CN2309249Y - 机动车防追尾刹车灯超前示警装置 - Google Patents
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Abstract
一种机动车防追尾刹车超前示警装置,包括传感器单元、信号检测单元、定时单元和点灯单元,用电位器做传感器,将动力操纵装置机械运动的变化转化为电压的变化,通过电压的变化可预测车速的变化。在遇紧急情况司机紧急减油时,由检测单元测出的紧急减速信号,触发定时单元,定时单元输出一个电压信号去驱动点灯电路,在司机踩刹车之前将刹车灯提前点亮,以防止追尾事故发生。本实用新型可用于汽车、摩托车及电车等机动车辆。
Description
本实用新型涉及一种机动车防追尾刹车灯超前示警装置，它属于一种机动车信号装置。
目前，所有机动车的刹车灯，都是当司机踩下刹车后才被点亮。这种示警方法的缺点是，当前边车辆的司机发现紧急情况需要紧急制动停车时，他并不能及时地把这一紧急情况告诉尾随其后的司机。他只能在完成一系列操作之后，例如，他急忙抬起踩住加速踏板的脚并把它迅速地移动到刹车踏板上，然后用力踩下去，这时才点亮了刹车灯。即使是很熟练的司机，从他抬脚松开加速踏板到踩亮刹车灯的动作时间也不会少于0.3秒。这就是说，当前边的司机发现紧急情况，已经在做紧急制动停车操作，但尾随其后的司机起码要迟后0.3秒才看见前车刹车灯点亮。这对于一辆时速60--120公里的车辆来说0.3秒将要向前运动5--10米。可是，绝大多数的追尾事故往往发生在后边的车辆只要少向前走1米或0.5米就可避免的情况下，却不幸发生了。可见，这平时并不被人们所重视的零点几秒，对于高速运动的车辆来说是多么重要，甚至生死攸关。
本实用新型的目的在于设计一种结构简单，工作可靠的机动车防追尾刹车灯超前示警装置，以克服现有刹车灯示警的迟后问题。
本实用新型从车辆运动学和车辆动力学的原理出发，深入研究了车辆紧急刹车制动的全过程，从运动车辆的受力平衡角度来看，减小动力，这等价于增加车辆前进的阻力，其效果都能使车辆的运动速度减低，只不过减小动力减速的效果不象急踩刹车那样猛烈而已。因此，从机动车紧急制动的全过程来看，紧急切除动力，然后猛踩刹车，这是一个顺序发生有机相连的一个过程的两个阶段，而且紧急减小动力往往是踩刹车的“先兆”。目前采用的刹车灯示警法不足之处就在于，只强调了踩刹车对车辆的制动作用，而忽视了减小动力对车辆的制动作用，更没有抓住“紧急减小动力”这一“先兆”及时地将前边车辆遇到的“紧急情况”向后边的司机进行示警预告。
本实用新型抓住紧急减小动力就是减速制动，是紧急刹车的“先兆”这一点，设计了一种检测这一“先兆”的装置。该装置在车辆遇到紧急情况，司机在作“紧急减速”的同时可提前点亮刹车灯，使后边的司机“几乎同时”知道前边所发生的紧急情况，防止追尾撞车事故的发生。
本实用新型主要通过机动车在行驶过程中对动力操纵装置机械运动的检测，从而达到对原动力增减情况的检测，并借此可以预测机动车速度的变化。并把容易造成追尾事故的“紧急减速”现象分解为三个要素：
因为“紧急减速”在现有技术中没有标准，所以要根据不同车辆的具体运行情况，通过实践确定一个合理的值。
1．动力操纵装置的机械运动方向是减小原动力；
2．原动力减小的速度非常快，比如说，在1-2秒之内原动力从最大值减小到零；
3．一次“紧急减速”操作中，原动力减少量要达到一定值，比如说达到原动力最大值的十分之一至五分之一，小于此值被视为“微量减速”，不予理睬。
当这三要素同时出现(逻辑相“与”)时，应视为“紧急减速”现象出现，此时应立即使刹车灯自动提前点亮。这与目前的当司机踩刹车时才点亮刹车灯的办法相比，就是所谓的“超前示警”。
为了实现这一目的，本装置由四部分组成：
1．动力操纵装置运动传感器部分：选择适当的传感器，并通过传感器与动力操纵装置之间机械上的连接，使二者实现联动，从而把动力操纵装置的机械运动的变化，变成传感器上某种电量输出的变化，实现对动力操纵装置的机械运动的电模拟。
