CN102166985B - 载货汽车转向灯故障检测预警装置 - Google Patents

Abstract

载货汽车转向灯故障检测预警装置属公路运输车辆安全性能检测技术领域，本发明车载终端分别获取拉线式电位器、标定电阻和光敏电阻的输出电压信号；通过拉线式电位器输出电压变化，检测驾驶员的转向驾驶行为；标定电阻输出电压用于判断转向系统供电电路是否正常工作，光电隔离器将标定电阻与转向系统供电回路隔离，使标定电阻输出电压测量结果更加稳定、准确；基于光敏电阻的光电特性来检测转向灯的工作状态。本发明能实时对转向系统故障进行自动检测，便于载货汽车驾驶员长途运输过程对转向系统故障进行维修，预防交通事故，本发明结构简单、成本低、易于与汽车原电路连接，便于推广应用，因采用单片机作为车载终端，故便于后续系统平台功能扩展。

Description

载货汽车转向灯故障检测预警装置

技术领域

本发明属于公路运输车辆安全性能检测技术领域，具体涉及一种载货汽车转向灯故障监测预警装置。

背景技术

目前，载货汽车一般不具备转向灯故障自检预警装置。而与轿车相比，载货汽车工作条件差极易造成转向系统故障。汽车转向灯在汽车行驶过程中起到非常重要的提示作用，它是不同车辆驾驶员之间交流的光指示语言。汽车转向系统在汽车行驶过程中由于振动冲击发生故障或损坏后，如果驾驶员未能及时发现，极易对引导车和跟车产生误导从而诱发道路交通事故。车辆转向灯完好无损是保证安全驾驶的必要条件，因此实时动态检测转向系统工作状态，并及时提醒驾驶员具有重要的意义。为了防止由转向系统故障诱发的道路交通事故的发生，以及在载货汽车长途运输过程中便于驾驶员对转向系统故障进行维修，极需一种能够自动实时地检测转向系统故障的预警装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种载货汽车转向灯故障检测预警装置，以满足载货汽车行驶过程中转向系统故障实时动态检测预警的需求。本发明的上述目的通过以下技术方案实现，结合附图说明如下：

本发明由供电系统、检测组件、车载终端7、报警器12和转向灯20组成，其中供电系统的车载电源1经逆变器2与变压器3连接；变压器3的5v电压输出端5分别与检测组件中的分压电阻13、检测组件中的光电隔离器三极管17的集电极III、检测组件中的拉线式电位器22电压输入端连接；变压器3的接地端4分别与检测组件中的光敏电阻14的电压输出端25、标定电阻15和拉线式电位器22的电压输出端连接；车载终端7中的车载终端电极8的正极与变压器3的12v电压输出端6连接，车载终端电极8的负极与变压器3的接地端4连接；检测组件的保险电阻19与转向灯20并联；保险电阻19与光电隔离器发光二极管18串联，光电隔离器发光二极管18的输出端II与变压器3接地端4连接；车载终端7中的I/O输入端口9的一路与检测组件中光电隔离器三极管17的发射极IV连接；车载终端7中的A/D输入端口10中的一路与光敏电阻电压输入端24连接；A/D输入端口10中的另一路与拉线式电位器22信号输出端连接；车载终端7的232串行口11输出端与报警器12连接。

供电系统由车载电源1、逆变器2和变压器3组成，车载电源1经逆变器2与变压器3连接，变压器3的5v电压输出端5与检测组件中的分压电阻13连接，检测组件中的分压电阻13与光敏电阻14的串联，光敏电阻14的电压输出端25与变压器3的接地端4连接；变压器3的5v电压输出端5还与检测组件中的光电隔离器三极管17的集电极III连接，光电隔离器三极管17的发射极IV经标定电阻15与变压器3的接地端4连接；变压器3的5v电压输出端5还与检测组件中的拉线式电位器22电压输入端连接，拉线式电位器22的电压输出端与变压器3的接地端4连接；车载电源1与转向灯20串联，保险电阻19与转向灯20并联，保险电阻19与光电隔离器发光二极管18串联，光电隔离器发光二极管18的输出端II与变压器3的接地端4连接；变压器3的12v电压输出端6与车载终端7的车载终端电极8的正极连接，车载终端7的车载终端电极8的负极与变压器3的接地端4连接。

