專利名稱：機動車船安全行駛監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及到的是運輸工具的監(jiān)控，特別是機動車船安全行駛監(jiān)控裝置。
據(jù)報道，92年1月份全國共發(fā)生17000起交通事故，死亡4000人，傷16000人。這些事故不但給國家造成較大的經(jīng)濟損失，而且給傷亡者家屬造成極大的痛苦。目前國內(nèi)較為先進的安全行車裝置工作狀態(tài)是當汽車以每小時15公里以上速度行駛，其正前方7米(轎車為12米)以內(nèi)，距地面0.7米－2.4米的范圍出現(xiàn)路障，該裝置便會驅(qū)使汽車自動急剎車；當汽車以每小時15公里以下的速度行駛或需轉(zhuǎn)向起車時，只要打開轉(zhuǎn)向燈，該裝置變自動失效，任由駕駛員手動操作?？梢娫撗b置存在如下問題當汽車運行速度很高時，在汽車前方7米內(nèi)有障礙物，此時該裝置雖然立刻采取了緊急制動，但由于制動距離已起過7米，所以還要發(fā)生交通事故；當車輛以每小時低于15公里的速度在行人很多的路段行駛時，該裝置反而自動失效。
本實用新型的任務是根據(jù)上述問題提供一種能使車輛前方障礙物距車輛的距離同與車速有關(guān)的動作距離進行比較，確定由該裝置向司機發(fā)出信號，使司機采取預見性制動，還是由該裝置來執(zhí)行車輛的緊急制動，且還能自動限制車輛在轉(zhuǎn)彎、正面會車時的速度的機動車船安全行駛監(jiān)控裝置。
本實用新型的任務是以如下方式完成的當司機接通行車開關(guān)后，該裝置同時投入運行。超聲波發(fā)射傳感器向車輛正前方發(fā)出超聲波，同時測距計數(shù)器開始將數(shù)據(jù)經(jīng)接口進入單片機；測轉(zhuǎn)速電絡的計數(shù)器也同時將數(shù)據(jù)經(jīng)接口進入單片機。當超聲波被車輛前方的障礙物反射，然后被超聲波接收傳感器接收后，測距計數(shù)器停止計數(shù)，超聲波發(fā)射傳感器也停止發(fā)射超聲波，同時單片機也開始比較、運算。如果和車速有關(guān)的動作距離大于超聲波實測距離時，單片機的一個輸出端有輸出，帶動繼電器動作，繼電器所帶的常開接點閉合，電磁閥帶電動作，車輛實現(xiàn)緊急制動。如果實測距離小于報警距離時，單片機的另一個輸出端有輸出，繼電器動作，常開接點閉合，車輛的喇叭響起，按裝于駕駛室儀表盤的警報燈亮。提醒司機減速或制動，并警告行人躲避。在車輛處于轉(zhuǎn)彎或正面會車狀態(tài)時，單片機不執(zhí)行上述運算及判斷。而是判斷車速是否超過允許值，如果超出允許車速，則緊急制動，否則能夠正常轉(zhuǎn)彎和會車。從超聲波發(fā)出的時刻開始，經(jīng)一定時間后，清零電路開始清零。將兩個計數(shù)器中的數(shù)據(jù)清除，同時超聲波又開始發(fā)射，整個裝置又重復以上工作過程。
本實用新型的特點是能夠連續(xù)地實現(xiàn)車輛前方障礙物距車輛的距離同與車速有關(guān)的動作距離及報警距離進行比較，以便自動實現(xiàn)緊急制動或提醒司機采取預見性制動和通知行人躲避。在會車，轉(zhuǎn) 彎時強迫司機主動減速，否則可能由于對面車輛的影響而緊急制動，從而增加了轉(zhuǎn)彎會車時行車安全可靠性。


圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)圖圖2為測速裝置結(jié)構(gòu)圖圖3為制動裝置原理圖圖4為電控部分原理框圖圖5為極警原理圖
