CN2551516Y - 一种汽车驾驶状态监控装置 - Google Patents

Abstract

一种汽车驾驶状态监控装置，它包括驾驶员状态传感器1、监控电路板及监控电路、其连接的报警电路2、减速装置、刹车控制装置4、监控装置的电源5。其特点是：驾驶员状态监控装置主要由光电固态无触点继电器JK1、JK2、JK3、JK4、测速发电机TG等组成，还包括握紧方向盘传感器及状态控制电路、方向盘转角与车速控制电路，以及由液压传动装置或者直流电动机驱动的刹车控制装置等。具有监控和防止驾驶车辆中驾驶员不规范操作、突发事件发生的误操作等多种功能，具有工作稳定可靠、故障少、自动化程度高、功能更加完善等优点，可应用于各种车辆的驾驶监控。

Description

一种汽车驾驶状态监控装置

一、技术领域

本实用新型属于机动车辆驾驶监控装置，特别涉及到一种汽车驾驶员状态和操作过程的监控装置。

二、背景技术

中国专利(专利号：01210000)公开了一种驾驶员驾驶状态监控装置，主要包括传感器、监空电路板，其电路板上的电路含有集成运放电路、发光二极管组成的显示电路和延时控制电路，由里程表安装滑动电阻构成的车速变阻器，由电路、电阻、电容、三极管、继电器等组成的控制停车延时电路，以及所连接的报警装置、减速装置和停车装置等。该装置存在以下缺点：1、继电器有触点，车速变阻器中的滑动电阻也有触点，在工作可靠性较差，易发生故障；2、所利用汽车停车装置，对一般车辆上没有自动刹车控制装置而不使用；3、在驾驶行车中出现突发事件、劫持等驾驶员过度紧张而出现的紧张动作和误操作，没有相应防范措施和处理装置；4、在车辆速度超过30公里/小时以上发生急打方向无相应的监控装置等。

三、发明内容

本实用新型针对以上存在的不足加以改进，提供一种无触点、工作稳定可靠、故障率低，具有防范误操作、防止高速行驶车辆急转弯造成严重事故的汽车驾驶状态监控装置。

一种汽车驾驶状态监控装置，它包括监控驾驶员驾驶状态传感器、监控电路板及电路、其连接的报警装置、减速装置、刹车控制装置、电源；所述的监控电路含有集成运算放大电路、显示电路；其特点在于：还含有三极管BG1、BG2、电阻R5、R6、R7、R8、R9、光电固态无触点继电器JK1、JK2、JK3、电解电容C2、C3、电容C4、二极管D2、D3、可控硅管KD、集成电路、(时基NE555集成电路8)测速发电机TG，所述的集成运算放大电路的输出连接放大三极管BG1的基极、发射极连接电阻R5后接地，集电极连接光电固态无触点继电器JK3脚2；其脚1连接显示电路及通过电阻R6电解电容C2的延时充电电路，在电阻R6与电解电容C2之间抽头接三极管BG2的基极、发射极接地、集电极连接两个光电固态无触点继电器JK1、JK2的脚3，脚3和脚4并联二极管后接+12V电源；光电固态无触点继电器JK1的脚2接地，脚1连接报警装置及减速装置，其脚4与JK2的脚4相连，光电固态无触点继电器JK2脚1与时基NE555集成电路8的脚8、脚4相连，JK2的脚1连接电解电容C3然后串接电阻R7接地，在电阻R7与电解电容C3之间抽头连接集成电路输入脚2、脚6，构成延时电路，在电阻R7与电解电容C3之间抽头连接时基NE555集成电路8的输入脚2、脚6，时基集成电路的脚1接地和脚5接电容C4后接地，输出脚3串联电阻R8后接可控硅管KD的控制端头；可控硅管KD正极连接测速发电机TG正极，且串联电阻R9后与光电固态无触点继电器JK2脚2相连；所述的可控硅管的负极A接刹车控制装置a点。

以上所述的一种汽车驾驶状态监控装置，还包括方向盘握力监控装置，它由设置在方向盘上的握力传感器10、放大电路11及控制装置所组成；所述的控制电路含有电阻R10、R11、电容C5及电解电容C6及光电固态无触点继电器JK3和JK4；放大电路11输出一端串联电阻R10后连接光电固态无触点继电器JK3与JK4的脚4，在电阻R10之前并联电容C5及电解电容C6组成的滤波电路；放大电路11的另一端串接R11与光电固态无触点继电器JK4的脚3相连；其JK4脚1连接测速发电机TG正极，脚2连接可控硅管KD的负极A及刹车控制装置。

以上所述的一种汽车驾驶状态监控装置，还包括方向盘转角与车速的控制装置，由设在方向盘转轴上的转角传感器及控制电路组成；所述的控制电路含有串联的磁敏电阻Rm、可调电阻Rp、稳压二极管D4，二极管负极连接测速发电机TG正极，并接在光电固态无触点继电器JK4的脚1上，电阻Rm连接可控硅管KD的负极A及刹车控制装置。

本实用新型提供的汽车驾驶状态监控装置，由于采用了光电固态无触点继电器和测速发电机整个电路实现了无触点控制。且增加了方向盘握力监控装置和方向盘转角与车速的控制装置，并具有刹车控制装置，可连接汽车的防抱死系统ABS。在驾驶行车中出现突发事件、劫持等驾驶员过度紧张而出现的动作和误操作等状态下，有相了应防范措施和处理装置；在速度超过30公里/小时以上行驶时发生急打方向时有了相应的监控装置等。从而具有在不同驾驶状态下防止车辆的严重与恶性事故的发生手段和装置，为车辆的安全行驶提供了保证。它具有工作稳定可靠、故障率少、自动化程度高、功能更加完善等优点。可适用于各种汽车和其他机动车辆。

四、附图说明

图1是汽车驾驶状态监控装置电气原理图。

图2是液压式方向盘握力传感器结构示意图。

图3是液压式方向盘握力传感器结构与连接电路示意图。

图4是压电式方向盘握力传感器结构示意图。

图5是液压式方向盘握力传感器结构与连接电路示意图。

图6是刹车控制装置的液压传动装置原理图。

图7是汽车驾驶状态监控装置电源控制电气原理图。

五、具体实施方式

图1所示，一种汽车驾驶状态监控装置，它包括监控驾驶员驾驶状态传感器1、监控电路板及电路、其连接的报警装置2、减速装置3、刹车控制装置4、监控装置的电源5。所述的监控电路含有集成运算放大电路6、显示电路7(发光二极管LED1、LED2)、三极管BG1、BG2、电阻R5、R6、R7、R8、R9、光电固态无触点继电器JK1、JK2、JK3、电解电容C2、C3、电容C4、二极管D2、D3、可控硅管KD、时基NE555集成电路8、测速发电机TG等。所述的集成运算放大电路的输出连接二级(或者增加为三级)放大三极管BG1的基极、发射极连接电阻R5后接地，集电极连接光电固态无触点继电器JK3脚2；其脚1连接显示电路及通过电阻R6电解电容C2组成的充电电路，在电阻R6与电解电解电解电容C2之间抽头接三极管BG2的基极、发射极接地、集电极连接两个光电固态无触点继电器JK1、JK2的脚3，脚3和脚4并联二极管后接+12V电源；光电固态无触点继电器JK1的脚2接地，脚1连接报警装置，其脚4与JK2的脚4相连，光电固态无触点继电器JK2脚1与时基NE555集成电路8的脚8、脚4相连，JK2的脚1连接电解电容C3然后串接电阻R7接地，在电阻R7与电解电容C3之间抽头连接集成电路输入脚2、脚6，构成延时电路，其脚1接地，脚5接电容C4后接地，输出脚3串联电阻R8后接可控硅管KD的控制端头；可控硅管KD正极连接测速发电机TG正极，且串联电阻R9后与光电固态无触点继电器JK2脚2相连；所述的可控硅管的负极A接刹车控制装置a点。

图1所示，一种汽车驾驶状态监控装置还包括方向盘握力监控装置，它由设置在方向盘上的握力传感器10、放大电路11及控制装置所组成；所述的控制电路含有电阻R10、R11、电容C5及电解电容C6及光电固态无触点继电器JK4；放大电路11输出一端串联电阻R10后连接光电固态无触点继电器JK3与JK4的脚4，在电阻R10之前并联电容C5及电解电容C6组成的滤波电路，放大电路11的另一端连接光电固态无触点继电器JK3的脚3；且在光电固态无触点继电器JK3上串联电阻R11，R11的另一脚接光电固态无触点继电器JK4脚3，其脚1连接测速发电机TG正极，脚2连接可控硅管KD的负极A及刹车控制装置。

图1所示，一种汽车驾驶状态监控装置还包括方向盘转角与车速的控制装置，由设在方向盘转轴上的转角传感器12及控制电路组成；其控制电路含有串联的磁敏电阻Rm、可调电阻Rp、稳压二极管D4，二极管负极连接测速发电机TG正极，并联在光电固态无触点继电器JK4的脚1上，电阻Rm连接可控硅管KD的负极A及刹车控制装置。

图2和图3所示，方向盘上的握力传感器10包括安装在方向盘上液囊环101，经管连接的压力传感器102，压力传感器的输入和输出与放大电路11相连。

图4和图5所示，方向盘上的握力传感器10是一种环行压电式压力传感器102，其输出与电荷放大电路11相连。

以上所述的刹车控制装置包括直流电动机M、信号指示灯及机械传动装置，直流电动机输入端a与可控硅管KD的输出端A相连，直流电动机连接并驱动机械传动装置，并与汽车刹车装置相连。

以上所述的刹车控制装置包括刹车控制电路、信号电路及液压传动装置，其电路有串联的电磁阀线圈L1、L2，并联其上的指示灯LED3，一端为输入a，一端接地。输入与可控硅管KD的输出相连。图6所示，液压传动装置由连接刹车总成和防抱死系统ABS的柱塞油缸401，连接并由车辆变速器驱动的油泵402、油箱403、过滤器404、一个常闭开关电磁阀FL1和常开开关电磁阀FL2、调压溢流阀405、及单向阀等组成。当监控装置A端向电磁阀线圈供电时，电磁阀FL1导通，FL2同时关闭，压力油由泵向油缸供油并推动刹车总成和防抱死系统ABS动作进行刹车。当监控装置A端输出电压为零时，电磁阀线圈断电，电磁阀FL1关闭，FL2同时导通，油缸在弹簧恢复力的作用下，油返回油箱。刹车总成和防抱死系统ABS恢复正常行车状态。此时，油泵继续运行，压力油经调压溢流阀返回油箱。系统保持一定的压力，以提高油缸反应速度。

图7所示，供电电源是一个汽车前档、倒档和空档的电源+12V无触点总开关电路，含有电容C7和电解电容C8组成的滤波器、装在变速器上的磁钢501及相应的霍尔集成传感器502、光电固态无触点继电器JK5、电阻R12及电池E。汽车的电源经滤波器连接霍尔集成传感器与光电固态无触点继电器的脚3，霍尔集成传感器的输出经电阻R12连接光电固态无触点继电器脚4，其输出脚1连接监控装置，并提供+12V电压控制电源，脚2接电池正极。当操作前进档时磁钢A方向移动，磁钢磁力线感应霍尔集成传感器输出，启动光电固态无触点继电器JK5的脚1与脚2，电池经脚1输出+12V电压，并向监控装置供电。当操作倒档和空档时，磁钢磁力线不在感应霍尔集成传感器，其输出为零，关闭光电固态无触点继电器JK5的脚1与脚2，电池经脚1无输出电压，关闭监控装置供电。

本实用新型提供的一种汽车驾驶状态监控装置工作原理说明如下：

1、正常规范驾车操作。红外线传感器1接受人体面部嘴鼻的气流发出的红外线，并将转换电信号，经差动滤波向集成运算放大器和显示电路7输出电信号，集成运算放大器接受电信号放大后由三极管BG1二级放大，三级管BG1集电极连接光电固态无触点继电器JK3的脚2、脚1连接显示电路，此时，显示电路的发光二极管LD1、LD2(绿色)随着驾驶员产生的呼吸发出绿色闪光，指示出驾车在正常和规范状态。同时，驾驶员的正常短暂姿势的调整会产生较小的电流，通过发光二极管向电解电容C2充电，但因电压微小，不能使三级管B2导通。因此，不会引起后级电路动作，而保持车辆正常行驶。

2、不规范驾车操作。如驾驶员注意力转移(酒后、谈话、打盹睡、身体突发病痛、劫持搏斗等)，红外线传感器无电信输出，三极管截止，显示电路发光二极管停止发光。此时，电源的正极通过发光二极管和R6给C2充电，当电压上升至0.7V以上，三极管BG2导通，光电固态无触点继电器JK1、JK2接通，其JK1的脚1连接报警装置2、减速装置3，发出报警信号并使车辆减速；同时，其JK2的脚2通过R9连接测速发电机正极，JK2的脚1连接电解电容C3，通过C3串接电阻R7接地组成的延时充电电路，通过延时后，时基NE555集成电路8反转使8的3脚输出为高电位，通过R8触发可控硅管管KD导通，此时，测速发电机的电压输出，随车速的增大而增加，车速高时电解电容C3充电时间短，反之时间较长。在延时时间设定后，当电容两端电位差越高时，时基NE555电路8工作状态发生反转越早，其脚3由原来的低电压变为高电压，时基NE555集成电路8的脚3向可控硅管KD输出控制电压，并将可控硅管导通，接通刹车控制装置使车停止。若在延时时间内恢复正常驾驶状态，则三极管BG1导通，显示驾驶状态正常，指示绿灯亮。三极管BG2截止，光电无触点继电器JK1、JK2脚1与脚2断开，报警装置、减速装置停止工作，不启动刹车控制装置，车辆恢复正常驾驶。

3、突发情况(劫持、发病等)使驾驶员双手放开方向盘的状态。当双手离开方向盘后，压电式或者液压式握力传感器10与放大电路11输出无电压信号，光电无触点继电器JK3脚1与脚2断开，电源正极经光电二极管和电阻R6向电解电容C2充电，当电压升至0.7V以上时，三极管BG2导通，同上所述，先后接通报警装置、减速装置、以及刹车控制装置。车辆发出报警、进行减速，乃至启动刹车控制装置使车停止。

4、突发情况(紧张、恐惧等)使驾驶员双手紧握方向盘的状态。当双手紧握方向盘后，压电式或者液压式握力传感器10与放大电路11会产生一个比正常驾驶握方向盘输出很强的电压信号，此时，不但光电无触点继电器JK3导通，而且JK4导通。(光电无触点继电器的电路上通过电阻R11，所产生的电压降使JK3和JK4先后，即在手握方向盘的力量特别大使时光电无触点继电器JK4才导通。)这时，由于光电无触点继电器JK4脚1和脚2接通，使测速发电机的输出到刹车控制装置并使车停止。

5、高速(时速超过30公里/小时)行驶急打方向状态。通过安装在方向盘转轴上的磁钢及相应位置磁敏电阻Rm构成转角传感器12，当车辆高速行驶时，驾驶员突然急打方向，由于可调电阻Rp与磁敏电阻Rm的阻值是预先根据车速与方向转角的关系进行的最大转角限定所设置的。而且设定稳压二极管D4在车速超过30公里/小时时，发电机TG所输出电压正好使稳压二极管D4导通。故此，汽车时速超过30公里/小时行驶，当方向盘打到限定角时，测速发电机TG的电压导通稳压二极管D4，其电压通过稳压二极管D4、电阻Rp、Rm经输出A至刹车控制装置4。当车速越高，测速发电机输出的施加在稳压二极管电压就越高；而方向盘转角增大(在限定转角范围)磁敏电阻Rm阻值变小，其电压降越小；稳压二极管导通启动刹车控制装置。当车速下降后测速发电机输出电压下降，降至与稳压二极管的稳压电压时，电路断路，A端输出为零，刹车控制装置停止动作。

Claims (8)

1、一种汽车驾驶状态监控装置，它包括监控驾驶员驾驶状态传感器(1)、监控电路板及电路、其连接的报警装置(2)、减速装置(3)、刹车控制装置(4)、电源(5)；所述的监控电路含有集成运算放大电路(6)、显示电路(7)；其特征在于：还含有三极管BG1、BG2、电阻R5、R6、R7、R8、R9、光电固态无触点继电器JK1、JK2、JK3、电解电容C2、C3、电容C4、二极管D2、可控硅管KD、时基集成电路(8)、测速发电机TG，所述的集成运算放大电路(6)的输出连接放大三极管BG1的基极、发射极连接电阻R5后接地，集电极连接光电固态无触点继电器JK3脚2；其脚1连接显示电路(7)及通过电阻R6电解电容C2组成延时充电电路，在电阻R6与电解电容C2之间抽头接三极管BG2的基极、发射极接地、集电极连接两个光电固态无触点继电器JK1、JK2的脚3，脚3和脚4并联二极管D2后接+12V电源(5)；光电固态无触点继电器JK1的脚2接地，脚1连接报警装置(2)及减速装置(3)，其脚4与JK2的脚4相连；光电固态无触点继电器JK2脚1与时基集成电路(8)脚8、脚4相连，JK2的脚1连接电解电容C3然后串接电阻R7接地，在电阻R7与电解电容C3之间抽头连接时基集成电路(8)脚2、脚6，构成延时电路，时基集成电路(8)的脚1接地，脚5接电容C4后接地，脚3串联电阻R8后接可控硅管KD的控制端头；可控硅管KD正极连接测速发电机TG正极，可控硅管KD的正极接电阻R9，R9的另一端与光电固态无触点继电器JK2脚2相连；所述的可控硅管KD的负极A接刹车控制装置(4)的a点。

2、根据权利要求1所述的一种汽车驾驶状态监控装置，其特征在于：还包括方向盘握力监控装置，它由设置在方向盘上的握力传感器(10)、放大电路(11)及控制电路所组成；所述的控制电路含有电阻R10、R11、电容C5、及电解电容C6及光电固态无触点继电器JK4；放大电路(11)输出一端串联电阻R10后连接光电固态无触点继电器JK3与JK4的脚4，在电阻R10之前并联由电容C5及电解电容C6组成的滤波电路，另一端连接光电固态无触点继电器JK3的脚3；且在光电固态无触点继电器JK4上串联电阻R11接脚3，其JK4脚1连接测速发电机TG正极，脚2连接可控硅管KD的负极A及刹车控制装置(4)。

3、根据权利要求2所述的一种汽车驾驶状态监控装置，其特征在于：还包括方向盘转角与车速的控制装置，由设在方向盘转轴上的转角传感器(12)及控制电路组成；所述的控制电路含有串联的磁敏电阻Rm、可调电阻Rp、稳压二极管D4，二极管D4负极连接测速发电机TG正极，并接在光电固态无触点继电器JK4的脚1上，电阻Rm连接可控硅管KD的负极A及刹车控制装置(4)。

4、根据权利要求2所述的一种汽车驾驶状态监控装置，其特征在于：所述的方向盘上的握力传感器(10)包括安装在方向盘上液囊环(101)，经管连接的压力传感器(102)，压力传感器的输入和输出与放大电路(11)相连。

5、根据权利要求2所述的一种汽车驾驶状态监控装置，其特征在于：所述的方向盘上的握力传感器(10)是一种环行压电式压力传感器(102)，其输出与电荷放大电路(11)相连。

6、根据权利要求1所述的一种汽车驾驶状态监控装置，其特征在于：所述的刹车控制装置包括刹车控制电路、信号电路及液压传动装置，其电路有串联的电磁阀线圈L1、L2，并联其上的指示灯LED3，一端为输入a，一端接地。

7、根据权利要求1所述的一种汽车驾驶状态监控装置，其特征在于：所述的刹车控制装置(4)包括直流电动机M、信号指示灯LED3及机械传动装置，直流电动机M输入端a与可控硅管KD的负极A相连，直流电动机M连接并驱动机械传动装置，并与汽车刹车装置相连。

8、根据权利要求1所述的一种汽车驾驶状态监控装置，其特征在于：所述的监控装置的电源(5)，即车前档、倒档和空档的电源+12V无触点开关；它包括车的电源+12V输入端、由电容C7、电解电容C8组成的滤波器、装在变速器上的磁钢(501)及相应的霍尔集成传感器(502)、光电固态无触点继电器JK5，电阻R12及电池E，所用汽车的电源经滤波器连接霍尔集成传感器(502)与光电固态无触点继电器JK5的脚3，霍尔集成传感器(502)的输出经电阻R12连接光电固态无触点继电器JK5脚4，其脚1连接监控装置，并提供+12V电压，脚2接电池E的正极。

Images