專利名稱：多功能車輛燈光控制及故障監(jiān)測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機動車輛燈光控制開關，特別是一種車輛燈光的控制及故障監(jiān)測裝置。
現(xiàn)有車輛燈光控制開關，是以機電觸點開關來實現(xiàn)的，對一個完整的車輛燈光系統(tǒng)，至少需五只以上的觸點開關來實現(xiàn)，對各個單元燈光的控制，安裝位置分散，有手動控制，也有腳踏控制，操作煩鎖。使用中，觸點易燒蝕而產生接觸不良，可靠性差。特別是出現(xiàn)燈光故障時，無法實現(xiàn)故障提示和報警，極易引起交通事故。
本實用新型的任務要提供一種輕觸式無觸點電子開關，以取代傳統(tǒng)的，分散安裝的機電式觸點開關，同時增加了各個車燈單元的工作狀態(tài)顯示和故障報警時的光電顯示和信響提示功能。對左、右轉向燈光采用無觸點電子閃光控制，和轉彎語言提示；對車輛大燈采用輕觸式開關控制遠光，近光變換，還可連接變光傳感器實現(xiàn)自動變光；倒車燈自動點燃和倒車語言提示。從而簡化車燈控制操作。通過報警和語言提示，提高車輛燈光信號的準確性和可靠性，預防和減少因車燈信號提示不準確或不提示而導致的交通事故。
本實用新型的任務是以下述方式實現(xiàn)的，它包括無觸點電子閃光轉向控制電路，遠、近燈光控制電路，倒車、剎車、防霧燈、尾燈燈光控制電路等，各個車燈的控制及光電顯示單元電路(1)－(8)、輕觸開關電路(a)－(d)、車燈故障報警信響電路和語言提示電路、倒車燈自動開關控制電路、大燈自動變光接口電路等組成。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作詳細說明附


圖1是本實用新型的結構組成框圖。
附圖2是本實用新型的電路組成原理圖。
附圖3是附圖2中車燈的控制及光電顯示電路原理圖之(1)－(8)。
附圖4是本實用新型輕觸開關控制電路。
附圖5是本實用新型的一個實施例。
附圖6是倒車燈自動開關控制電路原理圖。
在本實用新型中，對各個車燈的控制采用了如附圖3所示的無觸點開關電路，以及車燈工作狀態(tài)顯示和故障光電提示電路。該種車燈的控制及光電顯示單元電路，由大功率開關管、LED01、偏置電路R01－R07，二極管D01、D02等組成，大功率開關管VT01的G極分別徑偏置電阻R01接電源V1，徑偏置電阻R02接對應的輕觸開關電路的輸出端X，S極接電源V＋，D極輸出電阻R03的一個引出端Z接負載(車燈一端接地)，徑R03的另一個引出端B2正向連接二極管D02；晶體管開關T01、T02的e端共接電源V＋，T01的b端(引出端B3)偏置電阻R03、R04接VT01的D端，T02的b端接T01的c端，雙色發(fā)光二極管LED01的兩個正向端，分別徑偏置電阻R06、R07接T01、T02的c端，LED01的兩個共用負端接T03的e端，T03的b端徑偏置電阻R05、接X端，T03的c端(V0端)接地。大功率開關管VT01輸出端的負載有一端接地的V－MOS場效應管、BTS412、BTS432智能開關電路或TWH8778高速開關管或其它固態(tài)繼電器。
如圖5本實用新型的無觸點轉向閃光電路由IC1、電阻R1、R2電容C2、C3組成時基電路，以每秒0.5至1周的頻率經D1、D2控制VT1、VT2的導通與截止，從而使得L1(左)L2(右)燈光按一定頻率閃爍。本實用新型樣機中的VT1－VT7選用P溝道型的V－MOS場效應管，其S極接正電源電壓，D極接負載(負載一端接地，G極開通的電壓是負電壓)，VT1、VT2的輸入端還受X1、X2端子電位高低的控制，在初始狀態(tài)X1、X2輸入的是高電位，由于R3、R10接電原V1，VT1、VT2的輸入端G呈高電位而截止，當要左轉向燈點亮時，只要X1翻轉輸入低電位的穩(wěn)定狀態(tài)，VT1經R4提供偏置電流而飽和導通，由IC1經D1提供一個定時脈沖控制閃光頻率。