专利名称：机动车船安全行驶监控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到的是运输工具的监控，特别是机动车船安全行驶监控装置。
据报道，92年1月份全国共发生17000起交通事故，死亡4000人，伤16000人。这些事故不但给国家造成较大的经济损失，而且给伤亡者家属造成极大的痛苦。目前国内较为先进的安全行车装置工作状态是当汽车以每小时15公里以上速度行驶，其正前方7米(轿车为12米)以内，距地面0.7米－2.4米的范围出现路障，该装置便会驱使汽车自动急刹车；当汽车以每小时15公里以下的速度行驶或需转向起车时，只要打开转向灯，该装置变自动失效，任由驾驶员手动操作。可见该装置存在如下问题当汽车运行速度很高时，在汽车前方7米内有障碍物，此时该装置虽然立刻采取了紧急制动，但由于制动距离已起过7米，所以还要发生交通事故；当车辆以每小时低于15公里的速度在行人很多的路段行驶时，该装置反而自动失效。
本实用新型的任务是根据上述问题提供一种能使车辆前方障碍物距车辆的距离同与车速有关的动作距离进行比较，确定由该装置向司机发出信号，使司机采取预见性制动，还是由该装置来执行车辆的紧急制动，且还能自动限制车辆在转弯、正面会车时的速度的机动车船安全行驶监控装置。
本实用新型的任务是以如下方式完成的当司机接通行车开关后，该装置同时投入运行。超声波发射传感器向车辆正前方发出超声波，同时测距计数器开始将数据经接口进入单片机；测转速电络的计数器也同时将数据经接口进入单片机。当超声波被车辆前方的障碍物反射，然后被超声波接收传感器接收后，测距计数器停止计数，超声波发射传感器也停止发射超声波，同时单片机也开始比较、运算。如果和车速有关的动作距离大于超声波实测距离时，单片机的一个输出端有输出，带动继电器动作，继电器所带的常开接点闭合，电磁阀带电动作，车辆实现紧急制动。如果实测距离小于报警距离时，单片机的另一个输出端有输出，继电器动作，常开接点闭合，车辆的喇叭响起，按装于驾驶室仪表盘的警报灯亮。提醒司机减速或制动，并警告行人躲避。在车辆处于转弯或正面会车状态时，单片机不执行上述运算及判断。而是判断车速是否超过允许值，如果超出允许车速，则紧急制动，否则能够正常转弯和会车。从超声波发出的时刻开始，经一定时间后，清零电路开始清零。将两个计数器中的数据清除，同时超声波又开始发射，整个装置又重复以上工作过程。
本实用新型的特点是能够连续地实现车辆前方障碍物距车辆的距离同与车速有关的动作距离及报警距离进行比较，以便自动实现紧急制动或提醒司机采取预见性制动和通知行人躲避。在会车，转 弯时强迫司机主动减速，否则可能由于对面车辆的影响而紧急制动，从而增加了转弯会车时行车安全可靠性。
图1为本实用新型结构图图2为测速装置结构图图3为制动装置原理图图4为电控部分原理框图图5为极警原理图
以下结合附图对本实用新型做具体的描述。
测距装置是在车辆前部两侧安装两组超声波发射传感器［1］和超声波接收传感器［2］，车辆侧面装有温度传感器［3］，由振荡电路［4］经功率放大器［5］传递给超声波发射传感器［1］，使其向车辆前方空间发射超声波，超声波碰到障碍物［21］后反射，接收传感器［2］把反射波转变成电信号，经放大器［6］联接控制电路［7］，并同温度传感器［3］的V／F转换［14］及整形电路［15］一起进入计数器［16］，计数器［16］经接口进入单片机［18］；
测速装置是在里程表的软轴［22］上安装测速圆盘［23］，圆盘上等份地钻有10个透孔，与孔相对应圆盘两侧分别固定安装红外线发射管［24］和红外线接收管［25］，在圆盘小孔转到发射管位置，接收管收到红外线，测转速电路［11］产生一个脉冲信号，经整形电路［12］进入计数器［17］，计数器［17］将数据经接口进入单片机［18］；制动装置是在制动阀［28］的两端加装电磁阀［31］和三位三通阀［32］［33］，由单片机［18］控制继电器［19］来实现电磁阀的起动；报警装置是在仪表盘上加装信号灯［34］，信号灯［34］与喇叭［35］并联，按钮［36］的两端并有继电器［20］的常开接点。
