CN202608753U - 汽车防事故自动化控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种能够有效防止汽车发生事故的汽车防事故自动化控制装置。它包括用于检测汽车行驶速度的车速传感器，用于检测本车与前车距离的车距传感器，车距传感器、车速传感器均与中央处理器电相连，它还包括一个能够带动刹车机构动作以实现刹车的辅助刹车执行机构，控制辅助刹车执行机构动作的刹车控制器与中央处理器电相连。

Description

汽车防事故自动化控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种汽车控制装置，具体地说，是一种防止汽车碰撞的自动化控制装置。 

背景技术

随着社会的发展，汽车现在也成了人们不可缺少的交通工具了，而且汽车的数量也是在百倍千倍的剧增，人们对汽车的依赖也越来越多了，这样驾车的交通事故也就随之而升。通过交通法规，降低交通事故能起到一定效果，但还是解决不了根本的问题。现在的交通事故起来，总结有两种情况发生最多，即汽车在行驶情况下，追尾相撞、错把油门当刹车踩这两大类 。主要有以下三大点原因直接导致这些事故发生的。 

1、接收系统的局限（主要针对追尾事故） 

分析：现在驾车接收信息主要是靠人的眼睛和耳朵，但人眼睛是有局限的，比如光线不好，雨雾等都会有很大的影响的，这样很容易造成追尾相撞的。假如驾车人驾驶汽车（本车）以100km/h的速度在高速上正常行驶，前方约150m处有车也是100km/h的速度在行驶，这时就要驾驶员靠眼睛来看前方车的指示灯变化，来判断前方车的行驶状态，从而来控制自己车的行驶速度，假如前方车突然刹车，1. 在光线很好情况下，由于驾驶员眼睛惰性和思想不集中，没有注意到前方的信号灯，本车的车速还是100Km/h,还没等驾驶员回过神来，追尾就发生了；2.由于受外部因素的影响如光线不好、下大雨、下大雾，等能见度低，前方车在本车能安全停车有效距离处，已经发出停车信号红灯，由于能见度低看不见，本车的车速依旧，等到看见前方是红灯时，已来不及刹车了，同样也会发生追尾。综合上述情况分析得出了结论：事故的原因主要是信号之间互相传递的方式不当所致，前方车刹车信号是靠红灯（可见光）这种传递方式的，用这种方法接收前车发出的信号是有局限性的。

2、处理系统故障 （主要针对翻车、撞人、追尾、等事故） 

分析2：  人在正常开车时眼睛和耳朵采集到的信号都送到大脑来处理，大脑再将送来的信号处理后送到执行机构从而去控制车辆。人的大脑在处理问题时也会有限制的，例如，在激动和惊吓的时侯往往会发出错误的指令；处理问题的速度有时也会落后（尤其是在有多个问题同时要处理和控制时）；人在受到外界干扰（如，醉酒、疲劳、开小差等）会发出错误的指令。综合以上所分析得出的结论是，这些都是人的大脑针对固有的缺陷，没办法改变的，因为这些现象它是没有规律性的。

3、 执行系统的局限（主要针对翻车、撞人、追尾、等事故） 

分析 ：人脑接收到指令后经过处理才给神经系统去执行这条指令，如果在有两条指令同时到来时，而神经系统在同一时间内也只能执行一条命令。如果驾驶员开车时这样情况发生，还有一条指令没来得及执行这样就可能会导致事故的发生，还有上面提及的在激动和紧张时会接收到错误的指令也执行了(如错将油门当刹车踩)，这样事故也就发生了。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能够有效防止汽车发生事故的自动化控制装置。 

本实用新型的汽车防事故自动化控制装置，包括用于检测汽车行驶速度的车速传感器，用于检测本车与前车距离的车距传感器，车距传感器、车速传感器均与中央处理器电相连，它还包括一个能够带动刹车机构动作以实现刹车的辅助刹车执行机构，控制辅助刹车执行机构动作的刹车控制器与中央处理器电相连。 