當要關掉左轉向燈時，只要使X1翻轉為高電位狀態(tài)即可。原理見附圖4。右轉向電路工作過程為左轉向工作過程相同。VT3、VT4、VT5、VT6、VT7等組成的單元電路，分別設為防霧、倒車、遠光、近光、尾燈控制電路，X1、X2、X3、X4、X5、X6均為對應的燈光單元電路的控制輸入端，靜態(tài)時，均需接入高電位信號，這是與所選V－MOS管的極性不同截止狀態(tài)下所需加的電位高低不同的關系而定的，其電路的工作原理相同?，F(xiàn)以遠光、近光、尾燈控制電路為例說明其工作原理，當X5為低電位“0”時(即遠光燈開啟)R36向VT5提供導通負偏壓使L6點亮，X5為高電位“1”時或懸空，由于R35接高電位“1”VT5截止；當X6為低電位“0”時(即近光燈開啟)，VT6導通，L7點亮，X6為高電位“1”時或懸空，R42由于接高電位“1”，VT6截止L7滅。在遠光、近光任一車燈點亮時，尾燈L8也同時亮，如當遠光燈L6亮時，T21經R38、D10、R51提供正向偏置而導通，D14接低電位，VT7的G極接低電位而導通，L8點亮；近光燈L7亮時，T21經R45、D12、R51提供正向偏置而導通，VT7導通，尾燈L8亮。當遠光、近光均滅時，T21無偏置，由于R50的作用，使得VT7截止，L8滅。K1是原車腳剎開關，當K1閉合時(即剎車時)，L5亮，K1斷開后，L5滅。圖中所示的車燈L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8在現(xiàn)有車輛上一般是由兩只左右兩邊、前后各兩只并聯(lián)組成，有些車輛倒車燈、防霧燈是一只，但不影響電路工作原理，只是選擇燈光故障報警時，所對應的取樣電阻不同而已。
車燈故障顯示電路由R5－R9、R12－R16、R19－R22、R26－R30、R31－R34、R37－R41、R44－R48、R52－R56、T1－T24、LED1－LED8(變色發(fā)光二極管)等組成8個單元電路，各個單元電路組成相同，區(qū)別在于取樣電阻R5、R12、R19、R26、R31、R37、R44、R52的取值不同。現(xiàn)以遠光燈電路為例加以說明其中R37為取樣電阻，其值取決于所選V－MOS管的功率、開通電阻并與車燈功率大小有關。T15、T16是PNP硅三極管，T15導通取決于VT5的S－D極兩端的電壓降，R38是T15的偏置電阻，T17是一控制LED6變色發(fā)光二極管與VT5同步工作的PNP開關管，VT5導通時(大燈亮)，X5呈低電位，此時T17經R39接低電位而飽和導通，LED6工作，當VT5截止時，X5呈高電位而T17截止，LED6負極呈高阻而不工作，開關管T17的作用在于保證LED6與VT5同步工作(T3、T6、T9、T12、T20、T24的作用同T17)。
設遠光燈正常時，T15飽和導通，此時T16截止，LED6左邊發(fā)光管亮(發(fā)綠光)，當遠光燈有一只或兩只損壞，則VT5S－D極和R31的壓降減至一半或零，T15截止，T16經R40、LED6左邊發(fā)光管、T16得到偏置而導通，輸出高電位，LED6右邊發(fā)光管亮發(fā)紅光，此時，LED6左邊不完全熄滅，雖T15截止，T16飽和后，其T16的發(fā)射極和基極相當于一只二極管，T16的基極有正電位，LED6左邊發(fā)光管經R40獲得點亮的條件，此時，LED6二只發(fā)光管混合發(fā)出橙色光，顯示遠光燈已有一只或兩只損壞。其它燈光故障顯示，工作原理同遠光燈故障顯示一樣，只是LED發(fā)光管選定的顏色不同，一般可以選定，正常時發(fā)綠色(剎車顯示的LED5正常時發(fā)紅光)，有一只以上燈有故障時，發(fā)出橙色光，其中取樣電阻R8、R14、R20、R26、R40、R46、R51的阻值選擇取決于對應的車燈功率的大小。
