CN1214655A - 带内装控制器的双重灯具 - Google Patents

Abstract

一种具有内装电源及控制电路的双重灯具(10)。该双重灯具(10)使用装在一个抛物线形反光罩(16)焦点附近的频闪灯与白炽灯(20、22),这些灯可被单独地或同时地激发点亮。多盏灯可以与一个直流电源汇流条(100)及一个差动线路成对捻合联通信汇流条(42)并联,以达致多种不同的受控发光型式。当一适当指令信号位于联通汇流条上时,每盏灯(20、22)会执行指定任务。为了充分利用这种分散控制的优点及汇总线路布局的优点,电源(100)被安置得紧靠其控制器(43)及灯具(10)。

Description

带内装控制器的双重灯具

本发明大致涉及车灯，尤其涉及一种车灯，它具有使用共用的反光罩与镜片组件的白炽灯与闪光灯光源，并且内装闪光灯高压电源。

灯光源广泛用作视觉可感信号装置。常见的例子如车辆的制动与转向灯，船舶、摩托雪橇或飞机的运行显示灯，警车与救护车的紧急信号灯，校车用作警告信号的车灯及停车指示灯。在所有这些用途中，重要的是灯光源具有高度可视性，以便司机或其他人会注意到信号。另一方面，用作信号的灯光源不应当太吸引人注意而致过度分散精力或弱得不便人看清。

目前，车辆所用最普通的灯光信号源是白炽灯。不同的色彩与亮度，通常用来提高可视性并表示某些种类的信号。例如，红色用来表示汽车的尾部，而红灯亮则表示一辆汽车在制动。汽车尾部的白灯用来表示汽车已经调反了方向，黄灯则用作停靠指示灯与转向信号。当要求给信号时有些灯光源接通，而当不再要求给信号时它们就关闭，例如汽车上的倒车信号灯就是如此。其他一些灯光源以既定频率通通断断，例如转向信号灯。还有一些灯，从基本的光亮程度变为某种较强的亮度而作为信号变化的显示，例如制动信号灯。

紧急情况用车，例如救护车与警车，通常采用脉冲式高亮度频闪灯来引起注意，相似高亮度的灯也用在飞机或高层建筑物上。这些类型的灯作为警报装置可以相当有效，但它们在封闭范围的光亮则可强得使目击者精力分散或者不舒适。

一种同步脉冲放大双重灯光源，已在Robert J.Knauff申请的美国专利第4,958,143号中公开。该公开件所述者，为在单个灯头内合用白炽灯与闪光灯。该灯头包括接受外部触发信号的控制与动力电路。该控制电路接收触发信号，并开始控制使得白炽灯脉冲与闪光灯脉冲同步。在白炽灯到达任何实质百分比的光输出之前，且在约为白炽灯最高亮度而致人眼视觉存留使两种光源在视觉上混为一体的密集时间内，控制器使闪光灯发出脉冲。然而，两种光源的定时与同步，并非仅靠外部控制系统就能控制。

需要有一种双重灯具，它可在外部与其他灯头同步，并可控制灯的发光或脉动的型式。本发明提供在外部使灯头之内的灯受控制并达到同步的方法。可以提供一种独自控制白炽灯与闪光灯的外部控制器。例如，一个外部控制器，可仅使白炽灯、仅使闪光灯或使两者均发光。

先前的双重灯具，由于白炽灯与闪光灯装得往往阻碍彼此向一个共用反光罩及通过灯头镜片发光，因而通常限制了光输出。通常，双重光源灯头都被设计得避免出现这种问题，而对被分开的白炽灯与闪光灯采用双重反光罩与镜片。由于车辆上的外部空间可能受限制，这类限制就防碍了采用这种双反光罩设计。本发明使一盏标准的白炽灯与一盏环形闪光灯合用，避免了这个问题。本发明的每盏灯，直接靠近反光罩与镜片。因此，由这盏灯发出的灯光，彼此不妨碍。另外，本发明还采用单个反光罩与镜片组件，从而使设计更紧凑。由于本发明的改进双重灯具，不受以往设计样式那样的空间局限，所以可将它安装在以往没法采用的场所。

为了操作闪光灯，可要求大于300伏的恒电压与大于6000伏的触发电压合用。接通这样高的高压线路，可以产生大量的具有电动势逆向影响车辆电力系统的射频干扰(RFI)。通常要求高度的屏蔽绝缘及滤波，来使此种射频干扰化为最小。

