CN100348445C - 一种机动车超前紧急制动的方法和*** - Google Patents

一种机动车超前紧急制动的方法和*** Download PDF

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Abstract

一种机动车超前紧急制动的方法和***,其特征在于:在车辆行驶过程中,一旦检测到司机减油操作的速度达到或超过一个预定的门限值,则认为是司机正在“紧急减油”,并认为这是“司机紧急制动意图”的早期最重要“特征”之一;然后,再检测司机与紧急制动相关的其它操作量,是否也达到“紧急制动”的预定门限值,这样对“司机紧急制动意图”做进一步的复核验证;如果复核结果证实司机这些与紧急制动相关的操作量,也达到“紧急制动”的预定的门限值;此时,则认为“司机紧急制动意图”是真实的;据此,立即发出指令使ABS***超前执行制动;同时,使安全防护设备提前进入预定防护状态;并向前后车发出预警信号;同时,本发明也提供一个机动车超前紧急制动的***。

Description

一种机动车超前紧急制动的方法和***
所属领域
本发明涉及一种机动车超前紧急制动的方法和***。
背景技术
众所周知,机动车的制动性能是衡量机动车好坏的重要指标之一。机动车在行驶过程中,若遇到紧急情况,车辆若不能在很短的时间内把车制动住,这可能会导致人员伤亡的严重后果。为此,成千上万的科技工作者为解决这一问题做出了不懈地努力。在US5,611,606中,提供了一种刹车压力控制装置,它在刹车液压缸中放置一个压力传感器,一个电控单元监视压力传感器的输出。当司机紧急制动时,踩制动踏板的力很猛。此时,微电脑控制单元发现压力传感器的压力升高速度大于一个预定的门限值,微电脑控制单元认为司机是希望紧急制动。所以,就立即发出指令,驱动电动活塞运动使刹车液压缸内的压力很快升到最大值,帮助司机尽快把车制动住。该技术方案虽然在施加制动力的速度上给司机一些帮助。但是,它在开始制动的时间上没有任何提前,而是在司机开始制动之后,而且是在司机施加制动力的速度已经很快的情况下,压力传感器检测发现司机施加压力的速度大于一个预定的门限值时,才开始用电动液压泵,帮助司机把制动力更快地增加到最大值。由于这种帮助介入的时间太晚,所以,效果是有限的。据有关报道显示,该技术的应用仅仅大约可以缩短3%的刹车距(见SBC-制动新科技[汽车知识]论坛:出处:pcauto责任编辑:leenka[02-8-5 16:11]作者:MOTOR.COM)。
发明内容
本发明的目的之一,是应用预测学的原理,提供“一种机动车超前制动的方法和***”。所谓“超前制动”,即在紧急情况下,司机还未踩到刹车踏板之前,在司机的脚刚刚要快速撤离加速踏板时,车辆就会立即自动提前紧急刹车。
根据中国《汽车大百科全书》1989年版第851页第4.3.2关于<制动时间>给出的数据,紧急制动第一阶段,司机从接受到应进行紧急制动信号,经过他大脑短暂的决策,然后他把脚从油门踏板快速地移动到制动踏板,大约要花0.7-1秒的时间。其中,移动脚的时间经过实际测试,虽然每个人的结果都有所差异,但统计平均值为0.5秒左右。第二阶段,书中给出从司机踩制动踏板到制动力达到最大值的时间为0.2-0.7秒。若按平均值计算,司机人工紧急制动,从司机紧急减油开始到制动力达到最大值,花的时间为0.85秒。而应用本发明的方法,从司机紧急减油到电控单元作出决策的时间约0.1秒,从执行制动到制动力达到最大值约为0.1秒,总共花了约0.2秒时间。这比司机人工制动要早大约0.65秒左右,这样,对于每小时120公里的车速来说,可以提前22.5米把车制动住。按中国的车辆制动距离标准计算公式,时速120公里制动距离为82米;就可以缩短刹车距27%左右。这对于道路上车辆特别拥挤,车速又快的情况下,防止追尾事故具有重要作用;以及车辆在山间危险的小道上行驶时能及时把车刹住也具有重要意义。
本发明的另一个目的,是提供一种车辆超前制动时,如何使安全防护设备自动超前进入预定状态的方法和***。如:安全带在车辆紧急减速之前及时提前锁紧;并及时提前点亮刹车灯向后车预警;
所以,本发明无论是在主动避灾或是在被动减灾方面都有重要意义。
1、本发明的理论基础是预测学
预测学就是要研究一个事物发生时,必须具备的内在条件和外部条件,掌握事物发生变化的规律。然后,通过观察或测试这些内在的条件和和外部条件的成熟程度,对该事物是否会发生作出正确地预报。这些内在条件和外部条件的成熟和完备,通常被称谓事物即将发生前的“征兆”、“先兆”或“特征”。
在中国早就流传着“础润而雨,月晕而风”的谚语。础润,说明空气的湿度很大,连墙角都吸收了很多水分,变得潮湿起来;这说明下雨的基本条件是空气湿度大到能让人们看到“础润”;但是,仅有此条件还是不够的,还必须有温度条件;天气闷热,这会使湿热的空气上升,当湿热的空气上升到高空,又遇到冷空气,此时,湿热的空气才会凝聚成水滴;这时才会“下雨”。
从这里可以看出,“空气潮湿”是“下雨”的最基本条件,而且要潮湿到“础润”的程度,这是“下雨”的最早期“先兆”或“特征”;“下雨”的外部条件是“气温先热后冷”,这是辅助“先兆”或“特征”。如果,这些“先兆”或“特征”同时出现,或称谓这些“先兆”或“特征”能够“相与”;据此,就可以比较准确地对“下雨”作出预报。
本发明是用预测学的原理,对机动车紧急制动过程进行分析,找出在“猛踩制动踏板”之前,司机对车辆操控的“特征”,称这些“特征”为“紧急制动”的“先兆”。用现代电子学的方法将这些“特征”用电信号表示出来;然后通过检测这些代表“特征”的电信号,来预测“司机紧急制动意图”。实现“机动车超前制动”的目的。
对紧急制动过程的研究发现,司机在“猛踩制动踏板”实施紧急制动之前,首先是一个“紧急减油”阶段,其特征是:司机的脚快速地从加速踏班上撤离;加速踏板在回位弹簧力的作用下,快速回到初始怠速位置;同时,司机的脚从加速踏板向制动踏板快速地移动,然后,才“猛踩制动踏板”实施紧急制动。
所以,“紧急减油”是紧急制动的一个早期重要“特征”;加速踏板快速回到初始怠速位置,和司机的脚从加速踏板向制动踏板快速地移动,是司机紧急制动车辆的另外两个重要操作“特征”;
因此,要正确地预测“司机紧急制动意图”,首先要检测“紧急减油”信号,然后,再检测司机的脚从加速踏板向制动踏板快速地移动的信号,和/或加速踏板快速回到初始怠速位置的信号,用这些信号进一步对“司机紧急制动意图”进行“复核”,实现“机动车超前制动”的目的。这里,应当强调的是,要想达到正确预测的目的,用其他“特征信号”对“紧急减油”信号进行“复核”是十分必要的。使用的复核信号越恰当越多,预测精度就越高。
