专利名称：多功能车辆灯光控制及故障监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机动车辆灯光控制开关，特别是一种车辆灯光的控制及故障监测装置。
现有车辆灯光控制开关，是以机电触点开关来实现的，对一个完整的车辆灯光系统，至少需五只以上的触点开关来实现，对各个单元灯光的控制，安装位置分散，有手动控制，也有脚踏控制，操作烦锁。使用中，触点易烧蚀而产生接触不良，可靠性差。特别是出现灯光故障时，无法实现故障提示和报警，极易引起交通事故。
本实用新型的任务要提供一种轻触式无触点电子开关，以取代传统的，分散安装的机电式触点开关，同时增加了各个车灯单元的工作状态显示和故障报警时的光电显示和信响提示功能。对左、右转向灯光采用无触点电子闪光控制，和转弯语言提示；对车辆大灯采用轻触式开关控制远光，近光变换，还可连接变光传感器实现自动变光；倒车灯自动点燃和倒车语言提示。从而简化车灯控制操作。通过报警和语言提示，提高车辆灯光信号的准确性和可靠性，预防和减少因车灯信号提示不准确或不提示而导致的交通事故。
本实用新型的任务是以下述方式实现的，它包括无触点电子闪光转向控制电路，远、近灯光控制电路，倒车、刹车、防雾灯、尾灯灯光控制电路等，各个车灯的控制及光电显示单元电路(1)－(8)、轻触开关电路(a)－(d)、车灯故障报警信响电路和语言提示电路、倒车灯自动开关控制电路、大灯自动变光接口电路等组成。
以下结合附图和实施例对本实用新型作详细说明附
图1是本实用新型的结构组成框图。
附图2是本实用新型的电路组成原理图。
附图3是附图2中车灯的控制及光电显示电路原理图之(1)－(8)。
附图4是本实用新型轻触开关控制电路。
附图5是本实用新型的一个实施例。
附图6是倒车灯自动开关控制电路原理图。
在本实用新型中，对各个车灯的控制采用了如附图3所示的无触点开关电路，以及车灯工作状态显示和故障光电提示电路。该种车灯的控制及光电显示单元电路，由大功率开关管、LED01、偏置电路R01－R07，二极管D01、D02等组成，大功率开关管VT01的G极分别径偏置电阻R01接电源V1，径偏置电阻R02接对应的轻触开关电路的输出端X，S极接电源V＋，D极输出电阻R03的一个引出端Z接负载(车灯一端接地)，径R03的另一个引出端B2正向连接二极管D02；晶体管开关T01、T02的e端共接电源V＋，T01的b端(引出端B3)偏置电阻R03、R04接VT01的D端，T02的b端接T01的c端，双色发光二极管LED01的两个正向端，分别径偏置电阻R06、R07接T01、T02的c端，LED01的两个共用负端接T03的e端，T03的b端径偏置电阻R05、接X端，T03的c端(V0端)接地。大功率开关管VT01输出端的负载有一端接地的V－MOS场效应管、BTS412、BTS432智能开关电路或TWH8778高速开关管或其它固态继电器。
如图5本实用新型的无触点转向闪光电路由IC1、电阻R1、R2电容C2、C3组成时基电路，以每秒0.5至1周的频率经D1、D2控制VT1、VT2的导通与截止，从而使得L1(左)L2(右)灯光按一定频率闪烁。本实用新型样机中的VT1－VT7选用P沟道型的V－MOS场效应管，其S极接正电源电压，D极接负载(负载一端接地，G极开通的电压是负电压)，VT1、VT2的输入端还受X1、X2端子电位高低的控制，在初始状态X1、X2输入的是高电位，由于R3、R10接电原V1，VT1、VT2的输入端G呈高电位而截止，当要左转向灯点亮时，只要X1翻转输入低电位的稳定状态，VT1经R4提供偏置电流而饱和导通，由IC1经D1提供一个定时脉冲控制闪光频率。当要关掉左转向灯时，只要使X1翻转为高电位状态即可。原理见附图4。右转向电路工作过程为左转向工作过程相同。VT3、VT4、VT5、VT6、VT7等组成的单元电路，分别设为防雾、倒车、远光、近光、尾灯控制电路，X1、X2、X3、X4、X5、X6均为对应的灯光单元电路的控制输入端，静态时，均需接入高电位信号，这是与所选V－MOS管的极性不同截止状态下所需加的电位高低不同的关系而定的，其电路的工作原理相同。