CN1156507A - 车辆的安全系统 - Google Patents

Abstract

车辆的安全系统，含有一个装在目标车辆(16)上的控制器和一个可检测与尾随车辆(18)相隔距离和相对速度的传感器(20)，将来自采用多普勒雷达系统测定目标车辆的地速的速度检测装置(97)的速度信号输入到上述控制器中，该控制器就会算出一个安全范围，如果尾随车辆进入该安全范围内，就会启动固定在目标车辆后面的目视报警装置，也可根据不利的道路条件确定一个扩大的安全范围，如果尾随车辆进入该扩大的安全范围通常会发出不大强烈的目视报警信号，但是，如果尾随车辆的靠近速度超过一预定临界值，并进入扩大的安全范围时，便立即向尾随车辆的司机发出十分强烈的报警信号。本发明的安全系统可用于提高道路车辆的安全性。

Description

车辆的安全系统

本发明涉及车辆的安全系统包括向尾随车辆的司机发出例如安全信息的报警装置。

在WO93/15931中公开的普通报警装置中含有一种可指示车辆减速时的分离范围以及车辆是否停稳的车辆显示系统。上述显示系统中有关逐渐制动报警(PBW)或车辆停稳指示(VSI)显示的所有特征都纳入本说明书中。WO92/01951公开了一种使用双角状雷达装置的公知地速检测装置，其说明书的内容也纳入本说明书。

本发明的目的是改善现有的车辆显示系统和地速检测装置。

按照本发明的一个方面，提供了一种车辆安全系统，它含有：一个装在目标车辆上的控制器；一个装在目标车辆上的可检测与尾随车辆的相隔距离和/或相对速度、并将其典型的数据信号输入上述控制器的传感器；一个可检测目标车辆相对于路面的速度并将其典型的速度信号输入上述控制器的速度检测装置，其特征在于，上述的控制器可处理接收到的速度信号和数据信号，以确定是否处在不安全状况。上述的安全系统还包含由上述控制器控制的、可向尾随车辆的司机发出处在不安全状况的警报信号的报警装置。

上述控制器最好能通过测定一个对应于目标车辆后面的安全范围的安全距离来确定是否处在不安全状况，任何尾随车辆进入上述的安全范围就是处在不安全状况。

这就有利于帮助尾随车辆的司机更精确地确定安全距离，因为在没有任何报警系统的情况下，尾随车辆的司机很容易对安全距离估计不足。

上述的安全距离可大体定为是以尾随车辆的速度行驶的车辆的安全停车距离。

该安全停车距离可认为是与目标车辆的车速成正比。

最好在测量值达到一个安全值后便停全止报警。报警是由一个安装在目标车辆上位于尾随车辆的司机能看得见的位置上的显示器发出的，该显示器可以是一排灯。

安全系统含有目标车辆已停稳的报警装置，还含有目标车辆不同减速程度的报警装置。上述报警装置可以含有一个显示相对速度和/或相隔距离的黄色灯显示器和一个显示车辆停稳和/或减速程度的红色灯显示器。可用减速程度的警报代替相隔距离和/或相对速度的警报。

在一个最佳实施例的安全系统中，设有一个带有两个接收天线的雷达装置，该装置工作上与控制器连通，因此控制器可确定车辆行驶的方向，它还含有一个在车辆行驶时由控制器自动启动而发出报警信号的报警装置。

另一种报警装置可在车辆倒车时自动启动，它可以是一排灯和/或发声的装置。

上述控制器可确定一个对应于一个扩大的安全范围的加长安全距离，并且，上述报警装置还可显示对应于尾随车辆进入扩大的安全范围时的第一报警值和对尾随车辆司机来说比第一报警值更加强烈的、对应于任何进入安全范围时的第二报警值。

加长的安全距离和扩大的安全范围的大小通常是预先确定的，以便与适于恶劣道路条件下驾驶的典型参数相对应，这些参数例如可存贮在查寻表中，以便根据控制器收到的信号以及规定正常安全范围的参数一起来确定驾驶参数。

安全系统可带有能向上述控制器输入典型的路面情况和/或其他驾驶条件的信号的路面情况通讯装置，其特征在于，控制器可根据上述路面情况通讯装置指示的、可能影响目标车辆与路面之间的拖动力的恶劣路面情况来确定对应于扩大的安全范围的加长安全距离。

因此，可使扩大的安全范围和加长的安全距离适用于主要的行驶条件，地面情况通讯装置最好能自动地输入数据，例如说明下雨、结冰、或下雪是否构成行车危险的数据。数据来源于车内传感器或者与提供相关数据的外部系统相连接的遥测仪表。

最好是传感器能检测出与尾随车辆相隔的距离和相对的速度，而控制器能确定当尾随车辆进入扩大的安全范围时它与目标车辆的相对速全度是否大于相对速度的临界值，如果大于临界值，则启动报警装置，发出第二报警值信号。

