CN216545971U - 车内智能环境灯驱动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种车内智能环境灯驱动器，包括：微处理器，用于通过车内总线接收控制指令进行处理及反馈环境灯驱动器状态；高速灯效处理器，与微处理器连接，用于基于微处理发送的灯效控制数据和控制指令生成多路并行灯效控制信号，实现对多组智能环境灯带的并行控制；及电源模块，用于为环境灯驱动器及智能环境灯带供电。有效解决在控制由大量灯珠组成的智能环境灯带时存在的刷新率低、控制效果差的技术问题。

Description

车内智能环境灯驱动器

技术领域

本实用新型涉及控制技术领域，尤其涉及一种车内智能环境灯驱动器。

背景技术

汽车发展至今，对于内饰的要求越来越高，氛围灯就是其中之一，用于创造车内氛围，反映个性。为了在驾驶过程中进一步加入情感互动，智能环境灯崛起，是现代中高端车的标配，越来越受到年轻人的追捧。

要实现各种酷炫的灯效，除了要有好的氛围灯、氛围灯带的设计，还离不开一个高效智能的环境灯驱动器。目前，现有的环境灯驱动器一般通过内部的MCU 模块直接对环境灯进行驱动，但是MCU模块同一时刻能够驱动控制的环境灯数量有限，当车内需要控制的环境灯数量较多时，会出现刷新效率低，控制效果差的问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种车内智能环境灯驱动器，有效解决在控制由大量灯珠组成的智能环境灯带时存在的刷新率低、控制效果差的技术问题。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种车内智能环境灯驱动器，包括：

微处理器，用于通过车内总线接收控制指令进行处理及反馈环境灯驱动器状态；

高速灯效处理器，与所述微处理器连接，用于基于所述微处理发送的灯效控制数据和控制指令生成多路并行灯效控制信号，实现对多组智能环境灯带的并行控制；及

电源模块，用于为所述环境灯驱动器及智能环境灯带供电。

本实用新型提供的车内智能环境灯驱动器，通过一高速灯效处理器实现大量环境灯的并行控制，解决控制由大量环境灯组成的智能环境灯带时存在的刷新率低、控制效果差的问题，在同时对大量环境灯进行控制时，只需一个环境灯驱动器就能实现目的，无需配置多个环境灯驱动器，大大节约了资源，避免浪费。另外，在环境灯驱动器内配置差分通讯电路，解决现有技术中由于驱动器通讯距离短必须靠近灯带带来的结构设计困难的问题。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1为本实用新型车内智能环境灯驱动器一实施例结构示意图；

图2为本实用新型一实例中微处理器原理图；

图3为本实用新型一实例中CAN收发器芯片及其外围电路图；

图4为本实用新型一实例中FPGA芯片原理图；

图5为本实用新型一实例中电源模块电路图；

图6为本实用新型车内智能环境灯驱动器另一实施例结构示意图；

图7为本实用新型一实例中差分通讯电路图。

附图标记说明：

10-微处理器，20-高速灯效处理器，30-差分通讯电路，40-智能环境灯带。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

本实用新型的第一种实施例，一种车内智能环境灯驱动器，如图1所示，包括：微处理器10，用于通过车内总线接收控制指令进行处理及反馈环境灯驱动器状态；高速灯效处理器20，与微处理器连接，用于基于微处理发送的灯效控制数据和控制指令生成多路并行灯效控制信号，实现对多组智能环境灯带的并行控制；及电源模块(图中未示出)，用于为环境灯驱动器及智能环境灯带供电。

