信号。本发明描述了用于车辆(1)的LED外部照明单元(2)的控制电路(10)，所述照明单元(2)包括至少LED光源(L1，L2)和被动型散热器(3)。控制电路(10)包括：-温度传感器(11)，适于提供第一输出信号(s_t)，该第一输出信号(s_t)携带关于LED光源(L1，L2)和/或被动型散热器(3)的工作温度的信息；-第一输出节点(NO_1)，可操作地连接到光学和/或声音报警装置(6)并适于根据第一输出信号(s_t)向光学和/或声音报警装置(6)提供第一控制信号(s_a)，第一控制信号(s_a)适于当所述温度高于第一阈值(T1)时通过所述报警装置(6)生成警报；-LED光源(L1，L2)的驱动单元(12)，包括第一输入节点(NI_1)，该节点适于接收根据车辆(1)的速度和第一输出信号(s_t)
1.一种用于车辆(1)的LED外部照明单元(2)的控制电路(10)，所述照明单元(2)至少包括LED光源(L1，L2)和被动型散热器(3)，其中，所述控制电路(10)包括：-温度传感器(11)，适于提供第一输出信号(s_t)，所述第一输出信号(s_t)携带关于所述LED光源(L1，L2)和/或所述散热器(3)的工作温度的信息；
-第一输出节点(NO_1)，可操作地连接到光学和/或声音报警装置(6)并适于根据所述第一输出信号(s_t)向所述光学和/或声音报警装置(6)提供第一控制信号(s_a)，所述第一控制信号(s_a)适于当所述温度高于第一阈值(T1)时通过所述报警装置(6)生成警报；
-LED光源(L1，L2)的驱动单元(12)，所述驱动单元(12)包括第一输入节点(NI_1)，所述第一输入节点(NI_1)适于接收取决于所述车辆(1)的速度和所述第一输出信号(s_t)的第二控制信号(s_c)，所述驱动单元(12)适于输出LED光源驱动信号(s_d)，所述驱动信号根据所述第二控制信号(s_c)为相对高功率驱动信号或相对低功率驱动信号，其中，所述相对高功率驱动信号(s_d)是直流驱动信号，并且其中，所述相对低功率驱动信号(s_d)是脉宽调制PWM信号。
2.根据权利要求1所述的用于车辆(1)的LED外部照明单元(2)的控制电路(10)，其中，所述驱动单元(12)根据所述第二控制信号(s_c)输出相对高功率驱动信号或相对低功率驱动信号(s_d)，使得当所述工作温度高于第二阈值(T2)时：-如果所述车辆(1)的速度高于阈值速度，则提供所述相对高功率驱动信号(s_d)；
-如果所述车辆(1)的速度小于或等于所述阈值速度，则提供所述相对低功率驱动信号(s_d)。
3.根据权利要求2所述的用于车辆(1)的LED外部照明单元(2)的控制电路(10)，其中，所述第二阈值(T2)高于所述第一阈值(T1)。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的用于车辆(1)的LED外部照明单元(2)的控制电路(10)，其中，阈值速度等于0Km/h。
5.根据权利要求1所述的用于车辆(1)的LED外部照明单元(2)的控制电路(10)，其中，所述PWM信号具有包括在20％与60％之间的占空比。
6.根据权利要求5所述的用于车辆(1)的LED外部照明单元(2)的控制电路(10)，其中，所述占空比为40％。
7.根据权利要求1、5和6中任一项所述的用于车辆(1)的LED外部照明单元(2)的控制电路(10)，其中，所述驱动单元(12)为DC/DC变流器。
8.根据权利要求1所述的用于车辆(1)的LED外部照明单元(2)的控制电路(10)，其中，所述报警装置(6)对于所述车辆(1)的所述外部照明单元(2)的所述LED光源而言是不同的装置。
