具有電源電流控制裝置的便攜式電燈和控制方法
【專利摘要】一種便攜式電燈，包括：照明模塊（2）、緊湊外殼（3），所述緊湊外殼（3）容納有配置為向照明模塊（2）提供電源電流的電力存儲(chǔ)單元（4）、用于測(cè)量照明模塊所消耗的電流的裝置（12）、配置為生成照明電流設(shè)置點(diǎn)的確定裝置（22）、用于從已消耗電流與參考電流之間的差計(jì)算最大允許電流、并用于從照明電流設(shè)置點(diǎn)和最大允許電流之間的最小值計(jì)算最大允許電流閾值的計(jì)算裝置（23）、以及配置為將電源電流限制到低于或等于最大允許電流閾值的值的限流裝置（24）。
【專利說明】具有電源電流控制裝置的便攜式電燈和控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有電源電流控制裝置的便攜式電燈、以及用于控制這樣的燈(特別是具有緊湊外殼的電子頭燈)的電源電流的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，使用了包括容納于緊湊外殼中的照明模塊的體積小的電燈。通常，所述燈包括提供有使得能夠?qū)⑺鰺襞宕鞯饺说念^部的帶子的支撐部。
[0003]這樣的燈可以提供有發(fā)光二極管(LED)，特別對(duì)于白天期間的活動(dòng)的照明提供強(qiáng)照明，這是高度耗電的。然而，這樣的燈不能確保用戶的自主操作，不論用戶的活動(dòng)怎樣都是如此。自主操作意味著燈在沒有任何新功率輸入或沒有任何外部介入的情況下可操作的時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服這樣的缺點(diǎn)，特別是提供一種用于控制提供到足夠緊湊的便攜式電燈的照明模塊的電流的裝置，以確保用戶的自主操作和優(yōu)化的照明級(jí)別。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種便攜式電燈，包括:照明模塊、緊湊外殼，所述緊湊外殼容納有電力存儲(chǔ)單元，配置為向照明模塊提供電源電流。
[0006]所述燈包括用于測(cè)量照明模塊所消耗的電流的裝置、配置為確定照明電流設(shè)置點(diǎn)的確定裝置；計(jì)算裝置，用于計(jì)算等于存儲(chǔ)單元的初始容量與燈自主時(shí)間的比率的平均電流閾值，用于從已消耗電流與平均電流閾值之間的差計(jì)算最大允許電流，并且用于從照明電流設(shè)置點(diǎn)和最大允許電流之間的最小值計(jì)算最大允許電流閾值；以及限流裝置，配置為將電源電流限制到低于或等于最大允許電流閾值的值。
[0007]因此，可以確定不被超過的最大電流閾值，以在正使用燈時(shí)提供優(yōu)化的電源電流。具體地，已消耗電流與平均電流閾值之間的差使得能夠考慮電流消耗差，其反映了照明模塊已經(jīng)消耗可用電流的方式，即，經(jīng)濟(jì)方式或非經(jīng)濟(jì)方式。因此，可以優(yōu)化對(duì)于確定的自主時(shí)間提供到照明單元的電流，以確保此時(shí)間段期間的最小照明功率。
[0008]根據(jù)本發(fā)明總的方面，提供了一種便攜式電燈，包括:照明模塊；緊湊外殼，所述緊湊外殼容納有配置為向照明模塊提供電源電流的電力存儲(chǔ)單元、用于測(cè)量照明模塊所消耗的電流的裝置、配置為生成照明電流設(shè)置點(diǎn)的確定裝置、用于從已消耗電流與參考電流之間的差計(jì)算最大允許電流并且用于從照明電流設(shè)置點(diǎn)和最大允許電流之間的最小值計(jì)算最大允許電流閾值的計(jì)算裝置、以及配置為將電源電流限制到低于或等于最大允許電流閾值的值的限流裝置。
[0009]所述計(jì)算裝置可以從存儲(chǔ)單元的初始容量和燈自主時(shí)間計(jì)算參考電流。
[0010]所述計(jì)算裝置還可從存儲(chǔ)單元的剩余容量和剩余燈服務(wù)時(shí)間計(jì)算參考電流。
[0011]所述燈可包括光學(xué)傳感器，配置為生成表示所述燈所感應(yīng)的光照的信號(hào)，所述確定裝置配置為從所生成的信號(hào)生成照明電流設(shè)置點(diǎn)。[0012]還可考慮燈的附近的外部照明，以控制電源電流，從而優(yōu)化電力節(jié)省。
[0013]測(cè)量裝置可配置為在確定的時(shí)間段期間周期性地測(cè)量照明模塊所消耗的電流，并且所述計(jì)算裝置配置為在每個(gè)確定的時(shí)間段周期性地計(jì)算最大允許電流和最大允許電流閾值。
[0014]從而，精細(xì)調(diào)整已消耗電流的測(cè)量，以獲得關(guān)于最大允許電流閾值的計(jì)算的更好精度。
[0015]所述燈可包括估計(jì)裝置，配置為從表示存儲(chǔ)單元的老化的系數(shù)估計(jì)存儲(chǔ)單元的初始容量，所述系數(shù)從存儲(chǔ)單元的完整充電的次數(shù)或存儲(chǔ)單元的內(nèi)部電阻而估計(jì)。
[0016]因此，使得能夠確保存儲(chǔ)單元的整個(gè)壽命期間燈的自主性。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于控制電力存儲(chǔ)單元提供到便攜式電燈的照明模塊的電源電流的方法。
