张雪梅 周欣

沈阳理工大学汽车与交通学院 辽宁省沈阳市 110159

汽车盲区一直是汽车安全驾驶的一大威胁，减小视野盲区也一直是后视镜永恒的追求。受手动后视镜和传统电动后视镜调节过程繁琐复杂的限制，后视镜视野无法达到预期的效果。于是随着电子技术的发展一种能够实现动态随动调节的后视镜装置问世。

1 汽车后视镜随动调节装置综述

汽车后视镜随动调节装置是一种基于微机控制系统的智能调节装置，它能够实现后视镜随倒车档位、转向开关、转向盘、记忆座椅的联动，做到对后视镜动态调节。

1.1 后视镜随动调节装置实现的功能

倒车档位实现视野下扩：挂倒车档位时通过倒车档位上的传感器采集信号，并将信号传送给ECU，ECU控制实现后视镜上下翻转的步进电机下转一定角度，达到挂倒车档后视镜自动调节的目的，且当摘掉倒车档位时后视镜位置自动复原。

打转向灯实现视野外扩：打开转向灯开关时通过转向灯开关上的传感器采集信号，并将信号传送给ECU，ECU控制实现后视镜左右翻转的步进电机外转一定角度，达到转向时预先调节后视镜的目的，且当关掉转向灯开关时后视镜位置自动复原。

转方向盘实现随动调节：打转向盘时通过转向盘上的传感器采集信号，并将信号传送给ECU，ECU控制实现后视镜随转向盘的合理转动，实现视野的动态变换，做到时时视野最大化，降低盲区，保证行车安全性。

记忆功能实现量身定制：借用电动座椅的记忆功能，实现一键调节座椅位置，同时调节后视镜位置。初始时，驾驶员通过按键操作输入控制信号并将待记忆信号输送给ECU，之后驾驶员可以通过控制按键调回原输入信息，实现后视镜和座椅的“量身定制”。

1.2 后视镜随动调节装置解决的问题

目前市场上广泛使用的电动后视镜[1]需要通过驾驶员手动调节电器装置实现后视镜位置的调整，而这种控制装置不能确保一步定位后视镜，可能需要二次甚至多次调节，使调整后视镜这一过程变得繁琐不堪。此外，传统的电动后视镜无法做到行车过程中的时时调节，因此不能很好的将盲区降到最低。我们设计的这款后视镜随动调节装置恰如其分的解决了上述问题，不仅能够做到后视镜随倒车档位和转向开关的预先调节而且能够实现后视镜随转向盘的随动调节使后视镜视野动态化，时时视野最大化，降低盲区，提高行车安全性。

2 汽车后视镜随动调节装置的设计过程

现有的电动后视镜的调整机构是两套垂直分布的电动机和驱动器组成，可操纵后视镜上下及左右转动，通常一套电动机控制上下方向的转动，另一套电动机控制左右方向的转动。通过改变电流的方向，完成后视镜的上下及左右调整[2]。针对随动后视镜的设计，并没有从本质上改变后视镜操纵机构的本质，依然采用垂直分布的电机和驱动器，只是将原本的普通电机换成了能准确转动一定角度步进电机，实现后视镜的精确调节。

2.1 操纵机构模型的建立

在原有后视镜操纵机构[2]的基础上，对其内部的传动组进行简化，直接采用减速步进电机控制后视镜的转动。其具体基于CATIA的物理模型见下图1所示。

后视镜内部保持架通过螺栓与后视镜本体连接，两个电机通过几个螺钉固定在保持架上，电机动力通过连接件同操纵机构连接，将电机转动输出转换成后视镜镜面的翻转，实现对后视镜的转动控制。而具体的镜面转动情况由单片机程序控制步进电机实现。

图1 后视镜内部结构

2.2 相关电路的设计

电路总功能可以概述为：开关信号或传感器信号传递给单片机，单片机通过A/D转换并处理后将信号送给步进电机，控制电机的正反转进而控制后视镜的转动。

2.2.1 驱动电路的设计

由于电路的设计是基于KST-51开发版的，所以在此以该开发版原理图讲述相关设计。如上图2所示是驱动电路的原理图，通过跳线帽选接使用单片机P1.0-P1.3口控制步进电机，在此之前用四个三极管提高其驱动能力即带负载的能力，使单片机能够直接驱动步进电机。

图2 驱动电路原理图

2.2.2 控制电路的设计

针对该随动转向系统预实现的几个不同的功能分别设计控制电路如下：

倒车档及转向开关随动：在这部分的设计过程中用按键的按与松模拟挂、摘倒车档及开、关转向开关，通过模拟按键向单片机输入信号，并通过电路的设计和程序达到预期效果。这里只用到一个按键，以按键K1为例简述控制电路如下：单片机控制输入0xf0使输入端置于高电平，输出端置于低电平，用以检测是否有按键按下，若K1按下则KeyOut1输出高电平此时控制电机正转，若松开按键则此时有电位变化电机反转。具体电路图见下图3：

转向盘随动：这部分取电位器信号模拟转向盘转动信号，通过电位器的转动向单片机输入信号，并通过电路的设计和程序达到预期效果。为实现上述效果需要连接电路图如下：Vref接+5v提供基准电压，VRout接AIN3模拟输入，然后将信号送入单片机通过程序实现单片机控制电机随动转动。具体电路图见下图4：

图3 控制电路原理图1[4]

“记忆功能”：鉴于该功能用到的原件同上图3，这里以图3为其原理图简述其电路连接：同理单片机控制输入0xf0使输入端置于高电平，输出端置于低电平，用以检测是否有按键按下。通过程序控制实现按键16正转、按键8反转、按键13存储记忆、按键15调回记忆。

3 结语

本文介绍了一种基于KST-51单片机控制的汽车后视镜随动转向装置的三维模型及电控系统的基本原理，并简述了其基本用途。该装置能够实现汽车后视镜的随动转向，可以使司机视野动态化，降低驾驶盲区，提高行车安全系数，且结构简单价格低廉，便于推广应用[5]。

图4 控制电路原理图2