TWI520860B - Control device and control method of daytime running lamp for vehicle - Google Patents

Description

車用晝行燈的控制裝置及控制方法

本發明係關於一種電力控制的技術領域，特別是應用在汽車晝行燈的點亮或關閉的自動控制裝置。

為了增加日間行車時的可見度，以及有效減少交通事故的發生機率，歐盟法規(ECE R87)已要求所有車輛的新車，包括如轎車、貨車及大型車輛，均需安裝專屬的晝行燈(Daytime Running Light,DRL)晝行燈的設置位置在車的前方，相關法規要求當白天時汽車引擎發動的情況下，必須點亮晝行燈，其目的在於警示路上行人於白天時注意引擎運轉中的車輛。實務上要如何辨識引擎運轉來點亮晝行燈，有以偵測汽車電池上的電壓變化來進行判定，因為汽車發動後，引擎的運轉必會帶動發電機的運轉發電，而對電池充電，因此可由此反向由電池電壓變化推定引擎的運轉與否。

請參閱第1A圖，圖中顯示一般電瓶的電壓波形，在未動作時的初始電壓V1，且啟動發電機時，會產生電壓陷落現象而使電壓降至V2；隨後電壓逐漸上升至工作電壓V3，並且形成有運轉漣波Q。其中V3＞V1＞V2。

請參閱第1B圖，圖中顯示另一電瓶的電壓波形，其未動作時的初始電壓V1，啟動發電機後電壓逐漸上升至工作電壓V3，進而形成運轉漣波Q。

造成以上的電壓波形不同的原因包含車種形式或車輛設計不同，以及外在環境不同等因素。

台灣專利M397337揭示一種關於晝行燈的電控裝置。該電控裝置與晝行燈及車用電子設備耦接，以控制晝行燈及車用電子設備閉啟或關閉。電控裝置可偵測汽車電池的輸出電壓，當輸出電壓相當於引擎的啟動電壓，則輸出一重置訊號以重置一引擎運轉判斷電路(漣波偵測電路)，並當汽車電池的電源訊號上存在一個運轉漣波時，產生一開啟電力訊號來開啟車用電子設備，並偵測汽車的車燈是否被開啟；在車燈未被開啟時自動開啟晝行燈。

由於該專利技術在硬體上設定一個固定的參考電壓，所以必須在有產生電壓陷落狀態下(如第1A圖的V2)，該專利前案的設計才能產生一重置訊號以啟動漣波偵測電路；換言之，若汽車啟動無產生電壓陷落的情形下(例如圖1B所示)，該專利揭露的啟動晝行燈的方法可能無法正確運作，因此也就無法滿足各類形式車輛的需求。

又當引擎熄火時，雖然引擎運轉漣波可能變小或消失，但電池上的電壓並不一定會等於第一電壓，該電壓可能會高於第一電壓，致使晝行燈無法進行關閉。

本發明的目的在於提供一種車用晝行燈的控制裝置及控制方法，其具有能夠提供精確判斷出汽車是否發動以及發電機是否運轉的功效；而且可以將類比與數位與運算集於專用積體電路。

進一步而言，本發明所揭示之車用晝行燈的控制裝置，係包含一取樣模組與一控制器，其中取樣模組電性連接汽車的電瓶，並且對電瓶的電壓連續取樣，以獲得複數個取樣電壓；控制器則電性連接取樣模組，其具有一處理單元電性連接一記憶體及一輸入/輸出單元；其中取樣模組所取得之各取樣電壓被連續記錄於控制器的記憶體，並由處理單元加以計算與分析取樣電壓的連續性變化，並精確判斷出汽車是否發動以及發電機是否運轉。

再者，本發明所揭示一種車用晝行燈的控制方法，係對電瓶的電壓波形連續取樣，並獲得複數取樣電壓；再將取樣電壓及其構成之波形連續地記錄於控制器的記憶體；隨之利用控制器的處理單元對波形連續性變化進行分析與計算；最後由波形連續性變化之分析與計算結果來判斷汽車是否啟動；當汽車處在啟動狀態，且無外部輔助輸入信號，例如主燈或位置燈未開啟時，無信號輸入，則可自動開啟晝行燈；並持續對電瓶的電壓波形連續取樣及記錄。

