專利名稱：汽車(機動車輛)行駛狀態(tài)指示系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種汽車(含各種機動車輛，下同)行駛狀態(tài)指示系統(tǒng)，用于指示汽車的行駛狀態(tài)，屬于交通運輸類汽車信號裝置。
近年來，伴隨高速公路在中國迅速普及和車輛速度的不斷提高，交通安全問題隨之突出，車輛碰撞和接續(xù)碰撞事件層出不窮。防止和減少事故的發(fā)生成為亟待解決的課題。
目前，一些發(fā)達國家研制的帶有雷達裝置或衛(wèi)星監(jiān)測裝置的高技術產(chǎn)品造價昂貴，維修困難，需要網(wǎng)絡支持，無法普及；一些高級汽車使用的氣囊裝置技術還不成熟，且只能作為減小傷亡的防護手段；中國部分地區(qū)推廣高位剎車燈的功能與原剎車燈作用相同，沒有本質(zhì)的區(qū)別，只是相對便于觀察，并且需要外加附屬燈光信號設施。其他產(chǎn)品則還沒能產(chǎn)生明顯效果。為此，發(fā)明人致力于設計一種減少或防止此類事故發(fā)生的裝置。
發(fā)明人通過對大量交通事故案例的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)很多事故是由于不能及時發(fā)現(xiàn)前車的停車狀態(tài)，導致追尾和接續(xù)碰撞所引起的。車輛在停止狀態(tài)時沒有信號指示，對后續(xù)車輛的安全行駛將造成極大威脅。分析認為，很多事故引發(fā)的直接原因是由于車輛的燈光指示不明確，后續(xù)車輛無法及時、準確判斷前車的行駛狀態(tài)而造成的。
眾所周知，現(xiàn)行的汽車指示系統(tǒng)主要是由剎車指示、轉(zhuǎn)向指示、倒車指示及尾燈所構(gòu)成。剎車指示是當車輛在行駛途中，駕駛員蹬踏剎車踏板，使車輛制動的同時，剎車指示燈亮起，以警示后續(xù)車輛。直到剎車踏板被釋放，踩下油門，車輛繼續(xù)行進，燈光熄滅；如該車不再繼續(xù)行駛，為了使剎車燈繼續(xù)發(fā)光，必須繼續(xù)踏住踏板，保持剎車動作。換言之，如途中剎車后將剎車踏板釋放，而不再加油門，即使車輛處于停止狀態(tài)，該車也不能發(fā)出任何警示信號。后續(xù)車輛只能根據(jù)觀察判斷前車是否在行駛。
由此可以看出具有這種指示系統(tǒng)的車輛，剎車信號只能反映出駕駛員的剎車動作，而不是指示車輛的行駛狀態(tài)。
這種指示系統(tǒng)應用在普通公路上行駛的車輛時，因車速不快，駕駛員可以通過視覺觀察及時發(fā)現(xiàn)車輛行駛狀態(tài)的變化。而在高速公路上，由于車速較快(甚至超速行駛)，駕駛員沒有足夠的反應時間，并且動作反應滯后于視覺反應，往往來不及采取避讓或剎車措施，以致于發(fā)生追尾碰撞事故。
此外，高速公路一般不設置路燈。一旦在夜間或雨、霧天氣等惡劣氣候條件下，車輛停放在路面上而沒有停車指示，其危險程度是可以想見的。
高速公路上在這種情況下發(fā)生的追尾碰撞事故，追尾車輛極可能來不及剎車，同樣不能發(fā)出停車指示，因而繼續(xù)造成后續(xù)車輛的誤判斷，隨之引發(fā)接續(xù)碰撞。
據(jù)《天津工人報》報導，1999年6月9日，在京津塘高速公路98公里處發(fā)生的一起致使追尾車輛三名乘員當場死亡的車禍的起因，就是因為前車在路面停放而沒設置任何警示標志；1998年2月26日，在京津塘高速公路35公里處發(fā)生大霧天氣，140余輛汽車接續(xù)碰撞事故也與此有關。
此外，該指示系統(tǒng)在車輛低速行駛時無任何指示；剎車燈與尾燈共用一個組合燈具，只能從亮度上加以區(qū)別，很不明顯，容易造成兩者混淆。
