汽車危險(xiǎn)報(bào)警燈與轉(zhuǎn)向開關(guān)控制電路優(yōu)化策略研究

詹遠(yuǎn)武，呂鳳軍，王惠靈

(1.浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，杭州 311112；2.杭州康隆豐田汽車銷售服務(wù)有限公司，杭州 310000)

汽車危險(xiǎn)報(bào)警燈與轉(zhuǎn)向開關(guān)控制電路優(yōu)化策略研究

詹遠(yuǎn)武1，呂鳳軍1，王惠靈2

(1.浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，杭州 311112；2.杭州康隆豐田汽車銷售服務(wù)有限公司，杭州 310000)

分析了當(dāng)前市場(chǎng)上汽車危險(xiǎn)報(bào)警燈閃爍時(shí)轉(zhuǎn)向開關(guān)操作失效問題及其可能引起的安全隱患，通過對(duì)典型車輛控制電路的機(jī)理分析，提出了對(duì)未來車輛實(shí)施車身控制模塊程序優(yōu)化和對(duì)現(xiàn)有缺陷車輛采取控制電路優(yōu)化或加裝優(yōu)化控制模塊的兩大優(yōu)化理念，從而實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向信號(hào)燈及危險(xiǎn)報(bào)警燈在功能設(shè)計(jì)上的完善，可有效提高車輛行駛中的安全性，避免由此而產(chǎn)生的交通事故。

危險(xiǎn)報(bào)警燈；轉(zhuǎn)向開關(guān)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

0 引 言

危險(xiǎn)報(bào)警燈，俗稱雙閃燈或雙跳燈，一般在遇到濃霧、車輛發(fā)生故障、行駛中突遇暴雨、行駛中發(fā)生緊急故障、道路上臨時(shí)停車、車輛發(fā)生交通事故、牽引故障機(jī)動(dòng)車等時(shí)使用，從而提醒其他車輛或過往行人注意本車發(fā)生了特殊情況。

1 現(xiàn)狀分析

許多車輛在危險(xiǎn)報(bào)警燈開關(guān)接通后，轉(zhuǎn)向開關(guān)接通是無效的，即操縱轉(zhuǎn)向開關(guān)后仍是危險(xiǎn)報(bào)警燈的“雙跳”狀態(tài)，這在行車過程中其實(shí)是很危險(xiǎn)的，大大增加了車輛行駛的不安全因素。例如在濃霧、風(fēng)沙等視線不好的特殊天氣情況下行車，駕駛員一般都會(huì)打開危險(xiǎn)報(bào)警燈，但若此時(shí)又需要轉(zhuǎn)彎或變道時(shí)，駕駛員又會(huì)習(xí)慣性地操縱轉(zhuǎn)向開關(guān)，而此時(shí)實(shí)際仍是危險(xiǎn)報(bào)警燈“雙閃”或“雙跳”狀態(tài)，這極易給過往車輛特別是后車帶來不恰當(dāng)?shù)奶崾荆瑯O易引發(fā)交通事故。因此，“汽車危險(xiǎn)報(bào)警燈閃爍時(shí)轉(zhuǎn)向開關(guān)操縱失效”可以定性為汽車設(shè)計(jì)的一個(gè)“缺陷”。

根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研，當(dāng)前生產(chǎn)的大眾車系、寶馬車系、奔馳車系等德系各品牌車輛，在危險(xiǎn)報(bào)警燈開關(guān)接通后，再接通轉(zhuǎn)向開關(guān)的電路控制系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，而其它諸多品牌車輛均存在“汽車危險(xiǎn)報(bào)警燈閃爍時(shí)轉(zhuǎn)向開關(guān)操縱失效”的設(shè)計(jì)缺陷。