以下即依本發明的目的與功效，舉一較佳實施例並配合圖式詳細說明。

請參閱第2圖，本發明所揭示之控制裝置包含一取樣模組(10)及一控制器(20)，且取樣模組(10)電性連接控制器(20)。

取樣模組(10)係電性連接電瓶(32)與發電機(34)。取樣模組(10)具有一取樣放大器(12)及與其搭配的電子元件(14)，如電阻、電容或電感等等；控制器(20)電性連接一晝行燈驅動電路(36)，且一晝行燈(38)電性連接晝行燈驅動電路(36)。

所述的取樣模組(10)係一種電壓取樣元件，其可以連續的對電瓶(32)的電壓波形進行取樣，特別是以類比電路的方式進行精確的取樣。值得注意的是，在取樣模組(10)內沒有預先設定固定數值的參考值，因此每一次的取樣電壓直接進入類比/數位轉換器(ADC)(40)轉換成數位資料藉著連續的電壓取樣資料形成一個電壓波形資訊。由取樣電壓所產生的電壓波形資訊，其電壓資料的變化趨勢與電瓶電壓的變化趨勢相當。

控制器(20)具有一處理單元(22)，且處理單元(22)電性連接一記憶體(24)及一輸入/輸出單元(26)；其中輸入/輸出單元(26)係電性連接晝行燈驅動電路(36)。

取樣模組(10)對電瓶(32)所取得的取樣電壓係經過類比/數位轉換器(ADC)(40)轉換成數位資料後被記錄在記憶體(24)，並可由處理單元(22)進行計算與分析，以獲得電壓的連續性變化。

請參閱第3圖，利用本發明所揭示之裝置控制晝行燈的方法包含以下步驟；首先進入系統開機設定，並且依據步驟S50所示，系統開始讀取輸出與輔助信號(外部輔助輸入信號)，並且加以儲存。

步驟S52揭示取樣步驟，其利用取樣模組對電瓶的電壓進行連續取樣，並據此獲得複數取樣電壓。得注意的是，即便是在發電機已啟動的狀態下，取樣動作仍持續進行；步驟S54揭示連續記錄步驟，係將連續取得之取樣電壓資料記錄於控制器的記憶體；此時可以形成一個與電瓶實際輸出電壓之波形相當之取樣電壓波形；步驟S56揭示分析計算步驟，其利用控制器的處理單元對記憶體中的電壓波形的資料變化進行分析與計算；步驟S58揭示一判斷步驟，其由波形資料連續性變化之分析與計算結果進一步判斷汽車引擎是否啟動或是停止，並且記錄該狀態；例如分析由取樣電壓所構成之電壓波形資料，若為電壓呈現逐漸上升的趨勢且電壓值大於初始電壓則可判斷為發電機/行車啟動；另外，在電壓呈現逐漸上升的趨勢且電壓值大於初始電壓的條件下，更可偵測到穩定的漣波，且據此判斷為發電機/行車啟動。

步驟S62揭示一綜合判斷步驟，其係將汽車引擎運轉或停止的狀態、外部輔助輸入信號的狀態及目前控制信號輸出的狀態做綜合性的判斷，並據以決定是否點亮或關閉晝行燈，或是控制晝行燈成為低亮度點亮狀態以作為位置燈。

例如在汽車啟動的狀態下，且無外部輔助輸入信號時，自動開啟晝行燈，反之，若有外部輔助信號輸入時，則不允許晝行燈點亮，此時輸出至晝行燈驅動電路可為關閉狀態或是輸出控制信號使該驅動電路以低功率低亮度之位置燈模式點亮晝行燈作為位置燈功能；且在汽車啟動的情況下，處理單元仍不斷讀入取樣電壓資料，並計算電瓶的平均工作電壓。

