汽車霧燈控制電路故障報(bào)警裝置設(shè)計(jì)

李 源

(昆明冶金高等?？茖W(xué)校電氣與機(jī)械學(xué)院，云南 昆明 650033)

汽車霧燈是汽車重要的信號(hào)燈源，屬于外部照明裝置，用于雨霧天氣行車時(shí)照明道路。因?yàn)橛觎F天氣的能見度較低，駕駛員的視線受到限制，而霧燈燈光穿透力較強(qiáng)，可提高駕駛員與周圍交通者的能見度，使來車和行人在較遠(yuǎn)處發(fā)現(xiàn)對(duì)方，避免交通事故的發(fā)生。

汽車前霧燈和后霧燈是單獨(dú)控制，當(dāng)霧燈工作時(shí)，汽車儀表板上的前霧燈指示燈、后霧燈指示燈點(diǎn)亮，提醒駕駛?cè)藛T汽車霧燈已經(jīng)工作。但是，霧燈指示燈只是提醒駕駛?cè)藛T霧燈開關(guān)已經(jīng)打開，當(dāng)霧燈因?yàn)楣收喜荒苷９ぷ鲿r(shí)，駕駛員無法得到霧燈故障的信息，造成汽車行駛安全隱患。當(dāng)前的很多霧燈控制系統(tǒng)專利或者研究都只是針對(duì)如何保障信號(hào)處理控制電路和霧燈繼電器的連接，或者是電子開關(guān)控制繼電器的的通、斷，以實(shí)現(xiàn)霧燈控制器的開啟和關(guān)閉[1-3]，都不能很好地解決霧燈故障而指示燈正常造成的問題。因此，汽車霧燈需要改進(jìn)設(shè)計(jì)，在出現(xiàn)故障時(shí)，給駕駛員提供霧燈不能正常工作的信號(hào)，以確保維修及時(shí)、行車安全。本裝置設(shè)計(jì)通過改進(jìn)汽車霧燈支路，加裝繼電器，很好地解決了汽車霧燈支路發(fā)生故障時(shí)霧燈指示燈不工作的問題，能夠及時(shí)提醒駕駛員盡快到修理廠進(jìn)行故障處理，消除可能發(fā)生的安全隱患。

1 汽車霧燈控制電路系統(tǒng)

隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展，控制單元的控制方式已經(jīng)普及，現(xiàn)代汽車霧燈控制普遍采用控制單元控制的方式，如圖1所示[4]。

1)前霧燈控制。當(dāng)閉合前霧燈開關(guān)(F1)時(shí)，控制單元收到信號(hào)后，前霧燈和前霧燈指示燈點(diǎn)亮，具體如下：左前霧燈點(diǎn)亮，電流流向：控制單元端口b1→左前霧燈M1→搭鐵。右前霧燈點(diǎn)亮，電流流向：控制單元端口b2→右前霧燈M2→搭鐵。前霧燈指示燈點(diǎn)亮，電流流向：控制單元端口c1→前霧燈指示燈L1→搭鐵。

2)后霧燈控制。當(dāng)閉合后霧燈開關(guān)(F2)時(shí)，控制單元收到信號(hào)后，后霧燈和后霧燈指示燈點(diǎn)亮，具體如下：左后霧燈點(diǎn)亮，電流流向：控制單元端口b3→左后霧燈M3→搭鐵。右后霧燈點(diǎn)亮，電流流向：控制單元端口b4→右后霧燈M4→搭鐵。后霧燈指示燈點(diǎn)亮，電流流向：控制單元端口c2→后霧燈指示燈L2→搭鐵。

通過以上電路可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)霧燈出現(xiàn)故障時(shí)，只要霧燈開關(guān)閉合，霧燈指示燈是正常工作的，即霧燈指示燈不能準(zhǔn)確反映霧燈工作狀況，只是說明控制單元收到霧燈開關(guān)的電信號(hào)。

因此，霧燈控制電路需要進(jìn)行改進(jìn)，以準(zhǔn)確反映霧燈工作狀況。

2 汽車霧燈控制電路系統(tǒng)的改進(jìn)

下面結(jié)合圖2[5]具體論述霧燈電路的改進(jìn)。J1、J2、J3、J4為常開型繼電器，J1、J2的電磁線圈分別串聯(lián)在左前霧燈M1和右前霧燈M2支路上，J1、J2的觸點(diǎn)則串聯(lián)在前霧燈指示燈L1支路上，J3、J4的電磁線圈分別串聯(lián)在左后霧燈M3和右后霧燈M4支路上，J3、J4的觸點(diǎn)則串聯(lián)在后霧燈指示燈L2支路上。

圖2 汽車霧燈控制電路改進(jìn)設(shè)計(jì)

2.1 改進(jìn)后的前霧燈控制

當(dāng)閉合前霧燈開關(guān)(F1)時(shí)，控制單元收到信號(hào)后，前霧燈和前霧燈指示燈點(diǎn)亮[1]，具體如下。

1)左前霧燈點(diǎn)亮，電流流向：控制單元端口b1→左前霧燈M1→繼電器J1線圈→搭鐵。繼電器J1線圈有電流通過，其常開觸點(diǎn)閉合。

2)右前霧燈點(diǎn)亮，電流流向：控制單元端口b2→右前霧燈M2→繼電器J2線圈→搭鐵。繼電器J2線圈有電流通過，其常開觸點(diǎn)閉合。

3)前霧燈指示燈點(diǎn)亮，電流流向：控制單元端口c1→前霧燈指示燈L1→繼電器J1觸點(diǎn)(閉合)→繼電器J2觸點(diǎn)(閉合)→搭鐵。

如果左前霧燈M1支路發(fā)生故障，M1不亮，則繼電器J1線圈沒有電流通過，其常開觸點(diǎn)不能閉合，前霧燈指示燈支路斷路，指示燈不亮，提醒駕駛員前霧燈故障，需及時(shí)維修。