这种装置的好处在于，在尾随车辆进入主安全范围之前便以十分明显的信号向其司机发出报警，以便最明确地警告司机：他正以超出临界值的速度靠近目标车辆。

在一个最佳实施例中，路面情况通讯装置含有一个装在目标车辆上、用来检测下雨、下雪和结冰这几种情况中的至少一种情况，并向控制器输入典型的信号的装置。

检测尾随车辆的距离和速度的传感器可以是一个发射和接收雷达脉冲的雷达系统，从该系统得到的脉冲信息足以确定尾随车辆的靠近程度及其相对速度。

安全系统可含有一个能在目标车辆的控制器与装在尾随车辆上的报警器之间进行通讯的通讯装置，因此，报警装置可通过上述的报警器向尾随车辆的司机发出报警信号。

速度检测装置可以是一个装在车辆传动系统上的普通测速器，并且可以含有例如一个霍尔效应传感器。

速度检测装置也可以是一个装在目标车辆上对路面相对于目标车辆的运动敏感(与目标车辆传动系统的部件无关)的传感器。

在一个最佳实施例中，速度检测装置是一个由多普勒谱移式雷达构成的传感器。

这种检测装置的优点是，不存在通过传动系统检测速度时由于轮胎充气压力的变化、轮胎磨损或其他因素造成的轮胎直径的变化所引起的固有误差。

控制器也可启动铺在目标车辆内部或外部的碰撞能量吸收装置。

上述的碰撞能量吸收装置可以是一种可在目标车辆的外部展开的可充气的气袋，和/或在碰撞时由液压作动筒使其伸出以吸收能量的缓冲垫。

因此，可在目标车辆与一物体(例如尾随车辆)之间发生碰撞之前减弱冲击力。

本发明的另一方面是给车辆提供一种系统，该系统含有检测车辆加速和减速程度的装置和能使远离车辆的第三方看出其加速或减速程度的输出装置。该输出装置可以是一种带有代表加速的第一种标志和代表减速的第二种标志的目视显示器。所述的显示器可以是装在车辆侧面上的一排灯。第一组带颜色的灯代表加速，第二组带颜色的灯代表减速，最好是，由打开的指定颜色的灯的数目亮度来代表加速或减速程度。

本发明的这一方面可用于例如赛车或摩托车，在这种车辆的一侧或两侧安装一种目视显示器使观众和摄象师能看出车辆的加速或减速程度，从而提高观享比赛的情绪。这种显示器不一定是前面车辆和尾随车辆的司机可以看见的，以便尽量减少干扰比赛结果。

本发明还公开了一种车辆控制系统，它含有一个地速检测器，该地速检测器带有检测车辆的实际速度和行驶方向的装置和将车辆的行驶速度和方向输入到可根据速度或方向信息控制第二车辆装置的控制器中的装置。

上述系统最好可用于覆行下列各种功能的任一种综合或下列功能中的任一种功能：行车控制的实际检测；或与反馈制动系统和/或实际拖动控制的真实车轮速度相比较；覆行如下任一项功能：路面行驶速度显示，经过的距离，燃油消耗量测量，经过路程的时间和估算到达目的地的时间，路程的平均燃油消耗；气袋自动起动；电动自动传动车辆的换档。

上述系统也具有本发明所有其他方面的特征。

按照本发明的再一个方面，公开了一种车辆安全系统、它含有一个装在目标车辆上的、可根据速度检测器发出的信号和目标车辆与路面的典型相对速度来控制目标车辆的制动操作的反馈制动装置，其特征在于，上述的速度检测器是一种可向路面发射射线并根据接收和分析从路面反射回来的射线来确定速度的雷达系统。

该雷达系统可通过测量反射回来的射线的频率中的多普勒谱移来确定速度。

按照本发明的又一个方面，公开了一种车辆安全系统，它含有：至少一个安装在目标车辆上的碰撞能量吸收装置；一种安装在目标车辆上的、可检测外物靠近目标车辆的距离和靠近速度的检测装置；一种根据上述检测装置输出的信号测定外物是否即将与目标车辆相碰撞的测定装置；和一种根据上述测定装置的检测结果启动至少一个碰撞能量吸收装置，以便使其在目标车辆外部的某一位置上展开而位于目标车辆与碰撞外物之间的启动装置。

上述的碰撞能量吸收装置可以是一种含有两个或多个可充气的气袋的袋式装置，这些气袋在充气时可展开，构成一种含有一个贴近目标车辆的内袋和一个远离目标车辆的外袋的连续气袋层。

安全系统最好带有一种能在一个或多个气袋内的压力超过一预定值时使其放气减压的减压装置。

上述减压装置可使连续气袋层中气袋的压力调成从内袋至外袋逐渐降低，因此，在目标车辆与外物相碰撞时外袋先于内袋放气减压。

上述的减压装置可含有组成各气袋之侧壁部分且结构上可在相应的预定压力下破裂的可破裂薄膜。

在一个最佳实施例中，气袋装置含有3个可充气的气袋。

最好有若干个气袋装置分别铺设在目标车辆的前面、后面、左侧和右侧。

另一种碰撞能量吸收装置含有至少一个可在受到碰撞时由液压作动筒使其伸出而吸收能量的缓冲垫。

本发明的又一方面是提供一种车辆安全系统，它含有一个地速检测装置和/或地速输入测定装置以及一个控制器，在很可能发生事故时，该控制器能够启动一种喷射器喷射出安全化学药品例如泡沫。