在汽車未啟動的狀態下，也可以持續對電瓶的電壓波形連續取樣及記錄。

在晝行燈點亮的情況下，偵測到外部輔助輸入有輸入信號，此時將晝行燈關閉或改以低亮度位置燈模式點亮，又隨後在該外部輔助輸入信號消失後，重新點亮晝行燈或將亮度由位置燈調回至晝行燈亮度。

另外，引擎或發電機停止動作時，電壓漣波可能變小或消失，且取樣電壓所得到的電壓值可能等於或小於電瓶的初始電壓，故晝行燈可以立即關閉。

再另外，引擎或發電機停止動作時，電壓漣波可能變小或是消失但直流電壓仍等於或高於初始電壓，此時相鄰的取樣電壓所得到的電壓波形呈現下降的趨勢，且電壓可高於初始電壓，則可判斷引擎或發電機已關閉，進而晝行燈可以立即關閉。

根據步驟S50至步驟S62所揭示的內容，其取樣電壓波形可以是第4A圖所示，或第4B圖所示。圖中的每一個點P1至Pn均為取樣點。

是以本發明不以硬體的比較器及預設的固定參考電壓來做比對判斷的依據，故可消除因預設比較值以及硬體零件上的零件誤差造成無法取得整體波形變化資料的缺點。

再者取樣電壓資料被連續記錄於記憶體內，且同時被計算以分析波形的變化；例如取樣電壓所構成之電壓波形成上升趨勢且電壓值大於初始電壓並且可偵測到穩定的漣波，則可判斷為引擎或發電機為啟動狀態；或取樣電壓漣波變小甚至為零且電壓波形呈現下降趨勢，可判定引擎或發電機已關閉，故可精確地判斷出汽車是否發動以及發電機是否運轉，以確實的控制晝行燈的明滅。

是以本發明利用電壓波形的單位時間的變化來判定汽車是否發動以及發電機是否運轉。

甚至於是不同的電壓輸出波形，例如圖1A及1B的波形或相類同變化，利用本發明的方法仍可準確的判斷發電機或引擎已啟動或關閉。

其次，即使汽車引擎未運轉或發電機未發動，以及引擎或發電機已運轉的情況下，取樣模組仍持續進行取樣，且處理單元仍不斷地讀入取樣電壓的資料，並且轉換成資料儲存後加以研判目前電瓶使用的平均工作電壓為多少，進而藉此進一步的修正各個工作模式的電壓範圍與趨勢，而不會僅以一個固定值去執行工作，故即便電瓶老化或是氣候造成電瓶變化，也不致影響本發明的使用。

再者本發明可進一步採用整合各裝置形成一顆積體電路(IC)的設計，且該IC具有休眠模式，可在本發明閒置或待機沒運作時，使電力降到極微小的消耗量；尤其是在汽車引擎熄火後，電力的消耗必需降到極微，才不會在汽車停一段時間後把電池電力耗盡以致無法正常啟動。

以上乃本發明之較佳實施例以及設計圖式，惟較佳實施例以及設計圖式僅是舉例說明，並非用於限制本發明技藝之權利範圍，凡以均等之技藝手段、或為下述「申請專利範圍」內容所涵蓋之權利範圍而實施者，均不脫離本發明之範疇而為申請人之權利範圍。

(10)．．．取樣模組

(12)．．．取樣放大器

(14)．．．電子元件

(20)．．．控制器

(22)．．．處理單元

(24)．．．記憶體

(26)．．．輸入/輸出單元

(32)．．．電瓶

(34)．．．發電機

(36)．．．晝行燈驅動電路

(38)．．．晝行燈

(40)．．．類比/數位轉換器

第1A圖係一習知電瓶上引擎啟動/停止的電壓波形。

第1B圖係另一習知電瓶上引擎啟動/停止電壓波形。

第2圖係本發明的組成架構方塊示意圖。

第3圖係本發明的使用流程圖。

第4A圖係本發明的取樣電壓波形資料。

第4B圖係另一本發明的取樣電壓波形資料。

(10)．．．取樣模組

(12)．．．取樣放大器

(14)．．．電子元件

(20)．．．控制器

(22)．．．處理單元

(24)．．．記憶體

(26)．．．輸入/輸出單元

(32)．．．電瓶

(34)．．．發電機

(36)．．．晝行燈驅動電路

(38)．．．晝行燈

(40)．．．類比/數位轉換器

Claims (11)

