CN102826079A - 一种车辆智能电磁制动防追尾系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆智能电磁制动防追尾系统，旨在提供一种当两车靠近时可以同时降低车辆运行速度的电磁制动防追尾系统，它包括中央处理器、固定线圈、测速仪、测距仪，分别在车身尾端和前端安装固定线圈和测距仪，测距仪测量本车辆与靠近车辆的距离，测速仪则分别固定在车身内外，一个测量自身车辆的速度，一个测量靠近车辆的速度，当两个都安装有电磁制动防追尾系统的车辆靠近时，安装在车辆前后的电流方向不同的通电线圈会产生斥力作用，车辆由于在斥力的作用下会逐渐减小速度和保持一定的车距，从而有效的防止车辆发生追尾事故。

Description

一种车辆智能电磁制动防追尾系统

技术领域

本发明涉及一种汽车安全系统，尤其是涉及一种防止发生追尾碰撞事故的智能电磁制动防追尾系统。

背景技术

现如今，随着高速公路的推广和车辆技术的发展，使得车辆的行驶速度不断提高，与此同时，也带来了一定的安全隐患，比如车辆碰撞、追尾事故等，不仅导致车辆发生损坏，而且也严重威胁到了人类的生命安全。中华人民共和国知识产权局于2000年4月12日公开了授权公号为CN2373327Y的专利文献，名称是一种汽车防追尾装置，它包含有中央处理器、显示屏、微波发射和接受装置、报警器及执行机构，微波发射和接受装置包括频率发射器、发射天线和接受天线，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动，中央处理器将收发频差信号转换成汽车与前方目标的距离值，再相应的计算出相应变化值，通过与设定值比较，再做报警及命令执行。该装置只有在两车的速度接近或者超过设定值时，才能进行报警及采取减速和刹车动作，可确保汽车不会发生追尾事故。此方案虽然能够收集反馈行车数据，但是并没有脱离传统制动方式，主要通过刹车或者关闭发动机来实现制动，达到车辆的防追尾效果，所以此方案还没有克服传统制动带来的缺点。

发明内容

本发明的目的是为了克服传统制动需要接触而且制动效果不太理想的缺点，采用了方便、快速、智能化的新型智能电磁制动防追尾系统。该发明不仅能够解决传统制动带来的接触和磨损的问题，而且能够实时检测收集处理车辆运行数据并智能打开电磁制动系统，从而避免了车辆之间的追尾事故。  

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种车辆智能电磁制动防追尾系统，在车辆前后两端都安装成已制成的固定线圈，同时在车辆内外部安装测速仪，内部测速仪主要测量本车辆的速度，外部测速仪主要测量靠近车辆的速度，并在车辆前后端安装测距仪，这几个仪器分别通过输入端连接到中央处理器上面，两种仪器设备及时将本车与靠近车辆的运行数据记录并反馈到中央处理器内，中央处理器根据已经存储的数据快速处理计算，并判断是否满足两车相撞的条件，一旦满足相撞的条件，中央处理器先会智能判断是哪个测距仪数据满足相撞条件，并对相应的固定线圈发出指令，从而使得车前或者车后的固定线圈及时通电；如果与车前和车后靠近的车辆都满足相撞条件，则两个固定线圈都会通电，根据安培环路定理和高斯定理，通电线圈之间由于电流方向不同会产生斥力，智能电磁制动器处于工作状态，如果自动开关闭合失效或者凭经验人为判断满足相撞条件时，我们也可以通过闭合与自动开关并联的手动开关来打开电磁制动系统。在此过程中，两车之间由于存在斥力，保持了一定的车距，减小了车速，避免了追尾事故的发生。制动过程中，由于测速仪和测距仪实时不断地反馈车辆运行数据，所以，当速度与车距经处理器计算不再满足两车相撞的条件时，电磁制动系统自动关闭，如果在自动开关断开失效时，我们可以人为的断开与它串联的手动开关，这样也可以强制使电磁制动系统停止工作。当两车运行速度都慢下来后，如果还需要进一步的安全制动，驾驶员可以采取刹车等一系列的制动动作。