在本实施例中，该环境灯驱动器涉及智能环境灯驱动、汽车照明、汽车电子等领域，用于对车内功能灯和氛围灯(为方便描述，以下统称为环境灯)进行控制。具体来说，在控制过程中，通过微处理器接收经由车内总线(如车身控制器总线)发送的控制指令并进行逻辑处理进一步生成控制指令发送至高速灯效处理器；高速灯效处理器接收到控制指令之后，进行快速算法计算，生成多路灯效控制信号，对不同组的智能环境灯带进行控制，实现不同灯光效果。这里，高速灯效处理器根据智能环境灯带的数量输出相应路数的灯效控制信号，如一实例中，车内需要控制的环境灯(灯珠)配置于3条智能环境灯带(每条智能环境灯带中的灯珠串联连接)上，则控制高速灯效处理器输出三路并行的灯效控制信号，实现对所有环境灯的控制，相对于现有的直接通过微处理器对环境灯控制的方式来说，大大提高了刷新率，加强了控制效果。需要说明的是，这里智能环境灯带在一些应用中也可以表示为一智能环境灯组，该智能环境灯组中的灯珠相互串联连接，多组智能环境灯组甚至可以安装于同一智能环境灯带上，通过高速灯效处理器20中的不同的接口控制不同的智能环境灯组即可。如，一实例中，将智能环境灯带上所有需要控制的环境灯划分为3组(每组智能环境灯组中的灯珠串联连接)，通过高速灯效处理器输出的三路并行等效控制信号进行并行控制。

具体来说，微处理器包括：控制芯片、外部存储芯片及CAN收发器芯片，其中，外部存储芯片和CAN收发器芯片分别与控制芯片连接，外部存储芯用于存储灯效数据(包括预存的或后期编辑生成的效果数据)及用于存储OTA升级用的临时文件，CAN收发器芯片用于实现与汽车的CAN总线通讯。控制芯片通过SPI外设与外部存储芯片进行数据通讯，通过CAN外设与CAN收发器芯片通讯，及通过控制芯片的多个通用IO口组成并行总线与高速灯效处理器通讯。外部存储芯片配置有与控制芯片连接的SPI通讯接口，在控制芯片的驱动下实现文件系统，存储灯效数据及用于存储OTA升级用的临时文件。CAN收发器芯片的一端与控制芯片的CAN外设接口连接，另一端与车内CAN总线连接，实现控制芯片与实际车内总线的数据交互。在实际应用中，控制芯片、外部存储芯片及CAN收发器芯片均可以根据需求进行选用，如一实例中，控制芯片的型号为 S32K144(如图2所示)，外部存储芯片的型号为W25Q128，CAN收发器芯片的型号为TJA1044(CAN收发器芯片及其外围电路图如图3所示，其中TJA1044芯片的TXD端口和RXD端口分别与S32K144芯片中的PTC17、PTC16口连接)。

高速灯效处理器包括FPGA芯片及其外围电路，其中，FPGA芯片配置有多个通用IO口，通过多个通用IO口组成并行总线与微处理器通讯，接收微处理器处理后的控制指令及灯效控制数据。在实际应用中，FPGA芯片同样可以根据需求进行选用，如一实例中，FPGA芯片的型号为LCMXO3D-9400，如图4所示，通过verilog语言编程，使之成为专用芯片，用于快速算法计算，实现不同灯光效果。

电源模块为大功率电源转换电路，为整个驱动器及下挂的智能环境灯带提供电源。一实例中，高功率电源模块中包括的XR76117芯片及其外围电路如图5 所示，将12V电源转换为5V进行输出。

本实用新型的另一实施例中，智能环境灯驱动器中除了包括微处理器、高速灯效处理器及电源模块之外，还包括至少一路差分通讯电路，分别与高速灯效处理器的各路输出接口连接，用于将高速灯效处理器生成的灯效控制信号远距离并行传输至相应的智能环境灯带，实现对多路智能环境灯带灯效的并行控制。

具体来说，智能环境灯驱动器中至少包括两路差分通讯电路，作为发射端，每路差分通讯电路由两个差分芯片组成，与对应通讯连接的智能环境灯带上的差分电路组成差分通讯组，保证数据远距离传输的可靠性。为实现通讯，在每组只能环境灯组上也配置一路差分通讯电路(包括两个差分芯片)。在实际应用中，差分通讯电路与智能环境灯带一一对应通讯连接，即假如所有的环境灯被分为3 组智能环境灯带，则相应的智能环境灯驱动器中需配置三路差分通讯电路，为与之匹配，每组环境灯组中同时配置一路差分通讯电路，并一一对应通讯连接。

