专利名称：一种车辆动态显示装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一 种显示车辆行驶速度变化的装置，属于交通运输类中的车辆照明 和信号装置领域。
(二)
背景技术：
随着高速公路大量建成以及汽车机动性能的提髙，汽车速度和流量大为提高，交通事故 急剧上升，高速公路上汽车一撞就是几百辆的事屡见不鲜……。据交通事故研究机构提供的 调査报告，交通追尾事故占了整个交通事故的70%。造成追尾的原因很多，例如高速行驶的 现代汽^依然沿用的是过于陈旧落后的t世纪40年代低速时代的灯光信号技术，车辆信号装 置是车辆'语言'通讯的工具，'语言'表达不清，车辆状态表达能力不到位，使得驾驶员对 周围车辆状态判断敏感程度不能适应高'速行驶的要求。古人说得好"有备无患"、"防患于未 然"，分析车辆之间碰揸和迫尾事故的原因，从技术层面讲没有车辆事故预警机制是一个主要 原因。因此提高信号灯光的预鳘能力，提高显示的醒目程度和判断性，是提高驾驶员对周围 午:辆行驶状态判断能力，预防追尾和碰撞的一种有效的手段。
分析交通事故绝人多数是发生在车辆之间，对于行驶中的车辆知己知彼尤为重要，迄今 为止驾驶员是处于知己不知彼的驾驶环境，驾驶员最想了解的是前方车辆行驶动态，特别是 前方车辆行驶速度的变化，传统的牟辆信号灯光系统偏偏不能反映的车辆行驶速度的变化， 没有任何信号提醒后方来车法意，前方车辆正处于什么状态，是加速还是减速，是一般惯性 减速还是急速减速，是缓慢刹车还是急刹车，后方车辆不能准确判断前车的速度变化；高位 刹车灯和刹车灯连接在同一丌关上，所以没有预鳘性，起不到提前警告作用。创建和谐的驾 驶环境，首先是让驾驶员知己知彼。
20世纪80年代初期， 一些跨国汽车企业开始采取"前测距"技术，也就是通过测算前 车距离的变化及时采取制动，防止汽车追尾。但这样的技术除成本很高，多目标的识别中会 产生误判问题外，也只能应用在高速公路上，前提是车速高、前后车距较大、没有超车并线， 而在城市的拥堵路段，装"测距"的车辆空出的距离，很快招来插队车来填补，烦躁的距离 报警声闹个不停，只好关掉，"测距"技术基本没有用武之地。城市生活快节奏的影响下， 出现成群结队的高速车流，行车中的实际间隔距离，司机一般都控制在当前车急刹时不致撞 上的范围内，而这恰好是危险与安全的临界距离，现实中很难保持行车安全距离，当车距小 于安全距离时如何避免追尾。这就是所谓'突发事件引起的急刹车预蟹'问题，它是一个百
4年世界技术难题，然而解决通用性安装比解决追尾技术问题还要困难。
申请号98110702. 2名为'显示汽车行车状态的装置及其方法'的专利，由状态信号发生 器，信号处理判别器，控制信号转换器、控制信号驱动器依次串联组成，并由控制信号驱动 器红、黄、绿发光二极管显示。首先把采集的机械信号，经过状态信号发生器转换成电信号, 经过信号处理判别器，处理成对应汽车状态的信号，经过控制信号转换器转换成控制信号， 又经过控制信号驱动器分别控制红、黄、绿色发光二极管发出色光。可以让驾驶员彼此了解， 有一定的积极作用，其主要缺陷是状态信号发生器是采集的车辆机械信号包括刹车、油门、 转向、应急开关、倒车档，手刹车等，这样连线太多，安装太个性化，不能满足大批量生产 对安装的要求，即产品要适应多品种、多型号的所有新、旧车辆的通用性安装，安装问题直 接关系到产品能否大批量生产，能否推广使用，很多专利在解决防追尾技术上，都是可行的， 但是安装需要改动原来车辆的某个部件，工作就进行不下去，因为整机厂不同意你改动；还 有车辆状态信号没有实现自动化，状态信号的产牛:还是靠人工操作。
发明内容
本实用新咽的目的在于克服现有技术的不足，提供一种车辆速度变化自动显示的装'W创 建驾驶员知己知彼、和谐的驾驶环境，并且能适用所有车辆简便安装。
本实用新型的另一个目的在于解决在显示两个以上不同状态时发生冲突的问题，确保任 何时候都将最危险、紧急的信息实时显示。
本实用新型的另一个目的在于开辟电致发光片作为车辆信号显示的应用，既提高技术含 量和使用价值，又保持色彩丰富，光鲜靓丽，款式多样，个性化特点。
