CN202121843U - 通过检测轮速来调整车灯功率的车灯控制系统 - Google Patents

Abstract

一种通过检测轮速来调整车灯功率的车灯控制系统，包括至少一功率元件、一轮速检测电路及一控制单元，控制单元分别与轮速检测电路及功率元件电气连接，且能传送电源至功率元件，功率元件与灯具电气连接，并能传送电源至灯具，轮速检测电路能将当前的轮速转换为轮速信号，并传送至控制单元，控制单元内设有轮速阈值，控制单元在引擎被启动后，会判断当前的轮速是否低于所述轮速阈值，若是，便会使所述功率元件传送低周期电压的电源至灯具，否则，令所述功率元件传送高周期电压的电源至灯具。如此，当车辆处于不同车速时，便会自动调整输出至灯具的周期电压的电源，以改变车灯功率，并达到节能及随车速快慢调整车灯投射远近距离的效果。

Description

通过检测轮速来调整车灯功率的车灯控制系统

技术领域

本实用新型涉及车灯控制系统，尤指一种能依据当前车辆的轮速(即车速)，而对车灯所输入的周期电压的电源进行调整，以改变车灯功率的车灯控制系统。

背景技术

为能增加摩托车的照明范围，以提高骑乘者的安全性，目前摩托车纷纷采用对称式头灯(即双头灯)的设计，该头灯的电流由电瓶提供，由于头灯数量增加的情况下，将会造成大量电流的输出，因此，为能延长摩托车的电瓶的使用寿命，及确保该电瓶能充分提供摩托车启动或头灯照明所需的电流，摩托车上均设有小型的发电机，以在摩托车引擎高速运转时，能同时驱动该发电机，以产生电流，对该电瓶充电，此外，为确保摩托车在黑暗环境行驶中，该头灯能获得足够的电流，以产生安全行进范围内充足的照明亮度，业者还会在摩托车中设计回充控制机制，仅在特定条件下，对电瓶进行充电。

通过回充控制机制，业者便能有效且准确地在安全照明的前提下，实现对电瓶充电的目的，以避免摩托车在低速或怠速时，头灯亮度会无谓地浪费发电机所产生的电能，或无谓地消耗电瓶中储存的电量。一般而言，业者在设计摩托车时，均会针对摩托车的整体效能、耗电量...等多种因素，进行缜密的规划，且会搭配适当的电瓶与标准瓦特数(如：12V，35W)的灯具(如：头灯)，令灯具不仅能发挥良好且安全的照明效能，且使电瓶具有长时间的使用寿命，然而，依目前的头灯运行模式，只要使用者在启动摩托车，并开启头灯后，无论摩托车目前是否属于骑驰状态，头灯均会接收到100％周期电压的电源，以使头灯能达到最高的亮度。但是，当摩托车处于怠速状态或慢速骑驰状态时，由于使用者能有较充裕的时间，仔细观看与辨识周遭的景物，因此，头灯的亮度高低变化对于使用者而言，并不会有太大的差别性，故，目前的头灯运行模式，尤其是对称式头灯的设计，显然会造成部分电能的浪费。

由于在目前摩托车的领域中，尚未针对前述情况设计出良好的解决方案，只是借鉴于液晶显示面板领域中，能够查找到面板业者曾针对放电灯的运作，设计出一种应用于放电灯驱动装置中的保护电路，但在此特别提出的是，后叙的电路并非能直接使用于摩托车上，且两者的技术领域亦不相同，后叙仅是介绍该电路所具有的技术概念，且部分技术概念能够引用至摩托车的技术领域中，于此先进行声明。

参阅图1所示，该放电灯驱动装置1包括控制单元11、二开关元件12、13(如：N通道的增强型MOSFET)、二变压器14、15及保护电路16，其中该控制单元11的DRV1端子与DRV2端子分别与各该开关元件12、13的栅极(Gate)相连接，并能输出驱动信号至各该开关元件12、13，各该开关元件12、13的漏极(Drain)连接至各该变压器14、15的一次侧，且能对各该变压器14、15的一次侧施加预定的高频电压，使各该变压器14、15的二次侧能产生高电压，另外，各该变压器14、15的二次侧还分别设有对应的连接端子141、142、151、152，其中二连接端子141、142间连接有放电灯144，其余二连接端子151、152间连接有另一放电灯154，以使各该放电灯144、154能接收到电流并发出光亮。

