CN2033358U - 汽车自动遮阳装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种汽车自动遮阳装置。现有的汽车遮阳装置是由遮阳板和支架构成的，遮阳板的升降是靠手搬遮阳板来实现的。这种装置的使用在驾驶过程中是很不方便的。为了克服这一不足，本实用新型是在遮阳板上连接一个升降机构，在升降机构中连接一个电子控制器，使遮阳板的升降由手搬变成全自动，从而很大程度上减少了驾驶员在驾驶过程中的劳动强度，使其更能集中精力驾驶，无需考虑刺眼阳光的干扰，以减少交通事故的发生，本装置除全自动控制外还可手动控制，在断电状态下仍可用传统的手搬来实现。

Description

汽车自动遮阳装置

本实用新型涉及一种汽车遮阳装置，一种能根据需要自动控制的装置。它适用于现今任何需要装备遮阳板的各型汽车。

现有汽车（不论国产、进口、高级豪华或普通）的遮阳板是一块约350平方厘米的长方形薄板，它是靠磨擦力固定在支架上，安装于驾驶室内前挡风玻璃的上方。当驾驶员觉得阳光刺眼时，就用手压下遮阳板以挡住刺眼阳光，过后又需将其扳回原位置。这对于在急转弯突然遇到刺眼阳光时就显得手忙脚乱了。不但增加了驾驶员的劳动强度，而且也容易造成交通事故。

本实用新型的目的是提供一种改进的汽车遮阳装置，它能根据需要，及时自动升、降遮阳板，完全解除了驾驶员原操纵遮阳板的动作，而且由于采用了电子控制器，从而减少了原人工操纵的条件反射时间，使驾驶员刚觉得阳光刺眼时就已被其遮住了。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

本实用新型是在遮阳板上连接一个自动升降系统，该系统是由升降机构和电子控制器组成的，电子控制器通过导线与升降机构相连接。其工作原理是：当无阳光照射时，遮阳板静止于起始位置（即驾驶室内前挡风玻璃的上端）；当受到一定照度的刺眼阳光照射时，电子控制器接受光信号并转换处理，同时驱动升降系统工作，使遮阳板快速向下移动到适当位置（即遮阳位置）时自动停止；当光照消失后，电子控制器驱动升降系统反向动作，使遮阳板快速向上移动到起始位置时自动停止。

以下将结合附图对本实用新型作具体的描述。

图1是杠杆式升降机构的汽车自动遮阳装置主视图。

图2是图1的A－A剖面图。

图3是齿轮传动式升降机构的汽车自动遮阳装置主视图。

图4是图3的B－B剖面图。

图5是本实用新型的电子控制器的电原理方框图。

图6是采用运算放大器和小规模集成块的电子控制器的具体电路电原理图。

图7是采用分立元件的电子控制器的具体电路电原理图。

图中各符号所表示的意思是：

1，驱动电机；2，齿轮减速器；3，支架；4、活动支杆；5，滑槽块；6，弹簧；7，遮阳板；8，摇臂轴；9，电子控制器；10，调节窗；11，摇臂；12，采光器支架；13，采光器；14，扭子开关；15，橡胶轮；16，边导孔；17，弹性遮光片；18，齿轮；19，齿轮轴；20，下导轮；21，上导轮；22，驾驶室顶部；23，挡风玻璃；A，光电转换放大电路；B，连续有效整定电路；C，鉴别转换电路；D，升降控制电路；F₁，运算放大器；K₁，自动开关；K₂，手动升降控制开关；DU，硅光电转换器。

如图5所示，是本实用新型的电子控制器的电原理方框图，该电子控制器是由光电转换放大电路，连续有效鉴定电路，鉴别、转换电路和升降控制电路依次连接而成的。光电转换放大电路和升降控制电路分别与升降系统中的采光器和驱动电机相连接。光电转换放大电路是用于：1，完成光电转换，即通过DU硅光电转换器将光信号转换为电信号；2，完成电平转换，即通过放大器将微弱的电信号进行放大，并将放大后的信号电压输给下一级。连续整定有效电路是用于：1，电路延时作用，即通过电阻R_F，电容C_F构成的RC充电回路来达到连续无光照时间整定有效电路；2，受光照后电路立即动作，即通过二极管正向导通特性对电容C_F迅速放电，以达到受光照立即动作的目的，并将电容C_F的电压送至下一级。鉴别转换电路用于：1，鉴幅、倒相，即采用反相器来鉴幅，对输入波形进行整形并倒相。升降控制电路用于：1，控制电机正反转及正反转的时间，即采用电阻R_E电容C_E组成的RC延时电路作为电机正反转的定时，用反相器来完成电平转换，用逻辑电路实现控制，用继电器驱动电机转动。其工作原理是；由光电转换器将光信号转化为电信号，经过放大、鉴别、转换电路输给升降控制电路，由升降控制电路驱动电机正、反转从而实现自动遮阳动作。根据本实用新型给定性能要求，当光照时，系统应能立即反映动作，而在林荫大道断续阳光的状态下，系统必须不产生抖动，而保证稳定、可靠的工作要求，必须具备连续有效控制电路部分。

