TWI620674B - Control device, control method and solid state light following system and control method using same - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種控制裝置及使用該裝置的固態燈光隨動系統，其包含一電磁特性元件電性連接一運載工具的電子控制單元；一信號處理模組電性連接該電磁特性元件並產生一運轉信號；一微處理機單元電性連接該信號處理模組並產生一運轉回送信號及一燈光點亮信號，其中該運轉回送信號傳送至該電子控制單元，該燈光點亮信號傳送給一照明裝置。又本發明的控制方法包含一行進資料讀取步驟、一控制信號產生步驟、一電氣信號生成步驟、一信號處理步驟、一微處理機單元控制步驟及一照明裝置點亮步驟。如此各元件執行該控制方法所揭示的步驟後，可達到以電子信號模擬電動機裝置的運轉信號，進而使該照明裝置提供照明及自動改變照明方向及角度的功效。

Description

控制裝置、控制方法及使用該控制裝置與控制方法的固態燈光隨動系統及控制方法

本發明係關於一種電子信號的產生及控制的技術領域，且該技術內容可被運用於照明系統。特別是指可以隨著運載工具轉動方向而自動改變照明方向及角度的固態燈光隨動系統及其控制方法。

目前許多控制機構大多採用馬達作為驅動裝置，並藉由馬達連接適當的傳動機構，進而達到所預期的控制目的及效果。以汽車的頭燈自我轉向系統為例，當汽車轉動方向，一轉向訊息可傳給一控制系統，該控制系統進一步控制一馬達以驅動一轉向機構，藉此使得連接於該轉向機構的車燈可以轉動預定角度，如此車燈的照射方向便可保持在汽車的前進方向。

明顯地，自我轉向系統為一種基於增加夜間行車安全及路人安全而開發的安全裝置。然而在保持最終目的與效果的條件下，使用最少的機構及減少傳動，則有助於降低機構或裝置的體積、成本，且能進一步提高使用效益。例如上述的汽車頭燈轉向機構，若省去馬達與轉向機構亦即固態控制，則整體設計就能達到更省空間且更省成本。

本發明的目的在於提供一種控制裝置及控制方法，該控制裝置安裝在一具有車燈隨動系統的運載工具，且控制裝置與該運載工具的電子控制單元相接，進而以電子信號模擬傳統機構運作的工作信號，藉此達到取代原先隨動控制裝置的功效。

本發明的目的在於提供一種固態燈光隨動系統及控制方法，其具有能夠使一運載工具的照明裝置不需搭配傳統電動機及轉向機構，且藉由電子信號模擬電動機隨動裝置的運轉信號，達到使照明裝置能自動達到改變照明方向及角度的功效。

為達上述的目的與功效，本發明揭示一種控制裝置及使用該裝置的固態燈光隨動系統，其包含一電磁特性元件電性連接一運載工具的電子控制單元；一信號處理模組電性連接該電磁特性元件並產生一運轉信號；一微處理機單元電性連接該信號處理模組並產生一運轉回送信號及一燈光點亮信號，其中該運轉回送信號傳送至該電子控制單元，該燈光點亮信號傳送給一照明裝置。藉此達到以電子信號模擬電動機隨動裝置的運轉信號的功效，且使該照明裝置自動改變照明方向及角度。

進一步，本發明揭示一種控制方法及使用該方法的固態燈光隨動系統控制方法，其包含一行進資料讀取步驟、一控制信號產生步驟、一電氣信號生成步驟、一信號處理步驟及一微處理機單元控制步驟。由於上述各步驟所產生的控制信號與運轉回送信號皆與一般電動機隨動裝置運轉時的電氣信號相符，故能滿足電動機的控制條件。進一步搭配一照明裝置點亮步驟，則可使照明裝置的照射方向及角度能夠隨著該運載工具的行進及轉向而自動改變。

