专利名称：一种汽车转向灯的控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车转向灯的控制装置，属于汽车制造技术领域。
背景技术：
汽车在环境光线弱的条件(如没有路灯时晚上行车)下转向时，因目前的汽车大灯照射方向是汽车车身的前方，而非汽车即将行驶的方向，所以，汽车转向过程中，因汽车大灯不能照射汽车即将转弯时的道路情况，而汽车小灯的光强又太弱(大多起示廓作用)，所以驾驶员很难看清路况信息，在车速较高的情况下极易发生交通事故。如图1所示。
针对上述问题，普遍着力于应用可转向的汽车大灯，即汽车在光线弱的条件下转向过程中对行驶方向起照明作用的灯光系统，当汽车转向时，大灯也随之转动而照明转向方向。如公开号为CN 89218369.1的中国专利，公开了一种“汽车用同步转向照明装置”，其原理为结构由照明灯体和机械随动机构两部分组成，机械随动机构包括一个轴杆与灯体连接的圆柱齿轮和一个与圆柱齿轮啮合并为一根连杆操纵的扇形齿轮，连杆的另一端接汽车转向机构中的摇臂套架。当汽车夜间转弯时，在本装置作用下，照明灯光始终随方向盘转动而跟踪路面。又如，CN90218031.2，CN 200420099326.6亦是通过拉杆机械传动进而实现车前照明大灯转向的目的。
可转向的汽车大灯的缺点在于实施机构复杂，成本高，技术难度大，对车体改动较大。正是这些原因导致这项技术难于大规模推广应用。
此外，现在也存在汽车转向结束后转向灯仍然开启的现象，给行车带来不安全因素。现在市面上绝大多数汽车的转向灯关闭的原理是这样的当汽车转向完成后，方向盘回正的同时将自动带动转向灯开关的关闭而实现转弯后转向灯自动熄灭。而这个方向盘回正的信号又依赖于它的幅度，也就是说，当驾驶员逐渐回正方向盘或者转弯幅度很小导致回正方向盘幅度很小时，有可能不会触发转向灯开关的关闭。而当车内环境嘈杂时，司机可能注意不到转向灯仍然开启。这也就造成了在直道公路上有的汽车一直在闪烁着转向灯，从而给其他汽车或行人造成迷惑，容易造成危险。
发明内容
本发明的目的是提出一种汽车转向灯的控制装置，车辆在不改变现有结构的基础上，当光线弱的环境下转向行驶时，灯光系统能够照亮弯道。司机只需进行正常的转向操作，控制系统根据光强与转向信号自动实现转向照明功能，通过转向灯开启时间长短的信息，补充自动处理转向灯忘记关闭情况的功能，减小司机负担，并使操作简便且安全可靠。
本发明提出的汽车转向灯的控制装置，包括信号采集模块，用于采集环境光强信号及汽车转向灯开关信号，并将光强信号和开关信号转换为高、低电平的数字信号，信号采集模块与信号处理模块相连接；信号处理模块，用于将从信号采集模块采集的数字信号进行逻辑判断后得到一组控制信号，信号处理模块与信号采集模块相连接；继电器驱动模块，用于将信号处理模块的控制信号转变为继电器驱动信号，继电器驱动模块与信号处理模块相连接；转向灯控制模块，用于接收上述继电器的驱动信号，通过继电器控制转向灯的开启和关闭，转向灯控制模块与继电器驱动模块相连接。
上述控制装置中的信号采集模块，由一个光强传感器、一个可变电阻、一个驱动芯片U1、第一保护电阻、第二保护电阻、第三保护电阻、第四保护电阻、第五保护电阻、第六保护电阻、第一光电耦合器、第二光电耦合器和第三光电耦合器组成；所述的第一光电耦合器串联在第一保护电阻和第二保护电阻之间，第二光电耦合器串联在第三保护电阻和第四保护电阻之间，第三光电耦合器串联在第五保护电阻和第六保护电阻之间，第五保护电阻的另一端与驱动芯片输出端相连接；光强传感器和可变电阻互相串联，光强传感器的另一端与电源相连接，可变电阻的另一端接地，驱动芯片输入端与光强传感器和可变电阻的公共端相连接，第一光电耦合器、第二光电耦合器和第三光电耦合器的输出端分别与所述的信号处理模块相连。
上述控制装置中的信号处理模块，由一个晶振电路、一个复位电路和一个单片机组成；晶振电路和复位电路组成单片机的外围工作电路。信号处理模块的输出端与继电器驱动模块相连。
上述控制装置中的继电器驱动模块，由第四光电耦合器、第五光电耦合器、第六光电耦合器、第七光电耦合器以及驱动芯片U1组成；第四光电耦合器、第五光电耦合器、第六光电耦合器、第七光电耦合器分别与驱动芯片U1与相连接，驱动芯片U1的输出端与转向灯控制模块相连接。