本实用新型车辆动态显示装置采用的技术方案是
它包括电源9， MEMS微加速度计1、车辆状态鉴别器2、驱动器3、显示器4;根据车辆 状态的不同，分别显示不同的发光颜色、或和图形、或和文字；其中MEMS微加速度计1为输 入部件，用于自动产生车辆状态信号，它的输出端与车辆状态鉴别器2输入端口连接；车辆 状态鉴别器2的输出端口与驱动器3的输入端口连接；驱动器3的输出端口与显示器4的输 入端口连接；以上各部件的电源端口与电源9的输出端口连接，各部件的接地端口与电源9 的接地端口连接。
本实用新型还可以是
所述的显示器4是LED显示器41，由髙亮度、或超高亮度的单基色、或双基色、或三基 色LED发光二极管组成，所述的驱动器3是LED驱动器31;根据车辆状态的不同，分别显示静态的或者闪烁的红、黄、绿三种发光颜色、或和图形、或和文字。
所述的LED驱动器31是恒电流LED驱动器，或者是恒电压LED驱动器。 所述的显示器4，是EL电致发光片42，所述的驱动器3是EL驱动器32;根据车辆状态
的不同，分别显示静态的、或者闪烁的红、黄、绿三种发光颜色、或和图形、或和文字。 所述的EL驱动器32是电感桥式推挽驱动器。 所述的MEMS微加速度计1最大量程范围为土lg 土2g。
所述的MEMS微加速计1是ADXL05，或是MMA1270EG ， LIS3L02AS4， SCA610， MMA6200Q， MMA7260Q等。
所述的车辆状态鉴别器2的组成以电压比较器为主，参考电压产生电路等为辅，参考电压 电路设有调节电位器，用于阀值调节，车辆状态鉴别器2的功能主要是区分判断车辆状态。
所述的电压比较器是双限幅窗口电压比较器，可由电压比较电路LW339,或LM2901，CA139A 电路构成；或由时基电路NE555，或NE556电路构成。
还包括滤波器5，滤波器5的输入端口与MEMS微加速计1的输出端口连接，滤波器5的 输出端口与车辆状态鉴别器2的输入端口连接。
还包括状态保持/锁存器6，状态保持/锁存器6的输入端口与车辆状态鉴别器2的输出端口 连接，状态保持/锁存器6输出端口与驱动器3的输入端口连接。
所述状态保持/锁存器6是单稳态触发器电路或双稳态触发器电路。
所述单稳态触发器电路是带清零端口可重复触发单稳态触发电路74LS123，或是74LS122， LT1122, LT1123， CC74HC123， CC54HC123等。
还包括优先权控制电路7，控制状态优先显示的次序，其优先权从高到低的排列顺序为
碰撞、紧急刹车，缓刹车，急减速， 一般减速，匀速，加速；优先权控制电路7与状态保持/ 锁存器6连接。还包括闪光控制电路8，闪烁频率3Hz士lHz;闪光控制电路8的输出端口与 驱动器3的输入端口连接，W光控制电路8的控制输入端口与状态保持/锁存器6或者优先权 控制电路7连接。
上述车辆状态鉴别器2、驱动器3、滤波器5、状态保持/锁存器6、优先权控制电路7、闪 光控制电路8是以集成在一块电路的方式，实现它们的功能，或者是以几块组合电路的方式， 联合实现它们的功能。
该装置安装在车辆的尾部，或安装在摩托车尾箱后部，或助动车的尾箱后部。
本实用新型显示器采用电致发光片，它是一种新型髙科技光源产品。电致发光片使用范 围非常广泛，随着电致发光片制造工艺的改进生产成本逐渐下降，它被广泛应用于各行各业。软体薄片、抗水抗震压、可弯曲粘贴长寿命、功耗极低，发光均匀柔和、不刺眼、无辐射、 色彩绚丽聚光性强。夜间特别醒目，可聚集路人目光，能有效减低你爱车被后车追撞的几率, 提高了你夜间行驶的安全，更是给你的爱车增添了时尚和魅力。电致发光片很环保，节能， 很容易实现颜色图文显示，这对汽车的个性化和美化会带来很大的积极作用，目前EL发光 片在汽车上有应用，色彩丰富，光鲜靓丽，款式多样，也有EL刹车发光片，但是技术含量 低，实用价值不大。
EL电致发光片原理
