CN1565889A - 智能型夜行车辆远近光自动控制器 - Google Patents

Abstract

一种智能型夜行车辆远近光自动控制器，它是由两组光敏探头电路组成，主探头电路担负本车辆远近光自动转换；辅助探头电路担负对面车辆光照信息的处理，对主探头电路实行控制，及时发出远近光交替的闪光信号及语音提醒：为已装有各种自动变光装置但万一尚未同步地变近光的对面车辆以及连续来车能够一再提供瞬时远光信号，使之有把握地变近光；而对尚未装有各种自动变光装置的车辆的驾驶员则可起到强烈地催促其人为变光的作用。

Description

智能型夜行车辆远近光自动控制器

本发明涉及一种夜行车辆会车的自动变光装置，尤其是能根据会车双方的光照变化情况进行智能化处理的远近光自动控制器。

目前，公知的国内外车辆甚至名牌车辆的会车变光装置似有若无，绝大部分车辆根本没有安装，许多司机违反交通规则，会车时都懒得人为地去变光。以往书刊上虽有过一些简要介绍，而且近年也曾有过这样那样的产品甚至专利产品问世，并进行过一些窄小范围内的安装，但是，它们不能处理双方会车过程中各种复杂多变的情况，终因功能缺陷、质量不过关而最后销声匿迹。交通运输事业十分发达的今天，夜间会车十分频繁，那刺眼的远光，司机有意无意的违章，造成交通事故的频频多发。为维护交通规则，确保夜行车辆和人们生命财产的安全很有必要寻求一种理想的自动变光装置。

本发明的目的就是提供一种智能型的远近光自动控制器，它不仅能使甲方车辆自动变光，而且能根据对面乙方来车是否装有本装置和是否已变近光以及是否连续来车等各种复杂情况作出智能性的反映：如果双方在会车时都已同步地变为近光，则双方在近光照耀下顺利会车，会车过后都将自动地变为远光；如果乙车在甲车变光后由于某种原因未能同步地变为近光，则可能有以下两种情况：一是乙方装有自动变光装置，但可能因灵敏度不一等原因，未能同步地变为近光，在甲车既已变为近光的情况下，假如乙车没有远光的再度“刺激”，乙车就不可能变近光了；二是乙车可能没有安装本自动变光装置，乙车驾驶员可能对甲车的自动变光视若无睹，必须有一种敦促其人为地变近光的手段。本发明正是基于这些情况，能够作出“考虑”，即经过一定短暂的时间后，能够使已变为近光的甲车发出远、近光交替的闪光。于是。这一方面给予相遇越来越近装有自动装置的乙车多次重复获得远光信号的机会，以便进行自动变近光。而一旦乙车变为近光后，甲车的闪光便会立刻自动停止，仍然恢复为近光，直到会车完毕，各自恢复远光。另一方面，给对面未装本装置的乙车发出闪光信号，同时发出“请开近光”的语音提示(可以根据需要接通)，起到强烈地催促其手动变近光的效果。如果乙车手动变近光了，甲车闪光将立即自动停止、并自动恢复为近光，直到会车完毕，又自动恢复为远光；如果乙车司机仍不自觉，甲车远近光灯便会交替闪个不停，“请开近光！”由远及近的催促声音不断，直到会车完毕，才会自动变为远光。

