專利名稱：機(jī)動(dòng)車安全行駛智能保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬機(jī)動(dòng)車安全行駛智能保護(hù)系統(tǒng)。
本發(fā)明應(yīng)用于各種機(jī)動(dòng)車輛，諸如汽車、無軌電車、輕便二輪三輪摩托車、方向盤式拖拉機(jī)、機(jī)動(dòng)掛車等安全行駛的機(jī)械電子一體化智能保護(hù)。采用先進(jìn)的四維探測(cè)的方法，模擬駕駛員自如地點(diǎn)剎車效果。根據(jù)車行不同的作業(yè)條件，在前進(jìn)方向或倒車時(shí)遇到人和障礙物即實(shí)現(xiàn)智能剎車。是一不改變?cè)囋O(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)的附加保護(hù)系統(tǒng)，本系統(tǒng)動(dòng)作與駕駛員動(dòng)作互不影響，在駕駛員應(yīng)該動(dòng)作而未采取或未及采取動(dòng)作時(shí)，本系統(tǒng)則自動(dòng)智能動(dòng)作，從而保障安全行駛。旨在保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。
中國機(jī)動(dòng)車工業(yè)上電子技術(shù)在十年前可以說完全是空白。工業(yè)發(fā)達(dá)國家的機(jī)動(dòng)車工業(yè)應(yīng)用電子技術(shù)，也主要是近十幾年來的事情，多應(yīng)用于點(diǎn)火、防盜、報(bào)警、防廢氣污染、節(jié)油等領(lǐng)域。蘇聯(lián)于60年代曾有過汽車?yán)走_(dá)的報(bào)導(dǎo)，因當(dāng)時(shí)技術(shù)不成熟而未能得到推廣應(yīng)用。迄今為止，尚未見國內(nèi)外機(jī)動(dòng)車上應(yīng)用本技術(shù)的產(chǎn)品。檢索中發(fā)現(xiàn)國內(nèi)有一例“汽車防撞雷達(dá)”(公開號(hào)CN1057234A)，該專利只有電路上的描述，在實(shí)際執(zhí)行剎車功能上未予涉獵。該專利只應(yīng)用了“多普勒頻移”效應(yīng)，此效應(yīng)對(duì)任何被測(cè)物都有反射波回收的存在。例如，有一突竄的小動(dòng)物，或瞬間飄過的飄浮物等，都因靈敏的探測(cè)而產(chǎn)生頻頻的剎車誤操作。即便該電路采用降低閥值比較電壓以減低靈敏度的方法，對(duì)此也無可耐何。此僅其一，尚有諸多需要解決的問題，該專利亦未涉及，由此恐難形成生產(chǎn)力。
目前，以計(jì)算機(jī)、傳感器為代表的電子技術(shù)，應(yīng)用于機(jī)動(dòng)車上已經(jīng)成熟?？梢哉f，電子技術(shù)應(yīng)該是現(xiàn)代機(jī)動(dòng)車的中樞神經(jīng)，而且機(jī)電一體化的應(yīng)用是一必然的發(fā)展趨勢(shì)。在當(dāng)今的世界上，道路交通事故與戰(zhàn)爭、疾病、自然災(zāi)害一樣，嚴(yán)重危害著人類生命。自機(jī)動(dòng)車問世以來，全世界因此而喪生的已有2200多萬人，致殘4-5億人。今日地球上每年因交通事故死亡高達(dá)50多萬人，其中我國就占1/10。在我們每天的生活中，每一分鐘就有一人因此傷殘，每三分鐘就有一人為此而喪生。道路交通事故的這一嚴(yán)酷現(xiàn)實(shí)，這一不宣而戰(zhàn)的“交通戰(zhàn)爭”，迫使人們?nèi)コ了?、去探索、去研究……以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做一系統(tǒng)說明

圖1、電原理2、系統(tǒng)方框3、執(zhí)行機(jī)構(gòu)示意圖本發(fā)明由如下幾個(gè)部分組成單片微機(jī)及外圍驅(qū)動(dòng)顯示器件(1)、探測(cè)器(2)、探測(cè)器恒溫設(shè)施(3)、(附件)、測(cè)速發(fā)電機(jī)(4)、伺服電機(jī)(5)、角度傳感器(6)、步進(jìn)電機(jī)(7)、報(bào)警設(shè)施(8)。其工作原理為固體微波源V不斷地向車行前方(或后方)監(jiān)測(cè)區(qū)輻射微波信號(hào)f1，若監(jiān)測(cè)區(qū)出現(xiàn)人或障礙物時(shí)，必有反射波f2被天線接收器X所接收，則有頻移△f＝f1-f2的多普勒效應(yīng)產(chǎn)生△f量可由△f＝2Vd/λ求得(式中Vd是運(yùn)動(dòng)物體在輻射波方向的速度分量，λ為輻射電磁波波長)。△f經(jīng)探測(cè)器(2)的T1、T2前置放大，送至由C5、C6、R13、Rf1-Rf3、W1、IC14、IC15所構(gòu)成的選頻、多普勒放大調(diào)正電路，D2、D3限幅、濾波以及由IC16、R20、C11構(gòu)成的積分環(huán)節(jié)后，最后與IC17施密特觸發(fā)器的門限值(由W2設(shè)定)比較，輸出信號(hào)并引入單片微機(jī)(1)進(jìn)行時(shí)間鑒別處理。該時(shí)間鑒別是區(qū)別于其他探測(cè)器的關(guān)鍵所在，它能有效的分辨所探測(cè)的信號(hào)是隨機(jī)干擾信號(hào)(如瞬間小動(dòng)物竄過)還是路障(人、物)信號(hào)。即隨機(jī)干擾信號(hào)多是瞬間動(dòng)作，而路障信號(hào)必有一段時(shí)間的存在。因此在時(shí)間上加以判斷和控制，即能辨別信號(hào)的真?zhèn)危鴨纹C(jī)(1)有效地解決了這一關(guān)鍵，并可適應(yīng)于風(fēng)、雨、雪等天氣的需要，從而對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)實(shí)現(xiàn)了四維控制(微波對(duì)長、寬、高的探測(cè)及微機(jī)的時(shí)間判斷控制)避免了誤動(dòng)作。信號(hào)經(jīng)微機(jī)(1)處理后準(zhǔn)確地送出剎車控制信號(hào)，令電磁閥J1動(dòng)作，從而使電源(電瓶)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)(5)打開車制動(dòng)總泵，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)剎車，同時(shí)給以報(bào)警信號(hào)。倒車功能亦然。由于單片微機(jī)的控制，對(duì)較遠(yuǎn)的路障信號(hào)實(shí)行點(diǎn)剎車，以減緩車速、等待處理;對(duì)車速高又是近路障的信號(hào)則實(shí)行頻頻急剎車(給出多個(gè)連續(xù)脈沖信號(hào))。這正是駕駛員正常自如的剎車效果。
本發(fā)明設(shè)有最高車速限制和探測(cè)距離LED顯示功能。測(cè)速發(fā)電機(jī)(4)隨時(shí)監(jiān)測(cè)著車速，并輸入單片微機(jī)(1)，由單片微機(jī)(1)給出“最高車速限制”信號(hào)，如車行超過設(shè)計(jì)車速，由繼電器J2將車點(diǎn)火系電路作斷路處理，反之，則予接通。不同車型的限速由變動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)。在單片微機(jī)(1)的控制下，探測(cè)的波速有隨車速而相應(yīng)地自動(dòng)調(diào)正的功能，即車速高時(shí)，探測(cè)距離控制在50米，中速時(shí)控制在30米左右(動(dòng)作車速以上)，這可通過J3實(shí)現(xiàn)。
單片微機(jī)(1)還存有“動(dòng)作車速”選擇程序，即司機(jī)可根據(jù)自己的操作水平通過選擇開關(guān)令探測(cè)器在多少km/h時(shí)(設(shè)有20、30km/h兩個(gè)選擇)工作(J4觸點(diǎn)吸合)，否則低于這個(gè)“動(dòng)作車速”，J4觸點(diǎn)斷開，探測(cè)器停止探測(cè)。安全的低速下由司機(jī)自行操作，以適應(yīng)如尾隨跟進(jìn)、通過交叉路口等作業(yè)環(huán)境的需要。開關(guān)的選擇由單片微機(jī)P2.1接地或接+5v電源實(shí)現(xiàn)。
車行轉(zhuǎn)彎時(shí)，固定的探測(cè)器必然仍指向車行切線方向，若此方向有障礙物亦必然有誤動(dòng)作的隨機(jī)信號(hào)干擾。本發(fā)明設(shè)有隨方向盤轉(zhuǎn)角同步的步進(jìn)機(jī)構(gòu)，使探測(cè)器可與方向盤同向轉(zhuǎn)動(dòng)。和方向盤相連的角度傳感器(6)隨方向盤轉(zhuǎn)角會(huì)有一個(gè)相應(yīng)的電壓信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換輸入單片微機(jī)(1)，單片微機(jī)(1)送出步進(jìn)脈沖信號(hào)和節(jié)拍信號(hào)，經(jīng)放大，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)(7)做相應(yīng)步進(jìn)，因而探測(cè)方向永指車行前方。
為保障在嚴(yán)寒冬季探測(cè)器亦能正常工作，探測(cè)器配置有CJ-A型恒溫控制設(shè)施(3)，工作溫度恒于20±0.5℃本發(fā)明的技術(shù)特征在于以單片機(jī)為核心，實(shí)現(xiàn)了四維探測(cè)方法，有效地解決了探測(cè)準(zhǔn)確性問題，是一高新技術(shù)的綜合應(yīng)用。
其優(yōu)點(diǎn)是該防護(hù)系統(tǒng)采用的器件與技術(shù)成熟，實(shí)現(xiàn)了科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化，使事故防患于未然，給駕駛員帶來了福音。又由于全方位的成熟的技術(shù)保護(hù)措施，所以該系統(tǒng)可靠性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡單，執(zhí)行準(zhǔn)確，普通的技術(shù)人員通過指導(dǎo)很容易掌握，對(duì)推動(dòng)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用具有深遠(yuǎn)的意義。
主要器件單片微機(jī)8031及外圍器件EPROM2732、ADC0809、74LS373測(cè)速發(fā)電機(jī)自制角度傳感器JC-5伺服電機(jī)DC12V800W步進(jìn)電機(jī)DC12V共磁路反應(yīng)式SM55VEK-2X2DW4IC14、IC15:FSCIC16、IC17:F052T1、T2:3DG4J1、J2、J3、JRCR127KΩC147μF/50VR2120KΩC2100μF/50VR320KΩC347μF/50VR447KΩC4100μF/50VR551KΩC547μF/50VR6300ΩC6330FFR1110KΩR12100KΩRf1240KΩRf30.5MΩ
權(quán)利要求
1.一種機(jī)動(dòng)車安全行駛智能保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于本系統(tǒng)包括單片微機(jī)及其外圍驅(qū)動(dòng)顯示器件(1)、探測(cè)器(2)、探測(cè)器恒溫控制設(shè)施(3)、(附件)、測(cè)速發(fā)電機(jī)(4)、伺服直流電機(jī)(5)、角度傳感器(6)、步進(jìn)電機(jī)(7)等七部分。固體微波源V向被監(jiān)測(cè)區(qū)不斷的輻射微波信號(hào)，遇有人或障礙物時(shí)，必有反射微波被接收器所接收。該信號(hào)經(jīng)探測(cè)器(2)的T1、T2前置放大，C5、C6、R13、R11-R13、JC14、JC15所構(gòu)成的選頻、多普勒放大、靈敏度調(diào)正電路，再經(jīng)D2、D3限幅、檢波后，輸送到由IC16、R20、C11構(gòu)成的積分環(huán)節(jié)，再到IC17與門限設(shè)定值比較后輸出信號(hào)送單片微機(jī)(1)進(jìn)行“時(shí)間監(jiān)別”，從而對(duì)被監(jiān)測(cè)區(qū)實(shí)行了四維控制(長、寬、高、時(shí)間)。四維控制有效地判別出所探測(cè)信號(hào)是隨機(jī)干擾信號(hào)，還是路障信號(hào)。只有路障信號(hào)才能被單片微機(jī)送出，并令電磁閥J1動(dòng)作而接通電源，驅(qū)使伺服電機(jī)(5)打開車制動(dòng)總泵，實(shí)現(xiàn)了可靠的智能剎車。此剎車對(duì)于較遠(yuǎn)的路障信號(hào)實(shí)施點(diǎn)剎車(單片微機(jī)給出、一個(gè)脈沖控制信號(hào))以減緩車速；對(duì)于車速較高而路障又較近的信號(hào)，則實(shí)施頻頻的急剎車(單片機(jī)給出多個(gè)脈沖控制)。
2.按權(quán)利要求1所述的機(jī)動(dòng)車安全行駛智能保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于本發(fā)明有“最高車速限制”功能和探測(cè)距離LED顯示系統(tǒng)。
3.按權(quán)利要求1和2所述的機(jī)動(dòng)車安全行駛智能保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于本發(fā)明有“動(dòng)作車速”選擇功能。司機(jī)可根據(jù)自己的操作水平，選擇探測(cè)器在多少Km/h時(shí)工作(設(shè)有20、30Km/h兩種選擇開關(guān))，否則低于這個(gè)選擇，探測(cè)器自動(dòng)停止探測(cè)，沒有剎車功能，安全的低速下由司機(jī)自行操作，以適應(yīng)如尾隨跟進(jìn)、通行交叉路口等低速環(huán)境的需要。該功能由單片微機(jī)P2.1接地或接+5V電源控制J4實(shí)現(xiàn)。
4.按權(quán)利要求1、2、3所述的機(jī)動(dòng)車安全行駛智能保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于探測(cè)器的探測(cè)方向始終與方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向同步，即探測(cè)方向永遠(yuǎn)指向車行正前方。安裝于方向盤操縱系統(tǒng)的角度傳感器(6)根據(jù)方向轉(zhuǎn)角輸出一個(gè)電壓信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換輸入單片微機(jī)(1)，由單片微機(jī)P1口送出步進(jìn)脈沖信號(hào)和節(jié)拍信號(hào)，將該信號(hào)放大后驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)(7)，步進(jìn)電機(jī)(7)則帶動(dòng)探測(cè)器(2)相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，以適應(yīng)車輛轉(zhuǎn)彎的需要。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4所述的機(jī)動(dòng)車安全行駛智能保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于探測(cè)器的探測(cè)波束有隨車速自動(dòng)調(diào)正探測(cè)距離的功能。這可由測(cè)速發(fā)電機(jī)控制J3實(shí)現(xiàn)。高速時(shí)探測(cè)距離控制在50米左右，中速時(shí)控制在30米左右(探測(cè)距離用LED顯示，動(dòng)作車速以上)
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5所述的機(jī)動(dòng)車安全行駛智能保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于為保障探測(cè)器在嚴(yán)冬季節(jié)亦能正常工作，配有CJ-A型恒溫設(shè)施(3)，溫度控制在20±0.5℃。
全文摘要
本發(fā)明屬機(jī)動(dòng)車安全行駛智能保護(hù)系統(tǒng)。本發(fā)明應(yīng)用于各種機(jī)動(dòng)車輛，對(duì)其安全行駛實(shí)行機(jī)械電子一體化智能保護(hù)。它以微機(jī)及其外圍驅(qū)動(dòng)、顯示器件為核心，以探測(cè)器、傳感器為前導(dǎo)，以先進(jìn)的電路組成的伺服、步進(jìn)系統(tǒng)為執(zhí)行機(jī)構(gòu)而組成。其功能是1.智能制動(dòng)；2.最高車速限制；3.探測(cè)距離與車速自動(dòng)跟蹤；4.探測(cè)器方位與方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)同步跟蹤；5.探測(cè)器自動(dòng)恒溫控制。該系統(tǒng)可靠性強(qiáng)、生產(chǎn)成本低、結(jié)構(gòu)簡單、應(yīng)用價(jià)值高。
文檔編號(hào)B60K31/04GK1095339SQ9310505
公開日1994年11月23日 申請(qǐng)日期1993年5月18日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月18日
發(fā)明者陳若歆 申請(qǐng)人:陳若歆