专利名称：一种汽车防追尾装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车防撞车控制装置，具体地说是一种汽车防追尾装置。
随着道路环境的不断改善，车辆行驶速度有了很大提高，快速行车的安全问题已引起人们的极大关注，特别是由于车速过快引起的汽车追尾事故发生较为频繁，尤其是在雨、雾天气及夜晚等行车视线较差的环境，更易出现汽车追尾的交通事故，给人们的生命财产造成无法挽回的损失。而目前车辆普遍没有安装相应的防止汽车追尾装置。
本实用新型的目的在于提供一种造价低，安全可靠、安装简便的汽车防追尾装置。
本实用新型汽车防追尾装置具有一个处理数据并发出指令的中央处理器，一个微波信号发射和接收装置，一个用来显示汽车与前方目标之间的所测量的距离值的显示屏，一个报警器，一个可以使汽车减速或刹车的执行机构；微波信号发射和接收装置包括频率发生器、发射天线、接收天线，发射天线和接收天线固定在汽车前方并可随汽车前轮同步转向；频率发生器产生的发射频率信号由发射天线向汽车前方发射微波信号，由前方目标反射回来的微波信号由接收天线接收后，再由比较电路与发射频率信号比较，将比较结果的差频信号送往中央处理器处理；中央处理器执行如下步骤a)将上述差频信号转换成汽车与前方目标之间的距离值；b)按周期取步骤a获得的距离值为初始值；
c)将步骤a得到的距离值送往显示屏显示读数；d)取当前距离值与初始值比较，获得相对变化值Δs或ΔS/Δt；e)判断步骤d获得的变化值是否为减值，若是减值，则进入下一步骤；f)将步骤e获得的变化值与中央处理器内存中设定的上、下限值比较，当变化值位于上、下限值之间时，发出报警及执行指令。
为了保证接收天线接收的微波信号来自于汽车同车道的正前方，可以在发射天线和接收天线的前端四周设置金属挡板，两侧档板平行设置，其横向窄面可有效防止两侧目标的干扰；上下档板成锐角向外扩散，使微波信号的收、发各有一个小扇面，以利于汽车在行驶中、车身有仰俯动作时仍能保持良好的发射和接收状态。
本装置在电源电路上设有限速开关，当车速达到一定值时，限速开关自动接通电源，使本装置处于工作状态，在低速行驶中如需启动本装置，可设置一个与该限速开关并联的手动开关。
为了防止高速行驶中汽车左或右转弯时，跟踪测距目标错位而发生误动作，在电源电路上可设置一个转向控制开关，利用汽车方向灯开关输出端提供的电压，来切断电源，使本装置停止工作。
本实用新型汽车防追尾装置，可以使汽车在行驶过程中跟踪前方行驶车辆，在有效距离内测量并显示它们之间的距离，只有当两车的接近速度达到或超过设定的下限警监值时，本装置才发生报警信号及采取减速或刹车动作，确保汽车不会发生追尾事故。该装置造价低，安装简便，设计合理，测距能耗低，适用于任何车辆。
以下结合附图对本实用新型详细描述。
图1为本实用新型电路原理方框图。
图2为本实用新型刷新复位电路原理图。
图3为本实用新型限速开关电路原理图。
图4为本实用新型报警电路原理图。
图5为本实用新型紧急制动电路原理图。
图6为本实用新型升频电路原理图。
图7为本实用新型分频电路原理图。
图8为本实用新型汽车减速控制电路原理图。
图9为本实用新型脉冲间歇制动电路原理图。
图10为本实用新型转向防误动作开关电路原理图。
图11为本实用新型电机驱动电路原理图。
图12为本实用新型天线结构示意图。
图13为本实用新型制动机构结构示意图。
图14为本实用新型天线同步转向机构结构示意图。
图15为本实用新型车速测试机构结构示意图。
如
图1所示，IC5采用SB5027微电脑芯片15，该IC5内含CPU、ROM、分频电路，比较电路及标准频率发生器，减值测距上、下限值、减值测距及控制指令输出程序等由接口2设置到IC5内，IC5的40脚输出的40KH2的标准频率信号经升频电路16，该电路如图6所示，其中IC7-IC11型号分别为4098、4075、4017、4069，升至640MHZ，由发射天线17向前方同向同道行驶的目标发射微波束。接收天线19接收前方目标反射回来的微波信号后，经分频电路18，该电路如图7所示，IC12-15型号分别为SAB1184、74393、4081、4011，将高频信号与升频电路16同倍频地降低，由脚12反馈给IC5，IC5根据收发频差转换成距离值，取其为初始值，并由显示屏1显示读数。