專利名稱：一種具有燈光語言的汽車安全尾燈控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于汽車尾燈顯示的控制裝置，更特別地說，是指一種針對車 輛高位剎車燈的剎車用燈光語言變換的控制裝置。
背景技術(shù)：
在汽車技術(shù)領(lǐng)域，安全、環(huán)保和節(jié)能技術(shù)是目前汽車技術(shù)發(fā)展的三大主題，其中， 安全技術(shù)因為直接與人身生命、財產(chǎn)損失息息相關(guān)，更是成為未來汽車技術(shù)發(fā)展方面 重中之重的一項工作。
汽車安全警示功能中燈光和聲音報警是預(yù)防車輛出現(xiàn)交通事故的主要貢獻者，因 為駕駛員對路況信息的捕獲和攝取主要來源于眼睛，尤其是要保持與前方車輛的安全 車距，因此，汽車燈光信號，特別是尾燈燈光信號的作用就顯得尤為重要。我國是世 界上汽車交通事故最嚴重的國家，多數(shù)事故的發(fā)生是由于汽車追尾造成的，追尾的發(fā) 生則普遍因為后車駕駛員對與前車的安全行駛車距的判斷失誤造成的，或者是沒有較 好地理解前方車輛的行駛意圖，制動不及時，以致產(chǎn)生追尾。
目前，汽車尾燈包括有剎車燈、轉(zhuǎn)向燈、倒車燈、示寬燈、霧燈等，剎車燈在駕 駛員踩踏制動踏板時閃亮。為了增強汽車尾燈燈光信號的醒目效果或警示效果，部分 汽車增設(shè)了高位剎車燈，該高位剎車燈與剎車燈同步閃亮，且為紅色燈光。車輛的高
位剎車燈4有的設(shè)置在現(xiàn)有汽車的車體1的后車窗41的上方(參見圖1所示)；有 的設(shè)置在車體1的后車窗41的兩側(cè)(參見圖1A所示)；有的設(shè)置在車體1的后車 窗41的下方(參見圖1B所示)。高位剎車燈4由于安裝位置較高、燈光效果強， 故此稱為高位剎車燈，高位剎車燈的燈光示警效果要遠好于傳統(tǒng)汽車尾燈。 發(fā)明 內(nèi) 容
本發(fā)明的目的是提供一種具有燈光語言的汽車安全尾燈控制裝置，該控制裝置通 過車速傳感器測得本車的車速，通過測距儀測得后車與本車的相對距離，運用安全距
離提示模塊進行安全距離解析，并以燈光語言的形式顯示給后車駕駛者觀看，以警示 后車駕駛者保持安全車距。 .本發(fā)明是一種具有燈光語言的汽車安全尾燈控制裝置，其由車速傳感器(3)、 測距儀(5)和控制器(2)組成；所述控制器(2)包括有單片機、燈光驅(qū)動電路、 接口電路，單片機內(nèi)存儲有安全距離計算和提示模塊；車速傳感器(3)安裝在汽車 的車輪驅(qū)動軸上，用于采集汽車運行時的前車車速^，并將該前車車速^輸出給單 片機；測距儀(5)安裝在汽車的尾部，且測距儀(5)的檢測探頭安裝在通孔(11) 處，測距儀(5)用于釆集本車與后車之間的相對距離丄 ，并將該相對距離^輸出給 接口電路；單片機對接收的本車車速^與相對距離丄 進行安全距離計算和提示模塊 處理后，得到高位剎車尾燈燈光語言的啟動指令/輸出給燈光驅(qū)動電路，燈光驅(qū)動電 路根據(jù)繼電器開啟/關(guān)閉來控制高位剎車燈的不同狀態(tài)。
本發(fā)明汽車安全尾燈控制裝置的優(yōu)點在于(l)保留了原車尾燈的全部功能；(2) 增加了車距和車速的測量功能；(3)燈光語言簡單易懂、視覺沖擊感強，警示效果 好；(4)能夠根據(jù)本車與后車之間的車距變化情況，智能計算和預(yù)報出不同行駛工 況下的最佳安全車距。


圖1是本發(fā)明控制器在車輛上的布局示圖。
圖1A是高位剎車燈的一種布局示圖。
圖1B是高位剎車燈的另一種布局示圖。
圖2是本發(fā)明控制器的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2A是兩車之間相對距離的簡示圖。
圖3A是本發(fā)明控制器中微處理器的電路原理圖。