本发明的目的是这样实现的：利用两只光敏探头，一只主光敏探头和微分电路、单稳态触发器、电平转换、电子开关和远光、近光灯按一定规律进行电连接构成变光主电路，另一只辅助光敏探头和比较放大器或施密特触发器、两级电平转换、延时/振荡频率整定、振荡器、二级电平转换、二级放大、执行器件、语音电路按一定规律进行电连接构成变光控制电路。图1是本装置的电路方框图。主探头接受对面车辆的远光信号后，经微分电路输入给单稳态触发器一低电平，使单稳态触发器输出一高电平，这个高电平一方面接至一个电子开关接通近光灯，另一方面通过一电平转换器变成低电平使另一个原来处于导通状态的电子开关关闭，让远光灯熄灭，完成本车辆的远光变近光过程。在变光的同时，单稳态电路开始计时，计时的长短可以调节整定，做到等于或略大于会车时间。原则是保证会车所需时间(大约20秒钟左右)，会车完毕后，便自动恢复为远光。在这同时，辅助光敏探头也同时在监视着对面来车的变光情况，变光情况由比较放大器或施密特触发器、电平转换电路传递给振荡电路，振荡信号通过电平转换和放大电路控制执行器件继电器的工作，执行继电器的触头“主宰”着主电路的变光行为。如果对面车辆也已经变了近光，则比较放大器输入的是低电平(施密特触发器输入的是高电平)，输出是低电平，通过两级电平转换为低电平，振荡器停振，执行继电器不动作，主电路便保持着近光会车状态。如果对面车辆没有同步地变光，辅助电路能够给与短时间的“容忍”，进行“耐心等待”。这个功能由振荡器中的电容充电环节来实现，对面远光信号导致振荡器中一个电容器充电，当充电电压没有达到一定电压时，振荡器是不会起振的，但如果对面来车经过预定时间后仍未变光，那么电容充电电压一旦达到某一峰值电压时，振荡器便要产生振荡，使得执行机构继电器按照振荡频率进行交替通断的动作，当继电器线圈通电时，串在近光灯电路里的正导通着的电子开关断开，使已开着的近光灯熄灭，而同时使在远光灯电路里的正处于断开状态电子开关闭合，让远光灯重新接通，继电器的另一常开触头同时使语音电路接通，发出“请开近光”的语音信号。反之亦反。这就使本已变为近光的甲车改变为远、近光交替闪光的状态。这对于装有本自动装置的乙车又能重新获得甲车的远光信号的机会，为促使其自动变近光创造了条件；而对于未装有本自动装置的乙车驾驶员进行人为变近光是一个敦促，而且由于此时继电器的另一常开触头短接了振荡器的一部充电电阻，充电会适当加快，振荡频率会有所提高，甲车远近光的交替闪光速度也会加快，给对方驾驶员造成变光的一个“压力”。同时执行器件的另一组常开触头接通语音电路发出“请开近光！”的语音提示。不论乙车处于上述何种情况，只要乙车变了近光，甲车自动装置中的振荡器便会停止工作，继电器恢复为常态，主电路便由交替闪光状恢复为近光会车状态，直至会车完毕，主电路的单稳态电路延时时间到，又自动改变为远光。

本发明不仅具备上述的智能性，而且由于两组光敏探头采取了特殊措施，主电路中采用了单稳态延时电路，控制电路中采用了比较放大电路，并巧妙地利用了振荡器中的电容充放电，使得本自动装置灵敏度高、性能可靠、抗干扰能力强、短时的光干扰信号不会导致两个电路状态的变化。主电路虽然处于频繁通断状态，但由于主电路采用了电子开关，使得本自动变光装置具有无触点、无火花、无噪声、无污染、无电磁干扰、开关速度快、体积小、稳定性好、寿命长、输入输出有电隔离能抗干扰和防震等特点。它还不会影响原车辆结构性能位置。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的电路方框图。

图2是本发明的一个实施例的电路原理图。

图3是本发明的另一个实施例的电路原理图。

图4是本发明的又一个实施例的电路原理图。

图1电路方框图已在上述作了陈述，现仅就三个实施例加以说明。

这三个实施例里，图1是成本较高的，图2是成本适中的，图3是成本最低的，用户可以根据需要和车型、电源的不同加以选择。

在对三个实施图进行说明之前，先简介一下电源部分，三个实施例控制电源均采用三端稳压器供电(只是电压有区别)。车辆电源直流24V(或12V)的正极经过原车上的变光开关SA后，一方面接至各电子开关的输出端，另一方面接到三端稳压器7812(或7809)输入端，三端稳压器的输出端为主、辅光敏探头电路供电。为防止控制电源极性接反，在控制电源的负极串有二极管D1，D1的负极接到汽车电源的负极，即搭铁。既然控制电源的负极是经二极管D1搭铁的，就不应算作真正的“地”，但下文中为叙述简便，仍把控制电源的负极统一称作“地”，三端稳压器之后为控制电源的正极，下文中简称“正极”。现在对三例分别加以说明。