以下結(jié)合附圖對本實用新型做具體的描述。
測距裝置是在車輛前部兩側(cè)安裝兩組超聲波發(fā)射傳感器［1］和超聲波接收傳感器［2］，車輛側(cè)面裝有溫度傳感器［3］，由振蕩電路［4］經(jīng)功率放大器［5］傳遞給超聲波發(fā)射傳感器［1］，使其向車輛前方空間發(fā)射超聲波，超聲波碰到障礙物［21］后反射，接收傳感器［2］把反射波轉(zhuǎn)變成電信號，經(jīng)放大器［6］聯(lián)接控制電路［7］，并同溫度傳感器［3］的V／F轉(zhuǎn)換［14］及整形電路［15］一起進入計數(shù)器［16］，計數(shù)器［16］經(jīng)接口進入單片機［18］；
測速裝置是在里程表的軟軸［22］上安裝測速圓盤［23］，圓盤上等份地鉆有10個透孔，與孔相對應圓盤兩側(cè)分別固定安裝紅外線發(fā)射管［24］和紅外線接收管［25］，在圓盤小孔轉(zhuǎn)到發(fā)射管位置，接收管收到紅外線，測轉(zhuǎn)速電路［11］產(chǎn)生一個脈沖信號，經(jīng)整形電路［12］進入計數(shù)器［17］，計數(shù)器［17］將數(shù)據(jù)經(jīng)接口進入單片機［18］；制動裝置是在制動閥［28］的兩端加裝電磁閥［31］和三位三通閥［32］［33］，由單片機［18］控制繼電器［19］來實現(xiàn)電磁閥的起動；報警裝置是在儀表盤上加裝信號燈［34］，信號燈［34］與喇叭［35］并聯(lián)，按鈕［36］的兩端并有繼電器［20］的常開接點。
測距裝置是由振蕩電路［4］產(chǎn)生的發(fā)射脈沖信號，經(jīng)功率放大器［5］放大后傳遞給超聲波發(fā)射傳感器［1］， 使其向車輛前方的空間發(fā)射超聲波。超聲波碰到障礙物［21］后產(chǎn)生反射波反射回來，超聲波接收傳感器［2］把反射波轉(zhuǎn)變成電信號后，經(jīng)放大器［6］放大進入控制電路［7］。障礙物［21］距車輛的距離S可以從測定超聲波發(fā)射到接收的時間t中求出來，即S＝ 1/2 tv，V為音速。由于音速受溫度的影響，即V＝331.5＋0.6tc°m／s，可見障礙物距車輛距離相同時，在不同的環(huán)境溫度下測定的時間t不同，因而影響了測距裝置的精度。為此在電路中增加了溫度傳感器［3］。它是個電橋電路，其中一個臂為熱敏電阻Rt，Rt＝R0＋αt0c，R0α的取值按如下關(guān)系選??；R0／331.5＝α／0.6，此電阻在一定溫度范圍內(nèi)隨溫度呈正比變化?？梢姕囟葌鞲衅鞯妮敵鲭妷汉蜔崦綦娮璧淖柚党烧龋鳹／F轉(zhuǎn)換器［14］的輸入頻率和經(jīng)整形后進入計數(shù)器［16］，計數(shù)器將此數(shù)據(jù)經(jīng)接口進入單片機［18］。
測速裝置工作時，圓盤［23］與軟軸［22］一同轉(zhuǎn)動，當每個小孔轉(zhuǎn)至紅外線接收管［25］的位置時，紅外線接收管就收到紅外線發(fā)射管［24］發(fā)出的紅外線，測轉(zhuǎn)速電路［11］就產(chǎn)生一個脈沖信號，此信號經(jīng)整形電路［12］整形后進入計數(shù)器［17］，該計數(shù)器將數(shù)據(jù)經(jīng)接口進入單片機［18］。