圖3B是本發(fā)明控制器中的接口電路原理圖。
圖3C是本發(fā)明控制器中的看門狗電路原理圖。
圖3D是本發(fā)明控制器中的高位剎車燈不同燈示驅(qū)動電路原理圖。
具體實施例方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明。
參見圖1、圖1A、圖1B所示，在現(xiàn)有汽車的任意一個車輪的車輪驅(qū)動軸上安 裝車速傳感器3。將測距儀5和本發(fā)明設(shè)計的控制器2 (用一個盒子固定裝好)放置 在現(xiàn)有汽車的后備箱中，但測距儀5的在本發(fā)明中，車速傳感器3是線速度傳感器，單位時間內(nèi)位移的增量就是速度。
在本發(fā)明中，測距儀5為激光測距儀，測距儀5發(fā)射出的激光經(jīng)后車車體的反 射后又被測距儀5接收，測距儀5同時記錄激光往返的時間。光速和往返時間的乘 積的一半，就是本車和后車之間的相對距離4。
參見圖2所示，本發(fā)明的一種具有燈光語言的汽車安全尾燈控制裝置，該汽車 安全尾燈控制裝置由車速傳感器3、測距儀5和控制器2組成；所述控制器2包括 有單片機、燈光驅(qū)動電路和接口電路，單片機內(nèi)存儲有安全距離提示l莫塊。
車速傳感器3安裝在汽車的車輪驅(qū)動軸上，用于采集汽車運行時的速度K"(或 稱前車車速^、或稱本車車速J^)，并將該前車車速^輸出給單片機。
測距儀5安裝在汽車的后備箱中，且測距儀5的檢測探頭安裝在通孔11 (通孔 是后開在現(xiàn)有汽車后部的)處，測距儀5用于采集本車與后車之間的相對距離￡ ， 并將該相對距離^經(jīng)接口電路輸出給單片機。
單片機對接收的前車車速^與相對距離A進行安全距離提示模塊(釆用C51語
言編寫，存儲在單片機中)處理后，得到高位剎車尾燈燈光語言的啟動指令/輸出給 燈光驅(qū)動電路，燈光驅(qū)動電路根據(jù)繼電器開啟/關(guān)閉來控制高位剎車燈的不同狀態(tài)。
在本發(fā)明中，高位剎車燈顯示顏色分為紅、綠兩色，高位剎車燈的燈光語言有"安 全"、"警告"和"危險"三種模式"安全"模式時，燈光顯示為綠色，顯示方式為 慢速循環(huán)流動顯示；"警告"模式時，燈光顯示變?yōu)榧t色，顯示方式為慢速循環(huán)流動 顯示；"危險"模式時，燈光顯示保持紅色，顯示方式為快速循環(huán)流動顯示和全亮顯 示交替進行。三種+莫式的燈光語言給予后車駕駛員一個動態(tài)的、從弱到強過渡變化的 視覺沖擊效果，刺激處于疲勞工作狀態(tài)的駕駛員迅速清醒，以恢復(fù)正常工作狀態(tài)。
參見圖2A所示，安全車距的定義是，即使前車處于停止狀態(tài)時，后車以初始車 速^開始緊急制動的情況下，保證不發(fā)生追尾的距離，即安全車距丄_。
危險車距的定義是，前車以第一車速^保持勻速行駛時，后車以初始車速^開
始緊急制動至第一車速K的情況下，保證不發(fā)生追尾的距離，即危險車距A^。
警告車距的定義是，前車以第一車速R開始減速行駛至第二車速^時，后車以 初始車速^開始緊急制動至第二車速^的情況下，保證不發(fā)生追尾的距離，即警告
車距"""。因為警告車距Z^是從安全車距丄^到危險車距丄^的中間過渡階段，所以稱為 警告車距Z^ 。 一般取后車緊急制動的平均減速度為a = 7附"2 。
單片機內(nèi)的安全距離提示模塊設(shè)定了后車駕駛員的反應(yīng)時間/,和踩制動踏板延
遲時間,2帶來的附加距離丄必， 一般取"和/2之和為1.2s (f1+/2 = 1.2"，為保證
兩車不發(fā)生接觸，同時還留出了兩車處于最終狀態(tài)時應(yīng)保證的最小接觸車距丄。，一
般可取為lm。安全距離提示模塊針對上述定義參數(shù)的計算分別為
丄腿"必+^"。=112+^ + 1 2fl 14