“紧急减油”这个“特征”可以从加速踏板位置传感器的输出信号、或节气门位置传感器的输出信号或燃油喷射***空气流量计的输出信号立即反映出来。这些传感器称为“车辆动力操控传感器”。加速踏板快速回到初始怠速位置这一“特征”可以从“怠速开关”的输出信号反映出来,它说明司机减油的“彻底性”。司机的脚从加速踏板向制动踏板快速地移动的信号,还需要通过本发明下边给出的“制动踏板接近开关”和“脚左移速度传感器”来检测。
除了“怠速开关”、“制动踏板接近开关”和“脚左移速度传感器”可以作为“复核传感器”之外,在方向盘上安装的“手动刹车开关”,也可以作为“复核传感器”。
2、技术术语约定
超前制动----依据预测学的原理,通过传感器对司机操控车辆的动作进行检测、分析和复核,预测出“司机紧急制动意图”,在司机还未踩制动踏板之前,超前启动ABS制动***对车辆进行紧急制动。
车辆动力----是指各种燃料的发动机或电动机。
减油或加油----由于动力可能是各种燃料的发动机或电动机。所以,这里所说的“油”有可能是真正的“燃油”,或“燃气”,或“电压”。加油即增加动力,减油即减小动力;另外,这里使用“减油”或“加油”的概念而不用“减速”或“加速”概念,其原因是减油或加油的概念在发生的时间顺序上先于减速或加速的概念,以此来区别传统意义上的加速或减速的概念。
动力操控传感器----它能将司机对车辆动力的操控动作变成一个与时间相关的电信号,该电信号可以对动力的大小进行比例控制的传感器。如加速踏板位置传感器,节气门位置传感器,以及空气流量计等。
动力值----是指发动机动力的输出值,在这里可以用动力操控传感器在某一时刻的输出值来代表,因为它们的大小是成正比的。
动力变化速度----是指动力值随时间的变化速度。
动力减小速度门限值----它是一个根据实验或经验预先设定的值,当动力的减小速度达到或超过该门限值时,则认为这种“紧急减油”是“司机紧急制动意图”的“特征”或“先兆”。
紧急制动复核传感器----它是一个能将司机在紧急制动过程中,猛踩制动踏板之前,操控车辆的某一个动作特征变换成一个特征电信号的传感器,当它的输出值达到某一个预定的门限值时,它就从另一个侧面进一步证实“司机紧急制动意图”的真实性。如,怠速开关闭合导通,它进一步证实了“紧急减油”过程的彻底性。又如,设置在加速踏板和制动踏板之间的接近开关型复核传感器,由于它能证实司机的脚确实从加速踏板向制动踏板快速地靠近,所以,这种开关也称谓“制动踏板接近开关”,这种传感器可以是光电遮断式或光电反射式或电磁感应式的;又如,安装在方向盘上的手动制动开关,以及本发明设计的“脚左移速度传感器”等。
电控单元----它是一个能完成超前紧急制动任务的控制装置,它可以是以数字或模拟型微电脑为核心的控制单元,它也可以是数字和模拟微电脑混合型控制单元
微电脑控制单元-----是以数字微电脑为核心的控制单元,在微电脑中除了安装操作***软件外,还安装了为完成超前紧急制动任务,用该计算机的语言编写的控制程序。
模拟式微电脑控制单元----它是由模拟集成芯片组成的控制单元。
安全防护设备----如:可电控锁紧的安全带,安全气囊,可伸缩式防撞保险杠和可以预先电控进入保护状态的儿童用防护设备等。
预警信号设备----如刹车灯,高位刹车灯等。
3、技术方案
本发明将司机的“紧急减油”操作,视为“司机紧急制动意图”的最早期“特征”或“先兆”;即,一旦检测到司机减油操作的速度达到或超过一个预定的门限值,则认为是出现了“紧急减油”信号,并认为该“紧急减油”信号是“司机紧急制动意图”的“先兆”。然后,再检测司机紧急制动操作的其它“特征”信号,如:是否司机控制加速踏板的脚向制动踏板快速地移动信号,加速踏板是否回到怠速状态信号,司机是否使用手控紧急制动开关企图对车辆进行紧急制动等信号,用这些“复核特征”信号对“司机紧急制动意图”做进一步的复核验证。可以只用一个“复核特征”信号进行复核验证,也可以用多个“复核特征”信号进行复核验证,如果复核结果证实司机的这些操作“复核特征”信号,也符合紧急制动的“特征”,则认为“司机紧急制动意图”是真实的;据此,电控单元立即发出指令,使电控制动设备对车辆进行超前紧急制动;
这样可以做到准确、快速地去控制车辆的制动器对车辆进行超前制动,并使安全防护设备提前进入预定状态,同时向前车和后车辆发出预警信号,达到防灾或减灾的目的。
技术方案1
本发明用“紧急减油”作为“司机紧急制动意图”的最早期“特征”或“先兆”;即,在车辆行驶过程中,一旦检测到司机减油操作的速度达到或超过一个预定的门限值,则认为是司机正在“紧急减油”,并认为这是“司机紧急制动意图”的早期最重要“特征”信号之一;然后,再检测司机与紧急制动操作相关的其中一个操作量,是否也达到预定的门限值,对“司机紧急制动意图”做进一步的复核验证;如果复核结果检测到了这个“复核特征”信号,证实司机的这个操作量也达到预定的门限值;此时,则认为“司机紧急制动意图”是真实的;据此,立即发出指令对车辆实行紧急制动;
要实施本发明的超前紧急制动方法,硬件***至少要具备:一个动力操控传感器,一个紧急制动复核传感器,一个电控单元,一个电动ABS制动***;动力操控传感器和紧急制动复核传感器分别接在电控单元的两个预定输入端上,电动ABS制动***的输入控制端接在电控单元的一个预定输出端上;
要在该***上实现本发明的超前紧急制动方法,电控单元至少要执行如下操作:
(1)电控单元对动力操控传感器采样,获得当时的动力值;
(2)电控单元计算出动力值对时间的变化率,即动力变化速度;
(3)电控单元将该动力变化速度与动力减小速度门限值进行比较,若动力减小速度达到或超过动力减小速门限值,则认为“紧急减油”信号已经出现;立即进行复核,进一步验证“司机紧急制动意图”的真实性;
(4)电控单元对紧急制动复核传感器采样,获得复核值;
(5)电控单元将复核值与预定复核门限值进行比较,
★若复核值小于复核门限值,则认为复核传感器未检测到紧急制动的特征信号,
·若此时复核时间尚未达到预定的复核时间,则转向序号(4)重新对复核传感器采样,
··若此时复核时间已经达到预定的复核时间,则转向序号(1)对动力操控传感器采样,
★若复核值达到或超过复核门限值,则认为“司机紧急制动意图”是真实的;电控单元立即输出一个超前制动信号,进入序号(6)执行超前紧急制动;
(6)超前制动信号控制电动ABS制动***的电源开关闭合,使ABS制动***开始工作,对车辆产生制动力。
(7)当超前制动时间达到预定的时间值,则电控单元发出结束制动的命令,使电动ABS制动***的电源开关断开,使ABS制动***停止对车辆施加制动力。
为什么在(5)中,要给出一个预定的复核时间?这是因为司机在紧急制动过程中,不是所有的操作都是同时进行的。大多数情况下,这些动作都会在一个小时间段内先后发生。但是,由于微电脑的速度非常快,当它检测到一个紧急制动特征信号后,立即去访问另一个复核传感器,看是否检测另一个紧急制动特征信号,此时,司机可能还没有完成这个动作。所以,复核传感器检测不到这个特征信号,微电脑只好等过一个小时间片后,再来访问该复核传感器,直到检测到该信号或复核时间达到预定的复核时间为止。
