CN2640842Y - 智能型汽车车速信息示意灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能型汽车车速信息示意灯，它由壳体和内置在壳体内的电路板构成。所述电路板由电源电路、控制电路和显示电路三部分构成；控制电路由加速度测量芯片、逻辑控制芯片和开关管组成；显示电路由加速信息显示灯、恒速信息显示灯、减速信息显示灯组成，它们的一端与电源相连，另一端通过上述开关管与地相连。本实用新型通过设置在显示灯内的加速度测量芯片检测本车的加速、减速、匀速状态，再通过逻辑控制芯片和开关管使相应的显示灯亮与熄，不受加速踏板、车速传感器控制，所以，它结构简单、准确、反应速度快、可靠性高；而且，可应用在现有任何车型中，无需外接信号端口，安装方便。

Description

智能型汽车车速信息示意灯

技术领域

本实用新型涉及一种信号灯，具体地说，涉及一种可以实时显示汽车加速、减速信息的智能型信号灯，该信号灯可有效地防止汽车追尾事故的发生。

背景技术

近年来，随着汽车拥有量的增加、车速的提高，交通事故呈直线上升。其中，汽车追尾事故尤为突出，特别是在高速公路上，一旦发生汽车追尾事故多数是车毁人亡的恶性事故，甚至有时是几辆车乃至十几辆车连续追尾碰撞的重大交通事故，损失惨重。随着科技的进步，人们逐渐意识到完全杜绝交通事故是不可能的，但是，主动减少、预防交通事故、避免人员伤害是可能的。

据调查，对于90％以上的交通事故来说，如果驾驶员能提前一秒钟采取应急措施，交通事故(车祸)是可以避免的。通过分析追尾碰撞事故原因，我们也发现其主要原因是：后面的车辆与前面的车辆距离过近，后面的车辆来不及采取应急措施。在事故调查中，追尾车司机有一句共同的语言“……我立刻踩刹车，但来不及了”。“来不及”就是说采取紧急制动的时间不够。当前面车辆发现前方路面出现情况或障碍物时，会减速或滑行，但是，后面车辆的司机往往不知道前面出现情况，以及前面车辆已减速，仍然保持原来的速度，导致无意识中缩短了两车之间的距离，随着两车距离的减少，当后面司机意识到前面可能发现情况，再采取措施已经来不及了，车已经撞到了前面车的车尾。

所以，如果能够发明一种信号灯(或示意灯)，安装在汽车尾部，面向后方，该信号灯能够实时、准确地将本车的加速、恒速、减速信息及时告知后方，后方车辆获得此信息后会主动提前采取相应措施，有效的保持两车间的距离，避免车辆追尾碰撞事故的发生。

早在三十多年前，国家就将反映汽车刹车制动情况的制动尾灯列为汽车法定必备装置。在汽车发展初期，由于公路上汽车数量少、车速低，车与车之间的距离较大，后面车司机看到前面车刹车制动后，有足够时间采取相应措施，所以，当时制动尾灯确实起到了非常大的作用，挽救了千百万人的生命。但是，随着汽车拥有量的成倍增长，车速的显著提高，车与车之间距离的缩小，仍延用一只制动尾灯示意车速信息，信息量已远远不够了。

发明内容

鉴于上述原因，本实用新型的目的是提供一种可以实时反映汽车车速信息的智能型汽车车速信息示意灯。该车速信息示意灯不仅能够实时反映本车的加速信息，更重要的是它还可以实时反映本车的减速信息(采取制动前的滑行减速阶段)，告知后面车司机及时采取相应措施，避免追尾碰撞。

为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案：一种智能型汽车车速信息示意灯，它由壳体和内置在壳体内的电路板构成；所述电路板由电源电路、控制电路和显示电路三部分构成；