本发明的再一个方面是提供一种雷达系统的天线，它含有连接天线与雷达的机构，以便能够通过天线将电磁辐射从雷达发射出去，并通过天线使反射回来的射线反馈入雷达，上述天线还含有一个楔形的本体部分。该楔形本体是逐渐减小至厚度小于1mm的尖顶的。上述天线最好至少有一部分用聚四氟乙烯(PTFE)制成。

本发明还有一个方面是提供一个雷达系统的壳体，它含有一种可将电磁射线输入波道的装置，所述的波道沿两个不同方向的通道将射线导至出口处。上述的壳体在每一个射线通道中接纳雷达的接收天线，而且，在其出口处还设有楔形天线，用来发射射线和接收反射回来的射线。接收天线的调节可由射线的半波长区别之。

本发明的又一个方面是提供一个雷达系统的壳体，它带有一个供电磁射线进入波道的入口，所述波道可将射线沿两条通道导引至两个隔开的喇叭形的出口/入口处，其特征是，所述的喇叭口相对于其纵轴线的横向尺寸沿其长度逐渐减小。

上述的喇叭口可向外逐渐减小。它可以向内转弯，以便使从一个喇叭口发射的射线被导至与从另一个喇叭口来的射线相交。上述壳体最好能接纳两个与两波道会合点相隔等距离的接收偶极天线。

下面仅结合实例并参考附图说明本发明的实施例，附图中：

图1是本发明的车辆显示装置的前视简图；

图2a是装有本发明的车辆显示器的两辆车的平面示意图；

图2b是图1所示显示器的第二实施例处于工作状态的视图；

图3是本发明的雷达系统的一部分的前视图；

图4是图3所示雷达部分的底视平面图；

图5是图3和4所示雷达部分的后视图；

图6是沿图5中的6-6线的剖视图；

图7是适用于本发明的雷达系统的楔形件的5个视图(7A～7E)；

图8是本发明的楔形件的第二实施例的3个视图；

图9是本发明的第二个雷达系统的侧剖视图；

图10是带有本发明的气袋装置的车辆的平面图；和

图11是带有本发明的气袋的车门板的两个侧剖视图。

参看图1，本发明的显示系统10含有一个由第一灯组12构成的安全显示器，用来发出有关目标车辆16与尾随车辆18(见图2a)之间的相对参量的报警信号。由第二灯组14组成的显示器可以发出关于目标车辆减速度和/或该车辆是否停稳的信息，因此，第二灯组14与国际专利WO93/15931所述灯组是相似的，并且可按其中所述的相同方式进行操作，或者也可采用本文所述的系统进行操作。第二灯组14含有一个中心灯15a和4组对灯15b、15c、15d和15e。中心灯15a可以是一个由车辆制动踏板上的开关触发启动并在逐渐制动报警(PBW)和车辆停稳指示(VSI)条件下不予采用的中心高架停车灯(CHMSL)。而对灯15b～15e则可按例如国际专利WO95/15931所述的灯10～17相同的方式作业。

显示器用作车辆停稳指示器(VSI)时，其最好的显示形式是在一组灯的循环变化中，开始时先打开第二灯组14中的全部灯15，第二步是关闭中心灯15a再打开所有灯，接着是关闭两个灯15b再打开所有灯，之后，瞬时关闭两个灯15c，然后打开所有的灯，等等，直到全部灯对依次关闭过，循环便再次开始。例如，每一步的时间周期可以少于1秒，最好是0.1秒左右。

如图1和2b所示，各个灯15最好是彼此有所区别的，各灯15之间的隔开部分11的宽度可以例如是灯的宽度。在另一种情况下，部分11的宽度可以变化，以便保证尾随车辆18在其后面相隔一定距离时仍能看清灯15。防撞传感器如果仅用来测定间距则只需含有一个下面所述的喇叭状雷达。

因此，可认为车辆停稳指示信号是十分有效的，因为在目标车辆16的后面清晰地显示出一列由于灯对向外依次关闭而明显扩展的灯组(例如红灯)。当第二灯组14用作逐渐制动报警显示(PBWD)时，认为，灯对15照明的初始值在减速时最好为例如0.05～0.1g和0.1～0.25g。采用测距装置，或者防撞传感器时，上述范围最好可根据尾随车辆18的接近程度和/或靠近速度而变化。例如，减速时PBW照明的初始值可定为0.025～0.05g，第二次照明值可变为例如0.05～0.1g，等等。当然，PBW信号也可与第一灯组12同时发出，以便对尾随车辆的司机提出加强的危险警告，或者提供如下所述的另一形式的显示。

在一种比国际专利WO93/15931所述的更好的系统中，可采用类似于国际专利WO92/01951所述的或者本文下面所述的雷达系统来提供有关目标车辆行驶速度和方向的信息。通过快速取样测量对地速度并采用一个时间基准值，可用一种微处理机控制系统来提供例如有关车辆在任何给定时间下的加速和减速的准确信息。因此，这种系统可适用于控制由第二灯组14发出的显示。

与这样一个地速检测器连接的上述微处理机控制系统可用来为目标车辆16的司机提供速度读数，而且也可向司机显示有关在指定路程上行驶距离的信息，或者进行其他的记录。关键的特征在于，速度检测器可以极为精确地测出实际的、真实的或者说绝对的地面速度及其变化。它与计算车辆轮胎的转动速度的装置不一样，与例如轮胎的直径无关。现有的装置容易出现约为实际速度的5％的大误差，更严重的是，这个误差随着车辆轮胎的使用时间(由于磨损而直径减小)而增大，并随车辆速度的增加而明显增大。

