專利名稱：汽車減速多級顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及車輛制動信號系統(tǒng)，特別涉及一種能顯示車輛減速程度的多級顯示裝置。
隨著汽車流量的增加，車速的提高和車距的減小，汽車追尾事故不斷發(fā)生，此類事故多數(shù)是因?yàn)樗緳C(jī)單憑剎車燈不能準(zhǔn)確地判斷前面汽車減速的程度，所以讓司機(jī)及時(shí)觀察到前面汽車減速的程度是避免追尾事故的關(guān)鍵。目前，汽車制動燈一般采用單級式，它能給汽車以剎車提示，但不能明確地告訴司機(jī)前面汽車的制動程度，容易造成追尾事故。從已公開的專利文獻(xiàn)來看，涉及到汽車制動程度顯示的專利技術(shù)已有不少，從傳感器來分，大體分為兩種類型，即制動行程傳感器(如申請?zhí)?5226317.3和96201318.8)和加速度傳感器，制動行程傳感器問題較多，主要是每種車型的制動行程都不相同；制動行程與減速程度也不成線性關(guān)系，所以此項(xiàng)技術(shù)難以推廣。加速度傳感器的形式也各有不同，有慣性球式(如申請?zhí)?3103277.6)、擺式(如申請?zhí)?6116346.1)和彈簧塊式(如申請?zhí)?5240463.X)它們共同的問題是由于載體(汽車)為一振動源，傳感器本身受激要產(chǎn)生振蕩，由此引起的測量誤差可達(dá)100％以上，而以上各技術(shù)中均無機(jī)械阻尼和電子阻尼措施，另外上述傳感器均采用磁感應(yīng)方法，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為漸變式，而敏感元件(霍爾元件、干簧管)的一致性和距離公差將直接影響測量精度，所以以上各技術(shù)均難以進(jìn)入實(shí)用階段。
本實(shí)用新型的目的是為克服上述缺點(diǎn)而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、成本低、精度高，可根據(jù)汽車減速程度而顯示不同級別信號的汽車減速多級顯示裝置。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)包括加速度傳感器，主機(jī)及車前聲光顯示器和車后多級顯示屏。加速度傳感器采用應(yīng)變電阻式，它可將負(fù)加速度信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，主要由彈性銅片1，連接片2，配重物3及應(yīng)變片RL1、RL2和分壓電阻R1、R2組成，電阻R1、R2的一端分別焊在連接片2的公共端上，另一端分別與應(yīng)變片RL1、RL2相連，并用導(dǎo)熱膠將電阻R1、R2與連接片2粘接為一體，應(yīng)變片RL1、RL2粘接在彈性銅片1的正、反面，彈性銅片1與連接片2連為一體，配重物3固定在連接片2的另一端；主機(jī)電路由高增益放大器IC1，多級電壓比較器及驅(qū)動電路組成。加速度傳感器的信號輸出端與放大器IC1的正負(fù)輸入端相連，在放大器IC1的負(fù)輸入端與輸出端并聯(lián)了由電阻R3和電容C1組成并聯(lián)比例積分反饋電路，在放大器IC1的輸出端接有多級電壓比較器，多級電壓比較器的基準(zhǔn)電壓設(shè)置與每級不同的減速度指標(biāo)相對應(yīng)，比較器的輸出電平推動與其相連的驅(qū)動電路，車后多級顯示屏的各信號輸入端與對應(yīng)的驅(qū)動電路輸出端相連，進(jìn)而控制顯示屏根據(jù)汽車的減速程度顯示出不同等級的警示信號，顯示屏位于車后為五級十燈高位顯示屏，每級由兩個(gè)信號燈對稱設(shè)置。車前聲光顯示器由555無穩(wěn)多諧振蕩電路、LED顯示電路及揚(yáng)聲器BL組成，在555的輸入端接有電阻R9與電容C2構(gòu)成的充放電回路，在電阻R9的兩端，并聯(lián)接有三極管多路開關(guān)電路串接的多級并聯(lián)電阻，各級并聯(lián)電阻與電容C2構(gòu)成的時(shí)間常數(shù)與汽車的減速程度相對應(yīng)，并產(chǎn)生不同的振蕩頻率，經(jīng)揚(yáng)聲器BL發(fā)出不同的音調(diào)，其音調(diào)變化與前后顯示屏同步，LED顯示電路的面板可做成圓盤式，放在汽車儀表盤上，可由中間1個(gè)大發(fā)光管和周圍8個(gè)小發(fā)光管組成，每級由兩個(gè)小發(fā)光管串聯(lián)對偶設(shè)置。
