CN102076145B

CN102076145B - 汽车led转向灯检测控制方法

Info

Publication number: CN102076145B
Application number: CN201010528531.XA
Authority: CN
Inventors: 徐辉
Original assignee: Shenzhen Hangsheng Electronic Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Hangsheng Electronic Co Ltd
Priority date: 2010-11-02
Filing date: 2010-11-02
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2030-11-02
Also published as: CN102076145A

Abstract

本发明提供了一种汽车LED转向灯状态的精确检测控制的方法，其中包括使用精密元件检测出该灯具组的电流值、温度值和电压值，得到因为环境和硬件状况导致的温度和电压的修正，以及灯具组出厂时检测到的硬件误差修正，将实时测得的电流值进行以上修正，而得到可精确比较的LED灯具组电流值，根据此电流值可以准确判断灯具组的好坏情况。本发明的有益效果是，因为考虑了LED灯受温度和电压非线性变化导致LED电流值改变，使控制电路能够对电流值进行精确的修正和判断，并准确控制，从而解决了现有检测手段受LED灯本身的物理特性影响，单独修正某一个因素的影响，所检测出的电流值不能准确反映汽车LED转向灯好坏状态的问题。

Description

汽车LED转向灯检测控制方法

技术领域

本发明涉及一种汽车转向灯，特别是一种汽车LED转向灯检测控制方法。

背景技术

汽车转向灯，或称汽车方向灯是汽车的必备器件，分为左转向组、右转向组和示宽三种工作状态。转向灯之前一般采用钨丝发光的白炽灯以及发光强度更高，寿命更长的疝气灯（HID），而目前随着对能耗、发光效率、车灯防眩目、响应时间以及价格和使用寿命的更高要求，越来越多的车型配置了LED灯具，一般有左前、左后、右前、右后四组灯具组，也有安装在车门和后视镜上的转向灯灯具组，每个灯具组由若干LED灯组成，LED灯具渐渐有替代传统的车用灯具的趋势。

而LED灯具用作转向灯时，往往是几组若干粒LED小灯并联或串并联使用，以使得即使其中有某些粒损坏，其他的灯仍然能正常使用。此时，转向灯正常工作时，显示不间断照明或者慢速闪烁，而在灯具组损坏时，闪烁频率加快，提醒驾驶员及时修理损坏的转向灯，保证道路交通安全。

但是因为LED本身是二极管器件，它的伏安特性是非线性的，很小的电压变化就会产生很大的电流变化，所以往往简单地测量电流而不考虑电压变化引起的修正，并不能准确判定灯具组损坏与否的状态；同时作为二极管器件，LED灯对外界温度的变化也很敏感，在200℃以下时存在负温度系数的特点，也是一个非线性关系，当外界温度发生变化时，甚至整个LED灯具的伏安特性都会发生变化；在实际工作环境中温度和电压的这些非可预变化导致的电流值漂移，使得这两个因素的非线性影响可能迭加增强或者迭加抵消，这样就给精确检测灯具组的好坏状态带来了更大的挑战，尤其灯具组只有少数几个LED灯损坏的情况，其微小的电流变化，甚至低于环境变化导致的电流值偏移，而且电压和温度对于电流值的影响有可能相迭加，使最后的结果落回正常值范围，更加不能真实反映转向灯的状态。

这些非线性的电流变化特性，使得仅仅通过测量电流的变化来判断LED灯具组的好坏状态变得实效性不强，即使如比较文献“一种汽车转向灯闪光控制器及其控制方法（申请号200710009633.9）”和“LED转向灯失效检测、示警装置及其检测、示警方法（申请号 200810219827.6）”所提到的办法，仅仅各考虑了其中一个因素对LED电流的影响，只是简单地预存单一因素变化时的比较值，并且未设置可以进行迭加修正的误差系数，这样就不能修正温度和电压其中任一项因素后再继续修正另一项，也完全不能避免两者互相干扰而对电流检测结果产生的误判。