(一).在实施例图2中，主光敏探头电路中的单稳态触发器IC2由时基集成电路555构成。主光敏探头选择光敏电阻Rd1、Rd2两只相串，再与电位器W1串联后，其与W1的连接点接至电容C3的一端，C3的另一端再接到555的2脚。W1另一端接正极，Rd2的的另一端接地，电位器W2与电解电容C4串联，其连接点接到555的第6、7脚，W2的另一端接正极，C4的负端接地，电阻R1一端接555的第2脚，另一端接正极，555的4、8脚接正极，1脚接地，5脚通过电容C5接地。555的第3脚输出分成两路：一路经R2接至电平转换级场效应管V1的栅极，源极接地，漏极通过一电阻R3接到正极，同时经R4、R5分压后接至一个电子开关。这个电子开关由NPN型三极管V2和固态继电器E1组成，V2的发射极接地，V2的集电极和发射极之间并上执行器件继电器J一组转换触头中的常开触头J1-1，然后串接在固态继电器E1输入回路的“-”端，E1的输入端的“+”接在正极，E1的输出端的“-”端接上两只并联的远光灯H1、H2后搭铁，E1的输出端“+”接到车上的变光开关SA；另一路经电阻R6、R7分压后，接至另一电子开关，这个电子开关由VPN型三极管V3和固态继电器E2组成，V3的发射极串接继电器J的一组转换触头中的常闭触头J1-2后接地，V3的集电极接至E2输入端的“-”端，E2输入端的“+”端接正极，而E2的输出端的“-”端接上两只并联着的近光灯H3、H4后搭铁，而其“+”端接车上的变光开关SA。辅助光敏探头电路中输入电路IC3由时基集成电路555组成的阀值可调的施密特触发器构成。光敏探头由3DU11型光敏三极管V4与NPN型三极管V5复合而成，以提高其反应灵敏度。V4与V5的集电极连接在一起接至555时基电路的2脚，并同时通过电阻R8接至正极，V4的发射极接至V5的基极，而V5的发射极接地。电位器W3的两个固定端分别接正、负极，而滑动端通过电阻R9接至IC3的5脚，5脚还通过电容C6接地，6脚通过电阻R10接正极，4、8脚直接接正极，1脚直接接地，3脚输出端通过电位器W4接到三极管V6的基极。NPN型三极管V6、V7组成了两级电平转换电路，两级直接耦合，它们的发射极均接地，集电极分别通过一个电阻R11、R12接正极。振荡器采用由双基极二极管V8组成的张弛振荡器，张弛振荡级的电阻R13、R14串联后与二级管D2再并联，D2的负端接在V7的集电极，另一端与电解电容C7的正极连接，连接点接至双基极二极管V8的发射极，C7的负端接地，电阻R14上并联着执行继电器J的一组常开触头J2，V8的两个基极各接有一个电阻R15、R16分别接入正负极。R16上输出的比较特殊的锯齿波经NPN型三极管V9、V10组成的两级电平转换，这两级直接耦合，发射极均直接地，集电极分别通过R17、R18接入正极。二极管D3的负端和电解电容C8的正端相联，其连接点接入结型场效应管V11的栅极，D3的正端接入V10的集电极，C8的负端接地，V11的漏极通过电阻R19接正极，V11的源极通过电阻R20接地，V11的源极还接至晶体三极管V12的基极，V12的发射极接地，其集电极接有执行器件继电器J，线圈J并有二极管D4，D4的负端接正极。

语音电路是由语音集成电路IC4和功放集成电路IC5组成的电喇叭电路，12V的电源通过开关S和控制器件继电器J另一组常开触头J3向IC5供电，同时通过电阻R21向语音集成电路IC4供电，IC4的正电源端V_DD和振荡端OSC之间接有电阻R22，电源端V_DD和触发端“TG”相连，连接点接至稳压管D5，D5的正端接地，IC4的“OUT”端一方面通过并联着的电容C9，电阻R23接地，另一方面通过电容C10接入功放集成电路IC5的1脚，电解电容C11的负极与电阻R24相连，C11的“+”端接IC5的2脚，R24的另一端接地。IC5的5脚、3脚分别接正、负极，输出端4脚接电容C12的“+”端，C12的负端接至扬声器，扬声器的另一端接地，电阻R25接在C11和R24的连接点与IC4的输出端4脚之间，电阻R26与电容C13串联后并接在扬声器的两端，IC4选用定制的光罩式语音集成电路，IC5选用TDA2003功放集成电路，语音周期约2秒，交替闪光的远光周期应略大于2秒。

(二).在实施例图3中，其电路方框图与图2基本相同，但需把远光灯和近光灯位置对调。

其主要不同点在于：主光敏头电路中作为电子开关的主要部分所采用的不是固态继电器，而是V-MOS功率驱动管；辅助光敏头电路中的比较放大器不是由555时基电路构成的阀值可调的施密特触发器，而是由运算放大器μA471组成的电压比较器，在图3中已用虚线框作了表示。图3和图2相同部分不再赘述，只把图3中不同的部分说明如下：

在主光敏头电路中，电子开关由IC2的3脚输出端分为两路：一路经一个电阻R2接至结型场效应管V1的栅极，V1的源极接地，V1的漏极一方面通过电阻R3接正极，另一方面经R4、R5分压后，从分压点接至NPN型三极管V2的基极，V2的射极接地，在V2的集电极——射极之间并联着继电器常开触头J1-1，其集电极一方面经R27接正极，同时还接至V-MOS功率驱动管V15、V16的栅极，它们的源极均搭铁，它们的漏极各通过一只近光灯H3、H4接至车上变光开关：另一路经R6、R7分压后，接至NPN型三极管V3的基极，V3的射极串联继电器常闭触头J1-2后接地，其集电极通过电阻R28接正极，同时还接至V-MOS功率驱动管V13、V14的栅极，它们的源极均搭铁，它们的漏极各通过一只远光灯H1、H2接至车上的变光开关。

在辅助光敏探头电路中，电压比较器是这样组成：辅助光敏探头中的V5的发射极通过电阻R8接地，V5的集电极接正极，V5与R8的连接点接在μA471集成运算放大器IC3的同相端3脚，电阻R9与R10串联后接在正负电源之间，而二者的联接点接到IC3的反相输入端2脚，IC3的7脚接正极，4脚接负极，6脚为输出端，它通过电位器W4接到下面的电平转换级。

(三).在实施例图4中，其电路方框图与图2的也基本上相同。其原理图4与图2主要不同点在于：一是没有采用语音电路，二是主光敏电路中的电子开关主要是由功率较大的通用继电器(例如HG4119)来代替，在图4中已用虚线框作了表示。在主光敏电路中，IC2的3脚输出端分为两路，一路经R2接至结型场效应管V1的栅极，V1的源极接地，其漏极一方面通过电阻R3接正极，另一方面经R4、R5分压接至NPN型三极管V2的基极，V2射极接地，V2的集电极串上通用继电器K1的线圈后接正极，V2的集电极——射级间并上执行器件继电器的一组常开触头J1-1；二只远光灯并联后，一端通过K1的常开触头接到变光开关SA上，另一端搭铁；另一路经R6、R7分压后接至NPN型三极管V3的基极，V3的发射极通过执行器件继电器J的一组常闭触头J1-2接地，其集电极串上另一只通用继电器K2的线圈后接正极，二只近光灯并联后一端通过K2的常开触头接至车上变光开关，另一端也搭铁。

Claims (8)

1.一种智能型夜行车辆远近光自动控制器，利用主辅两组光敏探头，主光敏探头和微分电路、单稳态触发器、电平转换器、电子开关、远近光灯按一定规律进行电连接；辅助光敏探头和运放比较放大器或阀值可调的施密特触发器、两级电平转换器、振荡器、两级电平转换器、两级放大器、执行器件及语音电路按一定规律进行电连接，其特征是，主光敏头电路担负着一方车辆的远近光自动变换，而辅助探头电路担负着对面车辆的光照信息的处理，对主光敏探头电路进行智能性变光控制。

2.根据权利要求1所述的远近光自动控制器，其特征是：主光敏探头由两只光敏电阻串联而成，两端用导线引出；而辅助光敏探头由一只光敏三极管与1只NPN型三极管复合而成，它们的集电极连接在一起，而光敏管的发射极与三极管的基极相连，三极管的集电极与发射极用导线引出，这两组探头装在特殊盒体内，各有两根引线从盒体内引出，此盒体装于车左前方栅栏内。

3.根据权利要求1所述的远近光自动控制器，其特征是：主光敏探头电路中的单稳态触发器是由时基电路555构成，主光敏探头与一只电位器串联接于正、负极之间，二者的公共连接点通过一个电容接到555的2脚，在2脚和电源正极之间接有一个电阻，另一个电位器与一个电解电容的正极相连，电位器的另一端接电源正极，电容的负端接地，电容器的正端接至时基电路6、7脚，其4、8脚接电源正极，1脚接地，5脚通过一个电容接地，其3脚输出信号通过一个电阻接至一个电子开关系统和通过电平转换进入另一个电子开关系统。

