对象选通的控制方法

申请号 CN201610349294.8 申请日 2015-08-31 公开(公告)号 CN105922927A 公开(公告)日 2016-09-07
申请人 陈觉明; 发明人 陈觉明;
摘要 本 发明 公开一种对象选通控制方法。属于车灯 信号 电路 和控制的技术领域。该方法由控制端 选定 对象数目,逐个设定 电压 并传输到执行端,用电压 鉴别 与相应预设电压比较,相符被选通实现控制,使该自动驾驶控制系统的会车远 近光灯 自动控制装置、超车尾随远近光灯 转向灯 自动控制装置、前车转向告知后车信号自动控制装置、相遇信号控制显示装置,替代交通安全法规定机动车会车、超车和尾随时远近光灯转向灯全部手动操作,实现自动控制和前后临近车辆行驶状态信息显示。相遇时使司机两手只顾紧握 方向盘 无需其他操作,减轻劳动强度、克服精神紧张度、避免误判误动、有利新手上路;提高通行率,杜绝机动车相遇时易发生事故的弊端。
权利要求

1.一种对象选通的控制方法,所述控制方法用于通信,包括有线或无线的控制端处理和/或执行端处理过程,其特征在于,所述控制方法包括步骤:
在控制端选定电压参数;
根据控制对象的数量,对选定的电压参数值进行分配;
确定电压设定值和电压预设值;
将电压设定值传输到执行端,和电压预设值进行比较鉴别选通;
执行被选通的对象。
2.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于:
所述确定电压设定值的步骤具体为:在控制端用一个电压设定电路逐一为每一个控制对象给定相应的电压设定值。
3.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于:
所述确定电压预设值的步骤具体为:在执行端设有用于鉴别对应对象的电压鉴别电路,在其比较端对每一个选通对象分别设置与该对象的电压设定值对应的电压预设值。
4.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于:
将所述电压设定值传输到执行端,和电压预设值进行比较鉴别选通的步骤具体为:将电压设定值信号逐一传输到执行端,电压设定值到达电压鉴别电路的统一输入端,与相应电压鉴别电路比较端的电压预设值逐一进行比较,从中鉴别检出相符的选通信号。
5.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于:
所述执行被选通对象的步骤具体为:将选通信号在执行端进行显示,并将被选通对象的当前运行状态予以保持,直到下一次更新,显示内容用于指导操作。
6.根据权利要求2所述的控制方法,其特征在于:
所述确定电压设定值的步骤还包括:设置一个电压值设定和占空比转换电路,用于给定对象对应的电压设定值以及对其相应电压占空比进行转换。
7.根据权利要求4所述的控制方法,其特征在于:
将所述电压设定值传输到执行端,和电压预设值进行比较鉴别选通的步骤具体为:将电压设定值转换的占空比信号逐一传输到执行端,经占空比电压转换电路形成的电压设定值到达电压鉴别电路的统一输入端,与相应电压鉴别电路比较端的电压预设值逐一进行比较,从中鉴别检出相符的选通信号。

说明书全文

对象选通的控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及对象信号处理的控制方法和用于机动车车灯信号电路及装置。具体涉及一种对象选通的控制方法。

背景技术

[0002] 目前,虽然全自动驾驶的汽车己经在国内外开始试验和小规模生产,在今后相当长的时间内(20-30年)仍然存在与非自动驾驶机动车并存的局面。现有技术中,关于机动车自动驾驶辅助装置和方法的实用技术用得不多,例如:
[0003] 中国专利201020636065.2公开的“一种具有灯示语言的汽车智能车灯控制装置”,为驾驶员行车驾驶提供了有益的补充,在一定程度上能起锦上添花的作用。
[0004] 机动车同步启动会车专利20051002202,先接收到对侧远光灯的强光信号,在本车变近光灯的同时启动高频无线发射信号,对侧接收到这一信号,同步切换对侧为近光灯。是利用两种媒质达到双方会车同步变近光灯,电路复杂,容易受外部干扰;二则,由于采用定时复位,会车交汇后不能实时开启远光灯,达不到真正自动的目的。
[0005] 另外还有利用不同脉冲序列对不同对象进行选通控制的,如电视机参数调整与选台的红外遥控,这种方法的发射端有复杂的编码电路,接收端有复杂的解码电路,电路复杂。

发明内容

[0006] 为了克服上述现有技术存在的不足,本发明提供一种对象选通的控制方法,其涉及多个对象参数的分配和处理。优选了电压选通控制方法,应用于现有机动车车灯和信号自动控制显示。其简化了的控制方法及其自动控制装置极具应用前景。
[0007] 为解决上述问题,本发明实施例提供了一种对象选通的控制方法,所述控制方法用于通信,包括有线或无线的控制端处理和/或执行端处理过程,所述控制方法包括步骤:
[0008] 在控制端选定电压参数;
[0009] 根据控制对象的数量,对选定的电压参数值进行分配;
[0010] 确定电压设定值和电压预设值;
[0011] 将电压设定值传输到执行端,和电压预设值进行比较鉴别选通;
[0012] 执行被选通的对象。
[0013] 根据本发明一优选实施例:
[0014] 所述确定电压设定值的步骤具体为:在控制端用一个电压设定电路逐一为每一个控制对象给定相应的电压设定值。
[0015] 根据本发明一优选实施例:
[0016] 所述确定电压预设值的步骤具体为:在执行端设有用于鉴别对应对象的电压鉴别电路,在其比较端对每一个选通对象分别设置与该对象的电压设定值对应的电压预设值。
[0017] 根据本发明一优选实施例:
[0018] 将所述电压设定值传输到执行端,和电压预设值进行比较鉴别选通的步骤具体为:将电压设定值信号逐一传输到执行端,电压设定值到达电压鉴别电路的统一输入端,与相应电压鉴别电路比较端的电压预设值逐一进行比较,从中鉴别检出相符的选通信号。
[0019] 根据本发明一优选实施例:
[0020] 所述执行被选通对象的步骤具体为:将选通信号在执行端进行显示,并将被选通对象的当前运行状态予以保持,直到下一次更新,显示内容用于指导操作。
[0021] 相对于现有技术,本发明提供的对象选通的控制方法,具有如下优点:
[0022] 1)、将机动车相遇关于灯光及信号纳入集中自动管理,实现车际互动、信息自动采集和自动控制显示,而且满足了现行国家道路交通安全法及实施条例的有关规定,将机动车相遇过程中会车、超车、尾随远近光灯转向灯的手动操作,全部由本发明所述机动车相遇自动驾驶辅助控制系统自动完成。
[0023] 2)、可实现将本车前后来车在途车况进行控制面板显示,自动控制省去全部车灯法定手动操作,相遇驾驶员只顾双手紧握方向盘无需其他操作,做到行车省事、省心、省,减轻劳动强度,克服精神紧张度,避免误判误动;尤其有利于新手上路,提高行车安全和道路通行效率,减少和杜绝机动车相遇时容易发生事故的弊端。
[0024] 3)、本发明自动控制装置适用于不同类型的机动车,也包括摩托车在内。
[0025] 4)、本发明自动控制装置适合做成通用数字模结构,成本低廉,便于普及推广应用。附图说明
[0026] 图1是对象控制方法框图
[0027] 图2是电压选通控制方法框图;
[0028] 图3是双比较器异或电压鉴别电路原理图;
[0029] 图4是窗口比较器电压鉴别原理图;
[0030] 图5是单比较器电压鉴别电路之一;
[0031] 图6是单比较器电压鉴别电路之二;
[0032] 图7是双比较器电压鉴别电路;
[0033] 图8是非门电压鉴别电路;
[0034] 图9是占空比τ与圆周α(相位)间关系图;
[0035] 图10是电压占空比设定和转换电路原理图;
[0036] 图11是远程多对象占空比电压选通控制系统图;
[0037] 图12是会车远近光灯自动控制装置原理框图;
[0038] 图13是前接收占空比鉴别电路原理图;
[0039] 图14是前车转向告知后车信号控制装置框图;
[0040] 图15是前发射接收传感器视野角俯视图;
[0041] 图16是前发射接收传感器垂直视野角断面图;
[0042] 图17是超车尾随远近光灯转向灯自动控制装置框图;
[0043] 图18是会车自动控制装置延时复位电路及输出继电器;
[0044] 图19是占空比控制闪光启动电路
[0045] 图20是超车转向灯启动电路;
[0046] 图21是超车转向灯控制电路;
[0047] 图22是尾随近光灯控制电路;
[0048] 图23是大雾按钮连接图;
[0049] 图24是信号控制显示电路框图;
[0050] 图25是相遇交汇后相对距离显示互换电路装置;
[0051] 图26是信号显示控制面板布置示意图;以及
[0052] 图27是机动车相遇自动驾驶用辅助控制设备系统图。

具体实施方式

[0053] 下面结合附图和实施例,对本发明作进一步的详细描述。特别指出的是,以下实施例仅用于说明本发明,但不对本发明的范围进行限定。同样的,以下实施例仅为本发明的部分实施例而非全部实施例,本领域普通技术人员在不作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
[0054] 本发明对象选通的控制方法,用于通信,涉及信号处理和控制,控制方法设置以下步骤:
[0055] 前处理步骤,在控制端:先选参数,再定控制对象数量,安排参数值的分配;
[0056] 设置设定电路确定参数设定值步骤,落实设定值;
[0057] 在执行端:设置鉴别电路,确定与控制对象相应的参数预设值步骤,落实预设值;
[0058] 参数设定值传输选通步骤,将参数设定值信号一一(有序或无序)交替传输到执行端,参数设定值到达参数鉴别电路的统一输入端,与比较端的参数预设值逐一进行比较,从中鉴别出相符或相等的信号,完成选通;对象控制执行步骤,输出选通后的信号,进行显示控制并保持其状态,直到下一次更新。
[0059] 图1是对象控制方法框图。如图1所示仅表示单个对象控制单元示意图,在控制端由对象参数设定1(包括对象选定)对不同控制对象设定不同参数设定值,一一(有序或无序)交替传输到对象执行端,选定的参数设定值经参数鉴别2输入端与接入参数鉴别2比较端的被选定对象参数预设值4进行比较,只有当两比较参数相符才输出选通信号,对象执行3被选通;利用自保持电路维持被选通对象的工作状态,或由双稳态电路实现被选对象维持启动状态或停止状态,该运行状态一直保持到下一次更新。将此到达的对象选通信号在执行端进行显示,其显示的结果用于引导、判断或者指导操作。
[0060] 图2是电压选通控制方法框图。如图2所示,选定控制对象的参数设为电压值,在控制端以不同电压值标定不同控制对象(控制目标)。图中由对象电压设定1'对不同控制对象设定不同电压设定值,其控制对象的不同电压设定值一一(有序或无序)交替传输到对象执行端,电压设定值经电压鉴别2'的统一输入端与接入电压鉴别2'比较端的控制对象电压预设值4'进行比较,只有当两电压值相符或相等时才输出选通控制信号,使被选通对象执行3'保持在启动状态或者停止状态,该运行状态一直持续到下一次更新。
[0061] 本发明利用电压选通控制方法实施例,构成机动车相遇自动驾驶用辅助控制设备各结构装置功能部件或者组合技术方案中都具有共同特征是:包括控制端为多对象选控,设置一个电压值设定和占空比转换电路,用于给定对象对应电压设定值和相应电压--占空比转换;执行端,设置一个对象一个电压鉴别电路及相应电压预设值,用于电压设定值和电压预设值进行比较并相符,对象被选通,进行控制或显示。
[0062] 该实施例中提供一种机动车相遇自动驾驶用辅助控制设备,该辅助控制设备包括:信号接收器、信号显示装置、信号发射器以及信号处理器,其中,该信号处理器分别与信号接收器、信号发射器以及信号显示装置连接,用于处理本车行驶状态信息以及信号接收器接收到的与本车相遇车的行驶状态信息,并将行驶状态信息通过信号显示装置进行显示和控制。
[0063] 进一步地,该信号处理器又包括了转向告知信号控制装置、会车远近光灯自动控制装置以及超车尾随远近光灯转向灯自动控制装置等。
[0064] 关于信号接收器、信号显示装置、信号发射器以及信号处理器(包括转向告知信号控制装置、会车远近光灯自动控制装置以及超车尾随远近光灯转向灯自动控制装置等)的具体电路结构及工作原理,将在下面的内容中进行详述。
[0065] 以下图3~图8为单/或双比较器电压鉴别电路不同的技术方案。
[0066] 图3是双比较器异或门电压鉴别电路原理图。
[0067] 图3同时绘出了一个及以上对象电压选通控制系统的部分电路,一个对象设置一个相对应的电压鉴别电路。该系统具有:电压设定电路1'中一组电阻分压点,分别经模拟开关1a、2a……构成对象设定电压V1(为统一输入端);电压鉴别电路2-1、2-2……;另一组电阻分压点构成预设电压电路4'(预设电压V10、V20……),以及对象执行端3'(包括被控制对象1b、2b……)。其中多对象电压选通控制系统,还包括通用模块的对象顺序控制和定时刷新电路,图中均省略。
[0068] 异或门电压鉴别:设定电压V1和预设电压V10分别与相应电压鉴别电路2-1中的两比较器20、21的异相输入端相连接,两比较器20、21输出分别与异或门22两输入端相连,异或门22输出端经非门23与对象执行端3'的被控对象1b相连。电压鉴别电路2-2连接方式与2-1相同。
[0069] 各对象是一一被选通,当选中控制对象1a模拟开关闭合,2a……其他均断开。当V1-V10≠0时,其中一比较器输出为1,另一比较器输出为0,异或门22输出为高电平(Vout=1),经非门23输出为低电平(Vout=0),无控制电压输出;只有当V1-V10=0,或V1、V10接近相等时,其中无论两比较器中谁先从0翻转为1或从1翻转为0,利用比较器本身就具有小范围的滞回特性,两比较器输出均有同时为0或同时为1瞬间,异或门22输出均为低电平,经非门23输出为高电平(Vout=1),有控制选通电压输出,使被控制对象1b被选中并保持。以下各路2a……依次类推。