9.一种用于摩托车(1)的LED车头灯，包括根据前述权利要求中任一项所述的控制电路(10)以及所述外部照明单元(2)。
10.一种用于车辆(1)的LED外部照明单元(2)的控制系统，包括根据权利要求1至7中任一项所述的控制电路(10)和所述车辆(1)的电子控制单元(5)，所述电子控制单元(5)适于获取关于所述车辆(1)的速度的信息并可操作地连接至所述述控制电路(10)，使得：-所述电子控制单元(5)适于接收第一输出信号(s_t)或从所述第一输出信号(s_t)获得的信号(s_r)作为输入，以接收与LED光源和/或散热器的工作温度相关的信息；
-所述电子控制单元(5)适于根据与所述车辆(1)的速度相关的信息和与所述工作温度相关的信息来合成第二控制信号(s_c)；
-所述电子控制单元(5)适于将所述第二控制信号(s_c)提供至所述驱动单元(12)。
11.一种摩托车(1)，包括根据权利要求1至8中任一项所述的控制电路(10)和/或根据权利要求9所述的LED车头灯和/或根据权利要求10所述的控制系统。
12.一种用于车辆(1)的LED外部照明单元(2)的控制方法(100)，所述LED外部照明单元(2)至少包括LED光源(L1，L2)和被动型散热器(3)，所述控制方法包括以下步骤：-获取与所述LED光源(L1，L2)和/或所述被动型散热器(3)的工作温度相关的信息；
-比较获取的关于所述LED光源(L1，L2)和/或所述散热器(3)的工作温度的所述信息，以检测所述工作温度是否高于第一阈值(T1)；
-当所述工作温度高于第一阈值(T1)时，通过报警装置(6)生成警报；
-根据与所述车辆(1)的速度相关的信息以及与所述LED光源(L1，L2)和/或所述被动型散热器(3)的工作温度相关的信息驱动所述LED光源(L1，L2)，根据所述车辆的速度相关的信息和所述工作温度相关的信息利用相对高功率驱动信号或相对低功率驱动信号(s_d)来驱动所述LED光源(L1，L2)，其中，所述相对高功率驱动信号(s_d)是直流驱动信号，并且其中，所述相对低功率驱动信号(s_d)是脉宽调制PWM信号。
13.根据权利要求12所述的用于车辆(1)的LED外部照明单元(2)的控制方法(100)，包括如下步骤：将获取的与所述LED光源(L1，L2)的工作温度相关的所述信息与第二阈值(T2)进行比较，以检测所述工作温度是否高于所述第二阈值(T2)，并且在驱动步骤中：-如果所述车辆(1)的速度高于阈值速度，则执行利用相对高功率驱动信号(s_d)来驱动所述LED光源(L1，L2)的步骤；
-如果所述车辆(1)的速度低于阈值速度，则执行利用相对低功率驱动信号(s_d)来驱动所述LED光源(L1，L2)的步骤。
14.根据权利要求12或13所述的用于车辆(1)的LED外部照明单元(2)的控制方法(100)，其中，所述报警装置(6)对于所述车辆(1)的所述外部照明单元(2)的所述LED光源而言是不同的装置。
用于车辆的LED外部照明单元的控制电路和方法
技术领域
[0001] 本发明涉及用于车辆的照明装置的技术领域，具体而言涉及用于车辆的LED外部照明单元的控制电路和方法。
背景技术
[0002] 众所周知，LED光源，特别是强光，需要在低于其自身限制温度的工作温度下使用，以避免所发出的光辐射流的减少或甚至光源自身的破裂。因此，需要使LED光源的结温(junction temperature)保持在预定限制值以下。
[0003] 为使LED光源的工作温度保持较低，已知将LED光源与一个或多个被动型散热器相连。在这种情况下，LED光源的工作温度取决于该光源吸收的电流以及散热器散去的热量。由于最后这个原因，控制车辆的外部照明装置的LED光源的温度尤为困难，因为散热器散去的温度量取决于多个外部因素，而所述LED光源的结温需要保持在限制温度以下，无论外部环境条件或其他条件如何，这些条件在某种程度上会影响散热器的效率。例如，在一辆车里，散热器的效率例如在很大程度上受到环境温度、是否存在碰撞散热器的气流以及该气流的特征(在该照明装置为前部照明装置的情况下这很大程度上取决于该车辆的速度)、是否存在外部热源(例如直接太阳照射)的影响。
