专利名称：车用避碰声纳的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及车用自动刹车装置，尤其涉及利用声纳原理的车用避碰声纳。
已有的车用超声波测距装置由超声波收发电路、时间差测量电路及报警电路三大部分组成。发射和接收超声波共用一只换能器，测量出的发射信号和回波信号的时间差越小距离越近，喇叭声越急促，音量越响。这种车用超声波测距装置只具有测距功能即对车子前方东西与车子距离进行测定，然后以呜喇叭的方式提醒司机，注意保持距离。但这种装置只能起到提醒作用，并不能帮助遇到在突发事情时采取紧急刹车以避免相撞事故发生。而常人一般的反应时间在0.7秒至1秒之间，如在突发事情时能代替驾驶员迅速采取紧急刹车措施，以缩短上述反应时间，便可有效地避免事故的发生。
本实用新型的目的是提供一种自动刹车装置，在突发事情发生时能代替驾驶员采取紧急刹车措施，缩短反应时间，及时刹车，避免碰撞。
本实用新型的另一目的是超速报警和超距报警。
本实用新型提供的车用避碰声纳，包括具有测距信号发生器的距离测量电路，其特征在于它还包括包含速度传感器的速度测量电路、对上述距离测量电路产生的距离信号和上述速度测量电路产生的速度信号进行比较判别的逻辑判别电路及由所述逻辑判别电路进行控制的自动刹车装置。
本实用新型提供的车用避碰声纳，上述逻辑判别电路包括将上述速度测量电路的串行速度信号变成并行速度信号的移位寄存器，将上述测距信号发生器的测距信号进行延时的延时电路及将从上述并行速度信号、延时电路的输出信号和上述距离信号进行“与”运算、“或”运算的与门电路以及或门电路。
本实用新型提供的车用避碰声纳在上述逻辑判别电路与自动刹车装置间还包括一对所述逻辑判别电路的输出信号具有延时保持作用以保证自动刹车装置可靠动作的且含有一继电器的开关电路。
从本实用新型的上述发明目的可知其优点在于由于采用了自动刹车装置，大大提高了刹车的灵敏度，使刹车时间从驾驶员的反应时间的0.7秒至1秒提高到0.2秒，即反应时间至少提高了0.5秒，这样避免了车辆和行人或物体的碰撞，减少了车祸的发生。
以下结合附图对本实用新型的最佳实施例作进一步的描述。其中
图1为本实用新型的声纳的结构框图；图2为本实用新型中测距电路框图；图3为本实用新型中测速电路框图；图4为本实用新型中逻辑判别电路框图；图5a为本实用新型部分电路图；图5b为本实用新型另一部分电路图；图6a表示超声波信号发生器39的输出信号；图6b表示二极管41阳极端的输出信号；图6c表示场效应管40集电极的输出信号；图6d表示三极管52集电极的输出信号；图6e表示三极管53集电极的输出信号；图6f表示三极管56集电极的输出信号；图6g表示二极管60阴极的输出信号；图6h表示运算放大器63的输出信号；图7a表示测速传感器20的输出信号；
图7b表示运算放大器72的输出信号；图7c表示运算放大器73的输出信号；图7d表示测速方波信号发生器74的输出信号；图7e表示门电路23的输出信号；图8a、8b、8c、8d、8e和8f分别表示计数器25的V1、V2、V3、V4、V5和V6端的输出信号；图8g、8h、8i、8j和8k分别表示触发器64、68、69、70和71的输出信号；图8l表示运算放大器63的输出信号；图8m表示或门78的输出信号；图9为本实用新型中自动刹车装置的原理框图；
图10为本实用新型外型图；参见
图1，