[0070] 图4是窗口比较器电压鉴别电路原理图。
[0071] 设定一组被控制对象为1a、2a……,对应的窗口比较器电压鉴别电路为2-1'、2-2'……,每个被控对象都设有一路,纵向联立。其中窗口比较器电压鉴别电路2-1'由比较器一21'、比较器二22'、窗口电阻1R-1、预设电阻1R-2构成(图中两比较器输出之间有隔离二极管);预设电阻1R-2和窗口电阻1R-1相串联经电阻R-0接电源;窗口电压等差△V为比较器一21'正相端和比较器二22'的反相端,分别与窗口电阻1R-1首末端(由电流方向定义首末)相连接点的电压降;预设电阻(1R-2)首端点的电压(比较器二22'反相端)为预设电压V10;
设定电压V1为两窗口比较器21'、22'另两异相输入端相连接点的电压(形成所有窗口比较器电压鉴别电路的统一输入端V1)。当各选控对象设定电压V1分别一一传输到统一输入端(V1),与接入比较端的预设电压V10进行比较,落入窗口电压(V10+△V)中,即V10<V1<(V10+△V),窗口比较器电压鉴别电路2-1'输出高电平,启动执行端被选通对象1b。
[0072] 对象2a的窗口比较器电压鉴别电路为2-2',其中窗口电阻2R-1、预设电阻2R-2、预设电压V20、执行端被控对象2b,连接方式同上,具有相应窗口电压(V20+△V);这时当对象2a的设定电压V1落入其中,即有V20<V1<(V20+△V)被控对象2b被选通……,以此类推。
[0073] 窗口电压=预设电压+窗口电压等差=V10+△V。窗口电阻决定窗口的宽度,即窗口电压等差△V的大小,取决定于相同自动控制装置同一选控对象设定电压间分散性,分散性越大,窗口电压等差应选宽些。
[0074] 综上所述,双比较器电压鉴别电路由窗口比较器电压鉴别电路构成,包括组件:
[0075] 比较器一、比较器二、窗口电阻、预设电阻:
[0076] 所述窗口比较器电压鉴别电路的窗口电阻和预设电阻相串联,窗口电压等差△V为两窗口比较器中比较器一正相端和比较器二的反相端分别与窗口电阻(1R-1)首末端相连接的电压降,设定电压(V1)为两窗口比较器另两异相输入端相连接点的电压,预设电阻首端电压为预设电压(V10);当各控制对象设定电压一一传输到窗口比较器电压鉴别电路统一输入端,与接入比较端的预设电压进行比较,落入窗口电压中,窗口比较器电压鉴别电路输出高电平,相应对象或控制电压信号被选通。
[0077] 尤其是,图4所示的窗口比较器电压鉴别电路,用于设定电压与其相应窗口电压进行比较时,只要设定电压落于其窗口电压之中,对象即被选通检出。
[0078] 图5是单比较器电压鉴别电路之一。图5中,设定电压V1接比较器21a正相输入端(令21a正反相输入端为21a+、21a-,下同),预设电压V10接比较器反相端21a-。比较器输出分两路,一路直接与执行端的第一对象1b相连,另一路经非门24与第二对象2b相连。当V1>V10时,比较器21a输出高电平,执行端的第一对象1b启动,经非门24反相,第二对象2b不启动;反之,V1<V10时,第一对象1b不启动,第二对象2b启动,两者状态正好相反。
[0079] 图6是单比较器电压鉴别电路之二。图6所示电路与图5结构相同,但比较器输入端正反相调换,其被控对象动作也相反。即:当V1<V10时,比较器21a输出高电平,执行端的第一对象1b启动,经非门24反相,第二对象2b不启动;反之,V1>V10时,执行端的第一对象1b不启动,执行端的第二对象2b启动,两者状态正好相反。
[0080] 图7是双比较器电压鉴别电路。其中,设定电压V1与预设电压V10分别接入两比较器21a+、22a--;21a--、22a+的异相输入端;或者连接相反:21a--、22a+;21a+、22a--。当V1>V10或V1<V10时,两比较器输出分别连接的控制对象1b、2b的结果与图5或者与6情况相同。
[0081] 图3、图4、图7均属于双比较器电压鉴别电路;其余为单比较器电压鉴别电路。
[0082] 图8是非门电压鉴别电路。
[0083] 图8中给出了利用非门构成电压鉴别电路的技术方案,这时预设电压V10'为非门26的高低电平的转换电压(假定两者相等,且为电源电压的一个固定比值),设定电压V1接入到非门电压鉴别中非门26输入端,输出端直接与执行端的第一对象1b相连;同一输出端经非门27与第二对象2b相连。当输入电压V1>V10'时,电压鉴别非门26输出低电平,执行端的第一对象1b不启动;经非门27反相,第二对象2b启动;当V1<V10'时,非门电压鉴别器输出高电平,执行端的第一对象1b启动,经非门27反相,第二对象2b不启动。
[0084] 以上图3~图8的技术方案为单/或双比较器电压鉴别电路构成的不同技术方案,其中除图3中的异或门电压鉴别选通条件为V1=V10或近似相等外,其余方案选通条件为V1≤V或V1≥V10,属于只要相符或符合一个区间,对象即被选通或断开。
[0085] 占空比转换原理:为了进一步说明本发明对一个及以上对象电压选通控制方法,例举电压选通控制技术方案‘多对象占空比电压选通控制方法’见图11,利用在电压选通控制方法的控制端,首先由振荡电路产生一固定频率f1(如1-5kHz),选中一控制对象电压设定值,由固定频率f1占空比τ=50%---τ5(简称为τ5下同),经同一个电压占空比转换电路转换成相应占空比,经红外调制后通过信道输出,执行端接收后解调,再经占空比电压转换电路还原成相应对象电压设定值。以下详细叙述占空比τ与相位及相应平均电压之间的转换关系。
[0086] 图9是占空比τ与圆周角α(相位)间关系图。
[0087] 占空比与圆周角:每周期固定频率f1正负两半周,在全波整流后输出为一周期内占空比之和为:τ=50%+|50%|=100%=1见分图(a),其圆周角α则为:180°+180°=360°;分图(b)表示设定相邻的两对象间的等差占空比分配为△τ=10%,则第一对象1a占空比表示为τ1a=10%(分图b中占空比由虚线三角波脉冲形成),右边为余下90%的空挡部分,依次为τ2a=20%、……τ(N-1)a=80%;分图(c)所示最后一个控制对象Na占空比为τNa=
90%;分图(d)为圆周角的表示,其中第一和最后一个对象对应占空比为τ1a=10%(τ<τ
5)、τNa=90%(τ>τ5),对应的圆周角α1a=36°(等差△α)、αNa=324°,二者圆周角为互补关系:αNa:324°=360°-36°,且占空比τNa:90%=100%--10%;圆周互补角类似直角或平角中的互补角概念,如周角互补:40%+60%=100%简称τ4+τ6=100%。上述1a、2a、……(N-1)a、Na系指选通对象序号。上述说明中未考虑特殊控制对象0a、100a和不成对的50a。
[0088] 图10是电压占空比设定和转换电路原理图。
[0089] 见图10分图(a)图示为圆周角互补的电压占空比设定和转换电路10,由振荡电路频率f1和微分电路的电容10-1、电阻10-2,非门10-3、10-4、10-8,第一模拟开关10-5、第二模拟开关10-6及外围元件組成,其间关联连接,输出端接信道6;电压占空比转换电路输入端的固定脉冲频率占空比为τ=τ5(简称τ5=50%)脉宽,从第一模拟开关10-5输出τ<τ5窄脉冲,如τ1、τ2、τ3、τ4;从第二模拟开关10-6输出与τ<τ5窄脉冲圆周角互补的τ>τ5宽脉冲,如τ9、τ8、τ7、τ6,用于多对象的分配和选控,并完成电压设定和占空比转换。其中设定等差占空比为△τ=10%,圆周角差△α=36°;減小差分可安排分配更多控制对象;如△τ=1%,可安排101个控制对象,包括τ:(0、50、100)%。
[0090] 对象电压选通控制方法中控制端的每个对象是单个一一交替被选中的,整个系统共用同一个对象选控电压占空比设定和转换电路。假定对象选控端先选中第一控制对象1a(仅模拟开关1a闭合,其余断开),输入固定频率f1占空比τ5为方波脉冲,经微分电容10-1、微分电阻10-2、模拟开关1a闭合接地(0电位-低电平)构成微分电路,在微分电阻10-2上形成三角波脉冲,经非门10-3反相形成占空比τ>τ5宽脉冲,又经非门10-4再反相还原占空比τ<τ5窄脉冲,经已闭合的模拟开关10-5(控制端经电阻10-7受控于直流电源Vcc)至信道6输出,如占空比τ1a=τ1圆周角α1a=36°的窄脉冲,传输到对象执行端。当选中与其圆周角互补的最后一个控制对象Na,微分电阻10-2经隔离二极管1a-1和闭合的模拟开关Na从另一路接地,原三角波脉冲经非门10-3反相形成的宽脉冲τ>τ5,直接经闭合的模拟开关10-6至信道6输出,即输出占空比τNa=τ9圆周角αNa=324°的宽脉冲。由上述分析可见,两圆周角互补的选控单元都是成对出现的。另外,当微分电容10-1恒定,占空比的大小由微分电阻10-2的阻值大小来决定。
[0091] 图10分图(b)所示为占空比设定和转换电路的等效框图。图中左边部分输入端分别为:固定频率输入端f1、第一对象1a(需经微分电阻10-2)选控输入端、与1a选控输入端圆周角互补的Na选控输入端;右边部分为等效框图输出占空比为τ1a或(τNa)。
[0092] 对象选控占空比设定转换电路10包含了电压(设定)--占空比转换过程,即为平均设定电压对应的占空比转换。占空比对应的平均电压为稳压电源的百分数。如电源Vcc=12v时,当占空比设定为τ3、τ7,所对应的平均设定电压分别为3.6v、8.4v,占空比互为圆周角互补的两对象的电压平均值之和为稳压电源12v。以上所述模拟开关输入端输出端以电流方向来定义。
[0093] 综合上述电压选通控制方法,特别是经电压-占空比转换构成多对象占空比电压选通控制方法中的对象选控占空比设定转换电路10,包括,由固定频率f1经微分电容10-1、非门10-3、非门10-4、模拟开关10-5、信道6顺序连接;还包括,电源Vcc、电阻10-7、隔离二极管1a-1、Na-1,模拟开关1a、Na、10-6,非门10-8、微分电阻10-2:其中模拟开关10-6跨接入非门10-3输出端与信道6之间;所述非门10-3输入端经微分电阻10-2分别连接:经模拟开关1a接地;经隔离二极管1a-1与模拟开关Na输入端相连;所述电源Vcc经电阻10-7分别连接:经隔离二极管Na-1、模拟开关Na接地;与模拟开关10-5控制端相连;经非门10-8与模拟开关10-6控制端相连。
[0094] 模拟开关10-5、10-6两控制端间经非门10-8反向,两模拟开关工作状态相反。
[0095] 描述二极管的极性方向与文字叙述顺序一致,模拟开关的输入输出与电流方向一致。
[0096] 多对象占空比电压选通控制方法技术方案。图11是远程多对象占空比电压选通控制系统图。其组成如图所示:包括控制端部分:对象选控端1'(其中设定电压从一组下拉的电阻分压获得)、占空比设定和转换电路10;信道部分:红外调制发射5、红外信道6、红外接收解调7;执行端部分:占空比-电压转换8(与数字万用表中相应模块相同)、预设电压4'(从另一组下拉电阻分压获得)、电压鉴别2'、执行端对象3'。
[0097] 电路按顺序从左到右相关连接,设定电压转换成相应占空比,经调制发射、5红外信道6一一传输到执行端,经红外接收解调7转换成对应占空比,经占空比-电压转换8转换成对应设定电压,预设电压4'与电压鉴别2'的相应比较端连接;当输入的设定电压和电压鉴别比较端的预设电压比较相等时才有选通信号输出,控制对象分组的相对应执行对象3'。
[0098] 结合前述圆周角互补关系进一步说明选通控制方法控制原理:图11中对于对象选控端1'成对出现的选控单元作了更详细的下拉细分表示:如成对出现的控制对象0a-100a、1a-99a、2a-98a、……48a-52a、49a-51a、50a;其中执行对象3'为100b、99b、……51b、50b、
49b、……1b、0b,共计101个控制对象;每个控制对象均采用一个独立的电压鉴别电路2',如对应的2-100、2-99……2-51、2-50、2-49、……2-1、2-0;相邻的两对象间的等差占空比分配为△τ=1%。
[0099] 在特殊控制对象0a、50a、100a中,控制对象50a的微分电阻为R∞=∞(电阻断开),控制对象且不成对;仅就50a对象而言,设置指定所有的对象不予选中之时,即是对象50a被选中。另外,当两特殊控制对象0a或100a分别被选中,相应模拟开关先后闭合,固定频率f1占空比τ5方波脉冲,从占空比设定10输入端经微分电容10-1不经微分电阻直接接地(电阻为0);这时对象选控占空比设定电路10输出分别为占空比τ0a=0%,圆周角α0a=0°,和相应圆周角互补的占空比τ100a=100%,圆周角α100a=360°;两者在平面几何上为圆周角重合的一条直线,即X正向坐标轴,在实际应用中为两个独立的被控执行对象0b和100b。控制对象0a的设定电压为0v,占空比为0%,为脉冲波形坐标的横坐标轴本身;控制对象100a经图10非门10-3反相后的设定电压占空比为电源电压Vcc值本身,在占空比脉冲波形坐标上的幅值为电源电压Vcc,平行于横坐标轴的一条直线。
[0100] 以下为占空比电压选通控制方法在机动车相遇远近光灯转向灯自动控制和相遇信号显示中的应用。
[0101] 为了实现本发明技术方案,其前题是,每辆机动车前后均装有向前、向后方向的发射器和接收器,对于执行机动车右车道行驶地区,发射和接收器安装在机动车的左侧前后(驾驶位侧)。
[0102] 机动车会车超车尾随转向自动控制装置中占空比参数和频率的设置。
[0103] 占空比参数设置:
[0104] 收发装置的占空比τ设置参数与其相遇机动车行驶状态相对应。实施例中的约定说明如下:
[0105] 前发射:占空比τ2用于两车相向相遇会车。
[0106] 后发射:占空比τ3、τ4、τ6、τ7均为本车的相应行驶状态告知尾随超车的后方来车而设置:
[0107] ①、前车转向告知后车:τ4前车左转向;τ6前车右转向;τ7前车正常行驶中;
[0108] ②、τ3:前车正处在会车(前车接收到τ2),前车后发射从正常发射τ7自动转换为发射τ3。
[0109] 前接收:①、会车:两车相遇会车,双方前接收器接收到对方来车的前发射τ2,各自启动本车会车程序,变远光灯为近光灯;
[0110] ②、后车尾随:前车正会车、左转向、右转向,后车的前接收器接收到前车后发射的τ3、τ4、τ6均按尾随方式行驶,并发出前车相应行驶状态的声光信号(详见图24);
[0111] ③、后车超车:尾随的后车前接收到前车后发射τ7,启动超车程序,自动完成超车全过程(详见图18--图21);前车正会车或左转向,欲超车的后车前接收器接收到前车后发射(从τ7变为)τ3或τ4闭超车程序,转为尾随行驶(由图24中s2-30引出端说明)。
[0112] 后接收:①、前车有尾随的后车:前车后接收器接收到后车前发射τ2,前车发出【后方来车】声光信号;
[0113] ②、两车会车交汇后,两车背离行驶,双方后接收器均接收到相背离去的对方后发射τ7,双方发出【会车离去】声光信号。
[0114] 上述占空比的约定说明了,接收到不同的占空比,既影响到本车与前后来车相互之间的行驶状态的改变,也影响自身自动控制装置间工作状态的变化,反过来又影响后车的行驶状态的改变;两车之间发射接收信息与两车的行驶状态相互关联。
[0115] 振荡电路分频的频率设定:
[0116] 自动控制装置的振荡电路产生以下分频:基频f0(38kHz)、占空比设定用固定频率f1(1-5kHz)、收发周期控制频率f2(100Hz)。其中100Hz为收发间隔频率,用作变光自动控制装置在单工运行时发射接收的相间时间,即设定100Hz的每周期负半周为发射周期,同时闭锁接收;正半周为接收周期,同时闭锁发射。收发分开的目的是为了避免接收到自身红外发射时遇障返回信号引起自动控制装置误动;另一方面也为了使两侧自动控制装置之间的发射和接收能交互式同步交叉运行,能实现会车同步变近光灯常亮,两车交汇后均收不到对方信号,相继恢复远光灯继续前行。
[0117] 收发单工运行对接收端接收到的占空比平均电压值和比较端预设电压值之间的影响:自动控制装置在单工运行过程中,收发周期控制频率100Hz的每一个周期内仅有半个周期的f1脉冲传输到对方,这时传输的占空比不变,但相遇车辆接收解调后占空比转换成电压平均值则减半。例如,对于幅值为12V的占空比τ4:前车左转向,尾随后车接收到τ4并转换成对应电压平均值12V×0.4=4.8V的一半为2.4V,这时相应预设电压应设为2.4V,其他占空比的情况与此相同。这并不妨碍文中对占空比及其电压平均值概念的阐述,仅在实际设定‘预设电压’时考虑减半即可。
[0118] 图12是会车远近光灯自动控制装置原理框图。会车远近光灯的自动控制装置100(图12),主要由前接收器、前发射器、会车收发控制及振荡电路装置三个部分组成,会车收发控制及振荡电路装置与前发射器和前接收器关联连接。
[0119] 前接收器,见图12分图13是前接收占空比鉴别电路原理图,前接收占空比鉴别电路11a包括前接收解调电路7a、占空比电压转换电路8a和单比较器电压鉴别电路20a(输出R)顺序连接,用于接收信号的处理;其中前接收转换后的设定电压值V1和由分压电路构成的预设电压V10,当V1≥V10单比较器电压鉴别电路比较相符后,从R输出低电平,启动后续电路。预设电压V10为占空比τ2相应的电压平均值。转换电路输出s11-2a还与图19图24相连接,用于相遇信号显示和启动闪光电路。前接收解调电路7a与图24的相遇信号显示连接。
[0120] 前发射器,见图12中前发射占空比设定和转换电路,包括前发射调制电路5a和占空比设定电路10a。其前发射调制电路5a由三输入与门、红外功率发射电路和红外功率增强电路组合而成;占空比设定电路10a的固定频率输入端与会车收发控制及振荡电路中振荡电路分频f1相连,占空比设定电路的(参见分图10(b)第一对象1a)选控输入端相连的微分电阻直接接地,由于无相应圆周角互补的Na选控对象相匹配,所以占空比设定电路互补选控输入端悬空(图中未画出);占空比设定电路10a输出τ2与前发射调制电路的三输入与门输入端--1相连接:用于为控制对象设定‘电压设定值’,并同时进行电压设定值占空比转换。
[0121] 若逻辑电路有两个以上输入端时,以输入--1、输入--2、输入--3来区别。
[0122] 会车收发控制及振荡电路,包括接收开关电路12a、由异或门构成的收发控制电路16a、振荡电路15a、由555时基电路构成的单稳态延时复位电路13a(输出s13-3)、输出继电器14关联连接。前接收占空比鉴别电路11a输出端R与会车收发控制及振荡电路接收开关电路12a一输入端相连;接收开关电路输出端A分别与收发控制电路16a一输入端、振荡电路
15a复零端CR(设低电平复零)相连接;接收开关电路12a输出端A还经延时复位电路13a与输出继电器连接。
[0123] 振荡电路15a产生的分频f2、f0分别与以下电路相关联:
[0124] 收发控制电路16a输入端二B(f2);前发射调制电路5a的三输入与门输入端--2(f0)。收发控制电路16a输出C分别与前发射调制电路5a的三输入与门输入端--3和接收开关12a另一输入端C相连,延时复位电路输出s13-3还与前发射调制电路中红外功率增强电路--4相连。
[0125] 上述f0、f1、f2三种分频与相应电路关联后,经前发射调制电路三输入与门进行综合调制,通过红外功率电路并发射,在会车双方分别处于发射周期时增强各自红外发射功率,以扩大彼此红外发射距离,强制对方接收传感器进入动作区,实现会车双方同步改用近光灯。
[0126] 收发控制电路异或门的输入端之A和输入端之B,进行(f2 100Hz每半周一次)二进制求和运算;经运算后输出C=A+B,收发控制电路输出为C=1自动控制装置进入发射周期,闭锁接收周期;收发控制电路输出为C=0进入接收周期,闭锁发射周期;
[0127] 接收开关电路、收发控制电路、振荡电路三者,由振荡电路产生收发周期控制频率,使接收开关电路和收发控制电路协调工作,为收发单工运行提供支持:用于(本车自身)收发交替运行,避免接收到自身发射红外信号遇障的返回信号造成自动控制装置误动;在会车时相遇双方接收时闭锁发射,发射时闭锁接收,完成会车双方同步变换远光灯为近光灯。
[0128] 会车收发控制及振荡电路还包括延时复位电路和输出继电器,当会车时,前接收占空比鉴别电路装置接收解调的红外信号,用于占空比电压转换和电压鉴别对应设定电压选通后(即τ≥τ2R低电平),经处于接收状态的接收开关电路12a(A低电平)和延时复位电路启动输出继电器,控制本车变远光灯为近光灯常亮;在单工运行处于发射状态的同时,启动所述前发射调制电路的红外功率增强电路,使对侧前接收进入动作区,迫使对侧会车自动控制装置动作,双方同步变远光灯为近光灯常亮;两车会车交汇后双方前接收器均接收不到对侧红外信号,两车相继恢复远光灯常亮。电压鉴别对应占空比τ≥τ2选通,均完成自动变光。
[0129] 图13是前接收占空比鉴别电路原理图(对应图12的前接收占空比鉴别电路11a)。
[0130] 参见图13所示11a,进一步说明机动车会车远近光灯自动控制原理:前接收占空比鉴别电路11a中前接收解调电路7a由含有解调的红外接收头模块构成,输出R与接收开关电路输入端相连;接收头正常(无红外信号)输出高电平,经占空比电压转换电路8a中非门8-1反相后,再经转换模块8输出s11-2a(V1)为低电平(8与数字万用表中占空比转换平均电压模块相同),并分别为图24提供前接收器输出红外信号s11-2a和准备启动图19控制闪光启动电路。输出V1低电平接入单比较器电压鉴别电路30-6反相端,输出R高电平,后续电路不动作。参见图6是单比较器电压鉴别电路之二中单比较器21b。
[0131] 当前接收解调电路7a接收到占空比τ≥τ2外部红外信号并解调,接收头输出低电平,经占空比-电压转换8a中非门8-1反相成高电平,再经转换电路8还原成平均电压V1≥V10,使单比较器电压鉴别电路输出低电平R=0。要后续电路动作,接收开关电路12a输出R=0,只有接收开关电路12a处在接收状态C=0,输出A=R+C=0+0=0为低电平,延时复位电路触发端A为低电平触发,单稳态延时复位电路输出s13-3为高电平,输出继电器启动,常开接点闭合,远光灯变近光灯长亮。其中R、A、C表示为相应接点的电平。
[0132] 在逻辑电路有两个及以上输入端,必须避免相互间逻辑竞争。
[0133] 会车远近光灯自动控制装置工作过程说明如下:
[0134] 在会车时,双方前接收占空比鉴别电路接收到对侧占空比τ2红外信号的转换电压值与预设电压值比较,等于或大于预设电压值,经处于接收状态的接收开关电路启动延时复位电路使输出继电器动作,完成机动车会车双方同步变远光灯为近光灯常亮。
[0135] 会车前状况,自动控制装置处在正常行驶中(未接收到外部红外信号R=1):前接收占空比鉴别电路输出端为高电平R=1,无论C=0还是C=1,交替出现时,为或门的接收开关电路12a输出端均有:A=R+C=1+0(1)=1,后续电路不启动;接收开关电路12a输出端A=1并反馈到收发控制电路16a异或门输入一,异或门另一输入二受振荡电路15a的收发周期控制频率f2控制:
[0136] 当收发周期控制频率f2为负半周时B=0、A=1,有C=A+B=1+0=1(异或门二进制求和运算),C=1使前发射调制电路三输入与门处于开通状态,前发射电路处于发射周期,自动控制装置处于发射状态;这时无论前接收电路是否接收到外部红外信号(R为任何值),C=1闭锁或门接收开关电路,即自动控制装置本身发射时闭锁接收,同时也能避免接收到自身发射红外信号遇障的返回信号造成自动控制装置误动;
[0137] 当收发周期控制频率f2为正半周时B=1,正常运行R=1、A=1,收发控制电路有C=A+B=1+1=0(异或门二进制求和运算),C=0使前发射调制电路三输入与门处于闭锁状态,停止发射,自动控制装置处于接收状态,自动控制装置本身接收时闭锁发射。因此,机动车单独行驶自身发射与接收也能交替运行;
[0138] 以上所述过程R=1,无论B=1或0均有A=1,输出继电器不启动,远光灯常亮。
[0139] 自动控制装置前接收器接收到外部红外信号R=0:
[0140] 会车时本车与对方来车相会,若本车红外接收头率先接收到对侧红外信号τ=τ2,前接收占空比鉴别电路输出R=0,当此刻接收开关电路同时也处于接收周期C=0,(处在收发单工运行的接收状态)接收开关电路输出端A=R+C=0+0=0A=0分别控制如下电路:R=0,电压鉴别电路20a输出R低电平,收发控制电路输出端A为低电平,启动延时复位电路输出高电平(s13-3)并延时0.5-1.0秒复位(防止临界状态不稳定);输出继电器动作,常开接点闭合,本车变远光灯为近光灯常亮(自动变光过程);A=0振荡电路停振复零,所有频率清零B=0(振荡复位端为低电平复位,即电路停止振荡),C=A+B=0+0=0C=0,收发控制电路输出为低电平,为本车的接收周期开始与对侧发射周期同步(本车与对方车辆同步的切入点,并非正好是对侧发射周期的开始点)。从这一时刻开始,本车接收周期的长短仅与对方会车自动装置的发射周期‘开始’同步(因本车振荡电路已停振,与本车振荡电路无关),直到对方车辆发射周期结束,本车接收不到红外信号为止(恢复A=1),本车振荡电路重新起振,所有分频的第一个周期前半周均为低电平,收发周期控制频率f2仍处在B=0,C=A+B=1+0=
1C=1本车发射周期开始,对方车辆接收周期开始与本侧发射周期同步,双方自动控制装置在会车过程中的收发状态相反,双方处于收发交替相互同步运行中。
[0141] 本车发射周期开始的同时启动前发射调制电路中红外功率增强电路(延时复位电路已动作并延时,启动功率增强电路),加大本车的红外发射功率,扩大本车发射距离,强迫对方车辆前接收器进入动作区,对方自动控制装置立即同步切换远光灯为近光灯常亮。这段时间小于f2(100Hz)一个周期的一半0-5ms;因为本车自动控制装置并不一定在对方车辆发射周期的一开始就正好接收到对方发射的红外信号,因此双方自动控制装置相继动作时间均小于5ms,人眼的反应速度20ms,所以可以认为会车的双方远光灯是同步变近光灯的。
[0142] 对方车辆会车自动控制装置接收到本车增强的红外信号同步动作之后,随后对侧处在发射周期的同时也会增加对侧自身红外发射功率,迫使相遇会车自动控制装置先动作的那一侧也能接收到增强的红外信号;通过双方的红外光路和各自相应的电路,形成了双方自动控制装置之间闭环正反馈效应,克服了两车在相遇临界状态自动控制装置动作的不稳定性;同时在会车过程中双方的自动控制装置的接收周期相继同步于对方车辆的发射周期,使两车自动控制装置之间的发射状态和接收状态均处于交互式同步运行,克服了会车双方相遇过程自动控制装置之间由于接收灵敏度或发射距离存在差异,避免了可能因机动车两侧远光灯切换不同步而带来眩光耀眼的弊病。两车交汇后,双方前接收器均接收不到对方信号,两车自动控制装置复位相继恢复远光灯常亮。
[0143] 上述会车自动控制装置,实现了会车双方实时同步自动变远光灯为近光灯,既避免耀眼,也能减少司机手动劳动强度,克服会车时的精神紧张度,尤其是对驾车新手,有利会车行车安全;由于所述自动控制装置发射时闭锁接收,又可避免接收到自身红外遇障返回信号发生误动的弊病。
[0144] 图14是前(本)车转向告知后车信号控制装置框图。
