專利名稱：一種機(jī)動(dòng)車超前緊急制動(dòng)的方法和系統(tǒng)的制作方法
所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種機(jī)動(dòng)車超前緊急制動(dòng)的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
眾所周知，機(jī)動(dòng)車的制動(dòng)性能是衡量機(jī)動(dòng)車好壞的重要指標(biāo)之一。機(jī)動(dòng)車在行駛過(guò)程中，若遇到緊急情況，車輛若不能在很短的時(shí)間內(nèi)把車制動(dòng)住，這可能會(huì)導(dǎo)致人員傷亡的嚴(yán)重后果。為此，成千上萬(wàn)的科技工作者為解決這一問(wèn)題做出了不懈地努力。在US5,611,606中，提供了一種剎車壓力控制裝置，它在剎車液壓缸中放置一個(gè)壓力傳感器，一個(gè)電控單元監(jiān)視壓力傳感器的輸出。當(dāng)司機(jī)緊急制動(dòng)時(shí)，踩制動(dòng)踏板的力很猛。此時(shí)，微電腦控制單元發(fā)現(xiàn)壓力傳感器的壓力升高速度大于一個(gè)預(yù)定的門限值，微電腦控制單元認(rèn)為司機(jī)是希望緊急制動(dòng)。所以，就立即發(fā)出指令，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)使剎車液壓缸內(nèi)的壓力很快升到最大值，幫助司機(jī)盡快把車制動(dòng)住。該技術(shù)方案雖然在施加制動(dòng)力的速度上給司機(jī)一些幫助。但是，它在開(kāi)始制動(dòng)的時(shí)間上沒(méi)有任何提前，而是在司機(jī)開(kāi)始制動(dòng)之后，而且是在司機(jī)施加制動(dòng)力的速度已經(jīng)很快的情況下，壓力傳感器檢測(cè)發(fā)現(xiàn)司機(jī)施加壓力的速度大于一個(gè)預(yù)定的門限值時(shí)，才開(kāi)始用電動(dòng)液壓泵，幫助司機(jī)把制動(dòng)力更快地增加到最大值。由于這種幫助介入的時(shí)間太晚，所以，效果是有限的。據(jù)有關(guān)報(bào)道顯示，該技術(shù)的應(yīng)用僅僅大約可以縮短3％的剎車距(見(jiàn)SBC-制動(dòng)新科技[汽車知識(shí)]論壇出處pcauto責(zé)任編輯leenka
作者M(jìn)OTOR.COM)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一，是應(yīng)用預(yù)測(cè)學(xué)的原理，提供“一種機(jī)動(dòng)車超前制動(dòng)的方法和系統(tǒng)”。所謂“超前制動(dòng)”，即在緊急情況下，司機(jī)還未踩到剎車踏板之前，在司機(jī)的腳剛剛要快速撤離加速踏板時(shí)，車輛就會(huì)立即自動(dòng)提前緊急剎車。
根據(jù)中國(guó)《汽車大白科全書》1989年版第851頁(yè)第4.3.2關(guān)于<制動(dòng)時(shí)間>給出的數(shù)據(jù)，緊急制動(dòng)第一階段，司機(jī)從接受到應(yīng)進(jìn)行緊急制動(dòng)信號(hào)，經(jīng)過(guò)他大腦短暫的決策，然后他把腳從油門踏板快速地移動(dòng)到制動(dòng)踏板，大約要花0.7-1秒的時(shí)間。其中，移動(dòng)腳的時(shí)間經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試，雖然每個(gè)人的結(jié)果都有所差異，但統(tǒng)計(jì)平均值為0.5秒左右。第二階段，書中給出從司機(jī)踩制動(dòng)踏板到制動(dòng)力達(dá)到最大值的時(shí)間為0.2-0.7秒。若按平均值計(jì)算，司機(jī)人工緊急制動(dòng)，從司機(jī)緊急減油開(kāi)始到制動(dòng)力達(dá)到最大值，花的時(shí)間為0.85秒。而應(yīng)用本發(fā)明的方法，從司機(jī)緊急減油到電控單元作出決策的時(shí)間約0.1秒，從執(zhí)行制動(dòng)到制動(dòng)力達(dá)到最大值約為0.1秒，總共花了約0.2秒時(shí)間。這比司機(jī)人工制動(dòng)要早大約0.65秒左右，這樣，對(duì)于每小時(shí)120公里的車速來(lái)說(shuō)，可以提前22.5米把車制動(dòng)住。按中國(guó)的車輛制動(dòng)距離標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算公式，時(shí)速120公里制動(dòng)距離為82米；就可以縮短剎車距27％左右。這對(duì)于道路上車輛特別擁擠，車速又快的情況下，防止追尾事故具有重要作用；以及車輛在山間危險(xiǎn)的小道上行駛時(shí)能及時(shí)把車剎住也具有重要意義。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是提供一種車輛超前制動(dòng)時(shí)，如何使安全防護(hù)設(shè)備自動(dòng)超前進(jìn)入預(yù)定狀態(tài)的方法和系統(tǒng)。如安全帶在車輛緊急減速之前及時(shí)提前鎖緊；并及時(shí)提前點(diǎn)亮剎車燈向后車預(yù)警；所以，本發(fā)明無(wú)論是在主動(dòng)避災(zāi)或是在被動(dòng)減災(zāi)方面都有重要意義。
1、本發(fā)明的理論基礎(chǔ)是預(yù)測(cè)學(xué)預(yù)測(cè)學(xué)就是要研究一個(gè)事物發(fā)生時(shí)，必須具備的內(nèi)在條件和外部條件，掌握事物發(fā)生變化的規(guī)律。然后，通過(guò)觀察或測(cè)試這些內(nèi)在的條件和和外部條件的成熟程度，對(duì)該事物是否會(huì)發(fā)生作出正確地預(yù)報(bào)。這些內(nèi)在條件和外部條件的成熟和完備，通常被稱謂事物即將發(fā)生前的“征兆”、“先兆”或“特征”。
在中國(guó)早就流傳著“礎(chǔ)潤(rùn)而雨，月暈而風(fēng)”的諺語(yǔ)。礎(chǔ)潤(rùn)，說(shuō)明空氣的濕度很大，連墻角都吸收了很多水分，變得潮濕起來(lái)；這說(shuō)明下雨的基本條件是空氣濕度大到能讓人們看到“礎(chǔ)潤(rùn)”；但是，僅有此條件還是不夠的，還必須有溫度條件；天氣悶熱，這會(huì)使?jié)駸岬目諝馍仙?，?dāng)濕熱的空氣上升到高空，又遇到冷空氣，此時(shí)，濕熱的空氣才會(huì)凝聚成水滴；這時(shí)才會(huì)“下雨”。
從這里可以看出，“空氣潮濕”是“下雨”的最基本條件，而且要潮濕到“礎(chǔ)潤(rùn)”的程度，這是“下雨”的最早期“先兆”或“特征”；“下雨”的外部條件是“氣溫先熱后冷”，這是輔助“先兆”或“特征”。如果，這些“先兆”或“特征”同時(shí)出現(xiàn)，或稱謂這些“先兆”或“特征”能夠“相與”；據(jù)此，就可以比較準(zhǔn)確地對(duì)“下雨”作出預(yù)報(bào)。
本發(fā)明是用預(yù)測(cè)學(xué)的原理，對(duì)機(jī)動(dòng)車緊急制動(dòng)過(guò)程進(jìn)行分析，找出在“猛踩制動(dòng)踏板”之前，司機(jī)對(duì)車輛操控的“特征”，稱這些“特征”為“緊急制動(dòng)”的“先兆”。用現(xiàn)代電子學(xué)的方法將這些“特征”用電信號(hào)表示出來(lái)；然后通過(guò)檢測(cè)這些代表“特征”的電信號(hào)，來(lái)預(yù)測(cè)“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”。實(shí)現(xiàn)“機(jī)動(dòng)車超前制動(dòng)”的目的。
對(duì)緊急制動(dòng)過(guò)程的研究發(fā)現(xiàn)，司機(jī)在“猛踩制動(dòng)踏板”實(shí)施緊急制動(dòng)之前，首先是一個(gè)“緊急減油”階段，其特征是司機(jī)的腳快速地從加速踏班上撤離；加速踏板在回位彈簧力的作用下，快速回到初始怠速位置；同時(shí)，司機(jī)的腳從加速踏板向制動(dòng)踏板快速地移動(dòng)，然后，才“猛踩制動(dòng)踏板”實(shí)施緊急制動(dòng)。
所以，“緊急減油”是緊急制動(dòng)的一個(gè)早期重要“特征”；加速踏板快速回到初始怠速位置，和司機(jī)的腳從加速踏板向制動(dòng)踏板快速地移動(dòng)，是司機(jī)緊急制動(dòng)車輛的另外兩個(gè)重要操作“特征”；
因此，要正確地預(yù)測(cè)“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”，首先要檢測(cè)“緊急減油”信號(hào)，然后，再檢測(cè)司機(jī)的腳從加速踏板向制動(dòng)踏板快速地移動(dòng)的信號(hào)，和/或加速踏板快速回到初始怠速位置的信號(hào)，用這些信號(hào)進(jìn)一步對(duì)“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”進(jìn)行“復(fù)核”，實(shí)現(xiàn)“機(jī)動(dòng)車超前制動(dòng)”的目的。這里，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，要想達(dá)到正確預(yù)測(cè)的目的，用其他“特征信號(hào)”對(duì)“緊急減油”信號(hào)進(jìn)行“復(fù)核”是十分必要的。使用的復(fù)核信號(hào)越恰當(dāng)越多，預(yù)測(cè)精度就越高。
“緊急減油”這個(gè)“特征”可以從加速踏板位置傳感器的輸出信號(hào)、或節(jié)氣門位置傳感器的輸出信號(hào)或燃油噴射系統(tǒng)空氣流量計(jì)的輸出信號(hào)立即反映出來(lái)。這些傳感器稱為“車輛動(dòng)力操控傳感器”。加速踏板快速回到初始怠速位置這一“特征”可以從“怠速開(kāi)關(guān)”的輸出信號(hào)反映出來(lái)，它說(shuō)明司機(jī)減油的“徹底性”。司機(jī)的腳從加速踏板向制動(dòng)踏板快速地移動(dòng)的信號(hào)，還需要通過(guò)本發(fā)明下邊給出的“制動(dòng)踏板接近開(kāi)關(guān)”和“腳左移速度傳感器”來(lái)檢測(cè)。
除了“怠速開(kāi)關(guān)”、“制動(dòng)踏板接近開(kāi)關(guān)”和“腳左移速度傳感器”可以作為“復(fù)核傳感器”之外，在方向盤上安裝的“手動(dòng)剎車開(kāi)關(guān)”，也可以作為“復(fù)核傳感器”。
2、技術(shù)術(shù)語(yǔ)約定超前制動(dòng)----依據(jù)預(yù)測(cè)學(xué)的原理，通過(guò)傳感器對(duì)司機(jī)操控車輛的動(dòng)作進(jìn)行檢測(cè)、分析和復(fù)核，預(yù)測(cè)出“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”，在司機(jī)還未踩制動(dòng)踏板之前，超前啟動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)車輛進(jìn)行緊急制動(dòng)。
車輛動(dòng)力----是指各種燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)。
減油或加油----由于動(dòng)力可能是各種燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)。所以，這里所說(shuō)的“油”有可能是真正的“燃油”，或“燃?xì)狻?，或“電壓”。加油即增加?dòng)力，減油即減小動(dòng)力；另外，這里使用“減油”或“加油”的概念而不用“減速”或“加速”概念，其原因是減油或加油的概念在發(fā)生的時(shí)間順序上先于減速或加速的概念，以此來(lái)區(qū)別傳統(tǒng)意義上的加速或減速的概念。