以下即依本發明的目的與功效，舉出較佳實施例並配合圖式詳細說明。

(10)‧‧‧控制裝置

(12)‧‧‧電子控制單元

(14)‧‧‧連接器

(20)‧‧‧電磁特性元件

(22)‧‧‧信號處理模組

(24)‧‧‧微處理機單元

(26)‧‧‧仿真電動機模組

(28)‧‧‧電動機模擬元件

(30)‧‧‧電路板

(32)‧‧‧基座

(34)‧‧‧線圈

(36)‧‧‧金屬片

(40)‧‧‧行進資料讀取步驟

(42)‧‧‧控制信號產生步驟

(44)‧‧‧電氣信號生成步驟

(46)‧‧‧信號處理步驟

(48)‧‧‧微處理機單元控制步驟

(50)‧‧‧原始行進資料

(60)‧‧‧輔助監控步驟

(62)‧‧‧檢測監控單元

(70)‧‧‧照明裝置

(72)‧‧‧照明單元

(74)‧‧‧驅動單元

(76)‧‧‧照明裝置點亮步驟

第1圖係本發明第一實施例的配置架構示意圖。

第2圖係本發明第一實施例控制裝置的組成架構示意圖。

第3圖係本發明仿真電動機的結構示意圖。

第4圖係本發明第一實施例控制方法的步驟方塊圖。

第5圖係本發明第二實施例的配置架構示意圖。

第6圖係本發明第二實施例控制裝置的組成架構示意圖。

第7圖係本發明第二實施例控制方法的步驟方塊圖。

請參閱第1圖，本發明揭露一種控制裝置(10)，該控制裝置(10)係配置在一運載工具(未顯示)，例如具有照明裝置的汽車，且該控制裝置(10)電性連接該運載工具的一電子控制單元(12)。上述的控制裝置(10)可搭配一連接器(14)電性連接該電子控制單元(12)。此外該電子控制單元(12)能監控制該運載工具的一控制迴路的運作。

請參閱第2圖，該控制裝置(10)係包含一電磁特性元件(20)、一信號處理模組(22)及一微處理機單元(24)。其中該電磁特性元件(20)可搭配該連接器(14)電性連接該運載工具的該電子控制單元(12)。電子控制單元(12)可用以接收該運載工具的原始行進資料(50)，該原始行進資料(50)包含行進速度及行進方向。

該電磁特性元件(20)可以是一電動機，或是一仿真電動機模組(容後詳述)。該電動機或該仿真電動機模組皆可產生一電氣信號，且該電動機或該仿真電動機模組所產生的電氣信號相近於一般電動機工作狀態時的信號。

該信號處理模組(22)係電性連接該電磁特性元件(20)。進一步，該信號處理模組(22)接收該電磁特性元件(20)所產生的電氣信號並經處理後輸出一運轉信號。該微處理機單元(24)電性連接該信號處理模組(22)並接收該運轉信號。

該微處理機單元(24)以內建的程式執行判斷與演算，進而得到對應該運載工具之隨動裝置應有的轉動方向以及運轉量與速度。隨後該微處理機單元(24)根據該電子控制單元(12)可接受的信號形式產生一運轉回送信號傳送至該電子控制單元(12)。換言之，該運轉回送信號包含用以對應一般電動機的轉動方向、轉動圈數及轉動速度等信號。

上述的該隨動裝置係指一般安裝於運載工具中的傳動及轉動機構，該機構可用以帶動照明裝置，如車燈，產生轉動。值得注意的是，本發明所揭露的控制裝置(10)可以不連接隨動裝置，換言之，無論該運載工具有無配置該隨動裝置，本發明所揭露的該控制裝置(10)皆能適用。其次該運轉回送信號係為對應該一般電動機及該隨動裝置受該電子控制單元(12)控制後的工作狀態信號。

請參閱第3圖，該仿真電動機模組(26)係一電動機模擬元件(28)電性連接一電路板(30)，例如直接將該電動機模擬元件(28)安裝在該電路板(30)，或該電動機模擬元件(28)與該電路板(30)以一連接器(未顯示)連接。 進一步，該電動機模擬元件(28)係一基座(32)的外周緣繞設有線圈(34)，且該基座(32)的相對二端各自配接一金屬片(36)。當電流通過該線圈(34)，則該電動機模擬元件(28)所產生的電氣信號相近於一般真實電動機之工作狀態的信號。

請參閱第4圖，根據上述的該控制裝置(10)，本發明揭露一種控制方法包含一行進資料讀取步驟(40)、一控制信號產生步驟(42)、一電動機電氣信號生成步驟(44)、一信號處理步驟(46)及一微處理機單元控制步驟(48)。

請參閱第4圖及配合參閱第2圖，該行進資料讀取步驟(40)係以該電子控制單元(12)讀取該運載工具(未顯示)的原始行進資料(50)；該控制信號產生步驟(42)係該電子控制單元依該原始行進資料(50)產生用以控制一般(傳統)電動機隨動機構的控制信號。值得注意的是，該行進資料讀取步驟(40)與該控制信號產生步驟(42)係一般運載工具皆具備的控制方法。