本實用新型在出現(xiàn)燈光電路故障時，除提供光電顯示外，同時提供信響報警功能，由IC4組成多諧振蕩電路，Y2為微型蜂嗚器，各個車燈的控制單元(1)－(8)的光電顯示電路的D4、D5、D7、D8、D9、D11、D13、D15的負極(B1端)接報警信響電路IC4的電源端。當任一單元的車燈線路出現(xiàn)故障時，可發(fā)出“嘀…嘀…”的斷續(xù)報警聲。現(xiàn)仍以遠光燈電路為例說明其工作原理，遠光燈正常時，T16處于截止狀態(tài)(見前述)D11截止，IC4無工作電壓，當有一只燈損壞時，T16飽和導通，D11隨之而導通，IC4有工作電壓而工作，發(fā)出斷續(xù)報警聲，其中R65是限流電阻，可以調節(jié)Y2發(fā)聲的強弱和音色。其他車燈發(fā)生故障時的信響報警工作原理相同。
本實用新型的語言提示電路，在轉向和倒車時，還可實現(xiàn)語言提示和停車時的防盜報警功能。左、右轉向控制單元(1)，(2)大功率開關管VT1、VT2的G極分別徑正向二極管D1、D2接時基電路IC1的輸出端，D3、D6的負極(B2端)共接于語言電路IC2的一個觸發(fā)端。語言提示電路的語言片IC2選用“嘀嘟，倒車”、“嘀嘟轉彎”、“抓賊啊”三句一體的語言片或其它音樂電路。由開關管T25，57－R59、D16、ZD1、ZD1，C5組成的轉向語言提示和倒車語言提示優(yōu)先控制電路。其工作原理是設左轉向燈工作時，D3輸出高電位，經R58觸發(fā)IC2的相應端子，經IC3功放電路驅動揚聲器Y1發(fā)出“嘀嘟轉彎”的語言聲，右轉向經D6、R58觸發(fā)IC2的相應端子，發(fā)出與左轉向一樣的語言聲；倒車時，D17輸出高電位經R59、觸發(fā)IC2的相應端子發(fā)出“嘀嘟倒車”的語言聲，在倒車時又要轉彎，只發(fā)出倒車的語言聲而轉彎的聲音排除，不然發(fā)出的語言聲音混合，觸發(fā)混亂。其優(yōu)先控制的原理是當左或右轉向時，R58有觸發(fā)電壓，T25集電極有正向電壓，此時T25是截止的，與此同時，倒車燈工作時，D17輸出高電位觸發(fā)IC2相應的端子，又與此同時，D16、R57向T25提供偏置電流而導通，使IC2轉向觸發(fā)端子對地為低電位不受觸發(fā)，因而只發(fā)出倒車語言聲，當不倒車時，D17為低電位，D16無偏置電流，T25截止，左、右轉向仍可正常觸發(fā)。X7端接防盜密碼開關電路，其防盜密碼開關可選保密性強，不易發(fā)現(xiàn)，駕駛員容易操作和編碼的任何開關即可，要求觸發(fā)電壓大于＋5V以上，當有人盜車時，觸發(fā)電壓經R62觸發(fā)IC2的7相應端子而發(fā)出“抓賊啊”的喊話聲。其中ZD1－ZD3是IC2觸發(fā)端的穩(wěn)壓二極管，以防止過高的觸發(fā)電壓損壞IC2，C4、C5、C9是抗干擾電路，用以防止誤觸發(fā)，IC3為功放集成電路，Y1選防水揚聲器。若選用其它音樂電路單音發(fā)聲時，左右倒車均觸發(fā)一個端子，可免去T25，而選用二種音樂時，可按上述電路。