上述控制装置中的转向灯控制模块，由第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、两个可变电阻、左转向灯、以及右转向灯组成；第二继电器与可变电阻串联后再与第一继电器、左转向灯并联；第四继电器与另一可变电阻串联后再与第三继电器、右转向灯并联。
本发明提出的汽车转向灯的控制装置，对转向灯开启与否，开启时间信号和车外光强信号进行自动判断，使转向灯具有白天正常转向指示、夜晚专项照明、转向灯忘记关闭的提示等三大主要功能。本装置能够根据车辆运行状态即是否转向等及环境光线条件自动改变灯的光强，汽车在环境光线弱的情况下转向时，转向照明灯光线变强，起照明作用，使驾驶员能够看清汽车转向时的道路情况，避免交通事故发生。在其他条件下，该装置起装饰灯或转向信号灯的作用。对于大部分在用车，不需改变现有的灯光系统或汽车结构即能实现所要求功能，对新车也可设计出新的转向照明系统而基本不增加车辆成本。而且结构简单易实现、成本低，易于实施，便于推广应用。
图1是汽车转向时出现照明死角的示意图。
图2是本发明装置的结构框图。
图3是本装置中信号采集模块的电路图。
图4是本装置中信号处理模块的电路图。
图5是本装置中继电器驱动模块的电路图。
图6是本装置中转向灯控制模块电路图。
具体实施例方式
本发明提出的汽车转向灯的控制装置，其结构框图如图2所示，包括信号采集模块，用于采集环境光强信号及汽车转向灯开关信号，并将光强信号和开关信号转换为高、低电平的数字信号，信号采集模块与信号处理模块相连接；信号处理模块，用于将从信号采集模块采集的数字信号进行逻辑判断后得到一组控制信号，信号处理模块与信号采集模块相连接；继电器驱动模块，用于将信号处理模块的控制信号转变为继电器驱动信号，继电器驱动模块与信号处理模块相连接；转向灯控制模块，用于接收上述继电器的驱动信号，通过继电器控制转向灯的开启和关闭，转向灯控制模块与继电器驱动模块相连接。
图3所示为上述控制装置中信号采集模块的电路图，由一个光强传感器RL、一个可变电阻Rx、一个驱动芯片U1、第一保护电阻R1、第二保护电阻R2、第三保护电阻R3、第四保护电阻R4、第五保护电阻R5、第六保护电阻R6、第一光电耦合器、第二光电耦合器和第三光电耦合器组成。第一光电耦合器串联在第一保护电阻R1和第二保护电阻R2之间，第二光电耦合器串联在第三保护电阻R3和第四保护电阻R4之间，第三光电耦合器串联在第五保护电阻R4和第六保护电阻R5之间，第五保护电阻的另一端与驱动芯片输出端相连接。光强传感器RL和可变电阻Rx互相串联，光强传感器RL的另一端与电源相连接，可变电阻Rx的另一端接地，驱动芯片U1的输入端与光强传感器RL和可变电阻Rx的公共端相连接。第一光电耦合器、第二光电耦合器和第三光电耦合器的输出端分别与所述的信号处理模块相连。
本发明的一个实施例中，光电耦合器的型号为TLP521-4型，由东芝公司生产，其输入接口1和2分别与汽车内控制电路的外部信号相连，输出接口3、4、5分别与图4所示的信号处理模块中单片机U2的输入接口3、4、5相连接。其中光强传感器RL的电阻值随光线强度的变化而变化，可变电阻Rx的取值可以为1kΩ，也可以调节。通过调节可变电阻，可以改变驱动U1的光线强度的阀值，所以对不同的驾驶员，可以根据其对光线强弱的敏感度不同，调节可变电阻Rx，设置不同的临界值。保护电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6均为500Ω。
在图3中，当外部信号引入时，例如输入接口1为高电平时(此时代表左转向灯信号开启)，光电耦合器导通，输出接口3为高电平，即图4中单片机U2的输入接口3为输入高电平；当输入接口1为低电平时，光电耦合器不导通，输出接口3与地相连，为低电平，即图4的单片机U2的输入接口3为低电平。输入接口2为右转向灯信号的输入采集口。当白天光线较强时，光强传感器电阻值较小，A处为低电平，光电耦合器不导通，输出接口5与地相连，为低电平，即图4单片机U2的输入接口5为低电平。同理，当夜晚光线暗时，光强传感器电阻值较大，图4单片机U2的输入接口5为高电平。