[0018]所述方法包括:生成最大允許電流閾值，包括測(cè)量照明模塊所消耗的電流，生成照明電流設(shè)置點(diǎn)，計(jì)算等于存儲(chǔ)單元的初始容量與燈自主時(shí)間的比率的平均電流閾值，從已消耗電流與平均電流閾值之間的差計(jì)算最大允許電流，從照明電流設(shè)置點(diǎn)和最大允許電流之間的最小值計(jì)算最大允許電流閾值，所述方法還包括將電源電流限制到低于或等于最大允許電流閾值的值。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一總的方面，提供了一種用于控制電力存儲(chǔ)單元提供到便攜式電燈的照明模塊的電源電流的方法，所述方法包括:生成最大允許電流閾值，包括測(cè)量照明模塊所消耗的電流，生成照明電流設(shè)置點(diǎn)，從已消耗電流與參考電流之間的差計(jì)算最大允許電流，從照明電流設(shè)置點(diǎn)和最大允許電流之間的最小值計(jì)算最大允許電流閾值，所述方法還包括將電源電流限制到低于或等于最大允許電流閾值的值。
[0020]可以從存儲(chǔ)單元的初始容量和燈自主時(shí)間計(jì)算參考電流。
[0021]還可以從存儲(chǔ)單元的剩余容量和剩余燈服務(wù)時(shí)間計(jì)算參考電流。
[0022]照明電流設(shè)置點(diǎn)可以根據(jù)所述燈所感應(yīng)的光照而變化。
[0023]可以在確定的時(shí)間段期間周期性地執(zhí)行最大允許電流閾值的生成的步驟，并且在確定的時(shí)間段期間測(cè)量照明模塊所消耗的電流。
[0024]所述方法可包括從表示存儲(chǔ)單元的老化的系數(shù)估計(jì)存儲(chǔ)單元的初始容量,所述系數(shù)從存儲(chǔ)單元的完整充電的次數(shù)或存儲(chǔ)單元的內(nèi)部電阻而估計(jì)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]將在下面結(jié)合附圖的非限制性的具體實(shí)施例的描述中，詳細(xì)討論本發(fā)明的前述和其他特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中:
[0026]圖1示意性圖示根據(jù)本發(fā)明的便攜式電燈的實(shí)施例；以及
[0027]圖2示意性圖示用于控制圖1的便攜式電燈的電源電流的方法的主要步驟。
【具體實(shí)施方式】
[0028]圖1示意性示出包括照明模塊2和緊湊外殼3的便攜式電燈1，所述緊湊外殼3容納諸如電池單元或電池的電力存儲(chǔ)單元4。單元4被配置為經(jīng)由電路5向照明模塊2提供電源電流In。單元4優(yōu)選地是可再充電功率存儲(chǔ)單元，配置為在充電期間以化學(xué)形式存儲(chǔ)電力，并且在放電期間恢復(fù)此電力的一部分。照明模塊2優(yōu)選地包括發(fā)光二極管(LED)或還可包括多個(gè)LED，優(yōu)選地，具有高照明功率的LED。便攜式電燈I可以是頭燈或閃光燈，并且緊湊外殼3可以由絕緣或金屬材料制成。根據(jù)實(shí)施例，照明模塊2與緊湊外殼3分離。根據(jù)另一實(shí)施例，照明模塊2包括在緊湊外殼3內(nèi)。
[0029]此外，外殼3包括控制裝置6，如例如電子控制單元，其配置為控制由存儲(chǔ)單元4提供到照明模塊2的電源電流In。外殼3還可包括用于管理存儲(chǔ)單元4的組件7，測(cè)量電阻器Rmes，并且燈I可包括輸入模塊8。管理組件7使得能夠經(jīng)由連接9控制單元4的充電和放電。管理組件7由控制裝置6經(jīng)由連接10控制，并且經(jīng)由連接11發(fā)送單元4的狀態(tài)參數(shù)，諸如表示存儲(chǔ)單元4的容量的參數(shù),如存儲(chǔ)單元的剩余容量CapaRest、存儲(chǔ)單元的起始容量CapaDem、存儲(chǔ)單元的已消耗容量CapaCons。存儲(chǔ)單元的容量這里意味著存儲(chǔ)單元在放電期間可以返還的電量。測(cè)量電阻器Rmes使得能夠測(cè)量對(duì)應(yīng)于在確定的周期時(shí)間Tcycle期間提供到照明模塊2的電源電流In的已消耗電流Icons。電阻器Rmes串聯(lián)連接在電力存儲(chǔ)單元4和LED之間?？刂茊卧?包括耦合在電阻器Rmes的端子的測(cè)量裝置12。測(cè)量裝置12測(cè)量電阻器Rmes的端子處的電壓Vcons，以根據(jù)下面的等式測(cè)量已消耗電流Icons:
[0030]Icons=Vcons/Rmes (等式 I)
[0031]其中:
[0032]-1cons:在所確定的周期時(shí)間Tcycle期間提供到LED的電源電流，即，在時(shí)間Tcycle期間由LED消耗的電流；
[0033]-Vcons:在電阻器Rmes的端子處的電壓；
[0034]-Rmes:電阻 Rmes 的值。
[0035]此外，測(cè)量裝置12還耦合在單元4的端子處，用于測(cè)量單元4的端子處的電壓Vbat,并且能夠測(cè)量單元4的內(nèi)部電阻Rint。例如，內(nèi)部電阻Rint可通過測(cè)量單元4的端子處的第一電壓Vbatl、以及LED所消耗的第一電流Iconsl而測(cè)量。然后，測(cè)量單元4的端子處的第二電壓Vbat2和LED所消耗的第二電流Icons2。因此，可以根據(jù)下面的等式測(cè)量?jī)?nèi)部電阻Rint的值:
[0036]Rint= (Vbat 1-Vbat2)/(Iconsl -1cons2)(等式 2)
[0037]由于內(nèi)部電阻Rint的測(cè)量，可以提供單元4的狀態(tài)參數(shù)的計(jì)算的另一模式。實(shí)際上，測(cè)量裝置12因此可以確定:
[0038]CapaDem= (Vbat_charge/Rint)^Tcharge (等式 3)
[0039]CapaCons= (Vbat_f/Rint) ^Tcycle (等式 4)
[0040]其中:
[0041]-CapaDem:存儲(chǔ)單元的起始容量，即，在燈I的使用開始時(shí)的容量；
[0042]-CapaCons:存儲(chǔ)單元的已消耗容量，即，在確定的周期時(shí)間Tcycle期間消耗的容量;
[0043]-Vbat_charge:單元4的充電電壓；
[0044]-Vbat_f:單元4在時(shí)間Tcycle期間提供到LED的電壓；
[0045]-Tcharge:單元4的充電時(shí)間。
[0046]應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，存儲(chǔ)單元4的充電可以是完全的或不完全的，并且確定的周期時(shí)間Tcycle對(duì)應(yīng)于單元4將電流Icons傳遞到LED的單元的放電時(shí)間。
[0047]此外，輸入模塊8配置為向控制裝置6發(fā)送用戶鍵入的輸入?yún)?shù)。輸入?yún)?shù)可以是最大照明閾值SeuilMax、最小照明閾值SeuilMin、以及燈I的自主操作的期望時(shí)間Dauto。最大和最小照明閾值使得用戶能夠選擇他為他的活動(dòng)所期望使用的照明功率間隔。自主時(shí)間Dauto對(duì)應(yīng)于用戶期望執(zhí)行他的活動(dòng)的時(shí)間段。特別基于用戶輸入的參數(shù)，控制裝置6控制傳遞到LED的電源電流In的值，以確保用戶在自主時(shí)間Dauto期間的最小照明。此外，控制裝置6提供為在自主時(shí)間Dauto期間的最大照明而優(yōu)化的照明。輸入模塊8可以包括在外殼3或照明模塊2內(nèi)，或在外部計(jì)算機(jī)內(nèi)傳送。
[0048]此外，照明模塊2包括生成模塊14，用于生成照明設(shè)置點(diǎn)。生成模塊114包括照明按鈕15，用于經(jīng)由連接16向控制裝置6提供照明控制信號(hào)Cmde。照明控制信號(hào)Cmde是用戶經(jīng)由照明按鈕15選擇的照明功率的函數(shù)。照明功率可以對(duì)應(yīng)于低、強(qiáng)、最小或最大照明功率。照明按鈕15還使得能夠開啟或關(guān)閉燈I。優(yōu)選地，生成模塊14還包括光學(xué)傳感器17，其經(jīng)由連接18向控制裝置6提供表示燈I所感應(yīng)的光照19的信號(hào)S。具體的，信號(hào)S表示照明對(duì)象(尤其是LED)以及燈I外部的其他光源反射的光。光學(xué)傳感器17加強(qiáng)電源電流In的控制的自主，因?yàn)槠涫沟媚軌蜃詣?dòng)選擇充分照明對(duì)象所需要的照明功率。
[0049]控制裝置6包括非易失性存儲(chǔ)器20、電子時(shí)鐘21、確定裝置22、之前描述的測(cè)量裝置12、計(jì)算裝置23、以及用于限制提供到LED的電源電流In的限流裝置24。
[0050]非易失性存儲(chǔ)器20通過連接25耦合到輸入模塊8，以保存用戶輸入的參數(shù)。此夕卜，存儲(chǔ)器20通過連接26耦合到計(jì)算裝置23，以保存其他計(jì)算參數(shù)，并將保存的參數(shù)發(fā)送到計(jì)算裝置23。非易失性存儲(chǔ)器20使得即使在燈I已經(jīng)停止之后也能夠保持所保存的參數(shù)的值。
[0051]測(cè)量裝置12經(jīng)由連接27將測(cè)量參數(shù)Icons、CapaDem、CapaCons發(fā)送到計(jì)算裝置
23。電子時(shí)鐘21配置為提供電流時(shí)間Tcourant，其經(jīng)由連接28發(fā)送到計(jì)算裝置23。
[0052]確定裝置22從接收信號(hào)S或接收控制信號(hào)Cmde生成照明電流設(shè)置點(diǎn)，并將照明電流設(shè)置點(diǎn)Id經(jīng)由連接30發(fā)送到計(jì)算裝置23。優(yōu)選地，照明電流設(shè)置點(diǎn)Id從信號(hào)S生成，并且其與光學(xué)傳感器17所接收的光量成反比。換言之，光學(xué)傳感器17所接收的光量越高，照明電流設(shè)置點(diǎn)Id越低。因此，當(dāng)對(duì)象在強(qiáng)光照下時(shí)，減小LED的照明功率，反之亦然。根據(jù)另一變體，確定裝置22生成具有等于平均電流閾值Imoyen的恒定值的照明電流設(shè)置點(diǎn)Id。
[0053]此外，計(jì)算裝置23配置為生成最大允許電流閾值Seui IMaxAuto，其經(jīng)由連接29發(fā)送到限流裝置24。最大允許電流閾值SeuilMaxAuto對(duì)應(yīng)于為確保在期望的自主時(shí)間Dauto期間燈I的操作而不被超過的最大電源電流。此外，限流裝置24通過連接31耦合到LED，以通過直接控制LED而限制電源電流In。作為變體，限流裝置24控制單元4的管理組件7以控制放電，從而將電源電流In限制為低于或等于SeuilMaxAuto的值。