[0145] 前车(或称本车)转向告知后车信号控制装置300(图14),每辆机动车左侧后部安装有后发射器和后接收器,通过其后发射后接收器将转向、会车、超车等信息告知后车,并与后车的前发射前接收器实现行驶状态互通信息。
[0146] 在图14中所述‘前车’系指相遇时在位置上相对于‘后车’相互之间的前后关系;当提及‘本车’多出现在本车前后均有来车,以及单独叙述本车时引用。
[0147] 本车司机在转向时,通过操作手动转向开关(含左中右三个档位),在左转向(包括超车时自动启动左转向信号)、正常(不会车不转向不超车)、右转向或本车会车等行驶状态,实现后发射器发射相应占空比τ4、τ7、τ6或τ3,实现尾随的后车完成超车车灯自动控制或自动显示前车相应行驶状态的声光信号;本车设置所述后接收占空比鉴别电路用于接收后面来车的前发射的红外信号,为本车提供后方来车的相对位置和相对距离的声光信号来源。
[0148] 前车转向告知后车信号控制装置300图14,包括有后接收占空比鉴别电路、收发控制及振荡电路、后发射选控占空比设定和转换电路18。后接收占空比鉴别电路11b包括后接收解调电路7b、占空比电压转换电路8b、单比较器电压鉴别20b。其结构原理以及连接方式与图12中前接收占空比鉴别电路11a相同,不再重述。
[0149] 收发控制及振荡电路包括接收开关电路12b、延时复位电路13b(无输出继电器)、收发控制电路16b、振荡电路15b和图12中相应的电路结构原理以及连接方式相同,不重述。
[0150] 后发射选控占空比设定和转换电路18(图中粗实线大方框中),图中所示,包括后发射调制电路5b、占空比设定电路10b、对象选控电路25b。
[0151] 后发射调制电路5b,由功率发射和功率增强电路以及三输入与门(调制)构成,其中三输入与门的三输入端-1、-2、-3分别与占空比设定电路输出端s10-4b、振荡电路15b基频fo、收发控制电路16b输出端相连接;后发射调制电路-4(功率增强)与延时复位电路13b输出相连接;
[0152] 占空比设定电路10b和对象选控电路25b:
[0153] 占空比设定电路10b,其固定频率输入端s10-1b与振荡电路f1相连;
[0154] 第一组对象选控输入端s10-2b(参见图10(b)--1a),经微分电阻R1、(τ3)模拟开关1a1接地;相应圆周角互补的选控输入端s10-3b(参见图10(b)--Na)经隔离二极管18-12、(τ
7)模拟开关1a2接地;隔离二极管18-11分别与模拟开关1a1、1a2输入端相连;
[0155] 第二组对象选控输入端s10-2b,经微分电阻R1+R2(相串联)、(τ4)模拟开关1a3接地;相应圆周角互补的选控输入端s10-3b经隔离二极管18-14、(τ6)模拟开关1a4接地;隔离二极管18-13分别与模拟开关1a3、1a4输入端相连;
[0156] 其中对象选控电路25b输入端s2-20(接至后述图24是信号控制显示电路框图【本车会车】光信号输入端),分别和非门18-1输入端、对象选控模拟开关1a1控制端相连接;手动转向开关常开接点①'s18-1闭合后,分别与左转向灯、对象选控模拟开关1a3控制端、还经隔离二极管18-5和非门18-4输入端相连接;手动转向开关常开接点②'s18-2闭合后,分别与右转向灯、对象选控模拟开关1a4控制端、还经隔离二极管18-6和非门18-4输入端相连接;非门18-4输入端经降压电阻18-7接地;非门18-4输出端经降压电阻18-3,分别与对象选控模拟开关1a2控制端相连,经隔离二极管18-2和非门18-1输出端相连;手动转向开关常开接点s18-1、s18-2还与图21超车转向灯控制电路的相应转向灯功率电路输出相连接。
[0157] 机动车前车转向告知后车信号控制原理:
[0158] 前车正常行驶:非门18-1输入端s2-20为低电平,输出高电平;非门18-4输入端经电阻18-7接地,输出高电平,隔离二极管18-2两极均为高电平,启动模拟开关1a2,后发射占空比为τ7。前车左转向:司机操作手动转向开关①'闭合左转向灯,s18-1高电平,在图14中有:
[0159] ①、启动机动车本身带闪光电源使左转向灯闪亮(包括本车超车时,自动开启左转向灯闪光);
[0160] ②、经隔离二极管18-5使非门18-4输出低电平,经降压电阻18-3断开模拟开关1a2,闭锁后发射占空比τ7,这时非门18-1输出高电平被反向隔离二极管18-2隔离;
[0161] ③、接通模拟开关1a3后发射占空比为τ4,使尾随欲超车的后车前接收器接收到占空比τ4;后车在发出【前车左转向】声光信号的同时,经后车图24是信号控制显示电路框图s2-30,使图18中输出继电器维持一直动作状态,停止反复切换,闭锁后车超车程序,按尾随方式行驶;待前车左转向离去,尾随的后车自动恢复远光灯常亮,继续前行。
[0162] 前车右转向:司机操作手动转向开关②'闭合右转向灯,s18-2高电平,在图14中有:
[0163] ①、启动机动车本身闪光电源使右转向灯闪亮(包括本车超车交汇,自动开启右转向灯);
[0164] ②、经隔离二极管18-6使非门18-4输出低电平,同样经降压电阻18-3断开模拟开关1a2,闭锁后发射占空比τ7;
[0165] ③、接通模拟开关1a4后发射占空比为τ6;使尾随的后车前接收器接收到占空比为τ6,发出【前车右转向】声光信号;待前车右转向离去,尾随的后车恢复远光灯常亮,继续前行。
[0166] 本车会车:当本车与前方来车相向会车时前接收占空比为τ2,会车自动控制装置启动出口继电器改用近光灯,经图24发出【本车会车】声光信号,s2-20为高电平,在图14中有:
[0167] ①、s2-20高电平启动模拟开关1a1,使后发射占空比由正常τ7变换为τ3;
[0168] ②、非门18-1输出低电平经反向隔离二极管18-2,断开模拟开关1a2闭锁发射占空比τ7;
[0169] ③、欲超车的后车前接收器接收到信号从τ7变为τ3,经后车图24并发出【前车正会车】声光信号,再经s2-30使后车图18输出继电器动作并停止切换,强迫欲超车终止超车程序,按尾随方式行驶;这一过程直到本车会车结束,恢复后发射占空比τ7,后车自动恢复超车程序。
[0170] 前车转向告知后车信号控制装置中,设有后发射器,含一个包括后发射调制电路、占空比设定和转换电路、对象选控电路的后发射选控占空比设定和转换电路,其间相互关联连接,用于在操作手动转向开关的控制下完成对象选定和占空比(τ3、τ4、τ6、τ7)设定、转换,产生并发射与转向开关位置相对应的占空比脉冲信号,用于将本车的行驶状态告知后车;
[0171] 后车所设的会车自动控制装置前接收器接收到前车后发射相应占空比脉冲信号:前车正会车或左转向,后车自动闭锁超车程序,按尾随行驶,并显示‘前车正会车’或‘前车左转向’信号;前车右转向,后车显示‘前车右转向’信号;前车转向离去,后车恢复远光灯,继续前行;前车正常前行,后车自动完成超车全过程。
[0172] 综上所述,后车前接收器接收到前车后发射占空比τ3≤τ<τ7(符合前述τ≥τ2自动变光条件),使会车自动控制装置的输出继电器动作,变远光灯为近光灯常亮,按尾随方式行驶。
[0173] 此外,对象选控电路中,为避免在转向时脉动闪光电源对门电路和模拟开关动作产生影响,模拟开关的控制端和门电路输入端均设有电容保持电路,图中未画出。
[0174] 上述机动车前车转向告知后车信号控制装置,实现了前车会车转向的行驶状态告知后车;在前车正会车或左转向,除以声光信号提醒后车司机,同时还闭锁欲超车的后车超车程序(参见图24中s2-30说明),使后车自动转为尾随行驶状态,防止相撞或追尾(指与对侧会车或左转向的前车),提高行车安全性;更有利黑夜及大雾天等能见度低机动车相遇时的行驶安全。
[0175] 图15是前发射接收传感器水平视野角俯视图,图16是前发射接收传感器垂直视野角断面图。
[0176] 前述会车自动控制装置中设有前发射器和前接收器,前车转向告知后车信号控制装置中设有后发射器和后接收器;前后发射器和前后接收器都要通过发射和接收传感器来实现相遇机动车之间红外通信,其中指向前方和指向后方的发射和接收传感器,应有足够视野角。两机动车在路面不平、道路弯曲等路况,从相遇到交汇全过程中都要能接收到对方发射的红外信号,要求双方发射接收传感器的视野角必须有足够大的宽度,使双方收发传感器的视野角之间应相互重叠,才能保证相遇过程稳定接收到对方发射的红外信号。
[0177] 按执行右行车道行驶的机动车前后发射器接收器安装在机动车左侧(驾驶位侧)。车前传感器指向前偏左侧。见图15是前发射接收传感器水平视野角俯视图,其水平俯视角大于120°,处在水平第Ⅱ象限;水平俯视角的两边沿中从Y轴(正前方)向右侧偏斜,边沿中从–X(左侧面)轴向下方偏斜,各拓宽偏角至少15°;见图16是前发射接收传感器垂直视野角断面图,其向前垂直方向断面的仰角大于60°;水平俯视角和垂直仰角在XYZ三轴间形成锥形椭圆包络线。
[0178] 同理,车后传感器指向后偏右侧,其水平俯视角度大于120°,处在水平面第Ⅰ象限;水平俯视角两边沿中从Y轴(正后方)向左侧偏斜,边沿中从+X(右侧面)轴向下方偏斜,各拓宽偏角至少15°,图中未画出,前后水平俯视图是镜像关系。向后垂直方向断面的仰角度大于60°。
[0179] 为了实现收发区域间复盖和提高边缘的灵敏度,还可设置接收传感器光偏置和抛物镜聚焦。红外接收传感器的敏感元件采用光二极管,起始区域存在死区,为了消除死区采用红外光偏置,使工作点扩展到死区范围(类似半导体三极管的偏置)。增加偏置、激励的目的在于提高红外接收传感器灵敏度,扩大接收距离,以最小的红外发射功率获得最大的技术效果。
[0180] 具体做法:在红外接收传感器(红外接收头)的敏感元件附近放置加有偏置电压的红外发光管;偏置电压可以采用脉冲序列或交流或直流,或采用其中两种电压叠加组合形成的脉动电压。为了防止环境温度偏置电路的影响,还需采用温度自动补偿电路。
[0181] 该偏置电路可以直接制造在红外接收头的电路模块中,以方便用户安装使用。
[0182] 采用其它可控能量激励的方法同样有效,例如在红外接收传感器附近放置聚焦的抛物镜,同样可以提高灵敏度;或者在红外接收传感器附近同时放置加偏置电压的红外发光管和抛物镜聚焦,进一步提高接收灵敏度。
[0183] 以上所述提高红外接收传感器灵敏度的诸多方法,可以实现以最小的红外发射功率获得最大的技术效果;同时缩小了红外发射管的功率体积重量,既经济节能又环保。
[0184] 图17是超车尾随远近光灯转向灯自动控制装置框图。
[0185] 由图17构成的自动控制装置,可实现道路交通安全法对机动车超车尾随所规定车灯手动操作全部变自动的要求。
[0186] 超车尾随远近光灯转向灯自动控制装置200(图17),从外围电路引入远光灯14-01、近光灯14-02和左转向灯50-01、右转向灯50-02;超车时远近光灯受控于分图18是会车自动控制装置延时复位电路及输出继电器中输出继电器转换接点s14-1、s14-2;左转向灯和右转向灯通过图14是前(本)车转向告知后车信号控制装置框图中手动转换开关常开接点s18-1、s18-2,受控于图17中分图21超车转向灯控制电路输出电路。
[0187] 图18是会车自动控制装置延时复位电路及输出继电器,为外围电路,从图12引入相关内容;包括前接收占空比鉴别电路11a、接收开关电路12a、延时复位电路13a和输出继电器14。其中继电器14-1的转换接点14-2含常闭接点s14-1(闭合远光灯点亮)、常开接点s14-2(闭合近光灯点亮);电阻14-6和电容14-7串联后与继电器14-1线圈并联,构成继电器线圈断电后的电感续流回路,既防止线圈过电压,同时在续流过程中使继电器已闭合的常开接点延时返回(近光灯延时断开)。延时复位电路复位端s13–4不直接与正电源相连,与图19占空比控制闪光启动电路输出s13-4连接。复位端s13–4正常为高电平,当超车时复位端变为低电平,延时复位电路输出s13-3为低电平,输出继电器失电,使继电器14-1延时返回,用于超车时远近光灯自动闪亮过程使近光灯延时断开。分图18中,延时复位电路输出s13-3和图22尾随近光灯控制电路输出s14–5,以及图24是信号控制显示电路中【前车正会车】、【前车左转向】光信号输入s2-30三者,分别经二极管14-3、14-4、14-5构成或门和继电器14-
1相连,各路分别为高电平都能强制继电器一直启动,常开接点动作不切换。
[0188] 所述超车尾随远近光灯转向灯自动控制装置200(图17),包括占空比控制闪光启动电路30、超车转向灯启动电路40、超车转向灯控制电路50、尾随近光灯控制电路60。
[0189] 以下对图17的框图结构组成分别说明:
[0190] 占空比控制闪光启动电路30:
[0191] 图19是占空比控制闪光启动电路,由或门、延时断开关、单比较器电压鉴别电路组成。
[0192] 其中s11-2a、s50-1经30-1、30-2二极管组成或门,s11-2a来自图13是前接收占空比鉴别电路原理图,是占空比电压转换电路输出τ7平均电压;s50-1来自图21是超车转向灯控制电路中右转向灯功率电路控制端(为高电平时τ=100%)。或门输出经延时断开关和单比较器电压鉴别器30-6反相端相连,电压鉴别器输出连接图18会车自动控制装置延时复位电路复位端s13-4。电压鉴别器预设电压V10为占空比τ7平均电压值。
[0193] 延时断开关由延时电路30-4和模拟开关30-3组成,模拟开关30-3输出端经电阻30-5接地。延时电路30-4受控于图18输出继电器常开接点s14-2。
[0194] 当超车时,通过图13接收到前车的后发射τ7(输出s11-2a),欲超车的输出继电器动作:
[0195] ①、常开接点s14-2闭合近光灯点亮;
[0196] ②、常开接点s14-2闭合同时,通过图19使延时电路30-4瞬时输出高电平,模拟开关30-3闭合;
