CN2083552U

CN2083552U - 红外激光全自动汽车防撞装置

Info

Publication number: CN2083552U
Application number: CN 90218403
Authority: CN
Inventors: 王天厚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-08-22
Filing date: 1990-08-22
Publication date: 1991-08-28

Abstract

本实用新型属于汽车防护技术领域，是一种自动刹车或减速防止汽车追尾相撞的安全装置。主要由发射控制器、信号发射器、信号接收器、减速报警器紧急刹车执行部分等组成。发射控制器控制信号发射器发出一种调制的激光光束，信号接收器在一定距离内接收到被前方物体反射回来的调制激光信号，指令减速报警紧急刹车执行机构报警并使汽车减速或刹车。由于采用多发射头和多接收头，探测盲区小，比较可靠。发射的信号为调制的载波光速，减少了干扰，准确度高。

Description

本实用新型属于汽车防护技术领域，是一种防止汽车追尾相撞，自动刹车或减速的安全装置。

中国《汽车与配件》90年第5期介绍，日本1989年第10期《自动车工业》月刊报道，日产（柴）公司等研制出用激光电波探测的“追尾撞车警报装置”。该装置主要由激光探测头、车速传感塞、情报处理回路、显示装置等组成。其工作过程是由装置中的激光照射行驶在前方的车辆后部，并接收反射光计算出前方车辆的距离、车速。如果接近车间安全距离以下，立即发出警报音。

中国专利公开了一种名称为“红外线汽车保距监视器。”（CN88210472，第五卷，第四号）。其工作过程是安装在汽车前部接收装置，在一定距离范围内，接收到安装在前车尾部的发射装置发出的信号，通过一个控制装置，使汽车断路而停车。

本实用新型的目的是提供一种防止汽车追尾撞车装置，该装置不单纯对汽车防撞有作用而且汽车对行人和其他物体也有防撞作用。这种装置不涉及前方物体的速度只是根据本车速和距离前方物体是否在安全行驶距离或危险距离，来确定是否减速报警或刹车。

本实用新型主要由发射控制器、信号发射器、信号接收器、减速报警紧急刹车执行部分组成。发射控制器拾取车速传感器发出的汽车行驶速度的电信号，并根据电信号的强弱，将车速分段。发射控制器根据车速控制信号导通汽车前部发射器向汽车前方发出不同频率的红外激光信号。当在一定距离范围内，汽车前方有物体时，把红外激光信号反射回来。信号接收器接收反射回的信号后，指令减速报警紧急刹车执行部分报警，刹车或减速。

图1为发射控制器的电路图。发射控制器主要由速度传感器、信号放大器IC₁和三极管开关，电阻，二极管开关，非门，与非门组成的逻辑开关电路组成。图中给出四个逻辑开关电路，分别与四段车速相对应。每一个逻辑开关电路，拾取一段车速电信号，控制信号发射器发出不同激光光束。

图2是信号发射器的电路图。主要由信号发生器，信号控制器，红外发光器，显示部分等组成。信号发生器由集成元件IC₁₇、IC₁₃、IC₁₄，三极管T₁₁及电阻，电容等构成。显示部分由发光二极管D₅、D₆、D₇、D₈，三极管T₅、T₆、T₇、T₈及电阻等组成。

图3是信号接收器电路图。信号接收器由光电探测器、前置放大和检波部分、整流滤波部分、信号放大部分等组成。光电探测器为光电二极管2DU。前置放大和检波部分由集成元件IC₁₅，线圈L₁和电容C₈及电阻、电容等组成。整流滤波部分由二极管D₄，电容C₁₂、C₁₃组成。信号放大部分由集成元件IC₁₆，三极管T₁₉及电阻等组成。

减速报警紧急刹车执行部分是由三极管T₁₆、T₁₇、T₁₈，电磁力器Z₁、Z₂、Z₃及电阻，声鸣报警器和钢索及导向轮组成。如图3中虚线和图4所示。

本实用新型多个信号发射头发射信号，多对接收头接收信号，附图中只给出一个单发射头和一对接收头。发射头和接收头可根据需要或多或少，其接收发射的过程完全相同。

本实用新型的信号发射器和信号接收器的电源采取两步控制，即在电源至信号接收器和发射器之间设置两个供电开关。第一是利用汽车点火开关作为电源第一开关。第二开关为三极管T₉（如图2）。司机打开点火开关，便接通信号发射器和接收器的电源，但信号发射器和接收器并未得到供电。因为电源第二开关三极管T₉是被汽车速度控制的，只有车速达到预先设定的速度时，三极管T₉导通，信号发射器和接收器工作。车速未达到预先设定的速度时，三极管T₉未导通，信号发射器和接收器不工作。

