自动调节LED车灯假负载的方法及LED车灯假负载系统与流程

自动调节led车灯假负载的方法及led车灯假负载系统
技术领域
1.本发明涉及汽车车灯的控制技术。


背景技术：

2.led车灯控制器与车身控制模块(bcm)相连，bcm具有电流诊断功能，它的电流检测电路实时监测led车灯控制器消耗的电流，当该电流小于预设的电流阈值时，bcm会认为led车灯控制器处于故障状态从而给出故障报警。
3.led大灯(即汽车的led前大灯)在启动阶段输出电流不稳定，led流水转向灯启动时输出功率不足，诸如以上情况均会导致bcm电流检测电路无法检测到有效的驱动电流，从而引起故障报错。为了防止这种现象，引入了假负载电路，在驱动电流较小时，使用假负载将驱动电流增大，从而保证led车灯控制电路(led车灯控制器)的正常工作，不会引起bcm误报故障。
4.请参考图1。当前假负载的设计方案主要是通过在led大灯8a的输入电路中串联一个高精度电阻r，通过放大电路对电阻r两端的电压差进行放大，最后通过比较器输出控制信号，控制假负载电路1a的开关(r_dummy为假负载电阻)。该设计方案使用纯硬件电路实现假负载电路的功能控制，成本较高，且假负载消耗功率固定，不能适配不同的车型，因为不同车型对负载消耗的电流标准不同，对应的假负载消耗也会不同。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题在于提供一种自动调节led车灯假负载的方法及led车灯假负载系统，其能够自动调整假负载电路的消耗电流，以适配不同的车型和不同的led车灯工况，实施成本低。
6.根据本发明实施例的自动调节led车灯假负载的方法，包括：
7.在led车灯工作前，控制器根据给定的led车灯的假负载配置电流i_set，确定led车灯启动时假负载电路应处的工作档位，并将假负载电路调节至该工作档位；其中，假负载电路具有多个工作档位，在不同的工作档位假负载电路的消耗电流不同；
8.在led车灯工作后，控制器实时获取led车灯工作时消耗的电源电流值i_led，根据i_set和i_led计算所需的假负载电路消耗的电源电流值i_dummy：i_dummy＝i_set-i_led；
9.控制器根据i_dummy更新假负载电路的工作档位。
10.根据本发明实施例的一种led车灯假负载系统，包括假负载电路、led驱动电路和控制器；假负载电路的电源输入端和led驱动电路的电源输入端分别与led车灯控制电路供电电源连接，led驱动电路的输出端与led车灯的电压输入端连接，控制器的第一控制输出端与led驱动电路的控制输入端连接，其特点在于，led车灯假负载系统还包括led电压采集电路和电源电压采集电路；led电压采集电路的输出端和电源电压采集电路的输出端分别与控制器的第一输入端和第二输入端连接；led电压采集电路用于采集led车灯的输出电压v_out，电源电压采集电路用于实时采集led车灯控制电路供电电源的电源电压v_bat；假负
载电路具有多个工作档位，在不同的工作档位假负载电路的消耗电流不同；控制器的第二控制输出端与所述假负载电路的控制输入端连接，控制器用于在led车灯工作前根据给定的led车灯的假负载配置电流i_set，确定led车灯启动时假负载电路应处的工作档位，并将假负载电路调节至该工作档位；在led车灯工作后根据v_out和v_bat实时计算led车灯工作时消耗的电源电流值i_led，并根据i_set和i_led实时计算所需的假负载电路消耗的电源电流值i_dummy，根据计算出的i_dummy更新假负载电路的工作档位，i_dummy＝i_set-i_led。
11.本发明至少具有以下优点：
12.1、本发明实施例的假负载电路具有多个工作档位，在不同的工作档位假负载电路的消耗电流不同，在led车灯启动前，控制器根据获取的led车灯的假负载配置电流i_set能确定led车灯启动时假负载电路应处的工作档位，并将假负载电路调节至该工作档位，能够适配不同车型；
13.2、在led车灯工作时，控制器实时根据led车灯工作时消耗的电源电流值i_led，计算出实时需要的假负载电路消耗的电源电流大小，从而精确控制假负载电路的工作，以适配led车灯的当前工况。
附图说明
14.图1示出了现有的led大灯的假负载系统的原理框图。
15.图2示出了根据本发明实施例的led车灯的假负载系统的电路原理框图。
16.图3示出了根据本发明实施例的假负载电路的电路原理图。
17.图4示出了根据本发明实施例的配置电阻采集电路的电路原理图。
18.图5示出了根据本发明实施例的自动调节led车灯假负载的方法的流程示意图。
具体实施方式
19.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
20.请参考图2至图4。根据本发明一实施例的led车灯的假负载系统包括假负载电路1、配置电阻采集电路2、外接配置电阻r_set、led电压采集电路3、电源电压采集电路4、控制器5和led驱动电路6。
