共地模式灯控结构与转接器、控制器、电动车的制作方法

共地模式灯控结构与转接器、控制器、电动车
1.技术领域
2.汽车电子技术，具体为电动车电器及灯控系统。
3.

背景技术：

4.为了叙述方便，本发明定义以下术语：“开关管”泛指达林顿管、igbt管、或者mos管；“正极”电流流入端；“负极”电流流出端；
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大线”指电动车电器之间连接的导线束，他们一般是捆扎在一起的，分别连到各种电器部件，有的称为线束；“电动车”指包括儿童车、电动自行车、电动助力车、电动摩托车、电动三轮车、休闲车、篷车等电池作动力的低速小型车辆；
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大灯”指小型电动车前端用于照明的远灯或近灯；“礼灯”又叫行车灯、日行灯，指电动车开机即点亮的灯；“夜灯”指电动车开启前大灯即点亮的后灯；“大灯总成”指安装在电动车前端车把或驾驶台，用于照明的又有电动车参数显示功能的部件。或者原来单纯的大灯照明应用本发明后增加了仪表功能的部件。也叫灯头、组合大灯；“组合仪表”指在电动车前端具有显示电动车参数功能的部件，包括与大灯组合在一起的部件（业内称为组合仪表、表头、灯头）。
5.传统灯控结构见图1。所有车前开关的正极接正极线，负极分别控制车前灯和车后灯。车前灯和车后灯的负极共地。车后灯线束直接接车前开关，没有经过电路板转接，也没有mcu电路介入本类电动车灯具的控制。整个车灯系统无短路保护电路及功能电路板，只是在正极线里串接了保险盒。但保险盒的熔断时间太长，以至于火灾都发生了保险丝还连着的。
6.另外，与离散式灯控系统相比，车后灯需要多条长长的导线连接车前开关，浪费导线材料。不如电机控制器控制车后灯省线。
7.

技术实现要素：

8.本发明的目的是：把传统非智能的无短路保护的灯控结构，升级为mcu电路智能控制，增加了电子短路保护或总线系统结构，实现了预防火灾或者简化灯控系统布线的目的。
9.一种共地模式灯控结构：包括车前灯、车后灯、前灯控制电路、后灯控制电路、车后灯线束、或通讯线。离散式模式无车后灯线束，集中式模式无后灯控制电路和通讯线。
10.所述车前灯和所述车后灯的负极都接地。
11.所述车后灯分为一体灯、分体灯。一体灯针对小型车的只需一个，分体灯针对大型车的，左右需两个。
12.所述共地模式灯控结构分为三种模式：集中式短路保护模式、离散式短路保护模式、离散式无短路保护模式。对于单辆电动车只取其中之一，依据客户的要求选择。
13.所述集中式短路保护模式包含前灯控制电路、车前灯、车后灯、车后灯线束。所述前灯控制电路既控制前灯，又通过所述车后灯线束控制车后灯。见图3。
14.所述车后灯线束通过插头连接所述前灯控制电路的电路板。而不是直接接车前开关。这是本发明明显区别于传统灯控结构之处。
15.所述前灯控制电路包含取样电阻电路、电子开关电路、车前开关电路、比较电路、mcu电路。
16.所述车前开关电路的负极分别连接所述车前灯和车后灯的正极，当其处于闭合状态则相应车前灯或车后灯可点亮。车前灯或车后灯的点亮还受所述电子开关电路的控制，当短路故障时，无论所述车前开关电路的状态如何，车前灯或车后灯都不能点亮。这是本发明区别于传统电动车灯控系统的技术特征。
17.所述车前开关包含左转开关、右转开关、刹车开关、倒车开关、远灯开关、近灯开关、或电门开关。有免钥匙启动的电动车无电门开关。小型车不区分远近灯。
18.所述mcu电路连接所述车前开关，用于检测其开关信息。有些开关信息需要发给别的智能部件，如倒车、刹车信息。
19.所述车后灯线束连接所述车前开关电路和所述车后灯。所述车后灯线束属于大线中的一部分。