動(dòng)力操控傳感器----它能將司機(jī)對(duì)車輛動(dòng)力的操控動(dòng)作變成一個(gè)與時(shí)間相關(guān)的電信號(hào)，該電信號(hào)可以對(duì)動(dòng)力的大小進(jìn)行比例控制的傳感器。如加速踏板位置傳感器，節(jié)氣門位置傳感器，以及空氣流量計(jì)等。
動(dòng)力值----是指發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的輸出值，在這里可以用動(dòng)力操控傳感器在某一時(shí)刻的輸出值來(lái)代表，因?yàn)樗鼈兊拇笮∈浅烧鹊摹?br> 動(dòng)力變化速度----是指動(dòng)力值隨時(shí)間的變化速度。
動(dòng)力減小速度門限值----它是一個(gè)根據(jù)實(shí)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)預(yù)先設(shè)定的值，當(dāng)動(dòng)力的減小速度達(dá)到或超過(guò)該門限值時(shí)，則認(rèn)為這種“緊急減油”是“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”的“特征”或“先兆”。
緊急制動(dòng)復(fù)核傳感器----它是一個(gè)能將司機(jī)在緊急制動(dòng)過(guò)程中，猛踩制動(dòng)踏板之前，操控車輛的某一個(gè)動(dòng)作特征變換成一個(gè)特征電信號(hào)的傳感器，當(dāng)它的輸出值達(dá)到某一個(gè)預(yù)定的門限值時(shí)，它就從另一個(gè)側(cè)面進(jìn)一步證實(shí)“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”的真實(shí)性。如，怠速開(kāi)關(guān)閉合導(dǎo)通，它進(jìn)一步證實(shí)了“緊急減油”過(guò)程的徹底性。又如，設(shè)置在加速踏板和制動(dòng)踏板之間的接近開(kāi)關(guān)型復(fù)核傳感器，由于它能證實(shí)司機(jī)的腳確實(shí)從加速踏板向制動(dòng)踏板快速地靠近，所以，這種開(kāi)關(guān)也稱謂“制動(dòng)踏板接近開(kāi)關(guān)”，這種傳感器可以是光電遮斷式或光電反射式或電磁感應(yīng)式的；又如，安裝在方向盤上的手動(dòng)制動(dòng)開(kāi)關(guān)，以及本發(fā)明設(shè)計(jì)的“腳左移速度傳感器”等。
電控單元----它是一個(gè)能完成超前緊急制動(dòng)任務(wù)的控制裝置，它可以是以數(shù)字或模擬型微電腦為核心的控制單元，它也可以是數(shù)字和模擬微電腦混合型控制單元微電腦控制單元-----是以數(shù)字微電腦為核心的控制單元，在微電腦中除了安裝操作系統(tǒng)軟件外，還安裝了為完成超前緊急制動(dòng)任務(wù)，用該計(jì)算機(jī)的語(yǔ)言編寫的控制程序。
模擬式微電腦控制單元----它是由模擬集成芯片組成的控制單元。
安全防護(hù)設(shè)備----如可電控鎖緊的安全帶，安全氣囊，可伸縮式防撞保險(xiǎn)杠和可以預(yù)先電控進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)的兒童用防護(hù)設(shè)備等。
預(yù)警信號(hào)設(shè)備----如剎車燈，高位剎車燈等。
3、技術(shù)方案本發(fā)明將司機(jī)的“緊急減油”操作，視為“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”的最早期“特征”或“先兆”；即，一旦檢測(cè)到司機(jī)減油操作的速度達(dá)到或超過(guò)一個(gè)預(yù)定的門限值，則認(rèn)為是出現(xiàn)了“緊急減油”信號(hào)，并認(rèn)為該“緊急減油”信號(hào)是“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”的“先兆”。然后，再檢測(cè)司機(jī)緊急制動(dòng)操作的其它“特征”信號(hào)，如是否司機(jī)控制加速踏板的腳向制動(dòng)踏板快速地移動(dòng)信號(hào)，加速踏板是否回到怠速狀態(tài)信號(hào)，司機(jī)是否使用手控緊急制動(dòng)開(kāi)關(guān)企圖對(duì)車輛進(jìn)行緊急制動(dòng)等信號(hào)，用這些“復(fù)核特征”信號(hào)對(duì)“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”做進(jìn)一步的復(fù)核驗(yàn)證?？梢灾挥靡粋€(gè)“復(fù)核特征”信號(hào)進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)證，也可以用多個(gè)“復(fù)核特征”信號(hào)進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)證，如果復(fù)核結(jié)果證實(shí)司機(jī)的這些操作“復(fù)核特征”信號(hào)，也符合緊急制動(dòng)的“特征”，則認(rèn)為“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”是真實(shí)的；據(jù)此，電控單元立即發(fā)出指令，使電控制動(dòng)設(shè)備對(duì)車輛進(jìn)行超前緊急制動(dòng)；這樣可以做到準(zhǔn)確、快速地去控制車輛的制動(dòng)器對(duì)車輛進(jìn)行超前制動(dòng)，并使安全防護(hù)設(shè)備提前進(jìn)入預(yù)定狀態(tài)，同時(shí)向前車和后車輛發(fā)出預(yù)警信號(hào)，達(dá)到防災(zāi)或減災(zāi)的目的。
技術(shù)方案1本發(fā)明用“緊急減油”作為“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”的最早期“特征”或“先兆”；即，在車輛行駛過(guò)程中，一旦檢測(cè)到司機(jī)減油操作的速度達(dá)到或超過(guò)一個(gè)預(yù)定的門限值，則認(rèn)為是司機(jī)正在“緊急減油”，并認(rèn)為這是“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”的早期最重要“特征”信號(hào)之一；然后，再檢測(cè)司機(jī)與緊急制動(dòng)操作相關(guān)的其中一個(gè)操作量，是否也達(dá)到預(yù)定的門限值，對(duì)“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”做進(jìn)一步的復(fù)核驗(yàn)證；如果復(fù)核結(jié)果檢測(cè)到了這個(gè)“復(fù)核特征”信號(hào)，證實(shí)司機(jī)的這個(gè)操作量也達(dá)到預(yù)定的門限值；此時(shí)，則認(rèn)為“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”是真實(shí)的；據(jù)此，立即發(fā)出指令對(duì)車輛實(shí)行緊急制動(dòng)；要實(shí)施本發(fā)明的超前緊急制動(dòng)方法，硬件系統(tǒng)至少要具備一個(gè)動(dòng)力操控傳感器，一個(gè)緊急制動(dòng)復(fù)核傳感器，一個(gè)電控單元，一個(gè)電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)；動(dòng)力操控傳感器和緊急制動(dòng)復(fù)核傳感器分別接在電控單元的兩個(gè)預(yù)定輸入端上，電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)的輸入控制端接在電控單元的一個(gè)預(yù)定輸出端上；要在該系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的超前緊急制動(dòng)方法，電控單元至少要執(zhí)行如下操作(1)電控單元對(duì)動(dòng)力操控傳感器采樣，獲得當(dāng)時(shí)的動(dòng)力值；(2)電控單元計(jì)算出動(dòng)力值對(duì)時(shí)間的變化率，即動(dòng)力變化速度；(3)電控單元將該動(dòng)力變化速度與動(dòng)力減小速度門限值進(jìn)行比較，若動(dòng)力減小速度達(dá)到或超過(guò)動(dòng)力減小速門限值，則認(rèn)為“緊急減油”信號(hào)已經(jīng)出現(xiàn)；立即進(jìn)行復(fù)核，進(jìn)一步驗(yàn)證“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”的真實(shí)性；(4)電控單元對(duì)緊急制動(dòng)復(fù)核傳感器采樣，獲得復(fù)核值；(5)電控單元將復(fù)核值與預(yù)定復(fù)核門限值進(jìn)行比較，★若復(fù)核值小于復(fù)核門限值，則認(rèn)為復(fù)核傳感器未檢測(cè)到緊急制動(dòng)的特征信號(hào)，·若此時(shí)復(fù)核時(shí)間尚未達(dá)到預(yù)定的復(fù)核時(shí)間，則轉(zhuǎn)向序號(hào)(4)重新對(duì)復(fù)核傳感器采樣，··若此時(shí)復(fù)核時(shí)間已經(jīng)達(dá)到預(yù)定的復(fù)核時(shí)間，則轉(zhuǎn)向序號(hào)(1)對(duì)動(dòng)力操控傳感器采樣，★若復(fù)核值達(dá)到或超過(guò)復(fù)核門限值，則認(rèn)為“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”是真實(shí)的；電控單元立即輸出一個(gè)超前制動(dòng)信號(hào)，進(jìn)入序號(hào)(6)執(zhí)行超前緊急制動(dòng)；(6)超前制動(dòng)信號(hào)控制電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)的電源開(kāi)關(guān)閉合，使ABS制動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)始工作，對(duì)車輛產(chǎn)生制動(dòng)力。
(7)當(dāng)超前制動(dòng)時(shí)間達(dá)到預(yù)定的時(shí)間值，則電控單元發(fā)出結(jié)束制動(dòng)的命令，使電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)的電源開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，使ABS制動(dòng)系統(tǒng)停止對(duì)車輛施加制動(dòng)力。
為什么在(5)中，要給出一個(gè)預(yù)定的復(fù)核時(shí)間？這是因?yàn)樗緳C(jī)在緊急制動(dòng)過(guò)程中，不是所有的操作都是同時(shí)進(jìn)行的。大多數(shù)情況下，這些動(dòng)作都會(huì)在一個(gè)小時(shí)間段內(nèi)先后發(fā)生。但是，由于微電腦的速度非?？?，當(dāng)它檢測(cè)到一個(gè)緊急制動(dòng)特征信號(hào)后，立即去訪問(wèn)另一個(gè)復(fù)核傳感器，看是否檢測(cè)另一個(gè)緊急制動(dòng)特征信號(hào)，此時(shí)，司機(jī)可能還沒(méi)有完成這個(gè)動(dòng)作。所以，復(fù)核傳感器檢測(cè)不到這個(gè)特征信號(hào)，微電腦只好等過(guò)一個(gè)小時(shí)間片后，再來(lái)訪問(wèn)該復(fù)核傳感器，直到檢測(cè)到該信號(hào)或復(fù)核時(shí)間達(dá)到預(yù)定的復(fù)核時(shí)間為止。