如果右前霧燈M2支路發(fā)生故障，M2不亮，則繼電器J2線圈沒有電流通過，其常開觸點(diǎn)不能閉合，前霧燈指示燈支路斷路，指示燈不亮，提醒駕駛員前霧燈故障，需及時(shí)維修。

2.2 改進(jìn)后的后霧燈控制

當(dāng)閉合后霧燈開關(guān)(F2)時(shí)，控制單元收到信號(hào)后，后霧燈和后霧燈指示燈點(diǎn)亮[2]，具體如下。

1)左后霧燈點(diǎn)亮，電流流向：控制單元端口b3→左后霧燈M3→繼電器J3線圈→搭鐵。繼電器J3線圈有電流通過，其常開觸點(diǎn)閉合。

2)右后霧燈點(diǎn)亮，電流流向：控制單元端口b4→右后霧燈M4→繼電器J4線圈→搭鐵。繼電器J4線圈有電流通過，其常開觸點(diǎn)閉合。

3)后霧燈指示燈點(diǎn)亮，電流流向：控制單元端口c2→后霧燈指示燈L2→繼電器J3觸點(diǎn)(閉合)→繼電器J4觸點(diǎn)(閉合)→搭鐵。

如果左后霧燈M3支路發(fā)生故障，M3不亮，則繼電器J3線圈沒有電流通過，其常開觸點(diǎn)不能閉合，后霧燈指示燈支路斷路，指示燈不亮，提醒駕駛員后霧燈故障，及時(shí)維修。

如果右后霧燈M4支路發(fā)生故障時(shí)，M4不亮，則繼電器J4線圈沒有電流通過，其常開觸點(diǎn)不能閉合，后霧燈指示燈支路斷路，指示燈不亮，提醒駕駛員后霧燈故障，及時(shí)維修。

綜上所述，在閉合霧燈開關(guān)時(shí)，如果任何一個(gè)霧燈支路發(fā)生故障，導(dǎo)致霧燈不能正常工作，則其支路上的繼電器線圈沒有電流通過，其常開觸點(diǎn)不能閉合，其相應(yīng)的儀表板上的指示燈不能點(diǎn)亮，提醒駕駛員霧燈故障，需要及時(shí)維修[6]。

3 實(shí)驗(yàn)說明

本控制裝置中的控制單元端口a1和端口a2輸入的電信號(hào)是 12 V，即電源電壓?？刂茊卧丝赽1、端口b2、端口b3、端口b4、端口c1、端口c2是輸出端，輸出的電信號(hào)是 12 V。

常閉型繼電器J1、J2、J3、J4型號(hào)相同，其外形如圖3所示，每個(gè)繼電器有4個(gè)腳，其中2個(gè)腳連接電磁線圈兩端，另外2個(gè)腳連接常開觸點(diǎn)兩端。繼電器電磁線圈的工作電壓為 12 V，當(dāng)電磁線圈兩端通入 12 V 直流電壓時(shí)，其常開觸點(diǎn)閉合；失電時(shí)，其常開觸點(diǎn)斷開。

圖3 繼電器外形

本設(shè)計(jì)不需要改變?cè)嚨目刂茊卧?，只是?duì)外部電路進(jìn)行加裝，試驗(yàn)車型是大眾速騰車型(2017款)，該車型有2個(gè)前霧燈、1個(gè)后霧燈，現(xiàn)在選取前霧燈進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，為了和圖1、2符號(hào)一致，采用F1代表速騰轎車的前霧燈開關(guān)，M1代表速騰轎車的左前霧燈；M2代表速騰轎車的右前霧燈，L1代表速騰轎車前霧燈指示燈。在左前霧燈、右前霧燈和信號(hào)燈上加裝繼電器，具體改裝方法如圖2所示。

閉合前霧燈開關(guān)F1，分4種情況試驗(yàn):第一種情況是M1和M2支路正常，觀察指示燈工作情況；第二種情況是M1支路正常，M2支路故障，觀察指示燈工作情況；第三種情況是M1支路故障，M2支路正常，觀察指示燈工作情況；第四種情況是M1支路故障，M2支路故障，觀察指示燈工作情況。具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1[7]。

表1 速騰轎車前霧燈實(shí)驗(yàn)情況一覽表

試驗(yàn)可以驗(yàn)證本設(shè)計(jì)的有效性，達(dá)到“汽車霧燈控制電路故障報(bào)警裝置設(shè)計(jì)”的目的。

4 結(jié) 語(yǔ)

汽車霧燈屬于汽車重要的外部照明裝置，在氣候條件惡劣的情況下，由于霧燈的光穿透力較強(qiáng)，可提高駕駛員與周圍交通者的能見度，起到預(yù)警作用，避免交通事故的發(fā)生。本裝置設(shè)計(jì)通過對(duì)汽車霧燈支路進(jìn)行改進(jìn)，加裝繼電器，在閉合霧燈開關(guān)時(shí)，如果任何一個(gè)霧燈支路發(fā)生故障，導(dǎo)致霧燈不能正常工作，則其支路上的繼電器線圈沒有電流通過，其常開觸點(diǎn)不能閉合，相應(yīng)的儀表板上的霧燈指示燈不能點(diǎn)亮，能夠及時(shí)提醒駕駛員盡快到修理廠進(jìn)行故障處理，消除可能發(fā)生的安全隱患。