用於車燈的組合控制裝置和方法
2023-06-09 15:31:31
用於車燈的組合控制裝置和方法
【專利摘要】本發明公開一種組合控制裝置，其包括開關、IPS裝置、開關監視線、燈開/關監視線以及開關裝置。該開關可開啟或關閉燈。與燈相關的IPS裝置與開關的輸出連接。開關監視線連接在開關的輸出與MCU的輸入之間，以向MCU傳送接通/關斷狀態。燈開/關監視線連接在MCU的輸入與IPS裝置之間，以向MCU傳送IPS的功率開關信號。開關裝置安裝在連接於MCU的輸出與IPS裝置之間的信號傳輸線中，從而在由開關最初開啟燈之後過去一定時間的時間點被MCU的控制信號接通。
【專利說明】用於車燈的組合控制裝置和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用於車燈的組合控制裝置和方法。更具體地，本發明涉及用於車燈的組合控制裝置和方法，其通過使用開關直接驅動方式連同微型控制單元(MCU)控制方式來實現燈的開啟控制。
【背景技術】
[0002]通常，除了前照燈和轉向燈外，車燈還包括用於警告隨後的其它車輛本車正在制動的停車燈(例如制動燈)。在車輛初步開始制動時，必須快速開啟制動燈以便通知本車後的車輛該車正在制動，從而防止隨後的車輛撞到該車後部。
[0003]然而，通常，點亮制動燈耗費一定量的時間，即從開始制動的時刻到開啟停車燈的時刻的開啟時間，因此需要使該時間段最小化。用於開啟車輛停車燈的典型控制方式被分成開關直接驅動方式(非MCU控制方式)和微型控制單元(MCU)控制方式。
[0004]在開關直接驅動方式中，當駕駛者踩踏在制動踏板上時，開關接通以向智能功率開關(IPS)裝置(例如半導體裝置)施加電流信號，該智能功率開關(IPS)裝置連接成點亮制動燈內的燈泡。然後通過IPS裝置的功率開關操作來點亮制動燈。在開關直接驅動方式中，從接通開關的時刻到點亮燈泡的時刻，開啟制動燈僅耗費約5ms，因此當前車制動時，後車能快速識別。
[0005]然而，由於開關直接驅動方式不經脈寬調製(PWM)控制(即，其存在於MCU控制方式)而直接點亮停車燈，因此不可以通過系統來診斷燈泡是否適當地工作。此外，燈泡的壽命也可能被縮短。
[0006]在MCU控制方式中，當駕駛者踩踏在制動踏板上時，開關接通。這向MCU中輸入來自開關的接通信號。然後，MCU執行其自己的操作過程並將來自MCU的電流施加到IPS裝置。然後通過IPS裝置的功率開關操作而點亮制動燈的燈泡。
[0007]例如，日本專利申請公開第2004-355887號公開了一種燈控制方法，其中當最初點亮燈時以低佔空比控制燈，並且之後逐漸增大佔空比。此外，日本專利申請公開第2011-225055號公開了一種控制方法，其中當駕駛者踩踏在制動踏板上時，執行判斷邏輯以點亮制動燈。
[0008]然而，由於通過MCU控制的燈點亮過程實質上耗費比開關直接方法更多的時間來執行各燈的判斷邏輯，從接通開關的時間到點亮燈泡的時間，耗費約40ms來點亮制動燈內的燈泡。MCU控制方式實質上較慢。
[0009]因此，在開關直接驅動方式中，由於開啟時間僅約5ms，因此，後車能夠快速識別前車在制動。然而，在MCU控制方式中，由於耗費約40ms來開啟制動燈，因此在某些情況下，後車可能太晚得知前車在制動，由此造成事故。
[0010]上述在該【背景技術】部分公開的信息僅用於增強對本發明背景的理解，因此其可能含有不構成在該國本領域普通技術人員已經知曉的現有技術的信息。
【發明內容】
[0011]本發明提供用於車燈的組合控制裝置和方法，其通過提供使用開關直接驅動方式結合MCU控制方式的燈點亮電路，在由於駕駛者踩踏在制動踏板上而接通開關的同時在最小開啟時間內點亮燈，然後在一定時間過去之後通過MCU控制方式進行燈開啟邏輯，能夠使燈的開啟時間最小化並延長燈的壽命。
[0012]一方面，本發明提供用於車燈的組合控制裝置，包括:開關，配置成開啟/關閉燈；與燈相關的智能功率開關(IPS)裝置，與開關的輸出連接；開關監視線，連接在開關的輸出與微型控制單元(MCU)的輸入之間，以向MCU傳送接通/關斷狀態；燈開/關監視線，連接在MCU的輸入與IPS裝置之間，以向MCU傳送IPS的功率開關信號；以及開關裝置，安裝在連接於MCU的輸出與IPS裝置之間的信號傳輸線中，從而在響應於開關處於接通狀態而開啟燈之後過去一定時間的時間點被MCU的控制信號接通。
