专利名称：电动汽车未断电警告器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动汽车未断电警告器，更具体的说，尤其涉及一种采用两个延时电路进行不同时间段延时后进行语音报警的电动汽车未断电警告器。
背景技术：
近年来，在国家“863”计划的指导下，新能源汽车作为“863”计划的一个重要项目，正在快速发展。纯电动型新能源汽车简称纯电动汽车，以蓄电池作为动力能源，以电动机作为驱动源，淘汰了燃油发动机的动力结构，因无空气污染而成为现代绿色代步工具，得到越来越广泛的应用，其发展速度令世人瞩目。由于电动汽车发展历史很短，因此目前电动汽车存在诸多需亟待解决和改进的问题，特别是解决在电动汽车安全使用和安全运行方面·的问题，更显得十分重要。在我们国家，国标GB/T 19596—2004〈电动汽车术语〉第3. I. 2. 3. 6条，规定了电动汽车“主开关”的定义；另外在国标GB/T 18384.2— 2001〈电动汽车安全要求〉第4. 5条规定应使用一个主开关来断开车载电源(例如动力蓄电池)中的至少一个电极。可见电动汽车设置总开关和用其断开电源的重要性。电动汽车与普通汽车相比，在动力设置等方面有很大差别，普通汽车的动力，由燃油发动机提供，发动机启动运转后带动发电机给灯光信号供电，其车载蓄电池容量较小，主要用于车辆启动，全部能量由燃油燃烧转化而来。而纯电动汽车则与普通汽车则有很大不同，其车载蓄电池除给灯光信号等提供全部能量外，则还要为动力驱动提供全部能量，也就是说，纯电动汽车全部能量都有车载蓄电池提供，车载蓄电池存储的电能较大；因此及时地断开车载电源，对杜绝电源泄漏，节约能源，有着重要意义。另一方面，当驾驶人员不能及时地关断总开关而离开车辆时，电动汽车将潜伏着很大的危险性，如果此时电锁开关处在开启位置时，车辆将处于“待运行”状态，此时在周围环境强脉冲的作用下，例如车辆附近进行电焊操作等，车辆将可能被误动作，车辆在无人操作控制情况下，自行起动运行，这是多么危险的情况啊！在实践中这种现象时有发生。
发明内容
本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种采用两个延时电路进行不同时间段延时后进行语音报警的电动汽车未断电警告器。本发明的电动汽车未断电警告器，包括用于检测驾驶员是否存在的漫反射式光电传感器、实现第一段延时的延时电路、用于语音播报的语音电路以及实现第二段延时的单稳态电路，漫反射式光电传感器的工作电压由车载电源提供；漫反射式光电传感器的输出经第一微分电路与延时电路的触发端相连接，延时电路的输出经第二微分电路后与语音电路触发端的选择开关相连接，语音电路的输出指示端经第三微分电路后接于单稳态电路的触发端，语音电路的语音输出端连接有扬声器；单稳态电路的输出端经用于将输出信号转化为触发信号的第四微分电路与语音电路触发端的选择开关相连接。
漫反射式光电传感器设置于驾驶座处，当驾驶员处于驾驶座上时，无论汽车的主开关关断与否，漫反射式光电传感器都不会产生输出信号。当主开关没有关断，而驾驶员从驾驶座上离开时，漫反射式光电传感器就会输出高电平信号。第一微分电路将漫反射式光电传感器输出的高电平信号转化为脉冲信号并触发延时电路进行工作；第一延时时间段结束时，延时电路输出高电平信号。第二微分电路将延时电路输出的高电平信号转化为脉冲信号，并触发语音电路进行第一次语音警告，以使驾驶员关闭主开关。第一次语音报警结束后，语音电路会通过第三微分电路会触发单稳态电路进行计时工作，经过第二段延时时间段后，又会通过第四微分电路触发语音电路重新进行报警。因为第一段延时较短，可在驾驶员没有走远的情况下就通过语音警告，关闭电源主开关；第二段延时，设置时间较长，以便加强警告力度，保证减少电能泄露和车辆安全。