4.根据权利要求1所述的远近光自动控制器，其特征是：电子开关系统有三种不同的方案：其一，固态继电器方案，由单稳态触发器输出的信号分为两路：一路经一个电阻接到结型场效管的栅极，进行电平转换，源极直接接地，其漏极经过一电阻接至正极，同时通过两个电阻分压接到NPN型三极管的基极，该三极管的射极接地，集电极接到固态继电器输入端的“-”端，其“+”接至电源正极，且集电极与发射极之间并联着执行器件继电器的一组常开触头，在这个固态继电器的输出端“-”接有两只远光灯后搭铁，而其“+”端直接接到车辆上原变光开关；另一路不经过电平转换，而直接经两个电阻分压接到另一只晶体管的基极，该管的发射极串上执行器件继电器的一组常闭触头接地，而该管的集电极接到另一只固态继电器输入端的“-”端，而其“+”端接电源的正极，在这个固态继电器的输出端子“-”接上两只近光灯后搭铁，同时其输出端“+”接到原车上变光开关上；其二，功率驱动管方案，单稳态触发器输出端通过一个电阻接至一个结型场效应三极管的栅极，该三极管的源极接地，其漏极经过一个电阻接正极，同时通过两分压电阻分压，接到NPN型三极管的基极，该三极管射极接地，在集电极——射极间并联着执行器件继电器的一组常开触头，集电极通过电阻接正极，同时还接到两只V-MOS功率驱动管的栅极，这两只功率驱动管的两个漏极各通过一只近光灯接到变光开关上，两只源极搭铁；另一路通过两个电阻分压接到一个NPN型三极管的基极，该三极管射极通过执行器件继电器的一组常闭触头接地，而集电极通过一个电阻接电源正极，同时连着两只功率驱动管的栅极，这两只功率驱动管的源极接地，而它们的漏极分别通过一只近光灯接到原车上的变光开关上；其三，通用继电器方案，单稳态触发器输出端分为两路：一路通过一个电阻接到一个结型场效应晶体管的栅极，该管的源极接地。其漏极通过一个电阻接到正极，并通过两个电阻分压接到一个NPN型三极管的基极，其射极接地，集电极——射极间并联着执行器件继电器的一组常开触头，集电极还通过通用电器的线圈接到正极，两只远光灯并联，一端接搭铁，另一端通过通用型继电器一组常开触头接车上的变光开关，另一路通过两只电阻分压接到另一只NPN型三极管的基极，该发射极串上执行继电器的一组常闭触头后接地，其集电极串上另一只的通用型继电器的线圈接到正极，两只近光灯并联后一端搭铁，另一端通过通用型继电器的一只常开触头接到原车上的变光开关上。

5.根据权利要求1所述的远近光自动控制器，其特征是，辅助光敏探头电路中电压比较器有两种不同的方案：其一，时基电路方案，辅助光敏探头的集电极连接点与一个电阻串联，电阻的另一端接正极，而光敏探头的另一端接负极，由集电极——集电极连接点接时电路555的第2脚，时基电路的5脚通过一个电阻接至已接于电源正、负极之间的电位器的调节端，6脚通过一个电阻接正极，4脚、8脚接正极，1脚接地，输出端3脚通过一个电位器接至两级由NPN型三极管集电极——基极直接耦合的电平转换级；其二：运算放大器方案，辅助光敏探头与一电阻串联，分别接于电源的正负极，该电阻上的分压接至一运算放大器的同相输入端，另外由两只电阻串联接于正极和地之间，由二者的联接点接至运算放大器的反相输入端，其输出端通过一个电位器接至两级由NPN型三极管集电极——基极直接耦合的电平转换级。

6.根据权利要求1所述的远近光自动控制器，其特征是：振荡器是由双基极二极管构成的张弛振荡器，双基极二极管与上一级电平转换级之间接有一颇为特殊的充放电回路：充电电路由两只电阻串联再与电容串联，串联电容的“+”端接双基极二极管的发射极，两个基极各通过一个电阻分别接电源的正、负极，两个串联的充电电阻还与一个放电二极管并联，此二极管的负端接前一级电平转换级的集电极，其中一个充电电阻上还并联着执行器件继电器的一组常开触头。

7.根据权利要求1所述的远近光自动控制器，其特征是：张弛振荡器输出的锯齿波经过NPN型晶体三极管集电极——基极直接耦合的二级电平转换之后通过一个二极管向一电解电容充电，该电容是负端接地，而二极管的负端与电容的正极连接点接至后面的两级放大器中的前一级放大器的结型场效应管的栅极，该场效应管的漏极和源极分别通过一个电阻接电源的正、负极，后一级放大是一只NPN型三极管，后级放大管的基极和前级源极相联，其发射极接地，其集电极串接着执行继电器的线圈，在此线圈上并联着一只二极管，二极管的负端朝着电源的正极。

8.根据权利要求1所述的远近光自动控制器，其特征是：装有由语音集成电路及功放集成电路组成的电喇叭电路，在远近灯光交替闪亮期间，发出“请开近光！”的重复提示，该句语音约2秒钟，交替闪光周期略大于2秒，该装置受执行继电器的另一组常开触头和一个扭子开关控制，驾驶人员根据会车环境情况(例如郊外和市区的不同)可以自由接通或断开语音电路。

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