使用該技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)是，超前制動(dòng)的時(shí)間提前量較大，與司機(jī)用腳踩制動(dòng)踏板的效果比要提前0.5秒左右，再加上一開(kāi)始就用電動(dòng)施加制動(dòng)力，它比司機(jī)人工施加制動(dòng)力的速度快，可以使最大制動(dòng)力提前0.3秒左右完成。這對(duì)于每小時(shí)120公里的車速來(lái)說(shuō)，與司機(jī)自己踩剎車相比，可以提前20--26米把車輛剎住，有效地防止或減少追尾事故的發(fā)生。
技術(shù)方案2該技術(shù)方案是在技術(shù)方案1的基礎(chǔ)上，同時(shí)使用多個(gè)復(fù)核傳感器，如怠速開(kāi)關(guān)、制動(dòng)踏板接近開(kāi)關(guān)和腳左移速度傳感器等對(duì)“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”進(jìn)行復(fù)核，從而達(dá)到精確復(fù)核的目的。
技術(shù)方案3該技術(shù)方案是在技術(shù)方案1或2的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)電控開(kāi)關(guān)，它的輸入控制端接在電控單元的一個(gè)預(yù)定輸出端上，它的上位觸點(diǎn)接在車輛電源正極，下位觸點(diǎn)接在剎車燈的電源端和電控鎖緊安全帶的正電源端，當(dāng)“緊急減油”信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，用該信號(hào)控制該電控開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，使剎車燈超前點(diǎn)亮向后車預(yù)警，防止追尾事故發(fā)生，同時(shí)使電控鎖緊安全帶超前鎖緊，防止車上乘員在緊急制動(dòng)時(shí)身體前傾和在車輛發(fā)生碰撞時(shí)受傷。
技術(shù)方案4該技術(shù)方案提供一種機(jī)動(dòng)車超前制動(dòng)的系統(tǒng)，它至少包括一個(gè)動(dòng)力操控傳感器，一個(gè)復(fù)核傳感器，一個(gè)模擬式電控單元，一個(gè)電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)。這里所說(shuō)的模擬式電控單元，是用模擬芯片構(gòu)成的、能完成超前制動(dòng)過(guò)程控制任務(wù)的電子裝置。其特征是該模擬式電控單元至少包括一個(gè)電壓跟隨器，一個(gè)電壓微分電路，一個(gè)電壓比較器，一個(gè)緊急減油定時(shí)電路，一個(gè)復(fù)核定時(shí)電路，一個(gè)與門電路，一個(gè)超前制動(dòng)定時(shí)電路。
電壓跟隨器的輸入端接在動(dòng)力操控傳感器的輸出端上，隨時(shí)都可以得到車輛的動(dòng)力值；電壓微分電路的輸入端接在電壓跟隨器的輸出端上，對(duì)電壓跟隨器的輸出電壓進(jìn)行微分，獲得動(dòng)力變化速度值；電壓比較器的信號(hào)輸入端接在電壓微分電路的輸出端上，標(biāo)準(zhǔn)電壓輸入端接在預(yù)定的門限電壓上，當(dāng)電壓微分電路的電壓輸出達(dá)到或超過(guò)門限電壓時(shí)，電壓比較器的輸出電壓發(fā)生翻轉(zhuǎn)；緊急減油定時(shí)電路的觸發(fā)輸入端接在電壓比較器的輸出端上，當(dāng)電壓比較器的輸出電壓發(fā)生翻轉(zhuǎn)時(shí)，觸發(fā)定時(shí)電路開(kāi)始計(jì)時(shí)；復(fù)核定時(shí)電路的觸發(fā)輸入端接在復(fù)核傳感器的輸出端上，與門電路的一個(gè)輸入端接在緊急減油定時(shí)電路的輸出端上，另一個(gè)輸入端接在復(fù)核定時(shí)電路的輸出端上，當(dāng)兩個(gè)定時(shí)電路同時(shí)為定時(shí)狀態(tài)時(shí)，與門電路的輸出電壓發(fā)生翻轉(zhuǎn)；超前制動(dòng)定時(shí)電路的輸入端接在與門電路的輸出端上，當(dāng)與門電路的輸出電壓發(fā)生翻轉(zhuǎn)時(shí)，超前制動(dòng)定時(shí)電路被觸發(fā)開(kāi)始進(jìn)入計(jì)時(shí)狀態(tài)；它的輸出電位使ABS制動(dòng)系統(tǒng)的電源開(kāi)關(guān)閉合，對(duì)車輛產(chǎn)生制動(dòng)力。
該方案適用于復(fù)核傳感器的輸出是一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)。它可以是安裝在方向盤上的手動(dòng)剎車開(kāi)關(guān)，或制動(dòng)踏板接近開(kāi)關(guān)。而且復(fù)核信號(hào)可以出現(xiàn)在緊急減油信號(hào)之前或之后。
技術(shù)方案5該技術(shù)方案是在技術(shù)方案4的基礎(chǔ)上，在復(fù)核傳感器的輸出端和復(fù)核定時(shí)電路的輸入端之間增加一個(gè)電壓跟隨器，一個(gè)電壓微分電路，和一個(gè)電壓比較器；電壓跟隨器的輸入端接在復(fù)核傳感器的輸出端上，電壓微分電路的輸入端接在電壓跟隨器的輸出端上，它的輸出端接在電壓比較器的信號(hào)輸入端上；電壓比較器的標(biāo)準(zhǔn)電壓輸入端接在一個(gè)預(yù)定的門限電壓上，它的輸出端接在復(fù)核定時(shí)電路的觸發(fā)輸入端上。
該方案的優(yōu)點(diǎn)是，它不僅可以適用于“復(fù)核信號(hào)”是開(kāi)關(guān)信號(hào)或模擬電壓信號(hào)的情況，而且它也適用于“復(fù)核信號(hào)”發(fā)生在“緊急減油信號(hào)”之后或之前的情況，所以通用性好。
技術(shù)方案6該技術(shù)方案是在4或5技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)電控開(kāi)關(guān)，一個(gè)電控鎖緊安全帶；電控開(kāi)關(guān)的輸入控制端接在緊急減油定時(shí)電路的輸出端上，它的上位觸點(diǎn)接在車輛電源正極，它的下位觸點(diǎn)接在電控鎖緊安全帶的正電源端。電控鎖緊安全帶的負(fù)電源端接地。另外，把剎車燈的正電源端，也接在電控開(kāi)關(guān)的下位觸點(diǎn)上。
這樣除了完成超前緊急制動(dòng)的任務(wù)外，還增加了如下功能(1)在緊急減油時(shí)，就把安全帶鎖緊，防止在緊急制動(dòng)或以后發(fā)生追尾時(shí)，身體猛向前沖的不適，或受傷。加強(qiáng)了對(duì)乘員的人身防護(hù)。
(2)用剎車燈和高位剎車燈向后車提前發(fā)出預(yù)警，使其及早作好制動(dòng)的準(zhǔn)備，防止追尾。
這種方法的優(yōu)點(diǎn)是很明顯的它不僅制動(dòng)速度快，而且，它的安全防護(hù)是提前進(jìn)行的，它與現(xiàn)有技術(shù)在碰撞后才啟動(dòng)安全防護(hù)設(shè)備相比，安全防護(hù)效果好。而且，超前制動(dòng)之前就向前后車發(fā)超前制動(dòng)預(yù)警信號(hào)，防止追尾事故的效果好。
之所以能得到這樣好的效果，主要得益于“預(yù)測(cè)學(xué)”的思想和先進(jìn)的現(xiàn)代電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)。才使本發(fā)明充滿了積極主動(dòng)防災(zāi)精神，真正作到“防患于未然”。


圖1.預(yù)測(cè)司機(jī)緊急制動(dòng)意圖實(shí)現(xiàn)超前緊急制動(dòng)的原理框圖；圖2.用加速踏板位置傳感器作動(dòng)力操控傳感器，用制動(dòng)踏板接近開(kāi)關(guān)作復(fù)核傳感器，預(yù)測(cè)司機(jī)緊急制動(dòng)意圖實(shí)現(xiàn)超前緊急制動(dòng)所需的設(shè)備系統(tǒng)框圖；圖3.使用兩個(gè)復(fù)核傳感器對(duì)司機(jī)緊急制動(dòng)意圖進(jìn)行復(fù)核的設(shè)備系統(tǒng)框圖；圖4.在緊急減油時(shí)電控鎖緊安全帶并提前點(diǎn)亮剎車燈的設(shè)備聯(lián)接框5.用一個(gè)動(dòng)力操控傳感器，用一個(gè)復(fù)核傳感器，預(yù)測(cè)司機(jī)緊急制動(dòng)意圖實(shí)現(xiàn)超前緊急制動(dòng)方法的操作流程圖；圖6.使用兩個(gè)復(fù)核傳感器對(duì)司機(jī)緊急制動(dòng)意圖進(jìn)行復(fù)核的操作流程圖；圖7.用模擬電控單元實(shí)現(xiàn)超前緊急制動(dòng)的設(shè)備框8.用模擬電控單元實(shí)現(xiàn)超前緊急制動(dòng)的電路原理9.復(fù)核傳感器為光電開(kāi)關(guān)型的接線10.復(fù)核傳感器為線性電壓輸出時(shí)預(yù)測(cè)司機(jī)緊急制動(dòng)意圖設(shè)備框11.復(fù)核傳感器為線性電壓輸出時(shí)預(yù)測(cè)司機(jī)緊急制動(dòng)意圖的電路原理12.電控鎖緊安全帶原理13.制動(dòng)踏板接近開(kāi)關(guān)的安裝示意14.反射式光電開(kāi)關(guān)原理示意15a.腳左移速度傳感器原理正示15b.腳左移速度傳感器原理側(cè)示圖具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合說(shuō)明書附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方案圖中的虛線框上的標(biāo)號(hào)100---表示是系統(tǒng)的信號(hào)輸入設(shè)備；200--表示是數(shù)字式微電腦控制單元；500--表示是模擬電路式控制單元；300---表示是系統(tǒng)的輸出執(zhí)行設(shè)備；實(shí)施例1參考圖2，圖5，本實(shí)施例提供一種用檢測(cè)“緊急減油”信號(hào)，來(lái)預(yù)測(cè)“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”，并用檢測(cè)司機(jī)控制加速踏板的腳是否在“緊急減油”的同時(shí)，由加速踏板向制動(dòng)踏板快速地移動(dòng)的信號(hào)，對(duì)“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”進(jìn)行復(fù)核，實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)車超前緊急制動(dòng)的方法；在圖2中，提供了實(shí)施該方法所需的設(shè)備系統(tǒng)，它至少應(yīng)當(dāng)包括●一個(gè)車輛動(dòng)力操控傳感器1，它可以是加速踏板位置傳感器W12；●一個(gè)緊急制動(dòng)復(fù)核傳感器6，它可以是制動(dòng)踏板接近開(kāi)關(guān)S62；它是一個(gè)安裝在加速踏板與制動(dòng)踏板之間的一個(gè)光電反射式開(kāi)關(guān)，當(dāng)司機(jī)的腳，由加速踏板向制動(dòng)踏板快速移動(dòng)經(jīng)過(guò)它時(shí)，光電傳感器的射出光線被腳遮擋，反射到的光電接收管，光電開(kāi)關(guān)就閉合導(dǎo)通，由于是當(dāng)司機(jī)的腳向制動(dòng)踏板靠近時(shí)才產(chǎn)生信號(hào)的傳感器，所以稱為制動(dòng)踏板接近開(kāi)關(guān)S62；●一個(gè)微電腦控制單元200，它安裝有超前緊急制動(dòng)的控制程序；●電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)10。