本发明的电动汽车未断电警告器，所述语音电路通过选择开关可选择性地进行中文或英文形式的播报；语音电路上设置有中文触发端口和英文触发端口，第二微分电路的信号输出端可选择地与中文触发端口或英文触发端相连通。中文适用于国内市场，英文应用在国际市场销售的车辆上；在语音电路中事先存储相应的播报语音信息，如“注意请关断开关”和“Attention please off swich”，想要实现那种语音报警，可利用选择开关来控制接通即可。本发明的电动汽车未断电警告器，所述单稳态电路的输出端还与控制继电器J的线圈线相连接；电动汽车的闪光信号经控制继电器J的常开点后与左闪灯和右闪灯均相连接。在相对较为嘈杂的环境，单纯依靠声音报警可能不足以引起车主的注意，通过继电器来控制左闪灯和右闪灯进行闪烁，更有利于引起驾驶人员注意。本发明的电动汽车未断电警告器，所述四个微分电路均由相串联的电阻和电容构成，电阻的两端并联有稳压管，电阻与电容的连接处为微分电路的输出端。电阻和电容串联形成的微分电路，可有效地将脉冲上升或下降沿转化为脉冲触发信号，触发相应的电路进行工作；稳压管可削去信号的尖端。本发明的电动汽车未断电警告器，所述延时电路由型号为LM2905的芯片构成，LM2905芯片的触发端被触发后经过IOs的延时，会在输出端输出高电平脉冲信号；所述语音电路由型号为SD040的语音芯片构成，SD040芯片的输出端经三极管VT2的放大后推动扬声器工作；SD040芯片的语音输出指示端上设置有发光二极管VD4，并通过电阻R6、三极管VT3与第三微分电路相连接；所述单稳态电路由NE555电路构成，NE555芯片的
云端口与第三微分电路的输出端相连接，NE555芯片的互端口接收到负触发信号后，经过5min暂稳状态后，由4端口产生高电平输出信号。LM2905芯片用于实现第一段延时，其延时时间较短，可以为10s。语音芯片采用SD040，其有两个触发端，可有效地实现中英文切换；且SD040芯片具有语音输出状态指示端。单稳态电路由三5电路NE555芯片组成，可实现较长时间的暂稳延时，本电路为5min。本发明的电动汽车未断电警告器，所述语音芯片SD040上设置有由三极管VTlJI压管VZ3和限流电阻R7构成的射极跟随稳压器，三极管VTl的发射极输出4. 5V的电压，为语音电路电源端提供工作电源。本发明的有益效果是本发明的电动汽车未断电警告器，通过漫反射式光电传感器检测驾驶员是否离开驾驶座信息，利用延时电路实现驾驶员离开座位后的第一段较短时间延时，并在延时结束后触发语音电路进行第一次语音警告，可在驾驶员没有走远的情况下警告其关闭主开关；通过单稳态电路实现第二段较长时间延时，并可触发语音电路较长间隔下的语音警告，可进一步实现对驾驶员的关主开关提醒。本发明还在单稳态电路的输出端设置控制左右闪灯进行闪烁报警的控制继电器J，利用声光报警信号来对驾驶员进行提醒，更加适用于嘈杂的环境。本发明的未断电警告器，通过由电阻和电容组成的微分电路来获取各电路的输出信号，可有效将其转化为脉冲触发信号。本发明可采用中文和英文两种语音播报方式，更加适合国内市场和国际市场的需求。本发明的警告器，具有电路简洁合理、有益效果显著，可及时、有效地提醒驾驶员关闭汽车电源，不仅实现了有效的节能效果，还可避免现有电动汽车由于没关电源而造成的自启动事故的发生，易于推广应用。
图I为本发明的电动汽车未断电警告器的电路原理框图； 图2为本发明的电动汽车未断电警告器的具体电路图。图中I漫反射式光电传感器,2第一微分电路,3延时电路,4第二微分电路,5语音电路，6扬声器,7第三微分电路,8单稳态电路,9控制继电器J, 10第四微分电路。