該電動機電氣信號生成步驟(44)係以該電磁特性元件(20)接收該控制信號並輸出一電氣信號。值得注意的是，無論該電磁特性元件(20)為一般電動機或該仿真電動機模組(26)，所產生的電氣信號皆為足以對應一般電動機之工作狀態的信號。

該信號處理步驟(46)係以該信號處理模組(22)將該電磁特性元件(20)所輸出的電氣信號處理成一運轉信號；該微處理機單元控制步驟(48)係取該運轉信號進行判斷與演算，進而得到足以對應該運載工具的隨動裝置之應轉動方向、轉動量及速度。該微處理機單元(24)再根據電子控制單 元(12)可接受的信號形式產生一運轉回送信號傳送至該電子控制單元(12)。

根據本發明所揭示的控制裝置(10)與控制方法，該控制裝置(10)安裝於該運載工具並執行該控制方法，該控制裝置(10)回授給該電子控制單元(12)的該運轉回送信號係足以對應該運載工具的隨動裝置之應轉動方向、轉動量及速度，故該電子控制單元(12)判斷該運轉回送信號的內容與一般電動機隨動裝置的運作信號相符；換言之，利用本發明揭露的該控制裝置(10)與控制方法，該電子控制單元(12)在接收到該運轉回送信號後，可視為該運載工具的控制迴路，例如隨動控制系統的控制迴路處在正常作用狀態。如此該電子控制單元(12)不會產生錯誤訊息且能繼續執行監控該控制迴路。

請再參閱第4圖及配合參閱第2圖，進一步，本發明更包含一輔助監控步驟(60)。該輔助監控步驟(60)係以外部的一檢測監控單元(62)電性連接該控制裝置(10)，且該微處理機單元(24)接收該運轉信號並產生一輔助監控信號，該輔助監控信號係用以輸出至該檢測監控單元(62)。該輔助監控信號的資訊內容包含該微處理機單元(24)判斷及計算所得的部分或全部結果。例如該輔助監控信號的資訊內容包含用以對應該隨動機構的運轉方向、數量及速度的信號，所以由該檢測監控單元(62)可以了解該控制裝置(10)的工作狀態及其使用的正確性。值得注意的是，該運轉回送信號與該輔助監控信號可具有部份相同或全部相同的資訊內容。

由於本發明所揭示的結構組態及控制方法可達到以電子信號取代機械機構運作的工作信號，因此本發明可以被應用在一運載工具的燈光隨動系統。特別是不需要藉由隨動機構來帶動車燈轉動的固態燈光隨 動系統。

請參閱第5圖，一種固態燈光隨動系統包含一控制裝置(10)電性連接一電子控制單元(12)及一照明裝置(70)。其中該電子控制單元(12)係安裝在一運載工具(未顯示)，且該電子控制單元(12)為該運載工具的既有配備。其次該照明裝置(70)配置在該運載工具，且該照明裝置(70)具有多個照明單元(72)，例如發光二極體(LED)模組。又該照明單元(72)電性連接一驅動單元(74)，例如LED驅動單元。該驅動單元(74)係電性連接該控制裝置(10)及該電子控制單元(12)。值得注意的是，該照明單元(72)係配置在該照明裝置(70)的不同位置用以對應不同的方向及角度。

請參閱第6圖，該控制裝置(10)包含一電磁特性元件(20)、一信號處理模組(22)及一微處理機單元(24)。該電磁特性元件(20)電連接信號處理模組(22)以及該電子控制單元(12)。進一步，該控制裝置(10)可形成一獨立形式的裝置且搭配一連接器(14)與該電子控制單元(12)形成電性連接。其中該電子控制單元(12)為配置在該運載工具的原有裝置，且該電子控制單元(12)用以接收原始行進資料(50)。該照明裝置(70)可電性連接該控制裝置(10)的該微處理機單元(24)。

本實施例所揭示的該電磁特性元件(20)可以是電動機或仿真電動機模組，且本實施例所揭示的該電動機或仿真電動機模組的組成及作用與第3圖所揭示的說明內容相同。

請參閱第7圖，本實施例所揭示的固態燈光隨動系統的控制方法包含一行進資料讀取步驟(40)、一控制信號產生步驟(42)、一電氣信號生成步驟(44)、一信號處理步驟(46)、一微處理機單元控制步驟(48)及一照明 裝置點亮步驟(76)。其中該運載工具的該原始行進資料(50)經由該行進資料讀取步驟(40)、該控制信號產生步驟(42)、該電氣信號生成步驟(44)、該信號處理步驟(46)及該微處理機單元控制步驟(48)所搭配使用的各元件及所產生的各形式信號與上述實施例(見第2、4圖所揭示)的內容相同。