电致发光片是将发光粉置于两个平板电极之间而构成的。其为夹层式结构，上下各有一 个电极，上电极为透明导电膜ITO膜，光从此面射出，下电极为背电极，其材料主要为银或 碳，发光材料主要是硫化锌ZnS，当交流电压加在两个电极上时，电场使得ZnS粒子产生激 发式跃迁，从而在每一个充放循环中发光，当它含有不同的激活剂时，可发出不同颜色的光。 EL的亮度随电极间的电压、频率的改变而变化， 一般情况下随电压及频率的增加亮度也相应 增加。
当前市面上通常EL驱动IC，无法驱动大面积的EL冷光片。只能采用自激搣荡的变J!I 器来驱动，但这类基于变压器的EL场致发光灯驱动器有许多缺点体积庞大、笨重、噪音 大并对负载的依赖非常人。本实用新型采用电感桥式推挽驱动器具冇极低的电磁干扰EMI, 彻底解决噪音、并且易于控制，能充分满足驱动大面积的EL冷光片。
本实用新型显示器采用第四代LED高效固体光源，由丁-无须热启动时间，亮灯响应速度 快(纳秒级、比白炽灯快0.2秒)，这样争取到的预警时间就从O. 3~0. 5秒变为0. 5 0. 7 秒，如果采用闪烁灯，研究表明，使用W烁灯光与传统制动灯相比，司机的反应能够縮短0.2 秒，这样W争取到1秒左右的预警时间；另外LED低能耗、可直接把电能转化为光能，环保 节能效果良好，而白炽灯泡只能把电能的12%-8%转化为光能、高光强、稳定性高、抗震强、 超长寿命(10万小时，与汽车同寿命)、光线质量高，基本上无辐射，属于"绿色"光源、 光束集中，更易于控制，且不需要用反射器聚光，有利于减小灯具的深度、颜色品种多，红 色,黄色,蓝色，绿色，白色，表达形式多样化，发光纯度高，无需灯罩滤光，光波长误差在io 纳米以内，耗电量低，达到传统灯泡同等的发光亮度时，耗电量仅为传统灯泡的6%，省电节
油。发光热量很小，对灯具材料的耐热性要求不是很高。
根据汽车运动学原理，车辆的动、静状态参数都可以用车辆的加速度参数来表达形式， 其中V为速度米/秒；a为加速度米/秒2它们之间的关系用下列公式表示
一 =3 dt ;
车辆的加速度可以通过加速度传感器测量。通过车辆速度变化量(加速度)的测量，根据加速度的大小和方向可以判别车辆碰撞、紧急刹车，缓刹车，急减速， 一般减速，匀速，加速 等各种状态，因为这些状态都和一定范围的加速度大小和方向一一对应。这就是本实用新型 的工作原理。
微电子机械系统Micro Electro-Mechanical Systems, MEMS是指可批量制作的，集微型 机构、微型传感器、微型执行器和信号处理，以及控制电路、接口、通信和电源等于一体的 微型器件或系统。MEMS是随着半导体集成电路微细加工技术和超精密机械加工技术的发展而 发展起来的、多学科交叉的新兴学科，它以微电子及机械加工技术为依托，范围涉及微电子 学、机械学、力学、自动控制学、材料科学等多种工程技术和学科。其特点是1、微型化 体积小、重量轻、耗能低、惯性小、谐振频率高、响应时间短。2、当前以硅为主要材料，机 械电器性能优良。3、集成化可以把不同功能、不同敏感方向、或制动方向的多个传感器或
执行器集成于一体。4、多学科交叉微系统涉及电子、机械、材料、制造、信息与自动控制、
物理、化学和牛物等多种学科，并集约了当今科技中微小和微观领域发展的许多尖端成果。
MEMS微加速度计具有一般加速度传感器所没有的体积微小、重量轻、耗能低、惯性小、 谐振频率高、响应时间短、抗振能力强、工作稳定、可靠性高等优异的性能和低廉价格。采 用MEMS技术突破这一瓶颈，MEMS微加速度计可以像制作集成电路一样大批量生产，成品合 格率很高，极大地降低了生产成本。MEMS微加速度计符合汽车标准，可以作为大规模工业生 产的标准化通用电子器件。使用MEMS微加速度计测暈减速度，不需与车辆的任何机械部件功 能连接，不破坏车辆的原有结构和功能。这是本实用新型选择MEMS微加速度计的主要原因。