20.所述电子开关电路包含开关管。这里只需1个。
21.所述电子开关电路的输出连接所有车前开关的正极，当其关闭时所有车灯都熄灭。
22.所述mcu电路连接所述电子开关电路，用于控制所述开关管。所述电子开关电路含所述开关管的驱动电路。mos管、达林顿、igbt的驱动电路各不相同。
23.所述取样电阻电路的正极连接正极线，所述正极线来源于蓄电池正极或转换器输出。
24.所述取样电阻电路两端的电压反应整车车灯流过的电流，当其电压值大于设定值时启动短路保护。
25.所述取样电阻电路的负极连接所述电子开关电路。
26.如果为了降低成本，也可以省去所述取样电阻电路，用所述开关管的内阻取代，所述电子开关电路直接连接所述正极线。但内阻阻值较小，且一致性不好，所以限流不精准。
27.所述取样电阻电路也可以移到所述电子开关电路的负极和所述车前开关电路之间。
28.所述比较电路连接所述取样电阻电路，用于检测整车车灯流过的电流。如果为了节省成本，用所述开关管的内阻取代所述取样电阻，此时所述比较电路连接所述电子开关电路。
29.所述比较电路包含差分运放电路。
30.所述mcu电路连接所述比较电路，用于检测其输出状态。
31.所述mcu电路根据所述比较电路的状态，控制所述电子开关电路。
32.离散式短路保护模式包含前灯控制电路、后灯控制电路、车前灯、车后灯、通讯线。见图4。
33.所述前灯控制电路和所述后灯控制电路均包含mcu电路，所述mcu电路之间通过所述通讯线交换数据。后灯控制电路的灯控开关信息从前灯控制电路传过来。
34.所述通讯线属于大线中的一部分。
35.所述前灯控制电路和所述后灯控制电路分别控制所述车前灯和所述车后灯。
36.所述前灯控制电路包含取样电阻电路、电子开关电路、车前开关电路、比较电路、mcu电路。
37.所述车前开关电路的负极分别连接所述车前灯的正极，当其处于闭合状态则相应车前灯可点亮。车前灯点亮还受所述电子开关电路的控制，当短路故障时，无论所述车前开关电路的状态如何，车前灯都不能点亮。这是本发明区别于传统电动车灯控系统的技术特征。
38.所述车前开关包含左转开关、右转开关、刹车开关、倒车开关、远灯开关、近灯开关、或电门开关。有免钥匙启动的电动车无电门开关。小型车不区分远近灯。
39.所述mcu电路连接所述车前开关，用于检测其开关信息，以便通过所述通讯线发给所述后灯控制电路里的mcu电路，如倒车、刹车、左转、右转信息。
40.所述电子开关电路包含开关管。所述电子开关电路的输出连接所有车前开关的正极，当其关闭时所有车灯都熄灭。
41.所述电子开关电路含所述开关管的驱动电路。mos管、达林顿、igbt的驱动电路各不相同。
42.所述mcu电路连接所述电子开关电路，用于控制所述开关管。
43.所述取样电阻电路的正极连接正极线，所述正极线来源于蓄电池正极或转换器输出。
44.所述取样电阻电路两端的电压反应整车车灯流过的电流，当其电压值大于设定值时启动所述车前灯的短路保护。
45.所述取样电阻电路的负极连接所述电子开关电路。
46.如果为了降低成本，也可以省去所述取样电阻电路，用所述开关管的内阻取代，所述电子开关电路直接连接所述正极线。
47.所述取样电阻电路也可以移到所述电子开关电路的负极和所述车前开关电路之间。
48.所述比较电路连接所述取样电阻电路，用于检测车前灯流过的电流。
49.如果为了节省成本，用所述开关管的内阻取代所述取样电阻，此时所述比较电路连接所述电子开关电路。
50.所述比较电路包含差分运放电路。
51.所述mcu电路连接所述比较电路，用于检测其输出状态。
52.所述mcu电路根据所述比较电路的状态，控制所述电子开关电路。
53.所述后灯控制电路包含取样电阻电路、电子开关电路、比较电路、mcu电路，所述后
灯控制电路属于电机控制器的功能电路。
