CN2218120Y - 多功能汽车自控安全装置 - Google Patents

Abstract

一种能避免和减少交通事故发生的多功能汽车自控安全装置，由电路和机械两部分构成。

电路部分，关键在于抗干扰处理电路。该电路是在积分电路输出端并一电子开关K，当有干扰信号并经过本电路时，K就会自动接通而使干扰信号及时入“地”。当装于车前的红外探头探测到车前有障碍物时，其探测信号经放大、分离、抗干扰处理、组合等电路，最后驱动机械部分——刹车部分和保险杠下面平时处于折叠状态的挡板部分。实行自动刹车的同时，挡板也自动撑开，可防止障碍物进入车下。

Description

多功能汽车自控安全装置

本实用新型涉及一种汽车自动控制安全装置，特别是一种不仅可以报警，而且还具有自动刹车和放档板功能的多功能汽车自控安全装置。

目前，电子技术虽然已参透到各个技术领域，在汽车上的应用也不少，但在汽车制动方面还主要靠的是人工。在行驶中，司机必须时时警惕，精神高度集中，虽然如此，但交通事故还是屡屡发生。为了减少交通事故的发生，中国专利CN86205286号提供了一种“会车、超车讯号发射装置”。在会车和超车时，它会发出声光讯号以提醒司机注意。中国专利CN87204965号又提供了一种“汽车撞人安全缓冲装置”，该装置就是，当司机发现前方出现紧急情况，本能地进行急刹车的同时，它能在车的前下方迅速地弹出一物体，把被撞的人推到一旁，以免遭车轧之苦。这些虽然从理论上说对减少交通事故的发生，能起到一定的作用，但其不足之处还在于，要做到安全行驶对人特别是司机还具有很大的依赖性。也就是说，不管是前一种还是后一种装置，如果没有司机的参与，它们的作用都等于零。况且，交通事故往往都是发生在猝不及防的瞬间，加上司机的反应速度又有一定的极限，所以，只有实行刹车自动化才是避免和减少交通事故发生的唯一途径。

本实用新型的目的就是要克服现有技术中的不足之处，为汽车提供这样一种装置：当行驶中的汽车的前方危险区内出现沟坎时，它就能实行自动刹车；当正前方出现障碍物并逐渐向汽车靠近时，它能先发出预见性的声、光报警，以提醒司机采取应急措施，如果这时司机来不及反应也没关系，等近到本装置的自动刹车的范围之内时，它不仅能实行自动刹车，同时又能在靠近保险杠与地面之间迅速地撑开一折叠式档板，用以防止障碍物进入车下。

本实用新型的目的是这样实现的：首先在汽车保险杠的左、中、右端各装一个探测用的探头，探头中设有以红外接收、发射管组成的收发对，在每个探头中都有一个上、下收发对，其中上左、中、右和下左、中、右收发对分别用A₁、A₂、A₃和B₁、B₂、B₃表示，同时在左、右探头中还各有一个指向路面的收发对，分别用M、N表示。这些收发对的信号经接收、放大、分离……等最后分成四路(把A₁、A₂、A₃和B₁、B₂、B₃收发对的信号称为a路和b路，把M、N收发对的信号称为m路和n路)输送给组合电路，用几种特定的组合输入分别去得到报警、刹车和放挡板信号。

本实用新型主要是由发射、接收、放大、分离、抗干扰处理、组合电路、升压驱动电路、声光报警电路、控制距离自动调节电路、电源、检测和机械这十二个部分组成，下面就对它们进行逐一说明。