丄誦=4e/ + F2 _^々^^"。=1.2^ + ^ —C —F|XIi^l + i 誦 rfd 2fl 1 a e2 14 1 7
A^=^e,+ 一 3 +1=1.2F2 + K2 6 — Kl h +1
其中，",為前車從第一車速R開始減速行駛至第二車速K時的平均減速度，fll的
計算公式為fl,=
K-K
在本發(fā)明中，控制器2的電路聯(lián)接為
單片機選取AT89C52芯片，看門狗選取X5045芯片，接口電路選取MAX232 芯片，光驅(qū)動電路有三極管9012、繼電器。繼電器選取汽車級的繼電器(SLDF)，工 作電壓12V 24V (DC)、吸合電壓〉70%、釋放電壓< IOV、觸點電流60A、線 圈功率2.2W。
參見圖3A所示，單片機Ul的2端與車速傳感器3的輸出端連接，6端、7端、 8端、9端、10端分別與看門狗U2的l端、2端、5端、6端、7端連接，21端 和20端接晶振電路，43端通過電阻R12與A三極管Q1的基極連接，42端通過 電阻R14與A三極管Q2的皿連接，41端通過電阻R16與B三極管Q3的皿 連接，40端通過電阻R18與C三極管Q4的繊連接，39端通過電阻R3與E三 極管Q5的基極連接，11端、13端分別與接口電路U5的12端、ll端連接，44 端接5V電源(由電源接口 U3 LM7805芯片的3端輸出供單片機、驅(qū)動電路所需 電源)，22端接地。
參見圖3B所示，接口電路U5的14端、13端與測距儀5連接，15端接地， 6端通過電容C8后接地，4端與5端之間串聯(lián)有電容C9， 16端接地，2端通過電 容C10后接地，1端與3端之間串聯(lián)有電容C11。參見圖3C所示，看門狗電路U2的8端接5V電源，3端與7端之間串聯(lián)有電 阻R1，且3端接5V電源，4端接地。
參見圖3D所示，燈光驅(qū)動電路的A三極管Q1的發(fā)射極連接在A繼電器J1的 l端，且A三極管Q1的發(fā)射極與發(fā)光二極管D7的N極連接，A三極管Q1的集電 極接地；發(fā)光二極管D7的P極通過電阻R13接5V電源；A繼電器J1的1端與2 端之間并聯(lián)有二極管D3， A繼電器Jl的3端連接在汽車蓄電池上，4端通過剎車 燈接口 JP2連接到高位剎車燈上；
參見圖3D所示，燈光驅(qū)動電路的B三極管Q2的發(fā)射極連接在B繼電器J2的 1端，且B三極管Q2的發(fā)射極與發(fā)光二極管D8的N極連接，B三極管Q2的集電 極接地；發(fā)光二極管D8的P極通過電阻R15接5V電源；B繼電器J2的l端與2 端之間并聯(lián)有二極管D4， B繼電器J2的3端連接在汽車蓄電池上，4端通過剎車 燈接口 JP2連接到高位剎車燈上；
參見圖3D所示，燈光驅(qū)動電路的C三極管Q3的發(fā)射極連接在C繼電器J3的 1端，且C三極管Q3的發(fā)射極與發(fā)光二極管D9的N極連接，C三極管Q3的集電 極接地；發(fā)光二極管D9的P極通過電阻R17接5V電源；C繼電器J3的l端與2 端之間并聯(lián)有二極管D5， C繼電器J3的3端連接在汽車蓄電池上，4端通過剎車 燈接口 JP2連接到高位剎車燈上；
參見圖3D所示，燈光驅(qū)動電路的D三極管Q4的發(fā)射極連接在D繼電器J4 的1端，且D三極管Q4的發(fā)射極與發(fā)光二極管DIO的N極連接，D三極管Q4 的集電極接地；發(fā)光二極管D10的P極通過電阻R19接5V電源；D繼電器J4的 1端與2端之間并聯(lián)有二極管D6， D繼電器J4的3端連接在汽車蓄電池上，4端 通過剎車燈接口 JP2連接到髙位剎車燈上；
參見圖3D所示，燈光驅(qū)動電路的E三極管Q5的發(fā)射極連接在E繼電器J5的 1端，且E三極管Q5的發(fā)射極與發(fā)光二極管D12的N極連接，E三極管Q5的集 電極接地；發(fā)光二極管D12的P極通過電阻R20接5V電源；E繼電器J5的1端 與2端之間并聯(lián)有二極管Dl 1 ， E繼電器J5的3端連接在汽車蓄電池上，4端通過 剎車燈接口 JP2連接到高位剎車燈上。