進一步，在執行該微處理機單元控制步驟(48)，該微處理機單元(24)接收該運轉信號後可產生一燈光點亮信號。該燈光點亮信號係對應該運載工具透過該電子控制單元(12)所欲控制的照明角度與隨動照明運作速度。是以，該照明裝置點亮步驟(76)係該照明裝置(70)依該燈光點亮信號而點亮。特別是，該燈光點亮信號係用以控制該照明裝置(70)中不同位置的該照明單元(72)，使得該照明裝置(70)的照射方向及角度能夠隨著該運載工具的行進及轉向而自動改變。

又該微處理機單元單元(24)除了接收該運轉信號並產生該燈光點亮信號外，還可以同時產生一運轉回送信號回送給該電子控制單元(12)，藉此該電子控制單元(12)可以即時知悉該照明裝置(70)的隨動位置，並進一步地判斷該運載工具的隨動控制迴路是否保持正確。

再者，根據前述實施例所揭示的該輔助監控步驟(60)的內容，該微處理機單元(24)可產生一輔助監控信號。該輔助監控信號係用以輸出至該檢測監控單元(62)。該輔助監控信號係為提供微處理機判斷計算所得之隨動機構的運轉方向、數量及速度的信號，所以由該檢測監控單元(62)除可以了解該控制裝置(10)的工作狀態及其使用的正確性外亦可作為該照明裝置(70)的監督、校正及覆核之用。

由於本發明所產生的回送信號與原有或傳統的隨動裝置相 符，故符合該電子控制單元(12)的控制條件。換言之，本發明所揭示的固態燈光隨動系統的控制迴路與習知車燈自我轉向系統的控制迴路相符，因此本發明可直接被應用於已知的運載工具且直接與該運載工具的電子控制單元連接。

進一步，該運載裝工具的該照明裝置(70)更換成本發明所揭示的形式，如此該照明裝置(70)的燈光的照射方向及角度可隨著該運載工具的行進狀態而自動改變，不需要配置傳統(實質)的電動機、傳動機構及轉向機構，故可以達到優化空間利用率及節省成本的功效。此外本發明藉電子信號模擬電動機、傳動機構及轉向機構的運轉狀態，故能夠具有更準確及更快速的控制照明裝置的照射方向及角度。

上述實施例僅為例示性說明本發明之技術及其功效，而非用於限制本發明。任何熟於此項技術人士均可在不違背本發明之技術原理及精神的情況下，對上述實施例進行修改及變化，因此本發明之權利保護範圍應如後所述之申請專利範圍所列。

Claims (15)