[0054]通常，測(cè)量裝置12在確定的周期時(shí)間Tcycle期間周期性測(cè)量LED所消耗的電流Icons?；谒鶞y(cè)量的已消耗電流Icons，計(jì)算裝置23生成中間參數(shù)NEDisp，也稱為可用電力級(jí)別，其表示燈I已消耗電流的方式，即，經(jīng)濟(jì)的或不經(jīng)濟(jì)的。具體地，從已消耗電流Icons和平均電流閾值Imoyen之間的差生成可用功率級(jí)別NEDisp。此外，參數(shù)NEDisp的值以每個(gè)周期時(shí)間Tcycle周期性地保存，并且從之前保存的值計(jì)算參數(shù)的每個(gè)新值。因此，除了電流消耗模式外，還考慮之前的事件，以確定不被超過的最大允許電流閾值SeuilMaxAuto的值。在從燈I的使用開始起已經(jīng)消耗的電流被認(rèn)為過高(即，電流消耗已經(jīng)超過確定的閾值)的情況下，LED的電流消耗可以對(duì)應(yīng)于過度消耗。相反，在已經(jīng)消耗的電流被認(rèn)為低于確定的閾值的情況下，其可以對(duì)應(yīng)于不足消耗。確定的閾值對(duì)應(yīng)于存儲(chǔ)單元能夠在自主時(shí)間Dauto提供的平均電流閾值Imoyen。計(jì)算裝置23對(duì)于每個(gè)新周期時(shí)間Tcycle，基于其以之前的周期時(shí)間保存的舊的值、以及之前的周期時(shí)間期間消耗的電流Icons和平均電流閾值Imoyen之間的差,確定中間參數(shù)NEDisp的新的值。中間參數(shù)NEDisp的值在電流的過度消耗期間是正值或零，或在不足消耗期間為負(fù)值。然后，計(jì)算裝置23從中間參數(shù)NEDisp生成最大允許電流ImaxAuto。電流ImaxAuto對(duì)應(yīng)于為確保燈I的操作的自主性而不被超過的電流。此外，通過考慮照明電流設(shè)置點(diǎn)Id而優(yōu)化燈I的照明。更具體地，當(dāng)中間參數(shù)NEDisp為正值或零時(shí)，在過度消耗的情況下，控制裝置6將電源電流In限制為照明電流設(shè)置點(diǎn)Id和最大允許電流ImaxAuto之間的最小值。如果中間參數(shù)NEDisp是負(fù)值，在不足消耗的情況下，控制裝置6將電源電流限制為電流設(shè)置點(diǎn)Id的值。因此，提供了在過度消耗時(shí)不超過最大允許電流ImaxAuto、以及在不足消耗時(shí)不超過電流設(shè)置點(diǎn)Id的優(yōu)化照明。換言之，當(dāng)可用電力級(jí)別NEDisp為正值或零時(shí)，最大允許電流閾值SeuilMaxAuto等于照明電流設(shè)置點(diǎn)Id和最大允許電流ImaxAuto之間的最小值,并且當(dāng)可用電力級(jí)別NEDisp為負(fù)值時(shí)，最大允許電流閾值SeuilMaxAuto等于照明電流設(shè)置點(diǎn)Id。
[0055]最初，計(jì)算裝置23經(jīng)由測(cè)量裝置12或經(jīng)由管理單元4的組件7來恢復(fù)存儲(chǔ)單元的起始容量CapaDem的值。有利地，可以考慮存儲(chǔ)單元4的老化以精細(xì)調(diào)整參數(shù)CapaDem的值。例如可通過非易失性存儲(chǔ)器20存儲(chǔ)執(zhí)行完整充電的次數(shù)、并通過使用單元4的制造者的第一算子(abacus)來確定老化系數(shù)CoefVieil而估計(jì)所述老化。然后，估計(jì)存儲(chǔ)單元的初始容量CapaInit=CapaDem*CoefVieil (等式5)。根據(jù)另一估計(jì)模式,可以測(cè)量電池的內(nèi)部電阻Rint，如上面等式2所述，并且可從Rint以及從單元4的制造者的第二算子來確定老化系數(shù)CoefVieil。初始容量CapaInit對(duì)應(yīng)于當(dāng)燈I投入服務(wù)時(shí)存儲(chǔ)單元4可以返還的電力的量。
[0056]然后，用戶從輸入模塊8輸入?yún)?shù)SeuilMax、SeuilMin和Dauto。這些參數(shù)然后由計(jì)算裝置23處理以確定其有效性。例如，輸入最大照明閾值SeuilMax不能超過LED的制造商給出的極限。最小照明閾值SeuilMin不能低于最小電源電流以使得用戶能夠以大約等于25cm的閱讀距離在黑暗中閱讀文檔。此外，如果自主時(shí)間Dauto大于確定的閾值DautoMax,則其值限制為所確定的閾值DautoMax=CapaInit/SeuilMin(等式6)。作為變體，最大和最小閾值SeuilMax和SeuilMin可預(yù)先設(shè)置為恒定值,而不是由用戶輸入。這同樣適用于自主時(shí)間Dauto。具體地，最小照明閾值SeuilMin對(duì)應(yīng)于存儲(chǔ)單元4能夠在自主時(shí)間Dauto期間提供的最小電源電流。
[0057]計(jì)算裝置23然后初始化某些參數(shù)為下面確定的值:
[0058]-Tinit=DateInit,其中Tinit:標(biāo)記燈I的使用開始的初始時(shí)間；并且DateInit:燈I投入服務(wù)的日期；
[0059]-Dutil=O,其中Dutil:燈I從初始時(shí)間Tinit起的服務(wù)時(shí)間；
[0060]-Tcycle:周期時(shí)間，例如范圍在IOns和I分鐘之間；
[0061]-NEDisp=O ；[0062]-CapaUtil=O,其中CapaUtil:從初始時(shí)間Tinit起使用的存儲(chǔ)單元容量；
[0063]-1maxAuto=SeuiIMax。
[0064]優(yōu)選地，Tcycle ( Dauto/ΙΟ以獲得電源電流In的逐步控制。然后，計(jì)算裝置23恢復(fù)由測(cè)量裝置12發(fā)送的已消耗電流Icons、以及由確定裝置22發(fā)送的照明電流設(shè)置點(diǎn)Id0計(jì)算裝置23然后確定服務(wù)時(shí)間Dutil。例如,Dutil可通過在每個(gè)周期時(shí)間Tcycle遞增非易失性存儲(chǔ)器20中保存的參數(shù)Dutil，通過關(guān)系式Dutil=Dutil+Tcycle (等式7)確定。Dutil還可以通過在每個(gè)周期時(shí)間Tcycle恢復(fù)當(dāng)前時(shí)間Tcourant的值,通過下面的關(guān)系式 Dutil=Tcourant+Tinit (等式 8)確定。
[0065]然后，計(jì)算裝置23計(jì)算某些參數(shù)以確定最大允許電流ImaxAuto。因此，計(jì)算裝置23執(zhí)行以下計(jì)算:
[0066]-1moyen=CapaInit/Dauto (等式 9);
[0067]-CapaCons=Icons*TcycIe (等式 10)；
[0068]-CapaUtiI=CapaUtiΙ+CapaCons (等式 11);
[0069]-CapaRest=CapaInit-CapaUtil (等式 12)；
[0070]-NEDisp=NEDisp+(Icons -1moyen*Margin)*Tcycle (等式 13);
[0071]-Ratio=NEDisp/CapaRest (等式 14)；
[0072]-1maxAuto= (SeuilMax-SeuilMin)*(1-Ratio)(等式 15);
[0073]其中:
[0074]-1moyen:平均電流閾值；
[0075]-Margin:安全余量,百分比,例如等于90% ；
[0076]-Ratio:可用功率級(jí)別NEDisp與存儲(chǔ)單元的剩余容量CapaRest的比率；以及
[0077]-NEDisp:表示LED的電消耗模式(即，消耗是否是經(jīng)濟(jì)的)的無單位的中間參數(shù)。
[0078]根據(jù)實(shí)施例，計(jì)算裝置23在每個(gè)周期時(shí)間Tcycle計(jì)算這些參數(shù)。作為變體，通過管理組件7確定存儲(chǔ)單元容量的狀態(tài)參數(shù)CapaCons、CapaUtiI和CapaRest，并將其直接發(fā)送到計(jì)算裝置23。有利地，計(jì)算裝置23限制最大允許閾值ImaxAuto的值，使得它們?cè)陂g隔[SeuilMin ；SeuiIMax]內(nèi)。如果計(jì)算的值 ImaxAuto 大于 SeuilMax,則 ImaxAuto=SeuilMax,如果計(jì)算的 ImaxAuto 小于 SeuilMin,則 ImaxAuto=SeuiIMin。
[0079]通常,平均電流閾值Imoyen也稱為參考電流。參考電流Imoyen對(duì)應(yīng)于存儲(chǔ)單元4在期望的自主時(shí)間Dauto期間能夠提供的可用電流。計(jì)算裝置23從存儲(chǔ)單元的初始容量CapaInit和燈自主時(shí)間Dauto計(jì)算參考電流Imoyen。具體地，參考電流Imoyen與初始存儲(chǔ)單元容量CapaInit和自主時(shí)間Dauto之間的比率成比例。例如，參考電流Imoyen=CapaInit/Dauto (等式 9)。
[0080]根據(jù)另一實(shí)施例,計(jì)算裝置23從剩余存儲(chǔ)單元容量CapaRest和剩余燈服務(wù)時(shí)間Drest計(jì)算參考電流Imoyen。例如,計(jì)算裝置23計(jì)算剩余燈服務(wù)時(shí)間Drest=Dauto-Dutil。具體地，參考電流Imoyen與剩余存儲(chǔ)單元容量CapaRest和剩余燈服務(wù)時(shí)間Drest之間的比率成比例。例如，參考電流Imoyen=CapaRest/Drest。在此其他實(shí)施例中，參考電流Imoyen在燈服務(wù)時(shí)間Dutil期間變化。例如，計(jì)算裝置23在每個(gè)周期時(shí)間Tcycle計(jì)算參考電流Imoyen。
[0081]然后，計(jì)算裝置23從之前的參數(shù)確定最大允許電流閾值SeuilMaxAuto。此外，[0082]-如果NEDisp > O 且 Dutil〈Dauto,則 SeuilMaxAuto=Id;并且
[0083]-如果NEDisp〈0 且 Dutil ^ Dauto,則 SeuiIMaxAuto=ImaxAuto。
