CN210274627U - 带状态反馈的汽车前照灯系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带状态反馈的汽车前照灯系统，在现有汽车前照灯系统的基础上加入了状态反馈功能，通过控制电路对汽车前照灯系统中的各模块进行状态监测，结合对前照灯启动电路的状态监测和对功率因数校正电路、直流变换电路和低频逆变电路的状态监测，来判断汽车前照灯系统的工作状态是否正常，以及当汽车前照灯系统的工作状态不正常时是汽车前照灯损坏，还是汽车前照灯系统故障，并将判断结果反馈至汽车仪表盘和车载音响。汽车仪表盘和车载音响可根据接收到的信息发出相应指示信号，以提醒驾驶员汽车前照灯系统和汽车前照灯的当前状态，确保夜间行车安全。

Description

带状态反馈的汽车前照灯系统

技术领域

本实用新型涉及汽车电子技术，尤其涉及一种带状态反馈的汽车前照灯系统。

背景技术

总所周知，汽车前照灯的正确使用对于汽车行驶安全具有重要意义。目前，在汽车驾驶室仪表盘上有关汽车前照灯的指示信息反映的是驾驶员对前照灯的操作状态。传统的前照灯系统由电池组、功率因数校正电路、直流变换电路、低频逆变电路、前照灯启动电路、控制电路和前照灯组成。其中功率因数校正电路、直流变换电路、低频逆变电路和前照灯启动电路的核心器件都是全控型电力电子器件，可以通过控制电路发出的驱动信号实现开启和关闭。该系统中的控制电路负责对保证整个系统正常稳定运行，并未实现对系统状态的监测，更没有将监测状态反馈给仪表盘前照灯指示系统，并不能反映汽车前照灯的实际工作状态。部分汽车在驾驶室仪表盘上有汽车灯是否损坏指示灯，然而该指示灯并不能精确反映出是哪种类型的汽车灯损坏。

综上所述，基于现有技术，驾驶员无法判断对前照灯的操作指令是否被正确执行，无法判断汽车前照灯的实际工作状态。这给行驶中的汽车造成了严重安全隐患。

实用新型内容

本实用新型主要目的在于，提供一种带状态反馈的汽车前照灯系统，以解决现有技术中驾驶员无法判断对前照灯的操作指令是否被正确执行，无法判断汽车前照灯的实际工作状态的问题。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种带状态反馈的汽车前照灯系统，包括顺次连接的功率因数校正电路、直流变换电路、低频逆变电路和前照灯启动电路；

所述直流变换电路用于将汽车电池组输出的电压升压到设定值后输出给所述低频逆变电路；

所述低频逆变电路用于将所述直流变换电路升压后的电压逆变为交流电后输出给所述前照灯启动电路；

所述前照灯启动电路用于将所述交流电升压后输出给汽车前照灯，以驱动所述前照灯；

所述功率因数校正电路用于提高系统的功率因数，以及控制所述电池组与所述直流变换电路之间连接的通断；

所述系统还包括控制电路，所述控制电路与所述功率因数校正电路、所述直流变换电路、所述低频逆变电路和所述前照灯启动电路连接，并连接至汽车仪表盘和车载音响，用于监测及控制所述功率因数校正电路、所述直流变换电路、所述低频逆变电路和所述前照灯启动电路的工作状态，以及在监测到所述前照灯启动电路工作状态正常时，向仪表盘和车载音响发送表示所述汽车前照灯系统工作状态正常的第一反馈信号，当所述前照灯启动电路工作状态异常，但所述功率因数校正电路、所述直流变换电路和所述低频逆变电路工作状态均正常时，向仪表盘和车载音响发送表示所述前照灯损坏的第二反馈信号，当所述前照灯启动电路工作状态异常，且所述功率因数校正电路、所述直流变换电路和所述低频逆变电路中有至少一个的工作状态异常时，向仪表盘和车载音响发送表示所述汽车前照灯系统故障的第三反馈信号。

进一步地，所述功率因数校正电路、所述直流变换电路、所述低频逆变电路和所述前照灯启动电路均为全控型电力电子器件。

进一步地，所述功率因数校正电路包括电感L1、NMOS管S0和NMOS管S1，电感L1的一端与所述电池组的正极连接，电感L1的另一端与NMOS管S0的漏极和NMOS管S1的漏极连接，NMOS管S1的源极与所述电池组的负极连接，NMOS管S0的源极与所述直流变换电路的输入端连接。