本实用新型对电子控制器提供两种具体电路。

如图6所示，是采用集成块及门电路来构成电子控制器的电路原理图，图中，光电转换放大电路A主要由硅光电转换器DU与运算放大器F₁组成的，由DU将光照信号转换为电信号，再由F₁将微弱的电信号放大到足够大的高低电平输出至下一级，W₁为电位器，调节W₁可调节输入动作的灵敏度，本电路可在很宽的范围内调节动作阀值以适应对不同光照强度的要求。与电路A相连接的是连续有效整定电路B，该部分主要由一节RC延时常数与二条电容C_F放电通道组成。由电阻R_F和电容C_F组成的RC回路，其作用为克服林荫道上断续阳光给系统带来的抖动现象，这是本实用新型的特征之一，二极管D_F为第一条电容C_F的放电回路，当M点负跳变为低电平时，D_F导通使C_F被迅速放电从而达到光照时电路能迅速动作的目的，而由二极管D₁、倒相器Q_1－1电阻R₅、电容C₃组成的第二条放电回路，保证了R_F、C_F时间常数的一致性而不受外界光照时间长短的影响。与电路B相连接的是鉴别转换电路C，它主要是由二节串联的反相器Q_1－2和Q_1－3组成的，它取自前级的C_F上的电压，整形为方波并总产生一高一低两个反相输出电平，控制后级电路工作。与电路C相连接的是升降控制电路D，它主要是由定时电路，与逻辑电路和极化继电器等组成。当前级输入的电平出现一次翻转跳变时，反相器Q_1－4产生一个由电阻R_E、电容C_E时间常数所决定的正脉冲宽度，由两个与门Q_2－1和Q_2－2构成的与逻辑电路选择，使晶体管T₁或T₂驱动极化继电器线圈J_1－A和J_1－B使继电器J₁动作，从而驱动电机转动。

本电路的工作原理是：

1，当本装置不受光照时，运算放大器F₁输出保持高电平，即M点为高电平，N点也为高电平，倒相器Q_1－2输出P点为低电平，Q_1－3输出Q点为高电平，R点常为高电平，经Q_1－4输出S点常为低电平，联锁二个与门Q_2－1和Q_2－2，其输出均为低电平，继电器J₁不动作，驱动电机处于失电状态不能运转，遮阳板静止于起始位置。

2，当本装置受到一定强度的刺眼阳光照射时，硅光电转换器DU将从采光器中接收到的光信号转换成电信号，经运算放大器F₁将微弱的电信号放大后输出，使M点由高电平转变为低电平，二极管D_F导通，电容C_F上充有的电荷经D_F迅速放电。N点电压由高电平跳变为低电平，倒相器Q_1－2输出P点正跳变为高电平，倒相器Q_1－3输出Q点负跳变为低电平，二极管D₂导通，由于电容两端电压不能突变，经电容C_E1耦合，R点电压负跳变为低电平，倒相器Q_1－4输出的S点电压正跳变为高电平，根据电路的连接以及P点为“1”电平，Q点为“0”电平，S点为“1”电平，作用在与门Q_2－1和Q_2－2的输入端可以看出仅有Q_2－1满足二输入端均为“1”电平的要求，其输出U点为高电平，晶体管T₁饱和，极化继电器J₁动作，驱动电机正转，遮阳板向下运动，并经过驱动电机的正转时间后到达适当位置（即遮阳位置）时自动停止，驱动电机正转时间由电阻R_E，电容C_E1时间常数决定，此时正电源经电阻R_E向电容C_E1充电，当C_E1上电压达到反相器阀值电压时，反相器Q_1－4输出S点重新恢复低电平，联锁二个与门Q_2－1和Q_2－2，继电器释放，驱动电机停止转动，遮阳板也停止运动，从而完成受光照后遮阳的动作。