[0004] 为了在不考虑上述外部因素的情况下避免LED光源过热，需要提供能够确保正确和充足的散热的大型散热器，即使在碰击它的气流实际上为零的情况下，例如在车辆停止的情况下出现的情况。然而，这会极大地影响照明单元的体积和成本。目前一些车辆的前车灯配有专用冷却风扇和温度传感器，因此可在需要时降低工作温度。这种方法虽可降低散热器的尺寸，却有增加成本和耗电量的弊端。
发明内容
[0005] 本发明的一般目的是提供能够避免以上参照现有技术描述的缺陷的用于车辆的LED外部照明单元的控制电路。
[0006] 此目的以及其他目的可通过根据本发明的一方面的控制电路以其最一般的形式实现，并可在其一些具体实施方式中实现。
附图说明
[0007] 通过参照附图进行的本发明的实施方式的以下详细说明，本发明将变得更清楚，实施方式作为实例给出，因此不以任何方式加以限制，其中：
[0008] -图1示出了车辆的实施方式的示意图，该车辆包括LED外部照明单元和控制系统，该控制系统包括所述照明单元的控制电路；
[0009] -图2示出了图1的控制系统的示例方框图；
[0010] -图3示出了车辆的LED外部照明单元的控制方法的实施方式流程图。
[0011] 在附图中，相同或类似的元件将标以相同的参考标号。
具体实施方式
[0012] 图1示出了车辆1的实施方式，在实例中以摩托车，具体而言以小型摩托车的形式加以表示。车辆1包括LED外部照明单元2以及该LED外部照明单元2的控制电路10。根据实施方式，车辆1包括控制系统，该控制系统包括控制单元5以及前述控制电路10，其中，上述元件5，10可操作地彼此连接。根据实施方式，控制单元5构成车辆1的电子控制单元ECU(图2)。这种控制单元5在与车辆本身的运动传感器25连接时，能够获取关于车辆1的速度直接或间接信息。运动传感器例如是一种速度计，在这种情况下所获取的信息为直接速度信息。或者，在车辆1是具有无级变速器(CVT)的机动车辆的情况下，运动传感器25为转速表，已由于车辆1的控制的相关的其他原因照惯例与控制单元5相连接。在这种情况下所获取的信息为间接速度信息。可以认为，即使不考虑所述车辆1的变速器类型，可以预知控制单元5将与车辆1的速度计相连接或与所述车辆1的转速表相连接或者甚至与这两者都相连接。
[0013] 优选地，LED外部照明单元2包括外壳，该外壳包括反射镜、屏幕以及至少一个LED光源L1，L2(图2)。优选地，控制电路10置于上述外壳中。在示出的具体实例中，LED外部照明单元2以车辆LED前车灯的形式，在输出中可选择性地或共同地生成高低光束。
[0014] 参见图2，LED外部照明单元2包括被动型散热器3。该散热器优选地拥有相对较小的尺寸以便适配用于至少部分置于LED外部照明单元2的外壳中。优选地，LED光源L1，L2包括第一光源L1，该光源与反射镜一起适配用于在输出中生成低光束，以及第二光源L2，该光源与反射镜一起适配用于在输出中生成高光束。优选地，第一L1和第二L2LED光源都包括一对电串联在一起的LED二极管。优选地，上述LED二极管为功率LED二极管，例如，每一个的运行功率都约等于11瓦。第一L1和第二光源L2LED光源可彼此相同，但相对于反射镜来说安置于不同位置，或者也可彼此相同。
[0015] 控制电路10包括温度传感器11，该传感器适配用于提供第一输出信号s_t，该信号携带与LED光源L1，L2和/或者被动散热器3的工作温度相关的温度信息。