[0084]當(dāng)LED消耗小量電流時(shí)，即，消耗不足時(shí)，單元4存儲(chǔ)的功率已經(jīng)保存，并且NEDisp〈0。在此情況下，通過將電源電流In限制為照明電流設(shè)置點(diǎn)Id而優(yōu)化提供到LED的電流。相反，當(dāng)LED消耗過多電流時(shí)，即，過度消耗時(shí)，存儲(chǔ)的功率沒有充分保存，并且NEDisp≥O。在此情況下,通過將電源電流In限制為最大允許電流IaxAuto和照明電流設(shè)置點(diǎn)Id之間的最小值而優(yōu)化提供到LED的電流。還可以構(gòu)思為LED提供等于最大允許電流閾值SeuilMaxAuto的值的電源電流In。
[0085]圖2示意性示出用于控制電燈的電源電流的方法的主要步驟。所述方法可通過已經(jīng)描述的控制裝置6實(shí)現(xiàn)。此方法可以以軟件形式或邏輯電路的形式在微處理器中實(shí)現(xiàn)。
[0086]通常,所述方法包括第一初始化步驟S1、生成最大允許電流閾值SeuilMaxAuto的第二步驟S2、以及限制電源電流In的第三步驟S11。在初始化步驟SI，恢復(fù)用戶輸入的數(shù)據(jù)，尤其是SeuilMax、SeuilMin和Dauto,并且更新某些參數(shù)。在每個(gè)周期時(shí)間Tcycle周期性地執(zhí)行生成步驟S2。生成步驟S2包括測(cè)量獲取步驟S3，其中具體地測(cè)量周期時(shí)間Tcycle期間消耗的電流Icons，并且確定照明電流設(shè)置點(diǎn)Id的值。生成步驟S2還包括參數(shù)計(jì)算步驟S4、最大允許電流限制步驟S5和控制中間參數(shù)NEDisp的值的步驟S6。在參數(shù)計(jì)算步驟S4期間，確定計(jì)算最大允許電流ImaxAuto所必須的參數(shù)的值。具體地計(jì)算下面的參數(shù):中間參數(shù)NEDisp、參數(shù)Ratio和參數(shù)ImaxAuto。然后，在步驟S5期間，限制最大允許電流ImaxAuto,使得其值范圍在間隔[SeuilMin ；SeuiIMax]內(nèi)。此外,控制步驟S6使得能夠確定最大允許電流閾值SeuilMaxAuto的值不被電源電流In超過，以確保燈I的服務(wù)時(shí)間Dauto期間的自主操作?？刂撇襟ES6包括步驟S7，在此期間比較參數(shù)NEDisp和Dutil的值。
[0087]當(dāng)NEDisp >0并且Duti I〈Dauto時(shí)，即，只要服務(wù)時(shí)間Dutil短于自主時(shí)間Dauto,就維持電源電流In的控制以確保燈I的自主性。此外，當(dāng)中間參數(shù)NEDisp為正值或零時(shí)，認(rèn)為存在過度消耗，并且，在此情況下，執(zhí)行步驟S8，在此期間將照明電流設(shè)置點(diǎn)Id的值與最大允許電流ImaxAuto的值進(jìn)行比較。如果照明電流設(shè)置點(diǎn)Id高于計(jì)算的最大允許電流ImaxAuto，則執(zhí)行步驟S9，在此期間對(duì)最大允許電流閾值SeuilMaxAuto的值指定最大允許電流ImaxAuto的值,否則執(zhí)行步驟S10,在此期間對(duì)最大允許電流閾值SeuilMaxAuto的值指定照明電流設(shè)置點(diǎn)Id的值。
[0088]相反，當(dāng)中間參數(shù)NEDisp為負(fù)值時(shí)，認(rèn)為存在消耗不足，并且，在此情況下，執(zhí)行步驟S10，其中對(duì)最大允許電流閾值SeuilMaxAuto指定照明電流設(shè)置點(diǎn)Id的值。此外，當(dāng)Dutil≥Dauto時(shí)，即，如果服務(wù)時(shí)間Dutil大于等于自主時(shí)間Dauto,則用于控制電源電流I的方法結(jié)束。
[0089]在限制步驟Sll期間，控制提供給LED的電源電流，使得電源電流的值小于或等于最大允許電流閾值SeuilMaxAuto。優(yōu)選地，將具有等于最大允許電流閾值的值的電源電流提供給LED，以根據(jù)存儲(chǔ)單元的可用容量?jī)?yōu)化照明功率。從圖2應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在初始化步驟SI之后，從控制處理的開始起首先執(zhí)行控制步驟S6，參數(shù)NEDisp的值為零。然后，根據(jù)時(shí)間段Tcycle周期性地執(zhí)行電源電流限制步驟SI 1、生成步驟S2以及再次限制步驟SI I。具體地，由于中間參數(shù)NEDisp的保存，所述方法即使在燈I的停止之后也確保自主性。此外，用戶可在燈使用期間修改SeuilMin、SeuilMax和Dauto的值。[0090]為了圖示剛才描述的方法的步驟，可以采用下面的示例:
[0091]-CapaInit=2000mAh (或毫安每小時(shí))；
[0092]-SeuiMax=700mA;
[0093]-Seui lMin=50mA;
[0094]-Dauto=4 小時(shí)；
[0095]-Tcycle=I 小時(shí)；
[0096]-Margin=0.9;