如果说雷达测距是提供空间上的安全行驶距离，那么本实用新型提供的是时间上的"安全 行驶距离"，从理论上讲，两个相同的车辆以相同速度行驶，如果能做到同时刹车，即使相距 10公分，也是不会追尾的。分析车辆刹车过程，踩油门和踩刹车是用同一只脚，平时踩在油 门上，遇到险情，将脚移动到刹车踏板上，这个动作过程需要0.5秒左右。在高速行驶时， 前车因突发事件急刹车，后车看到信号刹车还要高速行驶0.5秒左右，才能停车。前、后车 辆刹车不同步，存在着时间差，这就是追尾的真正原因。驾驶员出于本能，在紧急刹车前， 一定有一个急速把脚从油门踏板移动到刹车踏板上的动作。这个动作使得油门突然减小，车 辆速度骤减，由于这个动作的时间很短，所以速度的变化率比较大，也就是负加速度比较大。 这个动作称之为'急减速'，它是紧急刹车的先兆，用它作为紧急刹车的预警信号，就能像 跑步比赛发'预#~跑'口令那样，将紧急刹车信号用'预^~刹车'两个信号取代，将突 然的紧急刹车转化为有预瞀的刹车。图19是安装车辆动态显示装置的效果图。'预备口令' 信号，能提前通知前、后车辆做好同步刹车准备。要求驾驶员看到'预备口令'信号(W烁 黄色灯光)，必须立即把脚从油门踏板移到刹车踏板上，做好踩刹车踏板准备。因为前方车辆
8任何原因的急减速对于后方车辆都是一个有害信息，随之减速总是对的， 一旦出现'刹车口 令'信号(闪烁红色灯光)，后方车辆驾驶员就几乎可在第一时间与前方车辆驾驶员同时踩 下刹车；加上采用LED光源比白炽灯提前O. 2秒，共为紧急刹车赢得将近1秒的预警时间， 按时速80 100公审计，相当于增加安全距离20米以上，根据同样的机理，'预备口令'可 快速复制，向后接力传递，利用该口令超前传递效应，于是一车遇险，其后跟随的所有车都 会与前车同歩刹车，故可有效避免追尾，特别是连环追尾。这就是本实用新型通过减小前后 车辆刹车同歩时间差，解决追尾的方法。
车辆出现任何原因引起的减速，如减小油门、踩刹车、上坡、机器故障等原因，都会向后 方呈现黄灯，对事故苗头发出'黄灯警'信号，提防驾驶员防微杜渐，作好准备，有备才能 无患，将交通事故消灭在萌芽状态。
车辆的碰撞、紧急刹车，缓刹车，急减速， 一般减速，匀速，加速状态，鉴于成本和复杂 程度的考虑， 一般不将.匕述状态统统显示，而是选择3 5个状态进行显示，比如选择紧急刹 车一急减速一一般减速一加速状态；或者紧急刹车一急减速一加速状态；或者紧急刹车一缓 刹车一急减速一加速状态；或者碰揸一紧急刹车一缓刹车一急减速一加速状态等組合。 本实用新型特色设计
本实用新型采用窗口比较器采集加速度信息是签于任意一个状态信号对应的加速度数值 是某一个区间，而不是一个点；另外可以扩大迈用范围。
本实用新型采用可重复触发型的单稳态触发电路作为状态保持/锁存器是基于加速度信 号是--个瞬间信号，如果不保持/锁存就会消失，无法进行信号处理。采用可重复触发型的单 稳态触发，是因为一个状态可能有多个加速度信号与之对应的情况，用普通的单稳态触发器， 就可能产生多个脉冲，而用可重复触发型基本上只产生一个脉冲。符合一种状态用一种方式 显示；另外可重复触发型的单稳态触发电路带淸除端口，很容易构成优先权控制电路。
本实用新型采用优先权控制显示技术是基于加速度信号是瞬间信号，要显示给人看，一 定要扩展，比如扩展为2 3秒的显示信号，而在2 3秒的显示时间，往往会出现下面的情 况
1. 当前的状态信号比先前的更紧急，危险，是继续显示先前的状态？还是显示当前的状 态？现有技术是显示完先前的之后，再显示当前的，这样就造成紧急，危险信号的滞后显示， 造成交通事故。如将刹车信号滞后显示了。比如法国的第三刹车灯，因为用同一个灯，产生
'正常'刹车(红灯亮)和'突然刹车，(闪烁红灯5秒)两种信号，'正常'刹车在先，
往往影响'突然刹车'紧急危险信号的显示，造成滞后，这个问题有普遍性。
2. 先前的状态信号比当前的更紧急，危险，是继续显示先前的状态？还是显示当前的状态？如果一味地用当前的去冲掉先前的也不对。
我们采用优先权控制显示技术(装置和方法)，比较好地解决了上述冲突，原则是冲突双 方谁更紧急，危险，就优先显示谁。
有益效果