[0016] 根据一个实施方式，上述温度传感器11与被动型散热器3相接触。被动型散热器3与LED光源L1，L2接触。应注意到由于上述原因，温度传感器11由此可检测散热器3的工作温度，但该温度又与LED光源L1，L2呈传递函数关系。因此，第一输出信号s_t携带关于散热器3的工作温度的信息，并由此凭借能通过实验和/或分析确定的上述传递函数，携带关于LED光源L1，L2的工作温度的信息。应注意到，LED光源的工作温度即所谓的LED光源的结温。LED光源具有外壳，该外壳通过传导能够直接或间接地向散热器3转移热量。外壳的温度为结温和散热器3温度之间的中间温度。例如，散热器3的温度和LED的结温之间有大约30℃(例如等于32℃)的差别，而散热器的温度与外壳的温度有大约10℃的差别。
[0017] 根据实施方式，优选地，温度传感器11为应用到(例如胶合到)被动型散热器3的表面部分的NTC(负温度系数)热敏电阻或PTC(正温度系数)热敏电阻。
[0018] 控制电路10包括第一输出节点NO_1，该节点可操作地连接到或可连接到光学和/或声音报警装置6，并且该节点适于根据第一输出信号s_t向光学和/或声音报警装置6提供第一控制信号s_a。当温度(LED光源外壳或被动型散热器或LED光源L1，L2的工作温度(即结温))高于第一阈值T1时，第一控制信号s_a适于通过上述光学和/或声音报警装置6生成警报，其可供车辆1的驾驶者使用。后文为简洁起见当提到术语工作温度时，在不由此引入任何限制的情况下，其含义都是被动型散热器3的温度。为了本描述的目的，第一阈值T1是指关于被动型散热器3的工作温度限定的值。根据实施方式，所述第一阈值T1约等于75℃。
[0019] 根据实施方式，光学和/或声音报警装置6置于车辆1的控制板上，该报警装置可为例如为专用指示灯形式的光学报警装置或适于显示上述报警的通用显示器。根据替代或另外的实施方式，光学和/或声音报警装置6集成在个人通信服务上，例如智能手机，其可操作地可连接到或连接到车辆1，例如无线连接到或可连接到控制单元5。如图2所示，根据优选实施方式，报警装置6对于外部照明单元L1，L2的所述LED光源是不同的装置，即使它可以是或包括另一个LED设备也不例外，例如放置在车辆内直接面对驾驶者的控制板上。
[0020] 根据实施方式，第一控制信号s_a为逻辑信号，适于采用至少两个逻辑级(如“0”和“1”)。例如，控制电路10包括第一比较器(Cmp1)，该比较器适于比较第一输出信号s_t的电压与对应于第一阈值T1的参考电压阈值Vref_T1，以便当由传感器11检测到的温度(即上述实例中所述散热器3的工作温度)小于或等于第一阈值T1时，在输出处供应适于采用第一级(正常级)的第一控制信号s_a，且当由传感器11检测到的温度高于第一阈值时在输出处供应适于采用第二级(警告级)的第一控制信号s_a。在替代实施方式中，第一输出节点NO_1可直接供应第一输出信号s_t，并且在此情况下，光学和/或声音报警装置6将分配有辨别由温度传感器11检测到的温度是否高于第一阈值T1的功能。
[0021] 控制电路10包括LED光源L1，L2的驱动单元12，驱动单元12包括第一输入节点NI_1，该节点适于接收根据车辆速度和第一输出信号s_t的第二控制信号s_c。根据实施方式，第二控制信号s_c通过控制单元5供应给控制电路10的第一输入节点NI_1。
[0022] 驱动单元12由此根据第二控制信号s_c在输出处供应LED光源L1，L2的相对高功率或相对低功率驱动信号s_d。
[0023] 根据实施方式，驱动单元12由此根据第二控制信号s_c在输出处供应相对高功率或相对低功率的驱动信号s_d，使得在由温度传感器11检测的温度高于第二阈值T2时：