2 相關(guān)研究

針對(duì)這一缺陷，相關(guān)學(xué)者也進(jìn)行了許多的研究與分析，部分廠家也對(duì)此進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，但市場(chǎng)上仍有大量的在用車還沒有有效解決這一問題，趙寶平、郭小紅(2015)在《汽車電器》中基于瑞風(fēng)商務(wù)車危險(xiǎn)報(bào)警燈與轉(zhuǎn)向燈控制電路[1]，就其轉(zhuǎn)向和危險(xiǎn)報(bào)警燈電路電流走向做了詳細(xì)分析，但沒有提出對(duì)這一缺陷的解決辦法。沈迪，馮靖，王謙(2013)在《湖南農(nóng)機(jī)(學(xué)術(shù)版)》中提出了基于傳感技術(shù)汽車智能雙閃燈警示裝置，其設(shè)計(jì)思路是基于檢測(cè)、傳感技術(shù)，對(duì)于車輛行駛路線區(qū)域內(nèi)過往行人、車輛、所處環(huán)境能見度的感知，通過控制繼電器的開閉決定雙閃警示燈的工作與否[2]，該裝置適用于無紅綠燈人行道、十字路口、急拐彎路口或存在駕駛觀察盲區(qū)的危險(xiǎn)區(qū)域等多種路況下自動(dòng)開啟，從而對(duì)過往行人、車輛起到警示作用，但沒有與轉(zhuǎn)向開關(guān)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)。宋百玲等(2016)在《森林工程》中提出了基于AVR單片機(jī)和汽車電路轉(zhuǎn)換原理的汽車危險(xiǎn)報(bào)警燈與轉(zhuǎn)向燈的隨動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)通過在電路系統(tǒng)中對(duì)單片機(jī)寫入相應(yīng)的程序，使不同的按鍵信號(hào)輸出高低不同的電壓信號(hào)，從而控制發(fā)光二極管的熄滅和閃爍頻率，實(shí)現(xiàn)在打開危險(xiǎn)報(bào)警燈時(shí)的轉(zhuǎn)向指示功能[3]，但未見相關(guān)實(shí)車裝配的論述。

3 控制電路分析

汽車轉(zhuǎn)向及危險(xiǎn)報(bào)警信號(hào)系統(tǒng)主要由蓄電池、熔斷絲、車身控制模塊(或閃光繼電器)、轉(zhuǎn)向開關(guān)、危險(xiǎn)報(bào)警開關(guān)和轉(zhuǎn)向信號(hào)燈等組成。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查，豐田車系和通用車系的汽車保有量均占較大份額，而該兩大車系的絕大多數(shù)品牌車輛的轉(zhuǎn)向信號(hào)燈及危險(xiǎn)報(bào)警燈的控制均存在“汽車危險(xiǎn)報(bào)警燈閃爍時(shí)轉(zhuǎn)向開關(guān)操縱失效”的設(shè)計(jì)缺陷?，F(xiàn)以2016款通用別克威朗轎車為例，分析汽車轉(zhuǎn)向信號(hào)燈及危險(xiǎn)報(bào)警燈的控制電路。

2016款通用別克威朗轎車的轉(zhuǎn)向及危險(xiǎn)報(bào)警燈電路見圖1和圖2所示。

圖1 2016款通用別克威朗轎車轉(zhuǎn)向及危險(xiǎn)報(bào)警燈電路圖(一)

從圖1分析可知，若操縱轉(zhuǎn)向開關(guān)至“左”位置，則車身控制模塊K9的X3/12端子獲得0V信號(hào)電壓，轉(zhuǎn)向開關(guān)復(fù)位后，車身控制模塊K9的X3/12端子即恢復(fù)高電位；若轉(zhuǎn)向開關(guān)至“右”位置，則車身控制模塊K9的X3/24端子獲得0V信號(hào)電壓，轉(zhuǎn)向開關(guān)復(fù)位后，車身控制模塊K9的X3/24端子也恢復(fù)高電位；若按下危險(xiǎn)報(bào)警燈開關(guān)，則車身控制模塊K9的X2/26端子獲得0V信號(hào)電壓，危險(xiǎn)報(bào)警燈開關(guān)復(fù)位后，車身控制模塊K9的X2/26端子也恢復(fù)高電位。車身控制模塊就是根據(jù)X3/12、X3/24、X2/26的信號(hào)電壓變化而控制左右兩側(cè)的轉(zhuǎn)向信號(hào)燈及儀表中的轉(zhuǎn)向信號(hào)指示燈。

點(diǎn)火開關(guān)ON，操縱轉(zhuǎn)向開關(guān)S78至“左”位置時(shí)，車身控制模塊K9的X3/12端子信號(hào)電壓等于0V，車身控制模塊依據(jù)此信號(hào)發(fā)出指令，使左側(cè)(E4LF、E4Y、E4LR)轉(zhuǎn)向信號(hào)燈全部點(diǎn)亮閃爍；若操縱轉(zhuǎn)向開關(guān)S78至“右”位置時(shí)，車身控制模塊即指令右側(cè)(E4RF、E4Z、E4RR)轉(zhuǎn)向信號(hào)燈全部點(diǎn)亮閃爍。

若按下危險(xiǎn)報(bào)警燈開關(guān)，車身控制模塊X2/26端子信號(hào)電壓等于0V，車身控制模塊依據(jù)此信號(hào)發(fā)出指令，使左側(cè)(E4LF、E4Y、E4LR)和右側(cè)(E4RF、E4Z、E4RR)所有轉(zhuǎn)向信號(hào)燈均點(diǎn)亮閃爍；此時(shí)，不論如何操縱轉(zhuǎn)向開關(guān)S78，轉(zhuǎn)向指示功能失效，這給行車安全帶來了極大的安全隱患。

