挂车自动照明控制的制作方法

本公开涉及包括开关机构以检测插座盖的位置的用于车辆的挂车插座的结构和操作。

背景技术：

用于车辆的照明系统包括外部灯、内部灯、灯开关、用于点亮挂车或辅助灯(诸如雪犁灯)的连接器以及控制器。外部灯包括前照灯、尾灯和行车灯，内部灯包括车顶灯、环境灯和车门灯。灯开关通常将信号提供到诸如车身控制模块(bcm)的控制器。灯开关可包括前照灯开关、制动灯开关或倒挡选择开关。bcm可包括诸如智能型金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)的驱动器以将电力供应给灯。在将电力供应给灯时，以车辆设计师基于灯的位置和功能所确定的特定颜色将灯点亮。牵引挂车的车辆使用被配置为容纳挂车插头并将电流传导到挂车的挂车插座。挂车插头被设计为与车辆照明和车辆操作同步地将电力提供给挂车的灯和组件。挂车插头通常与车辆的后灯并联连接。

技术实现要素：

一种车辆包括磁性开关和控制器。磁性开关与挂车连接插座的壳体结合并在闭合时与壳体的盖中的磁体对齐。控制器被配置为：响应于基于磁性开关的状态检测到盖的打开位置，将小于操作电压的电压脉冲周期性地供应到壳体的触点以检测触点之间的导电性。

一种车辆挂车连接系统包括磁性开关和控制器。磁性开关与挂车连接插座的壳体结合并在闭合时与壳体的盖中的磁体对齐。控制器被配置为基于指示盖的打开位置的开关的状态而周期性地调制壳体的触点之间的电压，并基于触点之间的电阻在预定范围之内而激活插座。

根据本发明的一个实施例，所述电压小于挂车的操作电压。

根据本发明的一个实施例，所述电压为挂车的操作电压。

根据本发明的一个实施例，所述控制器被进一步配置为响应于检测到盖的关闭位置而禁止电压的调制。

根据本发明的一个实施例，所述磁性开关是簧片开关。

根据本发明的一个实施例，电压调制之间的周期大于10秒。

根据本发明的一个实施例，电压调制包括大于1微秒并小于1秒的脉冲持续时间。

根据本发明的一个实施例，所述范围大于1欧姆并小于1兆欧姆。

一种用于车辆的挂车连接系统包括壳体、多个磁性开关和多个盖。壳体包括多个连接器插座。多个磁性开关与多个连接器插座接近并与多个连接器插座相对应，并且多个磁性开关与壳体结合。多个盖与连接器插座相对应，并且每个盖与壳体可枢转地连接并包括在盖关闭时接近磁性开关之一的磁体。

根据本发明的一个实施例，挂车连接系统还包括控制器，控制器被配置为：响应于基于相应的磁性开关的状态检测到多个盖中的一个盖的打开位置，将处于操作电压的电压脉冲周期性地供应到相应的连接器插座的触点以检测触点之间的导电性。

根据本发明的一个实施例，所述控制器被进一步配置为响应于检测到多个盖中每个盖的关闭位置而禁止电压脉冲。

根据本发明的一个实施例，所述控制器被配置为基于触点之间的电阻大于低电阻阈值并小于高电阻阈值而检测导电性。

附图说明

图1a是包括外部灯的车辆的左/前透视图。

图1b是图1a中示出的包括外部灯和挂车插座的车辆的左/后透视图。

图2a是示例性的挂车插座。

图2b是包括磁性开关和处于打开位置的4路插头盖的示例性挂车插座。

图2c是包括磁性开关和处于打开位置的7路插头盖的示例性挂车插座。

具体实施方式

在此描述本公开的实施例。然而，应理解，公开的实施例仅为示例并且其它实施例可采取各种可替代的形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可被夸大或最小化以显示特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式利用实施例的代表性基础。如本领域的普通技术人员将理解的，参照任一附图示出和描述的各种特征可与一个或更多个其它附图中示出的特征结合以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合为典型应用提供代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可被期望用于特定应用或实施方式。