[0197] ③、单比较器电压鉴别器30-6(τ=τ7)输出s13-4低电平,输出继电器失电,常开接点在续流电路作用下延时断开,使近光灯延时熄灭,决定闪光过程近光灯点亮时间。
[0198] 只有当输出继电器常开接点断开:
[0199] ①、常开接点断开所述延时电路失电并开始计时,常闭接点瞬时闭合点亮远光灯;
[0200] ②、延时电路30-4输出的高电平,经过延时变成低电平,延时电路计时结束,延时断开关的模拟开关30-3失电断开;
[0201] ③、使输出继电器已闭合的常闭接点s14-1延时打开,远光灯延时熄灭,决定闪光过程远光灯点亮时间。
[0202] 模拟开关30-3断开后,单比较器电压鉴别器30-6恢复输出s13-4高电平,延时复位电路恢复输出s13-3高电平,输出继电器重新瞬时动作,常开接点瞬时闭合近光灯重新点亮。以上过程周而复始,实现超车时利用输出继电器的转换接点反复动作变换使用远近光灯,并同时为转向灯供闪光电源。
[0203] 上述输出继电器转换接点反复动作过程,输出继电器两端并联的串联阻容决定了近光灯的点亮时间;模拟开关30-3控制端延时电路断开高电平的延时,决定了远光灯的点亮时间,两者循环闪光周期应控制在0.8-1.0秒。
[0204] 超车转向灯启动电路40:
[0205] 图20是超车转向灯启动电路,包括采样延时电路1、采样延时电路2、与非门40-1和非门40-2。会车输出继电器常闭接点s14-1经隔离二极管40-3与采样延时电路1中相互并联的电阻40-4电容40-5相连,另一端接地,电容40-5正电极输出,构成快充电慢放电的延时电路;常开接点s14-2与采样延时电路2连接,采样延时电路2和采样延时电路1结构完全相同。两采样延时电路输出分别和与非门40-1两输入端连接,与非门40-1输出和非门40-2连接;
其中与非门40-1输出端s40-1分别与图21是超车转向灯控制电路以及图22是尾随近光灯控制电路相关联;非门40-2输出端s40-2与图21是超车转向灯控制电路相关联。
[0206] 只有当超车时,输出继电器的常开常闭转换接点反复切换,经两采样延时电路的延时作用下同时输出高电平,才能保证s40-1有稳定的低电平输出,s40-2有稳定的高电平输出。
[0207] 超车转向灯控制电路50:
[0208] 图21是超车转向灯控制电路,由右转向灯功率电路、右转向灯控制电路、左转向灯功率电路组成。图18会车自动控制装置的输出继电器常闭接点s14-1分别与右转向灯功率电路、左转向灯功率电路的输入端相连接,为转向灯提供闪光电源,两功率电路输出分别与右转向灯50-02和左转向灯50-01连接;图20超车转向灯启动电路输出端s40-2分别与图21中左转向灯功率电路的控制端、右转向灯控制电路中充电电路输入端相连接,实现超车时开启左转向灯,同时为开启右转向灯做准备。
[0209] 右转向灯控制电路由隔离二极管D1、电阻R3、充电电容C1充电端顺序连接组成充电电路,充电电容C1负端接地;可控SCR连接在充电电容C1与接地放电电阻R4之间;图20超车转向灯启动电路的输出s40-1经电容C2和可控硅SCR控制端k相连;放电电阻R4首端经相串两非门50-3、50-2输出s50-1与右转向灯功率电路的控制端相连接。其中s50-1还与图19是占空比控制闪光启动电路输入端相连接;非门50-3输出s50-2与图18中延时复位电路触发端相连接:用于在超车与前车交汇后,超车前接收器接收不到前车后发射的红外信号,继续维持图19的闪光启动电路和图18中延时复位电路触发端的低电平(维持触发端低电平),使输出继电器维持反复动作,继续维持变换使用远近光灯及右转向灯闪亮,直到完成超车驶回原车道。
[0210] 从欲超车前接收到占空比τ=τ7超车开始到交汇,闪光过程全由外部红外信号维持;交汇后失去外部红外信号,由启动右转向灯的控制信号s50-1、s50-2来维持后续超车过程,直到驶回原车道。以上所述过程,充分说明了本发明的电压选通控制方法中被选通信号的一种保持方案实例。
[0211] 驶回原车道远光灯自动恢复电路:超车驶回原车道恢复正常行驶自动开启远光灯常亮。
[0212] 见图21中右转向灯控制电路,由非门50-4、二极管D2、D3、电阻R5组成驶回原车道远光灯自动恢复电路:非门50-4串接在两反向二极管D2、D3之间构成回路,连接在s40-1与可控硅SCR充电电容C1正极之间;图24【后方有车】信号s2-20b经电阻R5与非门50-4输入端相连。欲超车前接收到占空比τ7,超车转向灯启动电路s40-1为低电平,50-4输出高电平,通过反向二极管D2隔离,对充电电容C1无影响;若此时欲超车的车尾又有尾随车辆,后接收到τ2有s 2-20b为高电平,经电阻R5、二极管D3与s40-1连接,s40-1已为低电平,非门50-4输出高电平不变。超车交汇后,超车前接收无信号,s40-1为高电平;超车驶回原车道,后接收到被超车前发射的τ2有s2-20b为高电平,s40-1又为高电平,二极管D3两端为高电平,非门50-4输出低电平,SCR充电电容C1瞬时放完剩余电荷,可控硅阻断,熄灭右转向灯,自动恢复远光灯常亮;对于超车的后方没有尾随车,情况一样。
[0213] 超车远近光灯转向灯自动控制过程说明:
[0214] 超车前,尾随车辆相距前车150米以远,前接收器接收到前车后发射的τ7红外信号不在红外传感器动作区内,接收到的τ7为断断续续不完整红外序列脉冲信号,经占空比电压转换为0<τ<τ7平均电压,直到接收到τ2≤τ<τ7后车的会车自动控制装置动作s13-3为高电平,输出继电器启动:
[0215] ①、常开接点闭合变远光灯为近光灯,这期间后车按尾随行驶,虽满足自动变光条件,此时并非与同向行驶的前车会车。符合‘近距离行驶后车不得使用远光灯’的规定。
[0216] ②、常开接点闭合s14-2高电平,图19中延时断开关电路的模拟开关30-3闭合,但此时有τ<τ7,单比较器电压鉴别器30-6输出s13-4继续维持高电平,继电器一直维持动作状态不变。
[0217] 后车接近前车目的是要超越前车,当两车继续接近约150米左右,后车前接收器接收到前车后发射的τ=τ7完整的红外脉冲信号,图19是占空比控制闪光启动电路中单比较器电压鉴别电路30-6输出s13-4低电平;在会车自动控制装置输出继电器转换接点开始反复切换的这段时间内,因图20是超车转向灯启动电路中采样延时电路1、2同时输出高电平并延时,使其与非门40-1输出s40-1平稳低电平;非门40-2输出s40-2平稳的高电平,分别控制:
[0218] ①、s40-2平稳的高电平,左转向灯功率电路控制端为高电平,左转向灯启动并闪亮;
[0219] ②、s40-2平稳的高电平,经隔离二极管D1电阻R3瞬间向右转向灯控制电路充电电容C1充满电,使其有足够的放电时间;可控硅SCR为阻断状态,为开启右转向灯做准备;
[0220] ③、s40-1平稳低电平,经图22是尾随延时启动电路中电容60-5放电‘,超车计时’开始。
[0221] 超车过程中会车自动控制装置输出继电器转换接点反复切换,当输出继电器常闭接点s14-1闭合后为高电平提供转向灯闪光电源,s40-2高电平点亮左转向灯50-01;输出继电器常闭常开接点断开又闭合,变换使用远近光灯。这一超车过程符合交通安全法实施条例第四十七条关于‘机动车超车时,应当提前开启左转向灯、变换使用远、近光灯’的规定。
[0222] 上述过程一直延续到前后两机动车交汇,这时超车司机已开始左转向离开原车道继续从前车左侧超越,超车的前接收器接收不到前车后发射的红外信号,输出继电器常开接点s14-2返回后,图20采样延时电路2输出低电平,与非门40-1输出s40-1突变为高电平,s40-2变为低电平:
[0223] ①、s40-2变为低电平,左转向灯功率电路控制端失电,左转向灯熄灭;
[0224] ②、s40-1突变为高电平经电容C2触发可控硅SCR的控制极k,可控硅导通,放电电阻R4上为高电平,经两非门50-3、50-2输出s50-1高电平,开启右转向灯50-02闪亮;充电电容C1开始放电‘,驶回原车道计时’开始;因两车交汇欲超车失去红外信号,右转向灯点亮后,s50-1经图19占空比控制闪光启动电路的隔离二极管30-2,继续维持闪光启动电路的工作,输出s13-4低电平;此时图13s11-2a无信号,通过图21非门50-3输出s50-2维持图18中延时复位电路触发端低电平,输出继电器继续维持切换,继续开启右转向灯、变换使用远、近光灯。
[0225] 欲超车交汇后继续超车并开始超越前车,驶回原车道后,后接收到被超车前发射的τ2有s2-20b为高电平,驶回原车道自动恢复电路非门50-4输出低电平,使充电电容C1强制放电终了,可控硅恢复阻断‘,驶回原车道计时’结束,s50-1变为低电平,右转向灯功率电路控制端失电,右转向灯熄灭;s50-2变为高电平,图18延时复位电路触发端恢复高电平,延时复位电路复位,输出继电器失电常闭接点返回,恢复远光灯常亮,完成超车全过程。
[0226] 以上所述符合道路交通安全法实施条例第四十七条关于‘后车应当在确认有充足的安全距离后,从前车左侧超越,在与被超车拉开必要的安全距离后,开启右转向灯,驶回原车道’的规定。
[0227] 尾随近光灯控制电路60:
[0228] 图22是尾随近光灯控制电路。
[0229] 尾随的欲超车因某种原因不能继续超车,为了避免远近光灯和左转向灯长时间闪烁,对欲超车前后行驶车辆司机视觉的不利影响,当这段时间超过约半分钟欲超车会自动进入尾随行驶。见图22,所述尾随近光灯控制电路由尾随延时启动电路和尾随控制电路组成,之间关联链接。
[0230] 尾随延时启动电路:尾随延时启动电路输入端与图20超车转向灯启动电路输出端s40-1相连接,由电阻60-4与电容60-5构成的积分电路和非门60-2相连并输出,充电二极管60-3与电阻60-4并联,构成快充慢放延时电路。
[0231] 尾随控制电路:尾随控制电路由双稳触发器60-1构成,非门60-2的输出端经电容60-9和接地电阻60-10组成微分电路接至双稳触发器60-1的触发端1C,双稳触发器输出端
1Q(s14-5)与图18会车自动控制装置输出继电器的或门s14-5相连接;直接清零端1R分别经电阻60-7与正电源相连接,经电容60-6连接至图24是信号控制显示电路框图中【前方有车】声光信号s60-1。
[0232] 图22中,B10是超车恢复按钮和60-11控制角度传感器并联,同时接入正电源与触发端1C之间,用于手动或自动终止后车尾随,重新启动超车程序。
[0233] 超车进入尾随行驶近光灯控制过程说明:
[0234] 后车开始超车s40-1为低电平,从这一时刻起,已充满电荷的电容60-5开始经电阻60-4缓慢反向放电,尾随延时启动电路开始‘超车计时’;当电容电压缓慢下降,设定延时超过约定时间(约半分钟),非门60-2输入电压达到低电平翻转电压,输出高电平,经微分电容
60-9在电阻60-10上产生第一个正脉冲,经触发端1C使双稳触发器60-1翻转,输出端1Q s14–5变为高电平‘,超车计时’结束,停止超车;s14–5经会车自动控制装置100的输出继电器或门二极管14-4,使输出继电器一直处于强制动作状态,接点停止切换,常开接点闭合近光灯常亮,自动进入尾随行驶:
[0235] ①、由于输出继电器转换接点停止来回切换,图20是超车转向灯启动电路非门40-2输出s40-2低电平,左转向功率电路控制端失电,左转向灯熄灭;
[0236] ②、继电器常闭接点断开s14-1为低电平,转向灯失去闪光电源,左转向灯失电停闪;继电器常开接点闭合近光灯常亮,终止超车过程,自动按尾随方式行驶。
[0237] 符合交通安全法实施条例‘尾随时同方向行驶的后车与前车近距离行驶时,不得使用远光灯’规定。这种自动进入尾随方式也符合城市道路交通拥挤时,相互尾随的机动车辆的行驶状态。
[0238] 这时超车转向灯启动电路与非门40-1输出s40-1高电平,右转向灯控制电路可控硅可能导通,这时因会车输出继电器常闭接点断开s14-1低电平,右转向灯闪光电源失电,不会误动。
[0239] 在尾随过程中,当前车已驶离原车道(包括驶远或转向离去),本车机动车相遇信号控制显示电路的【前方有车】s60-1信号终止(见图24中说明),直接清零端1R产生负脉冲,使双稳触发器60-1复零,输出端1Q s14–5变为低电平,同时欲超车前接收器接收不到红外信号,输出继电器常闭接点闭合,远光灯自动恢复常亮,机动车自动进入正常行驶状态。
[0240] 当超车进入尾随过程中,司机发现有了超车机会,利用装有角度传感器60-11的方向盘向左转向打到某个角度时,使触发端1C接入正电源产生第二个正脉冲,恢复双稳触发器60-1输出端1Q为低电平,终止尾随行驶,重新进入超车行驶状态;或手动按一下控制面板上设置的【恢复超车按钮B10】,使触发端1C接入正电源也会产生第二个正脉冲,恢复双稳触发器60-1输出端1Q为低电平,尾随后车前接收仍接收到前车后发射τ7,也能重新启动超车程序。
[0241] 以上所述机动车相遇会车、超车、尾随等行驶过程全部全程的车灯可实现自动化,代替了【道路交通安全法】中法定机动车相遇过程的全部手动操作;这时司机可以双手只顾紧握方向盘,无需考虑手的其他操作,既减轻劳动强度,又能克服精神紧张度,也能减少人为误动误判,尤其是有利新手上路,有效杜绝相撞或追尾等恶性事故发生,提高道路通行率,产生明显社会效益。
[0242] 图23是大雾按钮连接图:利用红外光在大雾或雾霾中的透过率大于可见光的特性,通过按下带机械闭锁或自保持的【大雾按钮】B20,可使本车自动控制装置前后发射调制电路中的红外发射功率加大到设计的最大值,进一步扩大前后红外光的发射距离,尽量提前预告相遇车辆之间行驶状态的声光信号。这在黑夜,尤其是大雾雾霾等能见度极低的恶劣天气,使机动车能互相了解前后邻近车辆的行驶状态,再通过短暂语音提示声,能及时提醒司机注意安全,对遇到司机头脑不清,如饮酒、凌晨疲劳、思想不集中等情况,能有效防止相撞追尾等恶性事故发生。