再由IC5计算出汽车与前方目标之间距离的相对变化值ΔS/Δt，并判断ΔS/Δt是否为减值，若是减值，再与内存中设定的上、下限值比较，当ΔS/Δt位于上、下限值之间时，IC5发出报警及执行指令，本实施例下限值设为5M/S，上限值为35M/S，设上限值是防止会车及前方有停驶车辆时发生误动作。3为IC5外置刷新复位电路，该电路如图2所示，其中IC1为4011型，IC2为4093型，刷新时间设置为1/7S，以确保两车相对位置距离初始值的任意现在时测距。当前方目标与本车相对距离减值超过5M/S时，IC5在1/7S内向外围执行电路发生指令信号通过脚8、22、26、24分别向报警电路3、汽车减速控制电路20、脉冲间歇制动电路21、紧急制动电路29发出指令信号。报警电路如图4所示，IC3为555时基电路，由喇叭Y发出报警声响音号。
汽车减速控制电路20如图8所示，J2为常闭式继电器，一对常闭触点串接在汽车高压点火电路上，IC5的脚22输出的高电平使J2线圈通电吸合，触点断开，切断点火电路，关闭发动机，从而实现汽车减速。若以柴油机为汽车发动机时，将J2换成串接在油路中的电磁阀即可，当电磁阀线圈中有电流通过时，通过磁力作用，截断电路，达到关闭发动机的目的。
脉冲间歇制动电路21如图9所示，IC5的脚26输出的两个持续1S、间隔1S的脉冲信号，使可控硅D6导通，电磁吸合器CS的线圈得电，使得制动机构工作，制动机构如
图13所示，由电磁吸合器、滑动中轴25、杠杆27组成，滑动中轴25位于电磁吸合器两线圈25中间，杠杆一端与滑动中轴铰连，另一端铰连在汽车制动踏板26上，当电磁吸合器线圈得电，滑动中轴受磁力作用产生位移，通过杠杆及支撑点28的作用将汽车制动踏板向下拉压，完成制动动作，使汽车减速，间歇制动的作用可有效防止紧急制动时汽车甩尾现象发生。
紧急制动电路29如图5所示，IC10为555时基电路，该电路为一个延时电路，调节可变电阻RP3，延时可在10～60秒内变化，当IC5的脚24有脉冲信号输出时，在电阻R38的G端产生可延时10～60秒的触发信号，该G端与图9所示的可控硅D6触发端相接，使D6导通，Cs持续得电，实施紧急制动过程，直至延时结束。上述脉冲间歇制动后，若车距减值小于5M/S，由于刷新复位电路的作用，IC5将自动复位清零，程序中止；若减值仍在继续增加，自第4S开始，IC5通过脚24向紧急制动电路29输出一个脉冲信号，进行紧急制动。
在12V直流电源电路上，依次串接汽车电源开关K1，限速开关5，转向防误动作开关43后由三端集成稳压电路42通过脚31为IC5提供5V直流电源。限速开关5由车速测试机构及限速开关电路两部分组成，车速测试机构如
图15所示，包括主动轮6、从动轮8、软轴12、车速频率磁极轮13，磁感应霍尔测速器(HST)14，主动轮6固定在原车速表软轴输入端，软轴12两端分别与从动轴11及磁极轮13的转轴固连，主动轮随原车速表软轴一道旋转，并带动从动轮及软轴11转动，软轴再驱动磁极轮13转动，磁极轮旋转一周，永磁块9即图3的E点经过磁感应霍尔测速器14一次，测速器即向限速开关电路输出一个脉冲，限速开关电路如图3所示，其中IC6为555时基电路，J1为常开式继电器，一对常开触头串接在电源电路上，调节电阻RP2，使车速达到给定值，本实施例采用40公里/小时，测速器14输出的脉冲频率满足IC6输出驱动信号，使J1吸合导通，从而达到高速行驶自动开启IC5电源，如原车是电子速度表，只需将原表的速度频率信号送至限速开关电路测速器14的OUT端即可。如在低速行驶时也有本装置，可以与限速开关5并联一个手动开关K2即可。转向防误动作开关43的电路如
图10所示，A、B两端分别与原车方向灯开关输出端连接，J3为常闭式继电器，其一对常闭触点串接在电源电路上，当汽车左或右方向灯开关打开时，A端或B端就有电压输入，BG9导通，J3吸合，截断电源，IC5停止工作。
发射天线17和接收天线19如
图12所示，其前端四周有挡板，两侧档板平行设置，上下档板成锐角向外敞口。发射无线和接收无线由天线同步转向机构固定在汽车前，该同步转向机构如
图14所示，C、D为固定在定位轮36上的两只磁力常开式干簧管继电器，定位轮36固定在天线方向随动轴37上。随动轮38由汽车方向随动轴39固定在汽车前轮转向机构上，使得前轮转向时随动轮38与随动轴39一起可以转动，35为固定在汽车上的支架。发射天线17和接收天线19固定在蜗轮32转轴上，蜗杆33与电机31同轴安装，蜗轮转轴的另一端通过软轴41与天线方向随动轴37相连，电机31、蜗轮、蜗杆及天线由支架34固定在汽车前方。其工作原理如下当汽车左或右转时，随动轴39带动方向随动轮38一起转动，粘贴在随动轮38上的永久磁块40随之转动(正常状态下，永久磁块40位于C、D中间的磁力平衡处)，受磁力作用C或D导通，电机驱动电路如
