专利名称：机动车驾驶监控安全装置的制作方法
技术领域：
本发明属于电子类产品，主要涉及用于保证机动车行驶中人身安全的机动车驾驶监控安全装置。
背景技术：
目前，机动车已是人们普遍使用的一种交通工具之一。为了提高机动车的安全性能，现在的机动车的设计考虑较多的是被动采取防范安全措施，如安全带、气等，也有采取主动措施的，如防抱死制动系统ABS，防滑系统，防撞系统等等；针对驾驶员状态检测和控制安全系统，如日本丰田高级安全汽车中就有驾驶员困倦预警系统，以及许多酒精检测系统等，但是，目前还没有一种较为完善的针对驾驶员驾驶车时的状态进行较为全面的监控系统。随着计算机微处理器在自动化控制的普遍采用，对机动车驾驶状态的监控已成为可能。这种监控系统出现，对机动车的安全行驶提供较为完善系统保证。
特别是机动车中的摩托车，作为一种便捷的交通工具受到城乡人们普遍使用，特别是青年人的喜爱。然而，由于摩托车的车速较快，安全性较差。交通事故不断的发生，往往造成车毁人亡的恶性事故。现在的摩托车制厂家致力于不断改善车的性能和美观外形，忽略了安全装置。目前，所有的摩托车上都没有驾驶监控安全装置。
因此，为普遍使用的交通工具机动车上设计和安装一种能够有效监控机动车驾驶状态，提供安全行驶警示，提高驾驶的安全，减少事故的发生的驾驶监控安全装置，是各种机动车非常需要的。
发明内容
本发明针对以上背景技术中机动车的驾驶行车安全问题，开发和研制能够有效监控机动车驾驶，提供安全行驶警示，提高驾驶的安全，减少事故发生的机动车驾驶监控安全装置。
本发明的技术方案是这样实现的机动车驾驶监控安全装置，它是一种电子监控安全装置，包括传感器10，放大器11，低通滤波器12，车速传感器14，电流频率转换器15，模数转换器A/D，继电器18，离合器驱动电路19，数模转换器D/A，限流器23，刹车驱动电路24，显示报警电路26，语音报警电路27，限速电路28，电源1，刹车驱动电机25，离合器电机20，微处理器CPU；另外还有检测电路17与诊断电路21，诊断电路上连接的指示灯22；检测电路将检测信号输入连接的微处理器CPU，微处理器CPU输出并连接诊断电路，而检测电路与诊断电路同时连接继电器；检测电路的检测信号经微处理器CPU判别后输出至连接的继电器给离合器驱动电路与刹车驱动电路，驱动电路连接并控制离合器电机，离合器电机带动离合器闭合；所述的传感器是在机动车座位101或坐垫102装的坐姿传感器10；传感器将测得的频率信号经所连接的放大器及低通滤波器，再输入给微处理器CPU；微处理器CPU把采集的坐姿信号与记录在内存ROM中的坐姿频率判定标准数据比较，同时，微处理器CPU将采集的车速信号存入随机内存RAM，并把车速的随机内存RAM数据进行计算与记录在内存ROM中的车速限定标准数据比较；它还包括驾驶员状态红外线探测装置，红外线探测电路含有红外线传感器5，放大器6，并连接到微处理器CPU；红外线传感器接收驾驶员头脸部的红外线并将信号转换为电压信号，经放大器放大后输入微处理器CPU；微处理器CPU把采集的驾驶员头脸部红外线信号的强度，即电压大小，驾驶员离开红外线探测器的时间、频率数据与记录在内存ROM中的电压、时间及频率判定标准数据比较，同时，微处理器CPU将采集的车速信号存入随机内存RAM，并把车速的随机内存RAM数据进行计算与记录在内存ROM中的车速限定标准数据比较；它还包括驾驶方向盘握力检测装置，握力检测装置由方向盘上的液压导管701，连接导管702，并装在方向盘上的压力传感器或三态开关7，装在方向盘上放大器、发射模块的电路板与外壳，以及接收模块装置组成；电路含有传感器，放大器与发射模块的电路8与接收模块电路9，并连接到微处理器CPU；传感器接收驾驶员手的握力并转换为电压信号，经放大器放大，由发射模块的电路发出信号，接收模块电路接收并输入微处理器CPU；微处理器CPU把采集的驾驶员握力强度，即电压大小，驾驶员离开方向盘，既无握力信号的时间、频率数据与记