现以远光、近光、尾灯控制电路为例说明其工作原理，当X5为低电位“0”时(即远光灯开启)R36向VT5提供导通负偏压使L6点亮，X5为高电位“1”时或悬空，由于R35接高电位“1”VT5截止；当X6为低电位“0”时(即近光灯开启)，VT6导通，L7点亮，X6为高电位“1”时或悬空，R42由于接高电位“1”，VT6截止L7灭。在远光、近光任一车灯点亮时，尾灯L8也同时亮，如当远光灯L6亮时，T21经R38、D10、R51提供正向偏置而导通，D14接低电位，VT7的G极接低电位而导通，L8点亮；近光灯L7亮时，T21经R45、D12、R51提供正向偏置而导通，VT7导通，尾灯L8亮。当远光、近光均灭时，T21无偏置，由于R50的作用，使得VT7截止，L8灭。K1是原车脚刹开关，当K1闭合时(即刹车时)，L5亮，K1断开后，L5灭。图中所示的车灯L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8在现有车辆上一般是由两只左右两边、前后各两只并联组成，有些车辆倒车灯、防雾灯是一只，但不影响电路工作原理，只是选择灯光故障报警时，所对应的取样电阻不同而已。
车灯故障显示电路由R5－R9、R12－R16、R19－R22、R26－R30、R31－R34、R37－R41、R44－R48、R52－R56、T1－T24、LED1－LED8(变色发光二极管)等组成8个单元电路，各个单元电路组成相同，区别在于取样电阻R5、R12、R19、R26、R31、R37、R44、R52的取值不同。现以远光灯电路为例加以说明其中R37为取样电阻，其值取决于所选V－MOS管的功率、开通电阻并与车灯功率大小有关。T15、T16是PNP硅三极管，T15导通取决于VT5的S－D极两端的电压降，R38是T15的偏置电阻，T17是一控制LED6变色发光二极管与VT5同步工作的PNP开关管，VT5导通时(大灯亮)，X5呈低电位，此时T17经R39接低电位而饱和导通，LED6工作，当VT5截止时，X5呈高电位而T17截止，LED6负极呈高阻而不工作，开关管T17的作用在于保证LED6与VT5同步工作(T3、T6、T9、T12、T20、T24的作用同T17)。
设远光灯正常时，T15饱和导通，此时T16截止，LED6左边发光管亮(发绿光)，当远光灯有一只或两只损坏，则VT5S－D极和R31的压降减至一半或零，T15截止，T16经R40、LED6左边发光管、T16得到偏置而导通，输出高电位，LED6右边发光管亮发红光，此时，LED6左边不完全熄灭，虽T15截止，T16饱和后，其T16的发射极和基极相当于一只二极管，T16的基极有正电位，LED6左边发光管经R40获得点亮的条件，此时，LED6二只发光管混合发出橙色光，显示远光灯已有一只或两只损坏。其它灯光故障显示，工作原理同远光灯故障显示一样，只是LED发光管选定的颜色不同，一般可以选定，正常时发绿色(刹车显示的LED5正常时发红光)，有一只以上灯有故障时，发出橙色光，其中取样电阻R8、R14、R20、R26、R40、R46、R51的阻值选择取决于对应的车灯功率的大小。
本实用新型在出现灯光电路故障时，除提供光电显示外，同时提供信响报警功能，由IC4组成多谐振荡电路，Y2为微型蜂呜器，各个车灯的控制单元(1)－(8)的光电显示电路的D4、D5、D7、D8、D9、D11、D13、D15的负极(B1端)接报警信响电路IC4的电源端。当任一单元的车灯线路出现故障时，可发出“嘀…嘀…”的断续报警声。现仍以远光灯电路为例说明其工作原理，远光灯正常时，T16处于截止状态(见前述)D11截止，IC4无工作电压，当有一只灯损坏时，T16饱和导通，D11随之而导通，IC4有工作电压而工作，发出断续报警声，其中R65是限流电阻，可以调节Y2发声的强弱和音色。其他车灯发生故障时的信响报警工作原理相同。
