CN103568927B

CN103568927B - 用于车灯的组合控制装置和方法

Info

Publication number: CN103568927B
Application number: CN201210596814.7A
Authority: CN
Inventors: 权建吾
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2012-08-07
Filing date: 2012-12-04
Publication date: 2017-07-18
Anticipated expiration: 2032-12-04
Also published as: US20140042904A1; DE102012222013A1; US9333907B2; CN103568927A; DE102012222013B4; KR101382848B1; KR20140019672A

Abstract

本发明公开一种组合控制装置，其包括开关、IPS装置、开关监视线、灯开/关监视线以及开关装置。该开关可开启或关闭灯。与灯相关的IPS装置与开关的输出连接。开关监视线连接在开关的输出与MCU的输入之间，以向MCU传送接通/关断状态。灯开/关监视线连接在MCU的输入与IPS装置之间，以向MCU传送IPS的功率开关信号。开关装置安装在连接于MCU的输出与IPS装置之间的信号传输线中，从而在由开关最初开启灯之后过去一定时间的时间点被MCU的控制信号接通。

Description

用于车灯的组合控制装置和方法

技术领域

本发明涉及用于车灯的组合控制装置和方法。更具体地，本发明涉及用于车灯的组合控制装置和方法，其通过使用开关直接驱动方式连同微型控制单元(MCU)控制方式来实现灯的开启控制。

背景技术

通常，除了前照灯和转向灯外，车灯还包括用于警告随后的其它车辆本车正在制动的停车灯(例如制动灯)。在车辆初步开始制动时，必须快速开启制动灯以便通知本车后的车辆该车正在制动，从而防止随后的车辆撞到该车后部。

然而，通常，点亮制动灯耗费一定量的时间，即从开始制动的时刻到开启停车灯的时刻的开启时间，因此需要使该时间段最小化。用于开启车辆停车灯的典型控制方式被分成开关直接驱动方式(非MCU控制方式)和微型控制单元(MCU)控制方式。

在开关直接驱动方式中，当驾驶者踩踏在制动踏板上时，开关接通以向智能功率开关(IPS)装置(例如半导体装置)施加电流信号，该智能功率开关(IPS)装置连接成点亮制动灯内的灯泡。然后通过IPS装置的功率开关操作来点亮制动灯。在开关直接驱动方式中，从接通开关的时刻到点亮灯泡的时刻，开启制动灯仅耗费约5ms，因此当前车制动时，后车能快速识别。

然而，由于开关直接驱动方式不经脉宽调制(PWM)控制(即，其存在于MCU控制方式)而直接点亮停车灯，因此不可以通过系统来诊断灯泡是否适当地工作。此外，灯泡的寿命也可能被缩短。

在MCU控制方式中，当驾驶者踩踏在制动踏板上时，开关接通。这向MCU中输入来自开关的接通信号。然后，MCU执行其自己的操作过程并将来自MCU的电流施加到IPS装置。然后通过IPS装置的功率开关操作而点亮制动灯的灯泡。

例如，日本专利申请公开第2004-355887号公开了一种灯控制方法，其中当最初点亮灯时以低占空比控制灯，并且之后逐渐增大占空比。此外，日本专利申请公开第2011-225055号公开了一种控制方法，其中当驾驶者踩踏在制动踏板上时，执行判断逻辑以点亮制动灯。

然而，由于通过MCU控制的灯点亮过程实质上耗费比开关直接方法更多的时间来执行各灯的判断逻辑，从接通开关的时间到点亮灯泡的时间，耗费约40ms来点亮制动灯内的灯泡。MCU控制方式实质上较慢。

因此，在开关直接驱动方式中，由于开启时间仅约5ms，因此，后车能够快速识别前车在制动。然而，在MCU控制方式中，由于耗费约40ms来开启制动灯，因此在某些情况下，后车可能太晚得知前车在制动，由此造成事故。

上述在该背景技术部分公开的信息仅用于增强对本发明背景的理解，因此其可能含有不构成在该国本领域普通技术人员已经知晓的现有技术的信息。

发明内容

本发明提供用于车灯的组合控制装置和方法，其通过提供使用开关直接驱动方式结合MCU控制方式的灯点亮电路，在由于驾驶者踩踏在制动踏板上而接通开关的同时在最小开启时间内点亮灯，然后在一定时间过去之后通过MCU控制方式进行灯开启逻辑，能够使灯的开启时间最小化并延长灯的寿命。