綜上所述，現(xiàn)有指示系統(tǒng)的缺點在于1.剎車指示只是駕駛員的“剎車動作指示”，而不是車輛的“行駛狀態(tài)指示”；2.剎車指示必須人為實現(xiàn)；3.低速行駛時及停車狀態(tài)無指示；4.尾燈與剎車燈信號不易判別；5.雨、霧天氣等不良氣候情況下，持續(xù)燈光信號不明顯。上述指示系統(tǒng)存在的缺陷極易造成后續(xù)車輛駕駛員的誤判斷。尤其是由于操作失誤或車禍等原因，車輛在停止狀態(tài)下，駕駛員未能或沒有能力蹬踏剎車踏板，不能發(fā)出停車指示信號時，后續(xù)車輛不易發(fā)現(xiàn)前車停止狀態(tài)，造成追尾事故的發(fā)生。
通過上述分析可以看出，現(xiàn)有汽車的剎車指示系統(tǒng)是很不完善的，亟待改進。
本發(fā)明的目的即是針對上述問題，利用自動控制和傳感技術，設計出“汽車行駛狀態(tài)指示系統(tǒng)”和與之相應的聲光信號，用以指示車輛的行駛狀態(tài)，便于后續(xù)車輛觀察，以便及時采取避讓措施，防止追尾事故的發(fā)生。
本發(fā)明的基本原理是利用霍爾電路或其他各種類型的速度傳感器和加速度傳感器對汽車速度和加速度進行取樣，并將速度和加速度轉(zhuǎn)換為電脈沖、電壓或數(shù)字等多種類型信號，再由脈沖記憶電路、電壓檢測電路或數(shù)字電路等與之相應形式的電路構(gòu)成車輛速度和加速度的檢測、比較裝置，根據(jù)人為設定的速度和加速度的不同域值，監(jiān)視車輛的行駛狀態(tài)。當車輛出現(xiàn)減速或停車等制動狀態(tài)(可以是除駕駛?cè)藛T采取制動措施以外原因的)，達到設定域值時，系統(tǒng)將自動發(fā)出聲光指示信號。后續(xù)車輛能夠根據(jù)信號指示判斷前車的行駛狀態(tài)，以便采取相應的措施。
車輛即使長時間處于停止狀態(tài)，指示信號也能一直保持。
在車輛超速行駛時，本裝置也可進行自動監(jiān)測，即時報警，提示駕駛?cè)藛T謹慎駕駛。
以下結(jié)合雙穩(wěn)態(tài)D觸發(fā)器脈沖記憶電路構(gòu)成的汽車行駛狀態(tài)指示系統(tǒng)的實施例，詳細描述本發(fā)明的工作原理。
如

圖1所示，本系統(tǒng)主要由速度傳感器、加速度傳感器、超速和低速信號設定裝置、D型觸發(fā)器、邏輯電路及開關控制電路、停車/低速指示、剎車指示電路等構(gòu)成。
1.速度檢測原理如圖2所示，汽車行駛狀態(tài)指示系統(tǒng)的速度檢測、比較功能主要是由兩組D型觸發(fā)器脈沖記憶電路及邏輯電路構(gòu)成的速度檢測電路來實現(xiàn)的。
速度傳感器由車輛的車速表或減速箱傳動軟軸等處取出機械轉(zhuǎn)速信號并轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(S)；SO和SL分別是兩組利用時鐘脈沖發(fā)生器(即超速信號設定裝置和低速信號設定裝置)產(chǎn)生的設定頻率脈沖信號，作為車輛超速信號設定值(SO)和低速信號設定值(SL)。其中轉(zhuǎn)速信號S分為兩路通道，即S1和S2。將轉(zhuǎn)速信號和兩組設定速度信號分別輸入所對應的由D觸發(fā)器組成的“脈沖記憶電路”和與門電路，形成速度檢測、比較電路。
S1和S2脈沖信號分別與SO、SL進行比較。哪一個脈沖頻率較高，哪個通道將會連續(xù)出現(xiàn)2個脈沖，使其觸發(fā)電路翻轉(zhuǎn)，Q2端輸出高電平(Q2＝1)。同時，該通道的與門被打開，使相應脈沖通過與門。脈沖上升沿的作用使對應的另一通道置“0”，其輸出Q2＝0，鎖閉該通道。
2.低速行駛/停車指示單元(見圖2/B)
汽車在不同的行駛狀態(tài)下速度不同，速度傳感器隨之發(fā)生頻率與車速成正比的脈沖信號。
首先分析低速行駛/停車指示單元中，S2信號通道和SL信號通道的關系A.車輛鎖閉時，系統(tǒng)不加電，處于關閉狀態(tài)；B.當打開鑰匙開關，啟動車輛時，檢測系統(tǒng)同時加電，信號發(fā)生器開始工作。其中SL產(chǎn)生對應一定速度的恒定頻率脈沖，(例如5.5hz，約20km/h)。
