CN201534540U

CN201534540U - 汽车智能制动装置

Info

Publication number: CN201534540U
Application number: CN2009200662618U
Authority: CN
Inventors: 肖赤心; 廖竹铭; 廖文豪
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-10-14
Filing date: 2009-10-14
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2019-10-14

Abstract

本实用新型公开了一种汽车智能制动装置，由光电微距测速仪，自动刹车装置和安全电路构成，本实用新型具有如下的有益效果，利用光电微距测速仪在车辆行驶中始终监控驾驶员每一次踏下油门踏板所引起的油门线运动速度和位移距离，并设定安全阈值，当油门线运动速度和位移距离超过安全阈值时，判断为“驾驶员误踩油门”便立即启动智能刹车装置和安全电路装置，对汽车实施智能制动，同时断开点火系统和供油系统、保证汽车安全停车，避免在突发情况下，驾驶员因为慌张错将油门当成刹车用力踩踏，而导致车辆突然加速的“飞车”现象所造成严重的人员伤亡和财产损失的交通事故。

Description

汽车智能制动装置

技术领域

本实用新型涉及一种汽车智能制动装置。

背景技术

汽车油门踏板的动作最后将转化成汽车油门拉线的直线运动，油门拉线的运动快慢和位移距离直接影响汽车节气门的动作幅度，进而控制车速。经过观测和统计，驾驶员正常驾驶车辆时，油门线的运动速度和位移距离不会超过一定范围的安全阈值。在突发情况下，驾驶员因为慌张错将油门当成刹车用力踩踏时车辆会突然加速，从而导致“飞车”现象，造成人员伤亡和财产损失的事故。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种“驾驶员误踩油门”时汽车能立即启动智能刹车装置，对汽车实施智能制动，同时断开点火系统和供油系统、保证汽车安全停车的装置。

本实用新型的目的是通过如下方式实现的：一种汽车智能制动装置，由光电微距测速仪，自动刹车装置和安全电路构成，所述的光电微距测速仪包括壳体，在壳体上开有油门线通孔，在壳体中有底板，在底板上装有光电传感器，光学透镜组和发光源，光电传感器由光电微距测速仪传感器芯片和stc51单片机组成；所述的自动刹车装置包括电磁线圈、自动刹车继电器，在电磁线圈铁芯上连接的拉杆；所述的安全电路包括安全电路继电器；光电微距测速仪，自动刹车装置和安全电路的连接关系是：光电微距测速仪传感器芯片的VCC脚、DATA脚、CLOCK脚、GND脚分别与stc51单片机的VCC脚、P1.1脚、P1.0脚、GND脚连接，stc51单片机的P2.1脚、P2.0脚分别与自动刹车继电器、安全电路继电器连接。

连接在电磁线圈铁芯上的拉杆接在汽车制动踏板上，车辆正常运行时刹车不受影响。

安全电路继电器接在汽车高压点火线圈的输入端。

安全电路继电器接在汽车电子喷油系统电源端。

本实用新型具有如下的有益效果，利用光电微距测速仪在车辆行驶中始终监控驾驶员每一次踏下油门踏板所引起的油门线运动速度和位移距离，并设定安全阈值，当油门线运动速度和位移距离超过安全阈值时，判断为“驾驶员误踩油门”便立即启动智能刹车装置和安全电路装置，对汽车实施智能制动，同时断开点火系统和供油系统、保证汽车安全停车，避免在突发情况下，驾驶员因为慌张错将油门当成刹车用力踩踏，而导致车辆突然加速的“飞车”现象所造成严重的人员伤亡和财产损失的交通事故。