加速踏板位置傳感器W12和制動(dòng)踏板接近開(kāi)關(guān)S62的輸出端，分別接在微電腦控制單元200的預(yù)定輸入接口上；電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)10的控制端接在微電腦控制單元200的一個(gè)預(yù)定輸出接口上。
為了實(shí)施超前制動(dòng)方法，微電腦控制單元200中的計(jì)算機(jī)在超前制動(dòng)程序的指令下，至少要完成如下的操作000微電腦控制單元200開(kāi)機(jī)初始化201微電腦控制單元200對(duì)加速踏板位置傳感器W12進(jìn)行采樣，獲得此刻車輛的動(dòng)力值Pt；202微電腦控制單元200用前后兩次采樣所得動(dòng)力值之差，除以兩次采樣之間的時(shí)間步長(zhǎng)，計(jì)算出動(dòng)力值隨時(shí)間的變化率Rp，即，本發(fā)明所說(shuō)的動(dòng)力變化速度Rp；Rp＝(Pt+Δt-Pt)/Δt其中Pt----- t時(shí)刻的動(dòng)力采樣值，Pt+Δt---t+Δt時(shí)刻的動(dòng)力采樣值Δt ----- 前后兩次采樣的時(shí)間間隔即時(shí)間步長(zhǎng)203微電腦控制單元200將動(dòng)力變化速度Rp與預(yù)先設(shè)定的減油速度門限值Rth進(jìn)行比較，若Rp＞Rth說(shuō)明動(dòng)力減小速度Rp未達(dá)到預(yù)先設(shè)定的減油速度門限值Rth，程序返回到序號(hào)201，從頭開(kāi)始；若Rp≤Rth說(shuō)明動(dòng)力減小速度Rp達(dá)到或超過(guò)預(yù)先設(shè)定的減油速度門限值Rth，程序向下執(zhí)行序號(hào)204，進(jìn)行復(fù)核；204對(duì)制動(dòng)踏板接近開(kāi)關(guān)S62采樣，獲得復(fù)核值Sch值；205將復(fù)核值Sch與預(yù)設(shè)復(fù)核開(kāi)關(guān)門限值Sth＝1進(jìn)行比較；若Sch＝1說(shuō)明復(fù)核傳感器的值出現(xiàn)“緊急制動(dòng)”的特征值，程序立即轉(zhuǎn)向序號(hào)213，在一個(gè)預(yù)定的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行超前制動(dòng)過(guò)程；若Sch＝0說(shuō)明復(fù)核傳感器的值尚未出現(xiàn)“緊急制動(dòng)”的特征值，程序轉(zhuǎn)向序號(hào)206，206進(jìn)行復(fù)核計(jì)時(shí)，t＝t+1；207檢查復(fù)核時(shí)間t是否達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間值Tch1，若t＜Tch1說(shuō)明復(fù)核計(jì)時(shí)t未到預(yù)設(shè)時(shí)間值Tch1，程序轉(zhuǎn)向序號(hào)204，繼續(xù)對(duì)制動(dòng)踏板接近開(kāi)關(guān)S62采樣，若t≥Tch1，說(shuō)明在預(yù)設(shè)時(shí)間值Tch1時(shí)間內(nèi)，復(fù)核傳感器的值未曾出現(xiàn)“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”的特征值，說(shuō)明復(fù)核傳感器的值不支持“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”地預(yù)測(cè)；此時(shí)程序返回序號(hào)201；213在微電腦控制單元200的控制下，使電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)10的電源開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，使ABS制動(dòng)系統(tǒng)10開(kāi)始工作；同時(shí)微電腦控制單元200對(duì)超前制動(dòng)時(shí)間t2進(jìn)行計(jì)時(shí)；214t2＝t2+1，若t2＜Tab，說(shuō)明制動(dòng)時(shí)間未達(dá)到預(yù)定的時(shí)間值Tab，應(yīng)繼續(xù)保持超前制動(dòng)狀態(tài)，則轉(zhuǎn)向序號(hào)214；若t2≥Tab，說(shuō)明制動(dòng)時(shí)間已經(jīng)達(dá)到預(yù)定的時(shí)間值Tab，則微電腦控制單元200發(fā)出結(jié)束超前制動(dòng)的命令，使電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)10停止對(duì)車輛制動(dòng)；程序返回序號(hào)201。
實(shí)施例2參考圖2、圖3、圖5、圖6，本實(shí)施例2是在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，再增加用“怠速開(kāi)關(guān)”信號(hào)進(jìn)一步對(duì)“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”進(jìn)行“復(fù)核”，給出一種用多個(gè)“復(fù)核傳感器”進(jìn)行“復(fù)核”的實(shí)例。
首先，在系統(tǒng)設(shè)備配置上，要增加一個(gè)怠速開(kāi)關(guān)W63，它的信號(hào)輸出端接在微電腦控制單元200的一個(gè)預(yù)定輸入接口上。
如果微電腦控制單 200完成序號(hào)為000-207的操作后，不僅檢測(cè)到“緊急減油”信號(hào)，初步認(rèn)定了“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”，而且，在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)也檢測(cè)到制動(dòng)踏板接近開(kāi)關(guān)S62的信號(hào)，通過(guò)了制動(dòng)踏板接近開(kāi)關(guān)S62的信號(hào)的復(fù)核，進(jìn)一步認(rèn)定了“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”。但是，根據(jù)本實(shí)施例的要求，微電腦控制單元200還需要完成怠速開(kāi)關(guān)W63信號(hào)的復(fù)核，才能最后確認(rèn)“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”的真假，它至少要增加如下的操作208微電腦控制單元200對(duì)怠速開(kāi)關(guān)W63采樣，獲得復(fù)核值Ssl，209微電腦控制單元200將復(fù)核值Ssl與怠速開(kāi)關(guān)W63門限值Sth＝1進(jìn)行比較，若Ssl＝1，說(shuō)明加速踏板已經(jīng)回到怠速狀態(tài)，這說(shuō)明司機(jī)減油的徹底性，進(jìn)一步證實(shí)“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”的真實(shí)性，程序立即轉(zhuǎn)向序號(hào)213，在一個(gè)預(yù)定的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行超前制動(dòng)過(guò)程；若Ssl＝0，說(shuō)明速踏板沒(méi)有回到怠速狀態(tài)，尚未出現(xiàn)“緊急制動(dòng)”的特征值，程序轉(zhuǎn)向序號(hào)210，210進(jìn)行復(fù)核計(jì)時(shí)，
t＝t+1；212檢查復(fù)核時(shí)間t是否達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間值Tch2，若t＜Tch2，說(shuō)明復(fù)核計(jì)時(shí)t未到預(yù)設(shè)時(shí)間值Tch2，程序轉(zhuǎn)向序號(hào)208，繼續(xù)對(duì)制動(dòng)踏板接近開(kāi)關(guān)S62采樣，若t≥Tch2，說(shuō)明在預(yù)設(shè)時(shí)間值Tch2時(shí)間內(nèi)，怠速開(kāi)關(guān)W63的值未曾出現(xiàn)緊急制動(dòng)的特征值，說(shuō)明怠速開(kāi)關(guān)W63的值不支持“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”地預(yù)測(cè)；此時(shí)程序返回序號(hào)201；在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上插入了上述操作后，就完成了用制動(dòng)踏板接近開(kāi)關(guān)S62和怠速開(kāi)關(guān)W63對(duì)“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”的兩重復(fù)核，大大提高了預(yù)測(cè)的精確程度。
實(shí)施例3參考圖4，本實(shí)施例3，在實(shí)施例1或2的基礎(chǔ)上，在完成超前緊急制動(dòng)的同時(shí)，提供一種利用“緊急減油”信號(hào)，或用“超前緊急制動(dòng)”信號(hào)控制剎車燈提前點(diǎn)亮，及早警示后車，防止在后續(xù)的緊急制動(dòng)中發(fā)生追尾事故；同時(shí)，也可以利用這些信號(hào)使一些安全防護(hù)設(shè)備提前進(jìn)入到待命狀態(tài)，如電控安全帶提前鎖緊，一些車輛防撞設(shè)備提前進(jìn)入可吸收撞擊能量的狀態(tài)。這樣，一旦發(fā)生車輛碰撞事故，就可以把損失減少到最小。
電控鎖緊安全帶一參考圖12，它由棘輪141、棘輪軸142、安全帶143、電磁鐵線圈144、電磁鐵銜鐵145，和回位彈簧146組成；棘輪141通過(guò)安裝孔安裝在棘輪軸142上，安全帶143的一端固定并纏繞在棘輪141上，電磁鐵線圈144在不加電壓時(shí)，電磁鐵銜鐵145在回位彈簧146的作用下，縮回線圈中，它與棘輪141上的棘齒脫離接觸，此時(shí)棘輪141可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)電磁鐵線圈144在加電壓時(shí)，磁鐵銜鐵145在電磁力的作用下克服彈簧力，伸出電磁鐵線圈之外，卡住棘齒使棘輪不能轉(zhuǎn)動(dòng)，將安全帶被鎖緊。在車輛尚未減速之前，用“緊急減油信號(hào)”啟動(dòng)電磁鐵將安全帶鎖緊，可以防止車輛緊急制動(dòng)或發(fā)生碰撞時(shí)，車上成員的身體向前傾不適或受傷。
為此，系統(tǒng)設(shè)備必須增加一個(gè)電控開(kāi)關(guān)11和一個(gè)電控鎖緊安全帶14；電控開(kāi)關(guān)11可以是一個(gè)由大功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)IRF9540、電阻R111、R112和三極管T113組成。電阻R111的一端接在電腦控制單元200的一個(gè)預(yù)定輸出接口上，另一端接在三極管T113的基極上，三極管T113的發(fā)射極接地，它的集電極通過(guò)上拉電阻接在車輛電源的正極，IRF9540柵極G接在接在T113的集電極上，IRF9540的源極S接在車輛電源的正極，它的漏極D接在剎車燈的正電源端和電控鎖緊安全帶14的正電源端，電控鎖緊安全帶14的負(fù)電源端接地。