使用该技术方案的优点是,超前制动的时间提前量较大,与司机用脚踩制动踏板的效果比要提前0.5秒左右,再加上一开始就用电动施加制动力,它比司机人工施加制动力的速度快,可以使最大制动力提前0.3秒左右完成。这对于每小时120公里的车速来说,与司机自己踩刹车相比,可以提前20--26米把车辆刹住,有效地防止或减少追尾事故的发生。
技术方案2
该技术方案是在技术方案1的基础上,同时使用多个复核传感器,如:怠速开关、制动踏板接近开关和脚左移速度传感器等对“司机紧急制动意图”进行复核,从而达到精确复核的目的。
技术方案3
该技术方案是在技术方案1或2的基础上,增加一个电控开关,它的输入控制端接在电控单元的一个预定输出端上,它的上位触点接在车辆电源正极,下位触点接在刹车灯的电源端和电控锁紧安全带的正电源端,当“紧急减油”信号出现时,用该信号控制该电控开关导通,使刹车灯超前点亮向后车预警,防止追尾事故发生,同时使电控锁紧安全带超前锁紧,防止车上乘员在紧急制动时身体前倾和在车辆发生碰撞时受伤。
技术方案4
该技术方案提供一种机动车超前制动的***,它至少包括:一个动力操控传感器,一个复核传感器,一个模拟式电控单元,一个电动ABS制动***。这里所说的模拟式电控单元,是用模拟芯片构成的、能完成超前制动过程控制任务的电子装置。其特征是该模拟式电控单元至少包括:一个电压跟随器,一个电压微分电路,一个电压比较器,一个紧急减油定时电路,一个复核定时电路,一个与门电路,一个超前制动定时电路。
电压跟随器的输入端接在动力操控传感器的输出端上,随时都可以得到车辆的动力值;电压微分电路的输入端接在电压跟随器的输出端上,对电压跟随器的输出电压进行微分,获得动力变化速度值;电压比较器的信号输入端接在电压微分电路的输出端上,标准电压输入端接在预定的门限电压上,当电压微分电路的电压输出达到或超过门限电压时,电压比较器的输出电压发生翻转;紧急减油定时电路的触发输入端接在电压比较器的输出端上,当电压比较器的输出电压发生翻转时,触发定时电路开始计时;复核定时电路的触发输入端接在复核传感器的输出端上,与门电路的一个输入端接在紧急减油定时电路的输出端上,另一个输入端接在复核定时电路的输出端上,当两个定时电路同时为定时状态时,与门电路的输出电压发生翻转;超前制动定时电路的输入端接在与门电路的输出端上,当与门电路的输出电压发生翻转时,超前制动定时电路被触发开始进入计时状态;它的输出电位使ABS制动***的电源开关闭合,对车辆产生制动力。
该方案适用于复核传感器的输出是一个开关信号。它可以是安装在方向盘上的手动刹车开关,或制动踏板接近开关。而且复核信号可以出现在紧急减油信号之前或之后。
技术方案5
该技术方案是在技术方案4的基础上,在复核传感器的输出端和复核定时电路的输入端之间增加一个电压跟随器,一个电压微分电路,和一个电压比较器;电压跟随器的输入端接在复核传感器的输出端上,电压微分电路的输入端接在电压跟随器的输出端上,它的输出端接在电压比较器的信号输入端上;电压比较器的标准电压输入端接在一个预定的门限电压上,它的输出端接在复核定时电路的触发输入端上。
该方案的优点是,它不仅可以适用于“复核信号”是开关信号或模拟电压信号的情况,而且它也适用于“复核信号”发生在“紧急减油信号”之后或之前的情况,所以通用性好。
技术方案6
该技术方案是在4或5技术方案的基础上,增加一个电控开关,一个电控锁紧安全带;电控开关的输入控制端接在紧急减油定时电路的输出端上,它的上位触点接在车辆电源正极,它的下位触点接在电控锁紧安全带的正电源端。电控锁紧安全带的负电源端接地。另外,把刹车灯的正电源端,也接在电控开关的下位触点上。
这样除了完成超前紧急制动的任务外,还增加了如下功能:
(1)在紧急减油时,就把安全带锁紧,防止在紧急制动或以后发生追尾时,身体猛向前冲的不适,或受伤。加强了对乘员的人身防护。
(2)用刹车灯和高位刹车灯向后车提前发出预警,使其及早作好制动的准备,防止追尾。
这种方法的优点是很明显的:它不仅制动速度快,而且,它的安全防护是提前进行的,它与现有技术在碰撞后才启动安全防护设备相比,安全防护效果好。而且,超前制动之前就向前后车发超前制动预警信号,防止追尾事故的效果好。
之所以能得到这样好的效果,主要得益于“预测学”的思想和先进的现代电子和计算机技术。才使本发明充满了积极主动防灾精神,真正作到“防患于未然”。
附图说明
图1.预测司机紧急制动意图实现超前紧急制动的原理框图;
图2.用加速踏板位置传感器作动力操控传感器,用制动踏板接近开关作复核传感器,预测司机紧急制动意图实现超前紧急制动所需的设备***框图;
图3.使用两个复核传感器对司机紧急制动意图进行复核的设备***框图;
图4.在紧急减油时电控锁紧安全带并提前点亮刹车灯的设备联接框图
图5.用一个动力操控传感器,用一个复核传感器,预测司机紧急制动意图实现超前紧急制动方法的操作流程图;
图使用两个复核传感器对司机紧急制动意图进行复核的操作流程图;
图7.用模拟电控单元实现超前紧急制动的设备框图
图8.用模拟电控单元实现超前紧急制动的电路原理图
图9.复核传感器为光电开关型的接线图
图10.复核传感器为线性电压输出时预测司机紧急制动意图设备框图
图11.复核传感器为线性电压输出时预测司机紧急制动意图的电路原理图
图12.电控锁紧安全带原理图
图13.制动踏板接近开关的安装示意图
图14.反射式光电开关原理示意图
图15a.脚左移速度传感器原理正示图
图15b.脚左移速度传感器原理侧示图
具体实施方式
下面将结合说明书附图进一步说明本发明的具体实施方案:
图中的虚线框上的标号:100---表示是***的信号输入设备;
200--表示是数字式微电脑控制单元;
500--表示是模拟电路式控制单元;
300---表示是***的输出执行设备;
实施例1
参考图2,图5,本实施例提供一种用检测“紧急减油”信号,来预测“司机紧急制动意图”,并用检测司机控制加速踏板的脚是否在“紧急减油”的同时,由加速踏板向制动踏板快速地移动的信号,对“司机紧急制动意图”进行复核,实现机动车超前紧急制动的方法;
在图2中,提供了实施该方法所需的设备***,它至少应当包括:
●一个车辆动力操控传感器1,它可以是加速踏板位置传感器W12;
●一个紧急制动复核传感器6,它可以是制动踏板接近开关S62;它是一个安装在加速踏板与制动踏板之间的一个光电反射式开关,当司机的脚,由加速踏板向制动踏板快速移动经过它时,光电传感器的射出光线被脚遮挡,反射到的光电接收管,光电开关就闭合导通,由于是当司机的脚向制动踏板靠近时才产生信号的传感器,所以称为制动踏板接近开关S62;
●一个微电脑控制单元200,它安装有超前紧急制动的控制程序;
●电动ABS制动***10。
