CN101986023B - 用于前照灯的散热系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于前照灯的散热系统及其前照灯冷却方法，可以包括：前照灯；风扇电机，所述风扇电机在所述前照灯运行时旋转冷却风扇以使在所述前照灯周围的空气循环；驱动器集成电路，其在所述前照灯运行时监控所述风扇电机的运行，其中如果所述风扇电机在所述前照灯运行时停止的话，所述驱动器集成电路产生故障信号；警示灯装置，其安装在车辆的仪表板上，其中所述警示灯装置告知驾驶员所述风扇电机是否发生故障；以及电子控制单元，其通过接收来自所述驱动器集成电路的故障信号而操作所述警示灯装置。

Description

用于前照灯的散热系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2009年7月28日申请的韩国专利申请No.10-2009-0068956的优先权，该申请的全文在此并入以供所有目的的参考。
技术领域
本发明涉及一种用于前照灯的散热系统，该散热系统通过使用冷却风扇使在前照灯周围的空气循环而散发来自前照灯的热量，更特别地，涉及这样的一种用于前照灯的散热系统：其设计为告知驾驶员用于冷却风扇的风扇电机是否正在运转。
背景技术
一般地，车辆的灯用于照明的目的，其帮助驾驶员看到物体，同时用于指示、发信号以及警示的目的，亦即，告知其他车辆或者其他人员，该其他人员例如在车辆所行驶的路线上的道路上的行人。特别地，前照灯设置于车辆在宽度方向上的两个末端，以通过接收流过连接至车辆电池的电线的电流来照亮前方的道路，从而改善在夜间驾驶时驾驶员的视野。
前照灯或者后组合灯典型地使用灯泡作为光源。然而，这样的灯泡的使用寿命短并且抗冲击性能差。因此，近来越来越多地使用发光二极管(LED)作为光源，这是由于它们诸如长的使用寿命、优秀的抗冲击性能以及高亮度的优点。
然而，用于前照灯的这种高亮度的发光二级管仍然存在一些问题。当开启时，发光二级管产生非常高的热量，从而在发光二级管周围的部件产生受热变形，从而降低的前照灯的寿命。
因此，越来越需要能够将来自发光二级管的高温热量散发至外部的散热系统。
用于将来自发光二级管的高温热量散发至外部的多种方法包括：安装散热片而使来自发光二级管的热量能够传递至散热片的方法，以及使用冷却风扇使在发光二级管周围的空气循环的方法。安装散热片的方法需要该散热片直接或者间接地与发光二级管接触。这会使发光二级管灯的结构变得复杂，从而使得难于制造前照灯。此外，散热性能不充分。因此，近来已经进行了许多研发来发展使用冷却风扇的方法。
应用于前照灯的这种发光二级管的使用寿命典型地为10000小时或者更长，然而使旋转冷却风扇的风扇电机保持10000小时或者更长的使用寿命是困难的。在一些情况下，在发光二级管正常发光的同时，冷却风扇可能不运行。只要发光二级管在冷却风扇不运行时发光，那么由于发光二级管被加热至很高的温度，发光二级管的使用寿命会大大地减少；此外，周围的装置也会被发光二级管的热量损坏。
本发明背景部分公开的上述信息仅仅用来增加对本发明总体背景的理解，其不应作为该信息构成对本领域技术人员来说已经公知的现有技术的确认和任何形式的建议。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供用于前照灯的散热系统，其设计为告知驾驶者用于冷却风扇的风扇电机是否正常运行，从而防止前照灯过热。
在本发明的一个方面中，一种用于前照灯的散热系统，可以包括：前照灯；风扇电机，所述风扇电机在所述前照灯运行时旋转冷却风扇以使在所述前照灯周围的空气循环；驱动器集成电路，其在所述前照灯运行时监控所述风扇电机的运行，其中如果所述风扇电机在所述前照灯运行时停止的话，所述驱动器集成电路产生故障信号；警示灯装置，其安装在车辆的仪表板上，其中所述警示灯装置告知驾驶员所述风扇电机是否发生故障；以及电子控制单元，其通过接收来自所述驱动器集成电路的故障信号而操作所述警示灯装置。
所述驱动器集成电路可以设计为：当所述风扇电机运行时输出低信号，当所述风扇电机停止时输出高信号，并且所述散热系统还可以包括晶体管，该晶体管通过接收来自所述驱动器集成电路的所述高信号或者低信号来输出信号至所述电子控制单元，其中当接收来自所述驱动器集成电路的低信号时所述晶体管输出高信号至所述电子控制单元，当接收来自所述驱动器集成电路的高信号时所述晶体管输出低信号至所述电子控制单元。