權(quán)利要求
1、一種具有燈光語言的汽車安全尾燈控制裝置，其特征在于由車速傳感器(3)、測距儀(5)和控制器(2)組成；所述控制器(2)包括有單片機、燈光驅(qū)動電路、接口電路，單片機內(nèi)存儲有安全距離計算和提示模塊；車速傳感器(3)安裝在汽車的車輪驅(qū)動軸上，用于采集汽車運行時的前車車速Vm，并將該前車車速Vin輸出給單片機；測距儀(5)安裝在汽車的尾部，且測距儀(5)的檢測探頭安裝在通孔(11)處，測距儀(5)用于采集本車與后車之間的相對距離Ln，并將該相對距離Ln輸出給接口電路；單片機對接收的本車車速Vin與相對距離Ln進行安全距離計算和提示模塊處理后，得到高位剎車尾燈燈光語言的啟動指令f輸出給燈光驅(qū)動電路，燈光驅(qū)動電路根據(jù)繼電器開啟/關(guān)閉來控制高位剎車燈的不同狀態(tài)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有燈光語言的汽車安全尾燈控制裝置，其特征在于安 全距離計算和提示模塊釆用C51語言編寫。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有燈光語言的汽車安全尾燈控制裝置，其特征在于安全距離計算和提示模塊對安全車距Zmax的解析為<formula>formula see original document page 2</formula>
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有燈光語言的汽車安全尾燈控制裝置，其特征在于安 全距離計算和提示模塊對危險車距的解析為<formula>formula see original document page 2</formula>
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有燈光語言的汽車安全尾燈控制裝置，其特征在于安 全距離計算和提示模塊對警告車距的解析為<formula>formula see original document page 2</formula> ，其中<formula>formula see original document page 2</formula>
6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有燈光語言的汽車安全尾燈控制裝置，其特征在于單 片機選取AT89C52芯片，看門狗選取X5045芯片，接口電路選取MAX232芯片。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有燈光語言的汽車安全尾燈控制裝置，由車速傳感器、測距儀和控制器組成；所述控制器包括有單片機、燈光驅(qū)動電路、接口電路，單片機內(nèi)存儲有安全距離提示模塊。單片機對接收的前車車速V_m與相對距離L_n進行安全距離提示模塊處理后，得到高位剎車尾燈燈光語言的啟動指令f輸出給燈光驅(qū)動電路，燈光驅(qū)動電路根據(jù)繼電器開啟/關(guān)閉來控制高位剎車燈的不同狀態(tài)。本發(fā)明控制裝置能夠根據(jù)前、后兩車的實際車速和車距變化情況，智能計算和預(yù)報出不同行駛工況下的最佳安全車距。
文檔編號G01S17/00GK101434216SQ200810246729
公開日2009年5月20日 申請日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者姚圣卓, 孫邵軒, 飛 易, 王江鋒, 慶 許, 斌 趙, 峰 高 申請人:北京航空航天大學(xué)