[0097]-1moyen=CapaInit/Dauto=2000/4=500mA.[0098]在處理開始時(shí)，在第一使用小時(shí)期間，即，在Dutil=O小時(shí)時(shí)，例如，照明電流設(shè)置點(diǎn)Id=200mA。然后執(zhí)行初始化步驟SI，此后是控制步驟S6，其中NEDsip=O并且ImaxAuto=SeuilMax=700mA。在控制步驟S6期間，執(zhí)行步驟S7，然后是步驟S8和S10。然后，執(zhí)行步驟S11，期間將電源電流In限制為值SeuilMaxAuto=Id=200mA。因此，在第一燈使用小時(shí)期間，電源電流In將總是低于或等于200mA，優(yōu)選地等于200mA。
[0099]在第二使用小時(shí)期間，即，在Dutil=I小時(shí)，例如，照明電流設(shè)置點(diǎn)Id=700mA。此外，燈I已經(jīng)在之前的周期時(shí)間Tcycle=I小時(shí)期間消耗電流Icons=200mA。然后執(zhí)行計(jì)算步驟S4，期間進(jìn)行以下計(jì)算:
[0100]CapaRest=CapaInit - CapaUti 1=2000 - 200=1800mAh;以及
[0101]NEDisp=NEDisp+(Icons -1moyen^Margin)^Tcycle=O+(200 - 500*0.9) ^1=-250.[0102]此外，進(jìn)行以下計(jì)算:
[0103]Ratio=NEDisp/CapaRest=-250/1800=-0.1388;以及
[0104]ImaxAuto= (SeuilMax-SeuilMin)*(1-Ratio) = (700-50)*(1+0.1388) =740.22mA.[0105]然后，再次執(zhí)行期間執(zhí)行步驟S7和SlO的控制步驟S6。然后，執(zhí)行步驟S11，期間將電源電流In限制為值SeuilMaxAuto=Id=700mA。
[0106]然后，在第三使用小時(shí)期間，即，在Dutil=2小時(shí)，例如，照明電流設(shè)置點(diǎn)Id=700mA。此外，燈I已經(jīng)在之前的周期時(shí)間Tcycle=I小時(shí)期間消耗電流Icons=700mA。然后執(zhí)行計(jì)算步驟S4，期間進(jìn)行以下計(jì)算:
[0107]CapaReSt = CapaIni t - CapaUt i I = 2000 - (200 + 700) = 1 1OOmAh ;以及NEDisp=NEDisp+(Icons -1moyen*Margin)*Tcycle=_250+(700 - 500*0.9) *1=0.[0108]此外，進(jìn)行以下計(jì)算:
[0109]Ratio=NEDisp/CapaRest=O/1100=0;以及
[0110]ImaxAuto=(SeuiIMax-SeuiIMin)* (1-Ratio) = (700-50)* (1-0)=650mA.[0111]然后，執(zhí)行步驟S7、S8和S9，然后是S11，期間將電源電流In限制為值SeuilMaxAuto=ImaxAuto=650mA。
[0112]然后，在第四也是最后的使用小時(shí)期間，即，在Dutil=3小時(shí)，例如，照明電流設(shè)置點(diǎn)Id=700mA。此外，燈I已經(jīng)在之前的周期時(shí)間Tcycle=I小時(shí)消耗了電流Icons=650mA。然后執(zhí)行計(jì)算步驟S4，期間進(jìn)行以下計(jì)算:
[0113]CapaRest=CapaInit - CapaUtil=2000 - (200 + 700+650)=45OmAh;以及NEDisp=NEDisp+(Icons -1moyen^Margin)^Tcycle=O+(650 - 500*0.9) *1=200.[0114]此外，進(jìn)行以下計(jì)算:[0115]Ratio=NEDisp/CapaRest=200/450=0.444;以及
[0116]ImaxAuto=(SeuilMax-SeuilMin) *(1-Ratio) = (700-50)*(1_0.444)=361.4mA.[0117]然后，執(zhí)行步驟S7、S8和S9，然后是步驟SI I，期間將電源電流In限制為值SeuilMaxAuto=ImaxAuto=361.4mA。在最后使用小時(shí)期間，提供給LED的電源電流In 等于 361.4mA η 因此，在控制處理的結(jié)束，CapaRest=CapaInit - CapaUti 1=2000 -(200+700+650+361.4)=88.6mAh。對(duì)燈服務(wù)時(shí)間Dauto已經(jīng)確保等于最小閾值SeuilMin的最小照明電流。此外，已經(jīng)優(yōu)化燈I生成的照明，以在每個(gè)周期時(shí)間期間提供最大電源電流。
[0118]這樣的提供了用于控制電源電流的裝置的燈特別適于燈的自主使用。例如，當(dāng)用戶期望照亮他的路時(shí)，沒有外部功率輸入也不關(guān)心燈生成的照明的設(shè)置。這樣的裝置使得能夠提供根據(jù)已經(jīng)消耗了多少電流、并根據(jù)在剩余服務(wù)時(shí)間期間要提供多少電流而優(yōu)化的照明，同時(shí)確保燈的自主操作。`
【權(quán)利要求】