測距和測轉(zhuǎn)速裝置將數(shù)據(jù)經(jīng)接口輸入單片機后，按如下程序進行首先判斷測距過程是否完成，如果沒有完成，則等待此信號。測距過程完成后，讀入實測距離S轉(zhuǎn)速V。接著判斷此時車輛是否處于轉(zhuǎn)彎，正面會車，也就是開關(guān)K是否閉合。如果K閉合，電源［13］接通，此時車輛處于轉(zhuǎn)彎和正面會車狀態(tài)，此時判斷轉(zhuǎn)速N是否超過允許轉(zhuǎn)速。如果不超，單片機無輸出，接著運行，如果轉(zhuǎn)速N超過允許轉(zhuǎn)速，則該裝置采取制動。如果K不閉合，則表明車輛不處于轉(zhuǎn)彎和正面會車狀態(tài)。單片機接著計算制動距離L，L＝CNn2(C是常數(shù)，Nn是測轉(zhuǎn)速電路在tj時間內(nèi)所測的轉(zhuǎn)速，tj＝2SmaX／Vmin，Smax是該裝置能夠可靠工作最大監(jiān)控距離，Vmin是該裝置工作在環(huán)境溫度最低時超聲波的速度)。如果S＜L＋ENn－1(E常數(shù)，Nn－1是清零電路開始清零時，轉(zhuǎn)速計數(shù)器的數(shù)據(jù)被單片機內(nèi)存儲器的某一固定存儲單元所保留的轉(zhuǎn)速)單片機有輸出，繼電器［19］動作，繼電器［19］所帶的常開接點閉合，制動器動作，車輛實現(xiàn)緊急制動。繼電動作后延時，延時時間根據(jù)最大車速時，緊急制動開始到結(jié)束所需的時間來調(diào)整。如果實測距離S不小于動作距離L＋ENn－1，則需判斷S是否小于報警距離KL(K＞1，根據(jù)實驗情況確定)。如果S＜KL，單片機有輸出，繼電器［20］動作，它所帶的常開接點閉合駕駛室內(nèi)的信號燈［34］亮，喇叭［35］也響起。如果S≥KL，計算機則重新開始上述判斷過程。清零電路［10］開始清零時，單片機內(nèi)存儲器的某一固定的存儲單元又將轉(zhuǎn)速計數(shù)器［17］中的新數(shù)據(jù)存入，為重新計算動作距離提供數(shù)據(jù)Nn－1。
K、C、E、允許轉(zhuǎn)速這四個常量固化在單片機的內(nèi)存中，并隨車型的不同而發(fā)生變化。C、E這兩個常量是與車輪半徑、測速圓盤上鉆孔數(shù)量，車輛后橋減速比，車速里程表傳動主動、從動齒輪的減速比等有關(guān)的量，另外C還與地面和輪胎間的摩擦系數(shù)有關(guān)。
制動器是在原有的制動閥［28］的側(cè)面并聯(lián)電磁閥［31］和三位三通閥［32］［33］，工作時，司機采取預見性制動，踏下制動踏板，通過連桿機構(gòu)拉動制動閥拉臂，制動閥［28］動作，空氣壓縮機(或油泵)［26］的壓縮空氣(或液壓油)經(jīng)儲氣筒［27］、三位三通閥［32］進入前制動室［29］和三位三通閥［33］進入后制動室［30］，車輛實現(xiàn)制動。當司機放松制動踏板時，制動閥［28］在彈簧作用下復位，此時前后制動室中的空氣(或液壓油)經(jīng)三位三通閥［32］［33］、制動閥［28］和大氣相通，解除了制動。如果該裝置采取自動緊急制作時，繼電器［19］帶電，它所帶常開接點閉合，電磁閥［31］動作，儲氣筒［27］中的壓縮空氣通過電磁閥［31］，作用于二個氣控(或液控)三位三通閥［32］［33］的閥芯上，使二閥動作，這樣壓縮空氣(或液壓油)進入前、后制動室［29］［30］，車輛實現(xiàn)制動。繼電器［19］經(jīng)延時后斷電，電磁閥又回到原位。此時前、后制動室中的壓縮空氣經(jīng)氣控三位三通閥、電磁閥和大氣相通，車輛解除了制動。如果司機和繼電器［19］同時動作，壓縮空氣分別經(jīng)電磁閥［31］，制動閥［28］進入三位三通閥［32］［33］，這樣三位三通閥處于中間位置，空氣(或液壓油)進入前、后制動室，實現(xiàn)了車輛的制動。電磁閥［31］和制動閥［28］如有一個處于制動狀態(tài)，此狀態(tài)就不能解除，保證了制動的安全可靠。