一、发射：

本发射的振荡源，是一个以施密特触发器、电阻和电容组成的多谐振荡器。它产生的信号经两个控制“与”门D₁、D₂分成两路分别由A₁、A₂、A₃、M中的发射管和B₁、B₂、B₃、N中的发射管发射出去。D₁的另一个输入端和一个施密特触发器D₃的输出端相连。D₃与一个二极管、两个电阻组成了一个空度很大的多谐振荡器。D₃输出端同时还通过一个二极管与另一个施密特触发器D₄的输入端相连。D₄输入端还并有以电阻、电容组成的延迟电路。D₄的输出信号送给由电容、电阻组成的微分电路。微分电路的输出端与D₂的另一个输入端相连。平时，D₃和微分电路输出低电位，D₁、D₂被封锁。只有当由D₃等组成的那样一个特殊的振荡器输出高电位把D₁打开时，振荡源产生的振荡信号才能通过D₁去控制A₁、A₂、A₃、M中的发射管进行发射，当D₅输出的高电位消失，发射也就停止。就在刚才D₃输出高电位时，就已通过二极管把D₄的输入端掷高电位，现在D₃高电位虽然消失，但由于并联电容的储存作用，使D₄的输入端仍保持高电位。随着时间的推移，电容就要通过与之并联的电阻放电，使D₄输入端电位下降。当降到D₄的下阀置电压V_T—时，D₄输出端跳变成高电位，这个高电位经微分电路微分成正向尖脉冲后再把D₂打开，又使B₁、B₂、B₃、N中发射管进行发射。当微分电路输出电压降到D₂的门坎电压时，B₁、B₂、B₃、N中的发射管也停止发射，直至D₃再输出高电位，才使本电路又重复上述过程。

二、接收

发射管发出的红外光束，当碰到障碍物时，它的反射光就会被本收发对中的接收管接收。在左、中、右探头中，都是先把上、下收发对中的接收管并联后才输送到本探头中设置的放大器中的。这三个放大器分别用FD₁、FD₂、FD₃表示。A₁B₁、A₂B₂、A₃B₃的接收信号分别经FD₁、FD₂、FD₃放大后再并到一起送至下一级——选频放大电路中进行二次放大。在左、右探头中，M、N的接收信号要先分别送到本探头中设置的另一个放大器中进行放大。这两个放大器分别用FD₄、FD₅表示。经FD₄、FD₅放大、输出的信号，也要先并到一起送到另一个选频放大器中进行二次放大。FD₁——FD₅是在结构和性能上完全相同的五个放大器。下面再对它们的结构和工作原理作出说明。它们是由放大三极管、反馈三极管、取样电阻、旁路电容、偏置电阻和二极管组成。二极管的负极与放大三极管基极相连，放大三极管发射极串有反馈三极管发射结，发射结并有取样电阻和旁路电容。偏置电阻通过二极管给放大三极管提供偏流，射极偏流流过取样电阻时，在其两端就会产生一个与偏流成正比的电压降。当接收信号电流与偏流迭加时，它又会使取样电阻上的电压增加，当增至能打破反馈三极管发射结时，便形成基极偏流。反馈三极管集电极与放大器输入端相连。这样，反馈三极管的集电极就对接收信号形成分流，从而牵制了放大三极管射极偏流的增加。可见，它是一个反馈系数很大(接近于100％)的电流并联负反馈放大电路。由于反馈系数很大，所以，它对杂散光信号如阳光、灯光……等就不具有什么放大能力，这样就避免了环境光线对放大器的影响。同时由于旁路电容的短路(对反馈三极管发射结)作用，所以又使得本放大器对交流信号又具有较高的放大倍数。放大后的信号由放大三极管发射极经由反馈三极管发射结，旁路电容、取样电阻组成的并联电路输出，其交流成分主要是经旁路电容输出。

三、放大

这一部分电路主要是由以集成块及其外围元件组成的双通道前置放大。为使每个通道都能获得较高的增益，就让每个通道前置放大的输出端，分别与两个由两级宽带和一级选频组成的三级放大电路的输入端相连。信号由各自通道的选频放大级输出。两个通道的输入端，都设有LC选频回路。两个通道的输入、输出选频回路，全都调谐于发射电路振荡源的振荡频率之上。

这两个通道，一个是担任FD₁、FD₂、FD₃输出的A1A₂A₃、B₁B₂B₃接收信号的放大任务，我们就称之为ab通道，一个是担任FD₄、FD₅输出的M、N接收信号的放大任务，这个通道我们就称之为mn通道。

四、分离

以前面的介绍可以知道，A₁A₂A₃、B₁B₂B₃的接收信号最后挤进了同一个放大通道——ab通道，M、N的接收信号最后也挤进了同一个放大通道——mn通道。而本装置实际上需要四路信号。为了满足这种需求，这就必须让这两个通道的输出信号，都再进行一次一分为二的分离。把ab通道放大输出的上左、中、右和下左、中、右收发对的接收信号分离成a路和b路，把mn通道放大输出的左(M)右(N)收发对的接收信号分离成m路和n路。

