機動車安全行駛智能保護系統的製作方法

2023-06-02 15:57:26 2

專利名稱：機動車安全行駛智能保護系統的製作方法
技術領域：
本發明屬機動車安全行駛智能保護系統。
本發明應用於各種機動車輛，諸如汽車、無軌電車、輕便二輪三輪摩託車、方向盤式拖拉機、機動掛車等安全行駛的機械電子一體化智能保護。採用先進的四維探測的方法，模擬駕駛員自如地點剎車效果。根據車行不同的作業條件，在前進方向或倒車時遇到人和障礙物即實現智能剎車。是一不改變原車設計與結構的附加保護系統，本系統動作與駕駛員動作互不影響，在駕駛員應該動作而未採取或未及採取動作時，本系統則自動智能動作，從而保障安全行駛。旨在保護人民生命財產的安全。
中國機動車工業上電子技術在十年前可以說完全是空白。工業發達國家的機動車工業應用電子技術，也主要是近十幾年來的事情，多應用於點火、防盜、報警、防廢氣汙染、節油等領域。蘇聯於60年代曾有過汽車雷達的報導，因當時技術不成熟而未能得到推廣應用。迄今為止，尚未見國內外機動車上應用本技術的產品。檢索中發現國內有一例「汽車防撞雷達」(公開號CN1057234A)，該專利只有電路上的描述，在實際執行剎車功能上未予涉獵。該專利只應用了「都卜勒頻移」效應，此效應對任何被測物都有反射波回收的存在。例如，有一突竄的小動物，或瞬間飄過的飄浮物等，都因靈敏的探測而產生頻頻的剎車誤操作。即便該電路採用降低閥值比較電壓以減低靈敏度的方法，對此也無可耐何。此僅其一，尚有諸多需要解決的問題，該專利亦未涉及，由此恐難形成生產力。
目前，以計算機、傳感器為代表的電子技術，應用於機動車上已經成熟。可以說，電子技術應該是現代機動車的中樞神經，而且機電一體化的應用是一必然的發展趨勢。在當今的世界上，道路交通事故與戰爭、疾病、自然災害一樣，嚴重危害著人類生命。自機動車問世以來，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50多萬人，其中我國就佔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酷現實，這一不宣而戰的「交通戰爭」，迫使人們去沉思、去探索、去研究……以下結合附圖對本發明做一系統說明