图4所示为上述控制装置中的信号处理模块，由用于产生时钟信号的晶振电路、用于触发单片机工作的复位电路和一个单片机组成，晶振电路和复位电路组成单片机的外围工作电路。单片机U2的信号输入5采集的是外界光线强弱的数字信号，信号输入3、4采集的是车辆转向信号，通过单片机U2对输入的外界灯光强弱信号、车辆转向信号以及这种转向信号持续的时间长度进行逻辑判断，输出相应的控制信号。信号输出6、7、8、9即为控制信号。本发明的一个实施例中，图4所示的单片机U2为ATmel公司生产的可编程Atmega89c55单片机，其固化了本发明的控制程序，把输入信号进行处理，最后通过输出接口6、7、8、9输出信号来控制继电器的开闭。图4中，晶振电路中，C1的电容值为30pF，C2的电容值为30pF，XTAL为晶体振荡器，频率为11.0592MHz。复位电路中，C3的电容值为10u/16V，C4的电容值为0.1μF，电阻Rc的阻值为10kΩ。
图5所示为上述控制装置中继电器驱动模块的电路图，由用于对信号处理模块和继电器进行隔离保护的第四光电耦合器、第五光电耦合器、第六光电耦合器、第七光电耦合器和对继电器进行驱动的驱动芯片U1组成。第四光电耦合器、第五光电耦合器、第六光电耦合器、第七光电耦合器分别与驱动芯片相连接。其中四个光电耦合器的输入端接受单片机处理后的信号，输入端另一端接地。输出端发射极接电源。光电耦合器输出端集电极分别与驱动芯片U1的接口1，2，3，4相连接。驱动芯片U1的输出端10，11，12，13分别与图6所示的转向灯控制模块的输入接口10，11，12，13相连接。
本发明的一个实施例中，第四光电耦合器、第五光电耦合器、第六光电耦合器、第七光电耦合器的型号为TLP521-4型，实现控制电路与汽车电路隔离避免干扰的作用，图5中所有保护电阻R7～R14的电阻值均为500Ω。通过驱动芯片U1转换后的控制信号控制继电器K1～K4的开闭，以实现对转向灯的控制。当接口6、7同时为高电平时，即左转向灯开启且光线较暗的信号，输出接口10和11均为低电平，继而可以控制图6所示的继电器k4与k3闭合，当接口6为高电平且接口7为低电平时，即左转向灯开启且光线强的信号，输出接口10为低电平，输出接口11为高电平，继而可以控制图6所示的继电器k4闭合，k3打开。同理，输入接口8，9控制其对应的输出接口12，13的电平高低，而使K2，K1继电器开启或闭合，进而控制右侧转向照明灯。
图6所示为上述控制装置中转向灯控制模块的电路图，由第一继电器k1、第二继电器k2、第三继电器k3、第四继电器k4、两个可变电阻R15、R16、左转向灯、以及右转向灯组成。第二继电器与可变电阻串联后再与第一继电器、左转向灯并联；第四继电器与另一可变电阻串联后再与第三继电器、右转向灯并联。本控制装置中的左、右转向灯与现有汽车使用的左右转向灯为同一部件，即，当汽车采样本发明的控制装置时，本控制装置中的左右转向灯分别替代原转向灯。
以下结合图6的电路，详细介绍继电器根据处理信号对转向灯的控制过程当开启左转向灯L2(即信号采集模块的信号输入1为高电平)且光线较弱(即信号采集模块的信号输入3为高电平)时，继电器k3、k4闭合，电流由继电器k3所在的支路导通，使左转向灯较亮，实现左转向的照明功能；当开启左转向灯(即信号采集模块的信号输入1为高电平)且光线较强(即信号采集模块的信号输入3为高电平)时，继电器k3打开，k4闭合，电流由继电器k4和可变电阻R16所在的电路导通，电阻较大，使左转向灯较暗，实现左转向灯转向提示功能。当开启右转向灯(即信号采集模块的信号输入2为高电平)且光线较弱(即信号采集模块的信号输入3为高电平)时，继电器k1、k2闭合，电流由继电器k1所在的支路导通，使右转向灯较亮，实现右转向照明功能；当开启右转向灯L1(即信号采集模块的信号输入2为高电平)且光线较强(即信号采集模块的信号输入3为高电平)时，继电器k1打开，k2闭合，电流由继电器k2和可变电阻R15所在的电路导通，电阻较大，使右转向灯较暗，实现右转向灯转向提示功能。当左转向灯或右转向灯开启时间过长时(即信号采集模块的信号输入1或2中有持续高电平时间过长的情况时)，信号处理模块会做出判断，控制相对应的继电器K1，K2或者继电器K3，K4均断开，使转向灯熄灭，以达到忘记关转向灯时自动处理的功能。当无转向灯信号时，两个转向灯处于熄灭状态。