1. 超前传递预警功能解决了 '紧急刹车预警，百年世界难题，能像跑步比赛发'预 备一跑'口令那样，提前发出使前、后车辆同步刹车的'预备一刹车'口令信号，驾驶员接 到'预备口令'，必须立即把脚从油门踏板移到刹车踏板上，做好踩刹车踏板准备，实现'有 备无患'。 一旦出现'刹车口令'，后方跟车车辆驾驶员就几乎可在第一时间与前方车辆驾驶 员同时踩下刹车；加上采用LED光源比白炽灯提前O. 2秒，共为紧急刹车赢得将近1秒预警 时间，按时速80 100公虽计，相当于增加安全距离20米以上，利用该口令超前传递效应， 一车遇险其后所有跟车都会与前车同歩刹车，故可有效避免连环追尾。根据美闺交通部的研 究报告，如驾驶员比现在早0.5秒预知危险，就可减少追尾事故50%，减少正面碰揸30%;如 早l秒预知危险，就可问避90%的交通事故。参见图i9效果图。
2. 减速报警，防微杜渐功能全程监督，动态连续显示全过程，不仅有突变信息，而且 有渐变过程，前车减速对于紧随其后的车辆是危险讯号，是发生事故的前兆，不论什么原闲 引起的减速，只要达到或者超过设定限度， 一般性减速用黄色灯光，急减速用黄色闪烁灯光 报警，黄色光能见度高，特别是大雾天，闪光更能引起到对方警觉，防患于未然，有备无患。
3. 灯光信号是汽车的语言。人性化、耳熟能详的'红灯停一绿灯行一闪灯急一黄灯警' 车辆信号语S化记忆规则，采用红、黄、绿是交通领域内的通用颜色，创造性采用红色圆形、 黄色三角形、绿色四方形分别代表禁止、螯告和放行，既可表达颜色和形状变化效果，给人 视觉上的差别，又与交管部门的信号装置颜色相吻合。可更好的被人"读懂"，起到提醒作用， 及时采取相应的规避，从而让驾驶环境更和谐，行驶更安全。
4. 以人为本，采用红-黄-绿三色LED或者EL显示车辆状态变化，有张有弛，可以放松眼 球，消除驾驶员紧张心理和缓解精神疲劳，由自动装置及时、准确检测和预报事故隐患-减速， 通报车辆状态，做到对于行驶中的车辆相互沟通、知己知彼、胸中有数，轻松驾驶，大大地 减轻了劳动强度，对身心健康和安全大有益处；独特的刹车显示，能集中思想，提高警觉， 有效地预防事故发生。
5. 通过LED或者EL彩色显示器，产生区别明显的视觉效果，克服以前信号灯单一，视觉 效果差，特别是刹车信号含糊不清，难于辨认缓慢刹车、急刹车甚至是撞车的老问题。采用 优先权电路，保证紧急危险信号优先显示。6. 无阻碍安装。独立装置与车辆毫不相干，便于同所有新、老车辆配套，安装十分方便， 不用布线，只需固定在车上接上电源就可以工作，并且有自检测功能。
7. 本实用新型综合微电子机械MEMS系统、LED高效固体光源、EL场致发光技术，将对车 辆信号灯光领域带来一场革命，极大地改变了汽车驾驶员对周围车辆行驶状态的敏感程度， 可以使大量的汽车相撞冲撞事故消失在萌芽状态中，大大地提高了驾驶员对周围车辆状态的 判断能力和反应能力，为避免事故赢得了宝贵的时间，为创建和谐驾驶环境、和谐交通、和 谐社会产生巨大的社会效益。
8. 本实用新型制作成本低，性价比高，竞争力强，特有的窗口比较器采集设计，确保证状态 信息的准确可靠，优先权控制显示技术保证任何时候都将最紧急，危险的信息实时呈现，发 光二极管和电致发光片的低功耗、高可靠、寿命长将产生很大的经济效益。有望成为国际汽 车电子市场中耀眼的，新型的LED和EL信号灯产品。汽车灯具是汽车的眼睛，时髦的汽车 灯具集实用性和装饰性为一体。它最能体现汽车的品位，越是个性化车、高档车，越注重车 灯的设计及品质。
综观上述，本实用新型核心价值就在于能为车主带来生命安全。避免和防止交通事故，提 高运输能力，保障国家财产和人民生命，于国于民具有很高的社会效益，对驾乘人员而言，还 有什么比生命更具价值？中国机动车保有量已达到1. 528亿辆，是世界第一大汽车潜在市场， 世界第二大汽车消费国，世界第三大汽车生产国，也是世界交通事故发生率最高的闺家。本 实用新型具有1000亿元的国内潜在市场，国际市场更大。推广使用本实用新型每年可以减少 车祸死亡人数约5万，减少伤残人数约30万，减少直接经济损失约200亿人民币，减少间接 经济损失更加巨大。并且能提高道路利用率，大大缓解城市交通堵塞，节约能源，减少空气 污染。
图1为本实用新型的基本组成框图
图2为本实用新型采用LED显示器电路的组成框图
图3为本实用新型釆用EL显示器电路的组成框图
图4为本实用新型附加车辆状态保持/锁存器的组成框图