這樣電腦控制單元200除了可以完成超前緊急制動(dòng)的任務(wù)外，還要在程序序號(hào)203的操作中，在動(dòng)力減小速度Rp達(dá)到或超過(guò)預(yù)先設(shè)定的減油速度門限值Rth之后，增加將“緊急減油”信號(hào)送到電控開(kāi)關(guān)11所在的輸出端上的操作，下邊是增加操作后的序號(hào)203的描述203微電腦控制單元200將動(dòng)力變化速度Rp與預(yù)先設(shè)定的減油速度門限值Rth進(jìn)行比較，若Rp＞Rth說(shuō)明動(dòng)力減小速度Rp未達(dá)到預(yù)先設(shè)定的減油速度門限值Rth，程序返回到序號(hào)201，從頭開(kāi)始；若Rp≤Rth說(shuō)明動(dòng)力減小速度Rp達(dá)到或超過(guò)預(yù)先設(shè)定的減油速度門限值Rth，將“緊急減油”信號(hào)送到電控開(kāi)關(guān)11所在的輸出接口上，控制剎車燈點(diǎn)亮12，電控鎖緊安全帶14鎖緊，然后，程序繼續(xù)向下執(zhí)行序號(hào)204；這樣做的好處是很顯然的(1)在緊急減油時(shí)，就把電控鎖緊安全帶14鎖緊，防止在緊急制動(dòng)或以后發(fā)生追尾或碰撞事故時(shí)，乘員身體產(chǎn)生的不適，或傷害，加強(qiáng)了對(duì)乘員的人身防護(hù)；(2)在緊急減油時(shí)，就把剎車燈和高位剎車燈點(diǎn)亮，向后車提前發(fā)出預(yù)警，使其及早作好制動(dòng)的準(zhǔn)備，防止追尾。
實(shí)施例4參考圖7、和圖8，本實(shí)施例提供一種用“緊急減油”預(yù)測(cè)“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”，并用一個(gè)安裝在方向盤上的“手動(dòng)剎車開(kāi)關(guān)”對(duì)“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”進(jìn)行復(fù)核，實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)車超前緊急制動(dòng)的系統(tǒng)。如果在“緊急減油”信號(hào)出現(xiàn)前后的一個(gè)很小時(shí)間段內(nèi)，“手動(dòng)剎車開(kāi)關(guān)”也曾經(jīng)被司機(jī)閉合導(dǎo)通過(guò)，則認(rèn)為“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”是真實(shí)的，于是電控單元發(fā)出指令，實(shí)施機(jī)動(dòng)車超前緊急制動(dòng)；本實(shí)施例與實(shí)施例1或2的最大不同之處在于，這里使用的不是微電腦控制單元200，而是一種用模擬電路集成芯片構(gòu)成的模擬式電控單元500。
該系統(tǒng)至少包括一個(gè)動(dòng)力操控傳感器1，它可以是節(jié)氣門位置傳感器W13，通常他是一個(gè)電位器；一個(gè)復(fù)核傳感器6，它可以是安裝在方向盤上的手動(dòng)剎車開(kāi)關(guān)S64；一個(gè)模擬式電控單元500；和電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)10。
手動(dòng)剎車開(kāi)關(guān)S64的上位觸點(diǎn)通過(guò)電阻R61接在車輛電源正極上，它的上位觸點(diǎn)為傳感器的輸出端，它的下位觸點(diǎn)接地，它的輸出端和節(jié)氣門位置傳感器W13的輸出端分別接在模擬式電控單元500兩個(gè)預(yù)定的輸入接口上，電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)10的輸入控制端接在模擬式電控單元500一個(gè)預(yù)定的輸出接口上。
這里所說(shuō)的模擬式電控單元500，其特征在于它至少包括一個(gè)電壓跟隨器2，一個(gè)電壓微分電路3，一個(gè)電壓比較器4，一個(gè)緊急減油定時(shí)電路5，一個(gè)復(fù)核定時(shí)電路7，一個(gè)與門電路8，一個(gè)超前制動(dòng)定時(shí)電路9。
節(jié)氣門位置傳感器W13的輸出端接在電壓跟隨器2的輸入端上，電壓跟隨器2的輸出端接在電壓微分電路3的輸入端上，電壓微分電路3的輸出端接在電壓比較器4的信號(hào)輸入端上，電壓比較器4的標(biāo)準(zhǔn)電壓輸入端接在一個(gè)預(yù)定的門限電壓上，它的輸出端接在緊急減油定時(shí)電路5的輸入觸發(fā)端上，緊急減油定時(shí)電路5的輸出端接在與門電路8的一個(gè)輸入端上；手動(dòng)剎車開(kāi)關(guān)S64的輸出端接在復(fù)核定時(shí)電路7的輸入觸發(fā)端上，復(fù)核定時(shí)電路7的輸出端接在與門電路8的另一個(gè)輸入端上，與門電路8的輸出端接在電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)10電源開(kāi)關(guān)的控制端上。
圖8，給出了該系統(tǒng)的設(shè)備電路圖；動(dòng)力操控傳感器1是節(jié)氣門位置傳感器W13，它通常是一個(gè)電位器，它的一端通過(guò)電阻R11接在車輛電源正極上，另一端接地，中間滑動(dòng)觸點(diǎn)是動(dòng)力信號(hào)的輸出端，減油時(shí)它的輸出電壓由高向低變化；電壓跟隨器2，是由一個(gè)代號(hào)為IC23的LM258集成芯片和電阻R21和R22組成；R21的一端接在節(jié)氣門位置傳感器W13的輸出端上，另…端接在作為電壓跟隨器的輸入端IC23的正相輸入端3腳上，R22跨接在IC23的輸出端1腳和負(fù)相輸入端2腳之間，1腳作為電壓跟隨器的輸出端；電壓微分電路3，由電容C31與電阻R32和R33組成，R32的一端接在車輛電源正極上，另一端與R33串聯(lián)后接地，電容C31的正極作為輸入端，接在IC23的1腳上，負(fù)極接在電阻R32和R33的連接點(diǎn)上，該連接點(diǎn)是微分電路的輸出端；電壓比較器4，是由一個(gè)代號(hào)為IC42的LM258集成芯片和電阻R41和R43組成；IC42正向輸入端5，作為電壓比較器的信號(hào)輸入端，接在電壓微分電路3的輸出端上，電阻R41的一端接在IC42負(fù)向輸入端6上，另一端接地，給出電壓比較器的標(biāo)準(zhǔn)電壓為零；當(dāng)IC42正向輸入端5的輸入電壓小于或等于零電壓時(shí)，電壓比較器的輸出端，即IC42的7腳電壓立即由車輛電源正電壓跳變?yōu)椤?”電壓；緊急減油定時(shí)電路5，是由一個(gè)代號(hào)為IC53的NE555時(shí)基芯片、電阻R51和電容C52、C54組成的負(fù)電壓觸發(fā)正電壓輸出的定時(shí)電路；IC53的2腳作為定時(shí)電路的觸發(fā)輸入端，接在電壓比較器4的輸出端上，電阻R51的一端接在車輛電源正極上，另一端和電容C52串聯(lián)后接地；IC53的6，7腳都接在R51和電容C52串接點(diǎn)上，它的4，8腳都接在車輛電源正極上，它的1腳接地，5腳通過(guò)電容C54接地，它的3腳是定時(shí)電壓輸出端；復(fù)核定時(shí)電路7，是由一個(gè)代號(hào)為IC73的NE555時(shí)基芯片、電阻R71和電容C72、C74組成，其接線方法與緊急減油定時(shí)電路5相同；它的輸入端IC73的2腳接在手動(dòng)開(kāi)關(guān)S64的輸出端上，；與門電路8，是由一個(gè)代號(hào)為IC81的CC4011“2輸入與非門”，它的一個(gè)輸入端A接在緊急減油定時(shí)電路5的輸出端上；它的另一個(gè)輸入端B接在復(fù)核定時(shí)電路7的輸出端上；它的輸出端C通過(guò)上拉電阻接車輛電源正極上；超前制動(dòng)定時(shí)電路9，是由一個(gè)代號(hào)為IC93的NE555時(shí)基芯片、電阻R91和電容C92、C94組成的定時(shí)電路；其定時(shí)電路部分與緊急減油定時(shí)電路5的接線方法相同，不再重復(fù)敘述；它的輸入端IC93的2腳接在“與非門8”的輸出端C上，它的輸出端IC93的3腳通過(guò)電阻R95接在電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)10的輸入控制端上。
在緊急情況下，司機(jī)要緊急制動(dòng)車輛時(shí)，一方面他的腳要“緊急減油”，另一方面他要緊急用手去觸動(dòng)設(shè)在方向盤上的“手動(dòng)剎車開(kāi)關(guān)S64”，當(dāng)司機(jī)的腳快速松開(kāi)油門踏板時(shí)，節(jié)氣門位置傳感器W13的輸出電壓快速下降，使電壓跟隨器2的輸出電壓也跟著快速下降，當(dāng)輸出電壓的下降速度達(dá)到預(yù)設(shè)門限值時(shí)，它使電壓微分電路3的信號(hào)輸出端呈現(xiàn)零電壓或負(fù)電壓；此時(shí)，電壓比較器4的輸出電壓有原來(lái)的車輛電源正電壓，突然翻轉(zhuǎn)為零電壓；該電壓變化使緊急減油定時(shí)電路5被觸發(fā)，進(jìn)入定時(shí)狀態(tài)，它的輸出電壓由零電壓翻轉(zhuǎn)為車輛電源高電壓；另一方面，當(dāng)手動(dòng)剎車開(kāi)關(guān)S64閉合導(dǎo)通時(shí)，使復(fù)核定時(shí)電路7的輸入端呈現(xiàn)零電壓，它使復(fù)核定時(shí)電路7的輸出電壓也由零電壓翻轉(zhuǎn)為高電壓；若緊急減油定時(shí)電路5和復(fù)核定時(shí)電路7的輸出高電壓同時(shí)出現(xiàn)在與門電路8中IC81的兩個(gè)輸入端A和B，則IC81的輸出端C的電壓為零電壓，它使超前制動(dòng)定時(shí)電路9被觸發(fā)進(jìn)入定時(shí)狀態(tài)，使IC93的3腳輸出端電壓由零電壓翻轉(zhuǎn)為車輛電源高電壓。該高電壓通過(guò)電阻R95施加給電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)10電源開(kāi)關(guān)的輸入控制端，使ABS制動(dòng)系統(tǒng)10的電源開(kāi)關(guān)閉合導(dǎo)通，使電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)10對(duì)車輛進(jìn)行制動(dòng)。
該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是，手動(dòng)剎車開(kāi)關(guān)S64控制緊急制動(dòng)的速度快，但是，它容易誤觸發(fā)。現(xiàn)在，用“緊急減油”信號(hào)與它進(jìn)行互相校正，這樣，使緊急制動(dòng)又快有準(zhǔn)。
