CN1186222C - 一种防止汽车追尾的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防止汽车追尾的减油预警方法，该方法是从燃油喷射系统的油门传感器采样获得油门值，再将该油门值对时间作微分运算获得油门速度，然后将该油门速度与预设值进行比较，当比较结果满足预警控制条件时，获得预警控制信号，该预警控制信号控制预警设备电控开关使预警设备发出预警信号；本发明还提供一种减油预警系统，它至少包括对油门传感器进行采样获取发动机油门值，对油门值进行运算处理获得油门速度，并将该油门速度值与预设值比较后获得预警控制信号的运算控制器；受运算控制器控制的预警设备电控开关。本发明可利用车辆现有的传感器和设备来获取预警控制信号，避免了传感器的安装问题，并能快速准确地进行预警。

Description

一种防止汽车追尾的方法及系统

技术领域

本发明涉及一种防止汽车追尾的减油预警方法及系统。

背景技术

众所周知，机动车的追尾事故造成了巨大的人员伤亡和经济损失。为此，成千上万的科技工作者为解决这一问题做出了不懈的努力。解决这一难题的有效方法之一是前车减速时及时向后车预警。这里技术的难点是如何获得“预警控制信号”。在目前已公开的技术中，都把研究的重点集中在如何在车辆上安装一个能探测车辆减速度的传感器，利用它获得“预警控制信号”。例如，在CN97250985中，用电位器作传感器安装在节气门上来探测减油速度；在CN99211066中，用固定在车体上两个光电开关和固定在油门踏板臂上遮光片作传感器来探测减油速度；在US005387898A中，它是利用安装在油门连杆上的压电晶体和惯性重块作传感器来检测油门连杆减速度值；在US6023221中，在车上安装一个加速度传感器检测车辆的纵向减速度；在US62 78364中，安装一个测车轮转速的磁电传感器，用计算机计算车辆减速度等等办法来获得“预警控制信号”。

但在实践中证实，现有技术遇到的最大困难是减速度传感器的设计和安装问题：(1)为了能较早的获得“预警控制信号”，传感器的感应过程必须要快；(2)传感器必须安装在车辆上最早发生减速度量的部位，(3)传感器能抗干扰，性能稳定，寿命长；(4)要小体积，便于找到安装空间；(5)要造价低能被市场接受。可是面对不断变化的成千上万款车型，要满足上述要求真是一个大难题，况且对于某些在用车辆来说，根本就找不到安装传感器的空间，因此，这种现有技术很难得到推广应用。

另外，在US6369369、US6335682、US6292753、DE19806687、US6278630、US5931547和US5929785中在车上安装各种激光雷达、微波雷达或光感受器等，探测前方障碍物的距离并根据车速决定是否刹车向和后车预警。这种方法存在的问题是，它是基于严格保持安全刹车距离为前提的。其实，造成追尾的真正原因是前后车刹车的不同步。所以，减速预警方法是从尽量减少前后车刹车的时间差，来防止追尾事故的发生；而用测距前方障碍物的方法，是用刹车安全距离来补偿前后车刹车时间的滞后来防止追尾的。但这对于目前道路上车辆拥挤的情况，尤其是在上下班时间或周末车辆比较拥挤时，很难保证车辆之间的安全距离，此时安装测距装置的车为了保持安全距离，只能刹车减速等待，而未安装测距仪的车则一个一个不断地插在它的前方，若要想行车，就必须关掉测距装置。此时，被认为是非常先进的测距装置就变成一个昂贵而并不美丽的装饰品。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种防止汽车追尾的预警方法，利用车辆现有的传感器和设备来获取预警控制信号，避免传感器的安装问题，并能快速准确地进行预警。

本发明的目的还在于，提供一种防止汽车追尾的预警系统，利用车辆现有的传感器来获取预警控制信号，避免传感器的安装问题，并能快速准确地进行预警。

在减速预警技术陷入困境的时候，本发明从燃油喷射技术领域找到了一条减油预警技术发展的宽广坦途。提出在发动机燃油喷射系统的基础上实现“减油预警”的新方法。

自从1967年BOSCH公司推出世界上第一个发动机燃油喷射系统开始，由于它在节省能源和废气清洁排放方面的杰出功效，在此之后，各大汽车公司都竞相开发出自己的发动机燃油喷射系统，而且，现在用计算机对发动机进行控制的项目除了燃油喷射系统，它还包括对发动机的最佳点火和怠速控制等。到目前为止，在发达国家新生产的汽车几乎百分之百的都安装了发动机电控系统。

在US4383515中提供了Nissan Motor公司的一份内燃机电子燃油喷射系统的文件，它叙述了一个典型燃油喷射的过程。在车辆行驶过程中，司机根据他所希望的行驶速度决定踩下油门踏板的程度，由于节气门阀的开度是与油门踏板踩下的程度成正比的，而发动机每一转的进气量是与节气门的开度成正比的，空气流量计的输出Q是与进气量成正比的，电子燃油喷射系统中的计算机根据空气流量计的输出和发动机的转速N(rpm)计算出每一转的基本喷油量T(p)＝(Q/N)*CONSTANT，然后根据理论最佳空-燃比和冷却水温度等发动机的其他操作参数计算出一个修正系数COEF，最后计算出发动机每一转的实际喷油量T(i)＝T(p)*COEF.。

由上所述可知，对燃油喷射而言，为了得到好的车辆操纵性能，它希望及时的了解司机对车辆速度的操控意图；为此，它安装了电动油门踏板传感器、节气门位置传感器和电子空气流量计等这些与喷油量相关的油门传感器和计算机，以达到及时地计算出燃油喷射量，尽快地响应司机对车速的操作。喷油量的增加或减少，将直接预示着车辆是加速或减速；喷油量增加或减少的变化速度将直接预示着车辆加速度或减速度的大小；所以，燃油喷射系统通过油门传感器最早感知司机对车辆加速或减速的意图。由此，可以看出，对燃油喷射系统油门传感器输出的变化速度进行检测，当减油速度达到或超过某一预定值时，便可产生优质的“预警控制信号”。本发明正是基于这一点，本发明提出用“减油预警”的方法解决“减速预警”这一难题的。

由于在燃油喷射系统中使用了计算机，所以，(1)可以实现数据共享，因此，燃油喷射系统对油门传感器的采样值，不仅可以用于燃油喷射量的计算；同时也可以用于减油预警计算，而不影响原系统性能；(2)可以对已有数据进行加工变换，所以，可以把从油门传感器采样获得的油门值对时间作数值微分运算，可以得到油门大小变化速度，简称“油门速度”，而且几乎都是在瞬间完成的。(3)采用计算机编程方法完成各种控制，比用硬件搭成的电路进行控制要方便灵活得多，可以方便地增减控制条件，可以方便地变化输出方式。

本发明所用重要术语的说明：(1)“油门传感器”，可为燃油喷射系统的空气流量计、电控油门踏板传感器或节气门位置传感器；空气流量计又包含翼片式空气流量计、卡门旋涡式空气流量计、热线式空气流量计、热膜式空气流量计和歧管压力式空气流量计；(2)“油门值”，是指对油门传感器的采样值，它代表采样时刻油门传感器输出的大小，在本发明中用大写字母D来表示；(3)“油门速度”，它是指油门值对时间的变化率，它可以用“油门值”对时间作微分运算得到，在本发明中用Rt表示；(4)“减油预警值”，或称“预设值”，在本发明中用Rp表示，它的物理含义是当发动机的减油速度达到或超过Rp时，将预示着车辆可能要紧急减速或刹车，此时，应使预警设备应发出预警信号。(5)微型数字计算机---它包括中央处理器CPU、存储器ROM+RAM和输入输出接口I/O三部分，简称微计算机；(6)发动机电控单元ECU--它包括微计算机、A/D转换器、D/A转换器、输入回路和输出回路这几部分；(7)发动机电控系统—-它包括发动机电控单元ECU、各种输入传感器和各种输出设备；(8)预警设备，本发明所说的预警设备至少有刹车灯，此外，还可以是声报警设备和无线电报警设备。

本发明的目的可采用如下技术方案来实现；

一种防止汽车追尾的预警方法，该方法通过由燃油喷射系统的油门传感器，与该油门传感器相连接的运算控制器，受运算控制器控制的预警设备电控开关和受预警设备电控开关控制的预警设备组成的装置实现防止汽车追尾的减油预警；该方法包含如下步骤：

(a)从燃油喷射系统的油门传感器采样，获得发动机的油门值；

(b)把该油门值对时间作微分运算，获得发动机的油门速度；

(c)将该油门速度与预设值进行比较，当比较结果满足预警控制条件时，获得预警控制信号；

(d)预警控制信号控制预警设备电控开关，使预警设备发出预警信号。

本发明还提供一种采用上述方法的防止汽车追尾的减油预警系统，该系统至少包括：

●对燃油喷射系统的油门传感器进行采样获取发动机的油门值，对油门值进行运算处理获得油门速度值，并将该油门速度值与预设值比较后获得预警控制信号的 运算控制器；

●受运算控制器控制的、跨接在电源与预警设备之间并对预警设备进行控制的 预警设备电控开关；

本发明所说的方法不仅适用于运算控制器是数字式的，而且也适用于运算控制器是模拟式的或数模混合式的。

同样，本发明所提供的系统不仅运算控制器可以是数字式的，而且运算控制器也可以是模拟式的或数模混合式的。

数字式运算控制器它可以是一个以微数字计算机为核心，包含输入输出回路，A/D和D/A转换器组成的功能单元；它的特点是在微计算机的存储器中存储有用计算机语言编写的指令程序，微计算机在顺序执行这些指令的过程中，逐步完成本发明方法(a)--(d)步骤所规定的任务。

本发明在实施数字式运算控制器方案时，又有两种选择。其一，该运算控制器可以是发动机电控单元。此时，只用在发动机电控单元的微计算机中增加完成本发明方法(a)--(d)步骤所规定任务的指令程序，这样，把燃油喷射系统改造成能同时完成防止追尾超前预警的多任务系统；其二，该运算控制器也可以是一个以微数字计算机为核心专门用于完成防止追尾的电控单元；在微计算机的存储器中存储有用计算机语言编写的指令程序，微计算机在顺序执行这些指令的过程中，逐步完成本发明方法(a)--(d)步骤所规定的任务。

模拟式运算控制器是用一个或几个模拟运算放大器构成的功能模块，按照一定顺序相连接，组成一个能完成本发明方法(a)--(d)步骤所规定任务的功能单元。

数模混合式运算控制器是在(a)--(d)步骤中，根据具体需要，某些步骤用数字式的而某些则用模拟式的。

这里所说的三种形式的运算控制器，实际上是三种含有不同形式计算机的功能单元。计算机最早是模拟式的，后来才出现数字式的和数模混合式的。

由于使用的运算控制器不同，所以，有数字式方法、模拟式方法和数模混合式方法。

数字式方法

在以数字式计算机为核心的运算控制器的控制下完成如下步骤：

(a)从油门传感器采样获得油门值D；

因为在车辆行驶过程中，司机不断操控油门踏板变化油门的大小，所以，随着时间的变化，油门采样数值D也在变化。

油门值D可直接从油门传感器采样获得；并按照时间顺序把t时刻油门采样值D存储到油门寄存器Dt中；把相应采样时间t存储到寄存器To中；把t+Δt时刻的油门采样值D存储到油门寄存器Dt+Δt中；把相应采样时间t+Δt存储到寄存器Tt中；若油门传感器的输出是电压模拟量时，必须要通过A/D模数转换为数字量。