再次参阅图1所示，该保护电路16分别与该控制单元11的F/B端子、各该开关元件12、13的源极(Source)及各该变压器14、15的二次侧相连接，且能针对该连接端子141、142、151、152间的负载进行检测，并将预定的反馈信号传送至控制单元11，该保护电路16包括二旁通用电阻161、162、总电流检测用电阻163、二齐纳(Zener)二极管164、165及晶体管166，其中各该旁通用电阻161、162的一端分别连接至对应的连接端子142、152，其另一端则与该总电流检测用电阻163的一端相连接，且该旁通用电阻161、162与该总电流检测用电阻163的共享连接点连接至该晶体管166的集电极(Collector)与该控制单元11的F/B端子，另外，该总电流检测用电阻163的另一端则与接地端(GND)相连接，另外，该齐纳(Zener)二极管164、165的阳极相互连接，且与该晶体管166的基极(Base)相连接，该齐纳(Zener)二极管164、165的阴极则分别连接至该旁通用电阻161、162的一端，再者，该晶体管166的发射极(Emitter)则与接地端(GND)及各该开关元件12、13的源极相连接。

再次参阅图1所示，藉由前述的保护电路16的设计，当该二连接端子141、142间的负载出现异常，如：发生大电流的流动现象时，对应的旁通用电阻161与齐纳二极管164的阴极便能接受到该大电流，此时，若该齐纳二极管164的阴极电位超过齐纳电位后，该齐纳二极管164便会形成导通状态，并使该晶体管166导通，此时，该控制单元11的F/B端子会成为接地电位，使得该控制单元11能判断出当前的放电灯144出现异常，且停止驱动各该开关元件12、13，使得该放电灯144、154无法被点亮，同理，当另二连接端子151、152间的负载出现异常，亦会使得该放电灯144、154无法被点亮。

故，通过前述的技术概念可知，面板业者能在放电灯接收到大电流时，即中断放电灯的供电，意即，针对提供至放电灯的电流进行控制，因此，如何引用前述的技术概念，而在摩托车上设计出一种崭新的结构，以能解决原有的问题，即成为目前各制造、设计摩托车业者亟欲解决的重要课题。

实用新型内容

有鉴于目前摩托车的领域中，无论是摩托车处于怠速状态或慢速骑乘或高速骑乘，均会输送100％周期电压的电源至灯具，造成部分电能的浪费，因此，发明人人经过长久努力研究与实验，终于开发设计出本实用新型的一种通过检测轮速以调整车灯功率的车灯控制系统，以期藉由本实用新型的问世，而能有效解决前述的问题。

本实用新型是一种通过检测轮速以调整车灯功率的车灯控制系统，主要是根据车辆目前的行驶状态(如：高速行驶或低速行驶)，而调整当前使用的灯具的周期电压的电源，以改变输送至车灯功率，并达到节能的效果，该车灯控制系统包括至少一功率元件、一轮速检测电路及一控制单元，其中该控制单元分别与该轮速检测电路及该功率元件电气连接，且能传送电源至该功率元件，该功率元件与至少一灯具电气连接，并能传送电源至该灯具，该轮速检测电路能根据轮速感知器或仪表板传来的信号，而检测出车辆当前的轮速，并传送至该控制单元，该控制单元内设有轮速阈值(如：4Km/Hr)，当使用者启动摩托车，并发动引擎时，该控制单元即会根据接收到的轮速信号，判断当前的轮速是否超过该轮速阈值，若是，该控制单元即会使该功率元件能传送高周期(Duty Cycle)(如：100％)电压的电源至灯具，否则，即使该功率元件传送低周期(如：30％)电压的电源至灯具。如此，当摩托车处于怠速状态或慢速行驶或高速行驶时，便会自动调整输出至灯具的周期电压的电源，以改变车灯功率，并达到节能及随车辆速度快慢调整车灯投射远近距离的效果。