录在内存ROM中的驾驶员握力强度、时间及频率判定标准数据比较，同时，微处理器CPU将采集的车速信号存入随机内存RAM，并把车速的随机内存RAM数据进行计算与记录在内存ROM中的车速限定标准数据比较；它还包括驾驶方向盘转角，转角速度检测装置13，方向盘转角，转角速度检测装置为霍尔传感器；安装方向盘上转轴上与方向盘上转轴的的支架上，电路含有霍尔传感器，放大器并连接到微处理器CPU；霍尔传感器接收驾驶员打车方向时的方向转角，并转换为电信号，经放大器放大与微分电路，把方向转角与转角速度信号输入所连接微处理器CPU；微处理器CPU把采集方向转角与转角速度信号数据与记录在内存ROM中的方向转角与转角速度信号判定标准数据比较，同时，微处理器CPU将采集的车速信号存入随机内存RAM，并把车速的随机内存RAM数据进行计算与记录在内存ROM中的车速限定标准数据比较；以上各种采集信号经微处理器CPU处理后输出，经一次延时后通过数模转换器D/A后转换为模拟信号，并传到所连接的报警电路及显示电路，以及传到所连接的限速电路，控制油门进行限速；经二次延时后通过模转换器D/A后转换为刹车模拟信号，模转换器D/A连接限流器，限流器与刹车驱动电路相连；驱动电路与继电器相连，经连接的限流器给驱动电路信号，由刹车驱动电路驱动动力装置25进行刹车。继电器控制开关驱动电路的电源供电。
本发明的机动车驾驶监控安全装置，通过在驾驶员座或坐垫上装的坐姿传感器(应变式、电容式、电感式)，驾驶状态红外线探测装置，驾驶方向盘握力检测装置，驾驶方向盘转角，转角速度检测装置等检测机动车行驶时的驾驶员驾车状态。也就是检测驾驶员是否离开对座位及转动身体与别人谈话；驾驶员是否精力集中、困倦、突发病痛、酒后驾车；驾驶员是否双手离开方向盘、是否由于紧张而紧握方向盘，而不知和不采取控车动作；驾驶员是否在较高速行驶中急打方向且角度过大等等驾驶状态。将所测以上检测信号与车速检测信号输入微处理器CPU并与预先设计记录在内存ROM中的判定标准数据进行比较，再同时与车速的随机内存RAM数据与记录在内存ROM中的车速限定标准数据比较，它可以根据车速的不同，车速高延时时间短，车速低延时时间长，车速高刹车力矩大，车速低刹车力矩小，并根据车速的不同调整刹车时间的长短。并自动发出警告，以及自动减速和刹车，从而可有效减少事故发生。保证驾驶员的行车安全。
另外检测电路、诊断电路、离合器驱动电路，并经过微处理器进行检测信号处理，当机动车有故障时，信号灯提示，离合器不吸合，机动车不能开动行驶。以保证机动车具有良好的车况，保证驾驶行车安全。
它具有工作稳定可靠、故障率少、智能化及自动化程度高、安全检测功能更加完善等优点。适用于各种机动车辆，而由坐姿传感器等所构成的驾驶监控安全装置特别适应摩托车的使用。
图1是机动车驾驶监控安全装置的电气方框原理图；图2和图3是带坐姿气压式传感器的机动车座或坐垫示意图；图4是带坐姿电阻式传感器的机动车座或坐垫示意图；图5是带坐姿电感式传感器的机动车座示意图；图6是带坐姿电感式传感器的机动车座及坐垫示意图；图7是驾驶状态红外线探测装置结构主视图；图8是驾驶状态红外线探测装置结构侧视图；图9是驾驶状态红外线探测装置结构俯视图；图10是方向盘握力检测装置示意图；图11是方向盘截面示意图。
具体实施例方式
以下结合附图进行本发明的具体实施方式
的详细说明。
图1所示，机动车驾驶监控安全装置电气方框原理。机动车驾驶监控安全装置，它是一种电子监控安全装置，包括传感器10，放大器11，低通滤波器12，车速传感器14，电流频率转换器15，模数转换器A/D，继电器18，离合器驱动电路19，数模转换器D/A，限流器23，刹车驱动电路24，显示报警电路26，语音报警电路27，限速电路28，电源1，刹车驱动电机25，离合器电机20，微处理器CPU；另外还有检测电路17与诊断电路21，诊断电路上连接的指示灯22；检测电路将检测信号输入连接的微处理器CPU，微处理器CPU输出并连接诊断电路，而检测电路与诊断电路同时连接继电器；检测电路的检测信号经微处理器CPU判别后输出至连接的继电器给离合器驱动电路与刹车驱动电路，驱动电路连接并控制离合器电机，离合器电机带动离合器闭合；
所述的传感器是在机动车座位101或坐垫102装的坐姿传感器10；传感器将测得的频率信号经所连接的放大器及低通滤波器，再输入给微处理器CPU；微处理器CPU把采集的坐姿信号与记录在内存ROM中的坐姿频率判定标准数据比较，同时，微处理器CPU将采集的车速信号存入随机内存RAM，并把车速的随机内存RAM数据进行计算与记录在内存ROM中的车速限定标准数据比较；它还包括驾驶员状态红外线探测装置，红外线探测电路含有红外线传感器5，放大器6，并连接到微处理器CPU；红外线传感器接收驾驶员头部的红外线并将信号转换为电压信号，经放大器放大后输入微处理器CPU；微处理器CPU把采集的驾驶员头部红外线信号的强度，即电压大小，驾驶员离开红外线探测的时间、频率数据与记录在内存ROM中的电压、时间及频率判定标准数据比较，同时，微处理器CPU将采集的车速信号存入随机内存RAM，并把车速的随机内存RAM数据进行计算与记录在内存ROM中的车速限定标准数据比较；它还包括驾驶方向盘握力检测装置，图10和图11所示，握力检测装置由方向盘上的液压导管701，连接导管702，并装在方向盘上的压力传感器或三态开关7，装在方向盘上放大器、发射模块的电路板与外壳，以及接收模块装置组成；电路含有传感器，放大器与发射模块的电路8与接收模块电路9，并连接到微处理器CPU；传感器接收驾驶员手的握力并转换为电压信号，经放大器放大，由发射模块的电路发出信号，接收模块电路接收并输入微处理器CPU；微处理器CPU把采集的驾驶员握力强度，即电压大小，驾驶员离开方向盘，既无握力信号的时间、频率数据与记录在内存ROM中的驾驶员握力强度、时间及频率判定标准数据比较，同时，微处理器CPU将采集的车速信号存入随机内存RAM，并把车速的随机内存RAM数据进行计算与记录在内存ROM中的车速限定标准数据比较；它还包括驾驶方向盘转角，转角速度检测装置13，方向盘转角，转角速度检测装置为霍尔集成传感器；安装方向盘上转轴上与方向盘上转轴的的支架上，电路含有霍尔集成传感器，放大器并连接到微处理器CPU；霍尔集成传感器接收驾驶员打方向时的方向转角和转角速度，并转换为电信号，经放大器放大，把方向转角与转角速度信号经模数转换器A/D输入所连接微处理器CPU；微处理器CPU把采集方向转角与转角速度信号数据与记录在内存ROM中的方向转角与转角速度信号判定标准数据比较，同时，微处理器CPU将采集的车速信号存入随机内存RAM，并把车速的随机内存RAM数据进行计算与记录在内存ROM中的车速限定标准数据比较；以上各种采集信号经微处理器CPU处理后输出，经一次延时后通过数模转换器D/A后转换为模拟信号，并传到所连接的报警电路及显示电路，以及传到所连接的限速电路，控制油门进行限速；经二次延时后通过模转换器D/A后转换为刹车模拟信号，模转换器D/A连接限流器，限流器与刹车驱动电路相连；驱动电路与继电器相连，经连接的限流器给驱动电路信号，由刹车驱动电路驱动动力装置25进行刹车。继电器控制开关驱动电路的电源供电。
以上所述的动力装置25是减速电机或者步进电机，或者电磁吸力器。动力装置与机动车的刹车装置相连。
图2和图3所示，机动车座位101或坐垫102装的坐姿传感器10；坐垫102内装一个气垫或油压垫，坐垫102就是一个气垫或油压垫，传感器为压力传感器并与气垫或水垫连接。
图4所示，机动车座位101或坐垫102装的坐姿传感器10；传感器为纵向、横向布置及纵横向布置的电阻应变片103。
图5所示，带坐姿电感式传感器的机动车座，传感器为电感式。传感器安装在机动车的座内，它由压片110，弹簧111，线圈112，铁芯113，线圈芯114等组成。线圈芯及线圈固定在座的底板上，压片固定在铁芯头并在座面衬的下面，铁芯装入线圈及线圈芯中，在压板与线圈芯之间装有一个复位弹簧。
图6所示，另一种带坐姿电感式传感器的机动车座及坐垫。坐垫绑固在车座上，同以上所述的电感式传感器类同，只是传感器由卡片118固定在车座上，并车座上装有支架116，支架上有一个导向轮115，传感器的铁芯113上固定一根绳子117，绳绕支架轮后与坐垫相连。
图7、图8和图9所示，驾驶员状态红外线探测装置，由外壳盒体501，盒内装的红外线传感器5、电路板502，以及由两个铰轴503连接盒体的支座504组成。盒体501的下面有弧形齿条505，支座上装一个小电动机506，电动机的轴上装小齿轮507，小齿轮与弧形齿条相啮合。
以上所述的放大器11，低通滤波器12，车速传感器14，电流频率转换器15，模数转换器A/D，继电器18，离合器驱动电路19，数模转换器D/A，限流器23，刹车驱动电路24，显示报警电路26，语音报警电路27，限速电路28，电源1，刹车驱动电机25，离合器电机20，微处理器CPU；另外还有检测电路17与诊断电路21，诊断电路上连接的指示灯22，微处理器CPU等等；以上所述的它们的各自电路都是现有技术，为本技术领域普通技术人员所熟知。为此，每个单元的电路不再指示及叙述，从略。而涉及到微处理器CPU的控制软件，依据本发明的技术方案，由计算机软件人员即可编出。
另外，检测电路17输入所连接微处理器进行信号处理；故障诊断电路21诊断机动车驾驶监控安全装置，当机动车的上述工作机构和系统异常时，继电器18接通电源，离合器驱动电路输出信号，使离合器分离，动力刹车电路及制动系统自动取消，同时，指示灯22闪烁报警。
权利要求
1.机动车驾驶监控安全装置，包括传感器10，放大器11，低通滤波器12，车速传感器14，电流频率转换器15，模数转换器A/D，继电器18，离合器驱动电路19，数模转换器D/A，限流器23，刹车驱动电路24，显示报警电路26，语音报警电路27，限速电路28，电源1，刹车驱动电机25，离合器电机20，微处理器CPU；另外还有检测电路17与诊断电路21，诊断电路上连接的指示灯22；检测电路将检测信号输入连接的微处理器CPU，微处理器CPU输出并连接诊断电路，而检测电路与诊断电路同时连接继电器；检测电路的检测信号经微处理器CPU判别后输出至连接的继电器给离合器驱动电路与刹车驱动电路，驱动电路连接并控制离合器电机，离合器电机带动离合器闭合；其特征在于所述的传感器是在机动车座位101或坐垫102装的坐姿传感器10；传感器将测得的频率信号经所连接的放大器及低通滤波器，再输入给微处理器CPU；微处理器CPU把采集的坐姿信号与记录在内存ROM中的坐姿频率判定标准数据比较，同时，微处理器CPU将采集的车速信号存入随机内存RAM，并把车速的随机内存RAM数据进行计算与记录在内存ROM中的车速限定标准数据比较；微处理器CPU的输出，经一次延时后通过数模转换器D/A后转换为模拟信号，传到所连接的报警电路及显示电路，以及传到所连接的限速电路，控制油门进行限速；经二次延时后通过模转换器D/A后转换为刹车模拟信号，模转换器D/A连接限流器，限流器与刹车驱动电路相连；刹车驱动电路与继电器相连，经连接的限流器给刹车驱动电路信号，由刹车驱动电路驱动动力装置25进行刹车；继电器控制开关驱动电路的电源供电。
2.依据权利要求1所述的一种机动车驾驶监控安全装置，其特征在于它还包括驾驶员状态红外线探测装置，红外线探测电路含有红外线传感器5，放大器6，模数转换器A/D，并连接到微处理器CPU；红外线传感器接收驾驶员头脸部的红外线并将信号转换为电压信号，经放大器放大后，再经模数转换器A/D输入微处理器CPU；微处理器CPU把采集的驾驶员头脸部红外线信号的强度，即电压大小，驾驶员离开红外线探测范围的时间、频率数据与记录在内存ROM中的电压、时间及频率判定标准数据比较，同时，微处理器CPU将采集的车速信号存入随机内存RAM，并把车速的随机内存RAM数据进行计算与记录在内存ROM中的车速限定标准数据比较，由微处理器CPU的输出。
3.依据权利要求1所述的一种机动车驾驶监控安全装置，其特征在于它还包括驾驶方向盘握力检测装置，握力检测装置由方向盘上的液压导管701，连接导管702，并装在方向盘上的压力传感器或三态开关7，装在方向盘上的放大器、发射模块电路及电路板与外壳，以及接收模块装置组成；电路含有传感器，放大器与发射模块的电路8与接收模块电路9，并连接到微处理器CPU；传感器接收驾驶员手的握力并转换为电压信号，经放大器放大，由发射模块的电路发出信号，接收模块电路接收，并经模数转换器A/D输入微处理器CPU；微处理器CPU把采集的驾驶员握力强度，即电压大小，驾驶员离开方向盘，既无握力信号的时间、频率数据与记录在内存ROM中的驾驶员握力强度、时间及频率判定标准数据比较，同时，微处理器CPU将采集的车速信号存入随机内存RAM，并把车速的随机内存RAM数据进行计算与记录在内存ROM中的车速限定标准数据比较，由微处理器CPU的输出。
4.依据权利要求1所述的一种机动车驾驶监控安全装置，其特征在于它还包括驾驶方向盘转角，转角速度检测装置13，方向盘转角，转角速度检测装置为霍尔集成传感器；安装方向盘的转轴下与方向盘的转轴下的支架上，电路含有霍尔集成传感器，由放大器经模数转换器A/D并连接到微处理器CPU；霍尔集成传感器接收驾驶员打方向时的方向转角和转角速度，并转换为电信号，经放大器放大连接模数转换器A/D，把方向转角与转角速度信号输入所连接微处理器CPU；微处理器CPU把采集方向转角与转角速度信号数据与记录在内存ROM中的方向转角与转角速度信号判定标准数据比较，同时，微处理器CPU将采集的车速信号存入随机内存RAM，并把车速的随机内存RAM数据进行计算与记录在内存ROM中的车速限定标准数据比较，由微处理器CPU的输出。
5.依据权利要求1所述的一种机动车驾驶监控安全装置，其特征在于所述的在机动车座位101或坐垫102装的坐姿传感器10；坐垫102内为装有气体的气垫或装有液压油的油压垫，坐垫102就是一个气垫或油压垫，传感器为压力传感器并与气垫或油压垫连接。
6.依据权利要求1所述的一种机动车驾驶监控安全装置，其特征在于所述的在机动车座位101或坐垫102装的坐姿传感器10；；传感器为纵向、横向布置及纵横向布置的电阻应变片103。
7.依据权利要求1所述的一种机动车驾驶监控安全装置，其特征在于所述的在机动车座位101或坐垫102装的坐姿传感器10；传感器为电感式传感器。
8.依据权利要求2所述的一种机动车驾驶监控安全装置，其特征在于所述的驾驶员状态红外线探测装置，由外壳盒体501，盒内装的红外线传感器5、电路板502，以及由两个铰轴503连接盒体的支座504组成。
9.依据权利要求7所述的一种机动车驾驶监控安全装置，其特征在于所述的驾驶员状态红外线探测装置，盒体501的下面有弧形齿条505，支座上装一个小电动机506，电动机的轴上装小齿轮507，小齿轮与弧形齿条相啮合。
10.依据权利要求1或2或3或4所述的一种机动车驾驶监控安全装置，其特征在于所述的动力装置25是减速电机或者步进电机，或者电磁吸力器。
全文摘要
本发明的机动车驾驶监控安全装置，特点是有坐姿传感器，驾驶状态红外线探测装置，驾驶方向盘握力检测装置，驾驶方向盘转角，转角速度检测装置等，通过检测机动车行驶时的驾驶员驾车状态。经微处理器CPU处理，根据车速及驾驶员坐姿、驾驶状态、方向盘握力、方向盘转角及转角速度进行控制，车速高延时时间短，车速低延时时间长，车速高刹车力矩大，车速低刹车力矩小，并根据车速的不同调整刹车时间的长短。并自动发出警告，以及自动减速和刹车，从而可有效减少事故发生。有效地保证机动车的行驶安全。
文档编号B60K28/02GK1693106SQ20041003890
公开日2005年11月9日 申请日期2004年5月8日 优先权日2004年5月8日
发明者刘红旗 申请人:刘红旗