CN108337792B - 一种用于车灯自动感应控制的控制器及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车灯自动感应控制的控制器及控制方法，该控制器包括处理器、功率驱动单元、功率器件、光敏采样单元，所述处理器与功率驱动单元电连接，所述处理器与所述光敏采样单元通信连接，所述功率驱动单元与功率器件电连接，与处理器连接的处理器电源处理单元，所述处理器电源处理单元、所述功率驱动单元均与外部电源连接，所述功率驱动单元至少连接一个所述功率器件，所述功率器件连接设置有与车灯连接的接口，所述功率器件为MOS管，所述处理器根据所述光敏采样单元的采样到的光照强度来控制所述车灯的开闭及亮度。该控制器控制及控制方法使用成本较低，温度稳定性较好，能够有效的减轻驾驶者的负担，提高行车的安全性，具有较高的实用性。

Description

一种用于车灯自动感应控制的控制器及控制方法

技术领域

本发明涉及一种用于车灯自动感应控制的控制器及方法，具体涉及一种用于二轮车灯自动感应控制的控制器及方法

背景技术

随着现代的交通网络的逐步扩展，道路建设的快速推进，现在的隧道里程日益增多以及地下车库的快速建设和普及，车辆在进出隧道和车库时，其驾驶环境的光照强度会频繁且快速的变化，这时就需要驾驶员不断的开启或者关闭车灯照明系统，以适应行车环境的频繁变化，这样势必会加重驾驶者的操作负担。且有些二轮车驾驶者长期驾车行驶，在行驶时会佩戴行车护具，如手套等，这些在频繁的手动车灯开关切换时也会加重驾驶者的操作负担。当驾驶者比较疲劳或是因为反应的迟缓而在行驶到光照突然变暗的环境而未及时开灯时，就可能因为行车视线的不清晰而存在行车安全隐患，在由暗处行驶到开阔处时，如果忘记关灯，又会。在汽车领域针对这一情况已经出现了智能车灯控制系统，以根据环境光照变化而自动的开关汽车大灯。在二轮车领域，特别是普通用户使用的二轮车上，为了增加驾驶者的行车安全，也有必要在不影响车辆原有车灯操作的基础上，搭载一种结构简单，成本低廉，且不影响车灯照度的自动感应车灯控制装置，以减少驾驶者的驾驶负担，提高行车的安全性和获得更好的驾驶体验。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种采用感光元件采样环境光照的明暗变化，自动的开启或关闭整车照明的车灯自动感应控制的控制器。

为实现上述目的，本实用新型按以下技术方案予以实现的：该控制器包括处理器、功率驱动单元、功率器件、光敏采样单元，所述处理器与功率驱动单元电连接，所述处理器与所述光敏采样单元通信连接，所述功率驱动单元与功率器件电连接，其特征在于：

所述控制器还包括与处理器连接的处理器电源处理单元，所述处理器电源处理单元、所述功率驱动单元均与外部电源连接，所述功率驱动单元至少连接一个所述功率器件，所述功率器件连接设置有与车灯连接的接口，所述功率器件为MOS管，所述处理器根据所述光敏采样单元采样到的光照强度来控制所述车灯的开闭及亮度。

进一步地，所述MOS管为N沟道MOS管，所述控制器还包括升压单元，所述升压单元与所述处理器、所述功率驱动单元、所述外部电源连接。

进一步地，所述处理器根据所述光敏采样单元采样到的所述光照强度来控制所述功率驱动单元的导通占空比，进而控制所述MOS管的导通占空比,以对施加到车灯的电压进行线性控制，从而调节所述车灯的亮度。

进一步地，所述MOS管为N沟道MOS管，所述控制器还包括升压单元，所述升压单元与所述处理器、所述功率驱动单元、所述外部电源连接。

进一步地，所述升压单元的输入端为连接外部电源的正极，输出端与功率驱动单元连接，且处理器根据光敏采样单元的采样到的光照强度自动控制升压单元是否升压。

进一步地，所述处理器在确定升压单元正常工作后再控制功率驱动单元工作。

进一步地，所述MOS管的漏、源极间设计有RC吸收电路。

进一步地，所述控制器还包括温度检测单元，所述温度检测单元与处理器电连接，所述处理器根据温度检测单元采样到的环境温度对光敏采样单元采样到的光照强度进行温度补偿，所述处理器依据经温度补偿后所述光照强度，控制所述车灯开闭以及亮度。

进一步地，所述处理器可根据升压单元的输出电压值计算外部电源的电压值，并将所述外部电源的电压值与保护值比较，当所述外部电源的电压值低于所述保护值时，所述处理器关闭自动感应控制功能。

进一步地，所述光敏采样单元采用光敏三极管、光敏二极管或光敏电阻作为感光元件。

进一步地，所述车灯包括位置灯、仪表灯、前照灯中的至少一个。

本发明还提供了一种车灯自感应控制方法，光敏采样单元对车辆周围的光照强度进行采样，当其采样到的光照强度高于或低于预设光照强度阈值时，处理器根据采样到的光照强度，控制与相应的预设光照强度阈值相匹配的所述灯的开闭。

进一步地，当采样到的光照强度低于或高于预设光照强度阈值时，所述处理器根据检测到的当前环境温度对所述光敏采样单元采样到的光照强度进行温度补偿后，所述处理器依据经温度补偿后所述光照强度，控制所述车灯开闭以匹配所述预设光照强度阈值。

进一步地，所述处理器可根据升压单元的输出电压值计算外部电源的电压值，并将所述外部电源的电压值与保护值比较，当所述外部电源的电压值低于所述保护值时，所述处理器关闭自动感应控制功能。

进一步，所述预设光照强度阈值分为若干等级。

本发明中，自动感应大灯控制器通过光敏采样单元感知车辆所处环境光照的明暗变化，控制器根据外部光照由亮到暗变化程度的不断加深，逐次的开启位置灯和前大灯，当外部光照又逐渐由暗到亮恢复的过程中，再次逐步的关闭前大灯和位置灯，车灯自动开启的逻辑模拟实际驾驶员的使用习惯，使驾驶者感觉自然而舒适。同时考虑到二轮车使用区域的分布非常广泛，以及全年的温差变化大，结合感光部分温漂较大的特性，温度检测单元采样车辆环境温度的变化，采用温度补偿和修正技术，保证在不同的季节与环境温度下，车辆都在相同的光照强度下自动开启或关闭车灯系统。

本发明中，控制车灯的自动开关，就是控制功率器件的通、断。很多电路采用继电器来作为功率器件，通过控制继电器的吸合与断开来控制电路的通断，但是继电器的体积大且成本也高，会增加自动感应大灯控制器的体积和成本，增加整车上的安装难度和使用成本。本发明中，采用MOS管作为功率器件，体积小控制灵活，MOS管作为功率器件可以非常快速的导通和关断，在需要的时候，还可在MOS管的漏、源极间设计有RC吸收电路，以保护MOS管避免受高压冲击损坏。此外，处理器可通过光敏采样单元采样到的光照强度来控制MOS管的导通占空比，以对加到车灯的电压进行线形控制，进而调节所述车灯的亮度。

本发明中，采用的MOS管为N沟道MOS管，作为快速开关的功率器件也可以采用P沟道MOS管，但P沟道MOS管相较于N沟道MOS管，它的内阻更大、单价更高，这会从车灯亮度和总体成本两个方面制约自动感应大灯的使用效果和经济性。为使用低成本、低内阻的N沟道MOS管，本发明采用升压单元对N沟MOS管的栅极控制电压进行升压，以满足N沟MOS管正常的工作驱动电压要求，保证栅、源极间的压差要求。

本发明中，为了保证在不同的使用环境温度下，该自动感应大灯控制器都能够在同一光照强度下准确打开和关闭位置灯与前照灯，控制器中的温度检测单元对环境温度进行实时采样，处理器根据采样到的环境温度对光敏采样单元的采样到的光照强度进行温度补偿，保证光敏采样单元采样到的光照强度的准确性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明的控制器结构简单，它可以与车辆原有的手动车灯控制系统并行存在，为车辆增加自动开、关灯功能的同时不影响车辆原有的手动车灯控制系统，且该控制器的结构简单，安装该控制器无需改变原有车辆的开关组件结构，不增加整车开关部件成本，自动开灯时不影响车灯的亮度，且成本较低。