图5为本实用新型附加车辆状态保持/锁存器和优先权控制电路的组成框图
图6为本实用新型附加车辆状态保持/锁存器和闪光控制电路的组成框图
图7为本实用新型附加滤波器的组成框图
图8为本实用新型附加滤波器、车辆状态保持/锁存器电路的组成框图
11图9为本实用新型附加滤波器、车辆状态保持/锁存器、优先权控制电路的组成框图 图10为本实用新型附加滤波器、车辆状态保持/锁存器和闪光控制电路的组成框图 图11为本实用新型附加滤波器、车辆状态保持/锁存器、优先权控制电路和闪光控制电路 的组成框图
图12为本实用新型采用LED显示器，附加滤波器、车辆状态保持/锁存器、优先权控制电路 和闪光控制电路的组成框图
图13为本实用新型采用EL显示器，附加滤波器、车辆状态保持/锁存器、优先权控制电路 和闪光控制电路的组成框图
图14本实用新型实施例1电原理图
图15本实用新型实施例2电原理图
图16本实用新型实施例3电原理图
图17本实用新型实施例4电原理图
图18为本实用新型实施例5，采用车辆动态显示的方法用颜色、图形或文字显示车辆碰撞、 紧急刹车，急减速，加速四个状态的图集
图19为安装本实用新型车辆动态显示装置的效果显示图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型优选实施例作进一步的描述。 实施例l:如图l、图2、图4 图12和图14所示，本例是用于急刹车、急减速、 一般减速 和加速四个状态的LED显示；MEMS微加速度计1采用美国ADI公司ADXL05，按士2g量程接 线，滤波器5由C4和Rl组成髙通滤波器，去掉直流分量而将交变部分的信号耦合到输出放 大器；ADXL05的9为输出端口，不同车辆状态产生不同的加速度数值输出到车辆状态鉴别 器2;车辆状态鉴别器2采用两个四电压比较电路LM339,参考电压产生电路由5V电源和R29、 r4、 R26,R25、 r3、 R21，R20、 r2、 R16， R14、 rl、 Rll电阻器、可调电位器组成，rl r4是可 调电位器用于调节参考电压的阀值，两个四电压比较电路组成A、 B、 C、 D四个窗口电压比较 器，用于分别鉴别急刹车、急减速、 一般减速和加速四个车辆行驶状态，然后输出到状态保 持/锁存器6保存；状态保持/锁存器6由两个可重复触发型的单稳态触发电路74LS123组成， RC为单稳态时间常数，即显示时间T，如果在T时间里有加速度脉冲产生，会延长显示一个 T时间；优先权控制电路7由两个可重复触发器74LS123的负脉冲输出端1^~清零复位端 25Ik—负脉冲输出端2^"清零复位端1^!^—负脉冲输出端1^"清零复位端2^Ek链接组 成，保证显示优先权自高到低为急刹车、急减速、 一般减速和加速，即在显示时间发生冲突时优先权高的状态显示会打断优先权低的状态显示，保证显示最紧急、危险的信息；闪光控 制电路8由时基电路NE555构成多谐振荡器，闪烁频率3Hz士lHz,用于产生黄色闪光，表示 急减速状态，黄色光和黄色闪光波长具有对大雾高的穿透性，易产生警惕性，红色绿色同时 亮，产生黄色，功率大，所以更醒目；保存的状态信号和需要闪烁的控制信号经过D3、 D5、 D6、D7 二极管引导进入驱动器3;驱动器3采用两个LED大功率驱动电路NUD4001, —个NUD4001 提供350ma的驱动电流，显示器4采用12个LED双基色发光二极管GM5ZRG01210A，NUD4001-1 用于驱动红色发光二极管，NUD4001-2用于驱动绿色发光二极管，两个驱动器同时工作，显 示黄色灯光，D3、 D5、 D6、 D7二极管引导控制信号，保证急刹车用红色灯光显示、急减速用 闪烁黄色灯光显示、 一般减速用黄色灯光显示和加速用绿色灯光显示。 图19是本实施例的效果图，即行驶状态变换图。
本例稍做修改，就可适用于从碰揸、紧急刹车，缓刹车，急减速， 一般减速，匀速，加速 中挑选的任意几个车辆状态的显示。