本實(shí)用新型的主機(jī)電源接入可有兩種形式，一是將主機(jī)電源通過剎車開關(guān)接在車內(nèi)電源的正、負(fù)端；二是主機(jī)電源的正、負(fù)極直接接在車內(nèi)電源的正、負(fù)端，剎車燈接線端子XZ0與剎車開關(guān)串聯(lián)后，接在車內(nèi)電源的正、負(fù)端。
下面結(jié)合實(shí)施例通過附圖對本實(shí)用新型作詳細(xì)說明。


圖1是本實(shí)用新型加速度傳感器的主視、俯視示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的主機(jī)板電路原理圖。
圖3是本實(shí)用新型的車后多級顯示屏接線圖。
圖4是本實(shí)用新型的車前聲光顯示器電路圖。
圖5是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的方框圖。
圖6是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的車內(nèi)安裝示意圖。
參照
圖1和圖2
圖1中1是彈性銅片，2是連接片，可用馬口鐵制成，3是配重物，重量約為20克，可將φ4銅管用M4螺栓固定在連接片2的一端，或用鉛封塊及其他重物代替，RL1、RL2為應(yīng)變片，R1、R2為分壓電阻，將應(yīng)變片RL1、RL2粘接在彈性銅片1的正反兩面，并將彈性銅片1與連接片2相連為一體，電阻R1、R2的一端分別焊在連接片2的公共端上，另一端分別與應(yīng)變片RL1、RL2相連，電阻R1、R2緊貼在連接片2的兩面，并用導(dǎo)熱膠粘在其表面，使其成為一體，此措施可使溫升一致，有效地解決了輸入漂移問題。在彈性銅片1上開有園孔4，通過園孔4經(jīng)一支腳將加速度傳感器固定在主機(jī)板上，裝入機(jī)殼，放置在車體后部，放置要求傳感器的擺動方向應(yīng)與汽車的行馳方向一致，即傳感器的長度方向應(yīng)與汽車橫向軸線平行。當(dāng)汽車剎車減速時(shí)，配重物3產(chǎn)生位移，通過連接片2使彈性銅片1發(fā)生形變，從而使粘在彈性銅片1正、反兩面的應(yīng)變片變形，RL1阻值變小，RL2阻值變大，經(jīng)分壓電阻R1、R2分壓，產(chǎn)生的差值電壓送到運(yùn)算放大器IC1的正反輸入端進(jìn)行高增益放大。由于汽車作為載體，本身就是一個(gè)振動源，加速度傳感器的振輻比較大，并嚴(yán)重影響加速度的檢測精度，為此在放大器IC1的負(fù)輸入端并聯(lián)了電阻R3和電容C2，有效地抑制了輸入信號的脈動成份，提高了加速度的檢測精度。放大器IC1的輸出電壓送到四級電壓比較電路，電阻R4、R5、R6、R7和R8組成了與四級減速指標(biāo)對應(yīng)的四級基準(zhǔn)電壓，經(jīng)四級比較器比較后的電平輸出送至四級驅(qū)動電路，從而點(diǎn)亮車前IED顯示器和車后多級顯示屏。
參照圖2、圖3、圖4，接線端子XZ0、XZ1、XZ2、XZ3、XZ4分別接駁車后顯示屏0-4級信號燈，每一級有兩個(gè)信號燈并聯(lián)而成，XD0和XD′0是剎車信號燈，XD1-4和XD′1-4分別代表了四級減速信號燈。主機(jī)板輸出的六芯電纜插頭CH-6接車前聲光顯示器，汽車剎車時(shí)，主機(jī)電源經(jīng)剎車開關(guān)K1接通，剎車接線端子XZ0送電，車后顯示屏剎車信號燈XZ0與XZ′0亮，車前顯示器發(fā)光管LED0亮，隨著汽車減速度的增加，放大器IC1將加速度傳感器的形變差值電壓正比放大，輸出電壓與四級電壓比較器比較，如果汽車達(dá)到n級減速，那么，o-n級電壓比較器低電平輸出，經(jīng)o-n驅(qū)動電路驅(qū)動車后顯示屏與車前顯示器的第o-n級發(fā)光，從而直觀的將第n級減速度顯示出來。如為一級減速，車后信號燈XD0、XD′0與XD1、XD′1點(diǎn)亮，車前顯示器的發(fā)光管LED0與車前LED1發(fā)光，以此類推，當(dāng)達(dá)到四級減速時(shí)，車后顯示屏的10個(gè)信號燈與前顯示器的發(fā)光管全部點(diǎn)亮，可醒目地提示司機(jī)掌握制動程度。