實(shí)施例5參考圖10和圖11，本實(shí)施例提供一種用“緊急減油”預(yù)測(cè)“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”，并用一個(gè)安裝在加速踏板上的“腳左移速度傳感器”對(duì)“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”進(jìn)行復(fù)核，實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)車超前緊急制動(dòng)的系統(tǒng)。如果在“緊急減油”信號(hào)出現(xiàn)前后的一個(gè)很小時(shí)間段內(nèi)，“腳左移速度傳感器”的輸出信號(hào)也曾經(jīng)達(dá)到或超過(guò)預(yù)定的門限值，則認(rèn)為“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”是真實(shí)的，于是電控單元發(fā)出指令，實(shí)施機(jī)動(dòng)車超前緊急制動(dòng)；腳左移速度傳感器----參考圖15a和15b，它由一個(gè)小型電位器W62、一個(gè)轉(zhuǎn)輪61和一個(gè)回位彈簧66組成；在電路上，電位器W62電阻的一個(gè)固定端通過(guò)一個(gè)電阻R61接在車輛電源的正極，另一個(gè)固定端接在車輛電源的地電位上，滑動(dòng)觸點(diǎn)作為電位器的輸出端；在機(jī)械安裝上，電位器W62通過(guò)它的螺母65固定在支架21的折邊21.2上，它的轉(zhuǎn)軸64穿過(guò)支架21的另一個(gè)折邊21.1上的孔后，插進(jìn)轉(zhuǎn)輪61的軸孔中，并緊密配合；回位彈簧66一端固定在支架21上，另一端插進(jìn)在電位器軸64上的橫向小孔63中，在初始狀態(tài)下，回位彈簧66使電位器W62的滑動(dòng)觸點(diǎn)處于順時(shí)針的極限位置；支架21固定在加速踏板20上，使電位器的軸64與加速踏板縱軸A-A平行，轉(zhuǎn)輪61稍稍比加速踏板20的平面突出一些，這樣保證司機(jī)踩加速踏板的腳一定能與轉(zhuǎn)輪61的表面相接觸；在緊急制動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)司機(jī)的腳從加速踏板20向制動(dòng)踏板快速地移動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)輪61隨著司機(jī)腳地左移做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；并且它的轉(zhuǎn)速與司機(jī)腳的移動(dòng)速度成正比，因此，電位器輸出電壓的變化速度也與司機(jī)腳的移動(dòng)速度成正比；該系統(tǒng)至少包括一個(gè)動(dòng)力操控傳感器1，它可以是節(jié)氣門位置傳感器W13，通常它是一個(gè)電位器，其中電阻的一個(gè)固定端通過(guò)電阻R11接在車輛電源的正極，電阻的另一個(gè)固定端接地，它的中間滑動(dòng)觸點(diǎn)是輸出端；一個(gè)復(fù)核傳感器6，它可以是腳左移速度傳感器W62，通常它也是一個(gè)電位器，其中電阻的一個(gè)固定端通過(guò)電阻R61接在車輛電源的正極，電阻的另一個(gè)固定端接地，它的中間滑動(dòng)觸點(diǎn)是輸出端；一個(gè)模擬式電控單元500；和電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)10。
這里所說(shuō)的模擬式電控單元500，是用模擬芯片構(gòu)成的、能完成超前制動(dòng)過(guò)程控制任務(wù)的電子裝置。其特征是該模擬式電控單元500至少包括一個(gè)電壓跟隨器2，一個(gè)電壓微分電路3，一個(gè)電壓比較器4，一個(gè)緊急減油定時(shí)電路5，一個(gè)電壓跟隨器2.6，一個(gè)電壓微分電路3.6，一個(gè)電壓比較器4.6，一個(gè)復(fù)核定時(shí)電路7，一個(gè)與門電路8，一個(gè)超前制動(dòng)定時(shí)電路9。
節(jié)氣門位置傳感器W13，電壓跟隨器2，電壓微分電路3，電壓比較器4，緊急減油定時(shí)電路5，與門電路8，和超前制動(dòng)定時(shí)電路9，這些電路之間的連接方法與實(shí)施例4相同，在此不再重復(fù)。
腳左移速度傳感器W62的輸出端接在電壓跟隨器2.6的輸入端上，電壓跟隨器2.6的輸出端接在電壓微分電路3.6的輸入端上，電壓微分電路3.6的輸出端接在電壓比較器4.6的信號(hào)輸入端上，電壓比較器4.6的標(biāo)準(zhǔn)電壓輸入端接在一個(gè)預(yù)定的門限電壓上，它的輸出端接在復(fù)核定時(shí)電路7的輸入端上，復(fù)核定時(shí)電路7的輸出端仍舊接在與門電路8的另一個(gè)輸入端B上，與門電路8的輸出端仍舊接在電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)10的電源開(kāi)關(guān)的控制端上。
圖11，給出了該系統(tǒng)的設(shè)備電路圖；(1)節(jié)氣門位置傳感器W13，是一個(gè)電位器，它的一端通過(guò)電阻R11接在車輛電源正極，另一端接地，中間滑動(dòng)觸點(diǎn)是動(dòng)力信號(hào)的輸出端；電壓跟隨器2，電壓微分電路3，電壓比較器4，緊急減油定時(shí)電路5，復(fù)核定時(shí)電路7，與門電路8，超前制動(dòng)定時(shí)電路9和電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)10的電路部分與實(shí)施例4相同，在此不再贅述。
電壓跟隨器2.6，電壓微分電路3.6，電壓比較器4.6的電路結(jié)構(gòu)與實(shí)施例4中電壓跟隨器2，電壓微分電路3，電壓比較器4的電路結(jié)構(gòu)完全相同，僅元件名稱中的編號(hào)數(shù)字不同而已，在此僅作簡(jiǎn)單敘述。電壓跟隨器2.6，是由一個(gè)代號(hào)為IC263的LM258集成芯片和電阻R261和R262組成；R261的一端接在腳左移速度傳感器W62的輸出端上，另一端接在作為電壓跟隨器的輸入端IC263的正相輸入端3腳上，R262跨接在IC263的輸出端1腳和負(fù)相輸入端2腳之間，1腳作為電壓跟隨器的輸出端；電壓微分電路3.6由電容C361與電阻R362和R363組成，R362的一端接車輛電源的正極，另一端與R363串聯(lián)后接地，電容C361的正極作為輸入端，接在IC263的1腳上，負(fù)極接在電阻R362和R363的連接點(diǎn)上，該連接點(diǎn)是微分電路的輸出端；當(dāng)輸出電壓的下降速度達(dá)到預(yù)設(shè)門限值時(shí)，它使電壓微分電路3.6的信號(hào)輸出端呈現(xiàn)零電壓或負(fù)電壓；電壓比較器4.6，是由一個(gè)代號(hào)為IC462的LM258集成芯片和電阻R461和R463組成；IC462正向輸入端5，作為電壓比較器的信號(hào)輸入端，接在電壓微分電路3.6的輸出端上，電阻R461的一端接在IC462負(fù)向輸入端6上，另一端接地，給出電壓比較器的標(biāo)準(zhǔn)電壓為零；電壓比較器4.6的輸出端，即IC462的7腳接在復(fù)核定時(shí)電路7的輸入端，即IC73的2腳上。
當(dāng)司機(jī)的腳快速松開(kāi)油門踏板時(shí)，節(jié)氣門位置傳感器W13的輸出電壓快速下降，使電壓跟隨器2的輸出電壓也跟著快速下降，當(dāng)輸出電壓的下降速度達(dá)到預(yù)設(shè)門限值時(shí)，它使電壓微分電路3的信號(hào)輸出端呈現(xiàn)零電壓或負(fù)電壓；此時(shí)，電壓比較器4的輸出電壓有原來(lái)的車輛電源正電壓，突然翻轉(zhuǎn)為零電壓；該電壓變化使緊急減油定時(shí)電路5被觸發(fā)，進(jìn)入定時(shí)狀態(tài)，它的輸出電壓由零電壓翻轉(zhuǎn)為高電壓；另一方面，在緊急制動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)司機(jī)的腳從加速踏板向制動(dòng)踏板快速地移動(dòng)時(shí)，司機(jī)的鞋底摩擦力帶動(dòng)腳左移速度傳感器W62的轉(zhuǎn)輪61快速逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，并且它的轉(zhuǎn)速與司機(jī)腳的移動(dòng)速度成正比，因此，電位器輸出電壓的變化速度也與司機(jī)腳的移動(dòng)速度成正比；使電位器W62的輸出電壓快速下降，使電壓跟隨器2.6的輸出電壓也跟著快速下降，當(dāng)輸出電壓的下降速度達(dá)到預(yù)設(shè)門限值時(shí)，它使電壓微分電路3.6的信號(hào)輸出端呈現(xiàn)零電壓或負(fù)電壓；此時(shí)，電壓比較器4.6的輸出電壓從原來(lái)的車輛電源正電壓，突然翻轉(zhuǎn)為零電壓；該電壓變化使復(fù)核定時(shí)電路7被觸發(fā)，進(jìn)入定時(shí)狀態(tài)，它的輸出電壓由零電壓翻轉(zhuǎn)為高電壓；若緊急減油定時(shí)電路5和復(fù)核定時(shí)電路7的輸出高電壓同時(shí)出現(xiàn)在與門電路8中IC81的兩個(gè)輸入端A和B，則IC81的輸出端C的電壓為零電壓，它使超前制動(dòng)定時(shí)電路9被觸發(fā)進(jìn)入定時(shí)狀態(tài)，使IC93的3腳輸出端電壓由零電壓翻轉(zhuǎn)為高電壓。該高電壓通過(guò)電阻R95施加給電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)10電源開(kāi)關(guān)的輸入控制端，使ABS制動(dòng)系統(tǒng)10的電源開(kāi)關(guān)閉合導(dǎo)通，使電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)10對(duì)車輛進(jìn)行制動(dòng)。當(dāng)超前制動(dòng)定時(shí)電路9的定時(shí)狀態(tài)結(jié)束時(shí)，使電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)10失去電壓，而停止對(duì)車輛進(jìn)行制動(dòng)。
該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)力操控傳感器1的“緊急減油信號(hào)”和“腳左移速度傳感器W62”的信號(hào)，幾乎同時(shí)出現(xiàn)，所以預(yù)警速度快；而且抓住了“緊急減油”和“腳快速左移”這兩個(gè)急剎車的主要特征，所以，預(yù)測(cè)精度高。
該系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它通用性強(qiáng)，復(fù)核傳感器6不僅可以是線性電壓輸出型，而且還可以是各種開(kāi)關(guān)型的。
實(shí)施例6參考圖10、圖11，在實(shí)施例4或?qū)嵤├?的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)電控開(kāi)關(guān)11和一個(gè)電控鎖緊安全帶14；電控開(kāi)關(guān)11可以是一個(gè)由大功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)IRF9540、電阻R111、R112和三極管T113組成。電阻R111的一端接在緊急減油定時(shí)電路5中IC53的輸出端3上，另一端接在三極管T113的基極上，三極管T113的發(fā)射極接地，它的集電極通過(guò)上拉電阻接在車輛電源的正極，IRF9540柵極G接在接在T113的集電極上，IRF9540的源極S接在車輛電源的正極，它的漏極D接在剎車燈的正電源端和電控鎖緊安全帶14的正電源端，電控鎖緊安全帶14的負(fù)電源端接地。
這樣的系統(tǒng)除了可以完成超前緊急制動(dòng)的任務(wù)外，還增加了如下功能(1)在緊急減油時(shí)，就把電控鎖緊安全帶14鎖緊，防止在緊急制動(dòng)或以后發(fā)生追尾或碰撞事故時(shí)，乘員身體產(chǎn)生的不適，或傷害，加強(qiáng)了對(duì)乘員的人身防護(hù)；(2)在緊急減油時(shí)，就把剎車燈和高位剎車燈點(diǎn)亮，向后車提前發(fā)出預(yù)警，使其及早作好制動(dòng)的準(zhǔn)備，防止追尾。
這種方法的優(yōu)點(diǎn)是很明顯的它不僅制動(dòng)速度快，而且，它的安全防護(hù)是提前進(jìn)行的，它與現(xiàn)有技術(shù)在碰撞后才啟動(dòng)安全防護(hù)設(shè)備相比，安全防護(hù)效果好。而且，超前制動(dòng)之前就向前后車發(fā)超前制動(dòng)預(yù)警信號(hào)，防止追尾事故的效果好。