当驱动器集成电路产生故障信号时，所述前照灯可以重复地开启或关闭或者调暗，其中在所述前照灯开始重复地开启或关闭或者调暗之后一个预定时间段内所述前照灯被关闭。
在本发明的另一方面中，所述散热系统还可以包括过热保护电路，其中，所述过热保护电路监控所述驱动器集成电路是否产生所述故障信号，并且在检测到所述故障信号的情况下，所述过热保护电路控制应用至所述前照灯的电流数值，从而减少所述前照灯的光量或者关闭所述前照灯。
所述散热系统还可以包括过热保护电路，其中，所述过热保护电路监控所述驱动器集成电路是否产生所述故障信号，并且在检测到所述故障信号的情况下，所述过热保护电路控制应用至所述前照灯的电流数值，从而减少所述前照灯的光量并且在一个预定时间段后关闭所述前照灯。
所述前照灯可以包括发光二极管灯。
在本发明的又一方面中，一种车辆中的散热系统的前照灯冷却方法，可以包括监控风扇电机的操作，其中所述风扇电机在所述前照灯运行时旋转冷却风扇以使在所述前照灯周围的空气循环，如果所述风扇电机在所述前照灯运行时停止，则产生故障信号，并且告知驾驶员所述风扇电机是否发生故障。
所述方法还可以包括在产生所述故障信号时，重复地开启或关闭或者调暗所述前照灯。
所述方法还包括在所述前照灯开始重复地开启或关闭或者调暗之后一个预定时间段内将所述前照灯关闭。
根据上述的本发明的各个方面，当用于冷却风扇的风扇电机发生故障时，由于驾驶员能够迅速发现风扇电机的故障，所以能够快速地更换风扇电机。因此，用于前照灯的散热系统能够有利地防止前照灯的使用寿命由于过热而减少。
本发明的方法和装置具有其他特征和优点，这些特征和优点可以从结合在本申请文件中的附图以及下面的具体实施方式中变得显而易见，并在其中进行更加详细的阐述，其中附图以及具体实施方式一起用于解释本发明的一些原理。
附图说明
图1是示出了根据本发明的示例性的用于前照灯的散热系统的方块图；以及
图2是示出了根据本发明的示例性的用于前照灯的散热系统的电路图。
应了解附图呈现了阐述本发明基本原理的各个特征的一定程度简化的表示，从而不需要按比例绘制。本文所公开的本发明的特定设计特征，包括例如特定尺寸、取向、位置以及形状，将部分地由具体意图的应用以及使用环境确定。
在附图中，附图标记在全部的附图的几个图中表示本发明的相同或者等效的部分。
具体实施方式
以下将详细参考本发明的不同实施例，本发明的实例在附图中示出并在下面进行描述。虽然结合示例性实施例描述本发明，但应了解该描述不是旨在将本发明限制于那些示例性实施例。相反地，本发明旨在不仅仅覆盖示例性实施例，还覆盖可以包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围里的各种替代、改进、等效结构以及其他实施例。
图1是示出了根据本发明示例性实施例的用于前照灯的散热系统的方块图。
如图1所示，用于前照灯的散热系统包括前照灯200、风扇电机300、驱动器集成电路(IC)500、警示灯800以及电子控制单元(ECU)700。前照灯200发射光线至车辆前方的道路。当前照灯200运行时，风扇电机300旋转冷却风扇以使在前照灯200的周围的空气循环。驱动器集成电路500在前照灯200运行时检测风扇电机300的运行，并且如果风扇电机300停止则产生故障信号。警示灯800安装在车辆的仪表板上，从而告知驾驶员风扇电机300是否发生故障。电子控制单元700对驱动器集成电路500的故障信号做出反应来控制警示灯800。
此处，电源100将电能供给至前照灯200、风扇电机300以及驱动器集成电路500。调节器400也能够设置以将电源100供给的电能逐步降低至适合于驱动器集成电路500的电压。另外，在驱动器集成电路500和电子控制单元700之间还能够设置晶体管600，该晶体管600通过转换信号将来自驱动器集成电路500的信号传递至电子控制单元700。晶体管600的详细构造以及操作将在下文中参考图2更完整地描述。
此外，内部霍尔集成电路设置在驱动器集成电路500的内部，从而能够在不接触的情况下检测位移。霍尔集成电路通过检测电机的磁铁的极性的变化，确定驱动风扇的电机是否在运行。确定电机的运行的霍尔集成电路广泛地用于大量装配有电机的电子装置，因此将省略对该霍尔集成电路的详细描述。
因此，根据本发明的示例性实施例的用于前照灯的散热系统通过使用冷却风扇使前照灯200周围的空气循环而散发来自前照灯200的热量。因此，散热系统具有对前照灯200的良好的散热效果。另外，如果由于风扇电机300的故障等原因冷却风扇不能旋转，那么即时的警示会传达给驾驶员，从而防止前照灯200持续在冷却风扇不旋转(更特别地，其中空气不会围绕着前照灯200循环)的状态下点亮。因此，这会防止前照灯200由于过热而损坏。
另外，由于前照灯200在由发光二极管(LED)构成时比由灯泡型的灯构成时产生更多的热量，所以冷却风扇和风扇电机300对于发光二级管灯是必要的。因此，在前照灯200由发光二级管灯构成时，根据本发明的示例性实施例的用于前照灯的散热系统是特别优选的。
在反常的状态下，其中在冷却风扇不旋转时仅仅前照灯200开启，依据情况，能够通过反复地打开和关闭或者调暗前照灯200来防止前照灯200过热。当开启高温的前照灯200时，发光二级管会遭受严重的热破坏。因此，连接至发光二级管的过热保护电路控制流入发光二级管的电流数值，从而发光二级管不被加热至发光二级管的接点温度(junction temperature)或者超过发光二级管的接点温度，从而防止发光二级管被损坏。例如，过热保护电路能够被设计成在驱动器集成电路500产生故障信号时的初始阶段减少光量，并且，其能够被设计成如果前照灯200在其后继续过热，亦即，如果在减少前照灯200发射的光量的状态下保持打开前照灯200一个预定的时间段后继续过热的话，则关闭前照灯200。首先控制电流数值的原因是减少发生事故的可能性。如果在夜间前照灯200突然关闭，驾驶员可能会看不见，因此会发生事故。上述过热保护电路已经在自动控制系统中商业化，该自动控制系统在特殊信号产生时控制电流数值，从而将省略该过热保护电路的详细构造和操作原理。
因此，根据本发明的示例性实施例的用于前照灯的散热系统能够有利地防止前照灯200和在前照灯200的周围的多种设备被来自过热的前照灯200的热量破坏。另外，在根据本发明的示例性实施例的用于前照灯的散热系统中，即使风扇电机300没有破坏或者损坏，当风扇电机300由于冷却风扇的损坏或者变形而不正常地旋转时，警示灯800也会开启从而告知驾驶员该异常现象。从而，这能够防止由于风扇电机300的过载而引起的诸如火灾的事故。
在该情况下，当风扇电机300停止时，警示灯800能够保持开启。警示灯800能够设计为闪光或者闪烁，从而驾驶员更容易发现它。例如，警示灯800还能够使用诸如薄膜晶体管液晶显示器(TFT LCD)的现代技术来向驾驶员显示醒目的警示标语。优选地，冷却风扇和风扇电机300能够可拆卸地安装在车辆上，从而它们能够在破坏或者损坏时被简单地更换。
图2是示出了根据本发明示例性实施例的用于前照灯的散热系统的电路图。
通过电源100施加的13.5V的电压通过反向电压防止二极管(reverse voltage prevention diode)D1降低至大约0.7V，根据R1的值(1.5kΩ)输出9.5V，并且供给至驱动器集成电路500的电源终端Vdd。此处，为了转换通过电源100应用的电压，能够根据驱动器集成电路500的特性以及整个电路的特性进行多种设计。
驱动器集成电路500通过输出终端Out供给电流至线圈L1，从而风扇电机300能够运行。当风扇电机300运行时，驱动器集成电路500输出低信号(亦即输出比特“0”)，如果风扇电机300停止，则输出高信号(亦即输出比特“1”)。
当来自驱动器集成电路500的低信号发送至晶体管600的基极时，晶体管的发射极(亦即在该实施例中的接地终端)断开。从而，这将保持来自电源100的电能应用至电子控制单元700。也就是，电子控制单元700保持在高信号应用至其上的状态。
相对的，当来自驱动器集成电路的高信号发送至晶体管600的基极时，晶体管的发射极连接。然后，来自电源100的电能通过发射极接地，从而电子控制单元700保持低信号应用至其上的状态。
因此，当风扇电机300停止时，能够自由地变化应用至电子控制单元700的信号。因此，这能够增大电子控制单元700和连接至电子控制单元700的电路的设计的自由度。
如上所述地通过使用晶体管600而转换输入信号来输出该输入信号的技术在电路设计领域是众所周知的，因此将省略其具体描述。另外，通过转换信号而将由驱动器集成电路500产生的信号发送至电子控制单元700的电路构造，可以改变为在该实施例中所示的电路构造之外的各种形式。
因此，当风扇电机300正常地运转时，电子控制单元700收到高信号，而风扇电机300停止时，电子控制单元700收到低信号。当应用低信号时，电子控制单元700发送点亮信号至警示灯800从而开启警示灯800。如果风扇电机300损坏了，驾驶员能够观察到警示灯800开启，并且迅速更换风扇电机300。因此，这能够防止前照灯200的使用寿命减少。