[0024] -如果车辆1的速度高于阈值速度，则在输出处提供相对高功率驱动信号s_d；
[0025] -如果车辆1的速度小于等于阈值速度，则在输出处提供相对低功率的驱动信号s_d。
[0026] 根据实施方式，驱动单元12使驱动信号s_d从相对高功率至相对低功率(或者反之亦然)的转变逐渐发生，例如在预定时间段内，优选地在3秒于10秒之间，并优选地等于4秒或5秒。
[0027] 根据实施方式，控制电路10包括第二输出节点NO_2，该节点可操作地连接到或可连接到控制单元5。控制电路10由此为第二输出节点NO_2提供第一输出信号或从其获取的第三输出信号s_r。例如，通过与已针对第一控制信号s_a所描述的方式类似的方式，第三控制信号s_r也是逻辑信号，适于采用至少两个逻辑级。例如，控制电路10包括第二比较器Cmp2，该比较器适于将第一输出信号的电压s_t与对应第二阈值T2的参考电压阈值Cref_T2进行比较，以便当由温度传感器11检测的温度小于或等于第二阈值T2时，在输出处供应适于采用第一级(正常级)的第三控制信号s_r，且当由温度传感器11检测的温度高于第二阈值T2时供应适于采用第二级(警告级)的第三控制信号s_r。在替代实施方式中，第二输出节点NO_2可直接供应第一输出信号s_t，并且在此情况下，控制单元5将分配有辨别由温度传感器11检测的温度是否高于第二阈值T2的功能。
[0028] 根据实施方式，第二阈值T2高于第一阈值T1，两阈值间存在最大10℃的差别，且该差别优选地或大约等于5℃。
[0029] 根据实施方式，上述阈值速度等于或约等于0km/h，例如最大约等于5km/h。这意味着当车辆1停止或基本停止时，驱动单元12由此可向LED光源L1，L2提供相对低功率的驱动信号s_d。
[0030] 根据实施方式，高功率驱动信号s_d是直流驱动信号，并且低功率驱动信号s_d是脉宽调制信号(PWM信号)。根据实施方式，直流高功率驱动信号与低功率脉宽调制驱动信号仍使LED光源L1，L2进入其中所述LED光源发射其额定功率的开启状态(即基于该光源的操作规范开启至正常运行条件下的“最大”承受功率)。
[0031] 根据优选实施方式，PWM驱动信号具有在20％与60％之间的占空比。优选地，占空比等于40％。根据实施方式，上述占空比不变，且该值在设计和生产阶段中已预先确定。根据替代实施方式，该占空比可基于根据所述传感器11检测的温度信息所执行的控制，和/或基于车辆1的速度相关信息，在运行时自适应地变化。
[0032] 根据实施方式，PWM驱动信号的频率大于50Hz，优选地包括在100Hz-1kHz的范围内，更优选地在100Hz-300Hz之间，更优选地等于200Hz。
[0033] 根据实施方式，驱动单元12是由第二控制信号s_c控制的DC/DC变流器(converter)。例如，第二控制信号s_c是适于决定DC/DC变流器12的开启与关闭的信号，即所谓的“启用”信号。为此：
[0034] -为生成相对高功率驱动信号s_d，第二控制信号s_c是适于保持DC/DC变流器12开启的直流信号；并且
[0035] -为生成相对低功率驱动信号s_d，第二控制信号s_c是适于使DC/DC变流器12反复按顺序开关的PWM信号。
[0036] 在上述实施方式中，可以看出所述驱动信号s_d也是基于控制信号s_c的直流信号或PWM信号。
[0037] 参见图2，二极管d1和d2代表DC/DC变流器的电源二极管。