附图说明

图1是本实用新型的方框图；

图2是本实用新型光电微距测速仪结构示意图；

图3是本实用新型电路方框图；

图4是本实用新型自动刹车装置结构示意图；

图5是本实用新型安全电路方框图；

图6是本实用新型安全电路与汽车点火高压线圈连接方框图；

图7本实用新型安全电路与汽车电子喷油系统连接方框图；

具体实施方式

光电微距测速仪集现代高分辨率成像技术和数字图像处理技术于一体，是光电测速技术的重大突破。另外，光电微距测速仪控制器中的光电微距测速仪传感器芯片集成有数字信号处理器(DSP)、双通道正交输出端口等。在芯片底部有一个感光眼，配合高强度的LED，能够不断的对物体进行拍照，并将前后两次图像送入DSP中进行处理，得到移动的方向和距离。DSP产生的位移值，转换成双通道正交信号，将双通道正交信号转结成单片机能够处理的PS/2数据格式。第三具有高灵敏的性能，光电微距测速仪测量的位移变化，与真实的物理位移之间存在光学透镜造成的实物与成像之间的比例变换。在近距成像时，依靠一个高曲光率透镜，对于较小的移动，就能在系统上有较大的反应。它可提供高达400点/英寸的分辨率以及16英寸/秒以内的速度检测，配合stc51系列单片机不仅可以非常准确地感知油门拉线的动作，一旦检测到危险，由固化在stc51单片机里的监控程序做出判断，并发出控制信号，触发自动刹车装置和安全电路。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，一种汽车智能制动装置，由光电微距测速仪，自动刹车装置和安全电路构成，所述的光电微距测速仪包括壳体1，在壳体1上开有油门线通孔2，油门线8穿过油门线通孔2，在壳体1中有底板3，在底板3上开有透光孔7，在底板3上装有光电传感器4，光学透镜组5和发光源6，光电传感器4由光电微距测速仪传感器芯片和stc51单片机组成；所述的自动刹车装置包括电磁线圈、自动刹车继电器，在电磁线圈的铁芯上连接的拉杆10；所述的安全电路包括安全电路继电器；光电微距测速仪、自动刹车装置和安全电路的电路连接关系是：光电微距测速仪传感器芯片的VCC脚、DATA脚、CLOCK脚、GND脚分别与stc51单片机的VCC脚、P1.1脚、P1.0脚、GND脚连接，stc51单片机的P2.1脚、P2.0脚分别与自动刹车继电器和安全电路继电器连接。

电磁线圈的铁芯上连接的拉杆10接在汽车制动踏板9上。

安全电路继电器接在汽车高压点火线圈的输入端。

安全电路继电器接在汽车电子喷油系统电源端。

安全电路继电器也可同时接在汽车高压点火线圈的输入端和汽车电子喷油系统电源端。

本实用新型的工作原理是：当踏下油门踏板时，设此时油门线的运动方向为正向运动，系统开始计时；如果油门线正向运动的速度和位移距离在一定的时间内未达到危险值时车辆正常运行，一旦达到危险值光电微距测速仪置P2.1，P2.0的触发信号，启动自动刹车装置，并及时切断车辆供油系统和点火系统的电源。如果油门线出现负向运动说明驾驶员在松开油门踏板；此刻，整个系统应该复位，并准备进行下一轮速度监测。

准确的直线速度监测成为本系统的核心部分。本实用新型直接采用PS/2标准的光学COMS传感器芯片作为传感器，其与stc51单片机的数据通信方式采用PS/2通信协议。PS/2协议的物理接口为6脚圆形接口，使用中只需1引脚Data、3引脚GND、4引脚VCC、5引脚Clock这4个引脚即可。光电微距测速仪应该安装在汽车油门拉线任意直线运动部位，其中光电微距测速仪传感器芯片的感光眼紧挨油门线，光电微距测速仪传感器芯片数据接口符合ps/2标准，电源(VCC)、地(GND)分别与stc51单片机的电源和接地引脚相连，时钟(CLOCK)信号接在stc51单片机的P1.0引脚，数据信号(DATA)接在stc51单片机的P1.1引脚。光学COMS传感器芯片履行一种双向同步串行通信协议，在时钟信号的作用下串行发送或者接受数据。通常情况下，stc51单片机在总线上具有总线控制优先权，可在任何时候抑制来自于光电微距测速仪传感器芯片的通信。从光电微距测速仪传感器芯片到stc51单片机的数据在时钟的下降沿被读取，相反，stc51单片机到光电微距测速仪传感器芯片片的数据在时钟的上升沿被读取。时钟信号总由光电微距测速仪传感器芯片提供，时钟频率一般在10～20KHz。

根据协议要求，stc51单片机对光电微距测速仪传感器芯片的控制只需把时钟线拉低最少100us以上来禁止其通信，并且stc51单片机拉低数据线使之处于请求发送状态。当时钟线升为高电平后被PS/2设备重新拉低，即可开始单片机向传感器的通信。因单片机对总线具有控制权，当光电微距测速仪传感器芯片要向stc51单片机发送信息时，必须先检查时钟线是否为高电平。当时钟线出现高电平，数据线出现低电平，表明光电微距测速仪传感器芯片请求发送，stc51单片机可以接受来自光电微距测速仪传感器芯片的数据。

按照光电微距测速仪传感器芯片的PS/2协议规范，实际编程时先对光电微距测速仪传感器芯片发送0xff使其复位，默认采样频率为100次/秒，缩放比例1∶1，数据报告禁止。使用0xea命令进入stream模式、使用0xe8，0x03命令设置解析度为8点/毫米。使用0xf4命令使能数据报告。配合stc51单片机的定时器功能，将其时间常数设置为0.1s，每次中断时发送0xeb命令读取位移数据信息，每发出一次，stc51单片机接收到的位移数据包都包含有位移信息和按键动作信息。具体格式如表1所示。使用时也只需提取有效数据包，即X或者Y方向位移增量。光电微距测速仪传感器芯片安装时应注意，将其X方向与油门拉线垂直或者平行。

表1

符合ps/2标准的光电微距测速仪传感器芯片为COMS型传感器，因此必须配备有与之相适应的高强度发光二极管，发射角度与底板夹角30°～45°范围内。在标准安装配合后，底板距离工作表面的有效距离在0mm～2mm内，该芯片可进行正常的数据接收检测。光电微距测速仪传感器可以固定在油门线任意一段直线运动的部分。采样透镜与油门线的距离保持在上述参数范围内。

自动刹车装置包括电磁线圈、自动刹车继电器，在电磁线圈的铁芯上连接的拉杆10，如图4所示，拉杆10连接在汽车制动踏板9背部，正常驾驶时刹车不受其影响。自动刹车继电器被触发时，电磁线圈通电，拉杆10在电磁铁的作用下迅速拉下制动踏板9，制动车辆。电磁线圈的电源输入由自动刹车继电器控制，自动刹车继电器连接在stc51单片机P2.1脚。

安全电路包括安全电路继电器，如图5所示，安全电路继电器接在汽车的高压点火线圈的低压输入线上或电子喷电系统的电源线上，如图6、图7所示，安全电路继电器的控制信号输入点接stc51单片机的P2.0脚；平时为常闭状态，一旦被触发，则变成断开状态，达到切断点火电路和喷油的目的，这样可以在危险发生时使车辆发动机停止供油。

Claims

1.一种汽车智能制动装置，其特征在于：由光电微距测速仪，自动刹车装置和安全电路构成，所述的光电微距测速仪包括壳体[1]，在壳体[1]上开有油门线通孔[2]，在壳体[1]中有底板[3]，在底板[3]上装有光电传感器[4]，光学透镜组[5]和发光源[6]，光电传感器[4]由光电微距测速仪传感器芯片和stc51单片机组成；所述的自动刹车装置包括电磁线圈、自动刹车继电器，在电磁线圈的铁芯上连接的拉杆[10]；所述的安全电路包括安全电路继电器；光电微距测速仪，自动刹车装置和安全电路的电路连接关系是：光电微距测速仪传感器芯片的VCC脚、DATA脚、CLOCK脚、GND脚分别与stc51单片机的VCC脚、P1.1脚、P1.0脚、GND脚连接，stc51单片机的P2.1脚、P2.0脚分别与自动刹车继电器、安全电路继电器连接。

2.根据权利要求1所述的一种汽车智能制动装置，其特征在于：电磁线圈的铁芯上连接的拉杆[10]接在汽车制动踏板[9]上。

3.根据权利要求1所述的一种汽车智能制动装置，其特征在于：安全电路继电器接在汽车高压点火线圈的输入端。

4.根据权利要求1所述的一种汽车智能制动装置，其特征在于：安全电路继电器接在汽车电子喷油系统电源端。