2．“紧急减速”信号检测电路部分：检测电路对传感器输出的某种电量进行测试，并通过调整电路参数，改变测量的尺度，使“紧急减速”现象出现时所对应的电量输出值成为某种特征值被检测出来，形成“紧急减速”信号。
3．定时电路部分：这个定时电路被检测到的“紧急减速”信号触发，输出一个时间长度为T的电压信号，T值的大小由刹车灯需要点亮的时间长短而定。
4．点灯电路部分：这一部分主要包括功率放大器和点灯开关。当定时电路送来的点灯信号，其功率不足以直接驱动点灯开关时，需要经过功率放大后再去驱动点灯开关。点灯开关可以是继电器也可以是其他电子式功率开关。
具体地说，本实用新型所包括的，动力操纵装置机械运动传感单元、紧急减速信号检测单元、定时单元和点灯单元其特征在于：所说的传感单元可将动力操纵装置的机械运动变化转化成电压量变化的电位器W2，它的一端A接电源正极Vd，另一端接地，其滑动端C与电容C3的正极相连；所说的“紧急减速”信号检测单元由电容C3、电阻R4、R5和三极管T6组成，电容C3的负极，电阻R4的一端与三极管T6的基极相接在一起，电阻R4的另一端接地，三极管T6的发射极接地，其集电极通过电阻R5接在电源正极Vd上；所说的定时单元由时基电路IC11、电阻R8、R9和电容C7、C10组成，电容C7的负极接在三极管T6的集电极上，其正极和电阻R8的一端均接在IC11的低触发端(2脚)上，R8的另一端接在电源正极Vd上，电阻R9的一端接在电源正极Vd上，另一端与电容C10的正极以及时基电路IC11的高触发端(6脚)，放电端(7脚)连接在一起，电容C10的负极接地，IC11的复位端(4脚)和正电压端(8脚)均接在电源正极Vd上，接地端(1脚)接地，电压控制端(5脚)悬空，也可通过滤波电容接地，其输出端(3脚)接到点灯单元控制端；所说点灯单元的点灯开关与脚刹车点灯开关K16并联，再与刹车灯串联在电源正极和地之间。
本实用新型构思巧妙、结构简单、工作可靠，仅用一个电位器W2、两个电阻R4、R5、一个电容C3和一个三极管T6，就把动力操纵装置机械运动的方向、速度和变化量逼真的模拟出来，而且通过对动力操纵装置机械运动的模拟和检测，达到对原动力变化的检测，从而可以预测出车速的变化并从中检测出“紧急减速”信号。
经过实车实验，当司机发现紧急情况，急速松开加速踏板时，尽管此时他的脚还未碰到刹车踏板，但刹车灯已被本实用新型装置自动提前点亮。因为司机的年龄、性格、精力集中程度以及车辆状况等因素的差异，时间提前量大约在0.3--0.5秒之间，这可以大大减少追尾事故的发生。
本实用新型有如下附图：
图1．刹车灯超前示警装置电原理示意图；
图2．具有功率放大器的点灯单元电路示意图；
图3．使用电子开关的点灯单元电路示意图；
图4．加速踏板与电位器连接示意图；
图5．节气门与电位器连接示意图；
图6．用联轴器连接电位器轴和节气门轴的示意图；
图7．用曲臂法连接电位器轴和节气门轴的示意图；
图8．用皮带轮法连接电位器轴和节气门轴的示意图。
作为一种技术方案，用电位器作传感器：以电阻R4、R5、电容C3和三极管T6作为“紧急减速”信号的检测电路，在电气上(请参看图1.)，电位器W2的A端接在电源的正极Vd上，另一端B接地，滑动端C与电容C3的正极相接，电容C3的负极、电阻R4的一端和三极管T6的基极连接在一起，电阻R4的另一端接地，三极管T6的发射极接地，集电极通过电阻R5接在Vd上，有时为了调整电位器的分压比，可以在电位器的一端(A端或B端)串联一个电阻R1，然后再跨接在电源的正极Vd和地之间。作为一组最佳参数，建议W2=5.1K,C3=22μ,R4=10K,R5=10K,T6=C9013。例如装在汽车上使用时，把电位器W2的滑动端C与节气门进行适当地机械连接，使节气门的运动带动滑动端C一起运动，(请参看图5．--图8．)，调整电位器W2与节气门间的机械连接，使节气门关闭时，滑动端C靠近高电位A端，当节气门最大时，使滑动端C靠近地电位B端。这样，电位器W2滑动端C上电压变化的方向(降低或升高)与节气门变化的方向(开大或关小)相对应，电压的变化速度与节气门的变化速度相对应，电压的变化量与节气门的变化量相对应。