在上述實(shí)施例中，已經(jīng)列舉了用數(shù)字式微電腦控制單元200或模擬式控制單元500的做電控單元的應(yīng)用實(shí)例。但是，在實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)也需要將信號(hào)先就地處理，如信號(hào)的檢波、放大、整形、運(yùn)算、比較、A/D或D/A轉(zhuǎn)換等，然后，再傳送到遠(yuǎn)方的主機(jī)。在這里，如果這些信號(hào)是輸入信號(hào)，只需將這些信號(hào)的輸出端分別接在遠(yuǎn)方主機(jī)相應(yīng)的預(yù)定輸入端上，并在應(yīng)用程序中寫明在程序執(zhí)行到什么地方時(shí)，去主機(jī)的那個(gè)預(yù)定輸入端讀取數(shù)據(jù)即可；如果主機(jī)的輸出命令信號(hào)，在執(zhí)行中還需要分支、定時(shí)等，只需將這些分支、定時(shí)的電路接在遠(yuǎn)方主機(jī)相應(yīng)的預(yù)定輸出端上即可；在電腦技術(shù)已經(jīng)日益普及的今天，在數(shù)字式微電腦控制單元200和模擬式控制單元500的基礎(chǔ)上，組合出一個(gè)需要的混合式電控單元已經(jīng)是比較容易的事，在此不再詳細(xì)舉例說(shuō)明。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)動(dòng)車超前緊急制動(dòng)的方法，其特征在于在車輛行駛過(guò)程中，一旦檢測(cè)到司機(jī)減油操作的速度達(dá)到或超過(guò)一個(gè)預(yù)定的門限值，則認(rèn)為是司機(jī)正在“緊急減油”，并認(rèn)為這是“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”的早期最重要“特征”信號(hào)之一；然后，再檢測(cè)司機(jī)與緊急制動(dòng)相關(guān)的其它操作量，是否也達(dá)到“緊急制動(dòng)”的預(yù)定門限值，這樣對(duì)“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”做進(jìn)一步的復(fù)核驗(yàn)證；如果復(fù)核結(jié)果檢測(cè)到了相應(yīng)的“復(fù)核特征”信號(hào)，證實(shí)司機(jī)這些與緊急制動(dòng)相關(guān)的操作量，也達(dá)到各自的預(yù)定門限值；此時(shí)，則認(rèn)為“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”是真實(shí)的；據(jù)此，立即發(fā)出指令對(duì)車輛實(shí)行緊急制動(dòng)；要實(shí)施本發(fā)明的超前緊急制動(dòng)方法，硬件系統(tǒng)至少要具備一個(gè)動(dòng)力操控傳感器，一個(gè)緊急制動(dòng)復(fù)核傳感器，一個(gè)電控單元，一個(gè)電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)；動(dòng)力操控傳感器和緊急制動(dòng)復(fù)核傳感器分別接在電控單元的兩個(gè)預(yù)定輸入端上，電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)的輸入控制端接在電控單元的一個(gè)預(yù)定輸出端上；要在該系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的超前緊急制動(dòng)方法，電控單元至少要執(zhí)行如下操作(1)電控單元對(duì)動(dòng)力操控傳感器采樣，獲得當(dāng)時(shí)的動(dòng)力值；(2)電控單元計(jì)算出動(dòng)力值對(duì)時(shí)間的變化率，即動(dòng)力變化速度；(3)電控單元將該動(dòng)力變化速度與動(dòng)力減小速度門限值進(jìn)行比較，若動(dòng)力減小速度達(dá)到或超過(guò)動(dòng)力減小速門限值，則認(rèn)為“緊急減油”信號(hào)已經(jīng)出現(xiàn)；立即進(jìn)行復(fù)核，進(jìn)一步驗(yàn)證“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”的真實(shí)性；(4)電控單元對(duì)緊急制動(dòng)復(fù)核傳感器采樣計(jì)算，獲得復(fù)核值；(5)電控單元將復(fù)核值與預(yù)定復(fù)核門限值進(jìn)行比較，★若復(fù)核值小于復(fù)核門限值，則認(rèn)為復(fù)核傳感器未檢測(cè)到緊急制動(dòng)的特征信號(hào)，·若此時(shí)復(fù)核時(shí)間尚未達(dá)到預(yù)定的復(fù)核時(shí)間，則轉(zhuǎn)向序號(hào)(4)重新對(duì)復(fù)核傳感器采樣，··若此時(shí)復(fù)核時(shí)間已經(jīng)達(dá)到預(yù)定的復(fù)核時(shí)間，則轉(zhuǎn)向序號(hào)(1)對(duì)動(dòng)力操控傳感器采樣，★若復(fù)核值達(dá)到或超過(guò)復(fù)核門限值，則認(rèn)為“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”是真實(shí)的；電控單元立即輸出一個(gè)超前制動(dòng)信號(hào)，進(jìn)入序號(hào)(6)執(zhí)行超前緊急制動(dòng)；(6)超前制動(dòng)信號(hào)控制電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)的電源開(kāi)關(guān)閉合，使ABS制動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)始工作，對(duì)車輛產(chǎn)生制動(dòng)力；(7)當(dāng)超前制動(dòng)時(shí)間達(dá)到預(yù)定的時(shí)間值，則電控單元發(fā)出結(jié)束制動(dòng)的指令，控制電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)的電源開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，使ABS制動(dòng)系統(tǒng)停止對(duì)車輛施加制動(dòng)力。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)動(dòng)車超前緊急制動(dòng)的方法，其特征在于可以用加速踏板位置傳感器W12作為動(dòng)力操控傳感器檢測(cè)“緊急減油”信號(hào)；然后，可以用安裝在加速踏板與制動(dòng)踏板之間的制動(dòng)踏板接近開(kāi)關(guān)S62作為緊急制動(dòng)復(fù)核傳感器，檢測(cè)司機(jī)控制加速踏板的腳，是否快速地向制動(dòng)踏板方向移動(dòng)這一特征信號(hào)，對(duì)“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”進(jìn)一步進(jìn)行復(fù)核；并且可以用一個(gè)安裝有超前制動(dòng)控制程序的微電腦控制單元200作為電控單元控制整個(gè)過(guò)程；用電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施車輛制動(dòng)；加速踏板位置傳感器W12的信號(hào)輸出端，和制動(dòng)踏板接近開(kāi)關(guān)S62的信號(hào)輸出端分別接在微電腦控制單元200的兩個(gè)預(yù)定輸入接口上；電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)10的輸入控制端接在微電腦控制單元200的一個(gè)預(yù)定輸出接口上；這里所說(shuō)的超前制動(dòng)控制程序，就是用該計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編寫的、指令計(jì)算機(jī)硬件依次執(zhí)行的、能完成超前制動(dòng)過(guò)程控制任務(wù)的計(jì)算機(jī)指令流；微電腦控制單元200在超前制動(dòng)控制程序的指令下，為完成該發(fā)明所說(shuō)的超前緊急制動(dòng)任務(wù)，至少要執(zhí)行如下操作000微電腦控制單元200開(kāi)機(jī)初始化201微電腦控制單元200對(duì)加速踏板位置傳感器W12進(jìn)行采樣，獲得此刻車輛的力值Pt；202微電腦控制單元200用前后兩次采樣所得動(dòng)力值之差，除以兩次采樣之間的時(shí)間步長(zhǎng)，計(jì)算出動(dòng)力值隨時(shí)間的變化率Rp，即，本發(fā)明所說(shuō)的動(dòng)力變化速度Rp；Rp＝(Pt+Δt-Pt)/Δt其中Pt-----t時(shí)刻的動(dòng)力采樣值Pt+Δt----t+Δt時(shí)刻的動(dòng)力采樣值Δt-----前后兩次采樣的時(shí)間間隔即時(shí)間步長(zhǎng)203微電腦控制單元200將動(dòng)力變化速度Rp與預(yù)先設(shè)定的減油速度門限值Rth進(jìn)行比較，若Rp＞Rth說(shuō)明動(dòng)力減小速度Rp未達(dá)到預(yù)先設(shè)定的減油速度門限值Rth，程序返回到序號(hào)201，從頭開(kāi)始；若Rp≤Rth說(shuō)明動(dòng)力減小速度Rp達(dá)到或超過(guò)預(yù)先設(shè)定的減油速度門限值Rth，程序繼續(xù)向下執(zhí)行序號(hào)204；204對(duì)制動(dòng)踏板接近開(kāi)關(guān)S62采樣，獲得復(fù)核值Sch值；205將復(fù)核值Sch與預(yù)設(shè)復(fù)核開(kāi)關(guān)門限值Sth＝1進(jìn)行比較；若Sch＝1說(shuō)明復(fù)核傳感器的值出現(xiàn)“緊急制動(dòng)”的特征值，程序立即轉(zhuǎn)向序號(hào)213，在一個(gè)預(yù)定的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行超前制動(dòng)過(guò)程；若Sch＝0說(shuō)明復(fù)核傳感器的值尚未出現(xiàn)“緊急制動(dòng)”的特征值，程序轉(zhuǎn)向序號(hào)206，206進(jìn)行復(fù)核計(jì)時(shí)，t＝t+1；207檢查復(fù)核時(shí)間t是否達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間值Tch1，若t＜Tch1說(shuō)明復(fù)核計(jì)時(shí)t未到預(yù)設(shè)時(shí)間值Tch1，程序轉(zhuǎn)向序號(hào)204，繼續(xù)對(duì)制動(dòng)踏板接近開(kāi)關(guān)S62采樣，若t≥Tch1說(shuō)明在預(yù)設(shè)時(shí)間值Tch1時(shí)間內(nèi)，復(fù)核傳感器的值未曾出現(xiàn)“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”的特征值，此時(shí)程序返回序號(hào)201；213在微電腦控制單元200的控制下，使電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)10的電源開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，使ABS制動(dòng)系統(tǒng)10開(kāi)始工作；同時(shí)微電腦控制單元200對(duì)超前制動(dòng)時(shí)間t2進(jìn)行計(jì)時(shí)；214t2＝t2+1若t2＜Tab說(shuō)明制動(dòng)時(shí)間未達(dá)到預(yù)定的時(shí)間值Tab，應(yīng)繼續(xù)保持超前制動(dòng)狀態(tài)，則轉(zhuǎn)向序號(hào)214；若t2≥Tab說(shuō)明制動(dòng)時(shí)間已經(jīng)達(dá)到預(yù)定的時(shí)間值Tab，則微電腦控制單元200發(fā)出結(jié)束超前制動(dòng)的命令，使電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)10停止對(duì)車輛制動(dòng)；程序返回序號(hào)201。