实施例2:如图l、图3 图11、图13、和阁15所示，本例是用于加速、急减速、缓刹 车和急刹车四个状态的EL电致发光片显示；本例与实施例1的MEMS微加速度计1，车辆状 态鉴别器2，滤波器5，闪光控制电路8都相同，不同在于显示器4采用EL显示器，驱动器 3釆用EL驱动器，车辆状态鉴别器2采用JH脉冲输出，车辆状态信号通过D3、 D4、 D5、 D6 分四路输出给四个开关三极管A3、 A4、 A5、 A6的控制基极。EL驱动器31采用WD29 EL驱动 电路。WD29可以驱动600平方厘米的EL电致发光片。有四个EL电致发光片EL1、 EL2、 EL3 和EL4分别对应四种颜色或者图形或者文字。
本例中的四个车辆状态可以从碰撞、紧急刹车，缓刹车，急减速， 一般减速，加速中挑选。
实施例3:如图l、图2、图4~图12和图16所示，本例是用于加速、急减速、缓刹车 和急刹车四个状态显示；本例与实施例1的驱动器3相同，不同在于MEMS微加速度计1用 MMA1270EG，滤波器5由R1C2组成，用于将时钟噪音减到最少，显示器4采用3个大功率 LED双基色发光二极管；车辆状态鉴别器2采用两个四电压比较电路LM2901，组成两个电压 比较器和两个窗口电压比较器，并且都是负脉冲输出，状态保持/锁存器6是由两个NE556电 路组成的四个单稳态触发电路，分别保存加速、急减速、缓刹车和急刹车四种车辆状态信号； 优先权控制电路7采用6非门电路74LS04中的三个非门74LS04-1、 74LS04-2、 74LS04-3和 NE556的四个单稳态触发电路的直接复位端口1 (第4、 IO脚)组成，保证显示优先权自高到 低为急刹车、缓刹车、急减速和加速；驱动电路NUD4001-1驱动三个绿色发光二极管，驱动 电路NUD4001-2驱动三个红色发光二极管，状态保持/锁存器6的输出经过D3 D8引导分别产生绿色、黄色、红色、闪烁红色灯光显示，显示时间取决于单稳态触发电路时间常数RC;
急刹车显示闪烁红色灯光，闪光控制器8由NE555电路组成，急刹车状态信号保持/锁存器是 由NE556-2 (2)组成的单稳，其输出连接NE555的清零端口 4，控制闪光电路工作时间。
实施例4:如图l、图3 图11、图3和图17所示，本例是用于加速、急减速、急刹车 和碰揸四个状态显示；本例与实施例3的MEMS微加速度计1、滤波器5、优先权控制电路7 相同，不同的是显示器4采用EL显示器42,驱动器3采用EL驱动器31，状态保持/锁存器6 是由两个NE556电路组成的三个单稳态触发电路和一个R-S双稳态触发电路组成，三个单稳 态触发电路的输出连接三个开关三极管A3、 A4、 A5的控制基极。EL驱动器31采用TO29 EL 驱动电路。双稳态触发电路NE556-2 (2)用于锁存显示碰撞状态信号，其输出给由NE555 组成的闪光控制器8，闪光控制器8的输出给开关三极管A6的控制基极，使EL4电致发光片 闪烁点亮表示碰撞的图文，直到按清除键K或断电或电瓶耗尽为止。
实施例5:釆用实施例4中的车辆动态显示装置(硬件)，产生如图18所示，用颜色、 图形或文字显示车辆碰撞、紧急刹车，急减速，加速四个状态的5组图。其中1和3组是采 用颜色+图形的方法；2和5组是采用颜色+图形+文字的方法；4组是采用颜色+图形+文字+ 符号的方法；1 5组也可以采用整体或者部分闪烁的方法。
本实用新型尽管列举了数个例案，但不可能穷举本^:'用新型要素的排列组合；显然，本 领域的技术人员可以对本实用新型车辆状态信号系统进行各种改动和变型而不脱离本实用新 型的精神和范围。这样，倘若对本实用新型的改动和变型属于本实用新型权利要求及其等同 技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求1.一种车辆动态显示装置，包括电源(9)，其特征在于还包括MEMS微加速度计(1)、车辆状态鉴别器(2)、驱动器(3)、显示器(4)；根据车辆状态的不同，分别显示不同的发光颜色、或和图形、或和文字；其中MEMS微加速度计(1)为输入部件，用于自动产生车辆状态信号，它的输出端与车辆状态鉴别器(2)输入端口连接；车辆状态鉴别器(2)的输出端口与驱动器(3)的输入端口连接；驱动器(3)的输出端口与显示器(4)的输入端口连接；以上各部件的电源端口与电源(9)的输出端口连接，各部件的接地端口与电源(9)的接地端口连接。