本发明的原理是根据转向开关是否开启、光线强或弱作为判断汽车是否在光线弱的环境下转向，若光线弱、转向开关已开，则控制器自动使转向照明灯的光强变强，使司机能看清即将转向的道路情况，转向完成后，转向信号消失，汽车即不进行转向照明。若光线很强(白天或城市路灯足够照亮路况)，且转向开关已开，则控制器自动使转向照明灯调整到正常转向灯的示廓亮度，实现汽车的正常转向。此外，转向完成后(无论光线强或弱)，若转向灯未能通过方向回正而自动关闭时，本控制系统可自动关闭转向灯。本系统对光线的感知可通过一个光强传感器(几毫米大小)实现，该传感器可放置在车内前窗玻璃附近可以以装饰物的方式安装，以增加车体的美感。
可见，本发明的控制装置，集转向高亮度照明和忘记关闭此灯的自动处理功能于一身，完全通过电路自动控制，无须人为操作，更加体现车内人性化操作。
权利要求
1.一种汽车转向灯的控制装置，其特征在于该控制装置包括信号采集模块，用于采集环境光强信号及汽车转向灯开关信号，并将光强信号和开关信号转换为高、低电平的数字信号，信号采集模块与信号处理模块相连接；信号处理模块，用于将从信号采集模块采集的数字信号进行逻辑判断后得到一组控制信号，信号处理模块与信号采集模块相连接；继电器驱动模块，用于将信号处理模块的控制信号转变为继电器驱动信号，继电器驱动模块与信号处理模块相连接；转向灯控制模块，用于接收上述继电器的驱动信号，通过继电器控制转向灯的开启和关闭，转向灯控制模块与继电器驱动模块相连接。
2.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于其中所述的信号采集模块由一个光强传感器、一个可变电阻、一个驱动芯片U1、第一保护电阻、第二保护电阻、第三保护电阻、第四保护电阻、第五保护电阻、第六保护电阻、第一光电耦合器、第二光电耦合器和第三光电耦合器组成；所述的第一光电耦合器串联在第一保护电阻和第二保护电阻之间，第二光电耦合器串联在第三保护电阻和第四保护电阻之间，第三光电耦合器串联在第五保护电阻和第六保护电阻之间，第五保护电阻的另一端与驱动芯片输出端相连接；光强传感器和可变电阻互相串联，光强传感器的另一端与电源相连接，可变电阻的另一端接地，驱动芯片输入端与光强传感器和可变电阻的公共端相连接，第一光电耦合器、第二光电耦合器和第三光电耦合器的输出端分别与所述的信号处理模块相连。
3.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于其中所述的信号处理模块由一个晶振电路、一个复位电路和一个单片机组成；晶振电路和复位电路组成单片机的外围工作电路。信号处理模块的输出端与继电器驱动模块相连。
4.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于其中所述的继电器驱动模块由第四光电耦合器、第五光电耦合器、第六光电耦合器、第七光电耦合器以及驱动芯片U1组成；第四光电耦合器、第五光电耦合器、第六光电耦合器、第七光电耦合器分别与驱动芯片U1与相连接，驱动芯片U1的输出端与转向灯控制模块相连接。
5.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于其中所述的转向灯控制模块由第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、两个可变电阻、左转向灯、以及右转向灯组成；第二继电器与可变电阻串联后再与第一继电器、左转向灯并联；第四继电器与另一可变电阻串联后再与第三继电器、右转向灯并联。
全文摘要
本发明涉及一种汽车转向灯的控制装置，属于汽车制造技术领域。包括用于采集环境光强信号及汽车转向灯开关信号，并将其转换为高、低电平的数字信号的信号采集模块；用于将数字信号进行逻辑判断后得到一组控制信号的信号处理模块；用于将控制信号转变为继电器驱动信号的继电器驱动模块；用于接收控制信号，通过继电器控制转向灯的开启和关闭的转向灯控制模块。本发明的控制装置，对转向灯开启与否，开启时间信号和车外光强信号进行自动判断，是转向灯具有白天正常转向指示、夜晚在转向照明、转向灯忘记关闭的自动关闭等三大主要功能。而且结构简单易实现、成本低，易于实施，便于推广应用。
文档编号B60Q1/38GK101083859SQ20071011823
公开日2007年12月5日 申请日期2007年7月3日 优先权日2007年7月3日
发明者王建强, 李克强, 杨晴, 王琼, 连小珉 申请人:清华大学