所述电源电路与控制电路、显示电路相连，为它们提供工作电源；

所述控制电路由加速度测量芯片、逻辑控制芯片和开关管组成；加速度测量芯片的信号输出端与逻辑控制芯片的信号输入端相连，逻辑控制芯片的信号输出端分别与开关管相连；

所述显示电路由加速信息显示灯、匀速信息显示灯和减速信息显示灯组成，它们的一端与电源相连，另一端通过上述开关管与地相连；

所述内置在壳体内的电路板无需任何信号接口。

在本实用新型的具体实施例中，所述逻辑控制芯片包括典型的运算放大器芯片、四与非门芯片；主要电路包括由两个运放单元组成双限电压比较器；由一个运放单元组成单限电压比较器；由两个与非门单元组成RS触发器和控制显示灯工作的开关管组成。

所述加速度测量芯片的信号输出管脚与双限、单限电压比较器的信号输入端相连。双限电压比较器的信号输出端通过电阻与一个开关管的基极相连，开关管的集电极与加速度显示灯的阴极相连；双限电压比较器的输出端通过所述与非门芯片与RS触发器的输入端相连，RS触发器的信号输出端通过开关管与匀速状态显示灯的阴极相连；所述与非门芯片的信号输出端通过一反向器、开关管与减速显示灯的阴极相连；单限电压比较器的输出端通过电阻和与非门的输入端相连。

本实用新型的优点是：1、结构简单、准确、反应速度快、可靠性高。由于本实用新型是通过设置在显示灯内的加速度测量芯片实时检测本车的加速、恒速、减速状态，使相应的显示灯明亮与熄灭，不受加速踏板、车速传感器控制，所以，它结构简单、准确、反应速度快、可靠性高；而且，应用在现有任何车型中，无需外接信号端口，使线路简单化，安装方便。2、另外，本实用新型灯光的示意方式与传统的信号显示方式(绿灯行、黄灯慢、红灯停)相近，易于接受。3、最重要的是本实用新型可以有效地避免汽车追尾碰撞，在跟车行驶时，可以使后面车司机随时掌握前车的车速信息，减小司机疲劳。4、后面车司机可以提前收油门、节油；减少制动次数，延长制动器及整车寿命。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图

图2为本实用新型电路板的具体电路图

图3为本实用新型另一原理框图

具体实施方式

本实用新型主要由壳体和内置在壳体内的电路板构成。如图1所示，所述电路板由电源电路1、控制电路2和显示电路3三部分构成。

电源电路1与控制电路2、显示电路3相连，为它们提供工作电源。

控制电路2由加速度测量芯片、逻辑控制芯片和三个开关管组成。加速度测量芯片的信号输出端与逻辑控制芯片的信号输入端相连，逻辑控制芯片的信号输出端分别与三个开关管相连。

显示电路3由加速信息显示灯、恒速信息显示灯和减速信息显示灯组成，它们一端与电源相连，另一端通过上述开关管与地相连。

本实用新型的工作原理是：通过设置在车速信息示意灯壳体内电路板上的加速度测量芯片实时测量本车的加速度；如果本车处于加速状态，加速度测量芯片输出控制信号，通过逻辑芯片、开关管使加速信息显示灯亮；如果本车处于恒速状态，加速度测量芯片输出控制信号，通过逻辑芯片、开关管使恒速信息显示灯亮；如果本车处于减速状态，加速度测量芯片输出控制信号，通过逻辑芯片、开关管使减速信息显示灯亮。当采取制动措施时，加速度测量芯片输出控制信号，通过逻辑芯片、开关管使减速信息显示灯熄灭，原车制动灯亮。

由于本实用新型是通过设置在显示灯内的加速度测量芯片实时检测本车的加速、恒速、减速状态，使相应的显示灯亮与熄，而不是通过检测油门踏板动作来使相应指示灯亮与熄的，所以，本实用新型反应速度快、可靠性高、结构简单。