[0013]另一方面，本發明提供用於車燈的組合控制方法，包括通過使用如下方法來使燈的開啟時間最小化:開關直接驅動方式，其中當駕駛者踩踏在制動踏板上時，開關接通，因此開啟燈；以及微型控制單元(MCU)控制方式，其中在開啟燈之後，燈保持開啟狀態，直到一定時間後關斷開關。
[0014]在示例性實施方式中，當執行開關直接驅動方式時，可以將與接通操作相應的電流信號施加到智能功率開關(IPS)裝置，且同時將其作為開關監視信號輸入到MCU中。
[0015]在另一示例性實施方式中，當因施加到IPS裝置的電流信號而通過IPS的功率開關操作來開啟燈時，可以將IPS裝置的功率開關信號作為燈開/關監視信號輸入到MCU中。
[0016]在又一示例性實施方式中，在MCU控制方式中，通過在根據接通操作而開啟燈後過去一定時間的時間點使從MCU輸出的電流控制信號接通開關裝置並且使電流控制信號施加到IPS裝置，來執行MCU對燈的開啟保持控制。
[0017]在又一示例性實施方式中，該一定時間可以確定為浪湧階段之後的時間，在該浪湧階段中，當通過開關直接驅動方式開啟燈泡時，施加到燈泡線圈上的電流瞬時且快速地增加。該方法還可包括執行診斷邏輯，其中，當MCU向IPS裝置傳送控制信號(開啟命令)時，MCU從IPS裝置接收電流信號反饋，以確定燈的燈泡狀態是好的還是壞的。
[0018]下文中討論本發明的其它方面和示例性實施方式。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]現在將參考附圖圖示的本發明的某些示例性實施方式來詳細地描述本發明的上述和其它特徵，下文給出的這些實施方式僅僅用於示例說明，因此不是對本發明的限制，其中:
[0020]圖1是示出根據本發明示例性實施方式的用於車燈的組合控制裝置的電路圖；
[0021]圖2是示出根據本發明示例性實施方式的用於車燈的組合控制方法的流程圖；並且
[0022]圖3是示出根據本發明示例性實施方式的用於車燈的組合控制方法中使用的IPS裝置的電路圖。
[0023]附圖中提到的附圖標記包括對下面進一步討論的以下元件的參考:
[0024]10:開關[0025]12:1PS 裝置
[0026]14:MCU
[0027]16:開關監視線
[0028]18:燈開/關監視線
[0029]20:燈
[0030]22:信號傳輸線
[0031]24:開關裝置
[0032]應當理解到，所附的附圖並非必然是按比例的，其說明了本發明基本原理的各種優選特徵的一定程度上簡化的代表。本文公開的本發明的具體設計特徵，包括，例如，具體大小、方向、位置和形狀將部分取決於具體的既定用途和使用環境。
[0033]在附圖中，附圖標記在幾張圖中通篇指代本發明的相同或等同部件。
【具體實施方式】
[0034]下面將詳細地參照本發明的各個實施方式，其實施例圖示在所附附圖中，並在下文加以描述。儘管將結合示例性實施方式描述本發明，但應當理解，本說明書無意於將本發明局限於這些示例性實施方式。相反，本發明不僅要涵蓋這些示例性實施方式，還要涵蓋由權利要求所限定的本發明的精神和範圍內的各種替代形式、修改、等效形式和其它實施方式。
[0035]本文使用的術語僅僅是為了說明【具體實施方式】的目的而不是意在限制本發明。如本文所使用的，單數形式「一個、一種(a、an)」和「該(the) 」也意在包括複數形式，除非上下文中清楚指明。還可以理解的是，在說明書中使用的術語「包括(comprises和/或comprising) 」是指存在所述特徵、整數、步驟、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一個或多個其它特徵、整數、步驟、操作、元件、部件和/或其群組。如本文所使用的，術語「和/或」包括一個或多個相關所列項目的任何和所有組合。
[0036]應理解，本文使用的術語「車輛」或「車輛的」或其它類似術語包括通常的機動車，例如，包括多功能運動車(SUV)、公共汽車、卡車、各種商務車的客車，包括各種船隻和船舶的水運工具，飛行器等等，並且包括混合動力車、電動車、插入式混合電動車、氫動力車和其它代用燃料車(例如，來源於石油以外的資源的燃料)。如本文所提到的，混合動力車是具有兩種或多種動力源的車輛，例如，具有汽油動力和電動力的車輛。
[0037]下文中將參考附圖詳細描述本發明的示例性實施方式。