本发明将闪光灯电源设置于每个闪光灯头的灯壳中，能使闪光灯不将高电压送往整个车辆的电气配线。与本发明相关的一个中央控制组件，触发闪光灯，但不会产生操作闪光灯所需的高电压。因此，本发明不需要高压线路，且避免了此种线路固有的弊病。

本发明还提供用适宜的二进制数据存储格式及定时方式与任何控制器相联系的能力。一个简单的微控制器，可用来连接车中的驾驶室，并可根据特定的输入选择，发送全面的功能指令。双重灯具能接收这种指令，并根据功能指令及分配给该灯具的一组地址所指示的方式起作用。

要明白，本发明适于采用在有多个反光罩或镜片的灯头中而可以发出多种颜色。例如，本发明可用于双反光罩/镜片式灯头中。在此种用途中，该灯头可具有两套白炽灯与闪光灯，每个反光罩各配一套。这种双反光罩/镜片的设计，可在同一个灯头中使用两种不同的颜色。

这些优点及其他优点，专业人员根据本文的说明就会明了。为了更充分地理解本发明的实质与目的，就应当接合附图参考下述详细说明：

图1是本发明的灯具组件一个实施例的分解透视图；

图2是本发明灯具组件去除镜片的一个实施例的前立视图；

图3是本发明的灯具组件一个实施例的剖视平面图；

图4是本发明的电路框图；

图5是说明电源与控制电路的一个本发明实施例示意图。

尽管以下说明涉及紧急用车例如救护车所用双重灯具，但本发明显然可用于可以使用此种灯具的任何场所。

参见图1与图3，所示一个实施例的双重灯具10，局部含有装在一块共用印刷电路(P.C.)板12上的电源/控制电路，该电路板的尺寸便于固定在一些车辆制造厂所用标准化灯具的孔口(未显示)中。电路板12可安装在灯壳14内，反光罩16在灯罩14内固定在上述电路板12与镜片18中间。闪光灯管20与白炽灯泡22，可插在通过反光罩16中的一个通孔26而装在电路板12上的一个插座24上。当灯具10被安装在车身(未显示)上时，反光罩被用紧固件例如装配螺栓28固定在灯壳14上。一个垫圈30用于灯壳14与车身之间形成风雨防护圈。镜片18可用紧固件例如螺栓32而接在灯壳14上，它们之间装有一个垫圈34也起到风雨防护圈的作用。另外，可在反光罩16与镜片18之间使用辅助光学与色彩滤镜(未显示)，以便使双重灯具10的功能度与预定用途多样化。

下面参见图2，图中显示反光罩16及灯20与22的光照安排，去除了镜片18。一盏高强度的灯，例如一只环形闪光灯管20，最好同心地对齐一盏低强度的灯22例如一只卤素白炽灯或其他类型白炽灯，且居中于反光罩16的一般为抛物线性的反射上表面17的焦点处。当这两盏灯开动时，反光罩16的反射表面17接收到一部分它们发出的光通量并将该光能送得穿过可在视觉上感到它的镜片18。

现在参见图4，本发明的灯控制电路52的一个实施例统统用框图形式代表。灯控制电路52最好安装在灯具10内的印刷电路板组件12上，然而要明白，印刷电路板组件12可安装在外部但贴近灯具10处，这样实际无损于本发明的效用。图5涉及对控制电路52功能的详细描绘。

另外再参见图5，本发明的灯控制电路52的一个实施例特以电力简图来显示。灯控制电路52包括车辆直流电所用的输入电路，一般为+12Vdc的100与地线，以及用来与外部控制电路如43处相交换的一条差动成对捻合数据交换线42。电路52还配有统统在36处所示的动力与射频干扰过滤网，以便向电源56及调节器电路38产生条件动力。过滤器36也减少通过车辆电源汇流条而返回的、电源56所产生的噪音的量。

该电路的操作由控制器44进行，例如可由一个微控制器或微处理器充当此控制器，它与高压的灯电源56与触发电路54、低强度灯的开关装置50以及外部控制电路43耦合。一般来说，一旦系统的动力完结与恢复，控制器44就等得一个外源例如一条外部控制电路43的指令信号。一旦控制器44从外部控制电路43得到有效指令，它就起动电源56、触发电路54及开关50的特定元件，以产生与所获特定指令相应的预定发光型式且该型式涉及功能特定种类的灯具。在操作中，可望有若干双重灯具用于整个车辆灯照系统中，每个灯具有着因安装地址装置46并总的由外部控制电路43控制而形成的功能特定性。