[0243] 机动车相遇信号控制显示装置400由信号控制装置和信号显示控制面板组成。
[0244] 图24是信号控制显示电路框图。
[0245] 如图24所示,信号控制装置包括:信号控制电路和信号显示电路;从左到右依次为:引入外围电路前后接收解调转换电路11a、11b---电压鉴别电路、信号控制电路、信号显示电路关联连接。其中信号显示电路包括信号显示灯电路和显示车辆行驶状态。
[0246] 信号控制装置从自动驾驶辅助控制设备的相关自动控制装置引入前、后接收解调转换电路,其输出接入信号控制装置的电压鉴别电路的统一输入端,经信号控制电路输出端与相应信号显示电路相连接,用于汇集和传送本车执行端获得的所有电压信号,控制点亮显示灯,显示本车与本车相遇车辆的行驶状态、方向位置和相对距离模拟显示信息。
[0247] 信号显示控制面板,由信号显示灯形成标志图符安装在控制面板上,其上下左右的相互位置与本车前后左右的来车实际位置一一对应。以下具体详细叙述:
[0248] 1)、前接收解调转换电路11a,接收占空比为20%……70%的电压信号并转换成相应设定电压值输出(s11-2a),分别一一经电压鉴别电路2-20、2-30、2-40、2-60、2-70统一输入端,与各电阻分压点构成的占空比τ2、τ3、τ4、τ6、τ7对应的预设电压相比较,并且将相等的信号选通输出,经信号控制电路,分别与信号显示电路的信号显示灯(包括保持电路)内容对应:
[0249] 信号显示灯举例:【本车会车A3】显示灯,图中以粗实线框标注相应显示灯光信号;‘本车会车’语音提示,图中以细虚线框标注发出的相应语音信号‘;两车会车时’行驶状态,图中以细实线框标注显示该信号的车辆行驶状态,其他同。
[0250] 其中前车转向告知后车光显示信号:【前车左转向A7】(τ4)、【前车右转向A8】(τ6)、【前车正会车A9】(τ3)同时还与【前方有车A6】相关联,均为告知尾随后车光显示信号;
[0251] ‘尾随的后车’显示:【前方有车A6】还与图22尾随近光灯控制电路s60-1连接,用于前车离去该信号终止,恢复尾随的后车近光灯为远光灯常亮,进入正常行驶状态;
[0252] ‘尾随欲超车’显示:【前车正会车A9】(τ3)、【前车左转向A7】(τ4)关联连接后输出s2-30与图18会车自动控制装置输出继电器连接:用于
[0253] ①、‘两车会车时’双方同时显示【本车会车A3】(τ2),通过s2-20与本车图14中本车转向告知后车‘对象选控电路’相连接,使本车会车时后发射占空比自动由τ7变为τ3;欲超车前接收器接收到占空比τ3,经后车图24中发出【前车正会车A9】接通s2-30;同时经s2-30使后车图18强制欲超车的输出继电器从反复切换到一直动作,终止超车,使后车进入尾随行驶状态;
[0254] ②、前车左转向时其后发射占空比τ4,后车的前接收器接收到占空比τ4,经欲超车图24中发出【前车左转向A7】(τ4)的同时,同样经s2-30使欲超车进入尾随行驶状态。
[0255] 为了叙述清晰,均省略所述相遇信号控制电路各电路间通过隔离二极管(图中均已画出)关联连接的描述,详见图24,以下同。
[0256] 在会车自动控制装置前接收器接收到0<τ<τ7由远到近的过程中,会出现τ2、……τ6电压平均值瞬间;为了防止误发声光信号,利用延时一秒,待信号稳定后才会发出声光显示。
[0257] 2)、后接收解调转换电路11b,接收占空比τ2、τ7并转换成相应设定电压值输出(s11-2b),分别一一经电压鉴别电路2-20b、2-70b,与各分压点构成的占空比τ2、τ7对应的预设电压相比较,并且将相等的信号选通输出,经相应信号控制电路,分别与信号显示电路中‘尾随车辆的前车’显示【后方来车A5】τ2、‘两车会车交汇后’双方显示【会车离去A4】τ7相对应;
[0258] 还有【会车离去A4】和上述【本车会车A3】同时与信号显示电路中【两车反方向A2】光信号相关联;还有【后方来车A5】和上述【前方有车A6】同时与信号显示电路中【两车同方向A1】光信号相关联。
[0259] 3)、相对距离是相遇信号显示电路中前车相对距离电路31a的【前车相对距离显示】A01、后车相对距离电路31b的【后车相对距离显示】A02相应声光信号显示,用于前后临近车辆相对距离模拟显示。
[0260] 4)、语音提示电路B00,其中包括语音产生电路;短暂语音提示有:【本车会车B3】(见图24中用细虚线框标注短暂语音提示,以下同)、【会车离去B4】、【后方来车B5】、【前方有车B6】、【前车左转向B7】、【前车右转向B8】、【前车正会车B9】等;在相遇光信号显示同时,发出相应短暂语音提示,告知司机前后有来车,注意行车安全;同样在【相对距离显示】光信号显示的同时,还设置有发出短暂语音提示:【前方(后方)有来车!注意行车安全!B01(B02)】。
[0261] 图24中语音提示信号与相应灯显示信号的连接均省略,并不排除其间利用其他无线方式相联系,如无线电、蓝牙、超声、红外传输语音信号等。
[0262] 图24中前后相对距离显示电路原理详细说明。
[0263] 相对距离显示:包括【前车相对距离显示】A01、【后车相对距离显示】A02。距离显示电路由电平指示器(利用显示音量大小指示器模块如AN6884)和多个(5、7、9、12)发光管构成,两车距离越近电平指示器输出电平越高,发光管点亮的数目越多,发光管点亮的数目与相对距离成反比,实现相对距离模拟信号显示。
[0264] 相对距离光显示信号原理:本车前后有来车,与本车相距150米以远,接收到的红外信号不在规定接收范围内,本车前后接收器的接收头接收到前后来车(会车、转向、尾随、超车)的前后发射的占空比0<τ2……<τ7,均为断断续续不完整红外脉冲序列,所以占空比电压转换成电压平均值很小。
[0265] 见图24先设定,前后接收解调转换电路11a、11b输出s11-2a、s11-2b不经过电压鉴别电路,分别直接与相遇信号显示电路的【前车相对距离显示A01】、【后车相对距离A02】相连接,见图中细点虚线。刚开始【前后相对距离显示】只能点亮1-2个发光管或不稳定闪亮,开始间歇发出【有来车!注意行车安全!】短暂语音提示。当占空比电压转换尚未达到τ2、……τ7的相应平均电压值,【本车会车A3】……【后方来车A5】或【前方有车A6】信号未点亮前,在能见度较低的情况下,虽然不知来车的具体远近,但总会知道是前方还是后方有车来临,间歇发出语音提示,可尽早提醒司机注意行车安全;尤其是黎明前司机困乏或酒醉之时,这种提醒是非常必要的。
[0266] 当前后来车继续接近本车在150米内,能接收到完整(饱和)的红外信号,点亮发光管数目仅与接收到的占空比对应,发出【本车会车A3】或【后方来车A5】、【前方有车A6】等声光显示,同时还发出相应短暂语音提示,可以确认前后车辆已临近,本车应尽量向右避让,警示司机需谨慎驾驶。
[0267] 这段路程中因接收到饱和红外信号,点亮的发光管数量与占空比相对应,与前后来车的相对距离无关;相反,当后车在尾随前车的这段距离中,对于前车不同行驶状态(前车正常行驶、会车、转向),即使是在相同距离,后车接收到不同占空比点亮不同数量的发光管,后车司机反倒误认为是与前车的相对距离远近不同,造成误判。
[0268] 为实现前后来车在规定距离150米内由远到近,以及交汇后由近到远的相对距离模拟显示,即相对距离电路显示中点亮的发光管数量与相对距离成反比的模拟显示,结合图24、图25予以说明:
[0269] ①、会车超车尾随,两车由远到近相互靠近,相对距离模拟显示:
[0270] 见图24是信号控制显示电路框图。图中相遇信号控制显示装置还包括前车相对距离电路31a和后车相对距离电路31b。
[0271] 前车相对距离电路31a信号由外围图13前接收解调转换电路11a中接收头7a--s11-1a引入,经单稳电路9a′(如时基电路555组成)、占空比电压转换电路8′、积分电路rc(积分电阻r与反向二极管d并联)和【前车相对距离显示】A01组成并顺序连接。
[0272] 本车接收头接收到完整红外脉冲信号时,利用输出正脉冲上升沿触发带固定延时的单稳电路9a′,无论在τ≤τ7内任何占空比,均输出带固定延时正宽脉冲。假定固定延时(脉宽)0.7ms(如1kHz占空比τ7),这时本车与来车相遇过程(包括会车、超车、尾随)会出现不同占空比τ2、……τ7,经单稳电路延时均按最大占空比τ7转换成固定脉宽,转换成的电压平均值为一固定值;来车接近150米内,经积分电路rc充电过程,加在相对距离显示上的电压缓慢上升,点亮的发光管数量逐渐增加,间接模拟显示来车渐渐逼近本车。当车速为100km/h两车相遇需2-3s,将rc的时间常数设定约2.5s。在这段时间终了,点亮【前车相对距离显示A01】全部发光管。满足机动车相遇过程由远到近的相对距离模拟显示。
[0273] 两车交汇,无法接收到对方信号,积分电容电荷经二极管迅速反向放电,【前车相对距离显示A01】熄灭。
[0274] 后车相对距离电路31b信号由外围图14前接收解调转换电路11b中接收头7b--s11-1b引入,结构原理与前车相对距离电路31a相同。
[0275] ②、会车超车交汇后,两车由近到远相互离去,相对距离模拟显示:
[0276] 以上所述仅解决了机动车会车、超车、尾随由远到近过程点亮的发光管数量与相对距离成反比。对于会车交汇后两车相背离去,双方均由前相对距离电路显示,变为后相对距离电路显示;对于超车交汇后欲超车和被超车的前后车位对调,被超车由后相对距离电路显示,变为前相对距离电路显示,欲超车则相反。以上两种情况对两车相遇交汇后,前后相对距离电路显示均发生互换。由于交汇后超车驶回原车道,相遇两车临近接收到饱和红外信号,这时被超车的前相对距离电路或超车的后相对距离电路应输出最高电平,两车相对距离显示的发光二极管应全部点亮。显然上述两车之间由远到近相遇相对距离电路中经过积分电路,不能直接满足此时两车之间由近到远相对距离模拟显示。
[0277] 两车交汇后由近到远相对距离模拟显示,参见图25是相遇交汇后相对距离显示互换电路装置(由图24部分引入),从外围引入前或后相对距离电路31a、31b积分电阻,由对应的比较器F、模拟开关M0-3构成显示互换的启动电路32a、32b。
[0278] 在机动车相遇交汇时,原接收到红外信号的两车前或后接收器失去信号,其积分电容c上从最高电平反向快放电,在积分电阻r上产生反向电流,利用接入该积分电阻上的比较器输出启动模拟开关M1-3,其接点对互换后的另一侧相相对距离电路中相关电路进行切换,用于满足交汇后由近到远互换后的另一侧完成相对距离模拟显示。
[0279] 机动车相遇交汇后相对距离显示互换电路原理:以超车过程为例,用被超车后相对距离电路31b相关电路和交汇后切换为前相对距离电路31a进行具体说明,其他两车相遇时情况相同。
[0280] 相对距离显示互换电路具有,被超车的启动电路32b由交汇前的一侧后相对距离电路31b中与积分电阻r两端按极性相连的比较器F输出与模拟开关M(1-3)控制端相连;被超车的切换电路(31a′)由模拟开关M中模拟开关接点M1-3,对交汇后另一侧(前)相对距离电路(31a)中相关电路进行切换形成:M1使555复位端④接地(复位)使其输出低电平,用于闭锁单稳电路;电源经M2、电容c1与积分电容c连接,用于模拟开关动作后向积分电容c瞬时充满电荷;M3从比较器F的正输入端经放电电阻r1与(前)相对距离电路(31a)的积分电容c连接,使电容c的高电平维持启动电路的比较器继续输出高电平;设定r1c的时间常数较长为5-6s,因这段两车超车离去过程较会车接近过程要长。这个放电过程的积分电容c电压逐渐下降,使(前)相对距离电路(31a)点亮的发光二极管数量与两车间相对距离成反比。一直到两车相互远离,积分电容c放电终了,使比较器复位(输出低电平),整个相对距离显示过程结束。
[0281] 为了清晰简要说明,上述电路中未画出为了隔离切换前后电平应加的隔离二极管。
[0282] 超车在未接近被超车之前,是按尾随行驶,并在同道同向快速由远到近追赶;这和超车交汇后驶回原车道,同道同向快速由近到远离去,这两种相遇情况在150米内的行驶时间是相同的5-6s,和两者在150米内会车的时间2.5s要慢很多。利用同一电路完成上述两种时段,叙述如下:
[0283] 参见图25,在前后相对距离电路31a--31b互换成切换电路31a′--31b′的积分电阻r1中串联电阻ro与设置的模拟开关Mo接点并联;模拟开关Mo受控于图24信号显示【本车会车A3】s2-20。只有在会车时模拟开关Mo动作,短路串联电阻ro呈现最小电阻值,获得最短时间。其他行驶状态,模拟开关Mo不动作,获得较长时间。这样能满足不同行驶状态的相对距离模拟显示。
[0284] 综合以上叙述,结合图24和图25对机动车交汇后的相对距离电路模拟显示简要说明:
[0285] ①、超车交汇后驶回原车道,其中被超车的后相对距离电路31b互换成前相对距离电路31a:被超车的后相对距离电路31b中的积分电阻相连的后启动电路32b中已动作的模拟开关接点,对互换后的前相对距离电路31a相关电路进行切换,形成切换电路31a′→32b--31a--31a′,其中前相对距离显示A01完成交汇后由近到远相对距离模拟显示。
[0286] 当超车驶回原车道后,被超车的后方仍有尾随车辆,后相对距离电路31b积分电阻处于正电位,比较器输出低电平,模拟开关复位,致使被超车的前相对距离电路(31a′换回31a)的积分电容c处于高电平,恢复正常显示,点亮较多数量发光二极管。其他行驶状态类似。
[0287] ②、同理,超车交汇后驶回原车道,超车的前相对距离电路31a互换成后相对距离电路31b:超车的前相对距离电路31a中积分电阻相连的前启动电路(32a)中已动作的模拟开关接点,对互换后的后相对距离电路31b相关电路进行切换,形成切换电路(31b′)→(32a–31b--31b′),其中后相对距离显示A02完成交汇后由近到远的相对距离模拟显示。