当节气门不动时，电位器W2的滑动端C也不动，电容C3两端的电压等于电位器W2滑动端C到地的电压，此时电阻R4两端电压为零，三极管T6不导通。
当司机加油时，节气门逐渐开启，电位器W2的滑动端C随着节气门一起运动，由高电压A端向着地电位B端移动，电容C3通过电阻R4和电位器W2的滑动端C到地之间的电阻放电，并在电阻R4上产生一个负电压，三极管T6不导通。
当司机减油时，随着节气门的关小，电位器W2的滑动端C也由地电位向着高电位方向运动，电容C3通过电阻R4和电位器的滑动端C至Vd之间的电阻充电，并在电阻R4上产生一个正电压。电子学理论已经阐明，RC电路充电电流的大小，与R、C的数值和充电电压相关，而且随着时间呈指数衰减。因此，当电容C3和电阻R4的值取定后，电位器W2的滑动端C移动的速度越快，移动的距离越长，则滑动端C上的电压跃变增量就越大，C3和R4上的充电电流就越大，R4上的正电压越大。当“紧急减速”情况出现时，通过调整检测电路C3和R4的参数，使电阻R4上的正电压达到一个特征值Us，当这个Us值等于三极管T6的基极导通电压时，则三极管T6就导通，它的集电极电位就突然从Vd下跳到地电位，这一电压突变信号就是所检测到的“紧急减速”信号。
定时电路部分：是以IC11为核心，由电阻R8、R9和电容C7、C10一起构成的定时电路，当“紧急减速”信号通过电容C7和电阻R8传给IC11的低触发端(2脚)后，IC11的输出端(3脚)立即输出一正电压，输出的时间宽度T=0.693×R9×C10。
点灯电路部分：这里，可选用继电器J15或其它电子开关K18，例如，TWH8751作为点灯开关。如果IC11第3脚输出的正电压功率足够大，例如，IC11使用TTL型时基电路NE555，而点灯开关所需的驱动电流又小于100毫安，则不必经过功率放大，可以直接去驱动继电器J15的线圈或电子开关：如果IC11第3脚输出的正电压功率不够大，则必需经过由电阻R12和三极管T13组成的功率放大器后，再去驱动继电器J15的线圈或电子开关K18，继电器W2的常开触点与脚刹车开关的触点并联连接。电子开关K18的输入端S接在较高的电位上，输出端D接在较低电位上，控制端G接在定时单元IC11的输出端(3脚)上。
电位器W2与动力操纵装置机械连接的实施例(参考图4--图8)：
图3．给出一种连接的示意图。把半径为R的圆弧形电位器W2的外壳围绕着汽车、电车或拖拉机的加速踏板转动轴23，固定在车体上，并使它的轴线与转动轴23的轴线重合，在加速踏板转动臂22上，距离轴心R处，固定一个开有椭圆型孔的连接件28，使电位器W2滑动端C的机械端子，含于这个椭圆孔的中央，这样，滑动端C便随加速踏板转动臂22一起运动。当油门为零时，让滑动端C处在靠近高电位A端，当油门最大时，让滑动端C处在靠近地电位的B端。还可以通过联轴器(参看图6.)，把电位器W2的轴29与加速踏板转动轴23直接相连，也可以通过皮带轮40、42和皮带41把两个轴相连(参看图8.)，也可以通过滑动臂27、曲臂38和曲柄39把两个轴相连(参看图7.)。
图4．给出另一种连接的示意图。把半径为R的圆弧形电位器W2的外壳围绕着汽车、摩托车或拖拉机的发动机节气门轴26，固定在发动机上或车体上，使它的轴线与26的轴线重合。固定在节气门轴26上的滑动臂27，在距离轴心为R处开有一个椭圆孔，使电位器W2滑动端C的机械端子，含于这个椭圆孔的中央，这样，滑动端C使随节气门轴26一起运动。当节气门关闭时，让滑动端C处在靠近高电位A端，当节气门最大时，让滑动端C处在靠近地电位B端。还可以通过联轴器(参看图6.)，把电位器W2的轴29与节气门轴26直接相连，也可以通过皮带轮40、42和皮带41把两个轴相连(参看图8.)，也可以通过滑动臂27、曲臂38和曲柄39把两个轴相连(参看图7.)