加速踏板位置传感器W12和制动踏板接近开关S62的输出端,分别接在微电脑控制单元200的预定输入接口上;电动ABS制动***10的控制端接在微电脑控制单元200的一个预定输出接口上。
为了实施超前制动方法,微电脑控制单元200中的计算机在超前制动程序的指令下,至少要完成如下的操作:
000:微电脑控制单元200开机初始化
201:微电脑控制单元200对加速踏板位置传感器W12进行采样,获得此刻车辆的动力值Pt;
202:微电脑控制单元200用前后两次采样所得动力值之差,除以两次采样之间的时间步长,计算出动力值随时间的变化率Rp,即,本发明所说的动力变化速度Rp;
Rp=(Pt+Δt-Pt)/Δt
其中:
Pt-----t时刻的动力采样值,
Pt+Δt----t+Δt时刻的动力采样值
Δt-----前后两次采样的时间间隔即时间步长
203:微电脑控制单元200将动力变化速度Rp与预先设定的减油速度门限值Rth进行比较,
若Rp>Rth
说明动力减小速度Rp未达到预先设定的减油速度门限值Rth,程序返回到序号201,从头开始;
若Rp≤Rth
说明动力减小速度Rp达到或超过预先设定的减油速度门限值Rth,程序向下执行序号204,进行复核;
204:对制动踏板接近开关S62采样,获得复核值Sch值;
205:将复核值Sch与预设复核开关门限值Sth=1进行比较;
若Sch=1
说明复核传感器的值出现“紧急制动”的特征值,程序立即转向序号213,在一个预定的时间内执行超前制动过程;
若Sch=0
说明复核传感器的值尚未出现“紧急制动”的特征值,程序转向序号206,
206:进行复核计时,t=t+1;
207:检查复核时间t是否达到预设时间值Tch1
若t<Tch1
说明复核计时t未到预设时间值Tch1,程序转向序号204,继续对制动踏板接近开关S62采样,
若t≥Tch1
说明在预设时间值Tch1时间内,复核传感器的值未曾出现“司机紧急制动意图”的特征值,说明复核传感器的值不支持“司机紧急制动意图”地预测;此时程序返回序号201;
213:在微电脑控制单元200的控制下,使电动ABS制动***10的电源开关导通,使ABS制动***10开始工作;同时微电脑控制单元200对超前制动时间t2进行计时;
214:t2=t2+1,
若t2<Tab
说明制动时间未达到预定的时间值Tab,应继续保持超前制动状态,则转向序号214;
若t2≥Tab
说明制动时间已经达到预定的时间值Tab,则微电脑控制单元200发出结束超前制动的命令,使电动ABS制动***10停止对车辆制动;程序返回序号201。
实施例2
参考图2、图3、图5、图6,本实施例2是在实施例1的基础上,再增加用“怠速开关”信号进一步对“司机紧急制动意图”进行“复核”,给出一种用多个“复核传感器”进行“复核”的实例。
首先,在***设备配置上,要增加一个怠速开关W63,它的信号输出端接在微电脑控制单元200的一个预定输入接口上。
如果微电脑控制单元200完成序号为000-207的操作后,不仅检测到“紧急减油”信号,初步认定了“司机紧急制动意图”,而且,在预定的时间内也检测到制动踏板接近开关S62的信号,通过了制动踏板接近开关S62的信号的复核,进一步认定了“司机紧急制动意图”。但是,根据本实施例的要求,微电脑控制单元200还需要完成怠速开关W63信号的复核,才能最后确认“司机紧急制动意图”的真假,它至少要增加如下的操作:
208:微电脑控制单元200对怠速开关W63采样,获得复核值Ssl
209:微电脑控制单元200将复核值Ssl与怠速开关W63门限值Sth=1进行比较,
若Ssl=1,
说明加速踏板已经回到怠速状态,这说明司机减油的彻底性,进一步证实“司机紧急制动意图”的真实性,程序立即转向序号213,在一个预定的时间内执行超前制动过程;
若Ssl=0,
说明速踏板没有回到怠速状态,尚未出现“紧急制动”的特征值,程序转向序号210,210:进行复核计时,
t=t+1
212:检查复核时间t是否达到预设时间值Tch2
若t<Tch2
说明复核计时t未到预设时间值Tch2,程序转向序号208,继续对制动踏板接近开关S62采样,
若t≥Tch2
说明在预设时间值Tch2时间内,怠速开关W63的值未曾出现紧急制动的特征值,说明怠速开关W63的值不支持“司机紧急制动意图”地预测;此时程序返回序号201;
在实施例1的基础上***了上述操作后,就完成了用制动踏板接近开关S62和怠速开关W63对“司机紧急制动意图”的两重复核,大大提高了预测的精确程度。
实施例3
参考图4,本实施例3,在实施例1或2的基础上,在完成超前紧急制动的同时,提供一种利用“紧急减油”信号,或用“超前紧急制动”信号控制刹车灯提前点亮,及早警示后车,防止在后续的紧急制动中发生追尾事故;同时,也可以利用这些信号使一些安全防护设备提前进入到待命状态,如:电控安全带提前锁紧,一些车辆防撞设备提前进入可吸收撞击能量的状态。这样,一旦发生车辆碰撞事故,就可以把损失减少到最小。
电控锁紧安全带---参考图12,它由棘轮141、棘轮轴142、安全带143、电磁铁线圈144、电磁铁衔铁145,和回位弹簧146组成;棘轮141通过安装孔安装在棘轮轴142上,安全带143的一端固定并缠绕在棘轮141上,电磁铁线圈144在不加电压时,电磁铁衔铁145在回位弹簧146的作用下,缩回线圈中,它与棘轮141上的棘齿脱离接触,此时棘轮141可以自由转动,当电磁铁线圈144在加电压时,磁铁衔铁145在电磁力的作用下克服弹簧力,伸出电磁铁线圈之外,卡住棘齿使棘轮不能转动,将安全带被锁紧。在车辆尚未减速之前,用“紧急减油信号”启动电磁铁将安全带锁紧,可以防止车辆紧急制动或发生碰撞时,车上成员的身体向前倾不适或受伤。
为此,***设备必须增加一个电控开关11和一个电控锁紧安全带14;电控开关11可以是一个由大功率半导体开关IRF9540、电阻R111、R112和三极管T113组成。电阻R111的一端接在电脑控制单元200的一个预定输出接口上,另一端接在三极管T113的基极上,三极管T113的发射极接地,它的集电极通过上拉电阻接在车辆电源的正极,IRF9540栅极G接在接在T113的集电极上,IRF9540的源极S接在车辆电源的正极,它的漏极D接在刹车灯的正电源端和电控锁紧安全带14的正电源端,电控锁紧安全带14的负电源端接地。
这样电脑控制单元200除了可以完成超前紧急制动的任务外,还要在程序序号203的操作中,在动力减小速度Rp达到或超过预先设定的减油速度门限值Rth之后,增加将“紧急减油”信号送到电控开关11所在的输出端上的操作,下边是增加操作后的序号203的描述:
203:微电脑控制单元200将动力变化速度Rp与预先设定的减油速度门限值Rth进行比较,
若Rp>Rth
说明动力减小速度Rp未达到预先设定的减油速度门限值Rth,程序返回到序号201,从头开始;
若Rp≤Rth
说明动力减小速度Rp达到或超过预先设定的减油速度门限值Rth,将“紧急减油”信号送到电控开关11所在的输出接口上,控制刹车灯点亮12,电控锁紧安全带14锁紧,然后,程序继续向下执行序号204;
这样做的好处是很显然的:
(1)在紧急减油时,就把电控锁紧安全带14锁紧,防止在紧急制动或以后发生追尾或碰撞事故时,乘员身体产生的不适,或伤害,加强了对乘员的人身防护;
(2)在紧急减油时,就把刹车灯和高位刹车灯点亮,向后车提前发出预警,使其及早作好制动的准备,防止追尾。
实施例4
参考图7、和图8,本实施例提供一种用“紧急减油”预测“司机紧急制动意图”,并用一个安装在方向盘上的“手动刹车开关”对“司机紧急制动意图”进行复核,实现机动车超前紧急制动的***。如果在“紧急减油”信号出现前后的一个很小时间段内,“手动刹车开关”也曾经被司机闭合导通过,则认为“司机紧急制动意图”是真实的,于是电控单元发出指令,实施机动车超前紧急制动;
本实施例与实施例1或2的最大不同之处在于,这里使用的不是微电脑控制单元200,而是一种用模拟电路集成芯片构成的模拟式电控单元500。
该***至少包括:一个动力操控传感器1,它可以是节气门位置传感器W13,通常他是一个电位器;一个复核传感器6,它可以是安装在方向盘上的手动刹车开关S64;一个模拟式电控单元500;和电动ABS制动***10。
手动刹车开关S64的上位触点通过电阻R61接在车辆电源正极上,它的上位触点为传感器的输出端,它的下位触点接地,它的输出端和节气门位置传感器W13的输出端分别接在模拟式电控单元500两个预定的输入接口上,电动ABS制动***10的输入控制端接在模拟式电控单元500一个预定的输出接口上。
这里所说的模拟式电控单元500,其特征在于它至少包括:一个电压跟随器2,一个电压微分电路3,一个电压比较器4,一个紧急减油定时电路5,一个复核定时电路7,一个与门电路8,一个超前制动定时电路9。
节气门位置传感器W13的输出端接在电压跟随器2的输入端上,电压跟随器2的输出端接在电压微分电路3的输入端上,电压微分电路3的输出端接在电压比较器4的信号输入端上,电压比较器4的标准电压输入端接在一个预定的门限电压上,它的输出端接在紧急减油定时电路5的输入触发端上,紧急减油定时电路5的输出端接在与门电路8的一个输入端上;手动刹车开关S64的输出端接在复核定时电路7的输入触发端上,复核定时电路7的输出端接在与门电路8的另一个输入端上,与门电路8的输出端接在电动ABS制动***10电源开关的控制端上。
图8,给出了该***的设备电路图;动力操控传感器1是节气门位置传感器W13,它通常是一个电位器,它的一端通过电阻R11接在车辆电源正极上,另一端接地,中间滑动触点是动力信号的输出端,减油时它的输出电压由高向低变化;电压跟随器2,是由一个代号为IC23的LM258集成芯片和电阻R21和R22组成;R21的一端接在节气门位置传感器W13的输出端上,另一端接在作为电压跟随器的输入端IC23的正相输入端3脚上,R22跨接在IC23的输出端1脚和负相输入端2脚之间,1脚作为电压跟随器的输出端;电压微分电路3,由电容C31与电阻R32和R33组成,R32的一端接在车辆电源正极上,另一端与R33串联后接地,电容C31的正极作为输入端,接在IC23的1脚上,负极接在电阻R32和R33的连接点上,该连接点是微分电路的输出端;电压比较器4,是由一个代号为IC42的LM258集成芯片和电阻R41和R43组成;IC42正向输入端5,作为电压比较器的信号输入端,接在电压微分电路3的输出端上,电阻R41的一端接在IC42负向输入端6上,另一端接地,给出电压比较器的标准电压为零;当IC42正向输入端5的输入电压小于或等于零电压时,电压比较器的输出端,即IC42的7脚电压立即由车辆电源正电压跳变为“0”电压;紧急减油定时电路5,是由一个代号为IC53的NE555时基芯片、电阻R51和电容C52、C54组成的负电压触发正电压输出的定时电路;IC53的2脚作为定时电路的触发输入端,接在电压比较器4的输出端上,电阻R51的一端接在车辆电源正极上,另一端和电容C52串联后接地;IC53的6,7脚都接在R51和电容C52串接点上,它的4,8脚都接在车辆电源正极上,它的1脚接地,5脚通过电容C54接地,它的3脚是定时电压输出端;复核定时电路7,是由一个代号为IC73的NE555时基芯片、电阻R71和电容C72、C74组成,其接线方法与紧急减油定时电路5相同;它的输入端IC73的2脚接在手动开关S64的输出端上,;与门电路8,是由一个代号为IC81的CC4011“2输入与非门”,它的一个输入端A接在紧急减油定时电路5的输出端上;它的另一个输入端B接在复核定时电路7的输出端上;它的输出端C通过上拉电阻接车辆电源正极上;超前制动定时电路9,是由一个代号为IC93的NE555时基芯片、电阻R91和电容C92、C94组成的定时电路;其定时电路部分与紧急减油定时电路5的接线方法相同,不再重复叙述;它的输入端IC93的2脚接在“与非门8”的输出端C上,它的输出端IC93的3脚通过电阻R95接在电动ABS制动***10的输入控制端上。
在紧急情况下,司机要紧急制动车辆时,一方面他的脚要“紧急减油”,另一方面他要紧急用手去触动设在方向盘上的“手动刹车开关S64”,
当司机的脚快速松开油门踏板时,节气门位置传感器W13的输出电压快速下降,使电压跟随器2的输出电压也跟着快速下降,当输出电压的下降速度达到预设门限值时,它使电压微分电路3的信号输出端呈现零电压或负电压;此时,电压比较器4的输出电压有原来的车辆电源正电压,突然翻转为零电压;该电压变化使紧急减油定时电路5被触发,进入定时状态,它的输出电压由零电压翻转为车辆电源高电压;另一方面,当手动刹车开关S64闭合导通时,使复核定时电路7的输入端呈现零电压,它使复核定时电路7的输出电压也由零电压翻转为高电压;若紧急减油定时电路5和复核定时电路7的输出高电压同时出现在与门电路8中IC81的两个输入端A和B,则IC81的输出端C的电压为零电压,它使超前制动定时电路9被触发进入定时状态,使IC93的3脚输出端电压由零电压翻转为车辆电源高电压。该高电压通过电阻R95施加给电动ABS制动***10电源开关的输入控制端,使ABS制动***10的电源开关闭合导通,使电动ABS制动***10对车辆进行制动。
该实施例的优点是,手动刹车开关S64控制紧急制动的速度快,但是,它容易误触发。现在,用“紧急减油”信号与它进行互相校正,这样,使紧急制动又快有准。
实施例5
参考图10和图11,本实施例提供一种用“紧急减油”预测“司机紧急制动意图”,并用一个安装在加速踏板上的“脚左移速度传感器”对“司机紧急制动意图”进行复核,实现机动车超前紧急制动的***。如果在“紧急减油”信号出现前后的一个很小时间段内,“脚左移速度传感器”的输出信号也曾经达到或超过预定的门限值,则认为“司机紧急制动意图”是真实的,于是电控单元发出指令,实施机动车超前紧急制动;
脚左移速度传感器----参考图15a和15b,它由一个小型电位器W62、一个转轮61和一个回位弹簧66组成;在电路上,电位器W62电阻的一个固定端通过一个电阻R61接在车辆电源的正极,另一个固定端接在车辆电源的地电位上,滑动触点作为电位器的输出端;在机械安装上,电位器W62通过它的螺母65固定在支架21的折边21.2上,它的转轴64穿过支架21的另一个折边21.1上的孔后,插进转轮61的轴孔中,并紧密配合;回位弹簧66一端固定在支架21上,另一端插进在电位器轴64上的横向小孔63中,在初始状态下,回位弹簧66使电位器W62的滑动触点处于顺时针的极限位置;支架21固定在加速踏板20上,使电位器的轴64与加速踏板纵轴A-A平行,转轮61稍稍比加速踏板20的平面突出一些,这样保证司机踩加速踏板的脚一定能与转轮61的表面相接触;在紧急制动过程中,当司机的脚从加速踏板20向制动踏板快速地移动时,转轮61随着司机脚地左移做逆时针转动;并且它的转速与司机脚的移动速度成正比,因此,电位器输出电压的变化速度也与司机脚的移动速度成正比;
该***至少包括:一个动力操控传感器1,它可以是节气门位置传感器W13,通常它是一个电位器,其中电阻的一个固定端通过电阻R11接在车辆电源的正极,电阻的另一个固定端接地,它的中间滑动触点是输出端;一个复核传感器6,它可以是脚左移速度传感器W62,通常它也是一个电位器,其中电阻的一个固定端通过电阻R61接在车辆电源的正极,电阻的另一个固定端接地,它的中间滑动触点是输出端;一个模拟式电控单元500;和电动ABS制动***10。
这里所说的模拟式电控单元500,是用模拟芯片构成的、能完成超前制动过程控制任务的电子装置。其特征是该模拟式电控单元500至少包括:一个电压跟随器2,一个电压微分电路3,一个电压比较器4,一个紧急减油定时电路5,一个电压跟随器2.6,一个电压微分电路3.6,一个电压比较器4.6,一个复核定时电路7,一个与门电路8,一个超前制动定时电路9。
节气门位置传感器W13,电压跟随器2,电压微分电路3,电压比较器4,紧急减油定时电路5,与门电路8,和超前制动定时电路9,这些电路之间的连接方法与实施例4相同,在此不再重复。
脚左移速度传感器W62的输出端接在电压跟随器2.6的输入端上,电压跟随器2.6的输出端接在电压微分电路3.6的输入端上,电压微分电路3.6的输出端接在电压比较器4.6的信号输入端上,电压比较器4.6的标准电压输入端接在一个预定的门限电压上,它的输出端接在复核定时电路7的输入端上,复核定时电路7的输出端仍旧接在与门电路8的另一个输入端B上,与门电路8的输出端仍旧接在电动ABS制动***10的电源开关的控制端上。
图11,给出了该***的设备电路图;(1)节气门位置传感器W13,是一个电位器,它的一端通过电阻R11接在车辆电源正极,另一端接地,中间滑动触点是动力信号的输出端;电压跟随器2,电压微分电路3,电压比较器4,紧急减油定时电路5,复核定时电路7,与门电路8,超前制动定时电路9和电动ABS制动***10的电路部分与实施例4相同,在此不再赘述。
电压跟随器2.6,电压微分电路3.6,电压比较器4.6的电路结构与实施例4中电压跟随器2,电压微分电路3,电压比较器4的电路结构完全相同,仅元件名称中的编号数字不同而已,在此仅作简单叙述。电压跟随器2.6,是由一个代号为IC263的LM258集成芯片和电阻R261和R262组成;R261的一端接在脚左移速度传感器W62的输出端上,另一端接在作为电压跟随器的输入端IC263的正相输入端3脚上,R262跨接在IC263的输出端1脚和负相输入端2脚之间,1脚作为电压跟随器的输出端;电压微分电路3.6由电容C361与电阻R362和R363组成,R362的一端接车辆电源的正极,另一端与R363串联后接地,电容C361的正极作为输入端,接在IC263的1脚上,负极接在电阻R362和R363的连接点上,该连接点是微分电路的输出端;当输出电压的下降速度达到预设门限值时,它使电压微分电路3.6的信号输出端呈现零电压或负电压;电压比较器4.6,是由一个代号为IC462的LM258集成芯片和电阻R461和R463组成;IC462正向输入端5,作为电压比较器的信号输入端,接在电压微分电路3.6的输出端上,电阻R461的一端接在IC462负向输入端6上,另一端接地,给出电压比较器的标准电压为零;电压比较器4.6的输出端,即IC462的7脚接在复核定时电路7的输入端,即IC73的2脚上。
当司机的脚快速松开油门踏板时,节气门位置传感器W13的输出电压快速下降,使电压跟随器2的输出电压也跟着快速下降,当输出电压的下降速度达到预设门限值时,它使电压微分电路3的信号输出端呈现零电压或负电压;此时,电压比较器4的输出电压有原来的车辆电源正电压,突然翻转为零电压;该电压变化使紧急减油定时电路5被触发,进入定时状态,它的输出电压由零电压翻转为高电压;
另一方面,在紧急制动过程中,当司机的脚从加速踏板向制动踏板快速地移动时,司机的鞋底摩擦力带动脚左移速度传感器W62的转轮61快速逆时针转动,并且它的转速与司机脚的移动速度成正比,因此,电位器输出电压的变化速度也与司机脚的移动速度成正比;使电位器W62的输出电压快速下降,使电压跟随器2.6的输出电压也跟着快速下降,当输出电压的下降速度达到预设门限值时,它使电压微分电路3.6的信号输出端呈现零电压或负电压;此时,电压比较器4.6的输出电压从原来的车辆电源正电压,突然翻转为零电压;该电压变化使复核定时电路7被触发,进入定时状态,它的输出电压由零电压翻转为高电压;
若紧急减油定时电路5和复核定时电路7的输出高电压同时出现在与门电路8中IC81的两个输入端A和B,则IC81的输出端C的电压为零电压,它使超前制动定时电路9被触发进入定时状态,使IC93的3脚输出端电压由零电压翻转为高电压。该高电压通过电阻R95施加给电动ABS制动***10电源开关的输入控制端,使ABS制动***10的电源开关闭合导通,使电动ABS制动***10对车辆进行制动。当超前制动定时电路9的定时状态结束时,使电动ABS制动***10失去电压,而停止对车辆进行制动。
该***的优点是动力操控传感器1的“紧急减油信号”和“脚左移速度传感器W62”的信号,几乎同时出现,所以预警速度快;而且抓住了“紧急减油”和“脚快速左移”这两个急刹车的主要特征,所以,预测精度高。
该***的另一个优点是,它通用性强,复核传感器6不仅可以是线性电压输出型,而且还可以是各种开关型的。
实施例6
参考图10、图11,在实施例4或实施例5的基础上,增加一个电控开关11和一个电控锁紧安全带14;电控开关11可以是一个由大功率半导体开关IRF9540、电阻R111、R112和三极管T113组成。电阻R111的一端接在紧急减油定时电路5中IC53的输出端3上,另一端接在三极管T113的基极上,三极管T113的发射极接地,它的集电极通过上拉电阻接在车辆电源的正极,IRF9540栅极G接在接在T113的集电极上,IRF9540的源极S接在车辆电源的正极,它的漏极D接在刹车灯的正电源端和电控锁紧安全带14的正电源端,电控锁紧安全带14的负电源端接地。
这样的***除了可以完成超前紧急制动的任务外,还增加了如下功能:
(1)在紧急减油时,就把电控锁紧安全带14锁紧,防止在紧急制动或以后发生追尾或碰撞事故时,乘员身体产生的不适,或伤害,加强了对乘员的人身防护;
(2)在紧急减油时,就把刹车灯和高位刹车灯点亮,向后车提前发出预警,使其及早作好制动的准备,防止追尾。
这种方法的优点是很明显的:它不仅制动速度快,而且,它的安全防护是提前进行的,它与现有技术在碰撞后才启动安全防护设备相比,安全防护效果好。而且,超前制动之前就向前后车发超前制动预警信号,防止追尾事故的效果好。
在上述实施例中,已经列举了用数字式微电脑控制单元200或模拟式控制单元500的做电控单元的应用实例。但是,在实际应用中,有时也需要将信号先就地处理,如信号的检波、放大、整形、运算、比较、A/D或D/A转换等,然后,再传送到远方的主机。在这里,如果这些信号是输入信号,只需将这些信号的输出端分别接在远方主机相应的预定输入端上,并在应用程序中写明在程序执行到什么地方时,去主机的那个预定输入端读取数据即可;如果主机的输出命令信号,在执行中还需要分支、定时等,只需将这些分支、定时的电路接在远方主机相应的预定输出端上即可;在电脑技术已经日益普及的今天,在数字式微电脑控制单元200和模拟式控制单元500的基础上,组合出一个需要的混合式电控单元已经是比较容易的事,在此不再详细举例说明。

Claims (11)

1、一种机动车超前紧急制动的方法,其特征在于:在车辆行驶过程中,一旦检测到司机减油操作的速度达到或超过一个预定的门限值,则认为是司机正在“紧急减油”,并认为这是“司机紧急制动意图”的早期最重要“特征”信号之一;然后,再检测司机与紧急制动相关的其它操作量,是否也达到“紧急制动”的预定门限值,这样对“司机紧急制动意图”做进一步的复核验证;如果复核结果检测到了相应的“复核特征”信号,证实司机这些与紧急制动相关的操作量,也达到各自的预定门限值;此时,则认为“司机紧急制动意图”是真实的;据此,立即发出指令对车辆实行紧急制动;
要实施本发明的超前紧急制动方法,硬件***至少要具备:一个动力操控传感器,一个紧急制动复核传感器,一个电控单元,一个电动ABS制动***;动力操控传感器和紧急制动复核传感器分别接在电控单元的两个预定输入端上,电动ABS制动***的输入控制端接在电控单元的一个预定输出端上;
要在该***上实现本发明的超前紧急制动方法,电控单元至少要执行如下操作:
(1)电控单元对动力操控传感器采样,获得当时的动力值;
(2)电控单元计算出动力值对时间的变化率,即动力变化速度;
(3)电控单元将该动力变化速度与动力减小速度门限值进行比较,若动力减小速度达到或超过动力减小速度门限值,则认为“紧急减油”信号已经出现;立即进行复核,进一步验证“司机紧急制动意图”的真实性;
(4)电控单元对紧急制动复核传感器采样计算,获得复核值;
(5)电控单元将复核值与预定复核门限值进行比较,
★若复核值小于复核门限值,则认为复核传感器未检测到紧急制动的特征信号,
·若此时复核时间尚未达到预定的复核时间,则转向序号(4)重新对复核传感器采样,
··若此时复核时间已经达到预定的复核时间,则转向序号(1)对动力操控传感器采样,
★若复核值达到或超过复核门限值,则认为“司机紧急制动意图”是真实的;电控单元立即输出一个超前制动信号,进入序号(6)执行超前紧急制动;
(6)超前制动信号控制电动ABS制动***的电源开关闭合,使ABS制动***开始工作,对车辆产生制动力;
(7)当超前制动时间达到预定的时间值,则电控单元发出结束制动的指令,控制电动ABS制动***的电源开关断开,使ABS制动***停止对车辆施加制动力。
2、如权利要求1所述的机动车超前紧急制动的方法,其特征在于:可以用加速踏板位置传感器(W12)作为动力操控传感器检测“紧急减油”信号;然后,可以用安装在加速踏板与制动踏板之间的制动踏板接近开关(S62)作为紧急制动复核传感器,检测司机控制加速踏板的脚,是否快速地向制动踏板方向移动这一特征信号,对“司机紧急制动意图”进一步进行复核;并且可以用一个安装有超前制动控制程序的微电脑控制单元(200)作为电控单元控制整个过程;用电动ABS制动***实施车辆制动;
加速踏板位置传感器(W12)的信号输出端,和制动踏板接近开关(S62)的信号输出端分别接在微电脑控制单元(200)的两个预定输入接口上;电动ABS制动***(10)的输入控制端接在微电脑控制单元(200)的一个预定输出接口上;这里所说的超前制动控制程序,就是用该计算机语言编写的、指令计算机硬件依次执行的、能完成超前制动过程控制任务的计算机指令流;
微电脑控制单元(200)在超前制动控制程序的指令下,为完成该发明所说的超前紧急制动任务,至少要执行如下操作:
000:微电脑控制单元(200)开机初始化
201:微电脑控制单元(200)对加速踏板位置传感器(W12)进行采样,获得此刻车辆的力值Pt;
202:微电脑控制单元(200)用前后两次采样所得动力值之差,除以两次采样之间的时间步长,计算出动力值随时间的变化率Rp,即,本发明所说的动力变化速度Rp;
Rp=(Pt+Δt-Pt)/Δt
其中:
Pt-----t时刻的动力采样值
Pt+Δt----t+Δt时刻的动力采样值
Δt-----前后两次采样的时间间隔即时间步长
203:微电脑控制单元(200)将动力变化速度Rp与预先设定的减油速度门限值Rth进行比较,
若Rp>Rth
说明动力减小速度Rp未达到预先设定的减油速度门限值Rth,程序返回到序号(201),从头开始;
若Rp≤Rth
说明动力减小速度Rp达到或超过预先设定的减油速度门限值Rth,程序继续向下执行序号(204);
204:对制动踏板接近开关(S62)采样,获得复核值Sch值;
205:将复核值Sch与预设复核开关门限值Sth=1进行比较;
若Sch=1
说明复核传感器的值出现“紧急制动”的特征值,程序立即转向序号(213),在一个预定的时间内执行超前制动过程;
若Sch=0
说明复核传感器的值尚未出现“紧急制动”的特征值,程序转向序号(206),
206:进行复核计时,
t=t+1;
207:检查复核时间t是否达到预设时间值Tch1,
若t<Tch1
说明复核计时t未到预设时间值Tch1,程序转向序号(204),继续对制动踏板接近开关(S62)采样,
若t≥Tch1