图1为本实用新型的声纳的结构框图，其中测速电路由速度传感器和测速信号处理电路2组成。从该传感器送出信号频率对应于车速的交变电压信号，该信号送到测速信号处理电路2中进行信号处理。经处理后的速度信号送到逻辑判别电路3进行判别。测距电路由收发换能器120和测距信号处理电路4组成。收发换能器120发出和接收超声波信号。从测距信号处理电路4中输出的所测目标距离信号也送到逻辑判别电路3进行判别。逻辑判别电路将接收来的距离信号和速度信号再进行信号处理，最后通过开关电路5将制动信号送到制动刹车系统6。同时从测速电路2将速度信号送到超速报警电路7，从测距电路4将距离信号送到超距报警电路8，一旦车速超过限定车速度，或车子与目标物距离过近，该装置就会发出报警。当然也可不用报警电路，而只用自动刹车装置。电源电路100给各电子元件提供电源。
参见图2，图2为本实用新型中测距电路框图。该测距电路是利用声纳原理，采用超声波探测物体。其中从超声波发生电路9中发出测距超声波，该超声波及从测距脉冲信号发生电路10发出的测距脉冲信号同时送至调制器11，超声波经调制器调制后送到功率放大器12进行功放，放大后的信号由发射换能器13向空间发出。由发射换能器13发出的超声波信号碰到人或物体等目标时立刻返回，由接收换能器14接收后送到射极跟随器15进行阻抗变换再由滤波放大器11进行滤波放大，检波器17进行检波，在比较器18中进行比较后输出到逻辑判别电路3。测距脉冲信号电路10也输出脉冲信号到逻辑判别电路3。
参见图3，图3为本实用新型中测速电路框图。其中从速度传感器20送出频率对应于车轮转速的交变电压信号，该信号由前置放大器21放大，标准比较器22比较后输出脉冲信号至门电路23，由测速方波信号发生电路24发出的测速方波信号也输到门电路23，最后门电路23输出一个串行的速度信号，送至逻辑判别电路3，测速方波信号作为计数控制信号也同时被送到逻辑判别电路3。
参见图4，图4为本实用新型中逻辑判别电路框图。由上述测速电路的门电路23和测速方波信号发生电路24输入逻辑判别电路3的信号输入到移位寄存器25，其中门电路23输出速度信号作为移位寄存器25的时钟信号，每送入一次速度信号，移位寄存器25下移一次。移位寄存器25的输出V1作为速度指示用，V2至V6分别输到5个与门电路26、27、28、29和30，V7输到报警电路系统7，起超速报警作用。由上述测距脉冲信号发生电路10发出的测距脉冲信号经延时电路31、32、33、34和35连续延时，上述5个延时电路输出依次分别送到与门26、27、28、29和30，从上述标准比较器18送出的距离信号也分别送入上述5个与门电路，5个与门中皆有三个信号同时进行“与”运算，它们运算结果输到或门电路组36，或门电路组36的输出经延时电路5送到制动系统6。另外由标准比较器18送出的距离信号和由测距脉冲信号发生电路10发出的经过延时电路37后的测距信号一起送到与门电路38进行“与”运算后也输入报警电路系统8，起超距报警作用。
参见图5a和图5b，图5a和图5b合起来为本实用新型电路图，其中图5a中A点和B点分别与图5b中A和B点相连。超声波信号发生电路9由超声波信号发生器39以及其周围电容和电阻组成，该信号发生器型号为XR－2206PC。调制器11由三极管(3DJ7J)40及二极管41等组成，超声波信号发生器39输出信号(参见图6a)通过电容42送到调制器11，测距脉冲信号发生电路10包括测距脉冲信号发生器(LM555)43及电阻、电容，其输出经过电容44的信号(参见图6b)送到调制器11中场效应管40。由三极管41等组成的调制器11用测距脉冲信号对超声波信号进行调制，调制后的信号(可参见图6c)送至由45、46、47、48、49、50、51、52八个三极管及对应电阻、电容组成的功率放大器12进行功率放大，经放大后从三极管52输出的信号(可参见图6d)送至发射的PZT陶瓷压电换能器13向前方发射。发射出去的超声波信号遇到目标反射回来由接收的PZT陶瓷压电换能器14接收，接收后送到由三极管53等组成的射极跟随器时行阻抗变换，变换后的信号(参见图6e)再由54、55、56三个三极管和电容57、58、59及电组等组成的滤波放大器16滤波放大，放大后信号(参见图6f)由二极管60、电容61和电阻62组成的检波器进行检波，检波后的信号(参见图6g)在由运算放大器63及电阻组成的标准比较器中进行比较后信号(参见图6h)输至逻辑判别电路3的与门26、27、28、29、30及38的一个输入端。