1. 一種控制裝置，係配置在一運載工具且電性連接一電子控制單元，其包含：一電磁特性元件，係用以電性連接該運載工具的該電子控制單元，該電磁特性元件用以產生一電氣信號；一信號處理模組，係電性連接該電磁特性元件，該信號處理模組用以接收該電氣信號及產生一運轉信號；一微處理機單元，係電性連接該信號處理模組，該微處理機單元用以接收該運轉信號及產生一運轉回送信號，該運轉回送信號傳送至該電子控制單元；其中該電氣信號及該運轉回送資料係符合該運載工具的該電子控制單元的信號要求，藉此使得該電子控制單元不會產生錯誤訊息。
2. 如申請專利範圍第1項所述之控制裝置，其中該電磁特性元件係為一電動機。
3. 如申請專利範圍第1項所述之控制裝置，其中該電磁特性元件係為一仿真電動機模組，該仿真電動機模組係一電路板電性連接一電動機模擬元件，該電動機模擬元件係一基座的外周緣繞設有線圈，且該基座的相對二端各自配接一金屬片。
4. 如申請專利範圍第1項所述之控制裝置，更包含一檢測監控單元電性連接該控制裝置，該微處理機單元接收該運轉信號並產生一輔助監控信號，該輔助監控信號係用以輸出至該檢測監控單元。
5. 一種控制方法，係用以驅動安裝於一運載工具的一控制裝置並產生一 運轉信號，其包含：一行進資料讀取步驟，係以一電子控制單元讀取該運載工具的原始行進資料，其中該電子控制單元係配置在該運載工具；一控制信號產生步驟，係該電子控制單元依該原始行進資料產生用以產生一控制信號；一電氣信號生成步驟，係以一電磁特性元件接收該控制信號，並輸出一電氣信號；一信號處理步驟，係將該電磁特性元件所輸出的電氣信號處理成該運轉信號；一微處理機單元控制步驟，係一微處理機單元取該運轉信號並經處理產生一運轉回送授信號，該運轉回送信號係用以傳送至該電子控制單元；其中該電氣信號及該運轉回送資料係符合該運載工具的該電子控制單元的信號要求，藉此使得該電子控制單元不會產生錯誤訊息。
6. 如申請專利範圍第5項所述之控制方法，更包含一輔助監控步驟，係該微處理機單元取該運轉信號並經處理產生一輔助監控信號，該輔助監控信號係輸出至一檢測監控單元並顯示該控制裝置的工作狀態及使用的正確性。
7. 一種固態燈光隨動系統，係用以配置在一運載工具且電性連接一電子控制單元，其包含：一電磁特性元件，係用以電性連接該運載工具的該電子控制單元，該電磁特性元件用以產生一電氣信號； 一信號處理模組，係電性連接該電磁特性元件，該信號處理模組係接收該電磁特性元件所產生的電氣信號並產生一運轉信號；一微處理機單元，係電性連接該信號處理模組，該微處理機單元係接收該運轉信號並產生一運轉回送信號及一燈光點亮信號，其中該運轉回送信號傳送至該電子控制單元；一照明裝置，係電連接該微處理機單元，該照明裝置具有複數個照明單元，該燈光點亮信號係用以點亮該照明裝置中不同位置的該照明單元；其中，該照明裝置藉由點亮不同位置的該照明單元的照射方向及角度，進而滿足該照明裝置的照射方向及角度能夠隨著該運載工具的行進及轉向而自動改變。
8. 如申請專利範圍第7項所述之固態燈光隨動系統，其中該運載工具係具有一原始行進資料，該原始行進資料係傳送至該電子控制單元，該運轉回送信號傳送至該電子控制單元對比該原始行進資料，並修正該照明裝置之照射角度及方向。
9. 如申請專利範圍第7項所述之固態燈光隨動系統，其中該電磁特性元件係為一電動機。
10. 如申請專利範圍第7項所述之固態燈光隨動系統，其中該電磁特性元件係為一仿真電動機模組，該仿真電動機模組係一電路板電性連接一電動機模擬元件，該電動機模擬元件係一基座的外周緣繞設有線圈，且該基座的相對二端各自配接一匹配金屬片。
11. 如申請專利範圍第7項所述之固態燈光隨動系統，其中該運轉回送信 號包含轉動方向、轉動圈數及轉動速度的信號。
12. 如申請專利範圍第7項所述之固態燈光隨動系統，更包含一檢測監控單元，該檢測監控單元係用以電性連接該電磁特性元件、該信號檢知處理模組及該微處理機單元的組合，該微處理機單元接收該運轉信號並產生一輔助監控信號，該輔助監控信號係用以輸出至該檢測監控單元。
13. 一種固態燈光隨動系統的控制方法，係用以控制一運載工具的一照明裝置，其包含：一行進資料讀取步驟，係以一電子控制單元讀取該運載工具的原始行進資料，該原始行進資料包含行進速度及行進方向，其中該電子控制單元係配置在該運載工具；一控制信號產生步驟，係該電子控制單元依該原始行進資料產生用以控制一控制信號；一電氣信號生成步驟，係以一電磁特性元件接收該控制信號，並輸出一電氣信號；一信號處理步驟，係將該電磁特性元件所輸出的該電氣信號處理成一運轉信號；一微處理機單元控制步驟，係取該運轉信號並經處理產生一運轉回送信號及一燈光點亮信號，該運轉回送信號係傳送至該電子控制單元；一照明裝置點亮步驟，係該照明裝置依該燈光點亮信號而點亮；其中，該照明裝置係具有複數個照明單元，該燈光點亮信號係用以控制該照明裝置中不同位置的該照明單元，使得該照明裝置的照射方向 及角度能夠隨著該運載工具的行進及轉向而自動改變。
14. 如申請專利範圍第13項所述之固態燈光隨動系統的控制方法，其中該運轉回送信號傳送至該電子控制單元，該運轉回送信號能夠與該原始行進資料進行比對，且用以修正該照明裝置之照射角度及方向。
15. 如申請專利範圍第13項所述之固態燈光隨動系統的控制方法，更包含一輔助監控步驟，係該微處理機單元取該運轉信號並經處理產生一輔助監控信號且傳送至外部的一檢測監控單元。