进一步地，所述直流变换电路包括NMOS管S2、二极管D和电感L2，NMOS管S2的漏极作为所述直流变换电路的输入端与所述功率因数校正电路连接，NMOS管S2的源极与二极管D的负极和电感L2的一端连接，电感L2的另一端作为所述直流变换电路的输出端与低频逆变电路的输入端连接，二极管D的正极与所述电池组的负极连接。

进一步地，所述低频逆变电路包括NMOS管S3、NMOS管S4、NMOS管S5和NMOS管S6，NMOS管S3、NMOS管S4、NMOS管S5和NMOS管S6组成单向全桥逆变电路，所述单向全桥逆变电路的输入端作为所述低频逆变电路的输入端与直流变换电路的输出端连接，所述单向全桥逆变电路的输出端作为所述低频逆变电路的输出端与所述前照灯启动电路的输入端连接。

进一步地，所述前照灯启动电路包括双向二极管D2、电容C3和变压器T1，双向二极管D2的一端作为所述前照灯启动电路的输入端与所述低频逆变电路的输出端连接，用于接入所述交流电，双向二极管D2的另一端与电容C3的一端连接，电容C3的另一端与变压器T1的一次侧连接，变压器T1的二次侧与所述前照灯连接，所述交流电依次经双向二极管D2、电容C3输入所述变压器T1的一次侧，所述变压器T1将所述交流电升压后通过其二次侧输出给所述前照灯，以驱动所述前照灯。

进一步地，所述控制电路与所述仪表盘和车载音响之间通过有线或无线方式进行数据通信。

与现有技术相比，本实用新型提供的带状态反馈的汽车前照灯系统，在现有汽车前照灯系统的基础上加入了状态反馈功能，通过控制电路对汽车前照灯系统中的各模块进行状态监测，结合对前照灯启动电路的状态监测和对功率因数校正电路、直流变换电路和低频逆变电路的状态监测，来判断汽车前照灯系统的工作状态是否正常，以及当汽车前照灯系统的工作状态不正常时是汽车前照灯损坏，还是汽车前照灯系统故障，并将判断结果反馈至汽车仪表盘和车载音响。汽车仪表盘和车载音响可根据接收到的信息发出相应指示信号，以提醒驾驶员汽车前照灯系统和汽车前照灯的当前状态，确保夜间行车安全。

附图说明

图1是本实用新型实施例带状态反馈的汽车前照灯系统的组成原理示意图；

图2是本实用新型实施例带状态反馈的汽车前照灯系统的电路原理示意图；

图3是本实用新型实施例对如上所述的带状态反馈的汽车前照灯系统的状态进行监测的方法流程示意图；

图4是基于仪表盘指示的前照灯状态指示方法的流程示意图；

图5是基于车载音响指示的前照灯状态指示方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型实施例一提供的带状态反馈的汽车前照灯系统，包括顺次连接的功率因数校正电路2、直流变换电路3、低频逆变电路4和前照灯启动电路5。该系统主要应用于HID(High intensity Discharge)氙气前照灯。该系统中：

直流变换电路3用于将汽车电池组1输出的电压升压到设定值后输出给低频逆变电路4。电池组1提供的电压较低，需要直流变换电路3将电压升到400V后提供给低频逆变电路4。因此该设定值一般设定为400V或以上。低频逆变电路4用于将直流变换电路3升压后的电压逆变为交流电后输出给前照灯启动电路5。当该系统应用于HID氙气前照灯时，由于HID氙气前照灯内充满氙气或者金属卤化物气体，该灯无灯丝，只有两个电极，需要在两电极间建立高压将气体击穿后产生弧光点亮，因此设置前照灯启动电路5用于将交流电升压后输出给汽车前照灯6，以驱动前照灯6。功率因数校正电路2用于提高系统的功率因数，以及控制电池组1与直流变换电路3之间连接的通断。