一方面，本发明提供用于车灯的组合控制装置，包括：开关，配置成开启/关闭灯；与灯相关的智能功率开关(IPS)装置，与开关的输出连接；开关监视线，连接在开关的输出与微型控制单元(MCU)的输入之间，以向MCU传送接通/关断状态；灯开/关监视线，连接在MCU的输入与IPS装置之间，以向MCU传送IPS的功率开关信号；以及开关装置，安装在连接于MCU的输出与IPS装置之间的信号传输线中，从而在响应于开关处于接通状态而开启灯之后过去一定时间的时间点被MCU的控制信号接通。

另一方面，本发明提供用于车灯的组合控制方法，包括通过使用如下方法来使灯的开启时间最小化：开关直接驱动方式，其中当驾驶者踩踏在制动踏板上时，开关接通，因此开启灯；以及微型控制单元(MCU)控制方式，其中在开启灯之后，灯保持开启状态，直到一定时间后关断开关。

在示例性实施方式中，当执行开关直接驱动方式时，可以将与接通操作相应的电流信号施加到智能功率开关(IPS)装置，且同时将其作为开关监视信号输入到MCU中。

在另一示例性实施方式中，当因施加到IPS装置的电流信号而通过IPS的功率开关操作来开启灯时，可以将IPS装置的功率开关信号作为灯开/关监视信号输入到MCU中。

在又一示例性实施方式中，在MCU控制方式中，通过在根据接通操作而开启灯后过去一定时间的时间点使从MCU输出的电流控制信号接通开关装置并且使电流控制信号施加到IPS装置，来执行MCU对灯的开启保持控制。

在又一示例性实施方式中，该一定时间可以确定为浪涌阶段之后的时间，在该浪涌阶段中，当通过开关直接驱动方式开启灯泡时，施加到灯泡线圈上的电流瞬时且快速地增加。该方法还可包括执行诊断逻辑，其中，当MCU向IPS装置传送控制信号(开启命令)时，MCU从IPS装置接收电流信号反馈，以确定灯的灯泡状态是好的还是坏的。

下文中讨论本发明的其它方面和示例性实施方式。

附图说明

现在将参考附图图示的本发明的某些示例性实施方式来详细地描述本发明的上述和其它特征，下文给出的这些实施方式仅仅用于示例说明，因此不是对本发明的限制，其中：

图1是示出根据本发明示例性实施方式的用于车灯的组合控制装置的电路图；

图2是示出根据本发明示例性实施方式的用于车灯的组合控制方法的流程图；并且

图3是示出根据本发明示例性实施方式的用于车灯的组合控制方法中使用的IPS装置的电路图。

附图中提到的附图标记包括对下面进一步讨论的以下元件的参考：

10：开关

12：IPS装置

14：MCU

16：开关监视线

18：灯开/关监视线

20：灯

22：信号传输线

24：开关装置

应当理解到，所附的附图并非必然是按比例的，其说明了本发明基本原理的各种优选特征的一定程度上简化的代表。本文公开的本发明的具体设计特征，包括，例如，具体大小、方向、位置和形状将部分取决于具体的既定用途和使用环境。

在附图中，附图标记在几张图中通篇指代本发明的相同或等同部件。

具体实施方式

下面将详细地参照本发明的各个实施方式，其实施例图示在所附附图中，并在下文加以描述。尽管将结合示例性实施方式描述本发明，但应当理解，本说明书无意于将本发明局限于这些示例性实施方式。相反，本发明不仅要涵盖这些示例性实施方式，还要涵盖由权利要求所限定的本发明的精神和范围内的各种替代形式、修改、等效形式和其它实施方式。

本文使用的术语仅仅是为了说明具体实施方式的目的而不是意在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一个、一种(a、an)”和“该(the)”也意在包括复数形式，除非上下文中清楚指明。还可以理解的是，在说明书中使用的术语“包括(comprises和/或comprising)”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。

应理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括通常的机动车，例如，包括多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种船只和船舶的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、插入式混合电动车、氢动力车和其它代用燃料车(例如，来源于石油以外的资源的燃料)。如本文所提到的，混合动力车是具有两种或多种动力源的车辆，例如，具有汽油动力和电动力的车辆。