輕觸開關電路見附圖4所示由CMOS型R－S觸發(fā)器IC201－206，D201－214，C201－209，R201－R212，K2130組成。其中左、右轉向輕觸開關控制電路由IC201－IC202，D201－206、C201－C203，R201－R204，左、右轉向輕觸按扭K22、K23，關斷輕觸按扭K21組成；D201、D202的負端結點接K21，正端分別接IC201，IC202的S端；D203、D204負端結點接K22，正端分別接IC201的R端，IC202的S端；D205、D206負端結點接K23，正端分別接IC201的S端，IC202的R端；IC201，IC202的S端對地分別接有防誤電容C201、C202。若采用正向觸發(fā)VT1－VT7，則本電路中C201－C207改接至置“0”端R端，K21－K30的作用應作相應調整。X1－X6輸出對應附圖5中的X1－X6端子，IC201、IC202組成左、右車燈的開啟輕觸開關電路，K21為左、右轉向總開關，K22、K23分別為左轉向、右轉向開啟開關，X1－X6靜態(tài)時輸出高電位“1”，啟動相應車燈時翻轉為“0”，本電路IC201－IC206采用CMOS型R－S觸發(fā)器型號為CD4044，也可選用CD4043，其功能相同，但觸發(fā)翻轉電位用高電位“1”，因此，需要對附圖4電路的觸發(fā)等電路作相應改變即可。該電路中C201C208是專為IC201－IC206靜態(tài)時置位端的觸發(fā)電容，還起靜態(tài)時X1－X6輸出防止誤翻轉的作用，利用電容器兩端電壓不能突變的原理，車輛一接通電壓，就使得X1－X6呈高電位“1”，D201－D206是隔離二極管，當要開啟左轉向時，輕觸一下K22、IC201的復位端R經D203至地觸發(fā)翻轉，使X1為“0”，左轉向燈亮；IC202的S端經D204同時至地，X2仍為“1”，當要右轉向時，不必輕觸K21只需輕觸K23，此時IC201置位S端經D205至地，使X1翻轉為“1”，同時，IC202復位端R經D206至地，IC202清零，X2輸出低電位“0”，右轉向燈亮；關閉轉向燈時，輕觸一下K21，IC201、IC202的置位端S經D201、D202至地，而X1、X2均輸出“1”至使L1、L2均滅。
IC205、IC206組成遠光，近光輕觸開關電路，K29、K30分別為遠光和近光開關，K28為遠光、近光總關開關，電路組成及工作原理與轉向輕觸電路相同。只是增設J3、J4自動變光接口端子，本電路低電位有效，變光電路的傳感器可采用任何簡易可靠的電路即可正常工作，J3輸入為低電位時遠光燈亮，J4輸入低電位時遠光燈滅近光燈亮。IC203等組成防霧燈開啟輕觸電路，K25為點亮開關，K24為關斷開關。IC204等組成倒車燈開啟電路，K27為點亮開關，K26為關斷開關，D207、D208引出端J1、J2是為倒車燈自動開啟裝置而設的接口端子，低電位有效，其傳感器原理見附圖6。附圖四所示的IC201－IC206可選除互鎖觸發(fā)器之外的各種觸發(fā)電路(優(yōu)先選用CMOS型，觸發(fā)電流達微安級)只要能單獨工作就行，因車輛行駛中經常有時多種燈光同時工作，若采用互鎖電路就達不到任意燈光的開啟。
附圖6是倒車燈自動開關控制電路，圖(e)中的這種自動開關控制電路由ZL301、ZL302、IC301－IC304等組成兩個對稱的接近開關電路，其功能集成電路IC301、IC303的優(yōu)選件為TDA0161。它的特點是起振容易，波形良好，頻率穩(wěn)定，改變ZL301或ZL302的電量可改變振蕩頻率。另由電壓比較器IC302、IC304(優(yōu)選件為CA3140)等組成電壓比較電路，W301、W302是參考電壓電位器，調節(jié)W301、W302可調節(jié)比較器的起控點和靈敏度，當ZL301無金屬物阻擋時，IC301的輸出端向IC302的正向輸入端提供一個低電位，IC302輸出一低電位，而當ZL301有金屬物擋住后，振蕩器停振或高頻信號幅度大降，IC302的正向輸入電位上升，若升至W301、W302設置的參考電壓，IC302輸出高電位。ZL302、C303、C304等組成的電路工作過程同上述電路(從略)。