为方便本领域技术人员对本实用新型目的、技术特征及其功效，做更进一步的认识与了解，特举实施例并结合附图，详细说明如下：

附图说明

图1为现有的放电灯驱动装置的电路图；

图2是本实用新型的硬件框图；

图3A是本实用新型的轮速检测电路与轮速感知器的硬件框图；

图3B是本实用新型的轮速检测电路与仪表板的硬件框图；

图4是本实用新型的控制单元的流程图；及

图5是本实用新型的电路示意图。

具体实施方式

发明人在长期投入摩托车等相关领域的研发过程中，发现当摩托车处于怠速状态或慢速骑驰状态时，使用者毋须藉由高亮度的车灯，仍能够仔细地辨识及观赏周遭景物，但现有的摩托车架构，却仅会输送100％的周期电压的电源至车灯，造成了电能的浪费，因此，在如今提畅环保节能的态势下，业者显然需对摩托车的整体结构再作更进一步的改良，以化解上述问题，并能符合环保节能的形象，而提高自身的市场竞争力。有鉴于此，发明人乃思及一种通过检测轮速以调整车灯功率的车灯控制系统，以解决前述问题。

本实用新型是一种通过检测轮速来调整车灯功率的车灯控制系统，其应用于车辆上，在本实用新型的一优选实施例中，参阅图2所示，该车灯控制系统2包括控制单元21、轮速检测电路23、至少一功率元件25(如：MOSFET)及至少一灯具27，在该实施例中，以具有两个功率元件25、两个远灯灯具271及两个近灯灯具273为例进行说明，在此特别提出的是，该实施例所使用的元件数量与名称仅为方便说明，并得以供一般大众或本领域技术人员，迅速领略本实用新型揭露内容的本质与要旨，而并非仅限定为上述的元件样式，在此先做声明。该控制单元21能依业者的设计，而设在电子控制单元(ECU)中，或是设在仪表板模块内的微电脑芯片中，且其与该轮速检测电路23电气连接，以能接收该轮速检测电路23传来的轮速信号。在本实用新型中，业者能够依不同车辆的设计需求，而使该轮速检测电路23连接至不同的元件，以取得当前的轮速，参阅图3A所示，该轮速检测电路23能连接至轮速感知器231，当车辆处于行驶奔驰状态时，该轮速检测电路23便能通过该轮速感知器231而检测到轮速，并能将当前的轮速转换为轮速信号并传送至该控制单元21；或者，参阅图3B所示，该轮速检测电路23能连接至仪表板233，当车辆处于行驶奔驰状态时，轮速感知器231便能够将当前的车轮的轮速传送至该仪表板233，以供该仪表板233能将当前的轮速转换为车速并显示出来，同时，该仪表板233尚会将轮速感知器231传来的信号，再传送至轮速检测电路23，令该轮速检测电路23检测出当前的轮速，并转换为轮速信号后再传送到控制单元21；如此，该控制单元21便能够藉由该轮速检测电路23所传来的轮速信号，而得知当前车辆的行车速度。

另外，再次参阅图2所示，该控制单元21尚与各该功率元件25电气连接，且能接收电瓶22传来的电源，并传送至该功率元件25，以点亮对应的灯具27。另外，一般而言，大多数的车辆在使用灯具27时，同一时间通常仅会使用远灯灯具271或近灯灯具273，而不会同时开启远灯灯具271、近灯灯具273，因此，在该实施例中，该控制单元21与各该功率元件25之间，还设有切换开关24，该切换开关24与车辆上的按钮241电气连接，以供使用者能通过该按钮241而主动切换该切换开关24，以能自行选择当前需开启远灯灯具271或近灯灯具273，同时，该控制单元21亦仅能传送电源至对应的功率元件25，以避免远灯灯具271或近灯灯具273同时亮起，但在本实用新型的其它实施例中，业者能依不同车辆的设计需求，而自行改变切换开关24的样式(如：切换杆)、设计位置或切换方式，甚至是不设有切换开关24，而采用自动切换的方式，举例而言，当使用者在夜间行驶时，若路上车辆较少，而使得行驶速度较快的情况下，通常会使用远灯灯具271，而在路上车辆较多，而使得行驶速度较慢的情况下，通常会使用近灯灯具273，故，该控制单元21亦可藉由判断当前的轮速，而在使用者开启灯具27的情况下，自动地切换成远灯灯具271或近灯灯具273，合先叙明。