下文中将参考附图详细描述本发明的示例性实施方式。

在本发明的示例性实施方式中，通过配置灯点亮电路可使灯的开启时间最小化并延长灯的寿命，在该灯点亮电路中，将用于开启灯(特别是制动灯)的开关直接驱动方式和MCU控制方式的优点组合到单个电路中。

图1是示出根据本发明实施方式的用于车灯的组合控制装置的电路图。如图1所示，开关10可与一个或多个智能功率开关(IPS)装置12直接连接，该智能功率开关(IPS)装置12各自起到灯20的功率开关装置(即，各灯20具有其自己的IPS装置12)的作用，并且MCU14可以连接到开关10与IPS装置12之间。

当驾驶者踩踏在制动踏板上时，开关10可以接通，其进而开启灯20，并且当驾驶者将他/她的脚从制动踏板移开时，开关10可以被关断以关闭灯20。开关10可以与IPS装置12直接连接以使电力快速施加于灯。

IPS装置12可以配置成感测电流以便提供诊断功能。IPS装置12还可配置成执行包括开关和保险丝功能的自我保护功能、灯泡控制(脉宽调制(PWM)和日行灯(DRL)控制)、电线直径的降低以及灯泡寿命的延长。

更具体地，IPS装置12可以因其轻质而具有减小的电线长度和直径，且可以因其电子部件的小型化而具有较小的尺寸和体积。而且，IPS装置12可以包括低驱动电源，并可以具有负载异常检测(灯泡切断，电动机停止)功能以及针对短路的电路保护和故障诊断功能，从而提供一定程度的稳定性。此外，IPS装置可增加开关的耐久性，并改善功率保护性能和电压降。此外，IPS装置12不需要替换保险丝且不产生工作噪音。IPS装置还可以非常容易地对设计改变作出响应。

在本发明的示例性实施方式中，开关监视线16可以连接在开关10的电流输出线与MCU14的输入之间，以向MCU14传送接通/关断状态。因此，当开关10接通时，可以通过开关监视线16向MCU14中输入信号，以通知MCU14开关目前是接通的。

而且，灯开/关监视线18可以连接在MCU14的输入与IPS装置12之间，以向MCU14传送IPS的功率开关信号。因此，当接通开关并通过施加的电流信号开启IPS装置12时，可以通过灯开/关监视线18向MCU14中输入信号，以通知MCU14IPS装置12是开启的。

此外，MCU14的输出和灯20的IPS装置12可以与信号传输线22连接以传送MCU控制信号，该信号传输线22配备有例如晶体管的开关装置24，其中当通过接通开关10而开启灯之后，一定量的时间过去(例如，约200ms)之后，由MCU14的控制信号接通该开关装置24。

下文中将参考图1和图2详细描述基于上述构造配置的用于车灯的组合控制方法。

首先，当驾驶者在驾驶车辆的同时踩踏在制动踏板上时，开关10接通，并且最初通过开关直接驱动方式开启灯20。具体地，当通过踩踏在制动踏板上来接通开关10时，与接通操作相应的电流信号被施加到IPS装置12。因此，可以通过IPS装置12的功率开关操作来开启灯20的灯泡。在这种情况下，由于从接通开关10的时刻到点亮灯20的灯泡的时刻，耗费仅约5ms来开启灯泡，因此后车能快速识别出制动情况，从而安全驾驶。

如上所述，由于开关直接驱动方式不经通过MCU控制方式的脉宽调制(PWM)控制而直接点亮制动灯，因此不可以诊断灯泡是否适当地工作，并且灯泡的寿命会缩短。然而，在申请人要求保护的发明中，系统在通过开关直接驱动方式开启灯时起的一定时间过去之后，通过MCU控制方式保持制动灯的开启。

该一定时间指的是浪涌阶段之后的时间(约200ms)，在该浪涌阶段中，当通过开关直接驱动方式开启灯的灯泡时，施加到灯泡线圈的电流瞬时且快速地增加。

因此，当施加到灯泡线圈的电流迅速增加时，MCU14可能将施加的电流误解为过电流。因而，在浪涌阶段过去之后，通过MCU控制方式保持灯开启约200ms。

为此，当IPS装置12的功率开关操作与开关10的接通一起开启灯20使得通过MCU控制方式执行控制逻辑时，可以将IPS装置12的功率开关信号作为灯开/关监视信号输入到MCU14中。