检测组件由分压电阻13、光敏电阻14、标定电阻15、光电隔离器16、保险电阻19、拉线式电位器22和防护罩23组成，分压电阻13与光敏电阻14串联后，与变压器3的接地端4连接；光敏电阻14的电压输入端24与车载终端7的A/D输入端口10连接，光敏电阻14的电压输出端25与变压器3的接地端4连接；光敏电阻14由防护罩23密封，防护罩23留有对准转向灯20发光中心的开口；标定电阻15的电压输入端与车载终端7的I/O输入端口9连接；标定电阻15的电压输出端与变压器3的接地端4连接；光电隔离器16由光电隔离器三极管17和光电隔离器发光二极管18组成；保险电阻19与转向灯20并联，保险电阻19与光电隔离器发光二极管18串联，光电隔离器发光二极管18的输出端II与变压器3的接地端4连接；拉线式电位器22一端固定，拉线端与转向操纵杆21连接，拉线式电位器22信号输出端与车载终端7的A/D输入端口10连接。

车载终端7设有车载终端电极8、I/O输入端口9、A/D输入端口10和232串行口11；车载终端电极8的正极与变压器3的12v电压输出端6连接，车载终端电极8的负极与变压器3的接地端4连接；I/O输入端口9中的一路与检测组件中光电隔离器三极管17的发射极IV连接；A/D输入端口10中的一路与光敏电阻电压输入端24连接；A/D输入端口10中的另一路与拉线式电位器22信号输出端连接；232串行口11输出端与报警器12连接。

车载终端7可采用不同型号的单片机，对I/O输入端口9、A/D输入端口10和232串行口11进行扩展。

车载终端7分别获取拉线式电位器22、标定电阻15和光敏电阻14的输出电压信号，按照设定的数据处理程序进行分析，检测汽车转向系统的工作状态。该装置通过拉线式电位器22输出电压变化，检测驾驶员的转向驾驶行为，即汽车转向操纵杆21的位置；标定电阻15输出电压用于判断转向系统供电电路是否正常工作，光电隔离器16将标定电阻15与转向系统供电回路隔离，可以有效地消除转向系统供电回路对检测电路测量结果的干扰，使标定电阻15输出电压测量结果更加稳定、准确；基于光敏电阻的光电特性，来检测转向灯的工作状态。

本发明针对载货汽车工作条件差、无转向灯故障自检功能的问题，设计一种载货汽车转向灯故障检测预警装置，在汽车行驶过程中能对转向系统故障原因进行自动检测，可预防因汽车转向系统故障引发的道路交通事故，便于载货汽车驾驶员长途运输过程对转向系统故障进行维修。

本发明结构简单、成本低、易于与汽车原电路连接，便于推广应用，因采用单片机作为车载终端，故便于后续系统平台功能扩展。

附图说明

图1为载货汽车转向灯故障检测预警装置结构示意图

图2为拉线式电位器与转向操纵杆相对位置示意图

图3为转向灯与光敏电阻相对位置示意图

图4为光敏电阻与遮光片相对位置剖视图

图5为载货汽车转向灯故障检测预警流程图

其中：1.车载电源  2.逆变器  3.变压器  4.接地端  5.5v电压输出端  6.12v电压输出端7.车载终端  8.车载终端电极  9.I/O输入端口  10.A/D输入端口  11.232串行口  12.报警器13.分压电阻  14.光敏电阻  15.标定电阻  16.光电隔离器  17.光电隔离器三极管  18.光电隔离器发光二极管  19.保险电阻  20.转向灯  21.汽车转向操纵杆  22.拉线式电位器  23.防护罩  24.光敏电阻电压输入端  25.光敏电阻电压输出端  I.光电隔离器发光二极管18的输入端  II.光电隔离器发光二极管18的输出端  III.光电隔离器三极管17的集电极  IV.光电隔离器三极管17的发射极  A.系统初始化  B.静态检测  C.动态检测