54.所述电子开关电路包含2~6个开关管，分别控制车后灯。所述车后灯含左转、右转、倒车、刹车、夜灯（示宽灯）、或日行灯。有的大车有后雾灯。小型车只有夜灯、刹车灯。
55.所述电子开关电路的输出分别连接所述车后灯的正极，当其关闭时相关车后灯熄灭。
56.所述电子开关电路含所述开关管的驱动电路。mos管、达林顿、igbt的驱动电路各不相同。
57.所述mcu电路连接所述电子开关电路，用于控制所述开关管。
58.所述取样电阻电路的正极连接正极线，所述正极线来源于蓄电池正极或转换器输出。
59.所述取样电阻电路两端的电压反应整车车灯流过的电流，当其电压值大于设定值时启动所述车后灯的短路保护。
60.所述取样电阻电路的负极连接所述电子开关电路。
61.所述比较电路连接所述取样电阻电路，用于检测车后灯流过的电流大小。
62.所述比较电路包含差分运放电路。
63.所述mcu电路连接所述比较电路，用于检测其输出状态。
64.所述mcu电路根据所述比较电路的状态，控制所述电子开关电路。
65.所述离散式无短路保护模式包含前灯控制电路、后灯控制电路、车前灯、车后灯、通讯线。见图2。
66.所述前灯控制电路和所述后灯控制电路均包含mcu电路，所述mcu电路之间通过所述通讯线交换数据。后灯控制电路的灯控开关信息从前灯控制电路传过来。
67.所述通讯线属于大线中的一部分。
68.所述前灯控制电路和所述后灯控制电路分别控制所述车前灯和所述车后灯。
69.所述前灯控制电路包含车前开关电路、mcu电路。
70.所述车前开关电路的正极集中接到正极线，所述正极线来源于蓄电池正极或转换器输出。
71.所述车前开关电路的负极分别连接所述车前灯的正极，当其处于闭合状态则相应车前灯点亮。
72.所述mcu电路连接所述车前开关，用于检测其开关信息，以便通过所述通讯线发给所述后灯控制电路里的mcu电路。如：左转、右转、倒车、刹车、夜灯。
73.所述后灯控制电路包含电子开关电路、mcu电路。所述后灯控制电路属于电机控制器的功能电路。
74.所述电子开关电路的正极集中连接正极线，所述正极线来源于蓄电池正极或转换器输出。
75.所述电子开关电路包含2~6个开关管，分别控制车后灯。所述车后灯含左转、右转、倒车、刹车、夜灯（示宽灯）、或日行灯。有的大车有后雾灯。小型车只有夜灯、刹车灯。
76.所述电子开关电路的输出分别连接所述车后灯的正极，当其关闭时相关车后灯熄灭。
77.所述mcu电路连接所述电子开关电路，用于控制所述开关管。
78.一种转接器，所述转接器应用于上述共地模式灯控结构，包含了上述前灯控制电路。
79.所述转接器如果附加电动车参数显示功能，并且安装在仪表里，则成为仪表。也称为表头、组合仪表。
80.所述转接器如果附加电动车参数显示功能，并且安装在大灯里，则成为大灯总成。也称为组合大灯。
81.一种控制器，应用于上述共地模式灯控结构，包含了上述后灯控制电路。
82.一种电动车，应用了上述共地模式灯控结构，安装了上述转接器，或安装了上述控制器。
83.本发明的效果：把传统非智能的无短路保护的灯控结构，升级为mcu电路智能控制，增加了电子短路保护或总线系统结构，实现了预防火灾或者简化灯控系统布线的目的。
84.附图说明
85.图1为传统灯控结构；图2为本发明离散式共地结构无短路保护灯控电路；图3为本发明集中式共地结构短路保护灯控电路；图4为本发明离散式共地结构短路保护灯控电路；图5为一种共地结构无保护电子开关车后灯控制电路；图6为本发明共地结构上取样车前灯控电路；图7为本发明共地结构下取样车前灯控电路。
86.具体实施方式
87.本发明共地模式灯控结构分为三种：集中式短路保护模式、离散式短路保护模式、离散式无短路保护模式。对于单辆电动车只取其中之一，依据客户的要求选择。