该汽车前照灯系统还包括控制电路7，控制电路7与功率因数校正电路2、直流变换电路3、低频逆变电路4和前照灯启动电路5连接，并连接至汽车仪表盘8和车载音响9，用于监测及控制功率因数校正电路2、直流变换电路3、低频逆变电路4和前照灯启动电路5的工作状态。当控制电路7监测到前照灯启动电路5工作状态正常时，表明该汽车前照灯系统处于正常工作状态，此时，控制电路7向仪表盘8发送表示汽车前照灯系统工作状态正常的第一反馈信号；当控制电路7监测到前照灯启动电路5工作状态异常，但功率因数校正电路2、直流变换电路3和低频逆变电路4工作状态均正常时，说明是前照灯6损坏，此时，控制电路7向仪表盘8和车载音响9发送表示前照灯6损坏的第二反馈信号；当控制电路7监测到前照灯启动电路5工作状态异常，且功率因数校正电路2、直流变换电路3和低频逆变电路4中有至少一个的工作状态异常时，说明是功率因数校正电路2、直流变换电路3或低频逆变电路4发生故障，而非前照灯6损坏，此时，控制电路7向仪表盘8和车载音响9发送表示汽车前照灯系统故障的第三反馈信号。

仪表盘8和车载音响9接收到第一反馈信号、第二反馈信号或第三反馈信号后，能够发出相应的指示信号，以提醒驾驶员汽车前照灯系统和汽车前照灯6的当前状态，确保夜间行车安全。

本实施例中，功率因数校正电路2、直流变换电路3、低频逆变电路4和前照灯启动电路5均为全控型电力电子器件，全控型电力电子器件是一种通过控制信号既可以控制其导通，又可以控制其关断的电力电子器件，可以通过控制电路7发出的驱动信号实现导通及关断。

如图2所示，本实施例中，功率因数校正电路2包括电感L1、NMOS管S0和NMOS管S1，电感L1的一端与电池组1的正极连接，电感L1的另一端与NMOS管S0的漏极和NMOS管S1的漏极连接，NMOS管S1的源极与电池组1的负极连接，NMOS管S0的源极与直流变换电路3的输入端连接。通过功率因数校正电路2能够提高系统的功率因数，以减少无功功率消耗，提高电路效率。

直流变换电路3包括NMOS管S2、二极管D和电感L2，NMOS管S2的漏极作为直流变换电路3的输入端与功率因数校正电路2连接，NMOS管S2的源极与二极管D的负极和电感L2的一端连接，电感L2的另一端作为直流变换电路3的输出端与低频逆变电路4的输入端连接，二极管D的正极与电池组1的负极连接。

低频逆变电路4包括NMOS管S3、NMOS管S4、NMOS管S5和NMOS管S6，NMOS管S3、NMOS管S4、NMOS管S5和NMOS管S6组成单向全桥逆变电路，单向全桥逆变电路的输入端(在附图中为NMOS管S3与NMOS管S4的连接端和NMOS管S4与NMOS管S5的连接端)作为低频逆变电路4的输入端与直流变换电路3的输出端连接，单向全桥逆变电路的输出端(在附图中为NMOS管S3与NMOS管S4的连接端和NMOS管S5与NMOS管S6的连接端)作为低频逆变电路4的输出端与前照灯启动电路5的输入端连接。

前照灯启动电路5包括双向二极管D2、电容C3和变压器T1，双向二极管D2的一端作为前照灯启动电路5的输入端与低频逆变电路4的输出端连接，用于接入交流电，双向二极管D2的另一端与电容C3的一端连接，电容C3的另一端与变压器T1的一次侧连接，变压器T1的二次侧与前照灯6连接，交流电依次经双向二极管D2、电容C3输入变压器T1的一次侧，变压器T1将交流电升压后通过其二次侧输出给前照灯，以驱动前照灯6。前照灯6被点亮后，二极管D2断开，由低频逆变电路4为前照灯6供电。现有的前照灯系统在功率因数校正电路2中采用二极管无法彻底实现上述效果，在未得到更换和维修之前，在每次启动和熄火的时候都要做一次充放电过程。本实用新型提供的前照灯系统可以通过控制电路7的控制信号实现各全控型电力电子器件的开闭状态，可以避免现有前照灯系统对NMOS管S1和NMOS管S2的控制未能将故障电路完全切除的问题。