电感式速度传感器20安装在车速里程表内，它能送出交变电压信号(可见图7a)该信号频率对应转速，转速信号由运算放大器72、电阻和电容组成的前置放大器21进行放大，放大后信号(见图7b)由运算放大器73和电阻组成的标准比较器22比较后输出脉冲信号(可见图7c)至门电路23。同时从由测速方波信号发生器74及电阻、电容组成的测速方波信号发生电路24发出的测速方波信号(可见图7d)也输到门电路23，门电路23对上述两信号作“与”运算，门电路23输出信号(可见图7e)连至逻辑判别电路3的移位寄存器25(型号为SN74LS164)，其中门电路23输出信号作为移位寄存器25的时钟信号。
由测距脉冲信号电路10输出的脉冲信号输到由D触发器64、电容65、二极管66、电阻67组成的延时电路，触发器64的正输出信号(见图8g)送到与门26的另一个输入端，其负输出连到延时电路32的触发器68的输入端；触发器68的正输出信号(见图8h)送到与门27的另一输入端，其负输出连到延时电路33的触发器69的输入端；触发器69的正输出信号(见图8i)送到与门28的另一输入端，其负输出连到延时电路34的触发器70的输入端，触发器70的正输出信号(见图8j)送到与门29的另一输入端，其负输出连到延时电路35的触发器79的输入端，触发器71的正输出信号(见图8k)送到与门30的另一输入端。这样就把由测距脉冲发生电路10输出的串行信号变成从5个触发器的正输出端输出的并行信号。
移位寄存器25的输出V2至V6(可见图8a至图8f)分别连到5个与门电路26、27、28、29和30的第三个输入端，与门26、27、28、29和30分别将三个输入端的输入信号作“与”运算，与门30与29输出端都连到或门75输入端，与门28与27输出端都连到或门76输入端，或门76输出端和与门26输出端都连到或门77，或门75和77输出端都连到或门78输入端，或门78输出(或见图8m)送到开关电路5的或门80输入端。
开关电路5由带有两组常开触点81、82的继电器83、电容84、二极管85、三极管86、87运算放大器87及电阻组成。当或门78输出为“1”时，或门80输出也为“1”，这样三极管86导通，继电器83动作。若或门78输出为“0”时，或门80输出也为“0”，三极管86截止，继电器83不动作。虽然或门78输出的是窄脉冲，三极管87基极上电容84及电阻组成延时电路，经运算放大器88比较后输出宽脉冲信号，运算放大器85的输出又反接到或门80的输入端，使或门80输出在较长时间(如5秒)内保持为“1”，以保证继电器83可靠动作。
继电器83的一组常开触点81串在二位三通截止式电磁换向阀(型号为K23 JD)与12伏电源电路中，当继电器83吸合时，常开触点81短路，使＋12V电源接通至电磁换向阀89，换向阀89就使制动系统工作而自动刹车(具体原理参见图9说明)。继电器83的另一组常开触点82接在汽车点火线圈与地之间。常开触点82闭合将使点火线圈短接到地，汽车熄火。
移位寄存器25输出的V1和V7接到三极管90和91的基极，三极管90导通，发光二极管92亮。V7为“1”三极管91导通，发光二极管92亮，表明车子已经超过规定的速度而给驾驶员指示超速报警。由触发器93等组成的延时电路37的正输出端接到与门38的一个输入端，运算放大器63输出接到与门38的另一个输入端，与门38的输出端通过电容电阻接到运算放大器94的输入端。如运算放大器94输出为“1”，则三极管95导通，蜂呜器123呜叫表示车子与物体或人距离已超过规定的最近距离而作超距报警。