具体实施例方式下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。如图I所示，给出了本发明的电动汽车未断电警告器的电路原理框图，其包括漫反射式光电传感器I、第一微分电路2、延时电路3、第二微分电路4、语音电路5、扬声器6、第三微分电路7、单稳态电路8、控制继电器J 9、第四微分电路10 ;所示的整个警告器的电源来至于DC/DC转换器输出的12V直流电；故只要电动汽车的主开关处于闭合的状态，整个警告器就处于工作的状态。漫反射式光电传感器I设置于驾驶座上，由于检测驾驶员是否处于驾驶位置；由于车辆的运动以及驾仓内设有空调和暖风，使得车内温度变化较大，采用漫反射式光电传感器可有效防止警告器的误动作，且其具有体积小、响应速度快、抗冲击、耐振动、抗干扰性强、性能稳定、寿命长、使用方便等特点。第一微分电路2将漫反射式光电传感器I的输出信号转化为触发信号，触发延时电路3进行第一段延时工作。采用延时电路3进行延时，可避免驾驶员短暂离开座位误报警的发生。较短的第一段延时结束后，延时电路3会通过第二微分电路4产生触发语音电路5语音播报的触发信号；语音电路5可进行中文或英文两种形式的报警，语音电路的报警信号通过扬声器6进行语音播报。语音电路5的报警结束信号经过第三微分电路7转化为触发信号，触发单稳态电路8进行较长的第二段延时；第二段延时结束后，单稳态电路8会通过第四微分电路10触发语音电路5重新进行语音警告。在接下来的时间里，如果主开关始终没有被关闭，由第三微分电路7、单稳态电路8和第四微分电路10会间隔性地驱使语音电路5进行语音报警。如图2所示，给出了本发明的电动汽车未断电警告器的具体电路图，所示漫反射式光电传感器I的型号为FJ18-Z-NK-X，其工作电压范围为10 36V ;输出端常开状态，负逻辑输出特性(即工作输出时为零)。所示的第一微分电路2、第二微分电路4、第三微分电路7以及第四微分电路10均由电阻与电容串联形成。延时电路3有LM2905芯片组成，语音电路5采用型号为SD040的语音芯片，单稳态电路8由三5芯片NE555构成。图2中所不的漫反射式光电传感器I的电源输入端与DC/DC转换器的12伏电源输出端相连接，漫反射式光电传感器I的输出端经过电容Cl和二极管VDl连接LM2905延时芯片的触发端；电容Cl的一端通过电阻Rl与电源的正端相连接，另一端通过电阻R2与电源负端相连接。电阻R2与电容Cl组成第一微分电路2，二极管VDl可避免集成电路LM2905触发端电位对第一微分电路造成影响。在驾驶员不关断主开关离开驾驶室的情形下，漫反射式光电传感器I的输出端就会输出正脉冲信号，电阻R2与电容Cl的连接处就会输出正脉冲触发信号，触发LM2905芯片进行延时工作。 稳压管VZl并联于电阻R2的两端，用于削去脉冲尖$而。LM2905芯片的输出端经过电容C3、二极管VD2，连接选择开关进行选择后，与语音芯片SD040上的TGl端口、TG2端口相连接，TGl端口、TG2端口分别对应于中文和英文语音播报。电容C3和电阻R5形成了第二微分电路，用于将芯片LM2905延时结束时输出的高电平信号转化为触发SD040工作的脉冲信号。稳压管VZ2并联于电阻R5的两端，用于削去脉冲尖端。TG5端口为语音芯片SD040的输出指示端口，要求其具有恒压输出特性，其不仅与发光二极管VD4相连接，而且还通过电阻R6与三极管VT3的基极相连接。语音电路SD040的输出端的语音信号，经三极管VT2的放大后推动扬声器6工作。三极管VT3的基极通过电阻R6与语音输出指示端TG5相连接，以便在语音信号输出停止时通过电阻R6和三极管VT3产生负脉冲信号。三极管VT3的发射极通过电容C6和二极管VD5与NE555芯片的互触发端口相连
接，电容C6和电阻RlO组成第三微分电路7，以便形成触发NE555芯片工作的负脉冲信号。由NE555组成的单稳态电路可实现较长时间的延时，本电路暂稳时间为5分钟；NE555芯片
的4输出端经过电容C9和二极管VD3也与选择开关连接，通过选择开关与语音芯片SD040