在車前顯示器中，同時(shí)還有音調(diào)警示功能，當(dāng)司機(jī)無暇注意顯示屏?xí)r，同樣能根據(jù)音調(diào)的變化判斷本車的制動程度，其電路原理見圖4。車前聲光顯示器主要由555無穩(wěn)多諧振蕩電路，LED顯示電路及揚(yáng)聲器BL組成，采用六芯電纜插頭CH-6與主機(jī)板相連接，其中有正、負(fù)電源線和四級減速信號線，當(dāng)汽車剎車時(shí)，接在電源兩端的發(fā)光管LED0正向?qū)?、發(fā)光，同時(shí)，由電阻R9、電容C2和555時(shí)基電路構(gòu)成的振蕩電路工作，輸出的頻率為f1，通過揚(yáng)聲器BL發(fā)出C調(diào)“1”的音調(diào)，當(dāng)減速度達(dá)到一級時(shí)，一級信號線(CH-1)為低電平，發(fā)光管LED0和LED1導(dǎo)通發(fā)光，三極管BG1飽和導(dǎo)通，電阻R10與R9并聯(lián)，這時(shí)的時(shí)間常數(shù)為R10與R9的并聯(lián)值和C2的乘積，振蕩頻率為f2，由于振蕩頻率與時(shí)間常數(shù)成反比，所以f2要比f1頻率高，揚(yáng)聲器BL將發(fā)出C調(diào)“2”的音調(diào)；當(dāng)減速度達(dá)到二級時(shí)，一級、二級信號線(CH-1、CH-2)都為低電平，發(fā)光管LED0、LED1、LED2發(fā)光，三極管BG1、BG2飽和導(dǎo)通，電阻R11、R10、R9并聯(lián)，這時(shí)的時(shí)間常數(shù)是R10、R11、R12的并聯(lián)值和C2的乘積，其振蕩頻率f3又比f2高，揚(yáng)聲器發(fā)出C調(diào)“3”的音調(diào)，以此類推，當(dāng)減速度達(dá)到四級時(shí)，發(fā)光管LED0、LED1、LED3、LED4全部導(dǎo)通發(fā)光，三極管BG1、BG2、BG3、BG4全部飽和導(dǎo)通，電阻R9、R10、R11、R12、R13全部并聯(lián)，振蕩頻率f5通過揚(yáng)聲器將發(fā)出C調(diào)“5”的聲調(diào)。綜上所述可知揚(yáng)聲器BL通過音階的方法反應(yīng)五級減速，音調(diào)變化為C調(diào)的“1-5”其音調(diào)變化與前、后顯示屏同步。圖4中時(shí)基電路555的R、S端為輸入端，Q端是輸出端，Q′端是放電端。
本實(shí)用新型公開了兩個(gè)實(shí)施例，主要區(qū)別是主機(jī)電源的接入方式不同，圖5是第一實(shí)施例的方框圖，主機(jī)電源是通過剎車開關(guān)K1接在車內(nèi)原有的12V電源正負(fù)端，(具體接線如圖2所示。)傳感器輸出的差值電壓信號經(jīng)主機(jī)放大比較，送車后顯示屏和車前聲光顯示器(即圖5中的BL和LED)。車后顯示屏為五級十燈高位顯示屏，置于車后窗內(nèi)，10個(gè)信號燈一字排開，每級兩個(gè)燈，剎車時(shí)，位于中間位置的兩個(gè)燈XD0和XD′0點(diǎn)亮，隨著減速度的增加，信號燈點(diǎn)亮個(gè)數(shù)從中間逐級向左右兩邊增加，以達(dá)到減速級別更加醒目的效果。車前LED顯示面板為圓盤式，由中間1個(gè)大發(fā)光管和周圍8個(gè)小發(fā)光管組成，大發(fā)光管剎車時(shí)亮，每兩個(gè)小發(fā)光管代表一級減速指標(biāo)，對偶的兩個(gè)小發(fā)光管按順時(shí)針方向逐漸點(diǎn)亮。第一實(shí)施例的車內(nèi)安裝也可參照圖6，去掉與車內(nèi)電源正極相連的B號線即可。
在第一實(shí)施例中，只有剎車減速(踩下剎車開關(guān))時(shí)，本實(shí)用新型才能進(jìn)入工作狀態(tài)。在第二實(shí)施例中，當(dāng)汽車未剎車而出現(xiàn)減速度(如掛檔滑行、換檔等)時(shí)，本實(shí)用新型也能顯示出汽車的減速程度，只需將主機(jī)電源的接入方式稍作變動，連接方式參見圖2和圖6，主機(jī)電源直接接在車內(nèi)電源的正負(fù)端(相當(dāng)于圖2中主機(jī)內(nèi)開關(guān)k2打在B的位置)，剎車燈接線端子XZ0與剎車開關(guān)K串聯(lián)后，接在車內(nèi)電源的正負(fù)端。