88.车前灯含左转、右转、远灯、近灯、日行。小型车不区分远近灯。有些车型无日行灯。
89.车后灯分为一体灯、分体灯，一体灯针对小型车的只需一个，分体灯针对大型车的，左右需两个。
90.车后灯含左转、右转、刹车、倒车、夜行。
91.三种模式都有mcu电路， mcu芯片的选型主要考虑的技术参数是：运行的速度快慢、温度范围、gpio数量、flash大小、ram的大小、对外通讯口的模式等参数来考虑。目前市场上很多单片机都能满足这个要求，如microchip、freescale、st、infineon、cypress等厂家的多个品牌技术上都可用。
92.离散式的两种模式都牵涉通讯，通讯模式有uart、lin、can、i2c、485、gpio模拟通讯可供选择。优选地，单线半双工模式接线最简单。
93.电子开关电路优选mos管，而且是p沟道的。
94.车前开关包含左转开关、右转开关、刹车开关、倒车开关、远灯开关、近灯开关、或电门开关等。
95.比较电路含运放芯片，最常见的是lm358。但必须用差分模式。
96.取样电阻电路里包含一个取样电阻，其阻值根据总电流大小而定，一般取100mr~5r。
97.转换器就是dc/dc电压变换器，它把蓄电池的电压变换到车身电器适用的电压，通常小车为12v，大车为24v。现在很多小型电动车，为了节省成本，也可以直接用蓄电池的电压。这时转换器就可以不用了。
98.图5为一种共地结构无保护电子开关车后灯控制电路，属于后灯控制电路的一部分。mcu电路控制5个开关管。5个开关管控制5个车后灯。所有车后灯共地。5个车后灯的开关信息是mcu电路通过通讯线从前灯控制电路得来的。此电路未含短路保护功能。
99.图6为本发明共地结构上取样车前灯控电路，属于前灯控制电路的一部分。取样电阻在电子开关电路的上端。mcu电路控制电子开关电路和闪光器,并检测比较电路的状态。5个车前开关控制5个车前灯。所有车前灯共地。
100.图7为本发明共地结构下取样车前灯控电路，属于前灯控制电路的一部分。取样电阻在电子开关电路的下端。mcu电路控制电子开关电路和闪光器,并检测比较电路的状态。5个车前开关控制5个车前灯。所有车前灯共地。
101.集中式短路保护模式见图3。
102.与传统灯控系统相比，多出取样电阻电路、电子开关电路、比较电路、mcu电路。在车前开关电路的前端用电子开关控制，通过取样电阻测得电流，如果异常则启动保护。
103.前灯控制电路既控制车前灯，也控制车后灯。
104.虚线框起来的部分为前灯控制电路。
105.这种模式的优势是不增加电机控制器的负担，还有可靠的短路保护。但接线比较复杂。
106.离散式短路保护模式见图4。
107.前灯控制电路负责车前灯，后灯控制电路负责车后灯，相互之间通过通讯线交换数据。后灯的开关信息由前灯控制电路里的mcu电路传来。
108.前后各自负责短路保护。前灯坏了关前灯的，后灯故障关后灯的。不像集中式短路保护模式，集中保护，只要一处电路故障所有车灯都关闭。
109.虚线框起来的部分分别为前灯控制电路、后灯控制电路。
110.这种模式的优势是减少了后灯关联线束，还有可靠的短路保护。这是本发明最优选的。
111.离散式无短路保护模式见图2。
112.前灯控制电路负责车前灯，后灯控制电路负责车后灯，相互之间通过通讯线交换数据。后灯的开关信息由前灯控制电路里的mcu电路传来。
113.前后各自负责灯的开关。
114.虚线框起来的部分分别为前灯控制电路、后灯控制电路。
115.这种模式的优势是减少了后灯关联线束，但没有可靠的短路保护。
116.上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和其中一个例子，根据这个原理还会有各种变化和改进，这些变化和改进都是属于本发明的权利保护范围。