电源电路100由开关101、发光二极管102、三端稳压器103、104(型号为MC7805、MC7809)和时基电路105(型号为LM555)组成。当开关101闭合时，电源通过保险丝106接通电源电路100，红色发光二极管102亮，作电源工作指示。三端稳压器103、104当输入电压小于24V而大于11.5V时，它们的输出始终为15V和19V。本装置负电源是由时基电路105(型号LM555)与电阻及电容组成的方波发生器经二极管121和122整流后输出－9V电源电压。
参见图9，图9为本实用新型中自动刹车装置的原理框图。框114中表示二位三通截止式电磁换向阀。其中虚线表示气源信号通路。我们设定执行器件O′A′常通，P′A′常闭，换向阀第三端连接到汽车制动系统中去。当逻辑判别电路3输出为“0”时，开关电路5输出电压为0伏，汽车处于正常的行驶状态，如驾驶员需要刹车时，踏下脚踏板111，进气阀113开启，制动贮气筒112的空气通过A孔流入B孔和C孔。由于B、C孔与O′孔连通，空气经O′孔流到A′，空气进入前后制动气室，汽车制动。当逻辑判别电路输出为“1”时，开关电路输出电压为12伏，执行器件原状态改变，阀芯114右移，O′A′由常通变为关闭，P′A′由常闭变为开启，制动贮气筒112的空气由P′孔流过A′孔进入前后制动气室，汽车紧急制动。这种状态保持5秒钟。开关电路再次输出电压为零伏时，阀芯114左移，制动系统恢复原始状态，空气经A′、O′、BC孔，由原刹车分泵排出孔排入大气。
参见
图10，
图10为本实用新型外型图，其中123表示报警的蜂呜器，124表示超速指示灯，101表示电源开关，102为表示电源工作状态的红色发光二极管，125为表示测距脉冲信号发生器43工作状态的黄色发光二极管，92为表示测速电路工作状态的绿色发光二极管。
权利要求1.一种车用避碰声纳，包括具有测距脉冲信号发生电路的距离测量电路，其特征在于它还包括包含速度传感器的速度测量电路、对由上述距离测量电路产生的距离信号和上述速度测量电路产生的速度信号进行比较判别的逻辑判别电路及由所述逻辑判别电路进行控制的自动刹车装置。
2.按权利要求1所述的车用避碰声纳，其特征在于，上述逻辑判别电路包括将上述速度测量电路的串行信号变成并行信号的移位寄存器，将测距脉冲信号发生电路输出的串行信号变成并行信号的延时电路，及将上述两种信号与上述距离测量电路输出的信号进行逻辑运算的与门和或门。
3.按权利要求1所述的车用避碰声纳，其特征在于，在上述逻辑判别电路与自动刹车装置间还包括一对所述逻辑判别电路的输出信号具有延时保持作用以保证自动刹车装置可靠动作的含有继电器的开关电路。
4.按权利要求1所述的车用避碰声纳，其特征在于，上述自动刹车装置包括一个既能用于正常刹车又能在事故时紧急刹车的换向阀及使所述换向阀换向的上述继电器的一组触点和使点火线圈短路接地的上述继电器的另一组触点。
5.按权利要求1所述的车用避碰声纳，其特征在于还包括用于超速及超距时的报警电路。
6.按权利要求1所述的车用避碰声纳，其特征在于上述速度传感器为一种电感式传感器。
专利摘要本实用新型涉及车用避碰声纳，它包括具有测距脉冲信号发生电路的距离测量电路，包含速度传感器的速度测量电路，对由上述距离测量电路产生的距离信号和上述速度测量电路产生的速度信号进行比较判别的逻辑判别电路，由所述逻辑判别电路进行控制的自动刹车装置，及对所述逻辑判别电路的输出信号具有延时保持作用以保征自动刹车装置可靠动作的开关电路。其优点为采用自动刹车装置，使刹车时间从0.7至1秒缩短到0.2秒，提高了开车安全性。
文档编号B60T7/12GK2044563SQ8920107
公开日1989年9月20日 申请日期1989年1月23日 优先权日1989年1月23日
发明者吉雨冠 申请人:吉雨冠