清零是由晶體振蕩器［8］產(chǎn)生固定的頻率經(jīng)分頻器［9］分頻后，進入清零電路［10］。其作用是從超聲波發(fā)射開始經(jīng)tj時間后，對［16］［17］計數(shù)器進行清零；超聲波接收傳感器在清零前，外界其它的超聲波不起作用，清零后才能接收超聲波，同時測距計數(shù)器、超聲發(fā)射器才開始工作；請零時轉(zhuǎn)速計數(shù)器的數(shù)據(jù)被單片機內(nèi)存儲器的某一固定的存儲單元所存儲，為下一次計算動作距離時提供數(shù)據(jù)Nn－1。
權(quán)利要求1.一種機動車船安全行駛監(jiān)控裝置，它包括制動裝置是由空壓機[26]、儲氣筒[27]制動閥[28]、前后制動室[29][30]組成，報警裝置由按鈕[36]、喇叭[35]組成，清零是由振蕩器[8]產(chǎn)生固定頻率經(jīng)分頻器[9]分頻后，進入清零電路[10]，并于計數(shù)器[16][17]聯(lián)接，其特征在于測距裝置是在車輛前部兩側(cè)安裝有兩組超聲波發(fā)射傳感器[1]和超聲波接收傳感器[2]，車輛側(cè)面裝有溫度傳感器[3]，由振蕩電路[4]經(jīng)功率放大器[5]傳遞經(jīng)超聲波發(fā)射傳感器[1]，使其間車輛前方空間發(fā)射超聲波，超聲波碰到障礙物[21]后批射，接收傳感器[2]把反射波轉(zhuǎn)變成電信號，經(jīng)放大器[6]聯(lián)接控制電路[7]，并同溫度傳感器[3]，V/F轉(zhuǎn)換[14]及整形電路[15]一起進入計算器[16]，計數(shù)器[16]經(jīng)接口進入單片機[18]；測速裝置是在里程表的軟軸[22]上安裝測速圓盤[23]，圓盤上等份地鉆有10個透孔，與孔相對應圓盤兩側(cè)分別固定安裝紅外線發(fā)射管[24]和紅外線接收管[25]，在圓盤小孔轉(zhuǎn)速電[11]產(chǎn)生一個脈沖信號經(jīng)整形電路[12]進入計數(shù)器[17]，計算器[17]將數(shù)經(jīng)接口進入單片機[18]；制動裝置是在制動閥[28]的兩端加裝電磁閥[31]和三位三通閥[32][33]，由單片機[18]控制繼電器[19]來實現(xiàn)電磁閥的起動；報警裝置是在儀表盤上加裝信號燈[34]，信號燈[34]與喇叭[35]并聯(lián)，按鈕[36]的兩端并有繼電器[20]的常開接點。
專利摘要本實用新型是一種機動車船安全行駛監(jiān)控裝置，它主要由車輛前部兩側(cè)安裝有兩組超聲波發(fā)射傳感器和超聲波接收傳感器，側(cè)面裝有溫度傳感器，以及相應的電路組成測距裝置；由在里程表的軟軸上安裝測速圓盤，其兩側(cè)分別固定安裝紅外線發(fā)射管和紅外線接收管，以及相應電路組成測速裝置；由制動裝置和報警裝置組成。它能夠自動實現(xiàn)緊急制動或提醒司機采取預見性制動和通知行人躲避，在會車，轉(zhuǎn)彎時強迫司機主要降速，否則可能由于對面車輛的影響而緊急制動。
文檔編號B60K28/00GK2120724SQ9220941
公開日1992年11月4日 申請日期1992年5月8日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月8日
發(fā)明者牛井春 申請人:牛井春, 遲作石