本实用新型的有益效果：车距传感器不断检测本车与前车的距离，车速传感器不断检测本车的速度，本车与前车的距离和本车的速度均送至中央处理器进行实时处理，如果本车速度过高且与前车的距离过小，本车与前车有相撞的可能，中央处理器就发出指令给刹车控制器，刹车控制器就发出信号控制辅助刹车执行机构，辅助刹车执行机构动作，使得刹车机构动作，实现刹车。这样就能够避免事故的发生。 

上述的汽车防事故自动化控制装置，车距传感器包括设置在车辆后部的超声波发送传感器，设置在车辆前部的红外反射型收发传感器、超声波反射型收发传感器和用于接收超声波发送传感器发出的信号的超声波接收传感器。 

上述的汽车防事故自动化控制装置，它还包括设置在车辆后部的、在刹车时发出超声波的超声波刹车信号发送传感器；超声波刹车信号发送传感器与中央处理器电相连。本车上的超声波接收传感器能够接收前车上的超声波发送传感器和超声波刹车信号发送传感器发送的超声波。 

上述的汽车防事故自动化控制装置，辅助刹车执行机构包括带动刹车踏板动作的刹车气缸，与刹车气缸相连的气体管路上设置有控制气体进出刹车气缸的刹车管路电磁阀，刹车控制器与刹车管路电磁阀电连接。最好，辅助刹车执行机构还包括活塞杆位于与油门踏板联动的定位气缸，与定位气缸相连的气体管路上设置有控制气体进出定位气缸的油门管路电磁阀，在油门踏板下压、定位气缸内气体流出的气体管路上还设置有出气流量调节阀及出气压力传感器，油门管路电磁阀和出气压力传感器均与中央处理器电相连。 

附图说明

图1是汽车防事故自动化控制装置的原理框图。 

图2是辅助刹车执行机构等的原理图。 

具体实施方式

参见图1、2所示的汽车防事故自动化控制装置，它包括用于检测汽车行驶速度的车速传感器1，超声波刹车信号发送传感器20、用于检测本车与前车距离的车距传感器、能够带动刹车踏板100（刹车机构）动作以实现刹车的辅助刹车执行机构4、控制辅助刹车执行机构动作的刹车控制器5。车距传感器包括设置在车辆后部的超声波发送传感器21，设置在车辆前部的红外反射型收发传感器22、超声波反射型收发传感器23和超声波接收传感器24。车速传感器1、各车距传感器和刹车控制器5均与中央处理器3电连接。超声波接收传感器24用于接收超声波发送传感器21发出的信号和超声波刹车信号发送传感器20发出的信号。 

参见图2，辅助刹车执行机构包括刹车5气缸41、刹车管路电磁阀、定位气缸71，出气流量调节阀72、出气压力传感器73、压簧74、油门管路电磁阀、储气罐9等。刹车管路电磁阀有多个，分别是刹车泄气阀61、缓冲电磁阀63、刹车电磁阀62、刹车交互电磁阀64，它们均设置在与刹车气缸相连的气体管路上，用于设置有控制气体进出刹车气缸。刹车控制器与各刹车管路电磁阀电连接。刹车气缸41固定在基体上，其活塞杆43与连杆44铰接，连杆44的另一端带有压辊45，压辊可相对于连杆转动地设置在连杆上。 

油门管路电磁阀有多个，分别是第一单向电磁阀81、第二单向电磁阀82、第三单向电磁阀83、单向进气阀84、油门定位阀85，它们均设置在与定位气缸相连的气体管路上，用于设置有控制气体进出定位气缸。出气流量调节阀72、出气压力传感器73、各油门管路电磁阀均与中央处理器电相连。 

定位气缸的活塞杆75位于油门踏板200下方，踩下油门踏板时，油门踏板下压活塞杆75，使得活塞杆进入定位气缸的缸体内。在活塞杆75上套装有压簧74，在常态时，压簧使得活塞杆有伸出定位气缸的趋势。 