本公开的实施例通常提供多个电路或其它电气装置。对所述电路和其它电气装置及其每者提供的功能的所有引用并不意在局限于仅包含在此示出和描述的。尽管可以为所公开的各个电路或其它电气装置分配特定的标签，但是这些标签并非意在限制电路和其它电气装置的操作范围。可以基于期望的特定类型的电气实施方式以任何方式彼此组合和/或分离这些电路和其它电气装置。应该认识到，术语“灯”和“灯泡”可以使用白炽灯泡、卤素灯、发光二极管(led)、紧凑型荧光灯(cfl)泡、高强度放电灯(hid灯)或世界车辆法规协调论坛(ece法规)或联邦机动车辆安全标准(fmvss)可接受用作车灯的任何光源来实施。还应认识到，术语“灯丝”可以使用用于相应灯的照明结构来实施。例如，led中的p-n结相当于白炽灯泡中的灯丝。还应认识到，在此公开的任何电路或其它电气装置可包括任意数量的微处理器、集成电路、存储装置(例如闪存、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可编程只读存储器(eprom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)或它们的其它适当的变型)以及软件，它们彼此协作以执行在此公开的操作。此外，任意一种或更多种电气装置可被配置为执行在非临时性计算机可读介质中实施的计算机程序，所述计算机程序被配置为执行公开的任意数量的功能。

诸如卡车、运动型多用途车辆、跨界车辆和一些乘用车辆的许多车辆被设计为用于牵引挂车。所述车辆通常包括位于车辆后部靠近挂车挂钩或挂钩接收器的连接器。挂车挂钩是挂车连接到车辆的结构。连接器提供用于车辆与挂车交互的电连接(诸如将电力提供到行车灯、停车灯、转向灯、倒车灯和电力制动器)。通常，还被称为挂车插头的挂车连接器包括与车辆后灯并联的电连接，并可包括将挂车的电力制动器连接到车辆中的制动控制器的连接。最近已引进挂车牵引照明模块(ttlm，trailertowlightingmodule)来为挂车提供包括灯断电检测、到车辆驾驶员的挂车状态反馈、周界报警和电池荷电控制的智能特征。这个新模块代表挂车照明技术的显著提高。然而，连接器和模块的性能易受包括环境和天气(诸如雪、冰、雨、盐雾、灰尘和泥土)的外部因素的影响。为了提高可靠性和操作性能，ttlm使用轮询策略(pollingstrategy)来检测挂车的存在，这种方法确定负载是否被连接到车辆。如果负载被连接到车辆并且通过触点之间的阻抗被检测到，则模块可通过向其它模块发出信号(诸如将指示消息“挂车已连接”的信号输出到驾驶员信息控制台(dic)或仪表组)来提供反馈。如果通过触点之间的高阻抗而可能确定负载未连接，则ttlm可提供指示消息“挂车未连接”的信号。天气因素，诸如积累在挂车牵引连接器内部的冰、雪、灰尘或泥土可能以对于连接的挂车来说可以接受的范围内的阻抗提供触点之间的电连接。由于水的盐分可提供可能被视为挂车电负载的电阻路径，因此这些天气因素可被ttlm作为错误的正读数接收。此外，某些类型的灰尘、污染物、脏水、泥土或冰可提供可能被视为挂车电负载的电阻路径。

智能挂车牵引连接器可包括4路连接器、7路连接器或者4路连接器与7路连接器的组合。两种连接器之间的物理差异在于：智能挂车牵引连接器添加了盖(还被称为罩(lid)或门(gate))以及检测盖是处于打开位置还是关闭位置的检测系统。检测系统是基于将信号提供到ttlm的两个开关的。信号可被配置为高态有效信号或低态有效信号。例如，控制器可使用被配置作为输入的通用输入/输出(gpio)引脚，并且在gpio引脚与提供到所述模块的模块电源(诸如vcc或vdd)之间具有上拉电阻(pull-upresistor)。模块电源可以是9v、5v、3.3v或小于12v的某电压电平，该模块电源用于给所述模块的电路提供电力。这与通常在完全充电时为12.6v和在放电时为12.1v的电池电压不同，然而，在操作期间，归因于与电线和电子元器件的电流流动和电阻相关的电压降，电压可下降到低于12.1v。这里，开关在闭合时将gpio引脚向下拉以指示开关闭合。可替代地，gpio可被连接到与底盘接地线(chassisground)连接的下拉电阻(pull-downresistor)，其中，连接到诸如vcc的模块电源的开关在闭合时将gpio引脚向上拉至模块电源以指示开关闭合。诸如簧片开关的开关可以嵌入连接器中并与盖中的磁体对齐，使得簧片开关在响应于连接器的盖的运动而从断开移动到闭合时改变状态。簧片开关是气封性玻壳中的黑色金属簧片上的一对触点。当簧片开关处于大于预定阈值的磁场中(诸如由接近磁体造成的)时，开关的状态从没有磁场存在时的状态进行改变。常闭开关在存在磁场的情况下断开，常开开关在存在磁场的情况下闭合。此外，开关可以是单极开关或双极开关。单极开关可与ttlm连接，而双极开关的一个极可与ttlm连接，另一极可与连接器的电源串联连接。

在一个实施例中，当连接器壳体的盖关闭时，磁性开关将把指示盖关闭的信号提供到ecu。在盖关闭并且插头未插入壳体中时，归因于雨、冰、雪、湿气、灰尘、盐雾或其它杂物，触点可能具有电阻路径。当盖关闭时，控制器可禁止将电力施加到触点，从而避免触点之间的任何可能的电阻路径以及相关联的泄漏电流。在盖打开时，开关将改变由控制器检测到的状态。基于检测到盖打开，控制器可周期性地将低电压施加到触点以检测负载是否被接合，低电压包括5v或3.3v以及低于约为12v的电池电压的电压。施加低电压以检测连接的挂车并在挂车和诸如雨、冰、雪、湿气、灰尘、盐雾或其它杂物的电阻路径之间进行区分。由于壳体的盖在挂车的插头插入和连接之前打开，因此ttlm算法可被配置为启动将允许系统定义是否为真正的连接状况的计时器。可周期性地唤醒计时器以将处于小于电池电压的电压的电压脉冲施加到触点上。基于电压脉冲，控制器可确定连接器的触点之间的阻抗。当连接器的触点之间的阻抗在阻抗范围内时，控制器可产生信号以将信号路由到连接器。

图1a是包括外部灯的车辆100的左/前透视图。机动车辆的照明由美国运输部(dot)的国家公路交通安全管理局(nhtsa)实施的联邦机动车辆安全标准108(fmvss108)进行规范。外部灯包括可具有远光设置和近光设置的前照灯102。近光设置通常限制来自前照灯的光束的强度和高度，而远光设置的照明图案通常比近光设置的照明图案大。另一外部灯是前转向信号灯104。车辆通常具有左前转向信号灯和右前转向信号灯。一些车辆具有还被称为行驶灯的雾灯106。车辆100还包括前行车灯108(包括108a和108b)；然而，一些车辆可通过在前转向信号灯中使用单个多灯丝灯泡或多个单灯丝灯泡而利用转向信号灯代替行车灯108。当行车灯108被点亮时，前角灯110通常被点亮。镜灯112可与行车灯108一起被点亮。镜灯112可具有为双灯丝布置的单个灯泡或可具有多个单灯丝灯泡，使得当转向信号灯被激活时镜灯112的强度闪烁。在一些实施方式中，车辆还可具有位于前轮拱和前车门铰链平面之间的后侧围板灯。后侧围板灯可与行车灯108一起被点亮，并且与镜灯112类似，可具有双灯丝布置，使得当转向信号灯被激活时其强度增加和减小。车辆100还可具有下车灯114，其通常为白色并被配置为照亮车辆100侧旁的地面区域。可以在车辆静止(诸如车辆被停放且人正在进入车辆100和离开车辆100)时激活下车灯114以照亮车辆100的侧旁。

图1b是图1a中示出的包括外部灯的车辆100的左/后透视图。车辆100的后部具有还被称为后灯或后导灯的尾灯116，诸如右尾灯和左尾灯，右尾灯和左尾灯可被一起点亮以指示应用车辆制动，右尾灯和左尾灯一起闪烁以指示危险信号，或者右尾灯和左尾灯独立闪烁以指示激活转向信号灯。在一些实施方式中，尾灯116可以在行车灯被激活的情况下以给定的强度(即低强度)被激活，并且根据制动器、转向信号灯或危险开关的激活而以增加的强度(即高强度)被激活。当选择使车辆倒车的传动模式时，倒车灯118通常被激活。倒车灯118通常为白色并且被设计为照亮车辆100后部附近的区域。倒车灯118通常比其它后向灯亮，并可在车辆100静止或被停放时被激活以照亮车辆100后部附近的区域。车辆可具有专用的后行车灯120；然而，一些车辆可通过在后转向信号灯中使用单个多灯丝灯泡或多个单灯丝灯泡而利用后转向信号灯代替后行车灯120。后牌照灯124通常以白光照亮车牌照周围的区域。当行车灯120被点亮时，后角灯126通常被点亮。此外，车辆100可包括中央高位制动灯(chmsl，centerhighmountstoplight)122。当车辆100牵引挂车时，许多灯可被挂车部分或完全遮挡。挂车插头连接器130(还被称为挂车插座)可靠近挂车挂钩设置在车辆100的后部。挂车插头连接器130提供从车辆100到挂车的电连接。连接器130可与后尾灯并联电连接，或可电连接到诸如ttlm的控制器，或可电连接到bcm中的控制器或处理器。

图2a是示例性的挂车插座200。还被称为挂车连接插座的挂车插座200包括插座壳体202、用于4路连接器插座连接器的4路盖204以及用于7路连接器插座连接器的7路盖206。挂车插座200被示出为4路插座和7路插座的组合；然而，挂车插座可包括单个插座，诸如扁平的4路挂车插座或圆的7路叶片型挂车插座。挂车插座可由金属、合金、塑料或其它合适的材料构成。使用的塑料可包括诸如聚酰胺或聚丙烯的聚合物或者诸如聚乙烯/丙烯腈丁二烯苯乙烯或聚碳酸酯/丙烯腈丁二烯苯乙烯的共混聚合物。由塑料制成的壳体可通过注射成型被构造，使得磁体或磁性开关可嵌入在壳体内。

图2b是包括磁性开关214和处于打开位置的4路插头盖204的示例性挂车插座200。挂车插座200包括插座壳体202和用于4路插座连接器210的4路盖204。触点212位于插座连接器210中，触点212通过壳体202电绝缘并被固定就位。磁性开关214可沿壳体202的表面被定位在多个位置。该示图示出了第一磁性开关214a的第一位置和第二磁性开关214b的第二位置。当盖204关闭时，第一磁性开关214a与第一磁体216a对齐。可选地，当盖204关闭时，第二磁性开关214b与第二磁体216b对齐。在另一实施例中，磁性开关可在铰链之下嵌入于壳体中并且磁体可与盖204的铰链结合，使得当盖204关闭时磁性开关与磁体对齐以改变磁性开关的状态，并且当盖204打开时磁性开关返回到静止或正常状态。

诸如ttlm的控制器可与磁性开关214连接，并在检测到开关214处于指示盖204处于打开位置的状态时，控制器可将电压施加到触点212。

如图2b所示的4路扁平挂车连接器的触点212的典型配置如下。

触点212a接地连接到挂车的底盘。触点212a通常使用16美国线规(americanwiregauge,awg)导线。在测量挂车上的负载的导电性、电阻或阻抗时，通常使用触点212a作为参考来进行测量。