1.一種便攜式電燈，包括:照明模塊(2)、緊湊外殼(3)，所述緊湊外殼(3)容納有配置為向照明模塊(2)提供電源電流的電力存儲(chǔ)單元(4)，其特征在于，所述便攜式電燈包括:用于測(cè)量照明模塊所消耗的電流的裝置(12);確定裝置(22)，配置為生成照明電流設(shè)置點(diǎn)；計(jì)算裝置(23)，用于計(jì)算等于電力存儲(chǔ)單元(4)的初始容量與燈自主時(shí)間的比率的平均電流閾值，用于從已消耗電流與平均電流閾值之間的差計(jì)算最大允許電流，并且用于從照明電流設(shè)置點(diǎn)和最大允許電流之間的最小值計(jì)算最大允許電流閾值；以及限流裝置(24)，配置為將電源電流限制到低于或等于最大允許電流閾值的值。
2.一種便攜式電燈，包括:照明模塊(2)、緊湊外殼(3)，所述緊湊外殼(3)容納有配置為向照明模塊(2)提供電源電流的電力存儲(chǔ)單元(4)，其特征在于，所述便攜式電燈包括:用于測(cè)量照明模塊所消耗的電流的裝置(12);確定裝置(22)，配置為生成照明電流設(shè)置點(diǎn)；計(jì)算裝置(23)，用于從已消耗電流與參考電流之間的差計(jì)算最大允許電流，并且用于從照明電流設(shè)置點(diǎn)和最大允許電流之間的最小值計(jì)算最大允許電流閾值；以及限流裝置(24)，配置為將電源電流限制到低于或等于最大允許電流閾值的值。
3.如權(quán)利要求2所述的燈，其中，所述計(jì)算裝置(23)從電力存儲(chǔ)單元(4)的初始容量和燈自主時(shí)間計(jì)算參考電流。
4.如權(quán)利要求3所述的燈，其中，所述計(jì)算裝置(23)從電力存儲(chǔ)單元(4)的剩余容量和剩余燈服務(wù)時(shí)間計(jì)算參考電流。
5.如權(quán)利要求1所述的燈，包括光學(xué)傳感器(17)，配置為生成表示所述燈所感應(yīng)的光照的信號(hào)，所述確定裝置(22)配置為從所生成的信號(hào)生成照明電流設(shè)置點(diǎn)。
6.如權(quán)利要求1所述的燈，其中，所述測(cè)量裝置(12)配置為在確定的時(shí)間段期間周期性地測(cè)量照明模塊(2)所消耗 的電流，并且所述計(jì)算裝置(23)配置為在每個(gè)確定的時(shí)間段周期性地計(jì)算最大允許電流和最大允許電流閾值。
7.如權(quán)利要求1所述的燈，包括估計(jì)裝置，配置為從表示電力存儲(chǔ)單元(4)的老化的系數(shù)估計(jì)所述電力存儲(chǔ)單元的初始容量，所述系數(shù)從電力存儲(chǔ)單元(4)的完整充電的次數(shù)或電力存儲(chǔ)單元(4)的內(nèi)部電阻(Rint)而估計(jì)。
8.一種用于控制電力存儲(chǔ)單元提供到便攜式電燈的照明模塊的電源電流的方法，其特征在于，所述方法包括:生成(S2)最大允許電流閾值，所述生成(S2)的步驟包括測(cè)量(S3)照明模塊所消耗的電流，生成照明電流設(shè)置點(diǎn)，計(jì)算(S4)等于所述電力存儲(chǔ)單元的初始容量與燈自主時(shí)間的比率的平均電流閾值，從已消耗電流與平均電流閾值之間的差計(jì)算(S4)最大允許電流，從照明電流設(shè)置點(diǎn)和最大允許電流之間的最小值計(jì)算(S4)最大允許電流閾值，所述方法還包括將電源電流限制(Sll)到低于或等于最大允許電流閾值的值。
9.一種用于控制電力存儲(chǔ)單元提供到便攜式電燈的照明模塊的電源電流的方法，其特征在于，所述方法包括:生成(S2)最大允許電流閾值，所述生成(S2)的步驟包括測(cè)量(S3)照明模塊所消耗的電流，生成照明電流設(shè)置點(diǎn)，從已消耗電流與參考電流之間的差計(jì)算(S4)最大允許電流，從照明電流設(shè)置點(diǎn)和最大允許電流之間的最小值計(jì)算(S4)最大允許電流閾值，所述方法還包括將電源電流限制(Sll)到低于或等于最大允許電流閾值的值。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，從所述電力存儲(chǔ)單元的初始容量和燈自主時(shí)間計(jì)算參考電流。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，從所述電力存儲(chǔ)單元的剩余容量和剩余燈服務(wù)時(shí)間計(jì)算參考電流。
12.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，照明電流設(shè)置點(diǎn)根據(jù)所述燈所感應(yīng)的光照而變化。
13.如權(quán)利要求8所述的方法 ，其中，在確定的時(shí)間段期間周期性地執(zhí)行最大允許電流閾值的生成的步驟(S2)，并且在確定的時(shí)間段期間測(cè)量(S3)照明模塊所消耗的電流。
14.如權(quán)利要求8所述的方法，包括從表示電力存儲(chǔ)單元(4)的老化的系數(shù)估計(jì)所述電力存儲(chǔ)單元的初始容量，所述系數(shù)從電力存儲(chǔ)單元(4)的完整充電的次數(shù)或電力存儲(chǔ)單元(4)的內(nèi)部電阻(Rint)而估計(jì)。
【文檔編號(hào)】F21L2/00GK103582249SQ201310322319
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月27日
【發(fā)明者】C.瑪麗, S.錢賽雷德, N.弗洛里斯 申請(qǐng)人:齊德公司