的TGl或TG2触发端选择性连通，以便在NE555芯片延时结束后触发语音电路5重新进行报警。电容C9和电阻R12形成了第四微分电路，以便将NE555的输出信号转化为可触发SD040进行语音报警的触发信号。稳压管VZ4并联于电阻R12的两端，用于削去脉冲尖端；二极管VD3实现对第四微分电路的隔离保护作用。SD040采用掩膜制造技术，外形采用DIP双列直插式8脚封装形式，最大语音长度为40秒，采用(EDGE)脉冲边沿触发方式，语音内容可根据需要掩膜制造。具有不受生产数量限制，生产速度快，成本低廉等优点，非常适合电动汽车上安全报警使用。作为单稳态电路8的NE555芯片的匕输出端还与控制继电器J9的线圈相连接，
以便在NE555在5分钟的暂稳时间内使继电器动作。电动汽车上的闪光信号通过控制继电器J9的常开点与左闪光和有闪光信号灯相连接，以便在语音报警的同时也进行声光报警，适于在嘈杂的环境中对驾驶员进行警告。本发明的电动汽车未断电警告器的工作过程为当驾驶员离开驾仓时，漫反射式光电传感器I因失去感应信号而停止工作，其输出端处于开路状态，此时通过电阻Rl输出端立即产生一个近12V的阶跃正脉冲，该脉冲经过由电容Cl和电阻R2组成的第一微分电路2和经稳压管VZl削波整形后产生约4. 2V方波脉冲，通过隔离二极管VDl去触发由集成电路ICl组成延时电路，使其进入第一延时工作状态；10s钟后(对应驾驶人员离车后行走3飞步的时间)ICl的输出端输出一个近12V的阶跃正脉冲，该脉冲通过由电容C3和电阻R5组成的第二微分电路4和经稳压二极管VZ2削波整形后输出约4. 2V正方波触发脉冲，通过二极管VD2送到语言选择开关S，S为单刀两掷开关，掷于上端时，接通语音集成电路的汉语信号触发脚，掷于下端时接通语音集成电路英语信号触发脚，该开关可根据需要，有使用人员拨到相应的开关位置即可。国内市场车辆采用标准普通话汉语发音，内容可为“注意请关断开关”，以便提醒驾驶人员关断主开关；进入国际市场的车辆采用英语发音内容意义同汉语“Attentionplease off swich”。对语音信号“注意请关断开关”规定为连播两次为一段信号，每次之间间隙时间约为2s —段播放时间约为18s ;英语播放规定和时间基本相同。由SD040的5引脚输出语音信号，由三极管VT2放大后,推动扬声器6发出“注意请关断开关”的警告语音，扬声器选用超小超薄型结构，直径只有0 32_，额定功率2胃、阻抗8Ω ;具有体积小、功率大等特点，可大大减小了“警告器”外形体积和尺寸。因语音集成电路工作电源电压要求不能大于4. 5V，因此使用由三极管VTl、稳压管VZ3、电容C5、电阻R7组成4. 5V的稳压电源给语音电路供电。黄色发光二极管VD4为语音输出指示，语音输出时恒定发光指示。语音输出停止时，该发光管立即降为0V，即产生一个负的阶跃脉冲，由电阻R6送至三极管VT3基极使其饱和导通，由射极输出负的阶跃脉冲，经由电容C6和电阻RlO组成的微分电路输出触发负脉冲，由隔离二极管VD5送至由IC3 NE555组成的单稳态电路的置位引脚2上，起动单稳态工作状态，暂稳约5分钟，该时间内，使车辆的全部转向闪光灯闪光工作发出危险警示信号，催促驾驶人员关断总开关。对驾驶人员来说，整个警告过程如下驾驶员上车后，打开总开关，“电动汽车未断电警告器”进入工作状态，由于警告器的光电传感器接受到驾驶人员的人体感应信号，处于负逻辑输出状态，整个警告器因无故障信号，而处于停滞报警状态。当驾驶人员关断总开关，离车而去时，由于警告器失去工作电源，也停止报警；只有当驾驶人员，忘记关断总开关，离车而去时，由于光电传感器失去人体感应信号因而立即产生触发工作脉冲，又由于警告器已接通工作电源，使警告器进入报警状态，当驾驶人员离车后行走不到5步时(大约10s)，警告器以汉语或英语的形式，向驾驶员发出“注意请关断开关”的语音信号，持续时间大约20s ;语音结束后，立即启动车辆的全部转向灯发出危险警告信号，闪光报警持续时 间为5分钟，如果驾驶人员不听从警告，不关断开关继续离车而去时，则在以后，每隔5分钟，警告器都将发出一次“注意请关断开关”(或英语)持续20s的语音警告信号，继而发出持续5分钟危险警告灯光信号，直至驾驶人员关断开关，才能停止。