本实用新型的语言提示电路，在转向和倒车时，还可实现语言提示和停车时的防盗报警功能。左、右转向控制单元(1)，(2)大功率开关管VT1、VT2的G极分别径正向二极管D1、D2接时基电路IC1的输出端，D3、D6的负极(B2端)共接于语言电路IC2的一个触发端。语言提示电路的语言片IC2选用“嘀嘟，倒车”、“嘀嘟转弯”、“抓贼啊”三句一体的语言片或其它音乐电路。由开关管T25，57－R59、D16、ZD1、ZD1，C5组成的转向语言提示和倒车语言提示优先控制电路。其工作原理是设左转向灯工作时，D3输出高电位，经R58触发IC2的相应端子，经IC3功放电路驱动扬声器Y1发出“嘀嘟转弯”的语言声，右转向经D6、R58触发IC2的相应端子，发出与左转向一样的语言声；倒车时，D17输出高电位经R59、触发IC2的相应端子发出“嘀嘟倒车”的语言声，在倒车时又要转弯，只发出倒车的语言声而转弯的声音排除，不然发出的语言声音混合，触发混乱。其优先控制的原理是当左或右转向时，R58有触发电压，T25集电极有正向电压，此时T25是截止的，与此同时，倒车灯工作时，D17输出高电位触发IC2相应的端子，又与此同时，D16、R57向T25提供偏置电流而导通，使IC2转向触发端子对地为低电位不受触发，因而只发出倒车语言声，当不倒车时，D17为低电位，D16无偏置电流，T25截止，左、右转向仍可正常触发。X7端接防盗密码开关电路，其防盗密码开关可选保密性强，不易发现，驾驶员容易操作和编码的任何开关即可，要求触发电压大于＋5V以上，当有人盗车时，触发电压经R62触发IC2的7相应端子而发出“抓贼啊”的喊话声。其中ZD1－ZD3是IC2触发端的稳压二极管，以防止过高的触发电压损坏IC2，C4、C5、C9是抗干扰电路，用以防止误触发，IC3为功放集成电路，Y1选防水扬声器。若选用其它音乐电路单音发声时，左右倒车均触发一个端子，可免去T25，而选用二种音乐时，可按上述电路。
轻触开关电路见附图4所示由CMOS型R－S触发器IC201－206，D201－214，C201－209，R201－R212，K2130组成。其中左、右转向轻触开关控制电路由IC201－IC202，D201－206、C201－C203，R201－R204，左、右转向轻触按扭K22、K23，关断轻触按扭K21组成；D201、D202的负端结点接K21，正端分别接IC201，IC202的S端；D203、D204负端结点接K22，正端分别接IC201的R端，IC202的S端；D205、D206负端结点接K23，正端分别接IC201的S端，IC202的R端；IC201，IC202的S端对地分别接有防误电容C201、C202。若采用正向触发VT1－VT7，则本电路中C201－C207改接至置“0”端R端，K21－K30的作用应作相应调整。X1－X6输出对应附图5中的X1－X6端子，IC201、IC202组成左、右车灯的开启轻触开关电路，K21为左、右转向总开关，K22、K23分别为左转向、右转向开启开关，X1－X6静态时输出高电位“1”，启动相应车灯时翻转为“0”，本电路IC201－IC206采用CMOS型R－S触发器型号为CD4044，也可选用CD4043，其功能相同，但触发翻转电位用高电位“1”，因此，需要对附图4电路的触发等电路作相应改变即可。该电路中C201C208是专为IC201－IC206静态时置位端的触发电容，还起静态时X1－X6输出防止误翻转的作用，利用电容器两端电压不能突变的原理，车辆一接通电压，就使得X1－X6呈高电位“1”，D201－D206是隔离二极管，当要开启左转向时，轻触一下K22、IC201的复位端R经D203至地触发翻转，使X1为“0”，左转向灯亮；IC202的S端经D204同时至地，X2仍为“1”，当要右转向时，不必轻触K21只需轻触K23，此时IC201置位S端经D205至地，使X1翻转为“1”，同时，IC202复位端R经D206至地，IC202清零，X2输出低电位“0”，右转向灯亮；关闭转向灯时，轻触一下K21，IC201、IC202的置位端S经D201、D202至地，而X1、X2均输出“1”至使L1、L2均灭。
IC205、IC206组成远光，近光轻触开关电路，K29、K30分别为远光和近光开关，K28为远光、近光总关开关，电路组成及工作原理与转向轻触电路相同。只是增设J3、J4自动变光接口端子，本电路低电位有效，变光电路的传感器可采用任何简易可靠的电路即可正常工作，J3输入为低电位时远光灯亮，J4输入低电位时远光灯灭近光灯亮。IC203等组成防雾灯开启轻触电路，K25为点亮开关，K24为关断开关。IC204等组成倒车灯开启电路，K27为点亮开关，K26为关断开关，D207、D208引出端J1、J2是为倒车灯自动开启装置而设的接口端子，低电位有效，其传感器原理见附图6。附图四所示的IC201－IC206可选除互锁触发器之外的各种触发电路(优先选用CMOS型，触发电流达微安级)只要能单独工作就行，因车辆行驶中经常有时多种灯光同时工作，若采用互锁电路就达不到任意灯光的开启。