3，当光照消失后，F₁输出由原低电平转变为高电平，并经R_F向C_F充电，当连续无光照达到整定时间时，Q_1－2翻转输出P点为低电平，二极管D₃导通，Q_1－3输出Q点为高电平。由于D₃导通，C_E2两端电压不能突变使R点电压负跳变为低电平，Q_1－4输出S点正跳变为高电平，由于P点为“0”电平，Q点为“1”电平，S点为“1”电平，从电路的连接可看出，由Q_2－1和Q_2－2二个与门中仅有Q_2－2满足输入两端为“1”电平的要求，其输出才为“1”电平，晶体管T₂饱和，极化继电器动作，使驱动电机反转，从而驱动遮阳板向上运动，并经过驱动电机反转的时间后，到达起始位置时自动停止。电机反转的时间由R_E、C_E2时间常数决定，此时正电源经R_E向C_E2充电，R点电压逐渐上升，当C_E2上电压达到反相器阀值电压时，Q_1－4输出S点的电压重新负跳变为低电平，联锁二个与门Q_2－1和Q_2－2，继电器释放，驱动电机停止转动，遮阳板也停止运动，从而完成刺眼阳光消失后遮阳板返回起始位置的动作。

4，在林荫道上行驶出现断续光照情况时，断续光照在硅光电转换器DU上，经F₁放大后在其输出端M点出现断续高低电平变化的方波，如果将虚线中的A级输出直接加入C级输入端，电路将出现随断续光照而忽上忽下的动作，使该装置无法实际应用。为此加入电路B（连续有效整定电路），由于作用在电容C_F上有电阻R_F与二极管D_F二个元件，根据二极管D_F正向特性与图6给定的电阻R_F阻值很大（约100KΩ），构成了充电缓慢，放电迅速的特点。当M点为高电平时，经电阻R_F向电容C_F充电，C_F两端的电压缓慢上升，当M点为低电平时，电容C_F两端的电压迅速经二极管D_F放电至零（实际上接近于零）。因此N点电压能否充电达到使后级翻转的阀值电压取决于M点的高电平的保持时间，改变电阻R_F或电容C_F的参数，可调节该连续有效整定时间的长短，使电路在遮光板处于遮阳位置时必须连续无光照达到整定时间时电路才动作，而在林荫道上行驶的断续光照将保持遮阳状态而不动作，从而达到受光照时电路能迅速反应，而在断续光照时能稳定工作的特性。

5，当遮阳板在向上运动过程中受到光照时，即连续无光照达到整定参数值时，电路翻转动作，遮阳板在向上运动过程中再次受到光照射时，M点负跳变为低电平，N点电压由于二极管D_F导通也迅速负跳变为低电平，倒相器Q_1－2和Q_1－3迅速翻转，P点为“1”电平，Q点为“0”电平，与门Q_2－1和Q_2－2输出也随前级的转换而转换为U点为“1”电平，V点为“0”电平（见2详述）从而使电路中止遮阳板向上运动并迅速向下运动到达遮阳位置。

从图6电原理图可以看出，电路中加入的第二条电容C_F放电回路（D₁，Q_1－1，R₅，C₃）输入端接至P端，Q_1－1其常态为输出端常为高电平，使D₁常截止（因为输入端的R₅接低电平），而作用于电容C_F放电状态为P点正跳变的瞬间，从上分析已知，P点正跳变为高电平时，电路为遮阳动作状态，引入了该第二条电容C_F放电回路，保证了每次遮阳动作后连续有效整定参数的一致性，而与光照的时间长短无关。

如图7所示，为分立元件组成的电子控制器的具体电路电原理图。它与图6虚线方框一致，唯一区别在于，图6采用集成块放大器与门电路，而图7采用的是分立元件组成的放大器与分立元件搭成的逻辑电路，因此各点的电位关系的字母也相同，以下简述三种状态的电路工作原理，其它状态情况详见图6中叙述。

1、当本装置不受光照时，晶体管T₁和T₂均截止，M点为高电平，N点也为高电平，因而晶体管T₃和T₄饱和，P点为低电平，晶体管T₅截止输出Q点为高电平，晶体管T₆导通，T₇饱和，输出S点为低电平，二极管D₃和D₄导通，使晶体管T₈和T₉均截止，继电器不动作，电机不能转动，遮阳板静止于起始位置。

2，当本装置受到一定照度的刺眼阳光照射时，T₁导通T₂饱和，输出M点为低电平，D_F导通，T₃和T₄均截止，P点为高电平，T₅饱和，输出Q点为低电平，D₁导通，C_E1耦合使R点为低电平，T₆和T₇均截止，S点为高电平，从P点为“1”，Q点为“0”，S点为“1”及电路的连接可知，只有T₈饱和，继电器J₁动作，驱动电机正转，遮阳板向下运动，其运动的时间由R_E、C_E1的时间常数决定。