1. 一種車用晝行燈的控制裝置，係連結一汽車電瓶與一晝行燈驅動電路，並用以連續讀取外部輔助輸入信號，及自動點滅一汽車的晝行燈，其包含：一取樣模組，係電性連接該汽車的電瓶，並且對該電瓶的電壓連續取樣，以獲得複數個取樣電壓資料；一控制器，係電性連接該取樣模組，其具有一處理單元電性連接一記憶體及一輸入/輸出單元，該輸入/輸出單元係連續讀取該外部輔助輸入信號，且輸出信號至晝行燈驅動器；其中該取樣模組所取得之各取樣電壓資料被連續記錄於控制器的記憶體，並由處理單元加以計算與分析取樣電壓的連續性變化；其中電壓呈現逐漸上升的趨勢且電壓值大於初始電壓則可判斷為發電機/行車啟動；又在汽車啟動與不啟動的情況下，該處理單元仍不斷讀入取樣電壓資料，並計算電瓶的平均工作電壓。
2. 如申請專利範圍第1項所述之車用晝行燈的控制裝置，其中該晝行燈驅動電路係電性連接該輸入/輸出單元及晝行燈。
3. 如申請專利範圍第1項所述之車用晝行燈的控制裝置，更包含一類比/數位轉換器，其配置於該控制器內且電性連接該處理單元。
4. 如申請專利範圍第1項所述之車用晝行燈的控制裝置，其中該外部輔助輸入信號為選自主燈的信號或位置燈的信號。
5. 一種車用晝行燈的控制方法，其包含以下步驟：讀取輸出信號與外部輔助輸入信號並儲存；對電瓶的電壓連續取樣，並獲得複數取樣電壓資料；將取樣電壓資料及其構成之波形資訊連續地記錄於控制器的記憶體；利用控制器的處理單元對取樣電壓的波形連續性變化進行分析與計算；由波形連續性變化之分析與計算結果判斷汽車是否啟動；在汽車啟動的狀態下，且無外部輔助輸入信號時，自動開啟晝行 燈；另外，在汽車未啟動的狀態下，持續對電瓶的電壓波形連續取樣及記錄；在汽車啟動的情況下仍持續進行電壓的取樣，且處理單元仍不斷讀入取樣電壓資料，並計算電瓶的平均工作電壓。
6. 如申請專利範圍第5項所述之車用晝行燈的控制方法，其中在對取樣電壓的波形連續性變化進行分析與計算中，取樣電壓的電壓波形連續性變化呈現上升趨勢，並且在電壓波形停止上升後，該電壓值大於初始電壓值，則判斷汽車為啟動。
7. 如申請專利範圍第6項所述之車用晝行燈的控制方法，其中該電壓波形停止上升後更可偵測到穩定的漣波。
8. 如申請專利範圍第5項所述之車用晝行燈的控制方法，其中在對取樣電壓的波形連續性變化進行分析與計算中，電壓漣波變小且取樣電壓所得到的電壓值等於或小於電瓶的初始電壓，則晝行燈關閉。
9. 如申請專利範圍第5項所述之車用晝行燈的控制方法，其中在對取樣電壓的波形連續性變化進行分析與計算中，電壓漣波消失，且取樣電壓所得到的電壓值等於或小於電瓶的初始電壓，則晝行燈關閉。
10. 如申請專利範圍第5項所述之車用晝行燈的控制方法，其中在對取樣電壓的波形連續性變化進行分析與計算中，電壓漣波變小且取樣電壓的電壓波形之電壓呈現下降趨勢，則晝行燈關閉。
11. 如申請專利範圍第5項所述之車用晝行燈的控制方法，其中在對取樣電壓的波形連續性變化進行分析與計算中，電壓漣波消失且取樣電壓的電壓波形之電壓呈現下降趨勢，則晝行燈關閉。