圖1、電原理2、系統方框3、執行機構示意圖本發明由如下幾個部分組成單片微機及外圍驅動顯示器件(1)、探測器(2)、探測器恆溫設施(3)、(附件)、測速發電機(4)、伺服電機(5)、角度傳感器(6)、步進電機(7)、報警設施(8)。其工作原理為固體微波源V不斷地向車行前方(或後方)監測區輻射微波信號f1，若監測區出現人或障礙物時，必有反射波f2被天線接收器X所接收，則有頻移△f＝f1-f2的都卜勒效應產生△f量可由△f＝2Vd/λ求得(式中Vd是運動物體在輻射波方向的速度分量，λ為輻射電磁波波長)。△f經探測器(2)的T1、T2前置放大，送至由C5、C6、R13、Rf1-Rf3、W1、IC14、IC15所構成的選頻、都卜勒放大調正電路，D2、D3限幅、濾波以及由IC16、R20、C11構成的積分環節後，最後與IC17施密特觸發器的門限值(由W2設定)比較，輸出信號並引入單片微機(1)進行時間鑑別處理。該時間鑑別是區別於其他探測器的關鍵所在，它能有效的分辨所探測的信號是隨機幹擾信號(如瞬間小動物竄過)還是路障(人、物)信號。即隨機幹擾信號多是瞬間動作，而路障信號必有一段時間的存在。因此在時間上加以判斷和控制，即能辨別信號的真偽，而單片微機(1)有效地解決了這一關鍵，並可適應於風、雨、雪等天氣的需要，從而對監測區實現了四維控制(微波對長、寬、高的探測及微機的時間判斷控制)避免了誤動作。信號經微機(1)處理後準確地送出剎車控制信號，令電磁閥J1動作，從而使電源(電瓶)驅動伺服電機(5)打開車制動總泵，實現自動剎車，同時給以報警信號。倒車功能亦然。由於單片微機的控制，對較遠的路障信號實行點剎車，以減緩車速、等待處理;對車速高又是近路障的信號則實行頻頻急剎車(給出多個連續脈衝信號)。這正是駕駛員正常自如的剎車效果。
本發明設有最高車速限制和探測距離LED顯示功能。測速發電機(4)隨時監測著車速，並輸入單片微機(1)，由單片微機(1)給出「最高車速限制」信號，如車行超過設計車速，由繼電器J2將車點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程序實現。在單片微機(1)的控制下，探測的波速有隨車速而相應地自動調正的功能，即車速高時，探測距離控制在50米，中速時控制在30米左右(動作車速以上)，這可通過J3實現。
單片微機(1)還存有「動作車速」選擇程序，即司機可根據自己的操作水平通過選擇開關令探測器在多少km/h時(設有20、30km/h兩個選擇)工作(J4觸點吸合)，否則低於這個「動作車速」，J4觸點斷開，探測器停止探測。安全的低速下由司機自行操作，以適應如尾隨跟進、通過交叉路口等作業環境的需要。開關的選擇由單片微機P2.1接地或接+5v電源實現。
車行轉彎時，固定的探測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作的隨機信號幹擾。本發明設有隨方向盤轉角同步的步進機構，使探測器可與方向盤同向轉動。和方向盤相連的角度傳感器(6)隨方向盤轉角會有一個相應的電壓信號經A/D轉換輸入單片微機(1)，單片微機(1)送出步進脈衝信號和節拍信號，經放大，驅動步進電機(7)做相應步進，因而探測方向永指車行前方。
為保障在嚴寒冬季探測器亦能正常工作，探測器配置有CJ-A型恆溫控制設施(3)，工作溫度恆於20±0.5℃本發明的技術特徵在於以單片機為核心，實現了四維探測方法，有效地解決了探測準確性問題，是一高新技術的綜合應用。
其優點是該防護系統採用的器件與技術成熟，實現了科學技術的現代化，使事故防患於未然，給駕駛員帶來了福音。又由於全方位的成熟的技術保護措施，所以該系統可靠性強，結構簡單，執行準確，普通的技術人員通過指導很容易掌握，對推動高新技術產業在交通運輸領域的應用具有深遠的意義。
主要器件單片微機8031及外圍器件EPROM2732、ADC0809、74LS373測速發電機自製角度傳感器JC-5伺服電機DC12V800W步進電機DC12V共磁路反應式SM55VEK-2X2DW4IC14、IC15:FSCIC16、IC17:F052T1、T2:3DG4J1、J2、J3、JRCR127KΩC147μF/50VR2120KΩC2100μF/50VR320KΩC347μF/50VR447KΩC4100μF/50VR551KΩC547μF/50VR6300ΩC6330FFR1110KΩR12100KΩRf1240KΩRf30.5MΩ
權利要求
1.一種機動車安全行駛智能保護系統，其特徵在於本系統包括單片微機及其外圍驅動顯示器件(1)、探測器(2)、探測器恆溫控制設施(3)、(附件)、測速發電機(4)、伺服直流電機(5)、角度傳感器(6)、步進電機(7)等七部分。固體微波源V向被監測區不斷的輻射微波信號，遇有人或障礙物時，必有反射微波被接收器所接收。該信號經探測器(2)的T1、T2前置放大，C5、C6、R13、R11-R13、JC14、JC15所構成的選頻、都卜勒放大、靈敏度調正電路，再經D2、D3限幅、檢波後，輸送到由IC16、R20、C11構成的積分環節，再到IC17與門限設定值比較後輸出信號送單片微機(1)進行「時間監別」，從而對被監測區實行了四維控制(長、寬、高、時間)。四維控制有效地判別出所探測信號是隨機幹擾信號，還是路障信號。只有路障信號才能被單片微機送出，並令電磁閥J1動作而接通電源，驅使伺服電機(5)打開車制動總泵，實現了可靠的智能剎車。此剎車對於較遠的路障信號實施點剎車(單片微機給出、一個脈衝控制信號)以減緩車速；對於車速較高而路障又較近的信號，則實施頻頻的急剎車(單片機給出多個脈衝控制)。
2.按權利要求1所述的機動車安全行駛智能保護系統，其特徵在於本發明有「最高車速限制」功能和探測距離LED顯示系統。
3.按權利要求1和2所述的機動車安全行駛智能保護系統，其特徵在於本發明有「動作車速」選擇功能。司機可根據自己的操作水平，選擇探測器在多少Km/h時工作(設有20、30Km/h兩種選擇開關)，否則低於這個選擇，探測器自動停止探測，沒有剎車功能，安全的低速下由司機自行操作，以適應如尾隨跟進、通行交叉路口等低速環境的需要。該功能由單片微機P2.1接地或接+5V電源控制J4實現。
4.按權利要求1、2、3所述的機動車安全行駛智能保護系統，其特徵在於探測器的探測方向始終與方向盤轉動方向同步，即探測方向永遠指向車行正前方。安裝於方向盤操縱系統的角度傳感器(6)根據方向轉角輸出一個電壓信號，經A/D轉換輸入單片微機(1)，由單片微機P1口送出步進脈衝信號和節拍信號，將該信號放大後驅動步進電機(7)，步進電機(7)則帶動探測器(2)相應轉動，以適應車輛轉彎的需要。
5.根據權利要求1、2、3、4所述的機動車安全行駛智能保護系統，其特徵在於探測器的探測波束有隨車速自動調正探測距離的功能。這可由測速發電機控制J3實現。高速時探測距離控制在50米左右，中速時控制在30米左右(探測距離用LED顯示，動作車速以上)
6.根據權利要求1、2、3、4、5所述的機動車安全行駛智能保護系統，其特徵在於為保障探測器在嚴冬季節亦能正常工作，配有CJ-A型恆溫設施(3)，溫度控制在20±0.5℃。
全文摘要
本發明屬機動車安全行駛智能保護系統。本發明應用於各種機動車輛，對其安全行駛實行機械電子一體化智能保護。它以微機及其外圍驅動、顯示器件為核心，以探測器、傳感器為前導，以先進的電路組成的伺服、步進系統為執行機構而組成。其功能是1.智能制動；2.最高車速限制；3.探測距離與車速自動跟蹤；4.探測器方位與方向盤轉動同步跟蹤；5.探測器自動恆溫控制。該系統可靠性強、生產成本低、結構簡單、應用價值高。
文檔編號B60K31/04GK1095339SQ9310505
公開日1994年11月23日 申請日期1993年5月18日 優先權日1993年5月18日
發明者陳若歆 申請人:陳若歆