與非門F1－F7組成方向鑒別器，A、B點是取樣脈沖輸入端，Q1為正向鑒別信號輸出端，Q2為反向鑒別信號輸出端(對應車輛向前和向后行駛)，當ZL301、ZL302無金屬物擋住時，A、B點為低電位，Q1、Q2輸出高電位。當金屬物正向運行時，設先擋住ZL301，A點先得到高電位“1”，B點為“0”，當金屬物繼續(xù)正向運行檔住ZL302，B點同時為高電位“1”，Q1端輸出低電位“0，此時Q2仍保持“1”狀態(tài)，隨著金屬物的繼續(xù)運動，A、B點的信號先后消失為“0”，一次正向鑒別結束。當金屬物體反向運行時，物體先擋住ZL302，B點先得到取樣脈沖B＝“1”，A此時為“0”，當物體同時擋住ZL301時，A、B均為“1”，這時Q2端輸出低電位“0”，Q1端仍為“1”，隨著物體的繼續(xù)運行，B、A點先后失去取樣脈沖，鑒別器將恢復原狀，結束一次反向鑒別，本電路經實驗，鑒別正確，ZL301、ZL302距金屬物體3－5mm能可靠鑒別運行方向。Q1輸出的正向鑒別脈沖用于數字車速表和數字里程計的輸入脈沖，Q1、Q2輸出的不同脈沖作為倒車的自動控制車燈的觸發(fā)脈沖，附圖4中的D207負極接Q1，D208的負極接Q2，當車輛向前行駛時(設為正向鑒別)，Q1輸出的低電位經D207觸發(fā)IC204的置位端S，X4保持“1”態(tài)，倒車控制電路不工作；當車輛倒車時(設為反向鑒別)Q1為“1”對IC204的S端不觸發(fā)，而Q2輸出“0”，經D208觸發(fā)復位端R、IC204翻轉，X4輸出低電位“0”，倒車電路工作，L4亮，經D17觸發(fā)IC2發(fā)出“嘀嘟，倒車”的語言聲音，從而達到車燈的無觸點自動點燃和倒車語言的自動發(fā)音。倒車完畢向前行駛時，IC204置“1”，X4輸出為“1”，倒車燈滅，語言聲停。附圖6中的圖(f)是圖(e)電路中接近開關電路的等效替換電路，集成電路IC305、IC306優(yōu)選件為SC205。圖(g)是圖(e)電路中方向鑒別器的等效電路，集成電路IC307優(yōu)選件為HU8803。
最后說明附圖5的原器件的代用方法，本實用新型樣機VT1－VT7選用IRF9523P溝道大功率場效應管作為車燈亮滅的無觸點開關使用，若選用N溝道的大功率場效應管，由于N溝道的S極是接地電位，D極輸出負載一端接正電壓，適應于正極搭鐵的車輛。對于采用負極塔鐵的車型最好采用P溝道型的V－MOS管或其它帶智能型如BTS412、BTS432等末級輸出是V－MOS負載有一端接地的大功率開關集成電路。其觸發(fā)導通有些采用正向觸發(fā)電壓，則應對附圖2至附圖5的有關電路只需改變極性，如采用T17類的管子，其基極應加反相器。同時對附圖四輕觸開關電路的靜態(tài)輸出改為“0”。若采用如類似TWH8778型的的功率開關管，由于其末級是采用PNP型大功率三極管，車燈故障顯示報警電路勢必要增加大功率取樣電阻，而且這種開關管功率余量不足，帶不動大功率車燈，需多塊并聯(lián)使用，則會使電路復雜化。本實用新型適用于12V、24V車，應用24V車時，附圖2、3、4、5、6有關元件的耐壓值，取樣值偏置電阻作相應改變即可或采用穩(wěn)壓12V電路，提供控制電路的工作電壓。
本實用新型具有操作簡便、可靠性高、預防性強的特點；安裝容易，不用改變現(xiàn)有車輛燈光系統(tǒng)線路即可直接加裝；生產成本低，制造容易，應用前景廣闊，經濟效益及社會效益顯著，填補了國內外空白。