[0038]在本發明的示例性實施方式中，通過配置燈點亮電路可使燈的開啟時間最小化並延長燈的壽命，在該燈點亮電路中，將用於開啟燈(特別是制動燈)的開關直接驅動方式和MCU控制方式的優點組合到單個電路中。
[0039]圖1是示出根據本發明實施方式的用於車燈的組合控制裝置的電路圖。如圖1所示，開關10可與一個或多個智能功率開關(IPS)裝置12直接連接，該智能功率開關(IPS)裝置12各自起到燈20的功率開關裝置(即，各燈20具有其自己的IPS裝置12)的作用，並且MCU14可以連接到開關10與IPS裝置12之間。
[0040]當駕駛者踩踏在制動踏板上時，開關10可以接通，其進而開啟燈20，並且當駕駛者將他/她的腳從制動踏板移開時，開關10可以被關斷以關閉燈20。開關10可以與IPS裝置12直接連接以使電力快速施加於燈。
[0041]IPS裝置12可以配置成感測電流以便提供診斷功能。IPS裝置12還可配置成執行包括開關和保險絲功能的自我保護功能、燈泡控制(脈寬調製(PWM)和日行燈(DRL)控制)、電線直徑的降低以及燈泡壽命的延長。
[0042]更具體地，IPS裝置12可以因其輕質而具有減小的電線長度和直徑，且可以因其電子部件的小型化而具有較小的尺寸和體積。而且，IPS裝置12可以包括低驅動電源，並可以具有負載異常檢測(燈泡切斷，電動機停止)功能以及針對短路的電路保護和故障診斷功能，從而提供一定程度的穩定性。此外，IPS裝置可增加開關的耐久性，並改善功率保護性能和電壓降。此外，IPS裝置12不需要替換保險絲且不產生工作噪音。IPS裝置還可以非常容易地對設計改變作出響應。
[0043]在本發明的示例性實施方式中，開關監視線16可以連接在開關10的電流輸出線與MCU14的輸入之間，以向MCU14傳送接通/關斷狀態。因此，當開關10接通時，可以通過開關監視線16向MCU14中輸入信號，以通知MCU14開關目前是接通的。
[0044]而且，燈開/關監視線18可以連接在MCU14的輸入與IPS裝置12之間，以向MCU14傳送IPS的功率開關信號。因此，當接通開關並通過施加的電流信號開啟IPS裝置12時，可以通過燈開/關監視線18向MCU14中輸入信號，以通知MCU14IPS裝置12是開啟的。
[0045]此外，MCU14的輸出和燈20的IPS裝置12可以與信號傳輸線22連接以傳送MCU控制信號，該信號傳輸線22配備有例如電晶體的開關裝置24，其中當通過接通開關10而開啟燈之後，一定量的時間過去(例如，約200ms)之後，由MCU14的控制信號接通該開關裝置24。
[0046]下文中將參考圖1和圖2詳細描述基於上述構造配置的用於車燈的組合控制方法。
[0047]首先，當駕駛者在駕駛車輛的同時踩踏在制動踏板上時，開關10接通，並且最初通過開關直接驅動方式開啟燈20。具體地，當通過踩踏在制動踏板上來接通開關10時，與接通操作相應的電流信號被施加到IPS裝置12。因此，可以通過IPS裝置12的功率開關操作來開啟燈20的燈泡。在這種情況下，由於從接通開關10的時刻到點亮燈20的燈泡的時亥IJ，耗費僅約5ms來開啟燈泡，因此後車能快速識別出制動情況，從而安全駕駛。
[0048]如上所述，由於開關直接驅動方式不經通過MCU控制方式的脈寬調製(PWM)控制而直接點亮制動燈，因此不可以診斷燈泡是否適當地工作，並且燈泡的壽命會縮短。然而，在 申請人:要求保護的發明中，系統在通過開關直接驅動方式開啟燈時起的一定時間過去之後，通過MCU控制方式保持制動燈的開啟。
[0049]該一定時間指的是浪湧階段之後的時間(約200ms)，在該浪湧階段中，當通過開關直接驅動方式開啟燈的燈泡時，施加到燈泡線圈的電流瞬時且快速地增加。
[0050]因此，當施加到燈泡線圈的電流迅速增加時，MCU14可能將施加的電流誤解為過電流。因而，在浪湧階段過去之後，通過MCU控制方式保持燈開啟約200ms。
[0051]為此，當IPS裝置12的功率開關操作與開關10的接通一起開啟燈20使得通過MCU控制方式執行控制邏輯時，可以將IPS裝置12的功率開關信號作為燈開/關監視信號輸入到MCU14中。
[0052]此外，本發明的控制邏輯可實施為非暫時性計算機可讀介質，其含有通過MCU14和IPS裝置12內的處理器、控制器等執行的可執行程序指令。計算機可讀介質的例子包括但不限於，ROM、RAM、光碟(CD)-ROM、磁帶、軟盤、優盤、智慧卡和光學數據存儲裝置。還能夠在網絡耦合的計算機系統中分布計算機可讀記錄介質，使得例如通過遠程信息處理伺服器或控制器區域網(CAN)以分散的方式存儲並且執行計算機可讀介質。