通过向微处理机输入有关发动机燃油消耗量的信息，可计算出经济的燃油用量，并向司机提供例如有关要选择的最合适的档级的信息以及有关加速或减速的信息。另外，在一个最佳实施例中，用一种含有两排灯的灯组来提供加速和减速的显示，其中一排灯表示加速的程度，例如用绿灯，第二排灯表示减速的程度，例如用红灯。上述的灯组可以装在例如一辆赛车(例如一辆标准赛车)的侧面，以便为观众提供有关该赛车速度变化的情况。当然，也可以使用车辆上的其他的显示标志而不用上述的两排灯。

通过为司机安装一个键盘或其他的通讯装置以便对微处理机输入信息、便可形成一个完善的车辆管理系统。例如，当司机对该系统输入有关现处位置和要到达的目的地的信息时，该系统就可根据路程距离数据库而计算出路程的距离，然后，司机就可知道剩余距离的信息和估计的到达时间，以及在整个路程上的平均燃油消耗量。上述信息也可以存储起来，而不显示给司机，在维修车辆时才将信息取出，以便研究车辆的性能是否发生了任何大的变化。

在行车控制的实际检测中也可以采用上面提到的WO92/01951所公开的地速检测系统。另外地速与轮速的比较例如可输入到例如两轮或四轮车辆的反馈制动系统和拖动控制系统中。因此，精确的地速测量可用来控制ABS系统中制动器的最佳抽气速率。具体说来，可设置一种智能ABS系统，为车辆低速行驶时，上述系统就取代反馈制动系统，以便锁紧轮子，这一点在某些情况(例如下雪天或类似情况)下是有利的。同理，精确的地速测量可用于比较车辆轮胎或其他牵引机构(例如拖轮、或油箱踏板)的转动速度，以便加强拖动控制系统。在已知的系统中，不测量独立的车辆速度，因此，本系统可用于准确地预测在给定速度下所需的轮胎转动速度。

由图1所示的第一灯组12构成的显示器含有排成一排的7个灯13，这些灯由微处理机控制系统(未示出)控制。该控制系统设计成可启动显示器12以便在尾随车辆18例如太快接近目标车辆16时给其司机发出报警信号，也可以在尾随车辆18太靠近目标车辆16时发出报警信号。即使在车辆16和18例如以相同的速度行驶时，也要有一个安全的停车距离，(例如由运输部长公布的)当制动时，车辆应停止在这一安全距离内。因此，通过最好是由例如上述的可测定真实地速的雷达地速检测系统或者其他的与微处理机控制系统连通的装置测出目标车辆16的车速，并用防撞传感器20测定目标车辆16与尾随车辆18之间的距离，就可确定目标车辆16后面的安全范围。如果尾随车辆18进入上述安全范围内，就会使灯组12中的灯13发出一个初始亮度值。

例如，所有的灯13都可被打开。但是，当尾随车辆18刚进入安全距离中的第一距离时，仅打开灯13a和13b，如果尾随车辆再驶进一个预定距离，再打开灯对13c，同理，若尾随车辆进一步驶近目标车辆时，灯对13d也打开。例如，以30哩/h车速行驶的车辆，其安全相隔距离(或者说停车距离)是25米，所以，在一个实例中，如果尾随车辆18与目标车辆16的车距小于25米时，灯13a就打开，若上述车距小于20米时，灯13b，13a一起打开，如果尾随车辆18与目标车辆16相隔小于15米，灯13c打开，若尾随车辆18与目标车辆16相隔10米，灯13d打开。在另一个实例中，如果尾随车辆继续靠近目标车辆，所有的灯都打开和关闭。

因此，提出了一种由目标车辆16上的带有微处理机的地速检测器与防撞传感器20形成的报警系统。在一种更为完善的形式中，防撞传感器20是一种上面所述的用来测量速度的雷达装置，因此，可用来测量目标车辆16与尾随车辆18的相对速度。如果尾随车辆18靠近的速度太快，则可根据已知的尾随车辆靠近速度和预定值而发出报警显示信号。例如，借助查寻表或数据库查出非安全的靠近速度。这种查寻表也可以类似于安全停车距离(或者说安全范围距离)的方式随目标车辆16的速度而改变。因此，当车速为30哩/h时的安全范围离为25米时，若尾随车辆接近太快(例如速度差为30哩/h)时，即使尾随车辆18位于目标车辆16后面50米处，也会发出报警信号。