2. 根据权利要求l所述的车辆动态显示装置，其特征在于，所述的显示器(4)是LED显 示器(41)，由高亮度、或超高亮度的单基色、或双基色、或三基色LED发光二极管组成，所 述的驱动器(3)是LED驱动器(31)。
3. 根据权利要求1或者2所述的车辆动态显示装置，其特征在于，所述的LED驱动器(31) 是恒流LED驱动器、或者是恒压LED驱动器。
4. 根据权利要求l所述的车辆动态显示装置，其特征在于，所述的显示器(4)，是EL电 致发光片(42)，所述的驱动器(3)是EL驱动器(32)。
5. 根据权利要求1或4所述的车辆动态显示装置，其特征在于，所述的EL驱动器(32) 是电感桥式推挽驱动器。
6. 根据权利要求l所述的车辆动态显示装置，其特征在于，所述的MEMS微加速度计(1) 最大量程范围为士lg 土2g。
7. 根据权利要求1或6所述的车辆动态显示装置，其特征在于，所述的MEMS微加速计(1) 是ADXL05,或是MMA1270EG ， LIS3L02AS4， SCA610， MMA6200Q， MMA7260Q。
8. 根据权利要求l所述的车辆动态显示装置，其特征在于，所述的车辆状态鉴别器(2) 的组成以电压比较器为主，参考电压产生电路等为辅，参考电压电路设有调节电位器，用于 阀值调节。
9. 根据权利要求8所述的车辆动态显示装置，其特征在于，所述的电压比较器是双限幅 窗口电压比较器，可由电压比较电路LW339，或LM2901 ， CA139A电路构成；或由时基电路NE555， 或NE556电路构成。
10. 根据权利要求l所述的车辆动态显示装置，其特征在于，还包括滤波器(5)，滤波器 (5)的输入端口与MEMS微加速计(1)的输出端口连接，滤波器(5)的输出端口与车辆状态鉴别器(2)的输入端口连接。
11. 根据权利要求1所述的车辆动态显示装置，其特征在于，还包括状态保持/锁存器(6), 状态保持/锁存器(6)的输入端口与车辆状态鉴别器(2)的输出端口连接，状态保持/锁存器(6)输出端口与驱动器(3)的输入端口连接。
12. 根据权利要求l或ll所述的车辆动态显示装置，其特征在于，所述状态保持/锁存器 (6)是单稳态触发器电路或双稳态触发器电路。
13. 根据权利要求12所述的车辆动态显示装置，其特征在于，所述单稳态触发器电路是 带清零端口可重复触发单稳态触发电路74LS123,或者74LS122, LT1122， LT1123， CC74HC123， CC54HC123。
14. 根据权利要求l所述的车辆动态显示装置，其特征在于，还包括优先权控制电路(7)， 优先权控制电路(7)与状态保持/锁存器(6)连接。
15. 根据权利要求l所述的车辆动态显示装置，其特征在于，还包括闪光控制电路(8)， 闪光控制电路(8)的输出端口与驱动器(3)的输入端口连接，闪光控制电路(8)的控制输 入端口与状态保持/锁存器(6)或者优先权控制电路(7)连接。
专利摘要本实用新型由MEMS微加速计、车辆状态鉴别器、驱动器、LED显示器或EL电致发光片组成；采用加速计检测状态，通过状态鉴别器对碰撞、紧急刹车，缓刹车，急减速，一般减速，加速状态进行自动判断，再用不同的发光颜色、图形、文字、或其组合，按紧急程度排序分别实时显示，用自控替代人工操作，用“预备-刹车”两个信号替代刹车信号，解决了“紧急刹车预警”难题，一车遇险其后所有车都会与前车同步刹车，可争取0.8～1秒预警时间，有效避免追尾和连环追尾，全面的预警机制，克服传统信号灯诸多缺陷，开创车辆间相互沟通、知己知彼、安全驾驶之先河，成本低、性价比高、安装简便，适合各种车辆尾部高位加装和摩托车、助动车后尾箱安装。
文档编号B60Q1/26GK201333972SQ20082021511
公开日2009年10月28日 申请日期2008年12月11日 优先权日2008年12月11日
发明者刘麒麟, 王少磊, 翁琼华, 青 龚, 龚立新 申请人:龚立新