3.如權(quán)利要求1或2所述的機(jī)動(dòng)車超前緊急制動(dòng)的方法，其特征在于計(jì)算機(jī)200可以在一個(gè)預(yù)定的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)對(duì)多個(gè)代表緊急制動(dòng)操不同作特征的復(fù)核傳感器6采樣，獲得多個(gè)復(fù)核值Sch，從多個(gè)方面對(duì)“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”進(jìn)行復(fù)核。
4.一種機(jī)動(dòng)車超前緊急制動(dòng)的系統(tǒng)，它具有一個(gè)動(dòng)力操控傳感器1，一個(gè)電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)10，其特征在于它至少還要包括一個(gè)緊急制動(dòng)復(fù)核傳感器6，一個(gè)模擬式電控單元500；這里所說(shuō)的模擬式電控單元，是用模擬芯片構(gòu)成的、能完成超前制動(dòng)過(guò)程控制任務(wù)的電子裝置；它至少包括電壓跟隨器2，電壓微分電路3，電壓比較器4，緊急減油定時(shí)電路5，復(fù)核定時(shí)電路7，與門電路8，超前制動(dòng)定時(shí)電路9；電壓跟隨器2的輸入端接在動(dòng)力操控傳感器1的輸出端上，使它的輸出電壓隨時(shí)都等于車輛的動(dòng)力值Pt；電壓微分電路3的輸入端接在電壓跟隨器2的輸出端上，對(duì)電壓跟隨器2的輸出電壓進(jìn)行微分，獲得動(dòng)力變化速度值Rp；電壓比較器4的信號(hào)輸入端接在電壓微分電路3的輸出端上，標(biāo)準(zhǔn)電壓輸入端接在預(yù)定的門限電壓Rth上，當(dāng)司機(jī)減油操作的速度快到一定值時(shí)，電壓微分電路3的輸出電壓Rp使電壓比較器4的輸出電壓發(fā)生翻轉(zhuǎn)；緊急減油定時(shí)電路5的輸入端接在電壓比較器4的輸出端上，當(dāng)電壓比較器4的輸出電壓發(fā)生翻轉(zhuǎn)時(shí)，觸發(fā)緊急減油定時(shí)電路5開(kāi)始計(jì)時(shí)，此時(shí)它的輸出為高電壓；復(fù)核傳感器6的輸出端接在復(fù)核定時(shí)電路7的輸入端上，當(dāng)復(fù)核傳感器6的輸出電壓Sch等于或大于預(yù)定的復(fù)核門限電壓Sth，它觸發(fā)復(fù)核定時(shí)電路7開(kāi)始計(jì)時(shí)，此時(shí)它的輸出為高電壓；與門電路8的一個(gè)輸入端A接在緊急減油定時(shí)電路5的輸出端上，它的另一個(gè)輸入端B接在復(fù)核定時(shí)電路7的輸出端上；超前制動(dòng)定時(shí)電路9的輸入端接在與門電路8的輸出端上；當(dāng)與門電路8的兩個(gè)輸入端A和B同時(shí)為高電位時(shí)，它的輸出電壓發(fā)生翻轉(zhuǎn)，觸發(fā)超前制動(dòng)定時(shí)電路9，使之進(jìn)入觸發(fā)計(jì)時(shí)狀態(tài)；電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)10輸入控制端接在超前制動(dòng)定時(shí)電路9的輸出端上，當(dāng)定時(shí)電路9開(kāi)始計(jì)時(shí)輸出時(shí)，它的輸出電壓使電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)10的電源開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，使電動(dòng)ABS系統(tǒng)對(duì)車輛產(chǎn)生制動(dòng)力；當(dāng)定時(shí)電路9結(jié)束定時(shí)回到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，它的輸出電壓使電動(dòng)ABS制動(dòng)系統(tǒng)10的電源開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，使電動(dòng)ABS系統(tǒng)停止對(duì)車輛產(chǎn)生制動(dòng)力。
5.如權(quán)利要求4所述的機(jī)動(dòng)車超前緊急制動(dòng)的系統(tǒng)，其特征在于所述的動(dòng)力操控傳感器1，可以是加速踏板位置傳感器W12，或節(jié)氣門位置傳感器W13。
6.如權(quán)利要求4所述的機(jī)動(dòng)車超前緊急制動(dòng)的系統(tǒng)，其特征在于可以在緊急制動(dòng)復(fù)核傳感器6和復(fù)核定時(shí)電路7之間，增加一個(gè)電壓跟隨器2.6，電壓微分電路3.6，電壓比較器4.6；電壓跟隨器2.6的輸入端接在緊急制動(dòng)復(fù)核傳感器6的輸出端，電壓微分電路3.6的輸入端接在電壓跟隨器2.6的輸出端，電壓比較器4.6的信號(hào)輸入端接在電壓微分電路3.6的輸出端，它的標(biāo)準(zhǔn)電壓輸入端接在一個(gè)預(yù)設(shè)的門限電壓上，它的輸出端接在與門電路8的一個(gè)輸入端B上。
7.如權(quán)利要求4或6所述的機(jī)動(dòng)車超前緊急制動(dòng)的系統(tǒng)，其特征在于所述的緊急制動(dòng)復(fù)核傳感器6可以是設(shè)置在加速踏板與制動(dòng)踏板之間的制動(dòng)踏板接近開(kāi)關(guān)S62，或安裝在方向盤上的手動(dòng)制動(dòng)開(kāi)關(guān)S64。
8.如權(quán)利要求6所述的機(jī)動(dòng)車超前緊急制動(dòng)的系統(tǒng)，其特征在于緊急制動(dòng)復(fù)核傳感器6可以是一個(gè)安裝在加速踏板上的“腳左移速度傳感器”；它由一個(gè)電位器W62、一個(gè)轉(zhuǎn)輪61和一個(gè)回位彈簧66組成；在電路上，電位器W62電阻的一個(gè)固定端，通過(guò)電阻R61接在車輛電源的正極，另一個(gè)固定端接在車輛電源的地電位上，滑動(dòng)觸點(diǎn)作為電位器的輸出端；在機(jī)械安裝上，電位器W62通過(guò)它的螺母65固定在支架21的折邊21.2上，它的轉(zhuǎn)軸64穿過(guò)支架21的另一個(gè)折邊21.1上的孔后，插進(jìn)轉(zhuǎn)輪61的軸孔中，并緊密配合；回位彈簧66一端固定在支架21上，另一端插進(jìn)在電位器軸64上的橫向小孔63中，在初始狀態(tài)下，回位彈簧66使電位器W62的滑動(dòng)觸點(diǎn)處于順時(shí)針的極限位置；支架21固定在加速踏板20上，使電位器的軸64與加速踏板縱軸A-A平行，轉(zhuǎn)輪61稍稍比加速踏板20的平面突出一些，這樣保證司機(jī)踩加速踏板的腳一定能與球型轉(zhuǎn)輪61的表面相接觸；在緊急制動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)司機(jī)的腳從加速踏板20向制動(dòng)踏板快速地移動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)輪61隨著司機(jī)腳地左移做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；并且它的轉(zhuǎn)速與司機(jī)腳的移動(dòng)速度成正比，因此，電位器輸出電壓的變化速度也與司機(jī)腳的移動(dòng)速度成正比。
9.如權(quán)利要求4或6所述的機(jī)動(dòng)車超前緊急制動(dòng)的系統(tǒng)，其特征在于可以同時(shí)用n個(gè)不同類型的復(fù)核傳感器6，和一個(gè)n+1個(gè)輸入端的與門電路8組成的復(fù)核電路，對(duì)“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”進(jìn)行復(fù)核；n的取值范圍可以是1-6。
10.如權(quán)利要求4或6或8所述的機(jī)動(dòng)車超前緊急制動(dòng)的系統(tǒng)，其特征在于它還包含一個(gè)電控開(kāi)關(guān)11，它的輸入控制端接在緊急減油定時(shí)電路5的輸出端上，它的上位觸點(diǎn)接在車輛電源正極，它的下位觸點(diǎn)接在車輛的剎車燈12和電控鎖緊安全帶14的正電源端。
11.如權(quán)利要求10所述的機(jī)動(dòng)車超前緊急制動(dòng)的系統(tǒng)，其特征在于電控鎖緊安全帶14，由棘輪141、棘輪軸142、安全帶143、電磁鐵線圈144、電磁鐵銜鐵145，和回位彈簧146組成；棘輪141通過(guò)安裝孔安裝在棘輪軸142上，安全帶143的一端固定并纏繞在棘輪141上，電磁鐵線圈144在不加電壓時(shí)，電磁鐵銜鐵145在回位彈簧146的作用下，縮回線圈144中，它與棘輪141上的棘齒脫離接觸，此時(shí)棘輪可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)電磁鐵線圈在加電壓時(shí)，磁鐵銜鐵在電磁力的作用下克服彈簧力，伸出電磁鐵線圈之外，卡住棘齒使棘輪不能轉(zhuǎn)動(dòng)，安全帶被鎖緊。
全文摘要
一種機(jī)動(dòng)車超前緊急制動(dòng)的方法和系統(tǒng)，其特征在于在車輛行駛過(guò)程中，一旦檢測(cè)到司機(jī)減油操作的速度達(dá)到或超過(guò)一個(gè)預(yù)定的門限值，則認(rèn)為是司機(jī)正在“緊急減油”，并認(rèn)為這是“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”的早期最重要“特征”之一；然后，再檢測(cè)司機(jī)與緊急制動(dòng)相關(guān)的其它操作量，是否也達(dá)到“緊急制動(dòng)”的預(yù)定門限值，這樣對(duì)“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”做進(jìn)一步的復(fù)核驗(yàn)證；如果復(fù)核結(jié)果證實(shí)司機(jī)這些與緊急制動(dòng)相關(guān)的操作量，也達(dá)到“緊急制動(dòng)”的預(yù)定的門限值；此時(shí)，則認(rèn)為“司機(jī)緊急制動(dòng)意圖”是真實(shí)的；據(jù)此，立即發(fā)出指令使ABS系統(tǒng)超前執(zhí)行制動(dòng)；同時(shí)，使安全防護(hù)設(shè)備提前進(jìn)入預(yù)定防護(hù)狀態(tài)；并向前后車發(fā)出預(yù)警信號(hào)；同時(shí)，本發(fā)明也提供一個(gè)機(jī)動(dòng)車超前緊急制動(dòng)的系統(tǒng)。
文檔編號(hào)B60W10/18GK1736780SQ20041005818
公開(kāi)日2006年2月22日 申請(qǐng)日期2004年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月18日
發(fā)明者楊天舒, 楊士朋, 劉麗邦 申請(qǐng)人:楊天舒