在另一个实施例中，报警信号的发出与否(也就是说，安全界限值)取决于主要的道路条件。例如，可设置一个健盘或者其他的通讯装置，使司机可输入有关天气情况的信息。或者，设置一个与微处理机连接的传感器，以测定道路是否潮湿及其潮湿程度，测定道路是否有冰、雪覆盖。另外，也可通过无线电接收装置接收地区性无线电系统提供的上述的局部信息。以修正微处理机中存储的信息。这样，就可将危险的天气情况自动地输入到含有上述处理机的车辆控制系统中。另外，这种系统的优越性还在于，当车辆长途行驶时，从一个地区至另一个地区的天气情况的变化可自动输入微处理机中。由于报警系统控制器能够确定例如是否由于下雨而正在使用或者说刚刚使用了风档刮水器(以及使用刮水器时没有喷水来清洁挡风玻璃)，故可得知有关天气的信息。另外也可采用严寒检测器例如气温检测器(并通过查寻数据来调节例如风冷)。因此，安全停车距离可根据主要的天气情况和现有已存储况的有关天气的数值以及出现不同恶劣程度的坏天气的可能性进行调整。另一方面，可以在其中设置一种两级的报警系统，在坏天气下当尾随车辆18进入目标车辆16的安全停车距离内时，第一报警系统就例如打开全部灯13；如果在好天气下尾随车辆进入目标车辆16的安全停车距离内时，第二报警系统就例如闪动全部或几个灯13。后一报警信号要特别醒目，使司机后撤。对于进入停车距离内且更加接近目标车辆时发出的多级报警可以是增加灯的闪烁频率和/或亮度，例如，随着尾随车辆越来越靠近，灯闪速度可以以2次/秒的增量从2次/秒向上增大。而且，也可以以不同的模式打开灯13，例如，随便地或者单独地打开灯13a，然后全部灯对13b，13c和13d一起打开。

因此，由第一灯组12构成的显示器可用来发出两级信号，例如，在好天气情况下仅打开灯13a和13b，而在坏天气情况下，13a～13d7个灯全部打开，即使安全范围距离值已增大也如此。

当然，如果尾随车辆18已驶离目标车辆16并在其安全范围界限值之外，或者它已减速至低于非安全靠近速度值时，报警信号就会自动地熄灭。

在一个显示系统10的最佳实施例中，一排灯15是红灯，另一排灯13是黄灯。这两排灯最好装在目标车辆16后窗的下部或类似的位置上，使它们很容易被尾随车辆18的司机看见。

在安全报警系统的另一个实施例中，不设置第一灯组12，而是将微处理机与目标车辆16上现有的雾灯相连接，当违反任一规定的条件时，就打开云雾灯。当然，微处理机与查寻表的数据库不同，它可以用一种算法来计算任何给定条件下的安全值。

在另一个实施例中，只设一排信号灯，所以省去第一灯组12。第二灯组的各个部分例如灯15a和15b可以是反射灯，或者是在灯泡前面涂上不同颜色的半透明涂层，供不同系统(安全范围、VSI、PBW)的照明显示用。在另一个最佳实施例中，例如为7个灯位(例如15a)设置7个红色发光二极管(LED)，以显示逐渐制动报警信号和车辆停稳标志，同时，对7个灯位也设置7个黄色发光二极管(LED)，以显示安全报警信号。在此情况下，可以在安全范围信息之前发出逐渐制动报警信号，并且例如，可以扩大红灯数目向外追赶黄灯，从而根据减速程度和进入安全距离的程度同时打开红灯和黄灯。例如，如果发出进入安全距离的信号，则中央灯15a和灯对15b将打开，此时，任何轻度刹车都会使灯15a自动变成红色(以此方式起到一种中心高架停车灯的作用)，同时，灯15c和15b都发出黄色光。当然，由于目标车辆16此时正在减速，如果尾随车辆18不采取适当动作使自身减速的话，会打开更多的黄灯。

在另一个实施例中，尾随车辆驶近程度或车辆减速情况可通过增加显示系统10中打开的灯的亮度来表示。一种改变亮度的有效方法是用一种脉冲系列来激励发光二极管(LED)，增加脉冲频率就可增大灯的亮度。例如，在例如以67Hz的频率(或高于眼睛能看出闪动的频率)使第一灯或LED组闪烁，作为第一亮度，而作为第二亮度则例如以90Hz或以大约30％的速率增大的频率使第一灯和第二灯闪烁。通过增加打开的灯(例如灯15a～15c)的数目并使灯的闪烁速率再增大30％，则可表示由报警信号代表的严重度进一步加大。如果要表示更大的严重度，则打开灯15a～15d，并进一步将闪烁频率增大例如40％，使灯的闪烁频率比原来快一倍。这样，就可使灯的亮度增加约40-50％。图2b是一种报警信号实例，图中示出上面阐述过的轻刹车情况以及车辆驶入安全范围内的情况，此时，中心高架停车灯15a打开，而且也打开第一灯组12的主要一对灯。

有利的是，LED达到最大亮度的时间比标准灯泡短得多，这就意味着，例如可以很快地达到初始显示效果，并且能够进行刚刚提到的相当短的开灯脉冲的脉冲控制而不降低性能。采用LED的另一优点是，它们可以定向地发射光，因此在邻近目标车辆16的车道上的汽车司机不需要对他们发出安全信号，或者说，至少不必有光亮的显示信号，可以采用一种装置(例如集焦透镜)使LED只发出一束光，或者使LED的显示只被一辆车看见。