再参见图4，双重灯具电路52与外部控制器43，显示为用箭头表示逻辑流方向的功能框图。存储在控制器44与外部控制器43中的程序指令，使得灯具10将其由地址开关46确定的物理地址，变换为特指或类属地址。如果要求有成组(多于一个灯具的)访问，灯具10会接到每一条来自外部控制电路43的可变换指令，并对该指令作出符合灯具组地址的回应。在本发明的一个实施例中，灯具是一些在分散网络中的部件，由外部控制器发出的指令是特定地址指令，因而，灯具只会接到并回应包括(由开关46确定的)灯具10预定地址的指令。

当控制器44经由标为CE的能输出转换器而向负极-正极-负极(NPN)晶体管60的管基发出一个逻辑低电平时，高压电源56就起动了，这使得振荡器62的复位销被拉高，从而使振荡器振荡。控制器44经由NPN晶体管60压低复位销而发出逻辑高电平使振荡器62不能动。

在推荐实施例中约为330Vdc的高电压，当使用场效应晶体管(FET)66时通过高压变压器64的副线圈而产生，也可变换为或容许或中断来自条件电源线路68的电流而产生此高电压。当经过变压器64主线圈的电流被中断时，断裂电磁场包括其副线圈中电压电平与变压器线圈弯曲比成比例的一个电流(“逆行效应”)。通过副线圈而产生的电压由整流二极管70整流，并逐渐将电充入一个电容器72。电阻74与电容器72并联安装，以便起动之后，倘若电容器还未放电就逐渐使其将电放完。

通过高压变压器64主线圈的电流，以驱动场效应晶体管66管栅的振荡器62所控制的频率而中断。通过主线圈的电流，由于将标为CL的电流限制测试点的电压电平，与取自标为CL′的参照测试点的参照电压加以比较而受到限制，此参照电压由一分压器网络产生。如果达到了电流限制，即CL超过了CL′的值，比较器76就会探测到误差，并将振荡器62的复位销压低，从而不再输出电流并关闭高压转换器56。一旦不再存在电流限制误差条件，比较器76就放松振荡器62，且高压转换器56重新启动。

高电压受到标为VL的电路中同高电压电平成比例的电压测试点，与标为VL′的参照电压电平所作比较的限制。比较器76也用来监测这些电平，且在出现误差条件即当VL超过VL′的值时使振荡器62的复位销保持低位。控制器44也监测VL处的电压，以测定高压转换器56是否正常工作。如果当能输出转换器CE被压低(使该转换器能动)不久之后，VL尚未到达预定电压电平，控制器44就会测定出高压转换器的误差并将该误差输入其状态寄存器，从而在登记此误差时可将它随即传给一条外部控制电路。

在操作中，一个标为TE的闪光灯触发器能动信号施于硅制受控整流器(SCR)80的栅82，最终使高强度闪光灯管20发光。如前所述，当高压转换器56能动时，脉动电压电路84及触发器电路54就被激发了。当硅制受控整流器80处于“断开”状态时，与脉动电压电路84并联的电容器86与88就被充电。当出现触发器信号TE时，硅制受控整流器80转而处于“接通”状态，从而为电容器86的放电提供一条通道，这样转而通过与闪光灯管20的触发器导线有电路通联的变压器90而产生一个电离电压。该高电压电离高强度闪光灯管20内的气体。在电离状态下，气体成为导体并使存于电容器72中的脉动电压通过闪光灯管20而放电，从而产生闪光。电容器88配备来确保每次触发器脉动之后电容器86会快速再充电。配备二极管92是为了防止电容器通过闪光灯管20而放电。

现在总的来参见标为50的图5的那个区域，白炽灯22连接着一个开关例如N信道场效应晶体管94以及一个直流电源100。当场效应晶体管94被控制器44经由标为LE的灯能动信号而偏移为“接通”时，一条接地电路就联通了，从而有充足的电流使低强度的灯22发光。当灯丝无损且场效应晶体管处于“断开”状态时，由于保持在测试点104处“高”的电压，灯故障电阻会检测灯22的故障。如果电压测试点104降“低”且场效应晶体管94断开，就会有一条通常表示灯22内灯丝断损的断路。在操作中，控制器44监测着测试点104处灯的状态电压，并设定适宜的状态寄存器，从而使低强度灯22的功能情况可在有要求时提供给外部控制器43。