由于此時車輛并未行駛，即速度為0，速度傳感器仍無信號輸出，S＝0。IC3仍處于初始狀態(tài)，即Q1＝0，Q2＝0；但是，IC4在信號脈沖作用下產(chǎn)生相應的變化SL保持以上述速度發(fā)出脈沖。當SL通道第一個脈沖輸入時，其上升沿使它的第一級觸發(fā)器發(fā)生翻轉(zhuǎn)，Q1＝1，Q2＝0；第二個脈沖輸入時，第二級觸發(fā)器亦翻轉(zhuǎn)，Q1＝1，Q2＝1。此時，SL通道的輸出將處于高電平，并一直保持。這一高電平將與門IC8打開，輸出SL’脈沖。
SL’脈沖一路送入IC3的R端，鎖閉該通道；一路送入DL觸發(fā)器C端，使DL翻轉(zhuǎn)，Q端處于高電平，輸出“低速行駛狀態(tài)”信號。該信號驅(qū)動開關電路，使繼電器RL吸合，“停車/低速信號燈”LF在閃光繼電器RF的控制下閃爍發(fā)光。
該狀態(tài)將持續(xù)到S2通道連續(xù)出現(xiàn)2個脈沖才能翻轉(zhuǎn)。
C.汽車掛擋、加油后，先進入低速行駛狀態(tài)。隨車輪轉(zhuǎn)動，速度傳感器將產(chǎn)生“速度信號脈沖”，即有S＝S2且0＜S＜SL。因車速較低，不可能使SL通道翻轉(zhuǎn)，系統(tǒng)狀態(tài)仍將保持，“停車/低速信號燈”LF保持閃爍發(fā)光。
D.隨著車輛加速，S2脈沖頻率逐漸提高；而SL脈沖頻率是恒定的。直至S2＞SL，2個SL脈沖間會出現(xiàn)2個S2脈沖，IC3將翻轉(zhuǎn)，與門IC7輸出S2’脈沖，送到DL觸發(fā)器置0端R，將其置0，即Q＝0，LF被關閉。同時S2’脈沖將IC4閉鎖。
E.車輛加速至正常行駛狀態(tài)或更高速度，即保持S2＞SL，上述狀態(tài)將保持。
F.車輛因各種原因降速，直至低于低速設定值時，S2＜SL，在2個S2脈沖信號間將會再次出現(xiàn)2個SL脈沖，使IC4再次翻轉(zhuǎn)，系統(tǒng)重復上述過程，LF將重新閃光。
G.直到車輛停止，即使車輛熄火，該狀態(tài)仍將保持，LF繼續(xù)閃爍發(fā)光。
H.關閉鑰匙開關，系統(tǒng)失電，停止工作，LF熄滅。
以上即為車輛停車/低速行駛或正常行駛狀態(tài)電路分析。
3.超速行駛指示單元(見圖2/A)同理，當打開鑰匙開關時，超速信號設定裝置也將同時工作，發(fā)生超速信號設定脈沖SO。車輛在低速和正常行駛狀態(tài)下產(chǎn)生的“速度脈沖信號”S1的頻率將始終低于SO脈沖頻率，即0＜S1＜SO。IC1必在SO的主導下翻轉(zhuǎn)，與門IC5輸出SO’脈沖。在該脈沖作用下，IC2被置0，閉鎖，無超速信號指示。
如駕駛員加大油門，提高車速，S1脈沖頻率隨之提高。一旦速度高于超速設定速度(例如33.3hz，對應120km/h)，S1＞SO，在2個SO脈沖信號間將會出現(xiàn)2個S1脈沖信號，S1通道將翻轉(zhuǎn)，與門IC6輸出S1’脈沖。該脈沖輸入DO觸發(fā)器的C端，使DO觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，輸出高電平，驅(qū)動本車的“超速聲光信號”裝置，BR和LO發(fā)出聲光指示信號，提示駕駛?cè)藛T謹慎駕駛；同時，S1’脈沖送到IC1的R端，將SO通道閉鎖。
直至車輛恢復至正常行駛狀態(tài)，即S1＜SO時，2個連續(xù)SO脈沖使IC1再次翻轉(zhuǎn)，SO重新處于主導地位，打開與門IC5，SO’脈沖輸入DO觸發(fā)器R置“0”端，“超速聲光信號”自動解除。
以上是超速行駛狀態(tài)時系統(tǒng)的工作過程。
4.轉(zhuǎn)向、剎車指示單元(圖3～圖7)本發(fā)明利用現(xiàn)行汽車剎車指示和轉(zhuǎn)向指示、倒車指示共同構(gòu)成“汽車行駛狀態(tài)指示系統(tǒng)”。其中，轉(zhuǎn)向指示和倒車指示仍沿用現(xiàn)行的指示信號。