Claims (10)
1．一种机动车防追尾刹车灯超前示警装置，包括动力操纵装置的机械运动传感单元、紧急减速信号检测单元、定时单元和点灯单元，其特征在于：所说的传感单元可将动力操纵装置的机械运动变化转化成一个电压量变化的电位器W2，它的一端A接电源正极Vd，另一端接地，其滑动端C与电容C3的正极相连；所说的紧急减速信号检测单元由电容C3、电阻R4、R5和三极管T6组成，电容C3的负极、电阻R4的一端和三极管T6的基极联接在一起，电阻R4的另一端接地，三极管T6的发射极接地，其集电极通过电阻R5接在电源正极Vd上：所说的定时单元由时基电路IC11、电阻R8、R9和电容C7、C10组成，电容C7的负极接在三极管T6的集电极上，其正极和电阻R8的一端均接在IC11的低触发端(2脚)上，R8的另一端接在电源正极Vd上，电阻R9的一端接在电源正极Vd上，另一端与电容C10的正极以及时基电路IC11的高触发端(6脚)，放电端(7脚)联接在一起，电容C10的负极接地，IC11的复位端(4脚)和正电压端(8脚)均接在电源正极Vd上，接地端(1脚)接地，其输出端(3脚)接到点灯单元的控制端；所说的点灯单元的点灯开关是与脚刹车点灯开关K16并联，然后与刹车灯串联在电源正极和地之间。
2．根据权利要求1所述的刹车灯超前示警装置，其特征在于所说的点灯单元采用继电器J15，它的线圈连接在时基电路IC11的输出端(3脚)与地之间，其常开触点与脚刹车开关K16并联。
3．根据权利要求1所述的刹车灯超前示警装置，其特征在于所说的点灯单元采用包括三极管T13、电阻R12的功率放大器和继电器J15，时基电路IC11的输出端(3脚)经电阻R12与三极管T13的基极相连，三极管T13的集电极经继电器J15的线圈与电源正极Vd相连，其发射极接地，继电器J15的常开触点与脚刹车开关K16并联。
4．根据权利要求1所述的刹车灯超前示警装置，其特征在于所说的点灯单元采用电子开关K18，电子开关K18与脚刹车开关K16并联，其控制端G与时基电路IC11的输出端(3脚)相连。
5．根据权利要求1或2或3或4所述的刹车灯超前示警装置，其特征在于所说的电位器W2采用圆弧形电位器，电位器W2固定安装在车体上，加速踏板轴23通过可带动电位器W2的转轴29随之转动的连接件与电位器W2的转轴29相连接。
6．根据权利要求5所述的刹车灯超前示警装置，其特征在于所说的连接件是联轴器36或皮带轮40、42和皮带41或滑动臂27、曲臂38、曲柄39。
7．根据权利要求1或2或3或4所述的刹车灯超前示警装置，其特征在于所说的电位器W2采用圆弧形电位器，电位器W2固定安装在车体上，节气门轴26通过可带动电位器W2的转轴29随之转动的连接件与电位器W2的转轴29相连接。
8．根据权利要求7所述的刹车灯超前示警装置，其特征在于所说的连接件是联轴器36或皮带轮40、42和皮带41或滑动臂27、曲臂38、曲柄39。
9．根据权利要求1或2或3或4所述的刹车灯超前示警装置，其特征在于所说的电位器W2采用圆弧形电位器，电位器W2的轴线与加速踏板轴23的轴线重合，并固定安装在车体上，通过安装在加速踏板臂22上的连接件28中的椭圆孔，与电位器W2的滑动端C的机械端子相连接。
10．根据权利要求1或2或3或4所述的刹车灯超前示警装置，其特征在于所说的电位器W2采用圆弧形电位器，电位器W2的轴线与节气门轴26的轴线重合，并安装在车体上，节气门轴26安装有滑动臂27，通过滑动臂27上的椭圆孔与电位W2的滑动端C的机械端子相连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: BEIJING SHENGJINLU SCIENCE DEVELOPMENT CO., LTD. Free format text: FORMER NAME OR ADDRESS: YANG SHIMING |
|
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 101119 Tongzhou District science and Technology Pioneer Park Patentee after: Beijing Saint Jinlu Technology Development Co. Ltd. Address before: 100072 969 box 37, Beijing Patentee before: Yang Shiming |
|
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: ZHAO YINLONG Free format text: FORMER OWNER: BEIJING SHENGJINLU SCIENCE DEVELOPMENT CO., LTD. Effective date: 20040521 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20040521 Address after: 101119, Tongzhou District science and Technology Pioneer Park, Dr. soil City Patentee after: Zhao Yinlong Address before: 101119 Tongzhou District science and Technology Pioneer Park Patentee before: Beijing Saint Jinlu Technology Development Co. Ltd. |
|
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |