CN2399257Y

CN2399257Y - 机动车微波监控安全***

Info

Publication number: CN2399257Y
Application number: CN 99214402
Authority: CN
Inventors: 张洪羿
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-06-24
Filing date: 1999-06-24
Publication date: 2000-10-04
Anticipated expiration: 2009-06-24

Abstract

一种机动车微波监控安全装置,它由带多项控制的电源电路、微波发射和接收控制电路、计数、寄存和判别电路、低速自动关闭电路、恒距跟踪电路、电磁线圈和报警器组成。本装置电路设计具有比较理想的自动判断和控制功能,自动判别会车、需要超车或是危险物体,即自动判别“物体是否在移动”,以及防追尾性能。且抗干扰性能好,检测距离远,适应性强。本装置制动采用脉冲式,一方面保证了车辆的平稳刹车,同时也可以随时判别“障碍物是否始终存在”。

Description

机动车微波监控安全***

本实用新型涉及一种机动车自动制动安全装置。尤其是涉及利用微波监控的机动车自动制动安全装置。

目前，在全国乃至全世界范围内，由于机动车造成的交通事故是惊人的。据不完全统计，全世界仅交通事故，每年造成的人员死亡人数就达几十万，而直接经济损失就达数千亿美元！在诸多交通事故中，一个重要因素就是机动车在行驶中，前方突然出现障碍物，不能及时刹车而发生碰撞。随着电子技术的发展与应用，利用电子反应代替人的反应势在必行。

目前，国内外已有一些关于电子控制机动车自动安全装置的专利出现，由于存在这样或那样的问题，致使推广应用仍存在很多问题。国外这方面的***一般性能较好，但造价普遍较高，使中低档车难以接受。而国内的专利主要问题是：一、作用距离太小(如超声波或激光半导体发射器)，不能满足汽车高速行驶的探测距离要求；二、干扰问题，汽车本身就是一个强干扰源，利用红外发射装置，设有有效的抗干扰措施，不能达到预期的目的；三、设计太繁琐、复杂，安装麻烦，使用很不方便，导致驾驶员不愿接受，仍然难以推广。

本实用新型的目的在于提供一种利用微波发射进行探测、结构简单实用，抗干扰性强，有足够的探测距离和性能安全可靠的机动车自动制动装置。

本实用新型的目的是这样实现的：该装置由带多项控制的电源电路(2)，微波发射控制电路(3)，接收控制电路(4)，计数存寄电路(5)，判别电路(6)，低速自动关闭电路(7)，报警和制动控制电路(8)，恒距离跟踪电路(9)等组成。工作时，由晶体振荡器产生高频率的振荡脉冲(频率达350MHZ)。经分频器产生频率低数百倍的方波组，经微功率雷达的发射机和发射天线(载波频率大於6GHZ)，向车辆正前方定时发射，当车辆前方有障碍物时，由雷达接收机接收到回波信号，经处理后，送判别电路。判别电路将回波时间与由车速传感器信号变换来的延迟脉冲相比较，以判别回波信号是否在延迟脉冲内，即确认障碍物是否在需要紧急制动的危险距离内，并判别“前方物体是否在移动”，即前方物体是否是相对或相向行驶的车辆。如果是这样，亦即是会车或需要超车，此时报警器报警，提醒驾驶员注意；如果前方物体是“不移动”的，则视为危险情况，报警的同时，立即发出制动信号，以“脉动”的方式控制油门和制动脚踏板，达到紧急自动制动的目的。

本实用新型所述的电源控制电路(2)由机动车启动开关、转向开关、手动开关和变压器隔离输出电路或继电器隔离输出电路组成；所述机动车启动开关、转向开关和手动开关分别串接在电源与隔离输出电路之间，隔离输出电路用铜箔屏蔽。

本实用新型所述的发射控制电路(3)，由晶体振荡器产生一个频率为350MHZ的脉冲，作为CP脉冲，经由IC2、IC3组成的分频器分频，经门M7～M12形成周期为1463ns每组为8个的脉冲组，经发射机和天线向车辆正前方发射，发射周期为191.73ms。

本实用新型所述的接收控制电路(4)，由接收天线，接收机及由IC4、IC5等组成的车速信号变换电路组成。经发射机发射的脉冲，一旦车辆前方有障碍物时，便产生回波信号，由接收天线接收，经接收机处理后，与车速变换脉冲相比较。车速变换电路是由机动车点火开关处取出其开闭信号(开闭频率与车速成正比)，形成平均值的电压信号，经IC4等电路变换为一个延迟脉冲信号，如回波信号(前沿)在此延迟脉冲内，即为“危险距离”(车速的“危险距离”依据由公安交通管理部门的有关资料拟定)。框图(1)是车速传感器。