发明内容

为了解决现有技术中难以精确地识别汽车LED转向灯灯具组状态好坏的问题，本发明提供了一种汽车LED转向灯控制技术，该技术系统地测定了不同温度和电压的正常工作情况下各种LED二极管灯具的温度—电流—电压关联系数，综合修正各种变量相互之间的影响，包括考虑硬件出厂误差的修正，从而得到可以精确比较的物理量，与预存值相对应，准确判断出此时汽车LED转向灯灯具组的好坏状态。

本发明的方法为，在汽车LED转向灯检控技术中，进行温度、电压修正系数的实时检定，包括实时检测LED转向灯灯具组的温度和电压后，根据预置的电流与温度的关联系数及电流与电压的关联系数，得到实时情况下的温度误差系数和电压误差系数；进行检测和系数修正，包括实时检测出该灯具组的电流值并综合计入温度误差系数和电压误差系数从而得到修正后的等效电流值；精确判断灯具组状态是否正常，包括电流检测电路将以上经过综合修正后得到的等效电流值输入控制电路，通过控制电路的CPU计算后，与预存的LED转向灯灯具组正常工作状态下的电流标准比较值比较，控制电路精确判断出该电流值是否落在正常范围内，然后通过示警手段来显示其状态。

作为本发明的进一步改进，在所述“检测和系数修正”步骤预先检测该灯具组器件的出厂硬件误差得到硬件误差系数，预置存储在检测控制装置的控制电路中，在随后对电流的修正中控制电路除了计入温度误差系数和电压误差系数以外，也调出控制电路中预置的硬件误差系数，由控制电路的CPU对实时测得的电流进行硬件误差的修正。

作为本发明的进一步改进，所述“示警手段”包括：如果检测值正常，则LED转向灯正常闪动；如果检测值异常，则转向灯加快闪动频率；从而由控制电路通过控制LED转向灯以不同频率闪烁来显示其好坏状态。

作为本发明的进一步改进，所述“温度、电压修正系数的实时检定”步骤还包括：温度为20℃和电压为12V时，检测此时LED灯具组正常工作时电流的取值为电流标准比较值，预先存储在控制电路中，控制电路中的CPU将此后实时测得的电流值修正后再与该预存的电流标准比较值进行比较，以使CPU判断LED转向灯灯具组的电流是否正常。

作为本发明的进一步改进，所述“温度、电压修正系数的实时检定”还包括：以温度为20℃和电压为12V为标准状态，保持电压12V不变，改变温度，温度每变化±10℃取一个温度基准比较值，电流检测电路测得对应每一个基准比较值的电流值，除以电流标准比较值，得到对应于各种温度的温度误差系数，将此温度误差系数表预存在控制电路中，控制电路将根据此温度误差系数表修正所述实时测得的电流值；保持温度20℃不变，改变电压，电压每变化±1V取一个电压基准比较值，电流检测电路测得对应每一个基准比较值的电流值，除以电流标准比较值，得到对应于各种电压的电压误差系数，将此电压误差系数表预存在控制电路中，控制电路将根据此电压误差系数表修正所述实时测得的电流值。

作为本发明的进一步改进，所述温度基准比较值取值范围为-40℃～120℃，在此范围内每间隔10℃取一个温度基准比较值，对相应电流值进行测量并将结果存入控制电路；所述电压基准比较值取值范围为9V～16V，在此范围内每间隔1V取一个电压基准比较值，对相应电流值进行测量并将结果存入控制电路。

一种汽车LED转向灯精密检测控制装置，该装置包括检测LED灯具组温度的温度采样电路02和检测LED灯具组电压的电压采样电路03和检测LED灯具组电流的电流采样电路04以及控制电路06；所述温度采样电路02的温度传感器设置在LED转向灯电路01附近，所述温度采样电路02的数据输出端与所述控制电路06的温度数据输入端连接；所述电压采样电路03的采样端与所述LED转向灯电路01连接，所述电压采样电路03的数据输出端与所述控制电路06连接；所述电流检测电路04其检测电流通路的一端与电源电路05连接，其检测电流通路的另一端与所述LED转向灯电路01连接；所述电流检测电路04的检测信号输出端与所述控制电路06的电流检测信号输入端连接；所述控制电路06的控制信号输出端与LED转向灯电路01连接。