4 汽車轉(zhuǎn)向及危險(xiǎn)報(bào)警燈優(yōu)化控制技術(shù)

針對(duì)以上的設(shè)計(jì)缺陷，解決問題的途徑主要包括兩個(gè)方面：一是針對(duì)部分品牌的新車，通過廠家優(yōu)化設(shè)計(jì)來解決；二是針對(duì)市場(chǎng)上現(xiàn)有缺陷車輛，可以采用電路優(yōu)化而完善。

4.1 部分品牌新車的優(yōu)化技術(shù)

當(dāng)前絕大多數(shù)車輛的汽車轉(zhuǎn)向及危險(xiǎn)報(bào)警信號(hào)系統(tǒng)由車身控制模塊進(jìn)行控制，其主要包括三部分組成，即信號(hào)系統(tǒng)、控制裝置和執(zhí)行元件。信號(hào)系統(tǒng)來自于轉(zhuǎn)向開關(guān)和危險(xiǎn)報(bào)警燈開關(guān)的信號(hào)，控制裝置即為車身控制模塊，執(zhí)行元件主要包括左右兩側(cè)的所有轉(zhuǎn)向信號(hào)燈及儀表中的轉(zhuǎn)向信號(hào)指示燈，其控制原理見圖3所示。

圖2 2016款通用別克威朗轎車轉(zhuǎn)向及危險(xiǎn)報(bào)警燈電路圖(二)

圖3 轉(zhuǎn)向及危險(xiǎn)報(bào)警燈系統(tǒng)控制原理圖

針對(duì)此類的轉(zhuǎn)向及危險(xiǎn)報(bào)警燈系統(tǒng)，其優(yōu)化原理很簡單，僅需將車身控制模塊的程序優(yōu)化，確認(rèn)轉(zhuǎn)向開關(guān)信號(hào)為“優(yōu)先級(jí)”，即可避免汽車危險(xiǎn)報(bào)警燈閃爍時(shí)轉(zhuǎn)向開關(guān)操縱失效的問題。

4.2 現(xiàn)有缺陷車輛的電路優(yōu)化技術(shù)

當(dāng)前汽車市場(chǎng)中，有大量存在這種問題的車輛，涉及多數(shù)品牌，若要解決以上問題，一般需要通過優(yōu)化控制電路或加裝優(yōu)化控制模塊(單片機(jī))來實(shí)現(xiàn)。

采用優(yōu)化控制電路的核心是在車輛運(yùn)行時(shí)，若操縱轉(zhuǎn)向燈開關(guān)，能自動(dòng)切斷危險(xiǎn)報(bào)警燈開關(guān)發(fā)送給車身控制模塊X2/26端子的信號(hào)，如圖4所示。該方法采用在原電路基礎(chǔ)上加裝一雙繞組常閉繼電器，轉(zhuǎn)向開關(guān)OFF時(shí)，若開啟危險(xiǎn)報(bào)警燈開關(guān)，則車身控制模塊X2/26端子的低電位信號(hào)沒有影響，所有轉(zhuǎn)向信號(hào)燈均能閃爍；轉(zhuǎn)向開關(guān)操縱至LH或RH時(shí)，一方面車身控制模塊X3/12端子或X3/24端子接收到低電壓信號(hào)，同時(shí)因加裝的常閉繼電器線圈通電使常閉觸點(diǎn)打開，車身控制模塊X2/26端子的低電壓信號(hào)也斷開，即危險(xiǎn)報(bào)警燈開關(guān)信號(hào)被切斷，因此實(shí)現(xiàn)只能左轉(zhuǎn)向或右轉(zhuǎn)向的指示功能；若轉(zhuǎn)向開關(guān)復(fù)位(轉(zhuǎn)向開關(guān)OFF)，則加裝的常閉繼電器線圈回路被切斷，車身控制模塊X2/26端子又能接收到低電位信號(hào)，從而又能恢復(fù)“雙跳”功能，這就可以防止在汽車危險(xiǎn)報(bào)警燈閃爍時(shí)轉(zhuǎn)向開關(guān)操縱失效，符合設(shè)計(jì)要求。

加裝優(yōu)化控制模塊(單片機(jī))的核心是引入邏輯電路進(jìn)行組合設(shè)計(jì)，其控制原理見圖5所示。當(dāng)轉(zhuǎn)向開關(guān)信號(hào)或危險(xiǎn)報(bào)警燈開關(guān)信號(hào)單一輸入單片機(jī)，單片機(jī)則分別輸出相應(yīng)信號(hào)；當(dāng)轉(zhuǎn)向開關(guān)信號(hào)和危險(xiǎn)報(bào)警燈開關(guān)信號(hào)同時(shí)輸入單片機(jī)，單片機(jī)則以轉(zhuǎn)向開關(guān)為“優(yōu)先級(jí)”信號(hào)輸出，若轉(zhuǎn)向開關(guān)復(fù)位，控制模塊又恢復(fù)輸出危險(xiǎn)報(bào)警燈開關(guān)信號(hào)，從而有效解決了汽車危險(xiǎn)報(bào)警燈閃爍時(shí)轉(zhuǎn)向開關(guān)操縱失效的問題[4]。