作为优选，在制作具体的固定线圈时，应根据车辆需要制作出可以产生最大斥力的通电线圈，需要考虑形状大小和匝数多少及车载电源电流大小。

作为优选，在安装固定线圈时，为了美观起见，车辆有防撞梁或者保险杠的可以综合利用上，没有的可以制成内嵌式的。

作为优选，为了避免电磁线圈的电流同向而不产生斥力，在安装时应统一制定安装标准，比如车前线圈规定为顺时针，车后线圈为逆时针。

作为优选，需要在车室设置一个报警灯，报警灯与固定线圈并联联，当中央处理器发出信号时，报警灯亮。 

作为优选，需要在车室安装一个报警发声装置，并与报警灯并联联，并且当中央处理器发出信号时，报警发声装置发出语音提醒。作为优选，为了避免智能电磁制动系统发生故障，特别在驾驶舱设置一个与自动开关并联的手动开关，驾驶员可以凭借经验和直觉判断是否需要人为强制启动智能电磁制动系统，此手动开关和自动开关并联同时接到中央处理器和电磁制动系统上，任一闭合即可启动电磁制动系统。

作为优先，为了避免自动开关断开失效，特意给自动开关串联一个手动开关，驾驶员可以人为手动断开并关闭电磁制动系统。

本发明的有益效果是：当两车辆满足相撞条件时，电磁制动系统会自动闭合，在自动开关没有响应的条件下，可以人为判断并手动强制打开电磁制动系统，此时前后两车相应的固定线圈会及时通电，从而产生斥力，避免车辆单一制动性，使车辆尽可能不接触，人员生命安全和车辆安全得到保证。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明系统示意图；

图2是本发明电路示意图；

图3是本发明车辆模型图；

图中：1、车后测距仪，2、车外测速仪，3、车载测速仪，4、中央处理器，5、车前测距仪，6、手动开关，7、自动开关，8、车后固定线圈、9、报警灯，10、报警发声装置，11、车前固定线圈,12、手动开关。

 具体实施方式

下面结合实施例和附图，进一步说明本发明的技术方案。

实施例：本实施例的一种智能电磁制动防追尾系统，包括两个固定线圈8和11，在车辆前端和尾端分别安装这两个固定线圈8和11，两线圈基本保持平行状态,其中固定线圈8和11的大小不仅要根据车辆的大小和形状来决定，还要使得车辆在同等电流大小作用下产生的斥力最大化。

本实施例还包括测速仪2和3，及测距仪1和5，两个测速仪2和3分别安装在车内和车外，主要用于测量自身车辆和靠近车辆的行驶速度，测距仪1和5分别安装在车辆前后端，主要测量与靠近车辆之间的距离，测量数据反馈到中央处理器当中。

本实例还包括一个设置在驾驶室内的报警灯9，它与固定线圈8并联联。本实例还包括设置在驾驶室内的一个报警发声装置10，报警发声装置与固定线圈8并联。在驾驶室还设置有一个自动开关7和手动开关6，当满足相撞条件时，自动开关7智能闭合，电磁制动系统打开，手动开关6是为了避免自动开关7失效而设置的，当人为判断满足相撞条件时，可以手动强制闭合手动开关6，从而打开电磁制动系统。

本实例还包括与自动开关7串联的一个手动开关12，当在不满足发生追尾的情况下，自动开关7断开失效时，驾驶员可以人为断开手动开关12，从而关闭智能电磁制动系统。对于本车辆来说，当有车辆靠近自身车辆时，测距仪2和3及测速仪1和5会实时向中央处理器4发送数据，中央处理器4通过对收集的数据进行计算，判断是否满足两车相撞的条件,即假设两车在短时间内以此速度运行，如果利用收集的速度数据计算出来的车距大于于利用测距仪2或者3测量的数据时，则满足两车相撞的条件，这时中央处理器4会对相应固定线圈8或者11发出指令，同时自动开关7打开，报警灯9和报警发声装置10分别 工作，提前通知驾驶员，相应的固定线圈8或11迅速通电，从而产生斥力，根据安培环路定理和高斯定理，利用共轴矩形（在这里为了方便处理数据，车载固定线圈可近似看做矩形 线圈处理）                                                