储气罐9设置气体管路上，以向刹车气缸和定位气缸提供压缩空气。 

本装置的工作过程： 

1、驾驶员正常驾驶，在其踩刹车踏板时：本辅助刹车执行机构不工作，刹车踏板被驾驶员踩下，实现刹车。

2、驾驶员正常驾驶，在其加油门时：油门踏板被驾驶员均匀缓慢踩下，定位气缸的活塞杆75在油门踏板的下压下克服压簧74的弹力而进入定位气缸的缸体，单向进气阀84和油门定位阀85关闭，第一单向电磁阀81和第二单向电磁阀82打开，定位气缸的缸体内气体经第一单向电磁阀81、第二单向电磁阀82和出气流量调节阀72流出。当驾驶员松开油门踏板时，第二单向电磁阀82关闭，油门定位阀85打开，第三单向电磁阀83打开，储气罐内的压缩空气经油门定位阀85进入定位气缸，定位气缸内气体经第三单向电磁阀83流出。正常加油时脚踩住油门踏板均匀下压，定位气缸中的气体是要排出的，调节出气流量调节阀72的出气量大小，那么定位气缸活塞气室的压力就也随脚的压力而变化，所以只要设定一个合理的压力值与压力传感器检测的压力值进行比较，压力传感器检测的压力值小于设定的压力值，可以认为是驾驶员正常加油门。这样通过压力传感器检测的压力，中央处理器可以判断是否是正常加油门，如果是正常加油门，中央处理器也不发出指令给刹车控制器。 

3、驾驶员在遇到突发问题时错把油门踏板当作刹车踏板使劲踩下时：如前述所述，由于定位气缸内气体来不及从设定好流量的气流量调节阀72流出，导致定位气缸活塞气室的压力剧增，压力传感器检测到的压力值很大，中央处理器根据压力传感器检测到的压力值可以判断是非正常加油门，这时，中央处理器就发出指令给刹车控制器，通过刹车控制器使得辅助刹车执行机构动作，实现刹车。 

4、自动防追尾的工作过程：车速传感器和在车的前方装的三只车距传感器所测的数据都送到中央处理器（CPU）中运算。它的过程是这样的，第一、车速传感器测到车速为2-10km/h时，车前方红外反射型收发传感器22（在5m内有效）工作（超声波反射型收发传感器23和超声波接收传感器24不工作），如果前方5m内有障碍物时，这时CPU就会发停车指令给刹车控制器，通过刹车控制器控制辅助刹车执行机构动作，实现刹车。车速为小于2 km/h时，此红外反射型收发传感器22关闭。第二、当测到车速为10-80km/h时，红外反射型收发传感器22和超声波接收传感器24不工作，超声波反射型收发传感器23工作（它是靠回波时间来计算前面障碍物的距离）。如果车速为10-50km/h，本车与前面障碍物的距离值在50米以内且该距离是逐渐减小的，那么CPU会发一次刹车（减速）信号，只是点动一下刹车。当速度为50-60km/h时，超声波反射型收发传感器23如果测得和前面障碍物的距离值在50米以内且该距离是逐渐减小的，则CPU将会发出两次连续的减速信号，点动刹车两下使速度降下来。当速度为60-80km/h时，超声波反射型收发传感器23如果测得和前面障碍物的距离值在50米以内且该距离是逐渐减小的，则CPU将会发出三次连续的减速信号，点动刹车三下使速度降下来。第三、当车速超过80km/h时，超声波接收传感器24工作（红外反射型收发传感器22和超声波反射型收发传感器23不工作）。超声波接收传感器24只是超声波接收器，用于接收前车上的超声波发送传感器（目标发射器）21发出的信号。如果车速为80-100km/h，本车与前车的距离值在100米以内且该距离是逐渐减小的，那么CPU会发刹车（减速）信号。如果车速超过100km/h，本车与前车的距离值在150米以内且该距离是逐渐减小的，那么CPU会发刹车（减速）信号。 

5、辅助刹车执行机构的动作过程：辅助刹车执行机构在收到刹车控制器的刹车信号时，刹车泄气阀61和刹车电磁阀62打开，缓冲电磁阀63和刹车交互电磁阀64关闭，储气罐内的气体经刹车电磁阀62进入刹车气缸的缸体内，刹车气缸缸体内的气体经刹车泄气阀61流出。活塞杆43上升，连杆44摆动，压辊45随着连杆下压刹车踏板，实现刹车。

刹车控制器没有刹车信号时或者需要停止辅助刹车执行机构的刹车动作时，刹车泄气阀61和刹车电磁阀62关闭，缓冲电磁阀63和刹车交互电磁阀64打开，储气罐内的气体经缓冲电磁阀63进入刹车气缸的缸体内，刹车气缸缸体内的气体经刹车交互电磁阀64流出。活塞杆43下降，连杆44摆动，压辊45随着连杆的摆动而上升，刹车踏板回位。 

当然，为了防止刹车踏板被猛然下压而出现刹车抱死现象，在辅助刹车执行机构实现刹车（活塞杆43上升）时，刹车泄气阀61和刹车电磁阀62会短时间关闭，同时缓冲电磁阀63和刹车交互电磁阀64会短时间打开，以使得储气罐内的气体经缓冲电磁阀63短时间进入刹车气缸的缸体内，刹车气缸缸体内的气体经刹车交互电磁阀64短时间流出；这样可以防止活塞杆43上升速度过快。 

本实用新型解决了信号之间互相传递的方式不当的问题，具体地说，是用超声波信号来替代可见光的刹车信号，即在每个车后面都安装超声波发送传感器和超声波刹车信号发送传感器。这两个传感器非常简单，它只需要发射两种信号就可以，一是刹车时超声波刹车信号发送传感器发射的固定不变的标准波信号，后车的超声波接收传感器接收到此信号是用来判断前车是否有刹车，随即做出处理；二是行驶时超声波发送传感器发射的闪烁的标准波即间歇为1s固定波信号，这种波是给后车测量和前车距离用的，中央处理器根据所测的距离和此时本车的速度做合理的处理。这样就可以解决信号之间互相传递的方式不当所导致的事故。 

本实用新型以车距传感器检测本车与前车（障碍物）之间的距离，代替了原有的人眼观察导致的信号互相传递的方式不当的问题，并针对执行机构错误的问题，采用油门踏板和刹车踏板同时执行的方法，即在油门踏板下安装一个定位气缸，在油门踏板下压、定位气缸内气体流出的出气管路上安装一只出气流量调节阀和一只压力传感器，设定出气流量调节阀的出气流量，通过压力传感器测得的压力值，来判断是否是执行机构错误（例如，把油门踏板当作刹车踏板踩），解决了执行错误的问题。 

Claims (5)

1.汽车防事故自动化控制装置，它包括用于检测汽车行驶速度的车速传感器，用于检测本车与前车距离的车距传感器，车距传感器、车速传感器均与中央处理器电相连，其特征是：它还包括一个能够带动刹车机构动作以实现刹车的辅助刹车执行机构，控制辅助刹车执行机构动作的刹车控制器与中央处理器电相连。

2.如权利要求1所述的汽车防事故自动化控制装置，其特征是：车距传感器包括设置在车辆后部的超声波发送传感器，设置在车辆前部的红外反射型收发传感器、超声波反射型收发传感器和用于接收超声波发送传感器发出的信号的超声波接收传感器。

3.如权利要求2所述的汽车防事故自动化控制装置，其特征是：它还包括设置在车辆后部的、在刹车时发出超声波的超声波刹车信号发送传感器；该超声波刹车信号发送传感器与中央处理器电相连。

4.如权利要求1所述的汽车防事故自动化控制装置，其特征是：辅助刹车执行机构包括带动刹车踏板动作的刹车气缸，与刹车气缸相连的气体管路上设置有控制气体进出刹车气缸的刹车管路电磁阀，刹车控制器与刹车管路电磁阀电连接。

5.如权利要求4所述的汽车防事故自动化控制装置，其特征是：辅助刹车执行机构还包括活塞杆位于与油门踏板联动的定位气缸，与定位气缸相连的气体管路上设置有控制气体进出定位气缸的油门管路电磁阀，在油门踏板下压、定位气缸内气体流出的气体管路上还设置有出气流量调节阀及出气压力传感器，油门管路电磁阀和出气压力传感器均与中央处理器电相连。

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