圖4 采用加裝繼電器的優(yōu)化電路示意圖

5 結(jié) 語

交通飛速發(fā)展的今天，車輛技術(shù)發(fā)展越來越快，與此同時(shí)也暴露出了越來越多的問題，危險(xiǎn)報(bào)警燈與轉(zhuǎn)向信號(hào)燈之間的矛盾便是其一。“安全無小事”，防微杜漸是關(guān)鍵[5]，針對(duì)部分車輛危險(xiǎn)報(bào)警燈閃爍時(shí)轉(zhuǎn)向開關(guān)操縱失效的設(shè)計(jì)缺陷問題，職能部門和廣大車主必須引起足夠地重視，應(yīng)當(dāng)真正將“安全第一，預(yù)防為主”落實(shí)到位。

汽車生產(chǎn)廠家應(yīng)當(dāng)及時(shí)更新升級(jí)控制程序，以使新生產(chǎn)車輛的轉(zhuǎn)向信號(hào)燈和危險(xiǎn)報(bào)警燈滿足功能要求；針對(duì)當(dāng)前市場(chǎng)上存在這方面設(shè)計(jì)缺陷的車輛，建議職能部門加強(qiáng)宣傳，鼓勵(lì)車主積極參與原車電路優(yōu)化或加裝優(yōu)化控制模塊(單片機(jī))，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向信號(hào)燈打開的同時(shí)危險(xiǎn)報(bào)警燈相應(yīng)關(guān)閉，如打開危險(xiǎn)報(bào)警燈的前提下，再打開左轉(zhuǎn)向信號(hào)燈，右側(cè)轉(zhuǎn)向信號(hào)燈對(duì)應(yīng)關(guān)閉，使其他車輛和行人輕松分辨該車的轉(zhuǎn)向，從而增強(qiáng)車輛的安全性能，避免交通事故的發(fā)生。

圖5 加裝優(yōu)化控制模塊(單片機(jī))控制原理圖

[1]趙寶平，郭小紅.瑞風(fēng)商務(wù)車危險(xiǎn)報(bào)警燈與轉(zhuǎn)向燈控制電路分析[J].汽車電器，2015，(9)：54-55．

[2]沈迪，馮靖，王謙.基于傳感技術(shù)汽車智能雙閃燈警示裝置[J].湖南農(nóng)機(jī)：學(xué)術(shù)版，2013，(1)：31-31．

[3]宋百玲，劉偉學(xué)，孫振偉，等.汽車危險(xiǎn)報(bào)警燈與轉(zhuǎn)向燈的隨動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].森林工程，2016，32(3):57-59.

[4]郭宏亮，范青青.基于單片機(jī)控制的汽車轉(zhuǎn)向同步照明裝置[J].制造業(yè)自動(dòng)化,2009，(7)：121-123.

[5]奚碧清.基于MATLAB的汽車被動(dòng)安全評(píng)價(jià)模型研究[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化，2015，(1)：61-62．

ResearchonAutomobilCircuitOptimizationforHazardWarningLampandSteeringLightSwitch

ZHAN Yuan-wu1,LV Feng-jun1,WANG Hui-ling2

(1. Zhejiang Institute of Communications，Hangzhou 311112,china; 2. Hangzhou Kanglong TOYOTA Automobile Sales & Service Co., Ltd.,Hangzhou 310000,China)

The problem of steering light switch failure during the flashing of automobile hazard warning lamp and potential safety hazards are analyzed. Through the analysis of the mechanism of typical vehicle control circuit, two optimization ideas are put forward. One is to optimize the body control module program for the future vehicle. The another is to optimize the existing defective vehicle control circuit or install the optimization control module. Therefore, the improvement of the function design of the automobile steering signal lamp and the hazard warning lamp can be realized, and the safety of the running vehicle can be effectively improved, and the traffic accident resulting from this problem can be avoided.

hazard warning lamp; steering light switch; optimization design

U463

A

10.3969/j.issn.1671-234X.2017.03.007

1671-234X(2017)03-0031-05

2017-06-10

交通運(yùn)輸部“交通運(yùn)輸行業(yè)高層次人才培養(yǎng)項(xiàng)目”(2016-76)

詹遠(yuǎn)武(1972-)，男，浙江武義人，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，碩士，E-mail:zhanyuanwu@zjvtit.edu.cn。