对于上述的各种系统都可在尾随车辆18内提供为司机可以看见的类似的安全显示。为此，车辆之间可采用通讯装置。

参看图3～5，图中示出了机体30的第一实施例，该机体30含有一块安装本发明的雷达装置的前板31。机体30含有一条输入波道42，该波道分成两条分别与出口/入口或者说喇叭口32和34相连的波道40。发射器36产生适当波长(例如微波或者说无线电波范围)的电磁射线。例如，当输入波道的尺寸E为4.32mm时可采用大约为24.125千兆赫的微波射线。雷达的基本操作可从WO92/01951得知，并且可以看出，射线通过波道40和喇叭口32、34，后者也起到接收器的作用，它将射线反射回波道40。在波道40由一个偶极无线或者参考现有技术那样由二极管44来接收信号，上述二极管44安装在与穿过波道42的轴线C等距离的适当位置上。二极管44可置于离轴线C1/4波长之处，因此，尺寸D大约为17mm，当然，射线的波长可以改变，以保证二极管44适当定位。用来处理来自二极管44的信号的其他电子仪器可置于喇叭口32与34之间的空穴38内，该空穴38最好用一块板52保护着(见图4)，这块板52从机体30的端部横伸过空穴38。

从图4可看出，当喇叭口32和34向着图3所示的前方张开时，它们的深度是均等的。这与现有技术的这种类型的机体(其喇叭口在这一方向上也是锥形的)是很不相同的。这就带来一个好处，即可降低机体30的前板31的制造成本。例如，机体的坯料可铸造、模压或铣削出来或用其他合适的方法制成。但不要求做出喇叭口32和34的难成形的形状。从图5所示的机体30后板48的前视图，尤其是沿6-6线切取的图6剖视图上可看出，后板48的后壁50从左至右都是平的，所以，其横向宽度也不再逐渐减小。另外，设置了大的空穴也特别有利，即可将全部用来驱动雷达的电子仪器置于该空穴内，这也可降低制造成本并减小工作时的电磁干扰，另外，将雷达装置安装在例如目标车辆16上或其他车体部位上也有好处，因为仅仅机体本身需要固定，然后将一个简单的通讯波道与雷达系统相连接，以便与车辆或其他系统沟通。例如，可用一条简单的电缆连接形成一条通讯通道，并且也可用电缆使雷达接通电源。

在另一个实施例中，在图3所示的雷达装置上的喇叭口处设置了一个楔形件60或70(分别见图7和8)。例如，所用的机体板31可以去掉喇叭口32和34，而设置壳体支座，使通道40端部的点46处留下一个矩形小孔。然后将尺寸适合于分别与凸耳62或72连接的楔形件60或70从点46处插入通道，以形成雷达的发射器和接收器。图9示出含有楔形件60或70的雷达90。

如图7e所示，天线60是楔形的，其横截面的尺寸从靠近凸耳62的连接端的矩形逐渐变小至另一端成为尖端66，图8的三个视图说明楔形天线70的另一实施例，图中各标号所示部位的尺寸实例如下：

标号：80      81    82    83   84      85    86     88

尺寸：10.68mm 10mm  13mm  60mm 10.68mm 约1mm 4.68mm 6mm

                                      (或更小)上述楔形天线可以用例如聚四氟乙烯制成，也可以用其他可透过微波和无线电波或所用的特殊类型的辐射线的适宜材料制成。

如附图所示，天线仅仅沿一个方向逐渐减小，因此，制造较简单。天线相对于适配的机体30的取向应当是这样的：即天线60或70定位安装后，要使得其向内锥形的方向与图3所示的喇叭口32和34的向外锥形的方向相同。因此，如果天线60从图3的点46插入，就会呈图7a所示的样子。使用楔形天线的一个特别好处是，它们本身可阻止灰尘或其他粒子进入雷达的罩壳内。

正如WO92/01957所述，为了由两个二极管接收带有两个混合点的雷达发出的准确的方向和速度的信息，必须具有某些关键因素。因此，熟悉本技术的人们都与研究有关如何从这种系统获得信息的资料。这里将所有这些资料纳入作为参考。

业已发现，由于降低制造成本并且例如使适当的雷达系统的装配更方便，可获得一种制造更经济并且可长久地用以使系统发挥其优点的装置。

降低这种类型的雷达的成本就能够使之用于例如防撞传感器上，以测定一个物体与雷达的距离，并用于速度和方向的监控。因此，上述结构的雷达系统可用在WO93/15931中所述的有关显示系统中，以提供与制动系统无关的车辆的减速信息，并提供一种端接如上述专利所述的信号显示器的防撞传感器。由于从上述系统发出的数据可提供方向信息，故可与上述的任何安全系统相连接，以给出关于车辆行驶方向的报警信号。这对于大车倒车时是特别有利的，可以发出一种可听得见又可看见的报警信号。

图9示出一种具有上述各种功能的雷达系统90，其中，波道喇叭口60由于附加了一个由一系列护板92、93和94组成的壳体而更为完善，这些护板使雷达波道和喇叭口与外部元件隔开。每块护板92～94上带有一个孔95，用来使光束B从内反射镜91上反射回来从而使光束从喇叭口60被接收和发射。雷达系统90含有一条来自例如雷达或微波源的进入波道96和接收二极管(未示出)。

有利的是，上述的雷达或地速检测器90制造容易、成本低，并且可在其壳体背部罩住所有电子仪器，因此可减小所需空间，并使之容易安装在车辆底盘之下侧。而且，外围壳体97可防止天线60和电子仪器受水和灰尘等的损坏。因此，可减轻由于这些因素造成的信号衰减。