再者，再次参阅图2所示，该控制单元21内设有轮速阈值(如：4Km/Hr)，当使用者启动车辆，且该控制单元21接收到引擎转速值(如：1500～1800rev/min)时，该控制单元21会将接收到的轮速信号与内建的轮速阈值进行比对，以判断当前的轮速是否超过该轮速阈值，若车辆目前的轮速超过该轮速阈值，该控制单元21即会使该功率元件25能传送高周期(Duty Cycle)电压(如：100％)至对应的灯具27；若车辆目前的轮速低于该轮速阈值，该控制单元21便会使该功率元件25传送低周期电压(如：30％±3％)至对应的灯具27；一般而言，在本实用新型的电路中，周期(Duty Cycle，或称工作周期)指功率元件25(MOSFET)的开启时间，故，藉由周期上的改变，即可调整输出至灯具27的功率大小，因此，高周期则表示功率元件25的开启时间变大，而输出功率也会变大，反之，低周期则表示功率元件25的开启时间变小，令输出功率变小，如此，藉由本实用新型的车灯控制系统2，随着车辆的轮速快慢的变化，该车灯控制系统2即可使灯具27接收到不同周期电压的电源，以改变灯具27的功率，并对应地调整灯具27投射远近距离的效果，并在低速时，降低车辆所输送至灯具27的功率，有效节省电能。

在此特别提出的是，再次参阅图2所示，当使用者行驶车辆的过程中，若引擎不慎熄火，此时，该控制单元21判断出当前的轮速高于轮速阈值，意即，车辆目前保持较高的车速前行(如：正在下坡)，则该控制单元21仍会使该功率元件25传送高周期电压的电源至对应的灯具27，以保持使用者的行车安全，在该控制单元21判断出当前的轮速已低于轮速阈值后，便会中止该功率元件25传送电压至对应的灯具27，以关闭灯具27的光源，如此一来，若车辆在使用者非预期的状态下熄火，由于车辆尚会保持较高的车速前行，故，灯具27依然会照射出光线；若车辆是在使用者预期的状态下熄火(即使用者自行停车)，代表使用者目前已不需使用灯具27，该车灯控制系统2便会自动地切断输送至灯具27的电源，以避免使用者下车时，忘记关闭灯具27而造成电能的浪费。

为能明确地揭露出前述的技术特征，以下仅就本实用新型的控制单元21的处理流程，进行说明，参阅图2及4所示：

(101)判断是否接收到引擎转速值，若是，进入步骤(102)，否则，返回步骤(101)；

(102)判断是否接收到轮速信号，若是，进入步骤(103)，否则，返回步骤(102)；

(103)判断该轮速信号是否超过该轮速阈值，若是，进入步骤(104)，否则，进入步骤(107)；

(104)使该功率元件25传送高周期电压的电源至对应的灯具27，进入步骤(105)；

(105)判断当前的引擎是否已停止，若是，进入步骤(106)，否则，返回步骤(103)；

(106)判断该轮速信号是否超过该轮速阈值，若是，进入步骤(104)，否则，进入步骤(108)；

(107)使该功率元件25传送低周期电压的电源至对应的灯具27，进入步骤(105)；及

(108)使该功率元件25停止传送电压至对应的灯具27。

另外，参阅图2及5所示，就车灯控制系统2的相关电路进行说明，其中该控制单元21为集成电路(integrated circuit，简称IC)，功率元件25为P信道的增强型金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，简称MOSFET)，又，后叙仅为本实用新型的轮速检测电路23的电路连接方式，但本领域技术人员，当能在掌握本实用新型的主要技术特征后，就轮速检测电路23的实际电路进行改变与调整，于此先做声明。该轮速检测电路23包括二极管D1、第一晶体管Q1、第二晶体管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2及电容C1，其中该二极管D1的阴级与该轮速感知器231或仪表板233(如第3A、3B图所示)的电路相连接，其阳极则与该第一晶体管Q1的基极(Base)相连接，另外，该第一晶体管Q1的发射极(Emitter)连接至该车灯控制系统2的其它电路，其集电极(Collector)则连接至第一电阻R1、第二电阻R2及电容C1的一端的公共接点处，该第一电阻R1及电容C1的另一端与接地端(GND)相连接，再者，该第二电阻R2的另一端连接至第二晶体管Q2的基极，第二晶体管Q2的发射极连接至控制单元21，其集电极则连接至接地端，如此，该轮速检测电路23便能将当前的轮速传送至该控制单元21，以供该控制单元21能随轮速而使功率元件25调整输出至灯具27的周期电压的电源。