但是，為了使剎車信號能表示車輛的“停止狀態(tài)”，在系統(tǒng)中增加了“剎車信號自鎖”功能。這樣，一旦駕駛員蹬踏剎車踏板，不管是否釋放，只要車速低于低速設定值，持續(xù)紅燈將一直保持。而車輛進入低速行駛狀態(tài)后，閃爍紅燈也將發(fā)出信號。這樣，剎車過程和停車時兩只信號燈同時發(fā)出信號(一持續(xù)紅燈，一閃爍紅燈)。其指示作用將比現(xiàn)有燈光信號系統(tǒng)中單一持續(xù)紅色燈光更明顯，并且可以直接區(qū)別于尾燈信號。電路分析如下。見圖3發(fā)明人在原有剎車踏板開關BP的基礎上增加一剎車繼電器RB。剎車開關BP接通，RB吸合，常開觸點RB1閉合，剎車指示燈得電點燃；同時，觸點RB2亦閉合，將BP自鎖。此時即使釋放剎車踏板，剎車指示燈仍將保持。自鎖電路中的另一觸點RL2是“低速行駛/停車指示單元”中繼電器RL的輔助常開觸點。其作用是當車輛速度高于低速設定值時，自動解除剎車電路自鎖的剎車后，車速降至低速設定值時，繼電器RL吸合，RL2隨之閉合，與RB2觸點共同構(gòu)成剎車開關的自鎖狀態(tài)。只有RL繼電器隨著車速的提高而失電，釋放銜鐵，RL2觸點斷開時，才能將剎車電路解鎖，消除剎車信號。
這一電路的特點是駕駛員釋放剎車踏板后，必須使車輛恢復到正常行駛速度時(S＞SL)，剎車信號才能消除。
由減小油門后自然降速引起的低速行駛狀態(tài)，甚至停車，是不會使剎車燈發(fā)光的，只能使閃爍燈光發(fā)光。
如果要求車輛只要進入行駛狀態(tài)(S＞0)就消除剎車信號，可以用圖4中的電路替換圖3中的自鎖電路部分，再加入圖5中的輔助電路。分析如下圖5電路由DS觸發(fā)器和RS延時繼電器、RB3常開觸點及開關電路組成。常閉觸點RS1為瞬時動作；常開觸點RS2為延時動作。
車輛行駛過程中，速度脈沖S1不斷地產(chǎn)生。而RB處于失電狀態(tài)，RB3斷開，信號不能輸入DS，即Q＝0，繼電器RS處于失電狀態(tài)，RS1保持閉合狀態(tài)。
如出現(xiàn)剎車過程，系統(tǒng)工作情況如前述，同時，RB3也隨之閉合，接通圖5電路，S1端信號即可通過，送給DS的C端。圖5電路將隨速度的改變出現(xiàn)如下情況。
狀態(tài)1車輛減速過程中只要有速度，就有S1脈沖發(fā)生。該信號使電路工作，觸發(fā)器DS翻轉(zhuǎn)，Q＝1，延時繼電器RS通電吸合。RS將常閉觸點RS1即刻斷開，破壞了剎車踏板開關BP的自鎖。即，只要車輛有速度，駕駛員一釋放剎車踏板，剎車信號自動消除。
狀態(tài)2如保持剎車狀態(tài)直至車輛停止，速度信號脈沖S1將消失，即使RB3接通S1輸入端，DS也不會動作，Q保持低電平，繼電器RS不帶電，常閉觸點RS1保持閉合狀態(tài)。這樣，即使駕駛員釋放剎車踏板，由于自鎖電路的作用，剎車信號將一直保持。
狀態(tài)3直到車輛重新開動，產(chǎn)生速度信號S1，DS翻轉(zhuǎn)，RS吸合，RS1斷開，消除了剎車信號。
延時動作的常開觸點RS2主要是在速度信號S1消失后，將Q端的高電位引入DS的R端，用其上升沿將DS置“0”，為再次工作做好準備。
本設計中還可以加入加速度檢測器(如圖7)，自動對車輛加速度α進行檢測。α的設定值可以參照緊急剎車狀態(tài)的加速度值，即將α＜-3m/s2時視為緊急剎車。該設定值可以根據(jù)實際需要設定。
如果車輛由于碰撞或其他意外情況，在非駕駛員采取剎車措施情況下受到較大的外力作用，造成車輛的緊急制動狀態(tài)時，加速度α超過設定值，具作用等效于駕駛員的“急剎車”動作，觸發(fā)指示電路，使“緊急制動狀態(tài)”指示信號自動發(fā)出，警示后續(xù)車輛，防止追尾事故發(fā)生。如果正常剎車或減小油門后車輛的自然降速，其加速度α達不到設定值，該裝置不會動作。工作過程如下如圖6，在上述剎車踏板開關BP上并聯(lián)一只Rα繼電器的常開觸點Rα1作為緊急剎車模擬電路。