21.假负载电路1的电源输入端和led驱动电路6的电源输入端分别与led车灯控制电路供电电源7连接，led驱动电路6的输出端与led车灯8的电压输入端连接，控制器5的第一控制输出端与led驱动电路6的控制输入端连接。led电压采集电路3的输出端和电源电压采集电路4的输出端分别与控制器5的第一输入端和第二输入端连接；led电压采集电路3用于实时采集led车灯8的输出电压v_out，电源电压采集电路4用于实时采集led车灯控制电路供电电源7的电源电压v_bat。
22.本实施例中，led车灯控制电路供电电源7为汽车蓄电池，led驱动电路6采用led驱动芯片。
23.假负载电路1具有多个工作档位，在不同的工作档位假负载电路的消耗电流不同。在本实施例中，假负载电路1包括彼此并联的多个假负载支路11。多个假负载支路11的电源输入端分别与led车灯控制电路供电电源7连接；控制器5的第二控制输出端分别与多个假
负载支路11的控制输入端连接，控制器5能够控制每个假负载支路11的通断，以通过控制参与工作的假负载支路的数量实现对假负载电路1的工作档位的调节。进一步地，每一假负载支路11包括上拉电阻、接地电阻、开关限流电阻和假负载开关。上拉电阻的一端与led车灯控制电路供电电源的电源电压v_bat连接，上拉电阻的另一端与假负载开关的第一端连接，假负载开关的第二端与接地电阻的一端连接，接地电阻的另一端接地，假负载开关的控制端通过开关限流电阻连接控制器5的第二控制输出端。
24.本实施例中，假负载开关为pnp三极管，pnp三极管的发射极、集电极和基极分别构成假负载开关的第一端、第二端和控制端。控制器5采用mcu，使用mcu的通用输入输出端口(gpio)作为控制器的控制输出端，对pnp三极管的导通和闭合进行控制。在图3的示例中，假负载电路1包括三个假负载支路11，该三个假负载支路11的假负载开关q1、q2和q3分别连接至mcu5的三个gpio端口ctl1、ctl2和ctl3，每个gpio端口控制一路假负载支路的开关。多路假负载支路的消耗电流可以相同或不同，通过预设每一路假负载支路的消耗电流，分配好每个工作档位对应的控制电平，控制器5能精确控制假负载电路的工作档位。
25.在一种具体的实施方式中，ctl1输出低电平时，第一路假负载支路工作，消耗100ma电流；ctl1输出高电平，第一路假负载支路不消耗电流。ctl2输出低电平时，第二路假负载支路工作，消耗200ma电流；ctl2输出高电平，第二路假负载支路不消耗电流。ctl3输出低电平时，第三路假负载支路工作，消耗300ma电流；ctl2输出高电平，第三路假负载支路不消耗电流。
26.假定实际运行时，控制器5计算出需要450ma的假负载消耗，则控制器5输出控制为：ctl1输出高电平，ctl2、ctl3输出低电平。此时假负载消耗电流为200ma+300ma＝500ma，大于450ma，满足要求。
27.假负载的电流消耗会受到电源电压v_bat大小的影响，设计时最好有一定的裕量。例如，ctl1对应的假负载支路额定消耗电流为100ma；设计的实际消耗电流略大于100ma，这样能够保证最终得到更大的假负载挡位。
28.外接配置电阻r_set预先设置在车辆上，外接配置电阻r_set的一端接地，其用于配置led车灯需要的假负载配置电流i_set。
29.在本实施例中，配置电阻采集电路2包括电源vdd、电阻r0和电阻r1，电源vdd的输出端与电阻r0的一端连接，电阻r1的一端与电阻r0的另一端连接，电阻r1的另一端与控制器5的第三输入端(具体地说为mcu的ad采样端)连接；电阻r1的一端与电阻r0的另一端的公共节点构成配置电阻采集电路的输入端，电阻r1的另一端构成配置电阻采集电路的输出端。
30.外接配置电阻r_set与电阻r1组成电阻分压电路，对于一个确定的车型或者产品来说，r_set的值是确定的。当配置电阻采集电路2的输入端外接不同阻值大小的外接配置电阻r_set时(使配置电阻采集电路2的输入端与外接配置电阻r_set的另一端连接)，控制器5可以配置不同的假负载配置电流i_set。车型变更或者产品参数变更导致r_set跟随变更，利用该配置电阻采集电路2，控制器5可以轻松计算出产品的外接配置电阻r_set的阻值大小，并自动配置不同的假负载配置电流i_set，以适应车型的变化。外接配置电阻r_set的阻值计算公式如下：
[0031][0032]
推导得到：
[0033][0034]
其中：
[0035]
电阻r0为电阻分压电路的上拉电阻；
[0036]
adc为mcu的adc模块读出的ad码数值；
[0037]
adc0为ad码的最大值(vdd对应的ad码)，其数值与adc模块的精度关系为：adc0＝2n–
1；例如adc模块的精度是10bit时(即n＝10)，对应的adc0值为1023，12bit对应的adc0是4095。
[0038]