[0053]接下來，當接收燈開/關監視信號的MCU14向信號傳輸線22輸出控制信號時，信號傳輸線22中配備的開關裝置24可以接通，並且MCU14的控制信號可以施加到IPS裝置
12。因此，可以通過MCU14來保持燈的開啟。
[0054]因此，由於通過MCU控制方式執行的燈開啟邏輯是在通過開關直接驅動方式開啟燈之後過去一定時間的時間點執行的，因此MCU14隨後能夠診斷燈泡的狀態，並且能夠通過佔空比控制延長燈泡壽命。例如，當MCU14向IPS裝置12傳送控制信號(開啟命令)時，MCU14可以從IPS裝置12接收電流信號反饋，以確定燈的燈泡狀態是好的還是壞的。
[0055]有利地，根據本發明的示例性實施方式，由於開關直接方法能夠在最小量的時間內點亮燈，同時仍然提供延長的壽命和診斷能力，因此可實現響應且有效的制動燈控制系統，其提供MCU和開關直接方法兩者的優點。
[0056]本發明參考其示例性實施方式進行了詳細說明。然而，本領域技術人員能夠理解，可以在不偏離本發明的原理和精神的情況下對這些實施方式進行改變，本發明的範圍由權利要求及其等同方式限定。
【權利要求】
1.一種用於車燈的組合控制裝置，包括: 開關，配置成開啟/關閉燈； 與所述燈相關的智能功率開關(IPS)裝置,與所述開關的輸出連接； 開關監視線，連接在所述開關的輸出與微型控制單元(MCU)的輸入之間，以向所述MCU傳送接通/關斷狀態； 燈開/關監視線，連接在所述MCU的輸入與所述IPS裝置之間，以向所述MCU傳送IPS的功率開關信號；以及 開關裝置，安裝在連接於所述MCU的輸出與所述IPS裝置之間的信號傳輸線中，從而在由所述開關最初開啟所述燈之後過去一定時間的時間點被所述MCU的控制信號接通。
2.一種用於車燈的組合控制方法，所述方法包括: 通過在按壓制動踏板時接通開關來執行開關直接驅動方式，所述開關向智能功率開關(IPS)裝置提供信號，所述智能功率開關(IPS)裝置進而為燈通電；以及 響應於所述燈處於開啟狀態一定時間，通過微型控制單元(MCU)控制方式繼續點亮所述燈，直到所述開關被關斷。
3.如權利要求2所述的組合控制方法，其中在執行所述開關直接驅動方式時，將與所述接通操作相應的電流信號施加到智能功率開關(IPS)裝置，並且同時將其作為開關監視信號輸入到所述MCU中。
4.如權利要求3所述的組合控制方法，其中當因施加到IPS裝置的電流信號而通過所述IPS的功率開關操作開啟所述燈時，所述IPS裝置的功率開關信號作為燈開/關監視信號被輸入到所述MCU中。
5.如權利要求2所述的組合控制方法，其中在所述MCU控制方式中，通過在根據所述接通操作開啟所述燈之後過去一定時間的時間點使從所述MCU輸出的電流控制信號接通開關裝置並且使所述電流控制信號施加到IPS裝置，來執行所述MCU對所述燈的開啟保持控制。
6.如權利要求5所述的組合控制方法，其中所述一定時間被確定為浪湧階段之後的時間，在所述浪湧階段中，當通過所述開關直接驅動方式開啟所述燈的燈泡時，施加到燈泡線圈的電流瞬時且快速地增加。
7.如權利要求2所述的組合控制方法，還包括執行診斷邏輯，其中，當MCU向IPS裝置傳送控制信號即開啟命令時，所述MCU從所述IPS裝置接收電流信號反饋，以確定所述燈的燈泡狀態是好的還是壞的。
8.如權利要求1所述的組合控制裝置，其中所述一定時間是200ms。
9.如權利要求2所述的組合控制方法，其中所述一定時間是200ms。
10.一種包含由處理器執行的程序指令的非暫時性計算機可讀介質，所述計算機可讀介質包括: 通過在按壓制動踏板時接通開關來執行開關直接驅動方式的程序指令，所述開關向智能功率開關(IPS)裝置提供信號，所述智能功率開關(IPS)裝置進而為燈通電；以及 響應於所述燈處於開啟狀態一定時間，通過執行微型控制單元(MCU)控制方式來繼續點亮所述燈直到所述開關被關斷的程序指令。
【文檔編號】B60Q1/00GK103568927SQ201210596814
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年12月4日 優先權日:2012年8月7日
【發明者】權建吾 申請人:現代自動車株式會社, 起亞自動車株式會社