作为本发明的进一步改进，所述电流检测电路04设有精密电流检测装置Q1，其包含正检测输入端引脚2和负检测输入端引脚3以及信号输出端引脚1，所述正负检测端之间连接有精密电阻Rs，该精密电阻Rs与正检测端相连的一端还与电源电路05和稳压二极管ZD1负极相连，其与负检测端相连的一端还连接稳流电感FB1和电容C1；所述稳流电感FB1的另一端接所述LED转向灯电路01；所述精密电流检测装置Q1的输出端与所述稳压二极管ZD1正极以及输出电阻R1相连；该输出电阻R1的另一端接所述控制电路06的电流信号输入端，同时与接地电阻R2相连；所述接地电阻R2的另一端与所述电容C1的另一端一并接地。

作为本发明的进一步改进，所述LED转向灯电路01为车辆左前或右前或左后或右后的转向灯灯具组之任意一组。

相对于现有技术，本发明专利汽车LED转向灯精确检测控制技术的有益效果是：克服了现有技术中，汽车LED转向灯的好坏状态，因为两种非线性因素变化导致的对被检测电流的不确定干扰，不能在任意情况下有效检测的问题，更加科学地修正了电流检测的误差。检测电路是相对独立的电路，结构简洁，不需要改变已有的LED转向灯灯具的构造，具有通用性。而且在电流检测电路中加入了稳压二极管和磁珠以及电容的构造，所以提高了精密电流检测电路的保护，提高了稳定性和安全性。

附图说明

图1是汽车LED转向灯检测控制方法流程图；

图2是汽车LED转向灯检测控制电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明：

如图1所示汽车LED转向灯检测控制技术，通过对温度和电压的测定来确定温度和电压的误差修正系数，检测出该灯具组的电流值并乘以硬件误差系数或温度误差系数或电压误差系数从而得到可精确比较的电流值，判断该电流值是否落在正常范围内，从而通过控制LED转向灯以不同频率闪烁来准确显示其状态。

具体步骤如下：

温度、电压修正系数的实时检定：

所述“对温度和电压的测定”是各自独立进行的，温度测定直接检测LED器件的温度，电压测定则检测施加于LED器件上的电压，两个检测模块是独立于LED灯具组的，但是电源可以与灯具组共享，这些检测均实时测定，测定得到的数据输入到控制电路中，以备下一步的计算修正误差系数。我们的控制电路选用的是MCU控制电路。

电流的检测我们选用的是ZXCT1008芯片，该芯片常温精度±2%，满足要求，但是温度上升时，需要标定修正。具体连接方式我们在后面说明。

温度与电流的关系在200℃以下时呈现负温度系数的特点，即温度越高，流经的电流越弱，但是根据我们对于有限个不同LED灯具的实验结果看，我们总结出对同一型号二极管LED来说，温度与电流的变化关系基本一致。

同理，电压与电流的关系也是一样，在同一温度下，同一型号的不同二极管灯具个体，它们的伏安特性曲线基本是一致的，于是，这就让总结出对应于该型半导体LED二极管的温度误差系数和电压误差系数成为可能。

温度误差系数表和电压误差系数表：

在LED灯具组正常工作状态下，将温度为20℃时检测到的电流值作为标准值，设为1，电压不变，而定量改变另一个，从而测得对应的电流值，将其与标准值比较，得到温度改变时的对应电流改变系数表，如下：

温度	修正系数
		-40℃	0.983
-30℃	0.981
		-20℃	0.982
-10℃	0.984
		0℃	0.987
10℃	0.992
		20℃	1
30℃	1.008
		40℃	1.016
50℃	1.026
		60℃	1.036
70℃	1.047
		80℃	1.058
90℃	1.069
		100℃	1.082
110℃	1.095
		120℃	1.107

表1 电压恒定时，温度每变化±10℃得到的温度误差系数；

在LED灯具组正常工作状态下，将电压为12V时检测到的电流值作为标准值，设为1，温度不变，而定量改变电压，从而测得对应的电流值，将其与标准值比较，得到电压改变时的对应电流改变系数表，如下：

