昼间行车灯智能控制系统设计

张礼宪， 张景涛， 王程鹏， 陶西孟， 杨继群

(中通客车控股股份有限公司， 山东 聊城 252000)

传统的昼间行车灯控制系统使用寿命短、电路设计复杂、集成度低、安全可靠性差，会对整车电源造成较大干扰，影响行车稳定性[1-3]。为了解决这些问题，设计了一种以单片机作为控制核心的新型昼间行车灯智能控制系统。

1 昼间行车灯发展现状

昼间行车灯，简称 DRL，源于欧洲及北美等地区多树林路况及多雾气候等因素，是欧洲及美洲相继提出为避免交通事故增设的一种白天开启的灯光[4]。欧盟早在2008年便发布法规ECE R48《关于就照明和光信号装置的安装方面批准车辆的统一规定》，并要求于2012年8月强制执行，我国GB 4785—2007《汽车及挂车外部照明和光信号装置的规定》规定了昼间行车灯为选装配置，未强制执行[4-5]。昼间行车灯作为汽车信号灯的重要组成部分，可有效提高车辆的可见度，增强行车安全，降低交通事故的发生率，尤其是在当前我国雾霾等恶劣天气频发的情况下，昼间行车灯显得尤为重要[6]。

昼间行车灯控制系统种类较多，但由于昼间行车灯控制系统出现时间较晚，导致目前市场上大部分产品的功能及控制方式单一、集成度不高。传统的控制系统除具有上述缺点外，且随着车辆电器产品功能集成化的发展，其已难以满足现代汽车电器产品高集成度的要求。加之昼间行车灯控制系统中包涵诸多大功率电器元件，其控制电流冲击大，方向电压高，会对整车电源造成较大干扰，影响行车稳定性[7-8]。单片机具有尺寸小、重量低、功耗低、功能强、性价比高、响应速度快、易于推广应用等显著优点，在自动化装置、智能化仪表、过程控制和家用电器等诸多领域得到日益广泛的应用，且单片机访问速度快、精度高，具有很高的可靠性、良好的实时性、较快的处理速度且掉电后重要数据不会无缘无故丢失，其性价比远高于其他同类产品，因此以单片机为核心的昼间行车灯智能控制系统应用越来越广泛[9-11]。

2 昼间行车灯智能控制系统

昼间行车灯控制系统主要包含近光灯控制、远光灯控制和前雾灯控制等，它们都是功率很大的电气元件，控制电流冲击大，方向电压高，传统的控制方式对整车电源干扰大，控制继电器寿命短[12]。对此，以单片机模块对车灯控制系统的外围电路进行控制。利用单片机输入管脚的不同状态，通过硬件电路和软件编程，信号发生器能够准确实现昼间行车灯与小灯、远光灯、近光灯及前雾灯之间的逻辑控制。采用软启动的工作方式，具有很好的安全性和稳定性，其控制精确，性价比高，容易进行外围电路扩展，便于后期的软件升级。

如图1所示，昼间行车灯智能控制系统主要包括指令产生器和信号发生器，其中指令产生器发出指令，包括串联的电源电路和控制电路；信号发生器接收到相关指令后实现各种灯的逻辑控制，包括与控制电路的输出端分别连接的振荡电路和输出电路，输出电路驱动昼间行车灯的亮灭。

图1 昼间行车灯智能控制系统电路原理图

其电源电路包括24 V车辆电源输入端，24 V车辆电源输入端同时接二极管D2的正极和瞬态抑制二极管D1的负极；二极管D2的负极接电阻R1的一端，R1另一端同时接极性电容C1的正极、电容C3的一端及稳压芯片的输入端；瞬态抑制二极管D1的正极同时接数字地和二极管D4的负极，二极管D4的正极同时接极性电容C1的负极、电容C3的另一端及模拟地；稳压芯片的输出端为控制电路供电，并且输出端与模拟地之间并联接有电容C4、极性电容C2及电容C5，其中极性电容C2的正极接稳压芯片的输出端，极性电容C2的负极接模拟地。

其中，瞬态抑制二极管D1，用来吸收电源电压的突波干扰，防止电源异常变动对控制器内部的破坏。电阻R1、电容C1、极性电容C2、电容C3及电容C4用于吸收尖峰脉冲，保持电压稳定，配合稳压芯片的使用，控制电路的电源电压能够稳定在一个良好的水平上，保证控制电路的良好运行。

振荡电路包括分别与控制电路的输出端连接的小灯振荡电路、远光灯振荡电路、近光灯振荡电路及前雾灯振荡电路。小灯振荡电路、远光灯振荡电路、近光灯振荡电路及前雾灯振荡电路的电路相同，都包括相互并联的第一电阻、第一电容及第一二极管，三者并联后的一端接控制电路的输出端，同时接第二电阻的一端，三者并联后的另一端接模拟地，第二电阻的另一端接小灯、远光灯、近光灯或前雾灯。

如图1所示，远光灯振荡电路包括互并联的电阻R11、电容C12及二极管D8，三者并联后的一端接控制电路的输出端，同时接电阻R7的一端，三者并联后的另一端接模拟地，电阻R7的另一端接远光灯。其他的振荡电路连接都类似。

其输出电路包括电阻R12，电阻R12的一端接控制电路的输出端，另一端接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接模拟地，三极管Q1的集电极接并联的继电器二极管D3。三极管Q1的集电极接二极管D3的正极，二极管D3的负极接24 V车辆电源，继电器的控制线圈并联在二极管D3的两端，继电器的动触头接昼间行车灯。

其控制电路包括单片机控制芯片及与控制芯片连接的复位电路和晶振电路，复位电路属于单片机的最小系统组成电路，主要用于完成初始化操作，而晶振电路为单片机提供准确的时钟信号流。

昼间行车灯智能控制系统依照设定的工作模式，使用软启动的方式，控制昼间行车灯的开启与关闭，有效预防了电磁冲击和反向电压干扰。昼间行车灯间歇时间的大小由单片机模块精确给定，并可以通过单片机的输入管脚状态进行调整，很好地解决了传统昼间行车灯控制系统寿命低、可靠性差的缺点，提高了昼间行车灯控制系统的可靠性及使用寿命，并降低了外部干扰。

3 结束语

随着欧盟等国家法规要求的日益严格，国内对昼间行车灯法规的强制实施也将是大势所趋。本设计将单片机模块与昼间行车灯控制系统有效结合，根据设定程序，以软启动的方式实现对昼间行车灯与其他灯光的精确逻辑控制，大大增加了控制继电器的使用寿命，提高了昼间行车灯的抗干扰能力及安全可靠性。