加速度傳感元件α的輸出信號為一個與加速度成正比的微弱電壓信號。經(jīng)過運算放大器IC9A放大，得到一個加速度電壓信號Uα。根據(jù)該信號的工作范圍設置一個適當?shù)谋容^電壓UW(可以根據(jù)需要人為設定，如α＝-3m/s2時所對應電壓)，再利用另一運算放大器IC9B構(gòu)成的比較器對上述信號進行比較當Uα＜UW時，UC≈0，繼電器Rα不動作；當Uα＞UW時，UC＝UC’，繼電器Rα吸合。其常開觸點Rα1與剎車踏板開關BP并聯(lián)，等效于BP的作用一旦車輛由于意外原因造成緊急制動狀態(tài)，即α＜-3m/s2時，即使駕駛員未能或沒能力踩下剎車踏板，系統(tǒng)也可以自動發(fā)出“制動狀態(tài)”指示。其動作過程與上述剎車過程相似。
5.聲/電磁波信號報警單元(SP)上面所述情況往往是在氣候條件不良的情況下出現(xiàn)(如濃霧天氣)，因此，這種時候很可能無法看清燈光指示。發(fā)明人在系統(tǒng)中設計了具有較高聲強度的聲報警裝置在剎車燈光指示電路上并聯(lián)一只聲報警器SP(見圖3)，與剎車燈一樣受繼電器RB的常開觸點RB1的控制，不同的是可以用一只開關OFF在駕駛員認為必要時將其關閉。
這種報警器的聲音可以設計為短促、尖利、有一定時間間隔的形式，聲場方向應朝向車輛后方。這樣，在空曠的高速公路上既可以傳送較遠的距離，又可以減小對其他人員的干擾。
如果在雨雪、濃霧等天氣，能見度不良的情況下，行駛車輛的駕駛員采取剎車措施或由于發(fā)生碰撞等原因，造成車輛緊急制動狀態(tài)，系統(tǒng)可以在自動發(fā)出“制動狀態(tài)”信號的同時，利用聲報警裝置發(fā)出聲音信號。后續(xù)車輛駕駛員聽到這樣的聲音，就可得到“前方有停止行駛車輛”的警示，應該加強對前方路面的觀察。
報警開關可以在以下情況時關閉A)車輛后面有其他車輛跟進停駛，不會發(fā)生后續(xù)車輛追尾的危險時；B)能見度良好的情況下；C)車輛進入普通公路路面，認為不需要此報警功能時。
為避免上述聲報警信號給周圍環(huán)境帶來干擾或認為其傳送距離不足，可以將聲報警器改為微波信號發(fā)射器，利用一個低功率，超高頻率的無線發(fā)射裝置向后方定向發(fā)射報警信號。進入其信號覆蓋區(qū)域的車輛則可以用相應頻率的接收裝置收到警示信號。此信號應該設置為一個通用頻率信號，并且要求在后續(xù)車輛上裝有相應的接收裝置。
發(fā)明人根據(jù)上述系統(tǒng)工作過程要求，結(jié)合現(xiàn)有燈光信號系統(tǒng)，可以形成以下“汽車行駛狀態(tài)指示信號”組合1.車輛停止——一持續(xù)紅燈，一閃爍紅燈；2.低速行駛——一閃爍紅燈；3.正常行駛——無信號；(夜間有尾燈——一持續(xù)紅燈)4.剎車等制動狀態(tài)-速度仍保持在低速設定值以上——持續(xù)紅燈(與現(xiàn)行同)；5.剎車等制動狀態(tài)-速度低于低速設定值——持續(xù)紅燈(與現(xiàn)行同，但可以自動保持并可以增加聲報警或無線報警信號)，同時閃爍紅燈；6.緊急制動(含碰撞)狀態(tài)——同5；7.自然降速，速度低于低速設定值——閃爍紅燈；8.轉(zhuǎn)向——保持現(xiàn)行信號；9.倒車——保持現(xiàn)行信號；(或改為更加明顯的燈光信號)10.超速行駛——本車駕駛室內(nèi)聲光報警。
“汽車行駛狀態(tài)指示系統(tǒng)”可以達到在任何情況下，即時指示車輛行駛狀態(tài)的目的。此外，在車輛制動時，持續(xù)紅燈和閃爍紅燈均可表示車輛停止狀態(tài)，兩組燈光信號比一組信號更可靠。即使信號燈(1或2)損壞，駕駛員在見到前車閃爍紅燈或持續(xù)紅燈(2或1情況)單獨出現(xiàn)時，即可知道該車在低速行駛或者已停車。也不妨礙車輛狀態(tài)指示，只要駕駛員注意觀察，小心避讓即可。聲報警的加入可以更加充分地利用駕駛員的其他感官獲取信息。