参考图3，本实用新型实施例二提供了一种对实施例一所描述的带状态反馈的汽车前照灯系统的状态进行监测的方法，该方法包括如下步骤：

控制电路7监测前照灯启动电路5以检测其工作状态是否正常；

当前照灯启动电路5工作状态正常时，控制电路7向仪表盘8和车载音响9发送表示汽车前照灯系统工作状态正常的第一反馈信号；

当前照灯启动电路5工作状态异常时，控制电路7检测功率因数校正电路2、直流变换电路3和低频逆变电路4的工作状态，并在功率因数校正电路2、直流变换电路3和低频逆变电路4的工作状态均为正常时，向仪表盘8和车载音响9发送表示前照灯6损坏的第二反馈信号，在功率因数校正电路2、直流变换电路3和低频逆变电路4中的任意一个的工作状态异常时，向仪表盘8和车载音响9发送表示汽车前照灯系统故障的第三反馈信号；

仪表盘8和车载音响9接收到第一反馈信号、第二反馈信号或第三反馈信号时，发出相应指示信号。仪表盘8所发出的指示信号为仪表盘8内指示灯的光信号，车载音响9发出的指示信号为声音信号。

控制电路7发出第二反馈信号后，控制功率因数校正电路2断开电池组1与直流变换电路3之间的连接，发出第三反馈信号后，也控制功率因数校正电路2断开电池组1与直流变换电路3之间的连接，从而切断故障电路。

本实用新型实施例三提供了一种汽车前照灯状态指示方法，包括如下步骤：

检测汽车是否被实施了开启前照灯6的操作。当汽车被实施了开启前照灯6的操作时，执行实施例二中的对如上所述的带状态反馈的汽车前照灯系统的状态进行监测的方法。同时，仪表盘8在接收到第一反馈信号时，说明前照灯系统工作状态正常，而汽车被实施了开启前照灯6的操作，说明前照灯6确实是开启状态的，则点亮远光指示灯；在接收到第二反馈信号时，说明前照灯6损坏，则熄灭指示灯以提醒司机前照灯6已损坏；在接收到第三反馈信号时，说明汽车前照灯系统故障，则使指示灯变色或闪烁。与此同时，车载音响9在接收到第一反馈信号时，发出第一声音信号，以提示前照灯已正常开启，在接收到第二反馈信号时，发出第二声音信号，以提示前照灯已损坏，在接收到第三反馈信号时，发出第三声音信号，以提示前照灯系统故障。

当汽车未被实施开启前照灯6的操作时，也执行实施例二中的对如上的带状态反馈的汽车前照灯系统的状态进行监测的方法。同时，仪表盘8在接收到第一反馈信号时，说明前照灯系统工作状态正常，而汽车并未被实施开启前照灯6的操作，说明前照灯6确实是熄灭状态，则熄灭指示灯；在接收到第二反馈信号时，说明前照灯6损坏，而此时汽车并未被实施开启前照灯6的操作，因此点亮指示灯以提醒司机前照灯6已损坏。在接收到第三反馈信号时，说明汽车前照灯系统故障，则使指示灯变色或闪烁；与此同时，车载音响9在接收到第一反馈信号时，发出第一声音信号，以提示前照灯已正常熄灭，在接收到第二反馈信号时，发出第二声音信号，以提示前照灯已损坏，在接收到第三反馈信号时，发出第三声音信号，以提示前照灯系统故障。

图4和图5分别是基于仪表盘指示的前照灯状态指示方法和基于车载音响指示的前照灯状态指示方法的流程示意图。

第一声音信号用于提示前照灯已正常开启或关闭，第二声音信号用于提示前照灯已损坏，第三声音信号用于提示汽车前照灯系统故障。各声音信号的具体内容可随意设定，只要能表明清楚相应含义即可。本实用新型中，根据用户需要，可仅使用仪表盘8指示前照灯状态，也可仅使用车载音响9指示前照灯状态，也可仪表盘8与车载音响9结合，共同指示前照灯状态。本实用新型通过对汽车前照灯系统的实时监测，能够掌握汽车前照灯的实际工作状态和汽车前照灯系统是否正常工作，确保了行车安全，尤其对夜晚行车起到了提高安全性的作用。