2.本发明采用MOS管作为功率器件，体积小控制灵活，MOS管作为功率器件可以非常快速的导通和关断，在需要的时候，还可以对加到车灯的电压进行线形控制。

3.本发明采用的MOS管为N沟道MOS管并配合设置升压单元，降低了成本。

4.本发明设置温度检测单元，克服了感光器件随温度变化而特性漂移较大的缺点，保证在不同的地域和不同的季节，自动开、关灯的时刻都只和环境光照的明暗相关，实现了稳定的自动开、关灯。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明的自动感应大灯控制器整体结构示意图。

图2是本发明的自动感应大灯控制器结构框图

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

为本申请的某些实施例，如图1所述控制器包括处理器2、功率驱动单元6、功率器件7、光敏采样单元3，升压单元5，温度检测单元4，处理器2与光敏采样单元3连接、功率驱动单元6电连接，所述功率驱动单元6与功率器件7电连接，与处理器2连接的处理器电源处理单元1，所述处理器电源处理单元1、所述功率驱动单元6均与外部电源连接；所述升压单元5与所述处理器2、功率驱动单元6、外部电源连接；温度检测单元4与处理器2连接，所述功率器件7设置有与车灯连接的接口。功率驱动单元6与功率器件7可结合实际情况设置多个，每个功率驱动单元至少连接一个功率器件。处理器电源处理单元1用于对外部电源进行升压、降压、稳压、稳流处理，以适应处理器的供电要求，外接电源可以为电池或者其他供电设备。

作为本发明的某些实施例，如图2所述，设置有多个驱动电路作为功率驱动单元，采用N沟道MOS管作为功率器件，功率器件的漏、源极间设计有RC吸收电路，处理器可通过光敏采样单元采样到的光照强度来控制N沟MOS管的导通占空比，以对加到车灯的电压进行线形控制，进而调节所述车灯的亮度。

作为本发明的某些实施例，所述光敏采样单元对周围光照的采样可以设置为连续采样模式或是间隙采样模式，驾驶员可以结合实际情况设置。当行驶在光照变化较频繁的路段设置连续采样，而在光照变化较少的路段设置为间隙采样，以提高光敏采样器的寿命。

作为本发明的某些实施例，所述处理器在确定所述升压单元正常工作后再控制所述功率驱动单元工作。具体为处理器判断升压单元的输出电压值是在到预定的电压值范围内，当升压单元的输出值不在预定电压值范围内，功率驱动单元不工作。

作为本发明的某些实施例，所述处理器可根据升压单元的输出电压值计算出外部电源的电压值，当外部电源的电压值低于保护值时，处理器关闭自动感应控制功能。具体为处理器获取升压单元的输出电压值之后，根据升压单元的输出电压值和输入电压值之间的换算关系获得输入电压值，升压单元的输入电压值也就是外部电源的电压值，然后判断外部电源的电压值的电压值是否小于保护值，小于时，则处理器关闭自动感应控制功能。

作为本发明的某些实施例，处理器与光敏采样单元和温度检测单元之间通信连接采用无线和/或有线连接，如电连接，WiFi连接、蓝牙连接。

作为本发明的某些实施例，光照强度阈值分为若干等级,等级书可以结合实际情况行驶路段、时间段、季节等设置。此处以4个等级为例。如图2所示，电池经过保险丝和电门锁后，接入车灯控制开关，当车灯控制开关切换到OFF档，车辆的车灯退出手动控制，转入自动控制状态。电池的电压接入自动感应大灯控制器，光敏采样单元对车辆周围的光照进行连续采样，当采样到光照强度低于第一等级阈值1后，处理器控制升压单元工作，将电池电压升压后送入位置灯MOS驱动电路，然后处理器再控制位置灯MOS驱动电路打开相应的MOS管，打开对应的位置灯和仪表灯并保持。车辆驶入更暗的环境中后，当光敏采样单元采样到光照强度低于第二等级阈值2后，处理器控制前照灯MOS驱动电路打开相应的MOS管，打开对应的前照灯并保持。需要指出，这里的阈值1代表的光照强度高于阈值2代表的光照强度。车辆继续行驶，离开黑暗环境后，当光照强度恢复到第三等级阈值3并持续一定时间后，处理器通过前照灯MOS驱动电路关闭相应的MOS管来关闭前照灯，当光照强度进一步恢复到第四等级阈值4并持续一定时间后，处理器通过位置灯MOS驱动电路关闭相应的MOS管将位置灯和仪表灯关闭。需要指出，根据需要，在位置灯和前照灯的开启中，处理器还可以根据光敏采样单元采样到的光照强度来控制MOS管的导通占空比，调节位置灯和前照灯的电压值来控制车灯的亮度。