载流线圈的作用力公式（如下，其中I₁表示自身车辆线圈通电电流，I₂表示靠近车辆线圈通电电流，h表示线圈中心之间的距离，a₁、b₁分别表示自身车辆线圈边长，a₂、b₂分别表示靠近车辆线圈边长，F表示线圈之间产生的斥力）

可以得出，如果两线圈可以同上不同方向的电流时（假设在设定标准时以顺时针为正方向）会产生斥力 ，从而两车之间由于固定线圈8或11之间的斥力而保持了一定的车距，电磁制动系统正常工作；当自动开关7失效或者根据驾驶员的经验或者直觉判断会发生追尾时，驾驶员可以启动手动开关6，人为打开电磁制动系统，两车保持了一定的车距，避免了追尾事故的发生，当两车在斥力的作用下，速度会慢慢减小，保持一定的车距，这时，测距仪2和3及测速仪1和5会及时将车辆运行数据实时反馈到中央处理器4当中，又经过中央处理器4计算，当两车如果不再满足两车相撞的条件时，中央处理器4又会发出指令，自动开关7断开，电磁制动系统停止工作，如果自动开关7断开失效，驾驶员可以断开与自动开关7串联的手动开关12，关闭智能电磁制动系统，保证车辆正常行驶和人员的安全。当在电磁制动系统关闭后，有时可能为了需要进一步进行安全制动，这时驾驶员可以利用车辆的刹车系统（比如油刹或者气刹）进行制动，以达到理想的安全行车环境。     

          本文当中描述的实例仅仅是对本发明精神的说明，本发明所属领域的技术人员可以对所描述的具体实例做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但不会偏离本发明的精神或者超越权利要求说明书所定义的范围，如中央处理器可以用单片机等其他元件代替。      

尽管本文使用了固定线圈、中央处理器、测速仪、测距仪等术语，但不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便的解释和描述本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。   

Claims (5)

1. 一种车辆智能电磁制动防追尾系统，用于防止车辆发生追尾事故，其特征在于包括中央处理器（4）、固定线圈（8）和（11）、测速仪（2）和（3）、测距仪（1）和（5），固定线圈（8）和（11）分别安装在车辆车身尾端和前端，两者基本保持前后平行状态，测距仪（1）和（5）也分别安装在车辆尾端和前端，主要测量自身车辆与前后靠近车辆之间的距离，测速仪（2）和（3）分别安装在车身外部和内部，车外测速仪（2）主要负责测量靠近车辆的速度，而车载测速仪（3）测量自身车辆的速度，当中央处理器（4）经过计算后判断两车满足相撞条件时，就会对相应的固定线圈（8）或（11）发出指令，这时固定线圈（8）或者（11）就会及时通电，两车之间的通电线圈由于存在磁场而产生一定的斥力，从而防止两车发生追尾事故。

2. 根据权利要求1所述的车辆电磁制动防追尾系统，其特征在于，还包括在驾驶室内设置一个报警灯（9）和报警发声装置（10），两者均与与固定线圈（8）并联。

3.  根据权利要求1所述的车辆电磁制动防追尾系统，其特征在于，连接固定线圈（8）、（11）与中央处理器（4）之间的的导线上设置了一个自动开关（7），当满足相撞条件时，自动开关（7）会收到中央处理器的指令而智能闭合。

4. 根据权利要求1和3所述的车辆电磁制动防追尾系统，其特征在于，还包括一个与自动开关（7）串联的一个手动开关（12），当自动开关（7）智能断开失效时，可以通过断开手动开关（12）人为关闭电磁制动系统。

5. 根据权利要求1和3所述的车辆电磁制动防追尾系统，其特征在于，还包括与自动开关（7）并联的手动开关（6），当自动开关（7）发生故障或者人为判断满足相撞条件时，驾驶员可以强制闭合手动开关（6），打开电磁制动系统。

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