前述本发明的具体示例性实施例的目的是阐明和描述。这些实施例不是旨在穷尽本发明，也不是旨在将本发明限制于揭示的具体形式，显然，按照上述教导可以进行许多改进和变化。这些示例性实施例的选择和描述是为了解释本发明的一些原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员制造和使用本发明的各种示例性实施例及其各种替代和改进。本发明的保护范围旨在由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种用于前照灯的散热系统，包括：
前照灯；
风扇电机，所述风扇电机在所述前照灯运行时旋转冷却风扇以使在所述前照灯周围的空气循环；
驱动器集成电路，其在所述前照灯运行时监控所述风扇电机的运行，其中如果所述风扇电机在所述前照灯运行时停止的话，所述驱动器集成电路产生故障信号；
警示灯装置，其安装在车辆的仪表板上，其中所述警示灯装置告知驾驶员所述风扇电机是否发生故障；
电子控制单元，其通过接收来自所述驱动器集成电路的故障信号而操作所述警示灯装置；以及
过热保护电路，所述过热保护电路监控所述驱动器集成电路是否产生所述故障信号，并且在检测到所述故障信号的情况下，所述过热保护电路控制应用至所述前照灯的电流数值，从而减少所述前照灯的光量,
其中当驱动器集成电路产生故障信号时，所述前照灯重复地开启或关闭或者调暗。
2.如权利要求1所述的用于前照灯的散热系统，其中所述驱动器集成电路设计为：当所述风扇电机运行时输出低信号，当所述风扇电机停止时输出高信号，并且所述散热系统还包括：
晶体管，该晶体管通过接收来自所述驱动器集成电路的所述高信号或者低信号来输出信号至所述电子控制单元，其中当接收来自所述驱动器集成电路的低信号时所述晶体管输出高信号至所述电子控制单元，当接收来自所述驱动器集成电路的高信号时所述晶体管输出低信号至所述电子控制单元。
3.如权利要求1所述的用于前照灯的散热系统，其中在所述前照灯开始重复地开启或关闭或者调暗之后一个预定时间段内所述前照灯被关闭。
4.如权利要求1所述的用于前照灯的散热系统，还包括过热保护电路，其中，所述过热保护电路监控所述驱动器集成电路是否产生所述故障信号，并且在检测到所述故障信号的情况下，所述过热保护电路控制应用至所述前照灯的电流数值，从而减少所述前照灯的光量并且在一个预定时间段后关闭所述前照灯。
5.如权利要求1所述的用于前照灯的散热系统，其中所述前照灯包括发光二极管灯。
6.一种车辆中的散热系统的前照灯冷却方法，包括：
监控风扇电机的操作，其中所述风扇电机在所述前照灯运行时旋转冷却风扇以使在所述前照灯周围的空气循环；
如果所述风扇电机在所述前照灯运行时停止，则产生故障信号；
告知驾驶员所述风扇电机是否发生故障；并且
在产生所述故障信号时，重复地开启或关闭或者调暗所述前照灯，
其中所述散热系统包括：
驱动器集成电路，其设计为监控所述风扇电机的运行，并且当所述风扇电机运行时输出低信号，当所述风扇电机停止时，输出高信号；
晶体管，该晶体管通过接收来自所述驱动器集成电路的所述高信号或者低信号来输出信号至电子控制单元，其中当接收来自所述驱动器集成电路的低信号时所述晶体管输出高信号至所述电子控制单元，当接收来自所述驱动器集成电路的高信号时所述晶体管输出低信号至所述电子控制单元；以及
过热保护电路，其中，所述过热保护电路监控所述驱动器集成电路是否产生所述故障信号，并且在检测到所述故障信号的情况下，所述过热保护电路控制应用至所述前照灯的电流数值，从而减少所述前照灯的光量。
7.如权利要求6所述的车辆中的散热系统的前照灯冷却方法，还包括：
在所述前照灯开始重复地开启或关闭或者调暗之后一个预定时间段内将所述前照灯关闭。
8.如权利要求6所述的车辆中的散热系统的前照灯冷却方法，还包括过热保护电路，其中，所述过热保护电路监控所述驱动器集成电路是否产生所述故障信号，并且在检测到所述故障信号的情况下，所述过热保护电路控制应用至所述前照灯的电流数值，从而减少所述前照灯的光量并且在一个预定时间段后关闭所述前照灯。
9.如权利要求6所述的车辆中的散热系统的前照灯冷却方法，其中所述前照灯包括发光二极管灯。
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