图2为本实用新型电路板的具体电路图。图中的芯片U1为“加速度计”(型号ADXL105)，它是本实用新型电路板的核心组件，它是AnalogDevices，Inc(美国模拟器件公司，ADI)公司生产的14脚加速度测量芯片，它可以将物体运动的物理量变化转化为模拟电压信号、并且成正比线性输出；设加速度为a，用a＞0、a＝0、a＜0分别表示汽车加速、恒速、减速状态。当a＝0时，该芯片的输出电压为该芯片电源电压的1/2即2.5V。图中的U2A、U2B(型号：LM224做电压比较器用)组成典型电路双限电压比较器，U3C、U3D(型号：74HC00)组成典型电路RS触发器(负触发)。三极管T1、T2、T3分别为控制显示灯LED1、LED2、LED3工作的开关管。显示灯LED1为绿色发光二极管组，用来显示车辆的加速状态；LED2也为绿色发光二极管组，用来显示车辆的恒速状态；LED3为黄色发光二极管组，用来显示车辆的减速状态。

如图2所示，电路板上各组件的具体连接关系是：加速度测量芯片U1的信号输出管脚(引脚12)分别与双限电压比较器U2A、U2B的信号输入端(U2的引脚3、6相连)、单限电压比较器U2C的信号输入端(U2的引脚10)相连，双限、单限电压比较器的另一信号输入端(U2的引脚2、5、9)通过电阻(分压)一端接+5V，一端接地。U2A的信号输出端Y1通过电阻与开关管T1的基极相连，开关管T1的集电极与加速度显示发光二极管组LED1的阴极相连，LED1的阳极与电源相连；双限电压比较器U2A、U2B的输出端Y1、Y2又通过与非门U3A、U3B与RS触发器的输入端相连，RS触发器的信号输出端Q通过开关管T2与恒速状态显示灯LED2的阴极相连，LED2的阳极与电源相连；与非门U3B的信号输出端Y4通过一反向器U2D与开关管T3的基极相连，开关管T3的集电极与减速显示发光二极管组LED3的阴极相连，LED3的阳极与电源相连。单限电压比较器U2C的输出端Y5和与非门U3A、U3B的输入端(U3的引脚2、4)相连。

当汽车处于静止时，即加速度a＝0，加速度测量芯片U1的输出电压为2.5V，处于双限电压比较器U2A、U2B两个阈值之间，高于单限电压比较器U2C的阈值(单限阈值低于双限的下限电压值)，U2C输出端Y5为高电平即M点为高电平，比较器U2A、U2B输出端Y1、Y2均为低电平，开关管T1截止，加速信息显示灯LED1不亮；同时，与双限电压比较器U2A、U2B输出端相连的与非门U3A、U3B的输出端均为高电平，RS触发器无触发，T2截止，恒速信息显示灯LED2也不亮；同理，由于与非门U3B输出为高电平，U2D输出低电平、T3截止，减速信息显示灯LED3也不亮，三种灯都不亮。

当踩下加速踏板汽车加速时，即加速度a＞0，加速度测量芯片U1的输出电压升高，并超过双限电压比较器上限阈值，比较器U2A输出端Y1变为高电平(M点为高电平)，开关管T1导通，加速信息显示灯LED1亮；同理，与非门U3A输出端Y3由高电平变为低电平，经电容C1触发RS触发器的置位端S，使其输出端Q由低电平翻转为高电平，T2也导通，LED2亮；由于LED1、LED2都亮，且都为绿色发光二极管组，所以，当车辆处于加速状态时，本实用新型发强绿色光。由于比较器U2B输出端Y2为低电平，与非门U3B输出端Y4保持高电平不变，反向器U2D输出低电平、T3仍截止，黄色的减速信息显示灯LED3不亮。

当汽车由加速变为恒速时，即加速度a＝0，U1的输出电压又处于双限电压比较器的两阈值之间，输出端Y1、Y2为低电平(M点为高电平)，T1截止，LED1熄灭；Y3、Y4为高电平，RS触发器处于稳定状态，三极管T2仍导通，LED2仍亮，本实用新型发弱绿色光。

当松开加速踏板汽车滑行减速时，即加速度a＜0，加速度测量芯片U1的输出电压降低，低于比较器U2B的阈值(M点为高电平)，比较器U2A输出端Y1为低电平，开关管T1截止，加速信息显示灯LED1不亮；由于比较器U2B输出端Y2为高电平，与非门U3B输出端Y4由高电平变为低电平，经电容C2触发RS触发器的复位端R，使其输出端Q由高电平翻转为低电平，T2截止，LED2熄灭；由于Y4变为低电平，反向器U2D输出高电平、T3导通，黄色的减速信息显示灯LED3亮。

当踩下制动踏板采取制动措施时，加速度a＜＜0，加速度测量芯片U1的输出电压低于U2C的阈值，U2C的输出端Y5由高电平翻转为低电平即M点由高电平变为低电平(与非门电路的选通端)，使与非门U3A、U3B的输出变为高电平，由于Y4变为高电平，反向器U2D输出低电平、T3截止，黄色减速信息显示灯LED3熄灭(此时制动灯已亮)。

本实用新型安装在汽车尾部，当本实用新型发出强绿色光时，即LED1、LED2同时发光，说明汽车在加速，向发动机供油，前方比较安全；当本实用新型发出弱绿色光时，即只有LED2发光时，说明汽车恒速，也向发动机供油；当本实用新型发出黄色光时，即只有LED3发光时，说明汽车在减速，表示汽车已停止向发动机供油，后面车辆要注意，也要减速，保持与前车距离。当汽车本身红灯(制动灯)亮时，表示已采取制动措施。当本实用新型绿、黄灯都不亮时，说明本车处于静止状态。

本实用新型采用加速度测量芯片测量汽车的加速、恒速、减速状态，从而控制显示灯的亮与熄。这种结构最简单。当然，还可以采用如图3所示，用加速度计检测汽车行驶中加速、恒速、减速三种运动状态；增加转速传感器检测汽车车速，反映汽车实际的行驶速度(即nkm/h)；将加速度计、转速传感器的输出信号与逻辑控制电路相连，通过逻辑控制电路控制状态指示灯的亮与熄。其中，转速传感器是为了防止在城市中低速行驶时，干扰道路信号灯(交通路口等红绿灯时，后车误以为前车显示器光源为通行指示信号灯)，使车速低于nkm/h行驶时，显示电路中的指示灯均不发光。只有在车速高于nkm/h时显示器才能工作。

以上所述是本实用新型的具体实施范例及所运用的技术原理，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换，均属于本实用新型保护范围之内。

Claims (3)

1、一种智能型汽车车速信息示意灯，其特征在于：它由壳体、灯体和内置在壳体内的电路板构成；所述电路板由电源电路、控制电路和显示电路三部分构成；

所述电源电路与控制电路、显示电路相连，为它们提供工作电源；

所述控制电路由加速度测量芯片、逻辑控制芯片和开关管组成；加速度测量芯片的信号输出端与逻辑控制芯片的信号输入端相连，逻辑控制芯片的信号输出端分别与开关管相连；

所述显示电路由加速信息显示灯、恒速信息显示灯和减速信息显示灯组成，它们的一端与电源相连，另一端通过上述开关管与地相连；

所述内置在壳体内的电路板无需任何信号接口。

2、根据权利要求1所述的智能型汽车车速信息示意灯，其特征在于：所述逻辑控制芯片包括典型的运算放大器芯片和四与非门芯片；由运算放大器芯片的两个运放单元组成双限电压比较器；由两个与非门单元组成RS触发器；

所述加速度测量芯片的信号输出管脚与双限电压比较器的信号输入端相连；双限电压比较器的信号输出端通过电阻与一个开关管的基极相连，开关管的集电极与加速度显示灯的阴极相连；双限电压比较器的输出端通过所述与非门芯片与RS触发器的输入端相连，RS触发器的信号输出端通过开关管与匀速状态显示灯的阴极相连；所述与非门芯片的信号输出端通过一反向器、开关管与减速显示灯的阴极相连。

3、根据权利要求2所述的智能型汽车车速信息示意灯，其特征在于：所述逻辑控制芯片中的运算放大器芯片中的一个运放单元又组成一个单限电压比较器；该单限电压比较器的“+”输入端与所述加速度测量芯片的输出端相连，其“-”输入端通过分压电阻与电源地相连，其输出端通过电阻和所述与非门芯片的输入端相连。

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