其中，Dt    ----称为前次油门采样寄存器，

      To    ----称为前次采样时间寄存器，

      Dt+Δt----称为本次油门采样寄存器，

      Tt    ----称为本次采样时间寄存器，

油门值D也可通过复制燃油喷射系统对油门传感器的采样值来获得。其过程是燃油喷射系统的数字计算机在t时刻对空气流量计进行采样，获得油门值D，并存储在油门寄存器Q中，用于燃油喷射量计算；并实时地从油门寄存器Q中将本次油门采样值D复制到油门寄存器Dt+Δt，并把相应的采样时间t存储到本次采样时间寄存器Tt中，用于进行减油预警计算；随着时间t的前进，每次采样开始之前，就把Dt+Δ和Tt中的数据分别传送到Dt和To中，为Dt+Δ和Tt接受新的数据作好准备。

(b)通过如下数值微分运算获得油门速度Rt；

                       Rt＝ΔDt/Δt

其中，ΔDt表示相邻两次的油门采样值之差；Δt为相邻两次采样的时间步长。

(c)将该油门速度Rt与预设值Rp进行比较，获得预警控制信号；

在运算控制器中计算机的控制下，油门速度值Rt与减油预警值Rp进行比较运算，若比较结果满足预警条件，则计算机发出预警指令；这里的预警指令就是预警控制信号。

(d)预警控制信号控制预警设备电控开关，使预警设备发出预警信号；

计算机的CPU发出的预警指令，可以通过I/O输出接口中一个预定的端口Pb1去控制预警设备电控开关。具体地说，可以把预警设备电控开关的输入控制端，通过输出回路，接在该预定的端口Pb1寄存器的第Bn位上，当送到Pb1寄存器的计算机指令使Bn位是1状态时，该位是高电位，就使预警设备电控开关闭合，预警设备就发出预警信号；当送到Pb1寄存器的计算机指令使Bn位是0状态时，该位是低电位，就使预警设备电控开关断开，使预警设备不发出预警信号。称能使预警设备发出预警信号的指令为“预警指令”，称能使预警设备不发出或停止发出预警信号的指令为“不预警指令”。用计算机控制一个电控开关，这是一个经典的控制问题，在此不再赘述。

本发明中的数字计算机可采用如下方法来获得时间步长Δt：

A、把对应Dt采样时刻的计时器时间t，读入寄存器To中；

B、把对应Dt+Δt采样时刻的计时器时间t+Δt，读入寄存器Tt中；

C、计算采样时间步长，Δt＝Tt-To。

本发明的数字计算机也可采用如下方法来获得时间步长Δt：

A、把对应Dt采样时间的发动机转速，读入寄存器Nt中；

B、把对应Dt+Δt采样时间的发动机转速，读入寄存器Nt+Δt中；

C、计算前后两次发动机转速采样的平均值Nm，

           Nm＝(Nt+Δt+Nt)/2；

D、计算前后两次采样之间的时间步长，

           Δt＝60/Nm。

本发明中的数字计算机可采用如下步骤来获得油门速度Rt：

A、当t+Δt时刻，一个减油预警循环开始时，把此次油门采样值D存入寄存器Dt+Δt中；

B、将Tt乘以计算机时钟当量Pt，把本次采样时间Tt换算成真实时间，

            Tt＝Tt Pt；

C、计算采样时间步长Δt，用本次采样时间值Tt减去前次采样时间To，

            Δt＝Tt-To；

D、计算相邻两次油门采样之差ΔDt，把本次油门值Dt+Δt减去前次油门值Dt，

            ΔDt＝Dt+Δt-Dt；

E、计算油门速度Rt，将ΔDt除以采样时间步长Δt，

            Rt＝ΔDt/Δt；

F、每当本轮循环即将结束或新一轮循环开始之前，把寄存器Dt+Δt的值和寄存器Tt的值分别传送到寄存器Dt中和寄存器To中，为Dt+Δt和Tt接受新的采样值作准备。

本发明中的数字计算机也可采用如下步骤来获得油门速度Rt：

A、在t+Δt时刻，当一个减油预警循环开始时，把此刻的发动机转速值读入转速寄存器Nt+Δt中；

B、计算前后相邻两次发动机转速的平均值Nm，

           Nm＝(Nt+Δt+Nt)/2；

C、计算前后两次采样之间的时间步长，

             Δt＝60/Nm；

D、把本次油门采样值D存入寄存器Dt+Δt中；

E、计算相邻两次油门采样值之差，把本次油门值Dt+Δt减去前次油门值Dt，

             ΔDt＝Dt+Δt-Dt；

F、计算油门速度，将ΔDt除以采样时间步长Δt，

             Rt＝ΔDt/Δt；

并将该Rt值存入寄存器Rt中，替换前次的Rt值；

G、每当本轮循环即将结束或新一轮循环开始之前，把寄存器Dt+Δt中的值和寄存器Nt+Δt中的值，分别传送到寄存器Dt中和寄存器Nt中，为Dt+Δt和Nt+Δt接受新的采样值作准备。

本发明的油门速度Rt与减油预警值Rp比较后的控制条件为：

●当减油时的油门速度Rt达到或超过减油预警值Rp时，预警设备电控开关闭合，预警设备发出预警信号；

●当减油时的油门速度Rt没有达到减油预警值Rp时，预警设备电控开关断开，预警设备不发出预警信号。

本发明中预设的减油预警值Rp可设为n个，n为正整数。

本发明可采用如下方法来控制预警设备电控开关：

每一个时间步长Δt中，计算机把本次获得的油门速度Rt与一个减油预警值Rp1进行比较，当Rt≤Rp1时，将预警时间t1复制到时间寄存器Lt中，发出预警指令，使预警设备发出预警信号；

在此后的每一个时间步长Δt中，从寄存器Lt中减去该时间步长Δt后，对Lt的值查询一次，只要Lt＞0，预警设备就继续发送预警信号，当Lt≤0时，就发出不预警指令，预警设备不再发送预警信号。

所述控制预警设备电控开关的方法可采用如下步骤：

A、计算机加电，对寄存器Tt、To、Δt、Lt、Rt、Dt和Dt+Δt付初值“0”；

B、在每一个燃油喷射循环开始时，首先减油预警程序将计算机的时钟值读入寄存器Tt中，并将该时钟值乘以时间当量Pt，获得真实时间值Tt＝Tt·Pt；

C、计算采样时间步长Δt，是用本次采样时间值Tt减去前一次的采样时间值To，即Δt＝Tt-To；

D、查询预警时间寄存器Lt：

若Lt＞0，直接从Lt中减去本次采样步长Δt；然后程序转向G步；

若Lt≤0，此时进行油门速度Rt的计算，并将Rt与减油预警值Rp1进行比较和分析；

E、当Rt＞Rp1时，使预警时间寄存器Lt＝0，预警设备不发预警信号，然后程序转向G步；

F、当Rt≤Rp1时，使预警时间寄存器Lt＝t1，预警设备发出预警信号；

G、将本次油门寄存器Dt+Δt的值传送到前次油门寄存器Dt中，并把本次时间寄存器Tt的值，传送到前次时间寄存器To中，为新一轮中Dt+Δt和Tt接受新采样值警作好准备；

H、程序返回B步。

本发明中，对预警设备电控开关控制方法也可为，当油门速度Rt与减油预警值Rpn比较后符合预警条件时，首先将相应的预警时间tn送入时间寄存器Lt，使预警设备发出预警信号；此后，在每前进一个时间步长时，不仅要从时间寄存器Lt中减去该时间步长Δt，而且，还要根据当前油门速度Rt和发动机怠速开关IDL状态重新决定时间寄存器Lt的状态；然后，根据每一个时间步中对Lt值的查询结果，若Lt＞0，预警设备就发预警信号，Lt≤0，预警设备停止发送预警信号。

对所述预警设备电控开关的控制方法为，在每一个时间步长中具体采用如下步骤：

A、将油门速度Rt与n个减油预警值Rpn由小到大逐个进行比较；

若Rt＞Rpn，则依次与下一个Rpn进行比较，直到最后一个；

若遇到Rt≤Rpn，将相应的预警时间tn送入时间寄存器Lt，不再继续进行比较，直接发出预警指令，使预警设备电控开关闭合；

B、若Rt与最后一个Rpn比较后，Rt＞Rpn，则对怠速开关IDL的状态进行查询；

若IDL＝0，即油门不处于怠速状态，则将时间寄存器Lt置为0，直接发出不进行预警的指令，使预警设备电控开关断开；

若IDL＝1，即油门处于怠速状态，直接对现在的Lt值进行查询；

C、对时间寄存器Lt进行查询，

若Lt＞0，直接发出预警控制指令，使预警设备电控开关闭合；

若Lt＜0，直接发出不进行预警的指令，使预警设备电控开关断开。

本发明中的预警设备电控开关可为大功率半导体开关或大功率继电器。

本发明中的预警设备可为刹车灯、声报警设备或无线电报警设备。

本发明的系统还可包括有在遇到水、冰和/或雪的情况下，对减油速度或减油预警值进行修正，提高预警灵敏度的修正装置。该修正装置可在油门速度Rt与减油预警值Rp比较之前，预先对油门速度Rt通过加权系数K进行放大倍数修正，修正后Rt＝K·Rt，以加强减油预警预报。

本发明也可对减油预警值Rp预先通过加权系数K进行缩小倍数修正，修正后Rp＝Rp/K，以加强减油预警预报。

当收到冰雪传感器采样的有冰雪信号后，所述的加权系数K可为道路有冰系数Ki。当收到雨水传感器采样的有雨水信号后，所述的加权系数K可为道路有水系数Kw。当同时收到有冰雪信号和有雨水信号时，所述的加权系数K为道路有冰系数Ki。

上述道路有冰系数Ki可取1-10中的任意值。上述道路有水系数Kw可取1-5中的任意值。

上述的加权系数K也可为车速危险系数Ks。该车速危险系数Ks可采用如下方式确定：

Ks＝K0·Vt，其中，K0为预先选定的常数；Vt为当前车速值。

所述预先选定的常数K0可采用如下方式确定：

K0＝1/Vs；其中，Vs为预先选定的标准速度。

本发明还提供一种采用上述数字处理方法的防止汽车追尾的减油预警系统，该系统至少包括：

●对燃油喷射系统的油门传感器进行采样获取发动机油门值，对油门值进行运算处理获得油门速度值，并将该油门速度值与预设值比较后获得预警控制信号的数字式运算控制器；该数字式运算控制器可以是一个以微计算机为核心并包含A/D和D/A转换以及输入输出回路的功能单元。

●受运算控制器控制的、跨接在电源与预警设备之间并对预警设备进行控制的预警设备电控开关；

模拟式处理方法：

本发明还提供一种用模拟式处理实现减油预警的方法，该方法通过含有燃油喷射系统的油门传感器、与该油门传感器相连接的模拟运算控制器、与该运算控制器相连接的预警设备电控开关和受预警设备电控开关控制的预警设备；