3，当光照消失后，N点为高电平，T₃导通，T₄饱和，P点为低电平，T₅截止，Q点为高电平，D₂导通，C_E2耦合使R点负跳变为低电平，T₆和T₇均截止，S点输出为高电平，从P点为“0”，Q点为“1”，S点为“1”以及电路的连接方式可知，只有T₉饱和，继电器J₂动作，电机反转，驱动遮阳板向上运动，其运动时间由R_E，C_E2时间常数决定。

汽车自动遮阳装置是在遮阳板上连接一个自动升降系统组成的，自动升降系统是由升降机构和电子控制器组成的，电子控制器安装于升降机构上。

本实用新型提出以下两种升降机构的实施方案。

实施例1：杠杆式升降机构的汽车自动遮阳装置。

如图1，图2所示，杠杆式升降机构是由驱动电机1，齿轮减速器2，支架3，活动支杆4，滑模块5，弹簧6，摇臂轴8，摇臂11，调节窗10，采光器13及采光器支架12组成的。在遮阳板7的两边各连接一个滑槽块5，将滑槽块5的一端活动连接于摇臂11的上端，摇臂11的下端则活动连接于支架3上，活动支架4的一端活动连接于支架3的上端，其另一端置于滑槽块5的滑槽内，使其能在滑槽内自由滑动，在摇臂11上连接有弹簧6，弹簧6的一端固定连接于支架3上，使遮阳板7在未执行遮阳动作时，能静止于起始位置。在左右两个摇臂11与支架3的活动连接处，穿过一根摇臂轴8，摇臂轴8的两端置于支架3上，它与摇臂11的连接是固定连接的，当摇臂轴8转动时，两个摇臂11能同步动作。在支架3的左端上连接有齿轮减速器2，齿轮减速器的输出轴与摇臂轴8的左端相连接，其输入轴与驱动电机1相连。在支架3的右端连接一个采光器支架12，其内部装有采光器13，它是由硅光电转换器等组成的，其外部对着阳光的端部连接有调节窗10，通过改变调节窗10的窗口与采光器13的距离，就可使采光器13接收到不同入射角的光线，电子控制器9置于支架3上且与采光器13相连接，在电子控制器9上有二个扭子开关14 ，打开扭子开关14（即K₁），前级自动控制电路获电，电子控制装置处于自动工作状态。关闭扭子开关14，电子控制器前级的自动控制电路失电，电子控制器由自动状态转为手动状态。电子控制器9上的另一个扭子开关14（即K₂）为手动升降开关，常态处于中间位置。扳动开关14向上，遮阳板向上运动，扳动开关14向下，遮阳板向下运动。控制开关14可使遮阳板停在上、下止点中的任一位置上。

本装置的工作原理是：

（1）当驱动电机1正转时，齿轮减速器也随之转动，通过齿轮减速器2减速后带动摇臂轴8转动，使得摇臂11以摇臂轴8为轴心按顺时针方向转动，由于摇臂11与滑块5是活动连接，且活动支架4的一端能在滑槽块5的滑槽内自由滑动，使遮阳板向下运动，在电子控制器9的控制下，运动到遮阳位置时自动停止，从而达到遮阳目的。

（2）当驱动电机1反转时，摇臂11则按逆时针方向旋转，遮阳板7也随之向上运动，到达起始位置时，在电子控制器9的控制下遮阳板7自动停止运动。

实施例2：齿轮传动式升降机构的汽车自动遮阳装置。

如图3、图4所示，齿轮传动式升降机构是由驱动电机1，齿轮减速器2，橡胶轮15，边导孔16，弹性遮光片17，采光器支架12，齿轮18，齿轮轴19，支架3，下导轮20，上导轮21和调节窗10组成的，它与实施例1的结构大致相同，所不同的是起遮光作用的是带有边导孔16的弹性遮光片17，弹性遮光片17的上升或下降是靠与之啮合的18带动边导孔16来实现的，其具体结构是：在支架3两端的适当位置上都连接有齿轮18，上导轮21和下导轮20，齿轮轴19穿过两个齿轮18的中心且置于支架3上，当齿轮轴19转动时，两个齿轮18均同步运转，弹性遮光片17置于两个齿轮18上，它可以由具有弹性的塑料或金属制成的，它的上下两边装有若干橡胶轮15，其作用是减少弹性遮光片17运动时与驾驶室顶部22及挡风玻璃23的磨擦阻力，它的左右两边各有一道边导孔16，齿轮18与边导孔16相啮合，当齿轮18转动时，弹性遮光片17便上升或下降，从而达到遮光目的，弹性遮光片17与上导轮21和下导轮20呈弧形接触，使其不易与齿轮18脱开，且可使弹性遮光片17在向上运动时沿着驾驶室顶部22滑行，向下运动时沿着挡风玻璃23滑行。