附图6是倒车灯自动开关控制电路，图(e)中的这种自动开关控制电路由ZL301、ZL302、IC301－IC304等组成两个对称的接近开关电路，其功能集成电路IC301、IC303的优选件为TDA0161。它的特点是起振容易，波形良好，频率稳定，改变ZL301或ZL302的电量可改变振荡频率。另由电压比较器IC302、IC304(优选件为CA3140)等组成电压比较电路，W301、W302是参考电压电位器，调节W301、W302可调节比较器的起控点和灵敏度，当ZL301无金属物阻挡时，IC301的输出端向IC302的正向输入端提供一个低电位，IC302输出一低电位，而当ZL301有金属物挡住后，振荡器停振或高频信号幅度大降，IC302的正向输入电位上升，若升至W301、W302设置的参考电压，IC302输出高电位。ZL302、C303、C304等组成的电路工作过程同上述电路(从略)。
与非门F1－F7组成方向鉴别器，A、B点是取样脉冲输入端，Q1为正向鉴别信号输出端，Q2为反向鉴别信号输出端(对应车辆向前和向后行驶)，当ZL301、ZL302无金属物挡住时，A、B点为低电位，Q1、Q2输出高电位。当金属物正向运行时，设先挡住ZL301，A点先得到高电位“1”，B点为“0”，当金属物继续正向运行档住ZL302，B点同时为高电位“1”，Q1端输出低电位“0，此时Q2仍保持“1”状态，随着金属物的继续运动，A、B点的信号先后消失为“0”，一次正向鉴别结束。当金属物体反向运行时，物体先挡住ZL302，B点先得到取样脉冲B＝“1”，A此时为“0”，当物体同时挡住ZL301时，A、B均为“1”，这时Q2端输出低电位“0”，Q1端仍为“1”，随着物体的继续运行，B、A点先后失去取样脉冲，鉴别器将恢复原状，结束一次反向鉴别，本电路经实验，鉴别正确，ZL301、ZL302距金属物体3－5mm能可靠鉴别运行方向。Q1输出的正向鉴别脉冲用于数字车速表和数字里程计的输入脉冲，Q1、Q2输出的不同脉冲作为倒车的自动控制车灯的触发脉冲，附图4中的D207负极接Q1，D208的负极接Q2，当车辆向前行驶时(设为正向鉴别)，Q1输出的低电位经D207触发IC204的置位端S，X4保持“1”态，倒车控制电路不工作；当车辆倒车时(设为反向鉴别)Q1为“1”对IC204的S端不触发，而Q2输出“0”，经D208触发复位端R、IC204翻转，X4输出低电位“0”，倒车电路工作，L4亮，经D17触发IC2发出“嘀嘟，倒车”的语言声音，从而达到车灯的无触点自动点燃和倒车语言的自动发音。倒车完毕向前行驶时，IC204置“1”，X4输出为“1”，倒车灯灭，语言声停。附图6中的图(f)是图(e)电路中接近开关电路的等效替换电路，集成电路IC305、IC306优选件为SC205。图(g)是图(e)电路中方向鉴别器的等效电路，集成电路IC307优选件为HU8803。
最后说明附图5的原器件的代用方法，本实用新型样机VT1－VT7选用IRF9523P沟道大功率场效应管作为车灯亮灭的无触点开关使用，若选用N沟道的大功率场效应管，由于N沟道的S极是接地电位，D极输出负载一端接正电压，适应于正极搭铁的车辆。对于采用负极塔铁的车型最好采用P沟道型的V－MOS管或其它带智能型如BTS412、BTS432等末级输出是V－MOS负载有一端接地的大功率开关集成电路。其触发导通有些采用正向触发电压，则应对附图2至附图5的有关电路只需改变极性，如采用T17类的管子，其基极应加反相器。同时对附图四轻触开关电路的静态输出改为“0”。若采用如类似TWH8778型的的功率开关管，由于其末级是采用PNP型大功率三极管，车灯故障显示报警电路势必要增加大功率取样电阻，而且这种开关管功率余量不足，带不动大功率车灯，需多块并联使用，则会使电路复杂化。本实用新型适用于12V、24V车，应用24V车时，附图2、3、4、5、6有关元件的耐压值，取样值偏置电阻作相应改变即可或采用稳压12V电路，提供控制电路的工作电压。