该模拟运算控制器由电压跟随器、电压微分电路、电压比较器和预警定时电路四部分模拟电路组成。

该方法包含如下步骤；

(a)从燃油喷射系统的油门传感器采样获得油门值D；

把电压跟随器的输入端接在油门传感器的输出端，从电压跟随器的输出端直接获得油门传感器的电压输出值，而不影响燃油喷射系统的正常工作；

(b)对该油门值进行模拟微分处理获得油门速度模拟量Rt；

把模拟微分电路的输入端接在电压跟随器的输出端，模拟微分电路对电压跟随器输出的模拟电压进行微分，从微分电路的输出端得到代表油门速度的电压模拟量Rt；

(c)将该油门速度模拟量Rt与预设值Rp进行比较，获得预警控制信号；

把微分电路的输出端接在模拟电压比较器的一个输入端上，把一个预设的代表减油预警值Rp的直流电压接在模拟电压比较器的另一个输入端上；使微分电路的输出的油门速度电压Rt与减油预警值电压Rp进行比较，当油门速度电压与预设的预警电压相等时，电压比较器的输出电压发生跳变，该电压跳变信号就是减油预警控制信号。

(d)预警控制信号控制预警设备电控开关，使预警设备发出预警信号；

一个定时电路的输入触发端接在电压比较器的输出端上，预警设备电控开关的输入控制端接在定时电路的输出端上；当电压比较器的输出电压发生跳变时，定时电路被触发进入工作状态，定时电路的输出电压也发生跳变，使预警设备电控开关闭合，控制预警设备发出预警信号。当预定的预警时间到达后，定时电路跳回到待命状态，此时，定时电路的输出电压又跳回原来状态，它使预警设备电控开关断开，控制预警设备不发出预警信号。

本发明还同时提供了一种采用上述方法的防止汽车追尾的系统，该系统至少包括：

●从油门传感器取得油门值模拟量，对取得的油门值模拟量进行运算处理获得油门速度模拟量，并将该油门速度模拟量与预设值比较后获得控制信号的模拟运算控制器；该模拟运算控制器由电压跟随器、电压微分电路、电压比较器和预警定时电路四部分模拟电路组成。

●与模拟运算控制器相连接并受预警控制信号控制的预警设备电控开关；

上述所说的电压跟随器可以是一个专用模拟集成电压跟随器，也可以是用模拟运算放大器或用CMOS管组成；其电压微分电路，可以是一个专用模拟集成电压微分电路，也可以是用最简单的RC电路组成；模拟电压比较器可以是一个专用模拟集成电压比较器，也可以是用模拟运算放大器来组成；例如，由一个LM158模拟运算放大器构成的求和放大器，把油门速度电压与预设电压进行求和，当油门速度电压与预设电压之和等于“0”时，求和放大器的输出电压发生跳变，该电压跳变信号就是减油预警控制信号；预警定时电路可为专用模拟集成定时电路，或用门电路或时基电路构成的单稳态触发器。

通过改变加在电压比较器输入端的预设值电压Rp的大小，即可改变减油预警的灵敏度。

本发明的优点是：

(一)、预警效果好，由于本发明的方法是从最早感知司机对车辆减速意图的油门传感器取样，并且是用计算机高速运算处理发出预警信号，所以它比其他方法发出的预警信号都要早。在遇到紧急情况，当司机刚要抬起油门踏板时，而燃油喷射系统还没有进行减油之前，此时已经向后车发出了预警信号。因此，它能有效防止了汽车追尾事故的发生。

(二)、造价最低，由于本发明采用燃油喷射系统已有的油门传感器来获取司机的刹车信号，不需要重新购买和安装传感器，进大地降低了系统的成本。并且，本发明还可进一步采用燃油喷射系统计算机来实现对油门值的处理，而减油预警程序很小很简单，容易编程，除了编程费用外，新增加的预警设备电控开关，以大功率半导体开关IRF9540为例，市场价不超过1美元。本发明的模拟方法的造价更低。因此，本发明的系统非常容易推广应用。

(三)、容易在各种燃油喷射系统的车辆上推广。因为不再需要为减油预警系统安装自己专用传感器，因此不用考虑传感器的安装空间问题，更容易在各种燃油喷射系统的车辆上使用。

(四)、几乎没有维护费用。因为除了预警设备电控开关之外，减油预警程序是安装在发动机电控单元的计算机中，这使减油预警系统几乎成了一个“寄生系统”或“影子系统”，即使计算机出了问题，本来就应该由燃油喷射系统负责修理；

(五)、大大提高了减油预警系统的可靠性。由于该系统自身没有运动部件，而减油预警程序赖依生存的计算机，又是燃油喷射系统生产商千锤百炼出来的精品，因此非常可靠耐用。

(六)、高智能高速度，可以处理复杂情况。由于系统是计算机智能化的，不仅能考虑司机减油速度的主观操作意图，而且可以考虑道路情况、车速的高低等其他因素，预警时间的长短可以根据不同情况变化，可以用不同的方式控制多种预警设备等。

附图说明

图1本发明的减油预警方法框图。

图2本发明在发动机电控单元计算机中增加减油预警程序实现预警的系统逻辑框图。

图3本发明在发动机电控单元中增加微计算机实现预警的系统逻辑框图。

图4本发明在发动机电控单元中增加微计算机独立采样的系统逻辑框图。

图5本发明用与油门传感器相连的独立电控单元实现预警的系统逻辑框图。

图6本发明实现减油预警和燃油喷射的发动机电控单元硬件框图。

图7本发明发动机电控单元对刹车灯控制的硬件逻辑框图。

图8本发明半导体大功率开关示意图。

图9本发明继电器开关示意图。

图10本发明与燃油喷射同步固定预警时长的预警程序流程图。

图11本发明与燃油喷射同步可变预警时长的预警程序流程图。

图12本发明与燃油喷射同步考虑道路和车速修正及多预警值的预警程序流程图。

图13本发明独立从油门传感器采样自由步长的预警程序流程图。

图14本发明与燃油喷射同步用发动机转速计算时间步长的预警程序流程图。

图15本发明用模拟运算电路构成的减油预警系统框图。

图16本发明用模拟运算电路构成的减油预警系统电路原理图。

图17本发明电压比较器参考电压的调节电路原理图。

具体实施方式

实施例1

如图1和图2所示，本实施例提供一种防止汽车追尾的方法，是在发动机电控单元20的微计算机18中增加安装减油预警程序，在该程序的指令下，微计算机18从燃油喷射系统的油门传感器采样获得油门值；并将该油门值对时间作数值微分获得油门速度；然后，将该油门速度与预设值进行比较；若比较结果满足预警控制条件，微计算机18发出预警指令，控制预警设备电控开关6使预警设备7发出预警信号。这里的发动机电控单元20就是前边所说的运算控制器。

预警设备7可以包括刹车灯、喇叭和无线电发射接收机，为叙述方便暂以刹车灯7代表。

在本实施例中，请参考图2，可实施上述方法的系统至少包括：

●一个燃油喷射系统油门传感器1，它通过微计算机18的一个预定输入接口与微计算机18相连接；；

●一个以微计算机18为核心的发动机电控单元20；

●一个跨接在电源与预警设备之间并受电控单元20控制的预警设备电控开关6；

●一组受预警设备电控开关6控制的预警设备7；

在这个系统中，油门传感器1和发动机电控单元20，均属于燃油喷射系统的现有设备；刹车灯7是汽车上现有的预警设备；需要新增加的设备就是预警设备电控开关6。

在上述设备系统上完成减油预警任务的关键，是要在发动机电控单元20的微计算机18中，增加安装减油预警程序，把燃油喷射系统改造成一个“实时多任务系统”；改造后的发动机电控单元20中的微计算机18，不仅执行燃油喷射程序使系统完成燃油喷射任务，而且，同时要执行减油预警程序，使系统也实时地完成减油预警任务。这就是所谓的实时多任务系统。

这里所说的减油预警程序，就是用该计算机语言编写的、指令计算机硬件依次执行的、能完成减油预警过程的计算机指令流。发动机电控单元20中的微计算机18，在减油预警程序的指令下，为完成减油预警任务，执行如下步骤：

(1)、从燃油喷射系统油门传感器1采样并数字化，获得油门值D；

(2)、将油门值D对时间t作微分运算，获得油门速度Rt；

(3)、把油门速度Rt与预设的预警值Rp相比较，若满足预警控制条件，发出预警指令；

(4)、预警指令控制预警设备电控开关6闭合，使刹车灯7点亮。

(5)、当刹车灯7点亮到预定的时间后，计算机发出不预警指令，使预警设备电控开关断开，刹车灯熄灭。

由上所述可以看出，在一个通用计算机里再安装一些看不见摸不着的程序，就能使一个原来只完成一个任务的计算机，现在竟然像两台计算机一样，可以同时完成两个任务，并且，这些看来似乎很复杂的任务，但对于具有惊人运算速度的现代微计算机来说，可以说是轻而易举的完成了。在前几年，这些对大多数人还是难以理解的谜；但是，随着时代的进步，现在就连中学生也不再对此感到新奇了。而且越来越多的人已经明白，一个没有安装程序软件的计算机就像一个“植物人”，什么事也做不了。

正如上述所说，本发明只在发动机电控单元20的计算机18中，增加一段减油预警程序，增加一个受电控单元20控制的预警设备电控开关7，就很好地解决了防止追尾的预警难题。代价小效益大。

本实施例的主要优点是：

(1)、预警效果好，由于本发明是从最早感知司机对车辆减速意图的油门传感器1取样，并且是用计算机高速运算处理发出预警信号，所以它比其他方法发出的预警信号都要早。在遇到紧急情况，当司机刚要抬起油门踏板时，预警设备已经发出了预警信号。因此，它能有效防止了汽车追尾事故的发生。

(2)、造价最低，因为减油预警程序很小很简单，容易编程；新增加的预警设备电控开关6，以大功率半导体开关IRF9540为例，市场价不超过1美元。

(3)、容易在各种燃油喷射系统的车辆上推广，因为不再需要为减油预警系统安装自己专用传感器，仅仅在发动机电控单元20的计算机18中增加减油预警程序就可以了；

(4)、几乎没有维护费用，因为除了预警设备电控开关7之外，减油预警程序是安装在发动机电控单元的计算机中，这使减油预警系统几乎成了一个“寄生系统”或“影子系统”；

(5)、大大提高了减油预警系统的可靠性，由于该系统自身没有运动部件，而减油预警程序赖依生存的计算机，又是燃油喷射系统生产商千锤百炼出来的精品；

(6)、高智能高速度，由于系统是智能化的，不仅能考虑减油速度，而且可以考虑道路情况、车速的高低等其他因素，预警时间的长短可以根据不同情况变化，可以用不同的方式控制多种预警设备等。

在本实施例中，所说的油门传感器1，首先是发动机空气流量计，其次是节气门位置传感器；节气门位置传感器在有些燃油喷射系统中，作为对空气流量计进行校对的第二油门传感器，同时它也起到临时替补的作用；油门传感器的的输出值与喷油量的多少呈正比。