触点212b连接到尾灯、示宽灯、示廓灯、行车灯和牌照/号牌灯。触点212b通常使用18awg导线。与触点212b相关的挂车负载的导电性、电阻或阻抗通常在触点212b与触点212a之间进行测量。

触点212c与左转向信号灯和停车灯连接。触点212c通常使用18awg导线。与触点212c相关的挂车负载的导电性、电阻或阻抗通常在触点212c和触点212a之间进行测量。

触点212d与右转向信号灯和停车灯连接。触点212d通常使用18awg导线。与触点212d相关的挂车负载的导电性、电阻或阻抗通常在触点212d和触点212a之间进行测量。

在检测导电性、电阻或阻抗时，可在接地触点212a与另一触点212b-212d之间进行测量，或者可在两个信号触点之间(诸如在212b与212c之间或在212b与212d之间)进行测量。尽管最常见的失效模式是接地电阻路径(即，触点212a与另一个信号触点之间的电阻路径)，但电线在长时间接触和摩擦之后也可形成电阻路径。通过在多个触点对上施加电压，控制器可以用于检查在触点212之间是否存在任何电阻路径，例如，在212b与212c之间、在212b与212d之间和在212c与212d之间。施加的电压可小于电池电压，因为较低的电压将不会给绝缘材料施加应力。在另一实施例中，施加的电压为电池电压，由于电池电压是在操作期间施加的电压，因此该电压可用于检测操作期间的电阻路径。此外，在进一步的实施例中，电压可大于电池电压。使用大于电池电压的电压的优点是，在增大的电压下可以确定由于可能的电弧而导致的绝缘材料的击穿。此外，可以连续使用多个电压电平的组合来测试挂车的线束。

图2c是包括磁性开关224和处于打开位置的7路插头盖206的示例性挂车插座200。挂车插座200包括插座壳体202和用于7路插座连接器220的7路盖206。触点222位于插座连接器220中，触点222通过壳体202电绝缘并被固定就位。磁性开关224可沿壳体202的表面被定位在多个位置。该示图示出了磁性开关224的示例性位置。当盖206关闭时，磁性开关224与磁体226对齐。在另一实施例中，磁性开关可在铰链之下嵌入于壳体中并且磁体可与盖206的铰链结合，使得当盖206关闭时磁性开关与磁体对齐以改变磁性开关的状态，并且当盖206打开时磁性开关返回到静止或正常状态。

如图2c所示的7路圆挂车连接器的触点222的典型配置如下。

触点222g接地连接到挂车的底盘。触点222g通常使用12awg导线。当测量挂车上的负载的导电性、电阻或阻抗时，通常使用触点222g作为参考来进行测量。

触点222a与左转向信号灯和停车灯连接。触点222a通常使用16awg导线。与触点222a相关的挂车负载的导电性、电阻或阻抗通常在触点222a和触点222g之间进行测量。

触点222c连接到尾灯、示宽灯/示廓灯和牌照灯。触点222c通常使用16awg导线。与触点222c相关的挂车负载的导电性、电阻或阻抗通常在触点222c与触点222g之间进行测量。

触点222d与通常在车辆点火开关接通时启用的辅助+12v电源连接。触点222d通常使用12awg导线。与触点222d相关的挂车负载的导电性、电阻或阻抗通常在触点222d与触点222g之间进行测量。

触点222e与右转向信号灯和停车灯连接。触点222e通常使用16awg导线。与触点222e相关的挂车负载的导电性、电阻或阻抗通常在触点222e与触点222g之间进行测量。

触点222f与电力制动器控制器连接。触点222f通常使用12awg导线。与触点222f相关的挂车负载的导电性、电阻或阻抗通常在触点222f与触点222g之间进行测量。

触点222b与至少一个倒车灯连接并可包括控制信号以在倒车时阻止到挂车制动器的浪涌(surge)。触点222b通常使用16awg导线。与触点222b相关的挂车负载的导电性、电阻或阻抗通常在触点222b与触点222g之间进行测量。