此外，倒車狀態(tài)的指示信號對后續(xù)車輛與停車信號同樣重要。盡管在高速公路上是不允許車輛倒車或掉頭的，但在必要情況下也會出現(xiàn)此種行駛狀態(tài)?，F(xiàn)行的倒車指示為白色燈光，在遠距離觀察時指示很不明顯。為了使倒車時同樣發(fā)出醒目的信號指示，本發(fā)明人認為應將其設置為更醒目、穿透力更強的顏色。也可以利用倒車指示控制開關在使白色信號燈光點燃的同時，控制閃爍紅燈或其他燈光，形成組合信號發(fā)出，使指示更明顯。
在S2通道的R端加入一個置“0”信號，還可以用來在必要時鎖定閃爍紅燈信號，使其長時間保持閃亮，作為警示信號；在大霧天氣可以代替霧燈。
在超速報警電路中，可以根據(jù)設計需要，將繼電器RO的常開觸點RO2與繼電器RL的常開觸點RL1并聯(lián)，在超速行駛時，閃爍紅燈同樣閃亮，這樣，不但可以提示駕駛員謹慎駕駛，還有利于交通管理人員的監(jiān)管。也可以在S1通道D觸發(fā)器的R端加入一個置“0”信號，在駕駛員認為必要時，可以用來關閉超速指示信號。如果想保留“光報警”，將“聲報警”信號消除，以減少對駕乘人員的干擾，可以單獨設計消聲電路，在報警后認為消聲。
部分地區(qū)現(xiàn)行的高位剎車燈也同樣適用于上述系統(tǒng)。
隨著車輛行駛速度的變化，指示信號將自動轉(zhuǎn)換或消除。
以上信號的設置，可以根據(jù)現(xiàn)行的或修改后的交通法規(guī)對信號設置的要求進行相應的修改。
上述系統(tǒng)的實現(xiàn)方式是多樣的。也可以用邏輯電路等無觸點開關電路實現(xiàn)繼電開關電路的功能，也可以將上述裝置集成化。對于已經(jīng)采用微機控制管理和ABS防抱死剎車裝置，具有速度檢測功能的車輛，可以方便地加以改造，直接引入上述信號。為敘述方便和表達更清楚，以及便于相關人員理解，采用上述方式撰寫。
發(fā)明人通過專利檢索發(fā)現(xiàn)《一種汽車行駛動靜態(tài)顯示裝置》(公開號CN1180030A)發(fā)明專利申請和另一申請《汽車動靜態(tài)顯示器》(公開號CN1187434A)均是利用速度檢測裝置測取車速后，通過微機處理取樣信號，再以編碼形式通過附加發(fā)光裝置顯示。
本發(fā)明人認為以上發(fā)明存在共同的缺點是1)速度顯示以編碼形式表示，其含義沒有標準定義且與現(xiàn)行交通法規(guī)不一致，容易造成理解困難。
2)顯示圖形與車速成正比變化，當車輛速度降低至停駛狀態(tài)時指示反而逐漸消失，相當于普通燈光信號無顯示狀態(tài)。如果前車停駛后，后續(xù)車輛由遠距離逐漸接近時，將無法看到該信號，容易忽略。
3)外加燈光信號裝置，安裝不便且破壞了車輛本身總體設計，尤其不利于高級汽車安裝。
4)大霧等惡劣天氣，燈光信號傳送距離短。
由于1187434A的申請文件由于沒有更詳細的資料，不能做出進一步分析。
本發(fā)明與對比技術和現(xiàn)有指示信號系統(tǒng)相比，延伸了現(xiàn)有的剎車指示，將現(xiàn)有的“剎車動作指示”變?yōu)檐囕v的“行駛狀態(tài)指示”，并增加了多項功能。其主要不同之處在于1.建立了“行駛狀態(tài)指示”的概念。通過系統(tǒng)的自動檢測、控制裝置對車輛速度和加速度進行監(jiān)視，根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)自動發(fā)出指示信號，將現(xiàn)有的“剎車動作指示”變?yōu)檐囕v的“行駛狀態(tài)指示”；2.直接利用現(xiàn)有的信號裝置，改裝極為方便。
3.信號表達方式與現(xiàn)行交通法規(guī)相接近，具有直觀、明顯的效果，不會造成理解錯誤，并且可以根據(jù)交通法規(guī)修改的要求，設置相應的信號。
4.改變了燈光信號的發(fā)光方式，使信號更加明顯；5.剎車狀態(tài)可以由雙燈顯示，使剎車燈直接區(qū)別于尾燈；6.增加了低速行駛指示；7.引入了聲/電磁波報警信號，可以將單純的視覺信號轉(zhuǎn)變?yōu)橐曈X、聽覺雙重信號；8.具有超速行駛指示，便于提示駕駛員安全駕駛和交通管理部門監(jiān)管。
9.雙重燈光信號指示，在一種信號發(fā)生故障時，另一種仍具有指示作用，增加了信號指示的可靠性。
10.信號可以自動長時間保持，直到人為消除。
本發(fā)明形成了一套比較完整的汽車“行駛狀態(tài)指示”信號，具有即時監(jiān)視車輛的行駛狀態(tài)，自動發(fā)出信號等功能，并且信號可以長時間保持。因此，可以從根本上杜絕車輛突然減速或停車時，駕駛員沒有或無能力發(fā)出并保持停車信號，造成后續(xù)車輛駕駛員判斷錯誤的情況，可以有效地防止車輛追尾事故的發(fā)生，避免由此產(chǎn)生的巨大經(jīng)濟損失和人身傷亡事故。也可以相對改善駕駛員的勞動強度。
本發(fā)明還具有即時性強、易于實施和推廣、維修方便、不需要大型網(wǎng)絡支持等特點，現(xiàn)有車輛改造極為方便。因此，這一系統(tǒng)如投入使用，將產(chǎn)生十分明顯的社會效益和經(jīng)濟效益。在移動通訊設施和衛(wèi)星網(wǎng)絡不太發(fā)達和完備的今天，不失為一種經(jīng)濟、實用的方案。
圖號說明圖1——系統(tǒng)框2/A——超速行駛指示單元圖2/B——低速行駛/停車指示單元圖3——剎車指示控制電路圖4——非“0”速度剎車解除電路圖5——非“0”速度剎車解除輔助電路圖6——加速度指示電路圖7——加速度檢測電路主要元器件符號說明超速信號設定裝置——多諧震蕩器(時間脈沖發(fā)生器)低速信號設定裝置——多諧震蕩器(時間脈沖發(fā)生器)IC1～IC4——D型觸發(fā)器脈沖記憶電路，可選用CD4013IC5～IC8——與門電路，可選用4011IC9A、IC9B——運算放大器，可共用一只MC1458DO、DL——D型觸發(fā)器，可共用一只CD4013DS——D型觸發(fā)器，可選用CD4013RO——超速繼電器 LO——超速指示燈RL——低速繼電器 LF——低速指示燈RF——閃光繼電器 LB——剎車指示燈RB——剎車繼電器 BP——剎車踏板開關RS——延時繼電器 BR——蜂鳴器RO——加速度繼電器 SP——高音喇叭
權(quán)利要求
1.汽車(機動車輛)行駛狀態(tài)指示系統(tǒng)，是由低速行駛/停車指示單元、超速行駛指示單元和制動狀態(tài)指示單元以及轉(zhuǎn)向指示、倒車指示所組成，其主要特征是利用上述指示信號的總和，通過車輛現(xiàn)有的燈光指示裝置及附加的聲報警裝置，根據(jù)一定的信號組合，指示車輛的行駛狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所設計的低速行駛/停車指示單元、超速行駛指示單元和制動狀態(tài)指示單元，其特征在于利用速度傳感器和加速度傳感器對車輛速度、加速度取樣，由電壓檢測電路、雙穩(wěn)態(tài)電路、脈沖記憶電路、數(shù)字電路等多種形式電路，或者用微機對速度和加速度進行檢測，與設定速度、加速度進行比較，監(jiān)視車輛的行駛狀態(tài)，超出設定域值時自動發(fā)出特定的組合信號指示。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所設計的低速行駛/停車指示單元和超速行駛指示單元，其特征在于利用霍爾元件或光電、電壓檢測等速度傳感器獲取車輛速度，轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖信號，再利用D觸發(fā)器和邏輯電路構(gòu)成的脈沖記憶電路或其他相應形式電路對車輛速度進行檢測，與設定速度信號發(fā)生器給出的參考域值進行比較，監(jiān)視車輛的行駛狀態(tài)，判斷車輛行駛狀態(tài)，超出域值時，即由雙穩(wěn)態(tài)電路和開關電路構(gòu)成的驅(qū)動電路接通信號燈、聲報警器或微波發(fā)射器等裝置，自動以光、聲或電磁波等形式，即時發(fā)出指示信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