权利要求
1.一种电动汽车未断电警告器，其特征在于包括用于检测驾驶员是否存在的漫反射式光电传感器(I)、实现第一段延时的延时电路(3)、用于语音播报的语音电路(5)以及实现第二段延时的单稳态电路(8)，漫反射式光电传感器的工作电压由车载电源提供；漫反射式光电传感器的输出经第一微分电路(2)与延时电路的触发端相连接,延时电路的输出经第二微分电路(4)后与语音电路触发端的选择开关相连接，语音电路的输出指示端经第三微分电路(7)后接于单稳态电路的触发端，语音电路的语音输出端连接有扬声器(6);单稳态电路的输出端经用于将输出信号转化为触发信号的第四微分电路(10)与语音电路触发端的选择开关相连接。
2.根据权利要求I所述的电动汽车未断电警告器，其特征在于所述语音电路(5)通过选择开关可选择性地进行中文或英文形式的播报；语音电路上设置有中文触发端口和英文触发端口，第二微分电路(4)的信号输出端可选择地与中文触发端口或英文触发端相连通。
3.根据权利要求I或2所述的电动汽车未断电警告器，其特征在于所述单稳态电路(8)的输出端还与控制继电器J (9)的线圈相连接；电动汽车的闪光信号经控制继电器J的常开点后与左闪灯和右闪灯均相连接。
4.根据权利要求I或2所述的电动汽车未断电警告器，其特征在于所述四个微分电路(2、4、7、10)均由相串联的电阻和电容构成，电阻的两端并联有稳压管，电阻与电容的连接处为微分电路的输出端。
5.根据权利要求I或2所述的电动汽车未断电警告器，其特征在于所述延时电路(3)由型号为LM2905的芯片构成，LM2905芯片的触发端被触发后经过IOs会在输出端产生高电平脉冲信号；所述语音电路(5)由型号为SD040的语音芯片构成，SD040芯片的输出端经三极管VT2的放大后推动扬声器(6)工作；SD040芯片的语音输出指不端上设置有发光二极管VD4，并通过电阻R6、三极管VT3与第三微分电路(7)相连接；所述单稳态电路(8)由NE555电路构成，NE555芯片的互端口与第三微分电路的输出端相连接，NE555芯片的互端口接收到负触发信号后，经过5min暂稳态后，由4端口将产生高电平输出信号。
6.根据权利要求5所述的电动汽车未断电警告器，其特征在于所述语音芯片SD040上设置有由三极管VT1、稳压管VZ3和限流电阻R7构成的射极跟随稳压器，三极管VTl的发射极输出4. 5V的电压，为语音电路电源端提供工作电源。
全文摘要
本发明的电动汽车未断电警告器，包括光电传感器、延时电路、语音电路和单稳态电路，漫反射式光电传感器的工作电压由车载电源提供；漫反射式光电传感器的输出经第一微分电路与延时电路的触发端相连接，延时电路的输出经第二微分电路后与语音电路的触发端相连接，语音电路的输出经第三微分电路后接于单稳态电路的触发端，语音电路的输出端连接有扬声器。本发明的电动汽车未断电警告器，延时电路可实现对驾驶员在没有走远情况下的警告，单稳态电路实现较长间隔下的连续语音警告。还可利用左右闪光灯配合报警，更加适用于嘈杂的环境。具有电路简洁合理、节能效果好和易于推广应用的优点。
文档编号B60L3/00GK102923006SQ20121045889
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月15日 优先权日2012年11月15日
发明者刘学刚 申请人:济南兰基新能源技术有限公司