空气流量计有的是模拟量输出，如：节气门位置传感器和翼片式空气流量计，它们的传感器元件都是一个电位器；热线式空气流量计、热膜式空气流量计和压阻式歧管压力空气流量计，他们所用的输出电路都是一个惠斯登电桥；它们的输出量都是一个与发动机喷油量成正比的连续变动的直流电压，这个直流电压必须经过A/D转换器变成数字量后才能输入计算机。该A/D转换器可以是一个单独的部件设于油门传感器的输出端与数字计算机的数据输入端之间，也可以是微数字计算机自身带有的内置式的。有的空气流量计的输出值是数字值，如卡门旋涡式空气流量计，压容式歧管压力空气流量计，可直接把输出的数字值输入计算机。

在本实施例中，油门值D的获得过程为：

在车辆行驶过程中，当司机不断地对油门的大小进行操控时，油门传感器的输出值实时地随着油门的大小在变化。发动机电控单元20中的微数字计算机18，在每一个燃油喷射循环开始时，在发动机曲轴转角信号的控制下，都要对空气流量计的输出进行采样，并将采样得到的油门数字值存入油门寄存器Q中，供计算燃油喷射量时使用；此时，减油预警程序实时地从油门寄存器Q中，把本次油门采样值复制到本次油门寄存器Dt+Δt中，用于减油预警计算；

在采集油门值D的同时，也把相应的采样时间存入本次采样时间寄存器Tt中。如果Tt中的时间是从计算机时钟输出得到的，因为计算机的时钟值是以计算机的机器周期为单位计数的，而不是以时、分和秒为单位计数的。所以，还要把Tt乘一个机器周期的真实时间当量值Pt，把它转换为真实时间值。在计算机流程图中用Tt＝Tt·Pt表示。

在本实施例中，计算机18可执行如下的运算获得油门速度Rt：

(1)、计算前后相邻两次油门采样的差ΔDt，

                   ΔDt＝Dt+Δt-Dt，

其中，Dt+Δt为本次油门采样值，Dt为前次油门采样值

(2)、计算前后相邻两次油门采样的时间步长Δt，

                   Δt＝Tt-To，

其中，Tt为本次油门采样时间，To为前次油门采样时间；

(3)、计算油门速度Rt，

                   Rt＝ΔDt/Δt

在本实施例中，上述的时间步长Δt也可以采用如下方式来获得；

A、把对应Dt采样时间的发动机转速，读入寄存器Nt中；

B、把对应Dt+Δt采样时间的发动机转速，读入寄存器Nt+Δt中；

C、计算前后两次发动机转速采样的平均值Nm，

         Nm＝(Nt+Δt+Nt)/2；

D、计算前后两次采样之间的时间步长，

         Δt＝60/Nm。

用上述方法计算出的Rt，是一个算术值，它的物理意义是：

若Rt是正数，即Rt＞0，则说明油门正在变大，车辆即将加速；

若Rt是负数，即Rt＜0，则说明油门正在变小，车辆即将减速；

若Rt等于零，即Rt＝0，则说明油门保持不变，车辆将保持匀速运动；

其中，Rt绝对值的大小，表示油门变化速度的快慢。

计算机18可按照如下的预警控制条件，把油门速度Rt与减油预警值Rp执行比较运算：

●若Rt≤Rp，则计算机18发出预警指令，使预警设备电控开关闭合，刹车灯点亮。

●若Rt＞Rp，则计算机18发出不预警指令，使预警设备电控开关断开，刹车灯熄灭。

计算机18可用如图7所示指令代码传递通道对预警设备电控开关进行控制：

当计算机18发出预警指令时；该预警指令的代码被送到一个预先指定的输出接口Pb1；该指令代码使输出接口Pb1中的一个预先指定位Bn由低电位变成高电位；由于预警设备电控开关的控制端IN通过输出回路T20接在该Bn位上；所以，此时Bn电位的升高，使功率硅三极管T20导通；这使如图8或图9所示的大功率半导体开关6也导通或大功率电磁继电器6闭合；由于在行驶时，车辆启动开关60总是处于闭合状态，所以，电控开关6的闭合使刹车灯7被点亮。

当计算机18发出不预警指令时；该不预警指令的代码同样被送到输出接口Pb1；该指令代码使输出接口Pb1中指定的Bn位由高电位变成低电位；使输出回路的三极管T20关断；所以，大功率半导体开关6也关断或大功率电磁继电器6断开；使刹车灯被熄灭。

在本实施例中，减油预警值Rp可以由大到小设置为n个，在这里，n的取值范围可以是1-10。这样做的优点是，可以根据不同的紧急情况，预警信号可以不同，如预警的时间长度、预警信号的强度和预警的形式都可以有所区别，让后边的司机更确切的了解前车的动向。

在本实施例中，所述的“固定预警时间长度法”，即每次预警时，预警设备发出预警信号的时间长度是不变的。在每一个时间步长Δt中，把计算出的油门速度Rt与减油预警值Rp进行比较；一旦出现Rt≤Rp时，就将预警时间t复制到时间寄存器Lt中，并立即发出预警指令，使预警设备发出预警信号；在此后的每一个时间步长Δt中，首先对Lt的值查询一次，只要Lt＞0，预警设备就继续发送预警信号，并从时间寄存器Lt中减去该时间步长Δt后，即可返回；直到Lt≤0时，立即发送不预警指令，使预警设备不再发送预警信号，并在新的时间步中，重新开始计算油门速度Rt并与减油预警值Rp比较，获得预警控制信号；

在本实施例中，如图10所示，计算机18可通过执行如下程序来实现“固定预警时间长度法”：

为了简化，这里暂时设定一个减油预警值Rp1，对应的预警时间为t1，已存储在只读存储器中。

S100：计算机加电初始化，对寄存器Tt、To、Δt、Lt、Rt、Dt+Δt和Dt付初值“0”；

S102：在曲轴转角信号控制下，燃油喷射程序和减油预警程序同时开始执行；

S104：减油预警程序把计算机的时钟值读入寄存器Tt中；

S106：把以计算机时钟值表示的采样时间，换算成真实时间值；

S108：计算时间步长Δt，用本次油门采样时间值Tt减去前一次油门采样时间值To；

S109：查询预警时间寄存器Lt的情况；

●若Lt＞0，说明在前边某一个减油预警循环中，已经发出过预警指令，预警设备正在发送预警信号，现在预警时间还未到。此时，程序跳过减油速度Rt计算和比较分析，直接进入S156；

●若Lt≤0，此时程序应进入S110，开始进行油门速度Rt的计算；

S110：从燃油喷射系统中，把本次油门采样值“Q”复制到油门寄存器Dt+Δt中；

S112：用本次采样值减去前次采样值，计算前后两次油门采样之差ΔDt；

S114：用ΔDt除以Δt，计算油门速度Rt；

S130：将油门速度Rt与减油预警值Rp1进行比较。判断是否出现紧急减油情况？

●若Rt≤Rp1时，说明此时车辆正在紧急减油，程序进入S132；

●若Rt＞Rp1时，说明没有出现紧急减油情况，程序进入S139；

S132：将预警时间t1从ROM中读入预警时间寄存器Lt中，使Lt＝t1，然后进入S152；

S139：把预警时间寄存器Lt清零，使Lt＝0，然后进入S154；

S152：计算机发出预警指令，使预警设备电控开关闭合，点亮刹车灯，然后进入S156；

S154：计算机发出不预警指令，使预警设备电控开关断开，熄灭刹车灯，然后进入S160；

S156：从前次剩余的预警时间中，减去本次的预警时间步长Δt；

S160：将本次油门采样值Dt+Δt传送到Dt中，为新一轮减油预警作好准备；

S162：把本次时间值Tt，传送到To中，为新一轮减油预警作好准备；

程序返回开始处，进入新一轮循环。

此程序的优点是简单，缺点是预警时间固定，不能根据需要调整预警时间。

在本实施例中，也可采用“可变预警时间长度法”，即每次的时间长度是可变的。

当油门速度Rt与减油预警值Rp比较符合预警条件时，首先将预警时间t送入时间寄存器Lt，使预警设备发出预警信号；此后，在每一个时间步长中，不仅要从时间寄存器Lt中减去该时间步长Δt，而且，还要根据当前油门速度Rt和发动机怠速开关IDL状态(IDL＝0—表明油门不处于怠速，IDL＝1—表明油门不处于怠速)，重新决定时间寄存器Lt的状态；然后，根据每一个时间步中对Lt值的查询结果，若Lt＞0，预警设备就发预警信号，Lt≤0，预警设备停不送预警信号。

在本实施例中，如图11所示，计算机18可执行下述程序来实现可变预警时长的预警方法：

S100--S108；与图9中的功能完全相同，在此不再赘述；

S110--S114；与图9中的功能完全相同，在此不再赘述；

S130：将油门速度Rt与减油预警值Rp1进行比较；

●若Rt≤Rp1时，说明此时车辆正在紧急减油，程序应当进入S132；

●若Rt＞Rp1时，说明本次循环没有出现紧急减油情况，程序应当进入S138；

S132：将预警时间t1从ROM中读入预警时间寄存器Lt中，使Lt＝t1，然后进入S152；

S138：又有2种情况；

●对于Rt＞Rp1，IDL＝0，这说明未出现紧急减油的原因，完全是由于油门速度Rt本身未达到减油预警值Rp1。此时应进入S139。

●对于Rt＞Rp1，IDL＝1，这说明油门在本步中或在前一步已经回到怠速状态，对于这些情况，都不能用本步的Rt来判定预警状态，程序应当进入S150，直接对现在的Lt值进行查询。

S139：把预警时间寄存器Lt清零，使Lt＝0，然后进入S154；

(S150：→S162：是与“固定预警时间长度法”完全一样的)

S150：对预警时间寄存器Lt查询，

●若Lt＞0，就进入S152；

●若Lt≤0，就进入S154；

S152：计算机18发出预警指令，使预警设备发出预警信号；

S154：计算机18发出不预警指令，预警设备不发出预警信号；

S156--S162；与图10中的功能完全相同，在此不再赘述；

在此程序中，它虽然在预警开始时给出一个预警时间值t1。但是，在之后的每一循环中，还要根据当时的油门状态和预警时间寄存器Lt的状态，随时可以发出不预警指令，停止预警。它的优点是：

(1)可以排除由于地面的冲击振动造成的误触发。即使在某一个循环中由于误触发，发出预警信号，但在下一循环中立即被纠正，停止预警。由于每一个循环时间很短，所以不会造成误干扰。