所設計的制動狀態(tài)指示單元，其特征在于利用速度信號和加速度信號控制的邏輯開關與繼電接觸開關或無觸點開關電路的串并聯(lián)等邏輯關系形式，共同構(gòu)成制動狀態(tài)指示電路的啟動、自鎖/解鎖電路，可以根據(jù)對車輛速度和加速度的檢測，對車輛制動狀態(tài)做出判斷，達到自動啟動、保持或解除制動狀態(tài)指示，利用原有持續(xù)燈光剎車指示與低速行駛/停車指示裝置共同指示車輛行駛狀態(tài)的目的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所設計的制動狀態(tài)指示單元，其特征在于專門設計的“自鎖/解鎖電路”通過開關電路的邏輯關系，例如用剎車繼電器RB的常開觸點RB2與低速繼電器RL的常開觸點RL2或用RB的常開觸點RB2與延時繼電器RS的常閉觸點RS1串聯(lián)，共同構(gòu)成，由上述開關電路動作的邏輯關系控制剎車繼電器RB；
6.根據(jù)權(quán)利要求1所設計的制動狀態(tài)指示單元，其特征在于為用于車輛恢復行駛，產(chǎn)生速度時為剎車指示電路解除自鎖而設計的輔助電路是由RS延時繼電器、剎車繼電器RB的常開觸點RB3和D觸發(fā)器以及三極管開關電路構(gòu)成，用剎車繼電器的常開觸點RB3控制D觸發(fā)器的C端脈沖輸入，D觸發(fā)器的輸出(Q端)作為的開關信號，控制RS延時繼電器，RS的延時閉合常開觸點RS2作為RS自身的解鎖開關。
7根據(jù)權(quán)利要求1所設計的制動狀態(tài)指示單元，其特征在于通過加速度檢測裝置取樣，以加速度信號等效于車輛的剎車信號，與加速度設定值進行比較，車輛出現(xiàn)制動狀態(tài)，達到要求的設定值時，自動發(fā)出相應指示信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所設計的加速度檢測裝置，其特征在于通過加速度檢測的輔助電路，利用加速度傳感元件測得加速度信號，再經(jīng)過放大和比較環(huán)節(jié)，獲得加速度的差值信號UC，超過設定域值時，即時輸出，自動發(fā)出剎車指示。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所設計的制動狀態(tài)指示單元，其特征在于具有聲/電磁波報警功能，利用剎車指示信號控制一只具有較高聲強度的聲警報器或微波發(fā)射器，在大霧或其他能見度較低，車輛處于剎車狀態(tài)時，利用上述開關電路和手動開關控制，在認為必要時發(fā)出專門設計的聲音或特定頻率的電磁波報警信號，作為擴展燈光報警范圍的手段。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所設計的聲/電磁波報警電路，其特征在于微波發(fā)射裝置與聲報警器并接或替代聲報警器，并且必須配有與其信號頻率相應的接收裝置，并且安裝方式類同于聲報警器，因而，比聲報警器有更大的信號覆蓋范圍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車(機動車輛)行駛狀態(tài)指示系統(tǒng),屬于汽車信號指示領域。本系統(tǒng)利用自動控制和傳感技術,根據(jù)設定的速度和加速度的不同域值,對汽車速度和加速度進行檢測,監(jiān)視車輛的行駛狀態(tài)。當出現(xiàn)低速行駛或減速、停車等狀態(tài)時,自動發(fā)出聲光指示信號,使后續(xù)車輛能夠及時判斷前車的行駛狀態(tài);在車輛超速行駛時,也可以自動監(jiān)測,即時報警,提示駕駛?cè)藛T謹慎駕駛。
文檔編號B60Q1/50GK1255442SQ9911950
公開日2000年6月7日 申請日期1999年9月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月1日
發(fā)明者張楚, 張懋, 張楊 申請人:張楚