现以四段车速控制，四个单发射头发射信号，四对接收头接收信号为例，进一步说明本实用新型的结构及工作过程。

由半导体磁传感器将车速的机械量变换成电信号，当汽车行驶速度达到预先设定的第一段车速时，车速的电信号加到发射控制器中的信号放大器IC₁上。由IC₁放大后经电阻R₃，加到IC₂上。此时信号由IC₂输出经电阻R₄导通各信号发射器的三极管T₉，接通信号发射器电源，使其开始工作。信号发射器发出何种信号，完全由发射控制器控制。车速的电信号另一路经电阻R₅，加到IC₃上，此信号经IC₄、电阻R₆导通三极管T₁，三极管T₁的发射极分别接在四套信号发射器的第一段车速上，这时信号发射器发出第一段车速的激光光束信号。

当车速达到第二段车速时，车速的电信号加大，电信号经二极管D₁、电阻R₈进入IC₅。并经IC₆、电阻R₉导通三极管T₂。三极管T₂的发射极分别接在信号发射器的第二段车速2上。在IC₆输出导通三极管T₂同时，又经IC₁₁输出电信号反馈到IC₃，使IC₃关闭。这时信号发射器发出第二段车速的激光光束信号。

当车速超过第二段车速，达到第三段车速时，车速电信号经二极管D₂、电阻R₁₁进入IC₇。IC₇将信号输出到IC₈，经电阻R₁₂导通三极管T₃。三极管T3的发射极分别接各信号发射器的第三段车速3上。在三极管T₃导通同时，IC₈输出的信号，又经IC₁₂分别使IC₃、IC₅关闭。这时信号发射器发出第三段车速的激光光束信号。

当车速达到第四段车速时，车速电信号经三极管D₃、电阻R₁₄进入IC₉。由输出端输出电信号反馈IC₇、IC₅、IC₃的同时，经IC₁₀、电阻R₁₅导通三极管T₄。三极管T₄的发射极分别按第二、第三信号发射器的第四段车速4。这时信号发射器发出第四段车速信号。

信号发射器中，由IC₁₇、IC₁₃时基电路组成一定的载波信号和脉冲调制频率，其目的是使信号接收器只接收来自发射器发射的载波红外激光束被前方障碍物反射回来的信号，进行解码，将其他来源的干扰信号拒之门外。

IC₁₇接成多谐振荡器，由R₁₇、R₁₈和C₁调定产生一定脉冲调制频率，并用这个脉冲来控制载波发生器IC₁₃。由R₁₉、R₂₀、和C₃调定IC₁₃的输出频率。当IC₁₇的第3脚输出高电位时，IC₁₃被启动产生一定的载波信号；当IC₁₇的输出为低电位时，IC₁₃被截止，输出保持高电位。在IC₁₇第3脚输出高电位时，IC₁₃第3脚输出的合成脉冲调制载波信号，经IC₁₄反相器驱动三极管T₁₁和激光器（JBES）。但是激光器的发射功率又由三极管开关T₁₂、T₁₃、T₁₄、T₁₅和电阻R₂₃、R₂₄、R₂₅、R₂₆分别来调节控制激光束发射距离或远或近。

当汽车行驶为第一段车速时，发射控制器中三极管T₁接通信号发射器中的三极管开关T₁₂，由电阻R₂₃调节红外激光二极管发射第一段车速所需的载波红外激光光束。当汽车行驶为第二段车速时，发射控制器中的三极管T₂接通信号发射器中的三极管开关T₁₃，由电阻R₂₄调节红外激光二极管发射第二段车速所需的载波红外激光光束。当汽车行驶为第三、四段车速时，发射控制器中的三极管T₃、T₄分别接通信号发射器中的三极管开关T₁₄、T₁₅，由电阻R₂₅、R₂₆分别调节红外激光二极管发射第三四段车速所需的载波红外激光光束。当车速为不同段时，三极管T₁₂、T₁₃、T₁₄、T₁₅的电信号分别在基极，经电阻R₃₁、R₃₀、R₂₉、R₂₈和三极管T₅、T₆、T₇、T₈分别使二极管D₅、D₆、D₇、D₈发光，告之驾驶人员激光束发射距离范围。

如图3所示，由信号发射器发射出的载波红外激光束被前方障碍物反射回来的一部分光信号，被光电二极管2DU捡拾到，然后将电信号加至到IC₁₅的第7脚上，IC₁₅是一个高增益前置放大和检波的混合体电路，它提供偏压给外路的光电二极管2DU，内电路包括一个放大级、一个限制器、一个峰值检波器和一个输出削波缓冲器。内电路的放大级由L₁和C₈调谐，将中心频率调定在与发射器发射的载波频率相同，检波器从载波上检出调制信号后将信号通过削波缓冲器送到输出端第一脚输出，经二极管D₄、C₁₂、C₁₃、整流滤波，由IC₁₆进行信号放大，再经三极管T₁₉输出，至执行部分。