(2)当司机发现紧急情况，因紧急减油使预警设备发出预警信号，但是，司机又立即加油时，此时立即发出不预警指令，使预警设备停止发出预警信号。

在本实施例中，如果采用发动机的转速来计算时间步长，如图12所示，计算机18可执行如下减油预警程序：

S100--S102；与图10和图11中的功能完全相同，在此不再赘述；

S105：把本次油门采样时的发动机转速值N，从燃油喷射系统中复制到Nt+Δt中；

S107：计算前后相邻两次发动机转速的平均值Nm；

S109：计算前后相邻两次采样的时间步长Δt；

S110--S162；与图11中的功能完全相同，在此不再赘述；

该程序与图10中的功能完全相同，只不过多给出一种选择。

当有特殊需要时，本实施例还可以用修改油门速度Rt或修改减油预警值Rp的方法，调整减油预警的灵敏度。例如当道路有水有冰时，提高预警灵敏度的问题：

车辆行驶中，油门速度Rt的大小，它代表司机对遇到情况的紧急性的判断，情况越紧急，减油速度就越快；而道路湿滑和车速的增高，都会大大增加引发追尾事故的几率。因此，应当考虑在这种情况下，相应地提高预警灵敏度和适当延长预警时间，用以加强对车辆动态的预报。在本发明中所采用的方法是，在油门速度Rt与减油预警值Rp比较之前，预先通过加权系数K对油门速度Rt进行放大倍数修正，修正后Rt＝K·Rt。同样，也可对减油预警值Rp预先通过加权系数K缩小倍数修正，修正后Rp＝Rp/K，以加强减油预警的预报。这两种修正的效果是完全等价的。

对道路有冰有水进行修正的办法是，如图6所示，在燃油喷射系统中增加一个雨水传感器81和一个冰雪传感器82；这里可以用两个机械或电子开关来作为雨水和冰雪传感器，这两个开关一端接在电源正极，另一端分别通过预先指定的输入借口与计算机18相连接，在与输入接口相连的接点上，再连接一个电阻到电源地。这样，当道路有水时，司机把开关81闭合；此时，预定的接口上与开关81相接的预定位，变成高电位，计算机读到这个高电位时，把一个预先指定的雨水寄存器Sw中置入1，即Sw＝1；当道路没有水时，司机将开关81断开，该预定位变成低电位；此时，计算机读到这个低电位，就使Sw＝0。同样，道路有雪时，闭合冰雪开关82，使冰雪寄存器Si＝1；无雪时使Si＝0。

所以在减油预警程序中，Sw＝1是道路有水的标志，在对油门速度Rt或减油预警值Rp进行修正时，其道路有水时修正系数Kw的取值范围为1-5；最佳取值为Kw＝2；同样，道路有雪修正系数Ki的取值范围为1-10；最佳取值为Ki＝6。若道路有冰又有水，则只考虑有冰，不再对有水进行修正。

当车速增高时，也可用同样的方法提高预警灵敏度：

对车速的修正方法很多，作为一个例子，这里采用危险性与车速呈正比的计算方法。即车速危险系数Ks＝K0·Vt。其中，K0是一个常数，它的值可以这样确定，首先，确定一个标准速度Vs，在这个速度值上，Ks＝1，因此K0＝1/Vs。Vs的值可以取5-40(公里/时)，例如，Vs＝25公里/时，那么K0＝0.04；可以看出，车速在25公里/时以上时，车速越高Ks值越大；车速在25公里/时以下时，车速越低Ks值越小。它对油门速度Rt的修正公式是：Rt＝Ks·Rt。从而做到车速高时加强预警预报；车速低少报；车速太低就不报，避免干扰后车司机。

如图12所示，在本实施例中，计算机18可执如下程序来修正预警灵敏度：

为了简化，这里设定Rpn为两极，即n＝2，

S100--S114；与图11中的功能完全相同，在此不再赘述；

S120：从冰雪传感器82采样，将采样值存入寄存器Si中；

S121：对寄存器Si中的采样值进行判别；

●若Si＝1，应对油门速度Rt进行修正，进入S122；

●若Si＝0，应对雨水传感器采样，进入S123；

S122：对油门速度Rt进行修正，修正后Rt＝Ki·Rt；此时程序跳到S126；

S123：对道路有水传感器进行采样，并将采样值送入寄存器Sw；

S124：对寄存器Sw中的采样值进行判别；

●若Sw＝1，说明道路有水，应对油门速度Rt进行修正，进入S125；

●若Sw＝0，说明道路没有水，程序直接进入S126，进入车速修正部分。

S125：对油门速度Rt进行修正，修正后Rt＝Kw·Rt；

S126：对车速传感器采样，并将采样值送入车速寄存器Vt中；

S127：计算车速危险系数Ks＝K0·Vt；其中，K0是一个预定的常数；

S128：对油门速度Rt进行修正，修正后Rt＝Ks·Rt；

S130：将油门速度Rt与减油预警值Rp1进行比较；

●若Rt≤Rp1时，说明此时车辆正在紧急减油，程序应当进入S132。

●若Rt＞Rp1时，说明减油时的油门速度Rt没有达到或超过减油预警值Rp1；此时，应把Rt进一步与较慢一些的减油预警值Rp2进行比较，程序进入S134；

S132：将预警时间t1从ROM中读入预警时间寄存器Lt中，然后进入S152；

S134：将油门速度Rt与减油预警值Rp2进行比较；

●若Rt≤Rp2，说明减油时的油门速度Rt达到或超过减油预警值Rp2，应当进入S136。

●若Rt＞Rp2，说明减油时的油门速度Rt没有达到或超过减油预警值Rp2；此时，应根据前一步的历史情况决定是否发出预警指令，程序进入S138；

S136：把预定的预警时间值t2送入预警时间寄存器Lt中，然后进入S152。

S138：→S162：与前边图8的执行过程相同，此处不重复。

程序返回S102：开始新一轮循环。

■几点说明：

(1)、图10、图11、图12和图13中所示的减油预警程序流程图，是说明减油预警要执行的顺序步骤过程；但是在本实施例中，微计算机18可以利用跳转指令并按照发动机燃油喷射的进程，交替地执行燃油喷射程序和减油预警程序中的指令。事实上，此时燃油喷射程序的指令和减油预警程序的指令是按照需要，交替地排列成一个具有燃油喷射和减油预警功能的新程序。

(2)、在减油预警程序流程图12中，无论是先对道路情况进行修正还是先对车速进行修正，其效果是完全一样的，两者是等价的。

(3)、在计算油门速度Rt时，无论是先计算出时间步长Δt，还是先计算出两次油门采样值之差ΔDt，不会影响Rt的计算结果，这两者是完全等效的。

实施例2

如图1、图3所示，本实施例提供一种防止汽车追尾的方法，它是在发动机电控单元20中新增加一个安装有减油预警程序的微计算机19；在减油预警程序的指令下，把微计算机18对油门传感器的采样值复制到微计算机19中，得到油门值；并将该油门值对时间作微分运算获得油门速度Rt；然后，将该油门速度Rt与预设值进行比较；当比较结果满足预警控制条件时，微计算机19发出预警指令，控制预警设备电控开关6使预警设备7发出预警信号。

在本实施例中，可实施上述方法的系统至少包括：

●一个燃油喷射系统油门传感器1，它通过微计算机18的一个预定输入接口与微计算机18相连接；

●一个安装在发动机电控单元20中并与微计算机18可以通讯的微计算机19；

●一个跨接在电源与预警设备之间并受微计算机19控制的预警设备电控开关6；

●一组受预警设备电控开关6控制的预警设备7，为了叙述方便预警设备7暂以刹车灯7代表。

在这个系统中，油门传感器1和发动机电控单元20和微计算机18，均属于燃油喷射系统的现有设备；刹车灯7是汽车上现有的预警设备；需要新增加的设备就是微计算机19和预警设备电控开关6。

在上述设备系统上完成减油预警任务的关键，是要在微计算机19中安装减油预警程序，把燃油喷射系统改造成一个“多机多任务系统”；其中，微计算机18执行燃油喷射程序完成燃油喷射任务，而微计算机19执行减油预警程序完成减油预警任务。这里的发动机电控单元20就是前边所说的运算控制器。

本实施例的技术方案，是在微计算机18确实很忙，再无力执行减油预警任务时的一种选择方案。

这里所说的减油预警程序，是用相应的计算机语言编写的、指令计算机硬件依次执行的、能完成减油预警步骤过程的命令流。微计算机19在该程序的指令下，为完成减油预警任务，执行如下步骤：

(1)、把微计算机18对油门传感器1的采样值复制到微计算机19中，获得油门值D；

(2)、将油门值D对时间t作微分运算，获得油门速度Rt；

(3)、把油门速度Rt与预设预警值Rp进行比较，若满足预警控制条件，则计算机19发出预警指令；

(4)、预警指令控制预警设备电控开关6闭合，使刹车灯7点亮；

(5)、当刹车灯7点亮到预定时间后，计算机发出不预警指令，使预警设备电控开关6断开，刹车灯7熄灭。

本实施例的特点是

(1)、在减油预警程序的执行中，唯一与实施例1不同之处在于：在实施例1中，减油预警所需的发动机油门值，是在同一个计算机内，通过复制燃油喷射程序对油门传感器的采样获得的；在本实施例中，减油预警所需的发动机油门值，是微计算机19从微计算机18中复制获得的；除此之外，微计算机19替代微计算机18所进行的计算、比较和控制过程都完全与实施例1相同。所以，如图9、图10、图11和图12中所示的减油预警程序，都可以在本实施例中执行。

(2)、由于用微计算机19专门执行减油预警任务，所以对减油预警程序的执行就比较简单容易些；不像实施例1中，燃油喷射和减油预警程序之间要交叉，要协调；

(3)、缺点是增加了一个微计算机19，在造价方面比实施例1可能要高一些。

由于本实施例的基本方法与系统与实施例1相同，因此本实施例也同样具有实施例1所述的效果。

实施例3

请参考图1和图4，

本实施例提供一种防止汽车追尾的方法，它是在发动机电控单元20中新增加一个安装有减油预警程序的微计算机19；在减油预警程序的指令下，微计算机19直接对油门传感器1采样，得到油门值；将油门值对时间作微分运算获得油门速度；将该油门速度与预设值进行比较，当比较结果满足预警控制条件时，微计算机19发出预警指令；控制预警设备电控开关6使预警设备7发出预警信号。这里的发动机电控单元20就是前边所说的运算控制器。而且，微计算机19采样的油门传感器可以与微计算机18采样的传感器相同，也可以不同。

在本实施例中，可实施上述方法的系统至少包括：

●一个燃油喷射系统油门传感器1，它通过微计算机19的一个预定输入接口与微计算机19相连接；

●一个包含有微计算机19的发动机电控单元20；

●一个跨接在电源与预警设备7之间并受微计算机19控制的预警设备电控开关6；

●一组受预警设备电控开关6控制的预警设备7。

在这个系统中，油门传感器1和发动机电控单元20均属于燃油喷射系统的现有设备；刹车灯7是汽车上现有的预警设备；需要新增加的设备就是微计算机19和预警设备电控开关6。

微计算机19，在减油预警程序的指令下，为完成减油预警任务，执行如下步骤：

(1)、直接从油门传感器1采样并将采样值数字化，获得油门值D；

(2)、将油门值D对时间t作微分运算，获得油门速度Rt；

(3)、把油门速度Rt与预设的预警值Rp相比较，若满足预警控制条件，计算机19发出预警指令；

(4)、预警指令控制预警设备电控开关6闭合，使刹车灯7点亮；

(5)、当刹车灯7点亮到预定时间，计算机发出不预警指令，控制预警设备电控开关6断开，使刹车灯7熄灭。

■本实施例的特点

(1)、本实施例与实施例1和实施例2的唯一差别在于：在本实施例中，减油预警所需的发动机油门值，是由减油预警微计算机19直接从燃油喷射系统的油门传感器1采样得到的；而实施例1和实施例2中减油预警所需的发动机油门值，都是从燃油喷射程序或燃油喷射计算机处复制得到的；所以，只需要将图10、图11、图12和图13程序流程图中S102中的与燃油喷射循环同步开始指令删掉，并将S110中的油门值复制指令，改为图14所示的减油预警程序中S11所用的从油门传感器采样指令；则图10、图11、图12和图13程序流程图中所示的减油预警程序均可以在本实施例的系统上运行。

(2)、图14所示的减油预警程序流程框图，为图10、图11、图12和图13的改写提供了一个范本；

(3)、由于微计算机19在执行图14或执行按上述所说的方法改写后图10、图11、图12和图13所示的减油预警程序时，不再受燃油喷射循环的制约；所以，它的执行时间步长是自由的。也就是说，由于每一个减油预警循环要完成的任务不同，所需的执行时间也不同；但是，每次都要等所有的步骤都执行完后，才开始新一轮循环。这种影响执行时间步长的因素有油门速度Rt与减油预警值Rpn比较次数不同或对油门速度Rt修正项目的不同等。

(4)、在本实施例中，微计算机19可以与微计算机18共同对一个油门传感器采样；微计算机19也可以对另外一个油门传感器进行采样。

(5)、在本实施例中，所说的油门传感器还可以包括电动油门踏板传感器。

(6)、除了上边所说的不同之处外；在实施例2中所说的其他部分都适用于本实施例；相同之处，在此不再赘述。

实施例4

请参考图1和图5，

本实施例提供一种防止汽车追尾的方法，它用减油预警电控单元22中安装有减油预警程序的微计算机19，在对燃油喷射系统的油门传感器采样，获得油门值D；并将该油门值对时间作数值微分运算获得油门速度Rt；然后，将该油门速度Rt与预设值Rp进行比较；当比较结果满足预警控制条件时，微计算机19发出预警指令，控制预警设备电控开关6使预警设备7发出预警信号。

在本实施例中，可实施上述方法的系统至少包括：

●一个燃油喷射系统油门传感器1，它通过微计算机19的一个预定输入接口与微计算机19相连接；

●一个包含有微计算机19及输入输出回路和A/D转换器的减油预警电控单元22；

●一个跨接在电源与预警设备7之间并受微计算机19控制的预警设备电控开关6；

●一组受预警设备电控开关6控制的预警设备7，为了叙述方便预警设备暂以刹车灯7代表。

在这个系统中，油门传感器1属于燃油喷射系统的现有设备；刹车灯7是汽车上现有的预警设备；减油预警电控单元22以及预警设备电控开关6，是新增加的设备。这里的减油预警电控单元22就是前边所说的运算控制器。

本实施例与实施例3的唯一不同点在于：本实施例中的微计算机19，从发动机电控单元20中移了出来，自己配置了电源、输入输出回路和A/D转换器成为一个独立的减油预警电控单元22。除此之外，其他都与实施例3完全相同，故在此不再赘述。

■本实施例的特点

(1)、本实施例中的减油预警电控单元22，彻底地脱离了发动机电控单元20。它与预警设备电控开关一起，真正组成一个独立的装置。它可以作为一个独立的产品生产和销售。

(2)、由减油预警电控单元22与预警设备电控开关6组成的减油预警装置80，特别适用于已经走出生产厂的具有发动机油门传感器的车辆。只要，把油门传感器1接到减油预警电控单元22中微计算机19的输入接口，再把预警设备电控开关跟预警设备接好，立即就使车辆具备了有效防止追尾的能力。

实施例5

请参考图1、图5和图15，

在实施例4中，如图5所示，其中被虚线框住的部分被称为减油预警装置80，它是由减油预警电控单元22和预警设备电控开关6两部分构成的；由于电控单元22中有一个微计算机19，所以，减油预警装置80是一个数字式运算控制装置。它是用数字式微计算机19完成对油门传感器1的采样、油门速度计算、油门速度与预设值的比较、和发出预警指令使预警设备电控开关6闭合，控制预警设备发出预警信号。

从计算机发展的历史看，最早期的计算机是用模拟运算放大器组成的模拟式计算机；后来才发展为数字式计算机。由此可知，与数字式减油预警装置80相应的，一定会有一个能完成减油预警装置80功能的模拟式减油预警装置。

所以，在本实施例中给出了一个模拟式减油预警装置88，请参考附图15，它像数字式减油预警装置80一样，能完成如附图1所示的减油预警方法。该模拟式减油预警装置88包括：减油预警电控单元24和预警设备电控开关6两大部分组成。这里的减油预警电控单元24就是前边所说的运算控制器。

如图15所示，其中减油预警电控单元24由下列模拟功能块组成：电压跟随器2、电压微分电路3、电压比较器4和预警定时电路5组成。

电压跟随器2，它的输入端接在油门传感器1的电压输出端上；它完成对油门传感器的精确采样，获得与油门大小相关的模拟电压；由于它的输入阻抗非常高，所以，它在接到燃油喷射系统油门传感器上时，不会影响原系统的工作；

电压微分电路3，它的输入端接在电压跟随器2的电压输出端上；它对电压跟随器2输出的油门电压进行模拟微分，得到代表油门速度的模拟电压输出；

电压比较器4，它的一个输入端接在电压微分电路3的电压输出端上，减油预警预设电压加在它的另一个输入端上，它把微分电路3的输出电压与预设电压进行比较，检测出减油预警控制信号；

预警定时电路5，它的输入端接在电压比较器4的电压输出端上；当它收到电压比较器4检测到到的减油预警控制信号时，就立即被触发，处于工作状态，它的输出电压发生跳变；

预警设备电控开关6，它的输入端接在预警定时电路的电压输出端上；当预警定时电路5处于工作状态时，它的输出电压使预警设备电控开关6闭合，控制预警设备7发出预警信号。

在本实施例中，能用减油预警装置88实现如附图1所示减油预警方法的关键在于：使用了电压跟随器2。因为有了它才能实现对燃油喷射系统油门传感器1采样时，不影响燃油喷射系统的正常运行。

在附图16中，给出了本实施例所述的减油预警装置88的一个具体实施电路原理图。

电压跟随器2，是由一个低功耗双运算放大器模拟集成电路LM158、电阻R2和R3组成的高输入阻抗低输出阻抗的电压跟随器2；电阻R2一端接在LM158的正输入端3上，另一端接在油门传感器1的电压输出端上，这里用电控油门踏板传感器作为油门传感器1；R3接在运算放大器LM158的负输入端2和输出端1之间。电压跟随器2的输出能实时精确跟随油门传感器1的输出。

电压微分电路3，是由电容C5、电阻R6和R7组成；电阻R6的一端接在电源正极，另一端通过电阻R7接地，电容C5的正极接在运算放大器LM158的输出端1上，另一端接在电阻R6和R7的接点上；该微分电路中的电阻R6和R7，不仅起微分电阻的作用，而且，它们又是一个分压电路，为电压比较提供一个参考电压Vr。

电压比较器4，也是由模拟集成电路LM158和电阻8组成的模拟电压比较器4；它的正输入端5通过电阻R8接地，它的负输入端6接在电阻R6和R7的分压点上。在这里，电压跟随器2的输出电压经过电压微分电路3微分后与参考电压Vr迭加“求和”，若运算放大器LM158的入端6上的电压等于“0”或负电压时，则电压比较器4的输出端7由地电位跳变为电源正电位，这就是预警控制信号。

预警定时电路5，是由时基电路NE555、电容C9、C12、C16、电阻R10、R13、R15和二极管D14组成的单稳态定时电路，它的输入端是电容C9的正极，它的输出端是NE555的放电端7。这是一个典型的由时基电路NE555组成的正触发负输出单稳态定时电路，故在此不再赘述。

预警设备电控开关6，它是一个美国IR公司生产的IRF9540大功率半导体集成上位开关；它的控制端G接在定时电路5的输出端上，它的源极S接在车辆启动开关60的下位触点上，它的漏极D接在刹车灯的电源端；

在本实施例中，当出现特殊情况时，也可进行提高灵敏度的修正。该修正可通过提高油门速度电压模拟量或减小预设的减油预警电压模拟量来实现。如图17所示，给出一了种减油预警电压调节电路，通过调节电阻R6的大小，来调节参考电压Vr的大小，从而可以调节系统预警的灵敏度。例如，当道路有水或有雪时，司机可通过调节连接于电阻R6调节端的调节钮，来调小预设的减油预警电压，提高减油预警的灵敏度。

本实施例中，减油预警装置88的显著特点是造价低；它给出了一个物美价廉的选择。另外，由于在本实施例中，减油预警系统除与油门传感器相接外，其他完全独立于燃油喷射系统之外，因此可广泛用于已出厂使用的车辆中，只要该车中有燃油喷射系统即可进行安装，操作非常简单方便。

上述实施例为本发明的几种具体实施方式，仅用于说明本发明，而非用于限制本发明。本发明的方法也可采用数模混合的运算控制器来实现，在此不再详细描述。

Claims (95)

1、一种防止汽车追尾的方法，其特征在于，该方法通过含有燃油喷射系统的油门传感器，与该油门传感器相连接的运算控制器，跨接在电源和预警设备之间并受运算控制器控制的预警设备电控开关，受预警设备电控开关控制的预警设备组成的系统实施防止汽车追尾的减油预警；该方法包含如下步骤：

(a)从燃油喷射系统的油门传感器采样获得油门值；

(b)将该油门值对时间作微分运算获得油门速度；

(c)将该油门速度与预设值进行比较，当比较结果满足预警控制条件时，获得预警控制信号；

(d)预警控制信号控制预警设备电控开关，使预警设备发出预警信号。

2、如权利要求1所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，所述油门值至少包括有油门采样值D，该油门采样值D为取自油门传感器在采样时刻的输出值。

3、如权利要求2所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，可通过如下运算处理获得油门速度Rt：

                       Rt＝ΔDt/Δt

其中，ΔDt表示相邻两次的油门采样值之差；Δt为相邻两次采样的时间步长。

4、如权利要求1或3所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，所述预设值可为减油预警值Rp。

5、如权利要求4所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，油门速度值Rt与减油预警值Rp比较后的控制条件为：

当减油时的油门速度Rt达到或超过减油预警值Rp时，预警设备电控开关闭合，预警设备发出预警信号；

当减油时的油门速度Rt没有达到减油预警值Rp时，预警设备电控开关断开，预警设备不发出预警信号。

6、如权利要求4所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，减油预警值Rp可设为n个，n为正整数。

7、如权利要求4所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，所述油门速度Rt在与减油预警值Rp比较之前，可预先通过加权系数K进行放大倍数修正，修正后Rt＝KRt，以加强减油预警预报。

8、如权利要求4所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，所述减油预警值Rp可预先通过加权系数K进行缩小倍数修正，修正后Rp＝Rp/K，以加强加油预警预报。

9、如权利要求7或8所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，当道路有冰雪时，所述的加权系数K可为道路有冰系数Ki。

10、如权利要求7或8所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，当道路有雨水时，所述的加权系数K可为道路有水系数Kw。

11、如权利要求7或8所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，当同时收到冰有冰雪信号和有雨水信号时，所述的加权系数K为道路有冰系数Ki。