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细描述：

如图1所示，载货汽车转向灯故障检测预警装置主要包括供电系统、检测组件、车载终端7、报警器12和转向灯20，其中供电系统中车载电源1经过逆变器2将24V直流电转变为220V交流电，然后经过变压器3分别通过5v电压输出端5、12v电压输出端6输出5V和12V直流电，为车载终端7、光敏电阻14、光电隔离器三极管17和拉线式电位器22供电；检测组件由光敏电阻14、标定电阻15、光电隔离器16、拉线式电位器22和防护罩23组成，分别用于检测汽车转向操纵杆21的位置、转向系统供电线路的连接状态和转向灯20的工作状态；车载终端7为单片机，其端口类型分为I/O输入端口9、A/D输入端口10和232串行口11，232串行口11可用于信号的输入和输出；拉线式电位器22输出电压作为车载终端的A/D输入信号，标定电阻15输出电压作为车载终端7的I/O输入信号，光敏电阻14输出电压为车载终端7的A/D输入信号；车载终端7获取拉线式电位器22、标定电阻15和光敏电阻14的输出电压信号，按照设定的判定程序，对车辆转向系统的工作状态进行检测，并通过232串行口11输出控制指令，控制报警器12发出相应的预警信号。

如图2所示，拉线式电位器22一端固定，拉线式电位器22水平高度与汽车转向操纵杆21相同，拉线式电位器22拉线端与汽车转向操纵杆21连接，用于实时测量汽车转向操纵杆21的位置，当转向操纵杆位于a时，汽车不转向，假设此时拉线式电位器22输出电压为V₀；当转向操纵杆位于b时，汽车右转向，拉线式电位器22输出电压为V₁，由于拉线式电位器22测量阻值变小，则V₁＜V₀；当转向操纵杆位于c时，汽车左转向拉线式电位器22输出电压为V₂，由于拉线式电位器22测量阻值变大，则V₂＞V₀；拉线式电位器22输出电压作为车载终端7的A/D输入信号，车载终端7获取拉线式电位器22输出电压，通过计算拉线式电位器22当前电压V与V₀、V₁和V₂的差值关系，即可检测汽车转向操纵杆21的位置，即汽车的转向状态。

如图1所示，转向灯20供电系统正常工作状态下，车载电源1向转向灯20供电，电流经过保险电阻19由光电隔离器发光二极管18的输入端I通过光电隔离器发光二极管18后接电源负极；光电隔离器发光二极管18产生一定波长的光被光探测器接收后产生光电流作为光电隔离器三极管17基极的输入电流，光电隔离器三极管17的集电极III与变压器3的5V电压输出端5，电流放大后由光电隔离器三极管17的发射极IV输出后流经标定电阻15，此时标定电阻15两端有电压降V_b；若无电流经过光电隔离器发光二极管18，则光电隔离器三极管17的基极无输入电流，此时标定电阻15两端电压降为0；光电隔离器16将标定电阻15所在回路与转向灯20供电回路隔离，可以有效地消除转向系统供电回路对标定电阻15输出电压测量结果的干扰，使检测结果更加稳定、准确。

标定电阻15输出电压等于0或V_b，将标定电阻15的输出电压作为车载终端电极8的I/O输入信号，车载终端电极8获取标定电阻15的输出电压，通过大量反复试验获取两者之间合理的阈值V_j；当标定电阻15输出电压大于V_j，系统输出为1，表明转向系统供电回路工作正常；当标定电阻15输出电压小于V_j，系统输出为0，表明系统供电回路发生断路。

当转向系统供电回路正常工作时，如图1所示，系统基于光敏电阻14的光电特性，通过测量光敏电阻14的输出电压检测转向灯20的工作状态。光敏电阻14的输出电压作为车载终端7的A/D信号输入，车载终端7内置程序计算光敏电阻14相邻两个采样周期的输出电压的平均值作为光敏电阻14的输出电压值，并通过大量反复试验确定高低电平之间的界限值。若光敏电阻14输出电压为高电平，则表明转向灯20未亮；若光敏电阻14输出电压为低电平，则表明转向灯20处于闪烁工作状态。

如图3所示，该装置利用防护罩23将光敏电阻14密封并预留开口对准制动灯20发光中心，防护罩23采用不透光的塑料材料压制，光敏电阻14粘接在防护罩23的内部，最大程度的降低自然光对光敏电阻14阻值的影响，使光敏电阻14阻值的变化仅与转向灯20闪烁与否相关。

光敏电阻14与防护罩23安装位置关系如图4所示，光敏电阻14电压输入端24和光敏电阻14电压输出端25分别通过导线与分压电阻13电压输出端和变压器3的接地端4连接，光敏电阻14粘结于防护罩23底端。

载货汽车转向灯故障检测预警流程如图5所示，可分为系统初始化A、静态检测B和动态检测C三个过程；系统初始化A为车载终端7对传感器连接状态进行检测；静态检测B主要用于车辆行驶前转向系统状态检测或长途运输过程中对转向系统维修时故障原因检测；动态检测C为车辆行驶过程中转向系统工作状态实时动态检测过程；车载终端7对转向系统状态进行检测的流程如下：

若检测到汽车转向操纵杆21位于a处，系统进入下一个循环，直至检测到汽车转向操纵杆21处于b或c处(即右转灯或左转向灯开启)时，若系统对标定电阻15输出电压分析结果为0，表明转向系统供电回路发生断路，系统发出相应的预警信息；若系统对标定电阻15输出电压分析结果为1，表明转向系统供电回路工作正常；当汽车转向操纵杆21处于b或者c位置时，且转向系统供电回路工作正常的前提下，检测光敏电阻14的输出电压，若光敏电阻14输出电压为高电平，则表明转向灯20未亮；若光敏电阻14输出电压为低电平，则表明转向灯20处于闪烁工作状态。

Claims (4)

1.一种载货汽车转向灯故障检测预警装置，其特征在于由供电系统、检测组件、车载终端(7)、报警器(12)和转向灯(20)组成，供电系统的车载电源(1)经逆变器(2)与变压器(3)连接；变压器(3)的5v电压输出端(5)分别与检测组件中的分压电阻(13)、检测组件中的光电隔离器三极管(17)的集电极(III)、检测组件中的拉线式电位器(22)电压输入端连接；变压器(3)的接地端(4)分别与检测组件中的光敏电阻(14)的电压输出端(25)、标定电阻(15)和拉线式电位器(22)的电压输出端连接；车载终端(7)中的车载终端电极(8)的正极与变压器(3)的12v电压输出端(6)连接，车载终端电极(8)的负极与变压器(3)的接地端(4)连接；检测组件的保险电阻(19)与转向灯(20)并联；保险电阻(19)与光电隔离器发光二极管(18)串联，光电隔离器发光二极管(18)的输出端(II)与变压器(3)的接地端(4)连接；车载终端(7)中的I/O输入端口(9)的一路与检测组件中光电隔离器三极管(17)的发射极(IV)连接；车载终端(7)中的A/D输入端口(10)中的一路与光敏电阻电压输入端(24)连接；A/D输入端口(10)中的另一路与拉线式电位器(22)信号输出端连接；车载终端(7)的232串行口(11)输出端与报警器(12)连接；分压电阻(13)与光敏电阻(14)串联后，与变压器(3)的接地端(4)连接；光电隔离器三极管(17)的发射极(IV)经标定电阻(15)与变压器(3)的接地端(4)连接；拉线式电位器(22)的电压输出端与变压器(3)的接地端(4)连接；车载电源(1)与转向灯(20)串联；标定电阻(15)的电压输入端与车载终端(7)的I/O输入端口(9)连接。

2.按权利要求1所述的载货汽车转向灯故障检测预警装置，其特征在于所述的供电系统由车载电源(1)、逆变器(2)和变压器(3)组成，车载电源(1)经逆变器(2)与变压器(3)连接。

3.按权利要求1所述的载货汽车转向灯故障检测预警装置，其特征在于所述的检测组件由分压电阻(13)、光敏电阻(14)、标定电阻(15)、光电隔离器(16)、保险电阻(19)、拉线式电位器(22)和防护罩(23)组成，光敏电阻(14)由防护罩(23)密封，防护罩(23)留有对准转向灯(20)发光中心的开口；光电隔离器(16)由光电隔离器三极管(17)和光电隔离器发光二极管(18)组成；拉线式电位器(22)一端固定，拉线端与转向操纵杆(21)连接。

4.按权利要求1所述的载货汽车转向灯故障检测预警装置，其特征在于所述的车载终端(7)可采用不同型号的单片机，对I/O输入端口(9)、A/D输入端口(10)和232串行口(11)进行扩展。

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