[0288] ③、会车交汇后的双方前后相对距离电路互换与超车交汇后驶回原车道的超车完全相同。
[0289] 图24中所示前后相对距离电路31a--31b与相应启动电路间的交叉连接线32b-31a-31a′、(32a-31b-31b′),形成相应切换电路31a′、(31b′);图24、图25中加括号的标记,描述的是交汇后超车由前相对距离电路31a互换成相应切换电路(32a-31b-31b′)的情况;
图中未加括号的标记,描述的是被超车由后相对距离电路31b互换成相应切换电路32b-
31a-31a′的情况。其中切换电路31a′、(31b′)中含模拟开关接点的结构在会车或超车从远到近相遇过程,对前后相对距离电路的模拟显示结果并不影响,因为此时比较器和模拟开关均不动作,好似模拟开关接点不存在,相对距离电路的模拟显示效果如图24中前后相对距离电路31a-31b所示。为了清晰表述从远到近相遇过程,图24中未画出模拟开关相应接点。
[0290] 以上所述产生的技术效果,克服了两车在相距150米内相遇行驶,接收到来车的饱和红外信号,相对距离模拟显示点亮的发光管数量不变的弊病。
[0291] 一种信号控制显示装置(400),其特征在于,具有:
[0292] 1)、信号控制装置,由电压鉴别电路、信号控制电路、信号显示电路和外围的前、后接收解调转换电路组成,其间关联连接,用于接收到控制对象的电压信号经电压鉴别分选后从控制通道到达执行端,显示相遇前后车辆相应行车状态的声光信号;并包括相对距离显示控制电路,由相对距离显示互换电路和外围的前、后接收解调电路组成,其间关联连接,用于两车相遇由远到近,和两车交汇后由近到远的相对距离模拟显示。
[0293] 2)、信号显示控制面板,控制面板上安装有显示标记的信号显示元件,用于显示机动车相遇时,前后临近车辆的方向位置信号、两车相对距离的相对距离模拟显示信号及相应语音提示信号;所有设置在控制面板上下左右位置的信号显示灯与本车前后左右相遇车辆的实际位置一一对应。
[0294] 信号显示控制面板:见图26是信号显示控制面板布置示意图。
[0295] 信号显示控制面板上面安放了所有相遇显示信号的标志符号、语音提示和控制按钮(包括超车恢复按钮、大雾按钮)。信号显示控制面板设置在仪表控制盘上司机的视线余光范围内,不必正视即可知晓信号类别。为了让司机达到这一目的,除了安放适当位置外,还可利用不同颜色光字牌显示不同类型信号。
[0296] 面板上布置的标记内容表:参见图26(适合执行右行车道行驶地区)
[0297]
[0298]
[0299] ①、显示信号标记:
[0300] 光显示信号【两车同方向A1】的向上尖三角箭头与本车行驶方向一致,光显示信号【前方有车A6】、【后方来车A5】分别布置在箭头A1上下方,表示与本车同方向的前后同行车辆;
[0301] 光显示信号【两车反方向A2】的向下尖三角箭头与本车行驶方向相反,光显示信号【本车会车A3】、【会车离去A4】分别布置在箭头A2上下方,表示与本车反方向的前后逆行车辆;所述方向箭头上下方光显示信号所示行驶车辆与本车所处的实际前后位置一一对应。
[0302] 本例仅提供执行右行车道地区的相遇信号显示控制面板示意图。信号显示控制面板分左右两部分,【两车同方向A1】【两车反方向A2】以及前后车辆位置光显示信号均布置在所述控制面板的左侧部分,表示会车或超车的车辆从本车的左侧驶过。
[0303] 相遇机动车相对距离显示,垂直布置在控制面板右侧中间部分;前车转向告知后车光显示信号:【前车左转向A7】和【前车右转向A8】横排列在【前车正会车A9】左右两边,三者布置在相对距离显示信号的上方;前车左右转向光显示信号点亮时和转向灯同步闪烁。
[0304] ②、相对距离显示:包括【前车相对距离显示】A01、【后车相对距离显示】A02。
[0305] 相对距离显示垂直布置在控制面板图26右侧中间部分,【前车相对距离显示】A01的光显示器发光管起始点安放在上端,【后车相对距离显示】A02的光显示器发光管起始点安放在下端,二者发光管起始点距本车A00标志符号相互对称(倒置);未点亮的发光管为空格,二者发光管点亮后空格相对;当前后均有来车时,根据上下空格距离中间的本车A00标志符号的多少,大致可以估计前后来车离本车的相对远近,空格越少则离本车越近。如果把距离显示器的发光亮点增加比作涌向本车(标志符)的洪流,临近车辆越靠近,空格越少洪流离本车越近,能起到警示司机危险正增加一分,尤其是在大雾天更应谨慎驾驶。
[0306] 所述控制面板上显示标记的信号显示元件,前、后车相对距离显示发光管的可视图像位置为垂直布置,两者的发光管起始点相互对称。
[0307] 所有布置在控制面板上下左右位置信号显示灯与本车前后左右的来车实际位置一一对应,其中包括A00标志中的空格由前后来车接近而减少,形象表示前后相互靠近的来车;即状态显示灯点亮发光二极管的空格在控制面板上下位置与本车前后来车实际位置相对应。
[0308] ③.语音提示B00(包括扬声器及其音响发生电路和语音芯片),在上述光显示信号产生同时,有短暂相应相遇信号的语音提示,告知司机前后有来车,特别对思想不集中或疲劳或酒驾的司机提醒注意,尤为重要。【超车恢复按钮】B10和【大雾按钮】B20横排列在语音提示B00左右两侧,三者布置在相对距离显示信号的下方。
[0309] 相对距离显示信号及其上下方安放的器件均布置在所述控制面板的右侧部分。
[0310] 以上所设置的光声信号在机动车相遇信号显示控制面板上的平面布置,与相遇车辆的实际前后左右的相互位置相对应,使司机能及时正确判定来车的方向及前后实际位置,以及来车的大致距离,做到心中有数,提前避让,也能有效避免交通事故发生,以利行车安全。
[0311] 本信号显示控制面板设置形式的另一技术方案为:
[0312] 将图26所示控制面板图面上显示标记,采用发光二极管点阵形成可视图符代替,以贴膜方式黏贴在挡风玻璃的视野中心区下沿或视野中心区以外的地方。连接方式与电脑液晶显示屏同。
[0313] 为了节省本来就十分拥挤的仪表控制盘空间,本发明信号显示控制面板采用透明贴膜,膜上贴有按上述图26所示控制面板上的显示标记,利用发光二极管点阵形成可视图符。其中发光二极管可由金属材料的LED、小分子有机电激发光二极管OLED、聚合物有机电激发光二极管PLED以及ULED等构成。该膜粘贴在机动车挡风玻璃的视野中心区下沿或视野中心区以外地方,司机的视线不用离开前方即可注视到该可视图符,更方便直接。因形成图符的发光二极管相互之间有空隙,通过可视图符也可以看清贴膜前方景物,不会造成挡风玻璃的视野盲区。发光管亮度与环境光线间对比度自动调节,使驾驶员的眼睛不感到刺眼。上述信号显示控制面板技术方案,既节省了仪表盘空间,又给司机监视带来更方便直接。
[0314] 一种信号控制显示装置控制面板的显示标记,其特征在于,所述控制面板的显示标记是发光二极管点阵形成薄膜上的可视图符,放置在挡风玻璃视野中心区以外的地方。
[0315] 图27是机动车相遇自动驾驶用辅助控制设备系统图。
[0316] 机动车相遇自动驾驶用辅助控制设备,所设的各自动控制装置和信号控制显示装置,将机动车相遇过程中远近光灯、转向灯的法定手动操作和机动车相遇信息的全面显示,通过通讯信息和控制过程由辅助控制设备自动完成。自动驾驶辅助控制设备系统综合其结构、动态、功能简要说明如下:
[0317] a、会车远近光灯的自动控制装置100,包括:前接收占空比鉴别装置,前发射占空比设定装置,会车收发控制装置及振荡电路,其间相互关联连接,用于会车双方同步变远光灯为近光灯。
[0318] 超车尾随远近光灯转向灯自动控制装置200,包括:占空比控制闪光启动电路,超车转向灯启动电路,超车转向灯控制电路,尾随近光灯控制电路和外围的会车远近光灯的自动控制装置引入端组成控制电路,其间相互关联连接;用于:在超车时,开启左转向灯,变换使用远近光灯;两车交汇开启右转向灯,驶回原车道;在超车等待超过约定时间,自动进入尾随行车状态。
[0319] 前车转向告知后车信号自动控制装置300用于前后车之间的信号交换和控制;包括后发射调制电路、占空比设定电路和对象选控电路在内的后发射选控占空比设定和转换电路,后发射产生与转向对应的占空比脉冲信号;后车接收到相应占空比:前车正常行驶,后车完成超车程序;前车左转向时,后车自动闭锁超车程序,按尾随状态行驶;前车右转向后,后车可继续前行;使后车显示前车转向时相应行车状态。
[0320] 信号控制显示装置400,包括信号控制装置及其信号显示控制面板,从外围引入前、后接收解调转换电路,电压鉴别电路的输出端与安装信号显示控制面板上的显示灯电路相连接,用于传送和汇集所有本车执行端获得的电压信号,控制点亮显示灯,显示与本车临近车辆相对方向位置和相对距离模拟显示信息,状态显示灯在控制面板上下左右位置与本车前后左右的来车实际位置相对应。
[0321] b、以下结合本发明附图12(100)、14(300)、17(200)、24(400)(均指方框总图)以及图27是机动车相遇自动驾驶用辅助控制设备系统图所标注的信号控制和传递关系作进一步说明:
[0322] 自动驾驶用辅助控制设备系统中各(分)图之间联系的标注:如‘图13─s11-2a─图24’系指标注号s11-2a箭头从图13连接至图24之间,构成信号传递方向以及输出输入端和连接点,其余标注号相同。
[0323] 1)、会车:会车远近光灯自动控制装置100图12是会车远近光灯自动控制装置原理框图。会车时,本车与相对前方来车150米以远,图12中前接收器接收到对侧前发射占空比τ2红外信号:经占空比电压转换成相应电压,通过电压鉴别和处在收发单工接收状态的接收开关电路,启动延时复位电路,最后控制输出继电器14转换接点的常闭接点s14-1断开,常开接点s14-2闭合,变远光灯为近光灯。对侧同样,会车双方同步变远光灯为近光灯。符合道路交通安全法第四十八条会车双方改用近光灯的规定。
[0324] 2)、会车远近光灯自动控制装置100图12(图名出现过,此后不再重复)与超车尾随远近光灯转向灯自动控制装置200图17是超车尾随远近光灯转向灯自动控制装置框图关联连接:
[0325] s11-2a图13─s11-2a─图19:远处尾随后车的自动控制装置100图12中分图13是前接收占空比鉴别电路原理图的前接收器接收到占空比τ2≤τ<τ7输出(s11-2a),最后经分图18是会车自动控制装置延时复位电路及输出继电器中输出继电器动作,常开接点s14-2闭合,变远光灯为近光灯按尾随行驶;同时通过200图17中分图19是占空比控制闪光启动电路30模拟开关30-3虽闭合,输出s13-4仍为高电平;随后靠近前车,后车前接收器接收到占空比τ=τ7,图19中单比较器电压鉴别电路输出s13-4低电平,反馈使后车的会车自动控制装置100中图18的延时复位电路复位,输出继电器失电。
[0326] 超车:s13-4图19─s13-4─图18:图19中s13-4低电平,使图18输出继电器失电,其电感续流回路使闭合的常开接点s14-2延时断开,点亮的近光灯延时熄灭。
[0327] 常开接点s14-2断开:
[0328] ①、常闭接点s14-1瞬时闭合,远光灯点亮;
[0329] ②、利用图19中延时断开关使刚闭合的常闭接点s14-1延时断开,远光灯延时熄灭;
[0330] ③、延时断开关中模拟开关30-3延时断开后,s13-4恢复高电平,图18的输出继电器常开接点s14-2瞬时闭合,近光灯再次点亮;同时启动延时电路30-4使模拟开关30-3闭合,s13-4重新低电平,输出继电器失电,近光灯再次延时熄灭;致使常闭接点s14-1和常开接点s14-2反复开闭,实现超车过程变换使用远近光灯。
[0331] 其中继电器转换接点s14-1、s14-2反复动作,启动超车转向灯启动电路40,闪光电源带电,经图21是超车转向灯控制电路中s14-1、s40-2开启左转向灯闪亮,右转向灯处于准备状态;两车交汇,后车接收不到红外信号,输出继电器常开接点s14-2返回,电路40输出恢复s40-2低电平,左转向灯熄灭;s40-1突变高电平,通过超车转向灯控制电路50导通可控硅SCR,经非门50-3、50-2使输出s50-1高电平,开启右转向灯闪亮。通过图19中s50-1为高电平,维持s13-4低电平;通过图21中s50-2为低电平,维持图18中延时复位电路触发端低电平,延时复位电路状态不变;继续维持输出继电器接点切换和闪光电源闪变,直到超车驶回原车道,可控硅SCR充电电容放电终了而关闭,自动关闭右转向灯,超车开启远光灯前行。
[0332] 尾随:s14-5图22─s14-5─图18:超车刚开始,经图22尾随近光灯控制电路60中s40-1低电平,其中尾随延时启动电路开始‘超车计时’,当超车等待时间超过约定时间,尾随近光灯控制电路双稳态电路触发翻转,终止‘超车计时’,s14-5输出高电平:经100图18中强制输出继电器继续动作并停止切换,左转向灯熄灭,保持近光灯常亮,使欲超车进入尾随状态。
[0333] s50-2图21--s50-2--图18:欲超车交汇后失去红外信号,图21可控硅SCR导通,右转向灯点亮后,s50-1为高电平,经图19占空比控制闪光启动电路,继续维持闪光启动电路的工作;通过图21非门50-3输出s50-2使图18中延时复位电路触发端低电平,维持输出继电器接点切换,继续开启右转向灯、变换使用远、近光灯。
[0334] s14-1、s14-2图18─s14-1─图20、图21;图18--s14-2─图19、图20:超车过程中,100中图18的输出继电器接点s14-1、s14-2反复切换,启动图20超车转向灯启动电路,在图
