CN100544993C

CN100544993C - 机动车驾驶监控安全装置

Info

Publication number: CN100544993C
Application number: CNB2004100389016A
Authority: CN
Inventors: 刘红旗
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-05-08
Filing date: 2004-05-08
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2024-05-08
Also published as: CN1693106A

Abstract

本发明涉及机动车驾驶监控安全装置，特点是有驾驶员坐姿频率探测装置，驾驶员头脸部红外线探测装置，驾驶方向盘握力探测装置，驾驶方向盘转角及转角速度探测装置等；通过各探测装置，探测驾驶员驾车行驶时的不规范驾驶操作状态及偶遇突发事件时的误操作等危险驾驶操作状态，根据车速，经微处理器CPU处理，实现机动车安全行驶的最优化安全控制，车速高报警早及刹车时间早，车速低报警晚及刹车时间晚，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，从而有效保证机动车辆的行驶安全。稍加改进也可应用于其它设备操作台上的监控安全装置。

Description

机动车驾驶监控安全装置

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、气囊等，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的系统保证。

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，动力装置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连接检测电路，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，继电器连接离合器驱动电路和刹车驱动电路，离合器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10安装在机动车座位101上或安装在机动车座位101上设置的坐垫102内，传感器10将测得的驾驶员驾车时的坐姿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、发射模块电路及电路板与外壳，以及接收模块装置组成；所述的传感器或压力三态开关7连接发射模块电路，接收模块装置、模数转换器A/D和微处理器CPU顺序连接；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；所述的霍尔集成传感器安装在方向盘的转轴下的支架上，霍尔集成传感器连接放大器16，由放大器连接并到微处理器CPU；霍尔传感器接收驾驶员打方向盘时的方向转角，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；经二次延时后通过数模转换器D/A后转换为刹车模拟信号，数模转换器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，通过在机动车座位上或在机动车座位上设置的坐垫内装的驾驶员坐姿频率传感器(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座位及转动身体或与别人谈话；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盘，并且角度过大等等驾驶状态。将所测以上检测信号和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，而由机动车座位上或在机动车座位上设置的坐垫内装的传感器等所构成的驾驶监控安全装置特别适用应摩托车的使用。

附图说明

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是带气垫或油压垫传感器的机动车座上设置的坐垫示意图；

图4是带电阻式应变片式传感器的机动车座上设置的坐垫示意图；

图5是带电感式传感器的机动车座示意图；

图6是带电感式传感器的机动车座示意图及机动车座上设置的坐垫示意图；

图7是驾驶状态红外线探测定位装置结构主视图；

图8是驾驶状态红外线探测定位装置结构侧视图；

图9是驾驶状态红外线探测定位装置结构俯视图；

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；微处理器CPU连接检测电路，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，继电器连接离合器驱动电路和刹车驱动电路，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；

所述的传感器安装在机动车座位上或安装在在机动车座位上设置的坐垫102内；传感器将测得的驾驶员坐姿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、发射模块电路和电路板与外壳，以及接收模块装置组成；所述的传感器或压力三态开关7连接发射模块电路，接收模块装置、模数转换器A/D和微处理器CPU顺序连接；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；所述的霍尔集成传感器安装在方向盘的转轴下的支架上，霍尔集成传感器连接放大器16，由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盘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；

微处理器CPU所连接的检测电路17和诊断电路21作用是：检测电路17检测经微处理器CPU输出的二次延时后的信号，当检测到经二次延时后的信号，继电器18闭合接通电源，离合器驱动电路输出信号，使离合器结合，同时刹车驱动电路通电，使驱动动力装置25进行刹车；故障诊断电路21诊断机动车驾驶监控安全装置，当机动车驾驶监控安全装置异常时，继电器18断开电源，离合器驱动电路无信号输出，使离合器分离，同时动力刹车驱动电路断电，机动车驾驶监控安全装置自动取消，同时，指示灯22闪烁报警。

图2和图3所示，在所述的坐垫102内，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10为压力传感器，并与气垫或油压垫连接。

图4所示，在所述的坐垫102内，传感器10为纵向、横向布置及纵横向布置的电阻应变片(103)。

图5所示，在所述的机动车座位101上，在机动车座位101中的内部安装有电感式传感器10，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，在所述的机动车座位101上，在机动车座位101旁边安装电感式传感器10，坐垫102绑固在车座上，传感器10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。

Claims

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)，限速装置(28)，电源(1)，动力装置(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连接检测电路，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，继电器连接离合器驱动电路和刹车驱动电路，离合器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(10)安装在机动车座位(101)上或安装在机动车座位(101)上设置的坐垫(102)内，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；经二次延时后通过数模转换器D/A后转换为刹车模拟信号，数模转换器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。

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压力三态开关(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；所述的传感器或压力三态开关(7)连接发射模块电路，接收模块装置、模数转换器A/D和微处理器CPU顺序连接。

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；所述的霍尔集成传感器安装在方向盘的转轴下的支架上，霍尔集成传感器连接放大器(16)，由放大器经模数转换器A/D并连接到微处理器CPU。

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：在所述的坐垫(102)内，坐垫(102)内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：在所述的坐垫(102)内，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：在所述的机动车座位(101)上，在机动车座位(101)的内部或旁边安装有电感式传感器，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)，以及由两个绞轴(503)连接盒体的支座(504)组成。

9、依据权利要求8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。