本实用新型具有操作简便、可靠性高、预防性强的特点；安装容易，不用改变现有车辆灯光系统线路即可直接加装；生产成本低，制造容易，应用前景广阔，经济效益及社会效益显著，填补了国内外空白。
权利要求1.一种多功能车辆灯光控制及故障监测装置，包括无触点电子闪光转向控制电路，远、近灯光控制电路，倒车、刹车、防雾灯、尾灯灯光控制电路等，其特征是各个车灯的控制及光电显示单元电路(1)-(8)、轻触开关电路(a)-(d)、车灯故障报警信响电路和语言提示电路。倒车灯自动开关控制电路。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征是该种车灯的控制及光电显示单元电路，由大功率开关管、LED01、偏置电路R01－R07，二极管D01、D02等组成，大功率开关管VT01的G极分别径偏置电阻R01接电源V＋，径偏置电阻R02接对应的轻触开关电路的输出端X，S极接电源V＋，D极输出电阻R03的一个引出端Z接负载(车灯一端接地)，径R03的另一个引出端B2正向连接二极管D02；晶体管开关T01、T02的e端共接电源V＋，T01的b端(引出端B3)偏置电阻R03、R04接VT01的D端，T02的b端接T01的c端，双色发光二极管LED01的两个正向端，分别径偏置电阻R06、R07接T01、T02的c端，LED01的两个负端接T03的e端，T03的b端径偏置电阻R05、接X端，T03的c端(V0端)接地。
3.根据权利要求1、2所述的装置，其特征是大功率开关管VT01为输出端的负载，有一端接地的V－MOS场效应管BTS412、BTS432智能开关电路或TWH8778高速开关管或其它固态继电器。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征是，转向轻触开关电路，由CMOS型R－S触发器IC201－IC202，D201－206、C201－C203，R201－R204，左、右转向轻触按扭K22、K23，关断轻触按扭K21组成；D201、D202的负端结点接K21，正端分别接IC201，IC202的S端；D203、D204负端结点接K22，正端分别接IC201的R端，IC202的S端；D205、D206负端结点接K23，正端分别接IC201的S端，IC202的R端；IC201，IC202的S端对地分别接有防误电容C201、C202。两对正向触发VT1－VT7，其二极管的极性相反，C201、C202改接至置“0”端R端。
5.根据权利要求1所述的的装置，其特征是左、右转向控制单元(1)，(2)大功率开关管VT1、VT2的G极分别经正向二极管D1、D2接时基电路IC1的输出，D3、D6的负极(B2端)共接于语言电路IC2的一个触发端。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征是各个车灯的控制单元(1)－(8)的光电显示电路的D4、D5、D7、D8、D9、D11、D13、D15的负极(B1端)接报警信响电路IC4的电源端。
7.根据权利要求1所述的语言提示电路，其特征是由开关管T25，R57－R59、D16、ZD1、ZD1，C5组成的转向语言提示和倒车语言提示优先控制电路。
8.根据权利要求1所述的倒车自动开关控制电路，其特征是由ZL301、ZL302、IC301－IC304组成的接正近开关电路和与非门F1－F7组成的方向鉴别器所构成。
9.根据权利要求1所述的倒车自动开关控制电路，其特征是由ZL301、ZL302、IC305、IC306组成的接近开关电路和由IC307反相器F8组成的方向鉴别器所构成。
专利摘要本实用新型适用于各型车辆的灯光控制，车灯故障监测显示报警。由轻触开关、数字集成电路及大功率无触点开关电路组成，启闭全部车灯的亮灭，无触点转向闪光，转向、倒车自动开关及语言提示，车灯线路故障自动监测，并从变色显示，信响报警提示车灯故障的范围，从而预防因车灯故障引起的交通事故。
文档编号B60Q11/00GK2151043SQ93233828
公开日1993年12月29日 申请日期1993年4月23日 优先权日1993年4月23日
发明者陈春 申请人:陈春, 邹敬秀, 陈旺敏, 邹敬光, 陈晓娃