电压	修正系数
		9V	0.739
10V	0.850
		11V	0.895
12V	1
		13V	1.063
14V	1.133
		15V	1.214
16V	1.308

表2 温度恒定时，电压每变化±1V得到的电压误差系数

硬件误差系数和温度误差系数关系、电压误差系数关系的预置：

灯具组出厂时，已经在固定温度、标准负载下对LED灯具组进行过标定，得到的硬件误差修正系数，该系数已经预先存储在控制核心的Flash中，与预先测得的上述温度误差系数关系（表1）和电压误差系数关系（表2）一起一起存储在LED灯具组控制单元MCU内部的Flash中，以供后面检测时的做修正。

在汽车处于工作状态时，因其可能处于不同温度，影响LED灯具的伏安特征曲线，同时内部硬件环境的改变（如电源电压变化或器件损坏导致的负载变化），也可能导致负载电压的改变。此时，使用实时监测模块得到的当前电压值和温度值，计算得到实时的电压误差系数和温度误差系数，加之预置的硬件误差系数，综合对实时检测到的电流值进行修正。

判断状态正常的标准：

检测汽车LED转向灯灯具组状态是否正常的办法是将实时测定电流值或电压值，与预置的正常工作状态下的标准值进行比较，以此来判断测得值是否落在正常范围之内。

计算的办法是根据标定数据计算实际应用中的修正系数：

实际测得温度或电压后在标定表格中查出属于哪两个标定数据之间，然后根据以下（公式1）计算系数，

S=（X-X_n-1）/（X_n-X_n-1）*（T_n-T_n-1）+T_n-1

其中：

S------最终修正系数

X_n-----程序在标定数据中查寻出的温度或电压区间上限值

X_n-1-----程序在标定数据中查寻出的温度或电压区间下限值

X------程序中实际测得的温度或电压值

T_n-----区间上限值对应修正值

T_n-1-----区间下限值对应修正值

公式1

本方法依据以上处理可以排除硬件误差，温度误差及电压误差，准确判定方向灯的损坏情况。当检测结果为正常电流值时，转向灯正常闪动，当检测结果为非正常值时，转向灯加快闪动频率示警。

电路原理：

本发明的电路原理图如图2所示，检测装置温度采样电路02通过探测部件从LED转向灯电路01处取得温度数据，温度采样电路02取得LED转向灯电路01所处的环境温度采样数据后，传输给控制电路06进行下一步处理。

LED转向灯电路01与电压采样电路03相连，电压采样电路03取得LED转向灯电路01的电压采样数据后，传输给控制电路06进行下一步处理。

以上采样的对象LED转向灯电路01代表的是车辆左前转向灯灯具组电路或者车辆右前转向灯灯具组电路或者车辆左后转向灯灯具组电路或者车辆右后转向灯灯具组电路中的任意一组，各组之间并联连接，每一组内部的LED灯之间并联连接或者分小组并联，每一小组内部LED灯串联。

一套温度采样电路02和一套电压采样电路03对应多套LED转向灯电路01，通过开关电路控制每次采样的时序，所得到的对应不同灯具组的采样数据分别在控制电路06中处理。

所述“示警手段”也是针对不同的灯具组电路的好坏状况分别示警，示警信号由控制电路06发出，控制电路06以不同频率控制LED转向灯电路01的示警闪烁。

如图2，LED转向灯电路01与电流检测电路04相连，电流检测电路04的电流采样芯片采用ZXCT1008芯片，其脚2为电压正极检测端，脚3为电压负极检测端，脚1为检测电流输出端，其中如图2所示，ZXCT1008的脚2和脚3中间连接精密电阻Rs以测量其两端的电压值，根据电压值来确定流经其上的电流，Rs大小我们选取的是0.1Ω；如图2，为了防止压降过大，在ZXCT1008芯片的脚1和脚2之间设置了稳压二极管ZD1，我们选用的是导通电压为16V的MMSZ5246型稳压二极管；芯片的脚1通过两个电阻R1和R2接地，R1我们选用3900Ω的电阻，R2我们选用3300Ω的电阻；如图2，脚3串联稳流电感FB1，该稳流电感我们选用TDK磁珠，是一种有高频滤波特性的特殊电感，型号为HF70ACC453215。所述稳流电感FB1一端与Q1的脚3相连，一端与一组LED灯具组相连，脚3串联型号103的电容C1后再接地。

