安森美半導(dǎo)體汽車自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)步進(jìn)電機驅(qū)動方案

汽車前照燈是安全駕駛的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)前照燈在汽車轉(zhuǎn)彎時存在照明盲區(qū)，影響駕駛?cè)藢澋勒系K物的判斷，還存在其它安全隱患問題。為了提升安全性，如今自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)(Adaptive Front-Light System，AFS) 在智能汽車電子產(chǎn)品中的使用越來越廣泛。AFS采用步進(jìn)電機來實時調(diào)節(jié)光束，消除照明盲區(qū)，優(yōu)化彎道可見度，有效增加駕駛安全性。安森美半導(dǎo)體針對AFS系統(tǒng)的步進(jìn)電機開發(fā)了一系列驅(qū)動芯片，為客戶的設(shè)計帶來了簡化和便捷。本文著重介紹AFS特性、步進(jìn)電機驅(qū)動IC及設(shè)計要點，更特別剖析堵轉(zhuǎn)檢測這一步進(jìn)電機驅(qū)動難點，幫助設(shè)計人員快速、準(zhǔn)確地開發(fā)出有效的AFS方案。

AFS的應(yīng)用效果及組成結(jié)構(gòu)

汽車AFS采用步進(jìn)電機可以對照明光束進(jìn)行左右及水平高度調(diào)節(jié)，相較于傳統(tǒng)前照燈提供更加安全的照明效果。如果采用傳統(tǒng)前照燈，則其燈光跟車身的方向始終一致，在汽車轉(zhuǎn)彎時無法有效照明彎道內(nèi)側(cè)的盲區(qū)。相反，采用AFS的汽車在轉(zhuǎn)彎時，能夠根據(jù)方向盤的角度轉(zhuǎn)動，將有效的光束投射到駕駛者需要看清的前方路面上，更有利于消除照明盲區(qū)。圖1右側(cè)列出了無AFS和有AFS進(jìn)行左右調(diào)節(jié)的實際照明效果，顯然后者對安全駕駛更加有效。

圖1：無AFS和有AFS左右調(diào)節(jié)光束的照明區(qū)域?qū)Ρ?/P>

圖2是AFS功能的水平高度調(diào)節(jié)效果。上圖是燈光在水平高度良好時的效果圖，中圖是汽車啟動或上坡時的路面顛簸燈光上揚的情況，下圖是汽車在剎車或下坡時路面顛簸燈光下沉的情況。AFS可根據(jù)車身傾斜情況實時調(diào)整中圖和下圖的燈光高度，達(dá)到上圖的效果。

圖2：AFS功能的水平高度調(diào)整效果

在圖3的AFS控制大燈結(jié)構(gòu)圖中可以看到用于水平高度調(diào)節(jié)的調(diào)高馬達(dá)和控制燈光旋轉(zhuǎn)調(diào)整的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)。AFS控制大燈的工作原理是，AFS通過方向盤旋轉(zhuǎn)角度和車身速度計算出光道角度，方向盤旋轉(zhuǎn)角度系數(shù)為彎道的向心力，車身舒為彎道的切線，兩者之間的關(guān)系為彎道的角度的探定值，計算彎道角度即可驅(qū)動旋轉(zhuǎn)馬達(dá)轉(zhuǎn)到所需的彎道角度。同樣，通過車身前后軸傳感器能夠得到車身傾斜度的計算值，通過馬達(dá)修正車身傾斜度對燈光進(jìn)行水平高度調(diào)整，以適應(yīng)不同道路坡度的照明需求。