本实施例中，控制电路7与仪表盘8和车载音响9之间通过有线或无线方式进行数据通信。

上述实施例仅为优选实施例，并不用以限制本实用新型的保护范围，在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种带状态反馈的汽车前照灯系统，其特征在于，包括顺次连接的功率因数校正电路、直流变换电路、低频逆变电路和前照灯启动电路；

所述直流变换电路用于将汽车电池组输出的电压升压到设定值后输出给所述低频逆变电路；

所述低频逆变电路用于将所述直流变换电路升压后的电压逆变为交流电后输出给所述前照灯启动电路；

所述前照灯启动电路用于将所述交流电升压后输出给汽车前照灯，以驱动所述前照灯；

所述功率因数校正电路用于提高系统的功率因数，以及控制所述电池组与所述直流变换电路之间连接的通断；

所述系统还包括控制电路，所述控制电路与所述功率因数校正电路、所述直流变换电路、所述低频逆变电路和所述前照灯启动电路连接，并连接至汽车仪表盘和车载音响，用于监测及控制所述功率因数校正电路、所述直流变换电路、所述低频逆变电路和所述前照灯启动电路的工作状态，以及在监测到所述前照灯启动电路工作状态正常时，向仪表盘和车载音响发送表示所述汽车前照灯系统工作状态正常的第一反馈信号，当所述前照灯启动电路工作状态异常，但所述功率因数校正电路、所述直流变换电路和所述低频逆变电路工作状态均正常时，向仪表盘和车载音响发送表示所述前照灯损坏的第二反馈信号，当所述前照灯启动电路工作状态异常，且所述功率因数校正电路、所述直流变换电路和所述低频逆变电路中有至少一个的工作状态异常时，向仪表盘和车载音响发送表示所述汽车前照灯系统故障的第三反馈信号。

2.如权利要求1所述的带状态反馈的汽车前照灯系统，其特征在于，所述功率因数校正电路、所述直流变换电路、所述低频逆变电路和所述前照灯启动电路均为全控型电力电子器件。

3.如权利要求1或2所述的带状态反馈的汽车前照灯系统，其特征在于，所述功率因数校正电路包括电感L1、NMOS管S0和NMOS管S1，电感L1的一端与所述电池组的正极连接，电感L1的另一端与NMOS管S0的漏极和NMOS管S1的漏极连接，NMOS管S1的源极与所述电池组的负极连接，NMOS管S0的源极与所述直流变换电路的输入端连接。

4.如权利要求1或2所述的带状态反馈的汽车前照灯系统，其特征在于，所述直流变换电路包括NMOS管S2、二极管D和电感L2，NMOS管S2的漏极作为所述直流变换电路的输入端与所述功率因数校正电路连接，NMOS管S2的源极与二极管D的负极和电感L2的一端连接，电感L2的另一端作为所述直流变换电路的输出端与低频逆变电路的输入端连接，二极管D的正极与所述电池组的负极连接。

5.如权利要求1或2所述的带状态反馈的汽车前照灯系统，其特征在于，所述低频逆变电路包括NMOS管S3、NMOS管S4、NMOS管S5和NMOS管S6，NMOS管S3、NMOS管S4、NMOS管S5和NMOS管S6组成单向全桥逆变电路，所述单向全桥逆变电路的输入端作为所述低频逆变电路的输入端与直流变换电路的输出端连接，所述单向全桥逆变电路的输出端作为所述低频逆变电路的输出端与所述前照灯启动电路的输入端连接。

6.如权利要求1或2所述的带状态反馈的汽车前照灯系统，其特征在于，所述前照灯启动电路包括双向二极管D2、电容C3和变压器T1，双向二极管D2的一端作为所述前照灯启动电路的输入端与所述低频逆变电路的输出端连接，用于接入所述交流电，双向二极管D2的另一端与电容C3的一端连接，电容C3的另一端与变压器T1的一次侧连接，变压器T1的二次侧与所述前照灯连接，所述交流电依次经双向二极管D2、电容C3输入所述变压器T1的一次侧，所述变压器T1将所述交流电升压后通过其二次侧输出给所述前照灯，以驱动所述前照灯。

7.如权利要求1或2所述的带状态反馈的汽车前照灯系统，其特征在于，所述控制电路与所述仪表盘和车载音响之间通过有线或无线方式进行数据通信。

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