图10示出一辆按照本发明带有一个气袋系统的车辆V。所述气袋系统含有气袋100、102、104和106，这些气袋从车辆的侧面和端板向外凸出。在一个最佳实施例中，车辆的整个侧面和端面由上述气袋系统保护，在图10中，示出气袋100～106处在膨胀工作位置，准备好承受来自例如其他车辆或紧急障碍物的冲击。

图11示出一个处于收缩在车辆侧板P的凹槽108内的状态的气袋(例如102)在应急情况下，该气袋可用例如一种压缩空气装置110充气。每个气袋和气袋室可分别地充气。例如，当上述的地速检测器测出车辆正在讯速地减速时，位于车辆前面的气袋便立即被充气而膨胀。如果安全系统测出尾随车辆18正在以不可避免要碰撞的速度靠近车辆V时，气袋106就会按照上述智能安全范围系统中的最终反应值快速全膨胀或者说展开。

在图示的最佳实施例中，气袋(例如102)含有若干个气舱如118、120和122。所有三个气舱都置于凹槽108内，并由固定在车辆侧板上的装置116保护着。在膨胀状态下，所有三个气舱都从车辆侧板凸起，以便对碰撞予以缓冲。最好是，上述气舱可彼此独立地破裂，并且不是普通的排气型的。气舱最好是可在不同的内压下破裂，例如，气舱118在低于气舱120的压力下破裂，后者又在比气舱122低的压力下破裂，这样，就形成了气舱与外物之间的吸收碰撞能量的级别。

例如，各气舱118等可用稍具有弹性的材料来制造，它带有某种样式的经过标定的可破断的装置，使之在气舱内压力超过预定值时允许气体从气袋逸出。在另一种实施例中，内气舱在最低压力下破裂，故其破裂作业方向与上述相反。在又一种实施例中，设置一列从车体向外延伸的、数目为例如两个至10个或更多个的气袋或气舱。

有利的是，气袋有助于防止外部物体侵入车辆内。另外，通过从车辆的侧面和端部(见图10的位置0)设置互相搭接的气袋可保护车辆的拐角。气袋可用高强度材料例如塑料或纤维复合材料来制造，这些材料可抗破裂，而不是设计成可破裂的。所以，气袋可保护车内司机和乘客不受尖锐物体的侵害，因为气袋材料强度高可抵御尖锐物体的入侵。

当位于车辆侧面物体的防撞传感器测出侧面有物体靠近时，侧面安装的气袋/气舱立即膨胀起来。上述传感器最好能计算物体靠近的速度并测出是否会不可避免地发生碰撞。也可通过任何外部气袋的膨胀来引起任何内部气袋的膨胀。

上述图10的气袋可用设置在目标车辆后面和随意地设置在目标车辆的侧面和前面的缓冲垫来代替，所述的缓冲垫安装在有利于吸收碰撞能并可快速伸出的液压作动筒上。不采用上述的充气气袋，而是通过控制器启动液压作动筒使缓冲垫伸出，从而形成一种吸收碰撞能量的装置。因此，上述的控制器应能根据靠近速度的信息确定是否可能与尾随车辆或其他物体发生碰撞，从而启动碰撞能量吸收装置使位于目标车辆外部预计的碰撞点上物体与目标车辆之间的气袋展开或使缓冲垫伸出。

在本文的说明部分和权利要求中，术语“尾随车辆”是指与目标车辆隔开的、通常是在同一公路或铁路上跟随目标车辆行驶着的车辆。

Claims (28)

1.一种车辆安全系统(10)，含有：一个装在目标车辆(16)上的控制器；装在目标车辆上用来检测与尾随车辆(18)相隔的距离和/或与之相对的速度并可向上述控制器输入代表性的数据信号的传感器(20)；用来检测目标车辆(16)相对于地面的速度并向上述控制器输入代表性的速度信号的速度检测装置(97)，其特征在于，上述的控制器可处理接收到的速度信号和数据信号，以便确定是否处在不安全状况，上述的安全系统还含有由上述控制器控制的报警装置(10)，用来向处在不安全状况的尾随车辆的司机发出报警信号。

2.根据权利要求1的安全系统，其特征在于，上述的控制器是通过测定对应于目标车辆后面的安全范围的安全距离来确定是否处在不安全状况的，凡尾随车辆进入上述的安全范围内就处在不安全状况。

3.根据权利要求2的安全系统，其特征在于，上述的安全距离基本上定为以尾随车辆的速度行驶的车辆的安全停车距离。

4.根据权利要求1和2中任一项的安全系统，其特征在于，上述的安全停车距离定为与目标车辆的速度成正比。

5.根据权利要求2～4中任一项的安全系统，其特征在于，上述的控制器能够根据扩大的安全范围而算出加长的安全距离，上述的报警装置能够发出对应于尾随车辆进入扩大的安全范围的第一报警值信号和向司机发出比第一报警值信号更加醍目的、对应于任何进入安全范围的第二报警值信号。