此外，本发明的控制逻辑可实施为非暂时性计算机可读介质，其含有通过MCU14和IPS装置12内的处理器、控制器等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的例子包括但不限于，ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、优盘、智能卡和光学数据存储装置。还能够在网络耦合的计算机系统中分布计算机可读记录介质，使得例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网(CAN)以分散的方式存储并且执行计算机可读介质。

接下来，当接收灯开/关监视信号的MCU14向信号传输线22输出控制信号时，信号传输线22中配备的开关装置24可以接通，并且MCU14的控制信号可以施加到IPS装置12。因此，可以通过MCU14来保持灯的开启。

因此，由于通过MCU控制方式执行的灯开启逻辑是在通过开关直接驱动方式开启灯之后过去一定时间的时间点执行的，因此MCU14随后能够诊断灯泡的状态，并且能够通过占空比控制延长灯泡寿命。例如，当MCU14向IPS装置12传送控制信号(开启命令)时，MCU14可以从IPS装置12接收电流信号反馈，以确定灯的灯泡状态是好的还是坏的。

有利地，根据本发明的示例性实施方式，由于开关直接方法能够在最小量的时间内点亮灯，同时仍然提供延长的寿命和诊断能力，因此可实现响应且有效的制动灯控制系统，其提供MCU和开关直接方法两者的优点。

本发明参考其示例性实施方式进行了详细说明。然而，本领域技术人员能够理解，可以在不偏离本发明的原理和精神的情况下对这些实施方式进行改变，本发明的范围由权利要求及其等同方式限定。

Claims

1.一种用于车灯的组合控制装置，包括：

开关，配置成开启/关闭灯；

与所述灯相关的智能功率开关装置，与所述开关的输出连接；

开关监视线，连接在所述开关的输出与微型控制单元的输入之间，以向所述微型控制单元传送接通/关断状态；

灯开/关监视线，连接在所述微型控制单元的输入与所述智能功率开关装置之间，以向所述微型控制单元传送智能功率开关的功率开关信号；以及

开关装置，安装在连接于所述微型控制单元的输出与所述智能功率开关装置之间的信号传输线中，从而在由所述开关最初开启所述灯之后过去一定时间的时间点被所述微型控制单元的控制信号接通。

2.如权利要求1所述的组合控制装置，其中所述一定时间是200ms。

3.一种用于车灯的组合控制方法，所述方法包括：

通过在按压制动踏板时接通开关来执行开关直接驱动方式，所述开关向智能功率开关装置提供信号，所述智能功率开关装置进而为灯通电；以及

响应于所述灯处于开启状态一定时间，通过微型控制单元控制方式继续点亮所述灯，直到所述开关被关断。

4.如权利要求3所述的组合控制方法，其中在执行所述开关直接驱动方式时，将与所述接通操作相应的电流信号施加到智能功率开关装置，并且同时将其作为开关监视信号输入到所述微型控制单元中。

5.如权利要求4所述的组合控制方法，其中当因施加到智能功率开关装置的电流信号而通过所述智能功率开关的功率开关操作开启所述灯时，所述智能功率开关装置的功率开关信号作为灯开/关监视信号被输入到所述微型控制单元中。

6.如权利要求3所述的组合控制方法，其中在所述微型控制单元控制方式中，通过在根据所述接通操作开启所述灯之后过去一定时间的时间点使从所述微型控制单元输出的电流控制信号接通开关装置并且使所述电流控制信号施加到智能功率开关装置，来执行所述微型控制单元对所述灯的开启保持控制。

7.如权利要求6所述的组合控制方法，其中所述一定时间被确定为浪涌阶段之后的时间，在所述浪涌阶段中，当通过所述开关直接驱动方式开启所述灯的灯泡时，施加到灯泡线圈的电流瞬时且快速地增加。

8.如权利要求3所述的组合控制方法，还包括执行诊断逻辑，其中，当微型控制单元向智能功率开关装置传送控制信号即开启命令时，所述微型控制单元从所述智能功率开关装置接收电流信号反馈，以确定所述灯的灯泡状态是好的还是坏的。

9.如权利要求3所述的组合控制方法，其中所述一定时间是200ms。