图11所示，可控硅D10、D13或D11、D12导通，电机31正转或反转，经蜗杆33驱动蜗轮32带动天线17、19一起左向或右向转动，同时蜗轮转轴通过软轴41带动天线方向随动轴37及定位轮36一起左或右向转动，直至C或D移出永久磁块40的磁力范围外，这时C或D的触点释放，电机31停止转动，永久磁块40又处于C、D的中间。从而保证天线收、发方向与汽车行驶方向同步。
权利要求1.一种汽车防追尾装置，具有一个处理数据并发出指令的中央处理器，一个微波信号发射和接收装置，一个用来显示汽车与前方目标之间的所测量的距离值的显示屏，一个报警器，一个可以使汽车减速或刹车的执行机构。其特征在于微波信号发射和接收装置包括频率发生器、发射天线、接收天线，发射天线和接收天线固定在汽车前方并可随汽车前轮同步转向；频率发生器产生的发射频率信号由发射天线向汽车前方发射微波信号，由前方目标反射回来的微波信号由接收无线接收后，再由比较电路与发射频率信号比较，将比较结果的差频信号送往中央处理器处理；中央处理器执行如下步骤a)将上述差频信号转换成汽车与前方目标之间的距离值；b)按周期取步骤a获得的距离值为初始值；c)将步骤a得到的距离值送往显示屏显示读数；d)取当前距离值与初始值比较，获得相对变化值Δs或ΔS/Δt；e)判断步骤c获得的变化值是否为减值，若是减值，则进入下一步骤；f)将步骤d获得的变化值与中央处理器内存中设定的上、下限值比较，当变化值位于上、下限值之间时，发出报警及执行指令。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于发射天线和接收天线的前端四周设有金属挡板，两侧挡板平行，上下挡板呈锐角向外扩散。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述无线由同步转向机构固定在汽车前端，该同步轴向机构由随动轮、定位轮、软轴、电机、蜗轮、蜗杆组成，随动轮由随动轴固定在汽车前轮转向机构上，可随前轮转向而转动，随动轮上没有磁块，定位轮上设有两只磁力开关，定位轮固定在随动轮的上方并且两只磁力开关分别位于随动轮上磁块的两侧，天线由蜗轮轴固定，蜗轮轴另一端通过软轴与定位轮转轴相连，两只磁力开关分别控制电机正反转方向，随动轮向一侧转动可开启该侧磁力开关，通过电机及蜗杆蜗轮带动天线、软轴及定位轮与随动轮同方向转动，定位轮的转动可使磁块重新位于两只磁力开关中间。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于它还具有一个限速开关，当车速达到一定值时，限速开关自动接通电源，使装置处于工作状态；一个与限速开关并联的手动开并。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于它还具有一个转向防误动作开关，利用汽车方向灯开关输出端的电压来切断本装置电源。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的装置，其特征在于所述执行机构为汽车发动机高压点火电路或油路的控制开关J2，根据中央处理器发出的指令信号截断汽车高压点火电路或油路，关闭发动机，实现汽车减速。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于所述执行机构还包括一个制动机构，由电磁吸合器，滑动中轴及杠杆组成，滑动中轴位于电磁吸合器两块线圈的中间，杠杆一端与滑动中轴铰连，另一端铰接在汽车刹车踏板上。
专利摘要一种汽车防追尾装置,包括中央处理器、显示屏、微波发射和接收装置、报警器及执行机构,微波发射和接收装置包括频率发生器、发射天线和接收天线,发射天线和接收天线固定在汽车前端,并可与汽车前轮同步转向,中央处理器将收发频差信号转换成汽车与前方目标之间的距离值,再计算出其相对变化值,通过与设定值比较,再作出报警及执行指令。该装置只有当两车的接近速度达到或超过设定值时,才进行报警及采取减速或刹车动作,可确保汽车不会发生追尾事故。该装置造价低,测距能耗低,适用于任何车辆。
文档编号B60T7/12GK2373327SQ9921249
公开日2000年4月12日 申请日期1999年5月29日 优先权日1999年5月29日
发明者吴春芳 申请人:吴春芳