测距装置是由振荡电路［4］产生的发射脉冲信号，经功率放大器［5］放大后传递给超声波发射传感器［1］， 使其向车辆前方的空间发射超声波。超声波碰到障碍物［21］后产生反射波反射回来，超声波接收传感器［2］把反射波转变成电信号后，经放大器［6］放大进入控制电路［7］。障碍物［21］距车辆的距离S可以从测定超声波发射到接收的时间t中求出来，即S＝ 1/2 tv，V为音速。由于音速受温度的影响，即V＝331.5＋0.6tc°m／s，可见障碍物距车辆距离相同时，在不同的环境温度下测定的时间t不同，因而影响了测距装置的精度。为此在电路中增加了温度传感器［3］。它是个电桥电路，其中一个臂为热敏电阻Rt，Rt＝R0＋αt0c，R0α的取值按如下关系选取；R0／331.5＝α／0.6，此电阻在一定温度范围内随温度呈正比变化。可见温度传感器的输出电压和热敏电阻的阻值成正比，而V／F转换器［14］的输入频率和经整形后进入计数器［16］，计数器将此数据经接口进入单片机［18］。
测速装置工作时，圆盘［23］与软轴［22］一同转动，当每个小孔转至红外线接收管［25］的位置时，红外线接收管就收到红外线发射管［24］发出的红外线，测转速电路［11］就产生一个脉冲信号，此信号经整形电路［12］整形后进入计数器［17］，该计数器将数据经接口进入单片机［18］。
测距和测转速装置将数据经接口输入单片机后，按如下程序进行首先判断测距过程是否完成，如果没有完成，则等待此信号。测距过程完成后，读入实测距离S转速V。接着判断此时车辆是否处于转弯，正面会车，也就是开关K是否闭合。如果K闭合，电源［13］接通，此时车辆处于转弯和正面会车状态，此时判断转速N是否超过允许转速。如果不超，单片机无输出，接着运行，如果转速N超过允许转速，则该装置采取制动。如果K不闭合，则表明车辆不处于转弯和正面会车状态。单片机接着计算制动距离L，L＝CNn2(C是常数，Nn是测转速电路在tj时间内所测的转速，tj＝2SmaX／Vmin，Smax是该装置能够可靠工作最大监控距离，Vmin是该装置工作在环境温度最低时超声波的速度)。如果S＜L＋ENn－1(E常数，Nn－1是清零电路开始清零时，转速计数器的数据被单片机内存储器的某一固定存储单元所保留的转速)单片机有输出，继电器［19］动作，继电器［19］所带的常开接点闭合，制动器动作，车辆实现紧急制动。继电动作后延时，延时时间根据最大车速时，紧急制动开始到结束所需的时间来调整。如果实测距离S不小于动作距离L＋ENn－1，则需判断S是否小于报警距离KL(K＞1，根据实验情况确定)。如果S＜KL，单片机有输出，继电器［20］动作，它所带的常开接点闭合驾驶室内的信号灯［34］亮，喇叭［35］也响起。如果S≥KL，计算机则重新开始上述判断过程。清零电路［10］开始清零时，单片机内存储器的某一固定的存储单元又将转速计数器［17］中的新数据存入，为重新计算动作距离提供数据Nn－1。
K、C、E、允许转速这四个常量固化在单片机的内存中，并随车型的不同而发生变化。C、E这两个常量是与车轮半径、测速圆盘上钻孔数量，车辆后桥减速比，车速里程表传动主动、从动齿轮的减速比等有关的量，另外C还与地面和轮胎间的摩擦系数有关。
制动器是在原有的制动阀［28］的侧面并联电磁阀［31］和三位三通阀［32］［33］，工作时，司机采取预见性制动，踏下制动踏板，通过连杆机构拉动制动阀拉臂，制动阀［28］动作，空气压缩机(或油泵)［26］的压缩空气(或液压油)经储气筒［27］、三位三通阀［32］进入前制动室［29］和三位三通阀［33］进入后制动室［30］，车辆实现制动。当司机放松制动踏板时，制动阀［28］在弹簧作用下复位，此时前后制动室中的空气(或液压油)经三位三通阀［32］［33］、制动阀［28］和大气相通，解除了制动。如果该装置采取自动紧急制作时，继电器［19］带电，它所带常开接点闭合，电磁阀［31］动作，储气筒［27］中的压缩空气通过电磁阀［31］，作用于二个气控(或液控)三位三通阀［32］［33］的阀芯上，使二阀动作，这样压缩空气(或液压油)进入前、后制动室［29］［30］，车辆实现制动。继电器［19］经延时后断电，电磁阀又回到原位。此时前、后制动室中的压缩空气经气控三位三通阀、电磁阀和大气相通，车辆解除了制动。如果司机和继电器［19］同时动作，压缩空气分别经电磁阀［31］，制动阀［28］进入三位三通阀［32］［33］，这样三位三通阀处于中间位置，空气(或液压油)进入前、后制动室，实现了车辆的制动。电磁阀［31］和制动阀［28］如有一个处于制动状态，此状态就不能解除，保证了制动的安全可靠。
清零是由晶体振荡器［8］产生固定的频率经分频器［9］分频后，进入清零电路［10］。其作用是从超声波发射开始经tj时间后，对［16］［17］计数器进行清零；超声波接收传感器在清零前，外界其它的超声波不起作用，清零后才能接收超声波，同时测距计数器、超声发射器才开始工作；请零时转速计数器的数据被单片机内存储器的某一固定的存储单元所存储，为下一次计算动作距离时提供数据Nn－1。
权利要求1.一种机动车船安全行驶监控装置，它包括制动装置是由空压机[26]、储气筒[27]制动阀[28]、前后制动室[29][30]组成，报警装置由按钮[36]、喇叭[35]组成，清零是由振荡器[8]产生固定频率经分频器[9]分频后，进入清零电路[10]，并于计数器[16][17]联接，其特征在于测距装置是在车辆前部两侧安装有两组超声波发射传感器[1]和超声波接收传感器[2]，车辆侧面装有温度传感器[3]，由振荡电路[4]经功率放大器[5]传递经超声波发射传感器[1]，使其间车辆前方空间发射超声波，超声波碰到障碍物[21]后批射，接收传感器[2]把反射波转变成电信号，经放大器[6]联接控制电路[7]，并同温度传感器[3]，V/F转换[14]及整形电路[15]一起进入计算器[16]，计数器[16]经接口进入单片机[18]；测速装置是在里程表的软轴[22]上安装测速圆盘[23]，圆盘上等份地钻有10个透孔，与孔相对应圆盘两侧分别固定安装红外线发射管[24]和红外线接收管[25]，在圆盘小孔转速电[11]产生一个脉冲信号经整形电路[12]进入计数器[17]，计算器[17]将数经接口进入单片机[18]；制动装置是在制动阀[28]的两端加装电磁阀[31]和三位三通阀[32][33]，由单片机[18]控制继电器[19]来实现电磁阀的起动；报警装置是在仪表盘上加装信号灯[34]，信号灯[34]与喇叭[35]并联，按钮[36]的两端并有继电器[20]的常开接点。
专利摘要本实用新型是一种机动车船安全行驶监控装置，它主要由车辆前部两侧安装有两组超声波发射传感器和超声波接收传感器，侧面装有温度传感器，以及相应的电路组成测距装置；由在里程表的软轴上安装测速圆盘，其两侧分别固定安装红外线发射管和红外线接收管，以及相应电路组成测速装置；由制动装置和报警装置组成。它能够自动实现紧急制动或提醒司机采取预见性制动和通知行人躲避，在会车，转弯时强迫司机主要降速，否则可能由于对面车辆的影响而紧急制动。
文档编号B60K28/00GK2120724SQ9220941
公开日1992年11月4日 申请日期1992年5月8日 优先权日1992年5月8日
发明者牛井春 申请人:牛井春, 迟作石