如前所述，双重灯具10内的控制器44，通常与外部控制器43联通，接受其发出的指令并向其发送电路状况信息。外部控制器43可以是一个简单的微控制器，它有数量有限的指令组件或一个更通用的微处理器与车辆例如救护车或其他紧急用车的驾驶室连接。一旦驾车者选择了某些灯照功能，外部控制器43就把相应的指令发到数据汇流条42上由标为44处的适当内部控制器拾取，数据汇流条并根据经由开关46被组地址分配给特定灯组件10所表示的预定方式而起作用。例如，救护车采用被分为性质各异3组的一系列警告灯。每一组灯必须接一预定移相与其他两组灯同步发光，或在其他两组灯之间延迟发光。另外，这几组灯的强度与功能依系统功能而有所变化。

下面这个表格，显示由外部控制器43产生的撒播功能，以及由控制器44在双重灯具10的每盏灯中求值的成组访问。本发明的一个实施例，提供16个性质各异的组地址。

表格1

灯头	功能
					组地址	主要的	次要的	辅助1型	辅助2型
A-例如“0001”	类型1	类型2	类型3	类型4
					B-例如“0010”	180°相位	180°相位	180°相位	180°相位
C-例如“0010”	180°相位	关闭(OFF)	180°相位	关闭(OFF)

双重灯具10系统也作为一个分散网络车辆控制系统的次网络而运行。在此种用途中，经由开关46而离开灯具10的寻址，成为如上所述特定的而非分配的一个组地址。在分散控制网络中的微处理器(未显示)，直接与灯具通联，并提供灯具特用指令，以便受指令的灯执行何种功能及何时执行该功能。尽管本双重灯具10支持16个单独地址，但要明白，当灯具用作次网络中的部件时，可以有更多的灯具同步地执行更多种不同的发光型式。

Claims (15)

1．一种双重灯具，包括：

一个灯壳；

一个在上述灯壳内有着凹表面的反光罩；

一块偏离上述凹表面并被装得盖住上述灯壳一个开口的镜片；

处于上述凹表面与上述镜片之间的高强度的第一盏灯；

处于上述凹表面与上述镜片之间的低强度的第二盏灯；

装在上述灯壳内与上述第一盏灯联通的一条高强度灯驱动电路，而该高强度灯驱动电路则包括能供能的脉动电压网与触发电压网；

与上述第二盏灯联通的一个开关装置；以及

装在上述灯壳内并与一条外部控制电路相联通的内部控制电路，上述高强度灯驱动电路与上述开关装置以预定方式回应指令信号而分别启动上述高强度灯与低强度灯发光。

2．根据权利要求1所述的双重灯具，其特征在于：上述内部控制电路还回应上述外部控制电路，以便向上述外部控制器提供对应于上述每盏灯的条件的输出信号。

3．根据权利要求1所述的双重灯具，其特征在于：上述第一盏灯是一根闪光灯管。

4．根据权利要求3所述的双重灯具，其特征在于：上述闪光灯管是环形的。

5．根据权利要求1所述的双重灯具，其特征在于：上述第二盏灯是一只白炽灯。

6．根据权利要求1所述的双重灯具，其特征在于：上述第一盏灯与第二盏灯约位于上述反光罩的上述凹表面的焦点处。

7．根据权利要求1所述的双重灯具，其特征在于：上述高强度灯驱动电路还包括一条逆行电路。

8．根据权利要求7所述的双重灯具，其特征在于：上述逆行电路包括一个稳压器。

9．根据权利要求7所述的双重灯具，其特征在于：上述逆行电路包括一个稳流器。

10．根据权利要求1所述的双重灯具，其特征在于：上述脉动电压网包括一个电容器及与该电容器并联的第一寄存器。

11．根据权利要求1所述的双重灯具，其特征在于：上述触发电压网包括一个硅制受控整流器、一个与该硅制受控整流器联通的电容器及一个与该电容器串联的变压器。

12．根据权利要求1所述的双重灯具，其特征在于：上述开关包括一个场效应晶体管及一条与该场效应晶体管联通的过滤器电路。

13．根据权利要求1所述的双重灯具，其特征在于：上述内部控制器提供对应于上述脉动电压网的功能状况的输出信号。

14．根据权利要求13所述的双重灯具，其特征在于：上述内部控制电路联通着并回应一条多路电路。

15．紧急用车的光照系统，包括：

若干个双重灯具，每个这种灯具均有一个可寻址的内部控制器，用以按预定方式回应外部所供指令而执行灯照功能，并表示特定地址功能；以及

一条外部控制电路，用以向上述若干个双重灯具提供执行上述特定地址功能的指令。

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