本装置的工作原理是：

（1）当驱动电机1正转时，通过齿轮减速器2减速后由齿轮轴19带动齿轮18转动，与齿轮18啮合的弹性遮光片17也随之向下运动，由于下导轮20的作用，弹性遮光片17的下边橡胶轮15沿着挡风玻璃23向下滑行，当到达遮阳位置时，在电子控制器9的控制下，驱动电机1失电，齿轮18停止运转，弹性遮光片17停止运动，从而达到遮阳目的。

（2）当驱动电机1反转时，齿轮18带动弹性遮光片17向上运动，由于上导轮21的作用，弹性遮光片17的上边橡胶轮15沿着驾驶室顶部22滑行，当达到起始位置时，在电子控制器9的控制下，驱动电机1失电，齿轮18停止运转，弹性遮光片17停止运动。

本实用新型功能齐全，操作方便，只需在安装遮阳板的位置上装上本实用新型，接通12V的直流电源即可使用。在通常情况下，扭子开关14位于自动状态，即扭子开关14位于中间状态，此时遮阳板能自动遮阳；如果驾驶员始终不需要遮阳，则可将扭子开关置于上端位置；那么遮阳板将永远静止于起始位置；如果驾驶员始终需要遮阳时，则可将扭子开关、置于下端位置，那么遮阳板将永远处于遮阳位置。在断电情况下，仍然还可以通过手搬遮阳板，即传统的搬动方式来达到遮阳目的。在林荫道上行驶时，由于电子控制器具有连续有效整定功能，当路旁的物体对阳光造成短暂和间歇的遮挡时，遮阳板仍处于遮阳位置并不因此而发生抖动现象；当遮阳板在向上运动过程中受到光照时，它将马上停止向上运动，迅速向下运动到遮阳位置。

本实用新型结构简单，造价低廉，适合于大批量的机械化生产，且经南京军区后勤部驻福州部队三二二六五部队车辆试用（车号U92－1020），一年多来在各种道路上试验和改进后证实是行之有效的。

Claims (4)

1、一种由遮阳板和支架构成的遮阳装置，其特征是在遮阳板上连接一个升降机构，在升降机构中连接一个由光电转换放大电路，鉴别、转换电路和升降控制电路依次连接而成的电子控制器，光电转换放大电路和升降控制电路分别与升降机构中的采光器和驱动电机相连接。

2、根据权利要求1所述的遮阳装置，其特征是升降机构是杠杆式升降机构，即在支架3的左右两端各活动连接一个摇臂11，将摇臂11的另一端与滑槽块5活动连接，遮阳板7则固定于左右两个滑槽块5上，将活动支杆4的一端置于滑槽块5的滑槽内，其另一端与支架3活动连接，在摇臂11上连接有弹簧5，弹簧6的另一端与支架3固定连接，在左右两个摇臂11和支架3的活动连接处，穿过一根摇臂轴8，摇臂轴8与摇臂11是固定连接的，其两端置于支架3上，在支架3的左端上连接有齿轮减速器2，齿轮减速器2的输出端与摇臂轴8相连接，其输入端与驱动电机1相连接，在支架3的右端上连接有采光器支架12，其内部装有采光器13，它是由硅光电转换器等组成的，其外部对着阳光的端部连接有调节窗10，附有扭子开关14的电子控制器置于支架3的右端上且与采光器13相连接。

3、根据权利要求1所述的遮阳装置，其特征是升降机构是齿轮式升降机构，该机构中有一支架3，支架3上连接有共用一个齿轮轴19的若干齿轮以及与弹性遮光片17接触的上导轮21和下导轮20，齿轮18上有一与之啮合的带有边导孔16的弹性遮光片17，支架3的右端还连接有采光器和电子控制器9，其左端连接有齿轮减速器2，齿轮减速器2的输入端与驱动电机1相连接，其输出端与齿轮轴19相连接。

4、根据权利要求1所述的遮阳装置，其特征是光电转换放大电路中连接有硅光电转换器DU和放大器，连续有效整定电路中有一由电阻R_F和电容C_F组成的RC回路和两条电容C_F的放电通道，鉴别转换电路有两个串联的反相器，升降控制电路中有一个定时电路，一个与逻辑电路和继电器。

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