CN210572659U - 车灯的故障监测系统和具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种车灯的故障监测系统和具有其的车辆，车灯的故障监测系统能够用于监测车辆格栅灯的电路故障，车灯的故障监测系统包括：多个PTC温度检测模块，多个PTC温度检测模块分别与多个格栅灯相连以分别检测对应的格栅灯的温度，并得到温度信号；LED驱动芯片，LED驱动芯片能够检测格栅灯的线路故障状态，并控制格栅灯的亮度和开关；MCU芯片，MCU芯片能够用于实时监测多个格栅灯组的温度信号和线路故障状态并根据监测结果发送反馈信号，LED驱动芯片接收反馈信号并根据反馈信号控制格栅灯的亮度和开关；电源模块。根据本实用新型实施例的车灯的故障监测系统够有效地实现对格栅灯故障的监测，并及时处理故障，提高行车安全性。

Description

车灯的故障监测系统和具有其的车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车灯的故障监测系统和具有其的车辆。

背景技术

随着电子技术的飞速发展，LED光源在日间车灯上应用逐渐普及，且LED光源也日趋微型化，日间行车灯不但美观、气派，还增加了车辆的辨识度。国外研究表明，开启日间行车灯能降低12.4％的车辆意外，同时也可降低26.4％的车祸死亡机率，进一步地提高了日间驾驶的安全性。

从增加车辆的辨识度，提高驾驶安全性方面考虑，人们将LED灯组安装于车辆进气口格栅处组成格栅灯。格栅灯作为日间驾驶主要的信号灯具，要求较高的可靠性，但是，在增加辨识度与美观性的同时，格栅灯组使用的LED颗数也大大增加，如果出现异常状态，整个格栅灯就不能正常工作。例如：LED失效、LED过温等。因此，如何监测故障并及时处理故障成为了亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种车灯的故障监测系统能够有效地实现对格栅灯故障的监测，并及时调节格栅灯的温度和处理故障，提高行车安全性。

本实用新型还提供一种具有上述车灯故障检测系统的车辆。

本实用新型还提供一种车灯的故障监测方法。

根据本实用新型第一方面实施例的车灯的故障监测系统，能够用于监测车辆格栅灯的电路故障，所述格栅灯由多个LED灯组成，所述车灯的故障监测系统包括：

多个PTC温度检测模块，多个所述PTC温度检测模块分别与多个所述格栅灯相连以分别检测对应的所述格栅灯的温度，并得到温度信号；LED驱动芯片，所述LED驱动芯片与多个所述格栅灯分别相连，所述LED驱动芯片能够检测所述格栅灯的线路故障状态，并控制所述格栅灯的亮度和开关；MCU芯片，所述MCU芯片与所述LED驱动芯片和多个所述PTC温度检测模块分别相连，所述MCU芯片能够用于实时监测多个所述格栅灯组的温度信号和所述线路故障状态并根据监测结果发送反馈信号，所述LED驱动芯片接收所述反馈信号并根据所述反馈信号控制所述格栅灯的亮度和开关；电源模块，所述电源模块与所述MCU芯片和所述LED驱动芯片分别相连，所述电源模块能够分别向所述MCU芯片和所述LED驱动芯片供电。

根据本实用新型实施例的车灯的故障监测系统，通过PTC温度检测模块检测格栅灯的温度，并通过LED驱动芯片检测格栅灯的线路故障状态，MCU芯片与LED驱动芯片相连以使LED驱动芯片调节格栅灯温度和线路开关，该车灯的故障监测系统能够有效地实现对格栅灯故障的监测，并及时处理故障，提高行车安全性。

根据本实用新型实施例的车灯的故障监测系统还可以具有以下附加技术特征。

根据本实用新型的一个实施例，所述车灯的故障监测系统还包括：总线收发器，所述总线收发器与所述MCU芯片相连以接收所述反馈信号；上位机，所述上位机与所述总线收发器相连，所述上位机能够接收所述反馈信号并通知车辆驾驶员。

根据本实用新型的一个实施例，所述总线收发器为CAN收发器或LIN收发器。

根据本实用新型的一个实施例，所述总线收发器与所述上位机通过CAN信号线相连。

根据本实用新型的一个实施例，所述MCU芯片与所述LED驱动芯片通过SPI总线相连。

根据本实用新型的一个实施例，所述电源模块包括：恒流源模块，所述恒流源模块与所述LED驱动芯片以用于向所述LED驱动芯片供电；LDO供电模块，所述LDO供电模块与所述MCU芯片和所述总线收发器相连以分别向所述MCU芯片和所述总线收发器供电。

根据本实用新型的一个实施例，所述线路故障状态为过压、欠压、短路、或所述LED灯的短路或开路。

根据本实用新型第二方面实施例的车辆包括上述实施例所述的车灯的故障监测系统。

附图说明

图1为根据本实用新型实施例的车灯的故障监测系统中格栅灯与PTC温度检测模块安装在车辆上的示意图；

图2为根据本实用新型实施例的车灯的故障监测系统的结构示意图；

图3为根据本实用新型实施例的车灯的故障监测方法中监测程序开启的流程图；

图4为根据本实用新型实施例的车灯的故障监测方法的流程图；

图5为根据本实用新型实施例的车灯的故障监测方法中过温保护的流程图。

附图标记：

车灯的故障监测系统100；PTC温度检测模块10；MCU芯片20；上位机30；LED驱动芯片40；电源模块50；恒流源模块51；LDO供电模块52；总线收发器60；格栅灯70。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面首先结合附图具体描述根据本实用新型实施例的车灯的故障监测系统100。

如图1至图5所示，根据本实用新型实施例的车灯的故障监测系统100，能够用于监测车辆格栅灯70的电路故障，格栅灯70由多个LED灯组成，车灯的故障监测系统100包括多个PTC温度检测模块1010、LED驱动芯片40、MCU芯片20和电源模块50。

具体而言，多个PTC温度检测模块10分别与多个格栅灯70相连以分别检测对应的格栅灯70的温度，并得到温度信号，LED驱动芯片40与多个格栅灯70分别相连，LED驱动芯片40能够检测格栅灯70的线路故障状态，并控制格栅灯70的亮度和开关，MCU芯片20与LED驱动芯片40和多个PTC温度检测模块10分别相连，MCU芯片20能够用于实时监测多个格栅灯70组的温度信号和线路故障状态并根据监测结果发送反馈信号，LED驱动芯片40接收反馈信号并根据反馈信号控制格栅灯70的亮度和开关，电源模块50与总线收发器60、MCU芯片20和LED驱动芯片40分别相连，电源模块50能够向分别总线收发器60、MCU芯片20和LED驱动芯片40供电。

换言之，如图1和图2所示，车灯的故障监测系统100主要由多个PTC温度检测模块10、LED驱动芯片40、MCU芯片20和电源模块50组成，其中，多个PTC温度检测模块10分别与多个格栅灯70相连，每个PTC温度检测模块10分别检测对应格栅灯70的温度，PTC温度检测模块10的信号输出端与MCU芯片20的引脚相连，用于实时监测格栅灯70的温度，并获得温度信号，LED驱动芯片40与MCU芯片20和格栅灯70分别相连，并检测格栅灯70的线路故障状态，MCU芯片20根据多个格栅灯70组的温度信号和线路故障状态发送反馈信号，LED驱动芯片40根据反馈信号控制格栅灯70的电流和开关，LED驱动芯片40通过控制格栅灯70的电流可以调节格栅灯70的温度和亮度，该车灯故障检测系统能够有效地实现对格栅灯70的温度控制和故障检测，当发生故障时能够及时处理，保证车辆灯具功能的安全性，也进一步提高了行车安全性。需要说明的是，该车灯的故障监测系统可以在小于1秒的时间内监测出故障，并随即采取相应措施，把对外界的影响降低到最小。

由此，根据本实用新型实施例的车灯的故障监测系统100，通过PTC温度检测模块10检测格栅灯70的温度，并通过LED驱动芯片40检测格栅灯70的线路故障状态，MCU芯片20与LED驱动芯片40相连以使LED驱动芯片40调节格栅灯70温度和线路开关，该车灯的故障监测系统能够有效地实现对格栅灯70故障的监测，并及时处理故障，提高行车安全性。

根据本实用新型的一些具体的实施例，车灯的故障监测系统100还包括总线收发器60和上位机30。

具体地，总线收发器60与MCU芯片20相连以接收反馈信号，上位机30与总线收发器60相连，上位机30能够接收反馈信号并通知车辆驾驶员。

也就是说，MCU芯片20可以通过总线收发器60将反馈信号发送给上位机30，上位机30将故障信号显示在车辆的仪表盘上，从而实时提醒驾驶员车辆故障状态，实现格栅灯70的故障报警机制。

可选地，总线收发器60为CAN收发器或LIN收发器，也就是说，MCU芯片20收集整个系统电路的故障状态，并周期性地通过总线收发器60上报给上位机30，其中，总线收发器60可根据实时的选择需求选择CAN收发器或LIN收发器，LIN收发器型号为可以为TJA1020，CAN收发器型号可以为TJA1024，MCU芯片20使用的是NXP公司的KEA128Pin64芯片。

根据本实用新型的一个实施例，总线收发器60与上位机30通过CAN信号线相连，信号传输便捷，也就是说，总线收发器60与MCU芯片20通过信号线相连以向上位机30实时反馈LED温度情况及过温报警信号。

根据本实用新型的有一个实施例，MCU芯片20与LED驱动芯片40通过SPI总线相连，并支持LED的开路或短路故障检测。

优选地，车灯的故障监测系统100，电源模块50包括恒流源模块51和LDO供电模块52。

具体地，恒流源模块51与LED驱动芯片40以用于向LED驱动芯片40供电，LDO供电模块52与MCU芯片20和总线收发器60相连以分别向MCU芯片20和总线收发器60供电。

在本实用新型发的一个实施例中，线路故障状态为过压、欠压、短路、或LED灯的短路或开路，线路的具体故障和故障的处理具体方法如表1所示：

表1

总而言之，根据本实用新型实施例的车灯的故障监测系统100，通过PTC温度检测模块10检测格栅灯70的温度，并通过LED驱动芯片40检测格栅灯70的线路故障状态，MCU芯片20与LED驱动芯片40相连以使LED驱动芯片40调节格栅灯70温度和线路开关，该车灯的故障监测系统100能够有效地实现对格栅灯70故障的监测，并及时处理故障，保证了格栅灯70的可靠性，提高行车安全性。

根据本实用新型第二方面实施例的车辆包括根据上述实施例的车灯的故障监测系统100，由于根据本实用新型上述实施例的车灯的故障监测系统100具有上述技术效果，因此，根据本实用新型实施例的车辆也具有相应的技术效果，能够有效地实现对格栅灯70故障的监测，并及时调节格栅灯70的温度和处理故障，提高行车安全性。

根据本实用新型第三方面实施例的车灯的故障监测方法，包括以下步骤：

S1、监测格栅灯70的工作电压是否满足设定值，若不满足，持续等待至工作电压满足设定值，若满足，则执行步骤S2；

S2、监测格栅灯70的线路，得到线路故障状态；

S3、根据线路故障状态判断格栅灯70是否存在故障，若存在故障，则执行步骤S4，若不存在故障，则执行步骤S5；

S4、判断故障是否为历史故障，若故障为历史故障，则反馈故障信息，不进行重复的故障处理，并返回步骤S2；若故障不是历史故障，则识别故障类型，并控制格栅灯70的亮度或开关以处理故障，并返回步骤S2；

S5、判断历史故障库是否存在历史故障，若不存在历史故障，则根据线路故障状态调节格栅灯70的亮度或开关，并返回步骤S2；若存在历史故障，则在调节格栅灯70的亮度或开关之前，清除历史故障并恢复至故障处理前的状态。

具体而言，本实用新型的车灯的故障监测方法通过监测及时发现尾灯电路的故障或失效，进而对不同类型的故障采取不同的处理方法，将故障对系统和外界的干扰和损坏降到最低。在判断故障时涉及到故障监测的子流程，如图3所示，首先判断监测程序开是否开启，子流程在监测程序开启的情况下，监测格栅灯70的LED工作电压、LED温度、LED短路或短路失效，当监测到故障即采取相应的故障处理措施，并通过CAN/LIN总线反馈给上位机30。

该车灯的故障监测方法整体机制运行的主流程如图4所示，该主流程负责整个监测处理系统的运转，从而判断是否响应上位机30的控制命令，其实现步骤如下：

首先，格栅灯70电路板上电；使MCU芯片20、PTC温度检测模块10初始化；检测工作电压是否在预设阈值内(即是否满足9～16V)，若是，则MCU芯片20向总线收发器60发送温度信号和报警信号，否则，持续等待；总线收发器60接收并发送控制信号；车灯的故障监测系统100统判断当前格栅灯70组是否存在故障，若存在，则判断该故障是否为历史故障。

若故障不是历史故障，则车灯的故障监测系统100统识别故障类型并记录，同时进行相应处理并通过总线收发器60发送给上位机30，总线收发器60接收并发送控制信号；若故障不是历史故障，车灯的故障监测系统100统将故障反馈至上位机30；MCU芯片20接收和解析上位机30发送的CAN/LIN控制报文后，并将控制命令发送给LED驱动芯片40；LED驱动芯片40根据控制命令控制格栅灯70的亮度调节与开关控制，且总线收发器60接收并发送控制信号。

若不存在故障，则检测车灯的故障监测系统100是否存在历史故障，若存在，则清除历史故障并恢复至故障处理前的状态，若不存在历史故障，则MCU芯片20接收和解析上位机30发送的CAN/LIN控制报文后，并将控制命令发送给LED驱动芯片40；LED驱动芯片40根据控制命令控制格栅灯70的亮度调节与开关控制，且总线收发器60接收并发送控制信号。

进一步地，在步骤S2中，检测格栅灯70的线路包括依次检测格栅灯70的LED工作电压、LED温度、LED的短路或断路失效。

下面结合车灯的故障监测系统100对监测格栅灯70故障、控制器的故障情况进行详细说明。

格栅灯70故障监测：首先可以对电路中格栅灯70工作状态进行实时监测，MCU可通过周期性读取LED驱动芯片40的ERR引脚，判断LED灯工作状态，包括正常、短路和开路。

进一步，通过AD采样贴在LED基板上的PTC热敏电阻的电压值，实时监测和判断各格栅灯组LED是否过温。

控制器故障监测：控制器部分主要由CAN/LIN收发器、MCU芯片20与LDO供电模块52、恒流源模块51构成，通过对控制器电路工作电压的实时监测，可以监测到整个电路板的过压、欠压等常见故障，并采取相应的故障处理措施。

针对本实用新型中格栅灯70的失效形式所采用的对应的故障处理方法：

当电路存在故障时，监测系统监测到故障后，会对故障进行分类和记录，不同类型的失效形式应采用不同的处理方法，根据格栅灯70的失效形式所采用的具体处理方法，见表1。

需要说明的是，如图5所示，车灯的故障监测方法还包括温度保护方法，主要过程是，通过MCU芯片20的AD采样，实时获得各组格栅灯70的LED温度值，并判断温度值是否在第一阈值范围内，若不在，则判断是否存在历史故障，若不存在，则继续AD采样，若存在，则在恢复正常工作模式后继续AD采样；若温度值在第一阈值范围内，则进入一级温度保护状态，全部格栅灯的亮度降低为50％，MCU芯片的定时器开启，并记录当前的故障状态，若记时器记录的时间不超过预设时间时，则继续AD采样；若计时器记录的时间超过预设时间，则进行二级温度保护状态，即关闭格栅灯并关闭定时器，记录当前故障状态。

若MCU芯片AD采样，实时获得各组格栅灯70的LED温度值在第二阈值范围内，则直接进行二级温度保护状态，即关闭格栅灯70并关闭定时器，记录当前故障状态。

总而言之，根据本实用新型实施例的车灯的故障监测方法，通过PTC温度检测模块10检测格栅灯70的温度，并通过LED驱动芯片40检测格栅灯70的线路故障状态，MCU芯片20与LED驱动芯片40相连以使LED驱动芯片40调节格栅灯70温度和线路开关，该车灯的故障监测系统能够有效地实现对格栅灯70故障的监测，并及时处理故障，保证了格栅灯70的可靠性，提高了行车安全性。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种车灯的故障监测系统，能够用于监测车辆格栅灯的电路故障，所述格栅灯由多个LED灯组成，其特征在于，所述车灯的故障监测系统包括：

多个PTC温度检测模块，多个所述PTC温度检测模块分别与多个所述格栅灯相连以分别检测对应的所述格栅灯的温度，并得到温度信号；

LED驱动芯片，所述LED驱动芯片与多个所述格栅灯分别相连，所述LED驱动芯片能够检测所述格栅灯的线路故障状态，并控制所述格栅灯的亮度和开关；

MCU芯片，所述MCU芯片与所述LED驱动芯片和多个所述PTC温度检测模块分别相连，所述MCU芯片能够用于实时监测多个所述格栅灯组的温度信号和所述线路故障状态并根据监测结果发送反馈信号，所述LED驱动芯片接收所述反馈信号并根据所述反馈信号控制所述格栅灯的亮度和开关；

电源模块，所述电源模块与所述MCU芯片和所述LED驱动芯片分别相连，所述电源模块能够分别向、所述MCU芯片和所述LED驱动芯片供电。

2.根据权利要求1所述的车灯的故障监测系统，其特征在于，还包括：

总线收发器，所述总线收发器与所述MCU芯片相连以接收所述反馈信号；

上位机，所述上位机与所述总线收发器相连，所述上位机能够接收所述反馈信号并通知车辆驾驶员。

3.根据权利要求2所述的车灯的故障监测系统，其特征在于，所述总线收发器为CAN收发器或LIN收发器。

4.根据权利要求3所述的车灯的故障监测系统，其特征在于，所述总线收发器与所述上位机通过CAN信号线相连。

5.根据权利要求1所述的车灯的故障监测系统，其特征在于，所述MCU芯片与所述LED驱动芯片通过SPI总线相连。

6.根据权利要求2所述的车灯的故障监测系统，其特征在于，所述电源模块包括：

恒流源模块，所述恒流源模块与所述LED驱动芯片以用于向所述LED驱动芯片供电；

LDO供电模块，所述LDO供电模块与所述MCU芯片和所述总线收发器相连以分别向所述MCU芯片和所述总线收发器供电。

7.根据权利要求1所述的车灯的故障监测系统，其特征在于，所述线路故障状态为过压、欠压、短路、或所述LED灯的短路或开路。

8.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的车灯的故障监测系统。

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