每一个信号发射器经三极管T₁₉与减速报警紧急刹车执行部分相接。本实用新型的减速报警紧急刹车执行部分中的电磁器Z₁和Z₂同时起作用。电磁器Z₁通过钢索连在汽车离合器上，电磁力器Z₂通过钢索连脚制动器上（如图4）。电磁力器Z₃通过钢索连在脚制器上，而且是单独起作用。

电磁力器Z₁、Z₂和报警器是由远距离信号接收器控制。当信号接收器接收远距离返回的信号时，经三极管T₁₉输出，导通报警器Y和三极管T₁₆、T₁₇，由三极管T₁₆、T₁₇分别接通电磁力器Z₁、Z₂的电源。此时，电磁力器Z₁带动钢索，将汽车离合器拉开，离合器处于分离状态；电磁力器Z₂带动钢索将汽车脚制动器拉到减速位置，使汽车减速。当前方的障碍物体脱离了这一距离范围时，反射信号消失，三极管T₁₆、T₁₇及报警器便失去触发信号而关断Z₁、Z₂的电源，使Z₁、Z₂停止工作。这时离合器脚踏制动器便借各自的回位弹簧和Z₁、Z₂缓冲弹簧力使离合器接合，脚制动器恢复非制动状态，汽车照常行驶。如果汽车已处于减速报警行驶过程中，仍继续接近前方障碍物而且接收近距离返回载波红外激光波时，使信号接收器的三极管T₁₉导通，接通Z₃电源。Z₃带动钢索将脚制动器的减速位置拉至完全制动位置使汽车停驶。如果远距离光波没有障碍反射信号而近距离出现障碍物反射信号，Z₃将脚制动器由非制动状态直接拉至完全制动状态使汽车紧急制动。

汽车在行驶中需超车时，为避免因前方车辆造成反射信号，因此在接收器设一个三极管开关T₁₀来控制信号接收器关闭与接通，而T₁₀由转向指示灯开关控制。

本实用新型根据本车速和红外激光光束返回的距离，决定是否刹车或减速，不需要前方物体发出信号，因此比较适用。此外，也不需测定前方物体的距离行驶速度，避免了大量数据的处理，使得其结构简单，成本低，由于采用多发射头和接收头，探测盲区小，比较可靠。发射的信号用载波光束，避免了干扰，准确程度高。

Claims

1、一种红外激光全自动汽车防撞装置，其特征在于由发射控制器、信号发射器、信号接收器、减速报警紧急刹车部分等组成，所述的发射控制器包括速度传感器、信号放大器和由二极管、与非门、非门、电阻、三极管组成的逻辑开关电路，速度传感器取出车速信号至信号放大器、一路经IC₂、电阻R₄接至信号发射器，另一路经逻辑开关电路，从三极管开关的一个极与电源相通，通过三极管另一个极与信号发射器相连，所述的信号发射器包括信号发生器、信号控制器、红外发光器、显示部分，信号发生器的IC₁₇、IC₁₃产生的调制信号，经过反相器IC₁₄、三极管T₁₁，加到激光二极管电源信号上，从发射控制器出来的信号加到信号控制器上，控制显示部分的发光二极管发光，所述的信号接收器包括光电探测器、前置放大和检波部分、整流滤波部分、信号放大部分、光电探测器接收信号后，经前置放大和检波、整流、放大后输出。

2、根据权利要求1所述的红外激光全自动汽车防撞装置，其特征在于当车速信号经放大器IC₁放大后，如果信号不大于预先设定的值，信号进入逻辑开关电路的与非门；如果信号大于预先设定的值时，信号进入下一个逻辑开关电路，同时从逻辑开关电路输出端输出信号，至前面的逻辑开关电路；每一个车速信号，对应一个逻辑开关电路。

3、根据权利要求1所述的红外激光全自动汽车防撞装置，其特征在于信号接收器输出信号给减速报警紧急刹车执行部分中的电磁力器，电磁力器通过钢索和导向轮连在汽车离合器和脚制动器上。

4、根据权利要求1所述的红外激光全自动汽车防撞装置，其特征在于在电源和信号发射器、信号接收器之间有汽车点火开关和三极管T₉。

5、根据权利要求1所述的红外激光全自动汽车防撞装置，其特征在于信号接收器中有三极管开关T₁₀、三极管开关T₁₀接在转向指示灯开关上。