12、如权利要求9所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，道路有冰系数Ki取值范围为1-10。

13、如权利要求11所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，道路有冰系数Ki取值范围为1-10。

14、如权利要求10所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，道路有水系数Kw取值范围为1-5。

15、如权利要求7或8所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，所述的加权系数K可为车速危险系数Ks。

16、如权利要求15所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，车速危险系数Ks可用如下方式确定：

                         Ks＝K0·Vt，

其中，K0为预先选定的常数；Vt为当前车速值。

17、如权利要求16所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，常数K0可采用如下方式确定：

                          K0＝1/Vs，

其中，Vs为预先选定的标准速度。

18、如权利要求1所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，可通过复制燃油喷射系统对油门传感器采样获得的油门值，来获得所需的油门值。

19、如权利要求1所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，所述的油门值可直接从油门传感器采样取得。

20、一种防止汽车追尾的方法，其特征在于，该方法通过含有燃油喷射系统的油门传感器，与该油门传感器相连接的数字式运算控制器，跨接在电源和预警设备之间并受运算控制器控制的预警设备电控开关，受预警设备电控开关控制的预警设备组成的系统实施防止汽车追尾的减油预警；在数字式运算控制器的运算控制下，完成该方法所包含的如下步骤：

(a)从燃油喷射系统的油门传感器采样获得油门值的数字值；

(b)用数字计算方法将该油门值对时间作微分运算获得油门速度；

(c)将该油门速度与预设值进行数值比较，当比较结果满足预警控制条件时，获得预警控制信号；

(d)预警控制信号控制预警设备电控开关，使预警设备发出预警信号。

21、如权利要求20所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，可通过复制燃油喷射系统对油门传感器的采样，来获得所需的油门值。

22、如权利要求20所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，所述的油门值可直接从油门传感器采样取得。

23、如权利要求20所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，在对油门值进行运算处理之前，必须先将油门传感器输出的电压模拟量通过A/D转换，变为数字量。

24、如权利要求20所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，所述油门值至少包括有油门采样值D，该油门采样值D为取自油门传感器在采样时刻的输出值。

25、如权利要求24所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，可通过如下运算处理获得油门速度Rt：

                   Rt＝ΔDt/Δt

其中，ΔDt表示相邻两次的油门采样值之差；Δt为相邻两次采样的时间步长。

26、如权利要求20或25所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，所述数字运算控制器可以是一个以微数字计算机为核心，并具有输入输出回路和A/D转换器的运算控制单元，通过它对油门值进行处理来获得预警控制信号。

27、如权利要求26所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，所述微数字计算机可采用如下步骤来获得时间步长Δt：

A、把对应Dt采样时刻的计时器时间t，读入寄存器To中；

B、把对应Dt+Δt采样时刻的计时器时间t+Δt，读入寄存器Tt中；

C、计算采样时间步长，Δt＝Tt-To。

28、如权利要求26所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，所述微数字计算机可采用如下步骤来获得时间步长Δt：

A、把对应Dt采样时间的发动机转速，读入寄存器Nt中；

B、把对应Dt+Δt采样时间的发动机转速，读入寄存器Nt+Δt中；

C、计算前后两次发动机转速采样的平均值Nm，

               Nm＝(Nt+Δt+Nt)/2；

D、计算前后两次采样之间的时间步长，

              Δt＝60/Nm。

29、如权利要求27所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，所述微数字计算机可采用如下步骤来获得油门速度Rt：

A、当到t+Δt时刻，一个减油预警循环开始时，计算机把获得的此次油门采样值D存入油门采样寄存器Dt+Δt中；

B、将Tt乘以计算机时钟当量Pt，把本次采样时间Tt换算成真实时间，

                     Tt＝Tt Pt；

C、计算采样时间步长Δt，用本次采样时间值Tt减去前次采样时间To，

                     Δt＝Tt-To；

D、把本次油门值Dt+Δt减去前次油门值Dt，其差为：

                     ΔDt＝Dt+Δt-Dt；

E、再将ΔDt除以采样时间步长Δt，获得油门速度：

                     Rt＝ΔDt/Δt；

F、每当本轮循环即将结束，新一轮循环开始之前，把本次油门寄存器Dt+Δt的值和本次时钟寄存器Tt的值分别传送到前次油门寄存器Dt中和前次时钟寄存器To中，为Dt+Δt和Tt接受新的采样值作准备。

30、如权利要求28所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，所述微数字计算机可采用如下步骤来获得油门速度Rt：

A、在t+Δt时刻，当一个减油预警循环开始时，把此刻的发动机转速值读入转速寄存器Nt+Δt中；

B、计算前后相邻两次发动机转速的平均值Nm，

                Nm＝(Nt+Δt+Nt)/2；

C、计算前后两次采样之间的时间步长，

                Δt＝60/Nm；

D、把本次油门采样值D存入本次油门值寄存器Dt+Δt中；

E、计算相邻两次油门采样值之差，把本次油门值Dt+Δt减去前次油门值Dt，

                ΔDt＝Dt+Δt-Dt；

F、计算油门速度，将ΔDt除以采样时间步长Δt，

                   Rt＝ΔDt/Δt；

G、每当本轮循环结束之前，把本次油门寄存器Dt+Δt中的值和本次转速寄存器Nt+Δt中的值，分别传送到前次油门寄存器Dt中和前次转速寄存器Nt中，为Dt+Δt和Nt+Δt接受新的采样值作准备。

31、如权利要求20所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，所述的预设值可为减油预警值Rp。

32、如权利要求31所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，油门速度Rt与减油预警值Rp比较后的控制条件为：

当减油时的油门速度Rt达到或超过减油预警值Rp时，预警设备电控开关闭合，预警设备发出预警信号；

当减油时的油门速度Rt没有达到减油预警值Rp时，预警设备电控开关打开，预警设备不发出预警信号。

33、如权利要求31或32所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，减油预警值Rp可设为n个，n为正整数。

34、如权利要求33所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，以微计算机为核心的运算控制器可采用如下方法来控制预警设备电控开关：

预先将一个减油预警值Rp1和一个相应的预警时间t1存放于只读存储器中；

在每一个时间步长Δt中，把计算出的油门速度Rt与减油预警值Rp1进行比较，一旦Rt≤Rp1时，将相应的t1读入寄存器Lt中，并发出预警指令，使预警设备发出预警信号；

在此后的每一个时间步长Δt，从时间寄存器Lt中减去该时间步长Δt后，并对Lt的值查询一次，只要Lt＞0，预警设备就继续发送预警信号；当Lt≤0，直接发送不预警指令，使预警设备不再发送预警信号。

35、如权利要求34所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，所述控制预警设备电控开关的方法可采用如下步骤：

A、开机初始化，对所用的寄存器付初值；

B、在每一个循环开始时，首先把计算机的时钟值读入Tt，并将该时钟值转换成真实时间Tt；

C、计算采样时间步长Δt，是用本次采样时间值Tt减去前一次的采样时间值To；

D、查询预警时间寄存器Lt：

若Lt＞0，直接从Lt中减去本次采样步长Δt；然后程序转向G步；

若Lt≤0，此时进行油门速度Rt的计算，并将Rt与减油预警值Rp1进行比较和分析；

E、当Rt＞Rp1时，使预警时间寄存器Lt＝0，使预警设备不发预警信号，然后程序转向G步；

F、当Rt≤Rp1时，使预警时间寄存器Lt＝t1，使预警设备发出预警信号；

G、将本次油门值Dt+Δt传送到Dt中，并把本次时间寄存器Tt的值，传送到前次时间寄存器To中，为新一轮减油预警作好准备；

H、程序返回B步。

36、如权利要求32所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于：所述的对预警设备电控开关控制法，当油门速度Rt与减油预警值Rpn比较后符合预警条件时，首先将相应的预警时间tn送入时间寄存器Lt，使预警设备发出预警信号；此后，在每前进一个时间步长时，不仅要从时间寄存器Lt中减去该时间步长Δt，而且，还要根据当前油门速度Rt和发动机怠速开关IDL状态重新决定时间寄存器Lt的状态；然后，根据每一个时间步中对Lt值的查询结果，若Lt＞0，预警设备就发预警信号，Lt≤0，预警设备停止发送预警信号。

37、如权利要求36所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，对所述预警设备电控开关的控制方法可采用如下的程序步骤：

A、对油门传感器采样并计算油门速度Rt；

B、将油门速度Rt与n个减油预警值Rpn由小到大逐个进行比较；

若Rt＞Rpn，则依次与下一个Rpn进行比较，直到最后一个；

一旦Rt≤Rpn，将相应的预警时间tn读入时间寄存器Lt，直接发出预警指令，使预警设备电控开关闭合，发出预警信号，不再继续进行比较，程序转向E步；

C、若Rt与最后一个Rpn比较后，仍然Rt＞Rpn，则查询怠速开关IDL的状态；

若IDL＝0，即油门不处于怠速状态，则使时间寄存器Lt＝0，发出不预警指令，使预警设备电控开关断开，不发预警信号，程序转向F步；

若IDL＝1，即油门处于怠速状态，直接对现在的Lt值进行查询；

D、对时间寄存器Lt进行查询，

若Lt＞0，发出预警指令，使预警设备电控开关闭合，发出预警信号，程序转向E步；

若Lt＜0，发出不预警指令，使预警设备电控开关断开，不发预警信号，程序转向F步；

E、从Lt中减去本次采样步长Δt，即Lt＝Lt-Δt，程序转向A步；

F、将Dt+Δt中的值传送到Dt中，将Tt中的值传送到To中，为新循环作好准备；

G、程序返回A步。

38、如权利要求32所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，所述油门速度Rt与减油预警值Rp比较之前，可预先通过加权系数K进行放大倍数修正，修正后Rt＝K·Rt，以加强减油预警预报。

39、如权利要求32所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，所述减油预警值Rp可预先通过加权系数K进行缩小倍数修正，修正后Rp＝Rp/K，以加强减油预警预报。

40、如权利要求38或39所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，当收到冰雪传感器采样的有冰雪信号后，所述的加权系数K可为道路有冰系数Ki。

41、如权利要求38或39所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，当收到雨水传感器采样的有雨水信号后，所述的加权系数K可为道路有水系数Kw。

42、如权利要求38或39所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，当同时收到有冰雪信号和有雨水信号时，所述的加权系数K为道路有冰系数Ki。

43、如权利要求40所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，道路有冰系数Ki取值范围为1-10。

44、如权利要求42所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，道路有冰系数Ki取值范围为1-10。

45、如权利要求41所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，道路有水系数Kw取值范围为1-5。

46、如权利要求38或39所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，所述的加权系数K可为车速危险系数Ks。

47、如权利要求46所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，车速危险系数Ks可用如下方式确定：

                          Ks＝K0·Vt，

其中，K0为预先选定的常数；Vt为当前车速值。

48、如权利要求47所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，所述预先选定的常数K0可采用如下方式确定：

                          K0＝1/Vs，

其中，Vs为预先选定的标准速度。

49、一种防止汽车追尾的方法，其特征在于，该方法通过由燃油喷射系统的油门传感器，与油门传感器相连接的模拟运算控制器，受该运算控制器控制的预警设备电控开关，受预警设备电控开关控制的预警设备构成的装置，在模拟运算控制器的控制下，为完成减油预警，执行如下步骤；