19中的输入输出s14-2、s13-4的协调下,以及s14-1经图21超车转向灯控制电路50,提供超车远近光灯、转向灯控制电路中的闪光电源,变换使用远近光灯,并开启左转向灯,用于开始启动超车程序。上述符合交通安全法‘第四十七条超车、转向和第五十八条尾随’相关规定。
[0335] 3)会车远近光灯自动控制装置100图12与机动车相遇信号控制显示装置400图24信号控制显示电路框图关联连接:
[0336] s11-1a、s11-2a图13─s11-1a、s11-2a─图24:后车100分图13前接收器接收到前车后发射器发射的占空比0<τ≤τ7输出(s11-1a、s11-2a),通过400图24中相应电压鉴别电路启动机动车对应相遇声光信号。
[0337] s2-30图24─s2-30─图18:前车会车、左转向、超车,后车不得超车:当后车100中分图18中前接收器接收到前车后发射的占空比τ3、τ4(包括前车超车自动开启左转向灯),在后车400图24中启动【前车正会车】、【前车左转向】对应相遇声光信号的同时,经s2-30反馈到100分图18中输出继电器停止切换并保持一直动作,变远近光灯闪亮为近光灯常亮,使后车从超车转为尾随行驶;符合交通安全法第四十三条‘前车会车、左转向、超车,后车不得超车’规定。
[0338] 4)、超车尾随远近光灯转向灯自动控制装置200图17与400图24关联连接:
[0339] s60-1图24─s60-1─图22:后车在400图24中相遇信号控制显示电路【前方有车】熄灭时,即前车离去(前车快速前行或转向离去),s60-1负脉冲,使进入尾随行驶的欲超车,经200图17中分图22尾随近光灯控制电路双稳触发器复位(随机的),恢复近光灯为远光灯常亮,继续前行;
[0340] s2-20b图24─s2-20b─图21:超车驶回原车道,其后接收器接收到被超车的前发射的占空比τ2,在400图24中相遇信号控制显示电路【后方来车】点亮,通过图21s2-20b放尽可控硅充电电容电荷,可控硅阻断,熄灭右转向灯,恢复远光灯常亮,超车继续前行。
[0341] 5)、前(本)车转向告知后车信号控制装置300图14前车转向告知后车信号控制装置框图与机动车相遇信号控制显示装置400图24关联连接:
[0342] s11-1b、s11-2b图14─s11-1b、s11-2b─图24:本车转向告知后车信号控制装置300图14中后接收器接收并输出(s11-1b、s11-2b):
[0343] ①、前车接收到尾随后车前发射的占空比τ2,经图24显示【后方来车】、【两车同向】;
[0344] ②、前车接收到与本车会车交汇相背离去的车辆后发射器发射的占空比τ7,经图24显示【会车离去】【两车反向】声光信号;
[0345] 以上声光信号标示尾随或会车交汇离去车辆的行驶状态。
[0346] s2-20图24─s2-20─图14,本车会车,后车不得超车:
[0347] 本车会车时,100图12前接收器接收到前方来车的占空比τ2(s11-2a)输出,经400图24中相应占空比鉴别,显示【本车会车】声光信号的同时,经s2-20使本车300图14中通过对象选控电路控制占空比设定电路相应对象被选通,本车后发射从τ7变为τ3;与此同时,尾随后车前接收器从接收到τ7也变为τ3,从后车图24显示【前方有车】变为【前车正会车】声光信号显示,后车经图24中s2-30和图18强制输出继电器一直动作停止切换,变近光灯常亮,用于已进入超车的后车终止超车,进入尾随行驶。
[0348] 所述过程说明了前车、本车、后车的关系:本车从正常行驶与前车会车,通过后发射占空比τ7自动变为τ3,致使后车前接收到占空比τ7变为τ3,从超车自动转为尾随行驶状态的全过程。
[0349] 6)、机动车相遇信号控制显示装置400
[0350] 综合以上所述,本车机动车相遇信号控制显示装置400图24,通过100图12中前接收器接收到s11-2a和通过300图14中后接收器接收到s11-2b的红外信号,前后临近车辆的行驶状态在本车信号显示控制面板上显示以下声光信号:
[0351] ①、两车行驶方向:【两车同方向】、【两车反方向】;
[0352] ②、两车相对距离模拟显示:【前车相对距离显示】、【后车相对距离显示】;
[0353] ③、前后车辆行驶状态和位置:【本车会车】、【会车离去】、【后方来车】、【前方有车】;
[0354] ④、前车转向告知后车:【前车左转向】、【前车右转向】、【前车正会车】。
[0355] 所有设置在控制面板上下左右位置的信号显示灯与本车前后左右的来车实际位置一一对应。
[0356] 7)、超车尾随远近光灯转向灯自动控制装置200图17前车转向告知后车信号控制装置300图14关联连接:
[0357] s18-1、s18-2图21─s18-1、s18-2─图14:在超车过程中,通过200图17中分图21是超车转向灯控制电路输入s14-1、s40-2,先后通过分图21的左转向灯功率电路经300图14中s18-1自动开启左转向灯闪亮;以及交汇后,通过分图21的右转向灯功率电路经图14中s18-2自动变为右转向灯闪亮,直到驶回原车道后继续前行。
[0358] c、本发明技术方案依据我国道路交通安全法及实施条例中,有关机动车相遇会车、超车、尾随过程中手动开闭远近光灯转向灯的相关规定,利用本发明机动车相遇自动驾驶用辅助控制设备系统自动控制替代手动的工作过程作综合简要说明:
[0359] 每辆机动车上均安装有相遇自动驾驶用辅助控制设备系统:包括会车远近光灯自动控制装置100设置前发射器前接收器、超车尾随远近光灯转向灯自动控制装置200、前车转向告知后车信号控制装置300设置后发射器后接收器、机动车相遇信号控制显示装置400;在执行右车道行驶地区,自动控制装置的前收发装置和后收发装置安装在机动车左侧前后方(驾驶位侧)。
[0360] 1)、两车相向相遇会车:
[0361] ①、两车会车远近光灯自动控制装置100前接收器同时接收到150米以远对侧前发射占空比τ2,分别通过会车自动控制装置处在收发单工接收状态的接收开关电路,经延时复位电路启动输出继电器转换接点,双方同步变远光灯为近光灯常亮。
[0362] 符合道路交通安全法实施条例第四十八条‘夜间会车应当在距相对方向来车150米以外改用近光灯’的规定;
[0363] 本车在接收到对侧前发射占空比τ2的同时,两车相遇信号控制显示装置400在各自信号控制面板均有【本车会车】、【两车反方向】、【前车相对距离显示】声光信号显示,随着两车临近其中显示的【前车相对距离显示】由少量发光管点亮逐渐增多到全部点亮,警示司机谨慎驾驶;
[0364] ②、当会车交汇相背离去,双方前接收器接收不到红外信号,各自恢复远光灯常亮;两车前车转向告知后车信号控制装置300的后接收器接收到相背后车的后发射占空比τ7,双方信号显示控制面板上显示【会车离去】、【两车反方向】、【后车相对距离显示】声光信号。两车随着相互远离,其中显示的【后车相对距离显示】由多段发光管点亮逐渐减少到全部熄灭,随后所有光显示信号关闭。
[0365] 2)、两车同向相遇:
[0366] 前车转向告知后车信号控制装置300后发射器根据本身行驶状态,会车、左转向(包括本车超车自动发出左转向信号)、右转向、正常行驶,分别发射相应占空比τ3、τ4、τ6、τ7,尾随后车接收到相应占空比的行驶状态和相应信号显示:
[0367] ①、前车会车、左转向、右转向、正常行驶:欲超车的后车前接收器分别接收到前车后发射器发射的占空比τ3、τ4、τ6、τ7,除同时在后车信号显示控制面板上显示【前方有车】、【两车同方向】、【前车相对距离显示】声光信号外,还分别顺序发出【前车正会车】、【前车左转向】、【前车右转向】声光信号;当后车前接收到占空比τ7,可自动完成超车全过程;
[0368] ②、后车尾随行驶:后车距前车150米及以远,尾随后车的前接收器接收到占空比τ3≤τ<τ7,会车自动控制装置100中输出继电器动作,变远光灯为近光灯,按尾随方式行驶;
符合道路交通安全法实施条例第五十八条‘同方向行驶的后车与前车近距离行驶时,不得使用远光灯’的规定;此种情况也符合城市道路交通拥挤时相遇机动车间的行车状况。
[0369] 后车终止超车:当欲超车的后车前接收器接收到占空比τ7开始进入超车程序,此时前车发生会车或左转向,后车的前接收器接收到占空比(从τ7变为)τ3或τ4,在发出【前车正会车】或【前车左转向】声光信号的同时,闭锁超车程序按尾随行驶;前车会车结束,后车前接收器重新接收到占空比τ7,后车可继续完成超车;前车左转向离去,后车自动恢复远光灯常亮继续前行;
[0370] ③、前车有尾随的来车:前车后接收器接收到后车的前发射器发射的占空比τ2,在前车信号显示控制面板上显示【后方来车】、【两车同方向】、【后车相对距离显示】声光信号。
[0371] 3)、超车尾随远近光灯转向灯自动控制装置200:
[0372] ①、后车超车:后车接近前车是为了超越前车,当超车距前车150米以内,前接收器接收到完整占空比τ=τ7,通过会车自动控制装置100的输出继电器,在超车自动控制装置200中占空比控制闪光启动电路、超车转向灯启动电路和超车转向灯控制电路相互协调动作下,输出继电器转换接点反复动作,开启左转向灯,变换使用远近光灯;超车左转向离开原车道,从左侧超越前车,两车交汇,超车接收不到红外信号,左转向灯熄灭;在超车转向灯控制电路右转向灯功率电路控制信号产生并维持下,开启右转向灯,直到超车驶回原车道。
[0373] 综合以上所述,本发明自动控制装置200符合道路交通安全法实施条例第四十七条‘机动车超车时,应当提前开启左转向灯,变换使用远、近光灯。后车应当在确认有充足的安全距离后,从前车左侧超越,在与被超车拉开必要的安全距离后,开启右转向灯,驶回原车道’的规定。
[0374] ②、超车变尾随:在超车过程中,当超车等待超过约定时间,通过自动控制装置200中尾随近光灯控制电路的记时电路输出高电平,强制会车自动控制装置100的输出继电器继续动作并停止切换,左转向灯熄灭,保持近光灯常亮,使超车进入尾随状态。这一过程一直维持到前车离去,或者欲超车遇有超车机会,司机可继续左打方向盘,方向盘带有的角度传感器接点闭合,或手动按一下‘恢复超车按钮’,重新启动超车程序,继续完成自动超车过程。
[0375] 4)、机动车相遇信号显示控制装置400:
[0376] 利用会车远近光灯自动控制装置100和前车转向告知后车信号控制装置300的前后接收器接收到的红外信号,通过机动车相遇信号控制显示装置400的信号采集,将占空比τ2、τ3、τ4、τ6、τ7还原成相应电压平均值,经电压鉴别电路比较的结果,在信号显示控制面板上显示相应声光信号,有:【本车会车】、【前车正会车】、【前车左转向】、【前车右转向】、【前方有车】;【会车离去】、【后方来车】、【两车同方向】、【两车反方向】、【前车相对距离显示】、【后车相对距离显示】等;
[0377] 机动车相遇信号控制显示装置400中s2-30(100)、s60-1(200)、s2-20(300)、s2-20b(200)与自动控制装置相关电路相连,通过机动车相遇自动驾驶用辅助控制设备使尾随后车相应完成如下自动控制‘:’
[0378] ①、s2-30:尾随后车的前接收器接收到【前车正会车】、【前车左转向】或前车超车行驶(超车也会自动发出左转向信号),后车经100(s2-30)强制会车自动装置的输出继电器停止切换并保持一直动作,停止超车程序,进入尾随行驶;
[0379] 符合道路交通安全法第四十三条‘同向行驶的后车应当与前车保持充足的安全距离,前车正在左转向、超车或与对面来车有会车可能的不得超车’的规定。
[0380] ②、s60-1:前车离去,后车的【前方有车】光信号熄灭时,通过超车尾随自动控制装置200(s60-1)中尾随近光灯控制电路复位,使后车在前车离去后,自动恢复近光灯为远光灯常亮,继续前行;
[0381] ③、s2-20:在两车相遇会车时,两车显示信号【本车会车】,各自通过告知后车自动控制装置300(s2-20)中对象选控电路,使后发射器由发射占空比τ7自动变为发射占空比τ3,强制尾随其后的欲超车停止超车,进入尾随行驶。
[0382] ④、s2-20b:超车驶回原车道,其后接收器接收到被超车的前发射的占空比τ2,通过相遇信号控制显示电路400(s2-20b)放尽可控硅充电电容电荷,可控硅阻断,熄灭右转向灯,恢复远光灯常亮,超车继续前行。
[0383] 当前,随着社会和科技飞速发展,机动车辆剧增,行驶速度愈来愈快,道路交通状况愈来愈复杂;机动车相遇行驶机会增多,必然会带来驾驶员手动操作频繁,因误判误动引发的交通事故也愈来愈多。根据道路交通事故统计,有85%的事故发生在机动车相遇过程,减少相遇时的事故率,就能大幅度减少交通事故。由此可见,通过本发明所述机动车相遇自动驾驶用辅助控制设备,能实现2004年5月1日起施行的中华人民共和国道路交通安全法规定的,相遇会车、超车和尾随远近光灯转向灯法定的全部手动变自动,并将临近车辆行驶状态信息实时显示;可以做到,机动车相遇,司机两手只顾紧握方向盘无需其他操作,减轻劳动强度、克服精神紧张度、避免误判误动,尤其利于新手上路;在夜间凌晨或大雾大风雪沙尘暴雾霾等能见度极低的恶劣环境,使司机能互相了解自身前后(100--150米)邻近车辆的行驶状态,减少和杜绝机动车相遇时容易发生事故的弊端,特别是可以避免相撞或追尾等恶性事故发生,提高机动车辆行驶安全和通行效率。
[0384] 本发明所述自动驾驶用辅助器的功能部件,既可单独使用也可联动形成自控系统;可采用数字电路,成本低廉,使数千元的摩托车也能装配,易于推广到道路上行驶的所有机动车辆。
[0385] 以上所述仅为本发明的部分实施例,并非因此限制本发明的保护范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
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