为实现差分通讯的目的，单根灯带有CLK和DATA两个通讯引脚，每个引脚通过一片差分芯片来传输，每个差分芯片都需要TX、RX、RE三个控制IO口 (如图7，U9芯片)，即在高速灯效处理器的FPGA芯片上，每利用6个通用IO 口，即可控制一条智能环境灯带，实现氛围灯控制信号长距离、高可靠的传输，如图6所示(该智能环境灯驱动器中包括微处理器10、高速灯效处理器20、电源模块40及及三路差分通讯电路30)。一实例中，每路差分通讯电路由两片型号为XR33202差分芯片组成，如图7所示。

本实用新型还提供了一种车内智能环境灯驱动方法，应用于上述车内智能环境灯驱动器，该驱动方法包括：

S10微处理器通过车内总线接收控制指令并进行处理；

S20高速灯效处理器接收微处理发送的灯效控制数据和控制指令，生成多路并行灯效控制信号；

S30差分通讯电路将高速灯效处理器生成的灯效控制信号远距离并行传输至相应的智能环境灯带，实现对多路智能环境灯带灯效的并行控制，其中，差分通讯电路与智能环境灯带一一对应通讯连接。

在本实施例中，通过微处理器接收经由车内总线(如车身控制器总线)发送的控制指令并进行逻辑处理进一步生成控制指令发送至高速灯效处理器；高速灯效处理器接收到控制指令之后，进行快速算法计算，生成多路灯效控制信号，进而通过差分通讯电路发送至相应的智能环境灯带进行控制，实现不同灯光效果。相对于现有的直接通过微处理器对环境灯控制的方式来说，大大提高了刷新率，加强了控制效果。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种车内智能环境灯驱动器，其特征在于，包括：

用于通过车内总线接收控制指令进行处理及反馈环境灯驱动器状态的微处理器；

用于基于所述微处理发送的灯效控制数据和控制指令生成多路并行灯效控制信号实现对多组智能环境灯带的并行控制的高速灯效处理器，与所述微处理器连接；及

用于为所述环境灯驱动器及智能环境灯带供电的电源模块。

2.如权利要求1所述的车内智能环境灯驱动器，其特征在于，所述微处理器包括：控制芯片、用于存储灯效数据及用于存储OTA升级用的临时文件的外部存储芯片及用于实现与汽车的CAN总线通讯的CAN收发器芯片，其中，所述外部存储芯片和CAN收发器芯片分别与所述控制芯片连接。

3.如权利要求2所述的车内智能环境灯驱动器，其特征在于，所述微处理器中，控制芯片通过SPI外设与外部存储芯片进行数据通讯，通过CAN外设与CAN收发器芯片通讯，及通过控制芯片的多个通用IO口组成并行总线与高速灯效处理器通讯。

4.如权利要求3所述的车内智能环境灯驱动器，其特征在于，所述外部存储芯片配置有与所述控制芯片连接的SPI通讯接口，在所述控制芯片的驱动下实现文件系统，存储灯效数据及用于存储OTA升级用的临时文件。

5.如权利要求1或2或3或4所述的车内智能环境灯驱动器，其特征在于，所述高速灯效处理器包括FPGA芯片及其外围电路，其中，所述FPGA芯片配置有多个通用IO口，通过所述多个通用IO口组成并行总线与所述微处理器通讯。

6.如权利要求1或2或3或4所述的车内智能环境灯驱动器，其特征在于，所述智能环境灯驱动器中还包括：

至少一路差分通讯电路，分别与所述高速灯效处理器的各路输出接口连接，用于将所述高速灯效处理器生成的灯效控制信号远距离并行传输至相应的智能环境灯带，实现对多路智能环境灯带灯效的并行控制，所述差分通讯电路与智能环境灯带一一对应通讯连接。

7.如权利要求6所述的车内智能环境灯驱动器，其特征在于，

每路所述差分通讯电路由两个差分芯片组成，与对应通讯连接的智能环境灯带上的差分电路组成差分通讯组；

所述高速灯效处理器中包括的FPGA芯片中，每3个通用IO口为一组，与一差分芯片连接，每路差分通讯电路与6个通用IO口连接控制。

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