在检测导电性、电阻或阻抗时，可以在接地触点222g与另一个触点222a-222f之间进行测量，或者可以在诸如222d与222c之间或222b与222f之间的两个信号触点之间进行测量。尽管最常见的失效模式是接地电阻路径(即，触点222g与另一信号触点之间的电阻路径)，但电线在长时间接触和摩擦之后也可形成电阻路径。通过在多个触点对上施加电压，控制器可以用于检查在触点222之间是否存在任何电阻路径，例如，在222b与222c之间、在222b与222d之间、在222b与222e之间、在222b与222f之间、在222c与222d之间等。施加的电压可小于电池电压，因为较低的电压将不会给绝缘材料施加应力。在另一实施例中，施加的电压为电池电压，由于电池电压是在操作期间施加的电压，因此该电压可被用于检测操作期间的电阻路径。此外，在进一步的实施例中，电压可大于电池电压。使用大于电池电压的电压的优点是，在增大的电压下可以确定由于可能的电弧而导致的绝缘材料的击穿。此外，可以连续使用多个电压电平的组合来测试挂车的线束。

挂车的操作电压近似于电池电压，其中，操作电压低于电池电压达开关电阻的电压降以及挂车线束的电压降，电压经由所述开关被提供给挂车。通常，开关的电压降和线束的电压降二者都小于2伏特。当检测导电性、电阻或阻抗时，控制器可将确定的特性与低阈值和高阈值进行比较。所述阈值可基于挂车允许的规格的线。例如，触点到18码电线可具有3欧姆的较低的电阻阈值。如果控制器通过设计将触点到18awg的电流限制为3.5安培，则应用欧姆定律提供v/i为12伏特/3.5安培或3.4欧姆的最小电阻。同样，对于16awg来讲，可具有2.4欧姆的更低的电阻阈值。这里，控制器可考虑16awg可携带更大的电流并将电流限制为5安培，而得到12/5或2.4欧姆。并且对于12awg，较低的电阻阈值可以为1欧姆。

在替代实施例中，插座壳体和其它挂车插头构造可包括位于插座壳体中的磁性开关和磁性盖。其它挂车插头构造包括连同其它4路、5路、6路和7路构造的iso1185/saej560。

许多现代车辆中的灯光控制由控制器或诸如车身控制模块(bcm)的模块来执行。在此公开的处理、方法或算法可交付到处理装置、控制器或计算机或者通过处理装置、控制器或计算机实现，其中，所述处理装置、控制器或计算机可包括任何现有的可编程电子控制单元或专用电子控制单元。类似地，处理、方法或算法可以以许多形式被存储为可由控制器或计算机执行的数据和指令，所述形式包括但不限于：永久地存储在不可写入的存储介质(诸如rom装置)上的信息和可改变地存储在可写入的存储介质(诸如软盘、磁带、cd、ram装置和其它磁性和光学介质)上的信息。所述处理、方法或算法还可被实施为软件可执行对象。可选地，所述处理、方法或算法可利用合适的硬件组件(诸如专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、状态机、控制器或者其它硬件组件或装置)或者硬件、软件和固件组件的组合来整体或部分地实现。

虽然上文描述了示例性实施例，但是并不意味着这些实施例描述了权利要求包含的所有可能的形式。说明书中使用的词语为描述性词语而非限制性词语，并且应理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以做出各种改变。如前所述，可组合各个实施例的特征以形成本发明的可能未被明确描述或示出的进一步的实施例。虽然关于一个或更多个期望特性，各个实施例可能已被描述为提供优点或优于其它实施例或现有技术的实施方式，但是本领域普通技术人员应该认识到，根据具体应用和实施方式，一个或更多个特征或特性可被折衷以实现期望的整体系统属性。这些属性可包括但不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、市场性、外观、包装、尺寸、可维修性、重量、可制造性、易组装性等。因此，被描述为在一个或更多个特性上不如其它实施例或现有技术的实施方式合意的实施例并不在本公开的范围之外，并且可期望用于特定应用。