6.根据权利要求5的安全系统，其特征在于，还含有可用来向上述控制器输入代表路面条件和/或其他行驶条件的信号的路面条件通讯装置，上述的控制器能够按照上述的路面条件通讯装置指示的可能影响目标车辆与路面间的牵引力的不利的路面条件的程度测出对应于扩大的安全范围的加长的安全距离。

7.根据权利要求5和6中任一项的安全系统，其特征在于，上述的传感器能够检测与尾随车辆相隔的距离和相对的速度，上述的控制器能够测定尾随车辆进入扩大的安全范围时与目标车辆的相对速度是否大于相对速度的临界值，如果大于该临界值，它就会起动报警装置发出第二报警值信号。

8.根据权利要求7的安全系统，其特征在于，上述的路面条件通讯装置含有一种装在目标车辆上的装置，用以测出下雨、下雪或结冰中的至少一种情况，并向上述控制器发出其代表信号。

9.根据上述权利要求中任一项的安全系统，其特征在于，上述的传感器含有一个发射和接收雷达脉冲的雷达系统，从所接收的脉冲信息中足以确定尾随车辆的靠近程度及其相对速度。

10.根据权利要求5～9中任一项的安全系统，其特征在于，上述的报警装置含有一个安装在目标车辆上并位于可让尾随车辆的司机看得见的地方的显示器(10)。

11.根据权利要求5～10中任一项的安全系统，其特征在于，它还含有一个在上述目标车辆的控制器与安在尾随车辆上的报警器之间进行通讯的通讯装置，因此，上述的报警装置可通过该报警器向尾随车辆的司机发出报警信号。

12.根据上述权利要求中任一项的安全系统，其特征在于，上述的速度检测装置含有一个安装在目标车辆上的传感器(97)，该传感器反应目标车辆相对于路面的速度，而与目标车辆的传动系统的部件无关。

13.根据权利要求12的安全系统，其特征在于，上述的速度检测装置含有一个由多普勒谱移式雷达装置构成的检测器。

14.根据上述权利要求中任一项的安全系统，其特征在于，上述的控制器可启动设在目标车辆之内部或外部的碰撞能量吸收装置(100，102，104，106)。

15.根据权利要求14的安全系统，其特征在于，上述的碰撞能量吸收装置含有一个可以充气以便在目标车辆外部展开的气袋(100，102，104，106)和/或可在碰撞时由液压作动筒使其伸出而吸收能量的缓冲垫。

16.一种车辆安全系统，含有一种安装在目标车辆上用来测定目标车辆的加速和减速程度并与安装在目标车辆上的一个可用来向远离目标车辆的观察者显示出加速和减速程度的目视显示器相连接的装置。

17.根据权利要求16的安全系统，其特征在于，上述的目视显示器含有一排安装在目标车辆之一侧或两侧的灯。

18.根据权利要求17的安全系统，其特征在于，第一个带颜色的灯组代表加速，第二个带颜色的灯组代表减速，打开的每种颜色的灯的数目和/或光的强度分别代表加速或减速程度。

19.一种车辆安全系统，含有一个安装在目标车辆上、可根据速度检测器发出的代表目标车辆相对于路面的速度的信号控制目标车辆的制动器工作的反锁制动装置，其特征在于，上述的速度检测器是一种可向路面发出射线并根据接收和分析从路面反射回来的射线测定行车速度的雷达系统(97)。

20.根据权利要求19的安全系统，其特征在于，上述的雷达系统可通过测量反射回来的射线频谱中的多普勒谱移来测定行车速度。

21.一种车辆安全系统，含有：至少一个装在目标车辆上的碰撞能量吸收装置(100，102，104，106)；根据传感器的输出信号确定是否有物体快要撞到目标车辆上的测定装置；和根据该测定装置的信息启动至少一个碰撞能量吸收装置使之在目标车辆的外部与外来物体之间的部位上展开来的启动装置。

22.根据权利要求21的安全系统，其特征在于，上述的碰撞能量吸收装置是一种可充气的气袋组件，它含有两个或多个在工作时可充气的气袋(118，120，122)，以便构成一种包括位于目标车辆近侧的内袋(122)和位于目标车辆外侧的外袋(118)的连续气袋层。

23.根据权利要求22的安全系统，其特征在于，含有一个可使一个或多个气袋在其内部的压力超过预定压力值时排气减压的装置。

24.根据权利要求23的安全系统，其特征在于，上述的排气减压装置可以一种从内袋至外袋逐渐降低压力的方式使连续气袋层的气袋放气减压，因此，在使用中，当物体与目标车辆碰撞时，外袋的放气减压先于内袋的放气减压。

25.根据权利要求23和24中任一项的安全系统，其特征在于，上述的放气减压装置含有构成各气袋的侧壁部分的可破裂的薄膜，并且其结构做成可在相应的预定压力值下发生破裂。

26.根据权利要求21～25中任一项的安全系统，其特征在于，上述的气袋组件含有3个可充气的气袋。

27.根据权利要求21～26中任一项的安全系统，其特征在于，含有多个气袋组件(100，102，104，106)，分别安装在目标车辆的前面、后面、左侧和右侧，以便在上述各部位上展开。

28.根据权利要求21的安全系统，其特征在于，上述的碰撞能量吸收装置至少含有一个在受到冲击时可由液压作动筒使其伸出而吸收能量的缓冲垫。

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