圖2與圖6中的A、B、C線號是一一對應(yīng)的。當(dāng)非剎車減速時(shí)，剎車信號燈XD0、XD′0不亮，但主機(jī)電路仍可正常工作，隨著減速度的增加，四級減速度信號燈相應(yīng)點(diǎn)亮，當(dāng)剎車開關(guān)k1合上時(shí)，其工作過程與第一實(shí)施例完全相同。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，不需對汽車的結(jié)構(gòu)外形進(jìn)行改動，主要適用于各種大、中、小型客車及轎車，顯示方法形象、直觀，能準(zhǔn)確、及時(shí)、醒目地反映汽車的剎車深度，可有效地避免追尾事故的發(fā)生，車前聲光顯示器根據(jù)需要，可以安裝也可以不裝。
權(quán)利要求1.一種汽車減速多級顯示裝置，主要由加速度傳感器，主機(jī)板及信號顯示系統(tǒng)組成，其特征是a．所說的加速度傳感器由彈性銅片1、聯(lián)接片2、配重物3及應(yīng)變片RL1、RL2和分壓電阻R1、R2組成，電阻R1、R2的一端分別焊在連接片2的公共端上，另一端分別與應(yīng)變片RL1、RL2相連，并用導(dǎo)熱膠將電阻R1、R2與連接片2粘接為一體，應(yīng)變片RL1、RL2粘接在彈性銅片1的正反面，彈性銅片1與連接片2連為一體，配重物3固定在連接片2的另一端；b．所說的主機(jī)板由高增益放大器IC1，多級電壓比較器及驅(qū)動電路組成，加速度傳感器的輸出端與放大器IC1的正負(fù)輸入端相連，在放大器IC1的負(fù)輸入端并聯(lián)了由電阻R3和電容C1組成比例積分反饋電路，在放大器IC1的輸出端接有多級電壓比較器，每級電壓比較器的基準(zhǔn)電壓設(shè)置與每級不同的減速度指標(biāo)相對應(yīng)，比較器的輸出電平推動與其相連的驅(qū)動電路；c．所說的信號顯示系統(tǒng)由車前聲光顯示器和車后多級顯示屏組成，多級顯示屏的各信號輸入端與對應(yīng)的驅(qū)動電路輸出端相連，進(jìn)而控制顯示屏根據(jù)汽車的減速程度顯示出不同等級的警示信號。
2.按照權(quán)利要求1所述的汽車減速多級顯示裝置，其特征是所說的車前聲、光顯示器由555無穩(wěn)多諧振蕩電路、LED顯示電路及揚(yáng)聲器組成，在555的輸入端接有由電阻R9與電容C2構(gòu)成的充放電回路，在電阻R9的兩端并聯(lián)接有由三極管多路開關(guān)電路串接成的多級并聯(lián)電阻，各級并聯(lián)電阻與電容C2構(gòu)成的時(shí)間常數(shù)與汽車的減速程度相對應(yīng)，并產(chǎn)生不同的振蕩頻率，經(jīng)揚(yáng)聲器發(fā)出不同的音調(diào)。
3.按照權(quán)利要求1和2所述的汽車減速多級顯示裝置，其特征是所說的車后多級顯示屏可為五級十燈高位顯示屏，每級由兩個(gè)信號燈對稱設(shè)置；車前LED顯示電路的面板可做成圓盤式，由中間1個(gè)大發(fā)光管和周圍8個(gè)小發(fā)光管組成，每級由兩個(gè)小發(fā)光管串聯(lián)對偶設(shè)置。
4.按照權(quán)利要求1所述的汽車減速多級顯示裝置，其特征是主機(jī)電源的接入可有兩種形式，一是將主機(jī)電源通過剎車開關(guān)K1接在車內(nèi)電源的正、負(fù)端；二是主機(jī)電源的正負(fù)極直接接在車內(nèi)電源的正、負(fù)端，剎車燈接線端子XZ0，與剎車開關(guān)K1串聯(lián)后，接在車內(nèi)電源的正、負(fù)端。
專利摘要本實(shí)用新型是一種汽車減速多級顯示裝置，采用應(yīng)變電阻式的加速度傳感器，將汽車剎車減速信號轉(zhuǎn)變成電壓差值信號，經(jīng)放大、比較、驅(qū)動電路接車前聲光顯示器和車后五級十燈顯示屏，隨著汽車制動程度的增加，燈的點(diǎn)亮個(gè)數(shù)相應(yīng)增加，顯示方法形象、直觀，能準(zhǔn)確、及時(shí)、醒目地反映汽車的減速程度，可有效地避免汽車追尾事故的發(fā)生。
文檔編號B60Q1/44GK2352402SQ9822141
公開日1999年12月8日 申請日期1998年6月8日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月8日
發(fā)明者楊昕, 旗芳 申請人:楊昕