本实用新型所述的计数寄存电路(5)与判别电路(6)，由计数器IC7，移位寄存器IC8，减法器IC9及二进制计数器IC10，单稳态触发器IC12，数值比较器IC14等组成。当发射机发射脉冲的同时，计数器IC7开始计数，产生回波时计数停止(没有回波则计数清除)。之后，将计数数值移位到寄存器IC8寄存，当第二次发射脉冲又产生回波时，计数器的数值与寄存器的数值送到函数发生器IC9相减，如果减数为零(±1的误差)，则回波可能是公路上的隔离栅或者是前方车速相等的行驶中的车辆所致，此时勿需处理；如减数不是零，则减数送到数值比较器IC14与由555时基电路IC5与IC7二进制计数器(电路4)组成的车速变换数字信号相比较，如减数大於车速数值则为会车；小於车速数值，则为前方有向前行驶的车辆，且车速低於本车(可以超车)；数值相等，则前方为“不移动物体”，此时即为危险情况，信号由IC15存储，送到驱动线路(图八)控制油门及制动。

车辆制动采用脉冲式，一方面保证了车辆的平稳，更重要的是起到了判别“障碍物是否始终存在”的作用，因为每发射一次脉冲，产生一次制动信号，如障碍物一直存在，则车辆一直间断地制动，直到车辆停止。如果障碍物一闪而过(如掠过的飞鸟，快速跑过的兽类，快速横向通过的车辆等)。车辆仅在障碍物存在的时间内间断地制动，障碍物消失，制动信号随之消失，车辆继续行驶。

同时，用第二次回波与第一次回波相减，亦有拟制“一闪而过”物体的作用。

由IC12、IC13组成的电路为“紧急制动电路”。当车辆前方障碍物的距离低於30M(可调)时，立即报警并紧急制动。

本实用新型所述的低速控制电路(7)由双稳态触发器和继电器等组成，其双稳态触发器的输入端与车速变换电路的延迟信号和由IC16组成的延迟线路产生的延迟信号(可调)相比较，车速低於规定值时，继电器吸合。所述继电器串接在发射电路中，在车速低于一定数值时，自动切断发射电路。

本实用新型所述的恒距跟踪电路(9)由一个开关控制键k3、单稳态触发器IC19、IC20和逻辑判别电路M45、M46组成，所述单稳态触发器被信号触发时，便产生一个单脉冲，单稳态触发器IC19，产生表示跟踪的最近距离脉冲，单稳态触发器IC20产生表示跟踪的最远距离脉冲；两个延时脉冲经逻辑判别后，如果车速信号在恒距离内，车辆正常继续行驶；如大于或小于恒距离，则由逻辑判别电路产生脉冲，经驱动电路使电磁线圈X1或X2吸合，其中一个固定在油门脚踏板上，另一个固定在制动脚踏板上，使车速提高或减小车速，以保持恒距离跟踪。

本实用新型与其他的汽车安全装置相比具有如下效果：

1.电路设计简易可行，针对性强。具有比较理想的自动判断和控制功能。

2.抗干扰性强。除采取了变压器隔离和薄铜箔屏蔽的防干扰措施，有效地避免了外界及本车的电磁干扰外，电路本身亦有较好的拟制干扰性能。

3.检测距离远，适应不同车速的要求。

4.车辆制动采用脉冲式，一方面保证了车辆的平稳刹车，同时也起到随时判别“障碍物是否始终存在”的作用，障碍物消失，制动信号随之消失。

图面说明：

图1是本实用新型提供的机动车微波监控安全装置的组成框图。

图2是本实用新型提供的机动车微波监控安全装置的电源控制电路图。

图3是本实用新型提供的机动车微波监控安全装置的发射控制电路图。

图4是本实用新型提供的机动车微波监控安全装置的接收控制电路图。

图5是本实用新型提供的机动车微波监控安全装置的计数、寄存电路图。

图6是本实用新型提供的机动车微波监控安全装置的判别电路图。

图7是本实用新型提供的机动车微波监控安全装置的低速自动控制关闭电路图。

图8是本实用新型提供的机动车微波监控安全装置的制动、报警控制电路图。

图9是本实用新型提供的机动车微波监控安全装置的恒距跟踪电路图。

下面就附图叙述本装置的实施方案：图1中的1是电路的电源部分，ZK是车辆上的电源总开关，K1是自动防碰撞***的开关，D1是开关中的指示灯，关闭时指示灯闪光，提醒司机该***在关闭状态。D2、D3是转向灯，K2是转向开关，即当转向开关拨向转向方时，继电器J1吸合，J1的常闭触点断开，***的电源关闭，停止工作。***正常工作时，由车辆的电源(一般+12V)，经由IC1、R1、C1、G1等组成的多谐振荡器产生振荡，经变压器B1隔离输出之后，整流滤波后供给全***电源VC(+12V)。

如遇紧急情况需转向，司机来不及打转向灯时，自动制动***应该工作，以防不测事故的发生。

图1中的3是***的发射控制部分。由晶体振荡器等组成振荡源，发出频率为350MHZ的脉冲，M1为整形非门，该脉冲经由IC2、IC3组成的分频器，再经或门M7与非门M8～12形成脉宽为1097ns。周期为1463ns的8个脉冲组，经发射机由发射天线向车辆正前方定向发射，发射周期为191.73ms，发射机载波应不低於6GHZ，作用距离应不低於150M，发射功率应不大于20mw。

QL1～5为清零信号。QL1、2为每个脉冲清除一次，QL3、4为每发射一次清除一次，QL5为无回波信号清除。

图1中(4)是***的接收控制部分。发射信号一旦遇到障碍物，便产生回波信号，经处理后与由IC4等组成的车速变换脉冲比较，如回波信号在车速延迟信号内，说明障碍物在危险区域内，回波信号由IC6存储，存储信号( H2)送计数电路控制计数停止。

图1中的(5)为计数，寄存电路。(6)为判别电路。在发射机发射脉冲的同时，计数器IC8开始计数，产生回波后计数停止。计数完毕(8个脉冲后)，计数器将其后5位并行移位到移位寄存器IC9寄存(因两次回波信号的最大可能不会超过30，故只需取后五位即可)。在计数器第二次计数后，将计数器与寄存器的数值送往IC10相减，以得到两次回波信号的差值。

由IC5等组成的延时线路，将点火开关的信号转换为依车速变化的延时脉冲，并在发射的同时，亦由计数器IC7计数，延迟时间决定计数器的数值，故其应与不同车速时一次发射时间的车行距离的回波时间相符(图4)，由IC10相减后的数值与IC7计数的数值在IC14相比较，如减数大於IC7计数的数值，则为会车，如减数小，则为前方有向前行驶的车辆，此时送出HX信号，由IC18(图8)延时并驱动报警；如数值相等(允许±1的误差)，则为车辆前方有停滞的障碍物，此时由IC15寄存，由门M36、M37输出，以192ms的周期驱动电磁线圈，控制油门及制动脚踏板进行脉冲式制动。

IC12、13等组成“危险距离紧急制动”线路。当回波时间小于由IC12、R12、C11组成的延时线路的延时时间时，(延时时间即最危险距离。如25M，可调)。即为“危险距离”，信号由IC13、R13、C12组成的延时线路转换成为1/2S的延时信号，经M37送驱动线路进行“紧急制动”。由於脉冲制动的时间长，故而增加了制动力度。

图1中(7)是由IC16、17等组成的车辆低速自动关闭电路，(具体电路见图7)当车速较低时(如30km/H，可调)，此时可能有堵车等现象，且低速行车时，司机不至于反应不过来，因此，此时勿需自动监控，发射机自动关闭，制动全部由人工控制。电路是这样工作的：当车速变换信号(由电路4产生的H4信号)小於由IC17产生的低速延时脉冲时，信号由IC16存储，并经G2放大，使继电器J2吸合，发射机的发射信号中断，***停止搜索；当车速大于拟定数值，(即车速变换脉冲宽於低速延迟脉冲)时，经M40、M41、M42形成一个负脉冲，清除存储，***继续工作，可变电容C12可调节所需低速数值范围。

图1中(9)为车辆恒距跟踪线路(见图9)。希望车辆恒距离跟踪时，按下按键K3，此时，跟踪线路的电源接通，IC19与IC20单稳态触发器在QL2信号的触发下，每发射一次脉冲，便产生一个单脉冲，IC19产生的单脉冲(由R17、C17决定其延迟时间)，表示跟踪的最近距离，(比如为30M时，延时约200ns)；IC20产生的单脉冲表示跟踪的最远距离，(比如为60M，延时应为约400ns，时间可调)，两个延迟脉冲经门M45、M46判别，如果回波信号在恒距范围内，车辆继续正常行驶，如大于最远距离，由M45产生一个脉冲经IC22存储，G6、G7驱动后，带动电磁线圈X3、X4使两线圈吸合。(其中一个线圈固定在油门的脚踏板上)，使油门加大，车速加快；如小于最近距离，由M46产生一个脉冲，经IC21存储，驱动电路，控制油门脉动关闭，以减小车速。待与前方车距大于最近距离后，信号消失，车辆正常行驶，从而达到了恒距离跟踪的目的。

在恒距跟踪时，***的正常监控线路仍正常工作，对突然出现的障碍物或前方车辆突然停车，车辆仍自动紧急制动。于是，此线路亦起到了自动防追尾的作用。

图8是车辆报警及制动控制电路及电磁控制示意图。车辆会车或需超车时，(前方有车速低於本车的行驶中的车辆)，信号经IC18变换为约1S的脉冲信号，使蜂鸣器断续鸣叫，以提醒司机注意！当出现紧急情况需制动时，制动信号ZD经G4、G5驱动后，控制电磁线圈，以便控制油门的关闭及制动脚踏板的制动，从而达到自动制动。自动制动时报警器亦然报警，促请司机进一步进行人工控制制动，最终达到避免或减轻恶***通事故的目的。

车辆电磁控制示意图中，电磁线圈X1、2安装在制动脚踏板处，Xa、4安装在油门脚踏板处，两线圈端面应粘粘橡胶垫圈，(15)是安装支架，(16)是制动脚踏板，(17)为油门脚踏板。

线路中IC1、IC4、IC5、IC12、IC13、IC17、IC18、IC19、IC20为555时基电路(或用单稳态触发器)，IC2、IC3为14位二进制同步计数器，IC8为并行移位寄存器，IC7、9、11为5位二进制计数器，IC6、IC15、IC16、IC21、IC22为JK触发器，IC10为多功能函数发生器(用A-B功能)，IC14为4位数值比较器。各种门电路此不赘述。

Claims

1、一种机动车微波监控安全***，其特征在于：该***由多项控制的电源电路(2)、微波发射和接收控制电路(3、4)、计数、寄存和判断电路(5、6)、低速自动关闭电路(7)、恒距跟踪电路(9)、油门及脚刹制动装置和报警器组成。

2、如权利要求1所述的一种机动车微波监控安全***，其特征在于：电源控制电路(2)由机动车启动开关、转向开关、手动开关和变压器隔离输出电路或继电器隔离输出电路组成；所述机动车启动开关、转向开关和手动开关分别串接在电源与隔离输出电路之间。

3、如权利要求1所述的一种机动车微波监控安全***，其特征在于：所述的微波发射和接收控制电路，由晶体振荡器、分频器、接收和发射天线、接收机及车速信号变换电路等组成，晶体振荡器的输出与由IC2、IC3组成的分频器相连接，经门M7～M12送到发射机A，经发射天线向车辆正前方发射。

接收天线接收到回波信号，经接收机与由IC4等组成的车速变换电路，经M16送IC6寄存，寄存信号H₂送到移位寄存器IC8，车速变换电路由机动车点火开关处取得开闭信号。

4、如权利要求1所述的一种机动车微波监控安全***，其特征在于：所述的计数寄存电路(5)与判别电路(6)，由计数器IC7，移位寄存器IC8，减法器IC9及二进制计数器IC10，单稳态触发器IC12，数值比较器IC14等组成，寄存器IC8输出给函数发生器IC9，二者输出经M24～M31送到计数器IC10相减，IC10的输出与IC7的输出共同送到数值比较器IC14，IC14的输出经M35送到IC15寄存，存储器IC15的输出经M36、37、38，放大三级管G4、G5驱动电磁线圈X₁～X₄直接控制制动及油门；经M44、IC18，G3送入报警器报警。

5、如权利要求1所述的一种机动车微波监控安全***，其特征在于：所述的低速控制电路(7)由双稳态触发器IC16和继电器J2等组成，IC16的输入端由车速变换电路和由IC17等组成的延迟线路经M42、39送入，IC16的输出通过三极管G2直接与控制发射机的继电器J2连结。

6、如权利要求1所述的一种机动车微波监控安全***，其特征在于：所述的恒距跟踪电路(9)由一个开关控制键K3、触发器IC19、IC20、IC21、IC22和逻辑判别电路M45、M46等组成，单稳态触发器IC19与IC20的输出分别通过M45，M46送到判别触发器IC21与IC22，IC21及IC22的输出分别通过三级管与控制脚踏板和油门的电磁线圈X₁～X₄连接。