權利要求1.一種多功能車輛燈光控制及故障監(jiān)測裝置，包括無觸點電子閃光轉向控制電路，遠、近燈光控制電路，倒車、剎車、防霧燈、尾燈燈光控制電路等，其特征是各個車燈的控制及光電顯示單元電路(1)-(8)、輕觸開關電路(a)-(d)、車燈故障報警信響電路和語言提示電路。倒車燈自動開關控制電路。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征是該種車燈的控制及光電顯示單元電路，由大功率開關管、LED01、偏置電路R01－R07，二極管D01、D02等組成，大功率開關管VT01的G極分別徑偏置電阻R01接電源V＋，徑偏置電阻R02接對應的輕觸開關電路的輸出端X，S極接電源V＋，D極輸出電阻R03的一個引出端Z接負載(車燈一端接地)，徑R03的另一個引出端B2正向連接二極管D02；晶體管開關T01、T02的e端共接電源V＋，T01的b端(引出端B3)偏置電阻R03、R04接VT01的D端，T02的b端接T01的c端，雙色發(fā)光二極管LED01的兩個正向端，分別徑偏置電阻R06、R07接T01、T02的c端，LED01的兩個負端接T03的e端，T03的b端徑偏置電阻R05、接X端，T03的c端(V0端)接地。
3.根據權利要求1、2所述的裝置，其特征是大功率開關管VT01為輸出端的負載，有一端接地的V－MOS場效應管BTS412、BTS432智能開關電路或TWH8778高速開關管或其它固態(tài)繼電器。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特征是，轉向輕觸開關電路，由CMOS型R－S觸發(fā)器IC201－IC202，D201－206、C201－C203，R201－R204，左、右轉向輕觸按扭K22、K23，關斷輕觸按扭K21組成；D201、D202的負端結點接K21，正端分別接IC201，IC202的S端；D203、D204負端結點接K22，正端分別接IC201的R端，IC202的S端；D205、D206負端結點接K23，正端分別接IC201的S端，IC202的R端；IC201，IC202的S端對地分別接有防誤電容C201、C202。兩對正向觸發(fā)VT1－VT7，其二極管的極性相反，C201、C202改接至置“0”端R端。
5.根據權利要求1所述的的裝置，其特征是左、右轉向控制單元(1)，(2)大功率開關管VT1、VT2的G極分別經正向二極管D1、D2接時基電路IC1的輸出，D3、D6的負極(B2端)共接于語言電路IC2的一個觸發(fā)端。
6.根據權利要求1所述的裝置，其特征是各個車燈的控制單元(1)－(8)的光電顯示電路的D4、D5、D7、D8、D9、D11、D13、D15的負極(B1端)接報警信響電路IC4的電源端。
7.根據權利要求1所述的語言提示電路，其特征是由開關管T25，R57－R59、D16、ZD1、ZD1，C5組成的轉向語言提示和倒車語言提示優(yōu)先控制電路。
8.根據權利要求1所述的倒車自動開關控制電路，其特征是由ZL301、ZL302、IC301－IC304組成的接正近開關電路和與非門F1－F7組成的方向鑒別器所構成。
9.根據權利要求1所述的倒車自動開關控制電路，其特征是由ZL301、ZL302、IC305、IC306組成的接近開關電路和由IC307反相器F8組成的方向鑒別器所構成。
專利摘要本實用新型適用于各型車輛的燈光控制，車燈故障監(jiān)測顯示報警。由輕觸開關、數字集成電路及大功率無觸點開關電路組成，啟閉全部車燈的亮滅，無觸點轉向閃光，轉向、倒車自動開關及語言提示，車燈線路故障自動監(jiān)測，并從變色顯示，信響報警提示車燈故障的范圍，從而預防因車燈故障引起的交通事故。
文檔編號B60Q11/00GK2151043SQ93233828
公開日1993年12月29日 申請日期1993年4月23日 優(yōu)先權日1993年4月23日
發(fā)明者陳春 申請人:陳春, 鄒敬秀, 陳旺敏, 鄒敬光, 陳曉娃