而言，汽車自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)(AFS)功能可以提供旋轉(zhuǎn)(swiveling)調(diào)節(jié)效果，能夠根據(jù)方向盤的角度轉(zhuǎn)動(dòng)，把有效的光束投射到駕駛者需要看清的前方路面上，幫助降低安全隱患。

圖1：AFS功能的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)(上圖)及水平調(diào)節(jié)(下圖)照明效果。

除了能夠進(jìn)行動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，AFS功能還能提供動(dòng)態(tài)水平高度調(diào)節(jié)。此功能根據(jù)負(fù)載軸傳感器的信號(hào)來調(diào)節(jié)前照燈的水平高度，可以適應(yīng)不同的負(fù)載及不同的斜坡環(huán)境。如圖1右側(cè)中，上圖是AFS功能在正常水平條件下的燈光投身效果，中圖是在汽車啟動(dòng)或上坡時(shí)路面顛簸條件下燈光上揚(yáng)效果，下圖是在剎車或下坡條件下的燈光水平下沉照明效果?？梢夾FS可根據(jù)車身水平傾斜情況動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)燈光高度，改善照明效果，增強(qiáng)安全性。AFS工作原理結(jié)構(gòu)圖分別如圖2和圖3所示。

圖2：AFS的工作原理結(jié)構(gòu)圖。

圖3：AFS的工作原理結(jié)構(gòu)圖(續(xù))。

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的安放位置選擇

汽車AFS的旋轉(zhuǎn)及水平高度調(diào)節(jié)，是各使用一個(gè)步進(jìn)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，電機(jī)根據(jù)車輛四周的眾多傳感器反饋的數(shù)據(jù)作出反應(yīng)，故設(shè)計(jì)人員需要采用適合的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案，且安放在適合的位置。

控制AFS功能的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的安放位置有兩種選擇。一種方法稱為直接驅(qū)動(dòng)。這種方案中，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片安裝在跟主微控制器(MCU)同一印制電路板(PCB)上。此電路板離前照燈部件及相關(guān)步進(jìn)電機(jī)較遠(yuǎn)，而每個(gè)電機(jī)需要與對(duì)應(yīng)的信號(hào)連接。

另一種方法是機(jī)電一體化。在這種方法中，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC能夠直接安裝在步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)內(nèi)，僅需共享地線與LIN總線信號(hào)連接。這種方法極為有益，因?yàn)镸CU與機(jī)電一體化模塊的接口連接只需要低電磁兼容性的總線。機(jī)電一體化方法采用模塊化設(shè)計(jì)，前照燈組件的維修保養(yǎng)方便，好處明顯。這兩種方法的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。

圖4：兩種不同的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器安放方法。