[0038] 根据实施方式，驱动信号s_d由此驱动包括在控制电路10中的功率级M1，M2，并适配成为LED光源L1，L2提供电源信号s_s1，s_s2。上述功率级优选地包括电子开关M1，M2，例如功率MOS，该电子开关由驱动信号s_d控制为导通或断开。在该具体实例中，由于存在至少一个LED光源L1以生成低光束以及至少一个LED光源L2以生成高光束，因此存在两个功率级M1，M2都由驱动信号s_d控制导通和断开并基于通过两个输入节点NT_2，NT_3接收的选择信号交替或联合启用，所述两个功率级例如连接到该光束(高光束/低光束)的模式选择开关15，该开关适配用于由驾驶员命令且例如以常规方式置于车辆1的操纵把8上。
[0039] 参见图3，可观察到以上对控制电路10的说明与对车辆1的外部照明单元2的控制方法100的说明相对应，外部照明单元2包括至少一个LED光源L1，L2和一个被动型散热器3。控制方法100优选地包括检测车辆1的引擎开启状态的初始步骤101(S_SENS)。对上述开启状态的检测由此可引出控制方法100的后续步骤。
[0040] 控制方法100包括以下步骤：
[0041] -获取102与LED光源L1，L2和/或被动型散热器3的工作温度相关的信息(T_SENS)；
[0042] -获取103与车辆1的速度相关的信息(V_SENS)；
[0043] -比较104获得的与LED光源L1，L2和/或散热器3的工作温度相关的信息，以检测所述工作温度是否高于第一阈值T1；
[0044] -当所述温度高于第一阈值T1时，通过光学和/或声音报警装置6生成105b警报。反之亦然，当上述温度低于或最多等于步骤105中的第一阈值T1时，仍可优选地预知将具有如下步骤：通过报警装置6生成105a(AL_OFF)正常运行指示，或未生成任何指示。例如，警报对应打开车辆1控制板上的彩色光(如红色和橘色)，而正常操作指示对应关闭所述彩色光。
[0045] 所述方法100还包括如下步骤：根据与LED光源L1，L2和/或散热器3的工作温度相关的信息、以及关于车辆1的速度的信息驱动107LED光源L1，L2，根据车辆的速度和检测的温度利用相对高功率或相对低功率的驱动信号s_d驱动LED光源L1，L2。
[0046] 根据实施方式，所述方法100包括如下步骤：比较106获得的与LED光源L1，L2和/或所述散热器的工作温度相关的信息，以检测所述工作温度是否高于第二阈值T2，并且在所述驱动步骤107中：
[0047] -如果车辆1的速度高于阈值速度，则执行利用相对高功率的驱动信号s_d驱动107a(DC)LED光源L1，L2的步骤；
[0048] -如果车辆1的速度小于或等于阈值速度，则执行利用相对低功率的驱动信号s_d驱动107b(PWM)LED光源L1，L2的步骤。
[0049] 如图3中的箭头108所示，控制方法100的上述步骤101-107迭代重复，直到通过步骤101，检测到车辆1的引擎处于启动状态。
[0050] 控制方法100的其他特征可从上文关于控制电路10的详细说明中直接获得。
[0051] 基于上述描述，可在结合现有技术的情况下理解上述类型的控制电路和方法如何能够实现上述目的。通过所述控制电路和方法可以快速通知车辆驾驶者超出第一温度阈值T1的异常情况。例如，如果LED外部照明单元2上的通风设备有堵塞物(比如物体或配件)，则随警报响起该堵塞物可立即移除(例如可以是一件衣服覆盖在照明单元2上)。警报还能使驾驶者意识到需对LED照明单元2进行保养的异常情况(如灰尘、树叶、蜘蛛网等污垢的堆积)。此外，一旦超过第二阈值T2，如果速度状况允许，可利用低功率的驱动信号主动干预由驱动LED光源L1，L2所消耗的功率，从而达到将所述LED光源的工作温度调整到低于第二阈值T2的目的。
[0052] 在不影响本发明的原理的情况下，可相对于仅作为非限制性实例描述和示出的实施方式和详细说明进行大幅修改，而由此不会脱离在所附权利要求中限定的本发明的保护范围。