具体实施中，控制器的处理器电源处理单元的正极和功率器件的输入端并联后接入车辆手把开关的OFF档，车辆手把开关的OFF档是和电池的正极相连的，功率器件的输出端与灯泡的正极相连，这样当手动车灯控制系统处于关闭状态时，即手把开关打到OFF档时，自动感应大灯控制器将处于开启状态，当驾驶员需要手动开灯时，手把开关就会拨离OFF档，这时控制器的电源就会被切断而自动退出自动开、关车灯状态，这样车灯的自动控制和手动控制相互独立，便于驾驶者自行选择自动或手动操作。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (12)

1.一种用于车灯自动感应控制的控制器，应用于二轮车，该控制器包括处理器、功率驱动单元、功率器件、光敏采样单元，所述功率驱动单元为驱动电路，所述处理器与功率驱动单元电连接，所述处理器与所述光敏采样单元通信连接，所述功率驱动单元与功率器件电连接，其特征在于：

所述控制器还包括与处理器连接的处理器电源处理单元，所述处理器电源处理单元用于对外部电源进行升压、降压、稳压、稳流处理；所述处理器电源处理单元、所述功率驱动单元均与外部电源连接，所述功率驱动单元至少连接一个所述功率器件，所述功率器件设置有与车灯连接的接口，所述功率器件为MOS管，所述处理器根据所述光敏采样单元采样到的光照强度来控制所述车灯的开闭及亮度；

所述光照强度分为若干等级；电池经过保险丝和电门锁后，接入车灯控制开关，当车灯控制开关切换到OFF档，车辆的车灯退出手动控制，转入自动控制状态，所述处理器根据所述光照强度的等级控制所述等级对应的车灯的开闭。

2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于：所述MOS管为N沟道MOS管，所述控制器还包括升压单元，所述升压单元与所述处理器、所述功率驱动单元、所述外部电源连接。

3.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于：所述处理器依据所述光敏采样单元采样到的所述光照强度来控制所述功率驱动单元的导通占空比，进而控制所述MOS管的导通占空比，以对施加到车灯两端的电压进行线性控制，从而调节所述车灯亮度。

4.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于：所述升压单元的输入端连接所述外部电源的正极，输出端与功率驱动单元连接，且处理器根据所述光敏采样单元采样到的所述光照强度自动控制升压单元是否升压。

5.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于：所述处理器在确定所述升压单元正常工作后再控制所述功率驱动单元工作。

6.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于：所述处理器可根据升压单元的输出电压值计算外部电源的电压值，并将所述外部电源的电压值与保护值比较，当所述外部电源的电压值低于所述保护值时，所述处理器关闭自动感应控制功能。

7.根据权利要求1-6任一项所述的控制器，其特征在于：所述MOS管的漏、源极间设计有RC吸收电路。

8.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于：所述控制器还包括温度检测单元，所述温度检测单元与所述处理器通信连接，所述处理器根据所述温度检测单元采样到的环境温度对所述光敏采样单元采样到的所述光照强度进行温度补偿，所述处理器依据经温度补偿后所述光照强度，控制所述车灯开闭以及亮度。

9.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于：所述光敏采样单元采用光敏三极管、光敏二极管或光敏电阻作为感光元件。

10.一种车灯自感应控制方法，其特征在于车灯采用了如权利要求1-9中任一项所述的控制器，该控制方法如下：所述光敏采样单元对车辆周围的光照强度进行采样，当其采样到的所述光照强度低于或高于预设光照强度阈值时，所述处理器根据所述光敏采样单元采样到的所述光照强度，来控制所述车灯开闭以匹配所述预设光照强度阈值。

11.根据权利要求10所述的一种车灯自感应控制方法，其特征在于：当采样到的光照强度低于或高于预设光照强度阈值时，所述处理器根据检测到的当前环境温度对所述光敏采样单元采样到的所述光照强度进行温度补偿后，所述处理器依据经温度补偿后所述光照强度，控制所述车灯开闭以匹配所述预设光照强度阈值。

12.根据权利要求10所述的一种车灯自感应控制方法，其特征在于：所述处理器可根据升压单元的输出电压值计算外部电源的电压值，并将所述外部电源的电压值与保护值比较，当所述外部电源的电压值低于所述保护值时，所述处理器关闭自动感应控制功能。