如图2所示，控制电路06连接R1和R2之间的引脚，接收ZXCT1008发出的检测电流值。控制电路06我们采用的是MCU控制电路，其接收到之前输入的温度采样数据后，与其内预置在Flash中的温度变化与电流值对应的表1相比较，根据公式1计算得到温度修正系数；同样，其之前接收到输入的电压采样数据后，与其内预置在Flash中的电压变化与电流值对应的表2相比较，根据公式1计算得到电压修正系数：电流检测电路04输入控制电路06的检测电流值用温度修正系数和电压修正系数，以及用出厂检测后预存在控制电路中的硬件误差系数修正后，得到可以精确比较的电流值，控制电路06根据此修正后的精确电流值与预存的正常电流值范围进行比较，判断某一组LED灯具组是否正常，并控制LED灯具组以不同模式闪动，来通过示警手段提醒车主。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种汽车LED转向灯检测控制方法，其特征在于：

该方法包括如下步骤：

温度、电压修正系数的实时检定：实时检测LED转向灯灯具组的温度和电压后，根据预置的电流与温度的关联系数及电流与电压的关联系数，得到实时情况下的温度误差系数和电压误差系数；

检测和系数修正：实时检测出该灯具组的电流值并综合计入温度误差系数和电压误差系数从而得到修正后的等效电流值；

所述“检测和系数修正”步骤还包括：

预先检测该灯具组器件的出厂硬件误差得到硬件误差系数，预置存储在检测控制装置的控制电路中，在随后对电流的修正中控制电路除了计入温度误差系数和电压误差系数以外，也调出控制电路中预置的硬件误差系数，由控制电路的CPU对实时测得的电流进行硬件误差的修正；

判断灯具组状态是否正常：电流检测电路将以上经过综合修正后得到的等效电流值输入控制电路，通过控制电路的CPU计算后，与预存的LED转向灯灯具组正常工作状态下的电流标准比较值比较，控制电路判断出该电流值是否落在正常范围内，然后通过示警手段来显示其状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述“示警手段”包括：如果检测值正常，则LED转向灯正常闪动；如果检测值异常，则转向灯加快闪动频率；从而由控制电路通过控制LED转向灯以不同频率闪烁来显示其好坏状态。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述“温度、电压修正系数的实时检定”步骤还包括：

温度为20℃和电压为12V时，检测此时LED灯具组正常工作时电流的取值为电流标准比较值，预先存储在控制电路中，控制电路中的CPU将此后实时测得的电流值修正后再与该预存的电流标准比较值进行比较，以使CPU判断LED转向灯灯具组的电流是否正常。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述“温度、电压修正系数的实时检定”步骤还包括：

以温度为20℃和电压为12V为标准状态，保持电压12V不变，改变温度，温度每变化±10℃取一个温度基准比较值，电流检测电路测得对应每一个基准比较值的电流值，除以电流标准比较值，得到对应于各种温度的温度误差系数，将此温度误差系数表预存在控制电路中，控制电路将根据此温度误差系数表修正所述实时测得的电流值；

保持温度20℃不变，改变电压，电压每变化±1V取一个电压基准比较值，电流检测电路测得对应每一个基准比较值的电流值，除以电流标准比较值，得到对应于各种电压的电压误差系数，将此电压误差系数表预存在控制电路中，控制电路将根据此电压误差系数表修正所述实时测得的电流值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：

所述温度基准比较值取值范围为-40℃～120℃，在此范围内每间隔10℃取一个温度基准比较值，对相应电流值进行测量并将结果存入控制电路；所述电压基准比较值取值范围为9V～16V，在此范围内每间隔1V取一个电压基准比较值，对相应电流值进行测量并将结果存入控制电路。