(a)从燃油喷射系统的油门传感器获得油门值；

(b)将该油门值对时间进行模拟微分，获得油门速度模拟量；

(c)将该油门速度模拟量与预设值进行比较，当满足控制条件时，获得预警控制信号；

(d)该预警控制信号使预警设备电控开关闭合，控制预警设备发出预警信号。

50、如权利要求49所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于：所述的油门值，可通过一个电压跟随器对油门传感器的输出进行电压跟随来获得。

51、如权利要求49所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于：所述油门速度值的获得，可通过一个电压模拟微分电路，把电压跟随器输出的油门值模拟电压对时间微分，得到代表油门速度的电压输出。

52、如权利要求49所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于：所述的将油门速度值与预设值的比较，是通过一个模拟电压比较器，把油门速度电压与预设的电压进行比较，当油门速度电压与预设的预警电压相等时，电压比较器的输出电压发生跳变，该电压跳变信号就是减油预警控制信号。

53、如权利要求49所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于：所述的将油门速度值与预设值进行比较获得减油预警控制信号的方法，是通过一个由模拟运算放大器构成的求和放大器，把油门速度电压与预设电压进行求和，当油门速度电压与预设电压之和等于“0”时，求和放大器的输出电压发生跳变，该电压跳变信号就是减油预警控制信号。

54、如权利要求49所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，所述预设值是预警电压值Rp。

55、如权利要求49所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于：所述的用减油预警信号可触发一个预警定时电路，由预警定时电路控制预警时间的长短；该预警定时电路的输出电压使预警设备电控开关闭合，使预警设备发出预警信号。

56、如权利要求49所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，所述油门速度电压模拟量与减油预设值比较之前，可预先通过一个电压放大器放大K倍，以加强减油预警预报。

57、如权利要求49所述的防止汽车追尾的方法，其特征在于，所述预设值Rp与油门速度电压模拟量比较之前，可预先缩小K倍，以加强减油预警预报。

58、一种防止汽车追尾系统，其特征在于：该系统至少包括：

一个对燃油喷射系统的油门传感器进行采样获取发动机油门大小参数，将油门值对时间作微分运算获得油门速度，并将该油门速度与预设值比较，获得预警控制信号的运算控制器；

一个受运算控制器控制的跨接在电源和预警设备之间的预警设备电控开关。

59、如权利要求58所述的防止汽车追尾系统，其特征在于：所述的油门传感器可为燃油喷射系统的空气流量计、电控油门踏板传感器或节气门位置传感器。

60、如权利要求59所述的防止汽车追尾系统，其特征在于：所述的空气流量计包含翼片式空气流量计、卡门旋涡式空气流量计、热线式空气流量计、热膜式空气流量计或歧管压力式空气流量计。

61、如权利要求58所述的防止汽车追尾系统，其特征在于：所述的在油门传感器与运算控制器之间，连接有将油门传感器输出电压模拟量转换为数字量的A/D模数转换器。

62、如权利要求58所述的防止汽车追尾系统，其特征在于：所述的的油门值至少包括油门采样值D，该油门采样值D为取自油门传感器的输出值。

63、如权利要求58所述的防止汽车追尾系统，其特征在于：所述的运算控制器采用如下计算获得油门速度Rt：

               Rt＝ΔDt/Δt

其中，ΔDt为相邻两次采样的油门采样值之差；

Δt为相邻两次采样的时间步长。

64、如权利要求58所述的防止汽车追尾系统，其特征在于：所述的预警设备电控开关可为大功率半导体开关或大功率继电器。

65、如权利要求58所述的防止汽车追尾系统，其特征在于：所述的预警设备可为刹车灯、声报警设备或无线电报警设备。

66、如权利要求58所述的防止汽车追尾系统，其特征在于：该系统还包括有在遇到水、冰和/或雪的情况下，对减油速度或减油预警值进行修正，提高预警灵敏度的修正装置。

67、如权利要求66所述的防止汽车追尾系统，其特征在于：所述的修正装置可为获取道路有冰信号的冰雪传感器、道路有水信号的雨水传感器或获取车速信号的车速传感器。

68、一种防止汽车追尾系统，其特征在于，该系统至少包括：

一个对油门传感器进行采样获取发动机油门值，并将油门值对时间作微分运算获得油门速度值，并将该油门速度值与预设值比较后获得预警控制信号的数字运算控制器；

一个受该数字运算控制器控制的跨接在电源和预警设备之间的预警设备电控开关。

69、如权利要求68所述的防止汽车追尾系统，其特征在于，所述的油门传感器可为燃油喷射系统的空气流量计、电控油门踏板传感器或节气门位置传感器。

70、如权利要求69所述的防止汽车追尾系统，其特征在于，所述的空气流量计包含，翼片式空气流量计、卡门旋涡式空气流量计、热线式空气流量计、热膜式空气流量计或歧管压力式空气流量计。

71、如权利要求68所述的防止汽车追尾系统，其特征在于：在油门传感器的输出端可连接A/D模数转换器，将油门传感器输出的电压模拟量转换为数字量。

72、如权利要求68所述的防止汽车追尾系统，其特征在于，所述的的油门值至少包括油门采样值D，该油门采样值D为取自油门传感器的输出值。

73、如权利要求72所述的防止汽车追尾系统，其特征在于：所述的运算控制器可以完成油门速度Rt的计算：

                  Rt＝ΔDt/Δt

其中，ΔDt为相邻两次采样的油门采样值之差；

      Δt为相邻两次采样的时间步长。

74、如权利要求68所述的防止汽车追尾系统，其特征在于，所述的数字运算控制器是一个以安装有减油预警程序的数字计算机为核心并具有输入输出回路和A/D转换器的电控单元。

75、如权利要求74所述的防止汽车追尾系统，其特征在于，所述的电控单元可以是一个安装有减油预警程序的发动机电控单元。

76、如权利要求75所述的防止汽车追尾系统，其特征在于，所述的发动机电控单元为完成减油预警任务，要执行如下步骤：

A、从油门传感器采样，并将油门采样值D存入油门寄存器Q中；

B、实时地将本次油门采样值D从油门寄存器Q中复制到油门寄存器Dt+Δt；

C、把本次采样时间存储到本次采样时间寄存器Tt中；

D、用本次油门采样值Dt+Δt减去前次油门采样值Dt，计算出相邻两次油门采样之差ΔDt；

E、用本次采样时间Tt减去前次采样时间To，计算出相邻两次采样之间的时间步长Δt；

F、计算油门速度值，Rt＝ΔDt/Δt；

G、将油门速度Rt与减油预警值Rp进行比较，满足预警控制条件时，获得预警控制信号；

H、预警控制信号使预警设备电控开关闭合，使预警设备发出预警信号。

77、如权利要求74所述的防止汽车追尾系统，其特征在于，所述的电控单元可以是一个独立的电控单元，该电控单元中的计算机在减油预警程序的指令下，能完成如下步骤：

A、直接从油门传感器采样并数字化，获得油门值D；

B、将油门值对时间作微分运算，获得油门速度Rt；

C、将油门速度Rt与减油预警值Rp进行比较，满足预警控制条件时，获得预警控制信号；

D、预警控制信号使预警设备电控开关闭合，使预警设备发出预警信号。

78、如权利要求75或77所述的防止汽车追尾系统，其特征在于，所述计算机的I/O输出接口单元中设置有作为CPU输出预警指令的端口Pb1，该端口Pb1中包括有控制预警设备电控开关的状态位Bn，设定当Bn位是1状态时，即该位是高电位，就闭合预警设备电控开关，使预警设备发出预警信号；当Bn位是0状态时，该位是低电位，就断开预警设备电控开关，使预警设备不发出预警信号。

79、如权利要求68所述的防止汽车追尾系统，其特征在于，所述的预警设备电控开关可为大功率半导体开关或大功率继电器。

80、如权利要求68所述的防止汽车追尾系统，其特征在于：所述的预警设备可为刹车灯、声报警设备或无线电报警设备。

81、如权利要求68所述的防止汽车追尾的系统，其特征在于，该系统还包括有对减油速度Rt或减油预警值Rp进行修正的装置，用以在水、冰和/或雪的情况时调整减油预警的灵敏度。

82、如权利要求81所述的防止汽车追尾系统，其特征在于，所述的修正装置可为道路有冰传感器、雨水传感或车速传感器。

83、一种防止汽车追尾系统，其特征在于，该系统至少包括：

一个从油门传感器的输出端取得油门值电压模拟量，并把油门值模拟量对时间微分运算获得油门速度电压模拟量，再将该油门速度模拟量与预设值进行比较获得减油预警控制信号，受预警控制信号触发给出预警时间的 模拟运算控 制器；

一个受预警控制信号的控制、跨接在电源和预警设备之间的 预警设备电控 开关。

84、如权利要求83所述的防止汽车追尾系统，其特征在于：所述的油门传感器可为燃油喷射系统的空气流量计、电控油门踏板传感器或节气门位置传感器。

85、如权利要求83所述的防止汽车追尾系统，其特征在于：所述的空气流量计包含翼片式空气流量计、卡门旋涡式空气流量计、热线式空气流量计、热膜式空气流量计或歧管压力式空气流量计。

86、如权利要求83所述的防止汽车追尾系统，其特征在于，所述油门值至少包括油门采样值D，该油门采样值D为取自油门传感器输出值。

87、如权利要求83所述的防止汽车追尾系统，其特征在于，所述的运算控制器可包括：

连接在油门传感器的输出端，获得油门输出电压模拟量的电压跟随器；

连接在电压跟随器的输出端，并对其输出电压进行模拟微分，获得油门速度的电压微分电路；

连接在微分电路的输出端，把油门速度电压与预设值电压进行比较的电压比较器；

连接在电压比较器的输出端，受电压比较器触发，用于控制预警时间的预警定时电路。

88、如权利要求87所述的防止汽车追尾系统，其特征在于，所述的电压跟随器可为由三极管或CMOS管或运算放大器构成的电压跟随器或专用集成模拟电压跟随器。

89、如权利要求87所述的防止汽车追尾系统，其特征在于，所述的电压微分电路可为普通的RC电路或专用模拟集成微分电路。

90、如权利要求87所述的防止汽车追尾系统，其特征在于，所述的电压比较器可以是一个专用模拟集成电压比较器或用模拟运算放大器来组成电压比较器。

91、如权利要求87所述的防止汽车追尾系统，其特征在于，所述的预警定时电路可为单稳态触发器或专用集成模拟定时电路。

92、如权利要求91所述的防止汽车追尾系统，其特征在于，预警定时电路可为用门电路芯片组成的单稳态定时电路或用时基电路组成的单稳态触发器。

93、如权利要求83所述的防止汽车追尾系统，其特征在于，所述的预警设备电控开关可为大功率半导体开关或大功率继电器。

94、如权利要求83所述的防止汽车追尾系统，其特征在于，所述的预警设备为刹车灯、声报警设备或无线电报警设备。

95、如权利要求83所述的防止汽车追尾系统，其特征在于，可以通过调整输入电压比较器的预设电压值，实现预警灵敏度的调整。

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