计算出r_set后，控制器5使用查表法得出假负载配置电流i_set。以假负载电路1具有六个工作档位(在其它的实施方式中不限于六个工作档位，六个工作档位可以满足绝大部分的需求)举例，存储有外接配置电阻r_set的阻值大小与假负载配置电流i_set的对应关系的表格如下：
[0039]
r_set/kω123456i_set/ma100200300400500600
[0040]
为了满足i_set电流，在计算假负载电路的工作挡位时，如果计算r_set时整除后有余数，工作档位需要加一，以保证最终的假负载电路消耗电流满足i_set需求。例如，假设计算出的外接配置电阻r_set的阻值大小为2.03kω，那么对应得到的假负载配置电流i_set应为300ma这一档，而非200ma。
[0041]
请参考图5。根据本发明实施例的自动调节led车灯假负载的方法，包括：
[0042]
在led车灯8工作前，控制器5根据给定的led车灯8的假负载配置电流i_set，确定led车灯启动时假负载电路应处的工作档位，并将假负载电路1调节至该工作档位(使工作档位对应的假负载支路处于打开状态，以保证在led车灯启动后假负载电路在最短时间内满足电流消耗)，以使led车灯启动时假负载电路工作于该工作档位；其中，假负载电路具有多个工作档位，在不同的工作档位假负载电路的消耗电流不同；
[0043]
在led车灯8工作后，控制器实时获取led车灯8工作时消耗的电源电流值i_led，根据i_set和i_led计算所需的假负载电路消耗的电源电流值i_dummy：i_dummy＝i_set-i_led；
[0044]
控制器5根据i_dummy更新假负载电路的工作档位。
[0045]
假负载配置电流i_set是led车灯控制电路供电电源7为了点亮车辆的led车灯8所需要输出的最小电流值，每种车型的led车灯假负载系统对应一个给定的假负载配置电流i_set。在本实施例中，控制器5通过以下方式获得led车灯的假负载配置电流i_set：
[0046]
预先在车辆上设置外接配置电阻r_set；
[0047]
使配置电阻采集电路2的输入端与外接配置电阻r_set连接，控制器5根据配置电阻采集电路2的输出信号计算出配置电阻r_set的阻值；
[0048]
控制器5通过查表法获得与外接配置电阻r_set的阻值大小相对应的led车灯的假负载配置电流i_set。
[0049]
在其它的实施例中，假负载配置电流i_set被预先写入mcu的flash或eeprom。
[0050]
在本实施例中，控制器5通过以下方式实时获取led车灯8工作时消耗的输入电流值i_led：
[0051]
控制器5实时获取led车灯8的输出电压v_out和led车灯控制电路供电电源7的电源电压v_bat，其中，v_out和v_bat分别由led电压采集电路3和电源电压采集电路4提供给控制器5；
[0052]
控制器5实时计算led车灯工作时消耗的电源电流值i_led：i_led＝v_out*i_out/v_bat，其中，i_out为led车灯的输出电流，i_out是由控制器5实时控制led驱动电路6所产生的，对控制器5来说是一个已知量。
[0053]
在另一种实施方式中，控制器5通过以下方式实时获取led车灯工作时消耗的电源电流值i_led：
[0054]
控制器5实时获取led车灯的输出电压v_out和led车灯控制电路供电电源的电源电压v_bat；
[0055]
控制器5实时计算led车灯工作时消耗的电源电流值i_led：i_led＝v_out*i_out/v_bat1，其中，i_out为led车灯的输出电流，v_bat1＝v_bat+n，n为预设的电压常数，n＞0。
[0056]
在该另一种实施方式中，通过在计算led消耗电流时，将实时采集到的v_bat适当增大，可以使计算得到的i_led比实际值偏小，这样计算出的i_dummy就会偏大，从而在led车灯8工作时可以保证实际的电源总消耗电流i_in(i_in也即led车灯假负载系统的总输入电流，i_in＝i_dummy+i_led)大于i_set，降低了因i_in小于i_set而导致车辆报车灯故障的概率。
[0057]
采用上述技术方案后，在led车灯8启动时，控制器5根据假负载配置电流i_set直接启动假负载电路相应的工作挡位，保证足够的输出电流，避免误报故障；在led车灯8工作时，通过mcu5的adc模块采集led车灯8的输出电压，计算出实时需要的假负载电路消耗电流大小，从而精确控制假负载工作电流的大小。
[0058]
本实施例中，前述的led车灯8为led大灯，在其它的实施例中，led车灯也可以是led转向灯等。
[0059]
以上描述是结合具体实施方式和附图对本发明所做的进一步说明。但是，本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方法来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内容的情况下根据实际使用情况进行推广、演绎，因此，上述具体实施例的内容不应限制本发明确定的保护范围。