说明在预设时间值Tch1时间内,复核传感器的值未曾出现“司机紧急制动意图”的特征值,此时程序返回序号(201);
213:在微电脑控制单元(200)的控制下,使电动ABS制动***(10)的电源开关导通,使ABS制动***(10)开始工作;同时微电脑控制单元(200)对超前制动时间t2进行计时;
214:t2=t2+1
若t2<Tab
说明制动时间未达到预定的时间值Tab,应继续保持超前制动状态,则转向序号(214);
若t2≥Tab
说明制动时间已经达到预定的时间值Tab,则微电脑控制单元(200)发出结束超前制动的命令,使电动ABS制动***(10)停止对车辆制动;程序返回序号(201)。
3、如权利要求1或2所述的机动车超前紧急制动的方法,其特征在于:计算机(200)可以在一个预定的时间内,通过对多个代表紧急制动操作不同特征的复核传感器(6)采样,获得多个复核值Sch,从多个方面对“司机紧急制动意图”进行复核。
4、一种机动车超前紧急制动的***,它具有一个动力操控传感器(1),一个电动ABS制动***(10),其特征在于:它至少还要包括一个紧急制动复核传感器(6),一个模拟式电控单元(500);这里所说的模拟式电控单元,是用模拟芯片构成的、能完成超前制动过程控制任务的电子装置;它至少包括:电压跟随器(2),电压微分电路(3),电压比较器(4),紧急减油定时电路(5),复核定时电路(7),与门电路(8),超前制动定时电路(9);
电压跟随器(2)的输入端接在动力操控传感器(1)的输出端上,使它的输出电压随时都等于车辆的动力值Pt;电压微分电路(3)的输入端接在电压跟随器(2)的输出端上,对电压跟随器(2)的输出电压进行微分,获得动力变化速度值Rp;电压比较器(4)的信号输入端接在电压微分电路(3)的输出端上,标准电压输入端接在预定的门限电压Rth上,当司机减油操作的速度快到一定值时,电压微分电路(3)的输出电压Rp使电压比较器(4)的输出电压发生翻转;紧急减油定时电路(5)的输入端接在电压比较器(4)的输出端上,当电压比较器(4)的输出电压发生翻转时,触发紧急减油定时电路(5)开始计时,此时它的输出为高电压;复核传感器(6)的输出端接在复核定时电路(7)的输入端上,当复核传感器(6)的输出电压Sch等于或大于预定的复核门限电压Sth,它触发复核定时电路(7)开始计时,此时它的输出为高电压;与门电路(8)的一个输入端A接在紧急减油定时电路(5)的输出端上,它的另一个输入端B接在复核定时电路(7)的输出端上;超前制动定时电路(9)的输入端接在与门电路(8)的输出端上;当与门电路(8)的两个输入端A和B同时为高电位时,它的输出电压发生翻转,触发超前制动定时电路(9),使之进入触发计时状态;电动ABS制动***(10)输入控制端接在超前制动定时电路(9)的输出端上,当定时电路(9)开始计时输出时,它的输出电压使电动ABS制动***(10)的电源开关导通,使电动ABS***对车辆产生制动力;当定时电路(9)结束定时回到稳定状态时,它的输出电压使电动ABS制动***(10)的电源开关断开,使电动ABS***停止对车辆产生制动力。
5、如权利要求4所述的机动车超前紧急制动的***,其特征在于:所述的动力操控传感器(1),可以是加速踏板位置传感器(W12),或节气门位置传感器(W13)。
6、如权利要求4所述的机动车超前紧急制动的***,其特征在于:可以在紧急制动复核传感器(6)和复核定时电路(7)之间,增加一个电压跟随器(2.6),电压微分电路(3.6),电压比较器(4.6);电压跟随器(2.6)的输入端接在紧急制动复核传感器(6)的输出端,电压微分电路(3.6)的输入端接在电压跟随器(2.6)的输出端,电压比较器(4.6)的信号输入端接在电压微分电路(3.6)的输出端,它的标准电压输入端接在一个预设的门限电压上,它的输出端接在与门电路(8)的一个输入端B上。
7、如权利要求4或6所述的机动车超前紧急制动的***,其特征在于:所述的紧急制动复核传感器(6)可以是设置在加速踏板与制动踏板之间的制动踏板接近开关(S62),或安装在方向盘上的手动制动开关(S64)。
8、如权利要求6所述的机动车超前紧急制动的***,其特征在于:紧急制动复核传感器(6)可以是一个安装在加速踏板上的“脚左移速度传感器”;它由一个电位器(W62)、一个转轮(61)和一个回位弹簧(66)组成;在电路上,电位器(W62)电阻的一个固定端,通过电阻(R61)接在车辆电源的正极,另一个固定端接在车辆电源的地电位上,滑动触点作为电位器的输出端;在机械安装上,电位器(W62)通过它的螺母(65)固定在支架(21)的折边(21.2)上,它的转轴(64)穿过支架(21)的另一个折边(21.1)上的孔后,插进转轮(61)的轴孔中,并紧密配合;回位弹簧(66)一端固定在支架(21)上,另一端插进在电位器轴(64)上的横向小孔(63)中,在初始状态下,回位弹簧(66)使电位器(W62)的滑动触点处于顺时针的极限位置;支架(21)固定在加速踏板(20)上,使电位器的轴(64)与加速踏板纵轴(A-A)平行,转轮(61)稍稍比加速踏板(20)的平面突出一些,这样保证司机踩加速踏板的脚一定能与球型转轮(61)的表面相接触;在紧急制动过程中,当司机的脚从加速踏板(20)向制动踏板快速地移动时,转轮(61)随着司机脚地左移做逆时针转动;并且它的转速与司机脚的移动速度成正比,因此,电位器输出电压的变化速度也与司机脚的移动速度成正比。
9、如权利要求4或6所述的机动车超前紧急制动的***,其特征在于:可以同时用n个不同类型的复核传感器(6),和一个n+1个输入端的与门电路(8)组成的复核电路,对“司机紧急制动意图”进行复核;n的取值范围可以是1-6。
10、如权利要求4或6或8所述的机动车超前紧急制动的***,其特征在于:它还包含一个电控开关(11),它的输入控制端接在紧急减油定时电路(5)的输出端上,它的上位触点接在车辆电源正极,它的下位触点接在车辆的刹车灯(12)和电控锁紧安全带(14)的正电源端。
11、如权利要求10所述的机动车超前紧急制动的***,其特征在于:电控锁紧安全带(14),由棘轮(141)、棘轮轴(142)、安全带(143)、电磁铁线圈(144)、电磁铁衔铁(145),和回位弹簧(146)组成;棘轮(141)通过安装孔安装在棘轮轴(142)上,安全带(143)的一端固定并缠绕在棘轮(141)上,电磁铁线圈(144)在不加电压时,电磁铁衔铁(145)在回位弹簧(146)的作用下,缩回线圈(144)中,它与棘轮(141)上的棘齿脱离接触,此时棘轮可以自由转动;当电磁铁线圈在加电压时,磁铁衔铁在电磁力的作用下克服弹簧力,伸出电磁铁线圈之外,卡住棘齿,使棘轮不能转动,安全带被锁紧。
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