此外，发明人还曾依据前述的现有技术，而设计出一种过载检测电路28及断线检测电路29(如图2所示)，其中过载检测电路28能检测出功率元件25传送至灯具27的电源数值，且其内设有过载阈值，在其判断出该电源数值高于该过载阈值的状态下，会产生过载信号，并使控制单元21终止传送电源至功率元件25；断线检测电路29同样检测出功率元件25传送至灯具27的电源数值，并据以产生检测信号，该控制单元21内设有断线阈值，在其接收到该检测信号，并判断出该检测信号内包括的电源数值低于该断线阈值的状态下，该控制单元21会终止传送电源至功率元件25，如此，不仅能避免使用者私自更换灯具27，且在灯具27损坏时，尚能切断灯具27的电源，以符合欧洲经济委员会(Economic Commission for Europe，简称ECE)对于摩托车的相关安规，故，前述的过载检测电路及断线检测电路，同样能与本实用新型的轮速检测电路相搭配使用，以提高本实用新型的车灯控制系统2的市场竞争力。

以上所述，仅为本实用新型的优选实施例，本实用新型所主张的权利范围，并不局限于此，本领域技术人员依据本实用新型所揭露的技术内容，可轻易思及的等效变化，均应属不脱离本实用新型的保护范畴。

Claims (10)

1.一种通过检测轮速来调整车灯功率的车灯控制系统，应用于车辆的灯具上，其特征在于，包括：

至少一功率元件，与至少一灯具电气连接，并能传送电源至所述灯具；

轮速检测电路，能检测当前轮速，并转换为轮速信号；及

控制单元，分别与所述轮速检测电路及所述功率元件电气连接，且能传送电源至所述功率元件，所述控制单元内设有轮速阈值，其在接收到车辆引擎的引擎转速值后，会依据接收到的轮速信号，判断出当前的轮速低于所述轮速阈值的状态下，使所述功率元件传送低周期电压的电源至所述灯具。

2.如权利要求1所述的车灯控制系统，其特征在于，其中所述控制单元在接收到所述引擎转速值后，会依据接收到的轮速信号，判断出当前的轮速超过所述轮速阈值的状态下，使所述功率元件传送高周期电压的电源至所述灯具。

3.如权利要求2所述的车灯控制系统，其特征在于，其中所述控制单元在接收到车辆引擎被启动的转速后，俟所述车辆引擎已熄火，所述控制单元会依据接收到的轮速信号，判断出当前的轮速超过所述轮速阈值的状态下，使所述功率元件传送高周期电压的电源至所述灯具。

4.如权利要求3所述的车灯控制系统，其特征在于，其中所述控制单元在接收到车辆引擎被启动的转速后，俟所述车辆引擎已熄火，所述控制单元会依据接收到的轮速信号，判断出当前的轮速低于所述轮速阈值的状态下，使所述功率元件停止传送电源至所述灯具。

5.如权利要求4所述的车灯控制系统，其特征在于，其中所述轮速阈值为每小时4公里。

6.如权利要求2所述的车灯控制系统，其特征在于，其中所述高周期电压为100％。

7.如权利要求1所述的车灯控制系统，其特征在于，其中所述低周期电压为30％±3％。

8.如权利要求1所述的车灯控制系统，其特征在于，其中所述引擎转速值为每分钟1500转～1800转。

9.如权利要求1所述的车灯控制系统，其特征在于，其中所述控制单元设在电子控制单元中。

10.如权利要求1所述的车灯控制系统，其特征在于，其中所述控制单元设在仪表板模块内的微电脑芯片中。

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