在讲分离之前，先从发射电路引出两个输出端。一个是代表A₁A₂A₃M发射的，用Y_A表示，一个是代表B₁B₂B₃N收发对发射的，用Y_B表示。所谓“代表发射”指的是，当所代表的收发对进行发射时，这个输出端就能输出高电位。

mn通道的分离：从mn放大通道输出的信号，直接送给两个选通“与”门D₅、D₆的输入端。D₅的另一端接于Y_A，D₆的另一端接于Y_B。平时(发射的间歇期间)Y_AY_B为低电位，D₅D₆被封锁，只有当某路发射时，才用代表该路发射的信号把希望该路接收信号通过的选通“与”门打开。例如：当M发射时，Y_A输出的高电位把D₅打开，使M的接收信号只能从D₅输出端输出。当N发射时，Y_B输出的高电位把D₆打开，使N的接收信号只能从D₆输出。从而实现了mn通道信号的分离。ab通道的分离：从ab通道输出的信号直接送给两个选通“与”门D₇、D₈，D₇的另一个输入端经“非”门D₉与Y_B相连，D₈的一个输入端经“非”门D₁₀与Y_A相连。平时Y_AY_B输出低电位，经D₁₀D₉把D₈D₇打开。只有当某路发射时，才用代表该路发射的信号把不希望该路接收信号通过的门封锁。例如：当a路收发对(A₁A₂A₃)发射时，Y_A经D₁₀把D₈封锁，致使a路接收信号只能从D₇输出，当b路收发对(B₁B₂B₃)发射时，Y_B又通过D₉把D₇封锁，致使b路接收信号只能从D₈输出，从而又完成了ab通道信号的分离。

五、抗干扰处理电路

从D₅D₆分离输出的m和n路信号脉冲，都要经由二级管、电容所组成的整流、滤波电路让它们得到平滑后就再输送给下一级——组合电路。这两路信号的输出端分别用Y₁、Y₂表示。

从D₇D₈分离输出的a路和b路脉冲信号，除了要对它们做上述处理外，同时还要求本处理电路能对进来的干优信号具有妥善处理的能力。

这一部分电路的结构及工作原理是这样的：让分离输出的脉冲信号，先经一个二极管送进积分电路中，同时与积分电容再并有一个放电电子开关K，K的接通与断开与本路的发射信号Y，接收输出信号X有如下逻辑关系：

K＝X Y             (1)

本文为正逻辑，“1”表示高、有、通……。与a路积分电容C_A并联的放电电子开关K_a的通、断与a路的发射信号Y_a(取自Y_A)接收输出信号X_a(取自D₇输出端)的逻辑关系为：

K_a＝X_a Y_a       (2)

与(2)式相应的逻辑电路是由开关二极管和“与非”门D₁₁来实现的。D₁₁的一个输入端接于D₇输出端，从(2)式还可看出，要实现与之相应的电路还需要一个“非”门作倒相门。为了节约起见，这里把D₁₁的另一个输入端接于D₁₀的输出端，让D₁₀既是分离电路的倒相门，又是电子开关K_a的倒相门。信号从积分电路输出端输出，再对积分电路的RC时间常数进行调节，使之做到，通过二极管加于积分电路的接收信号的时间，只有大于发射信号五个发射周期的发射时间的总和时，才能使积分电路的输出电压升至组合电路的转换电压，才能成为组合电路的有效输入。下面就看看这个电路是怎样对待反射的发射信号和干扰信号的：先看反射信号，这个信号经接收、放大、分离最后从D₇输出端输出，这个信号的特点是它的出现总是赶在本路收发对的发射期间，这时Y_a＝1从(2)式及电路分析不难看出，这时的K_a总处于断开状态。这个信号经二极管加于积分电路，使积分电容上的电压一次次的提升。四个连续脉冲后，当积分电容C_A上的电压升至组成组合电路(下一级电路)的逻辑门D₁₅的门坎电压时，这个信号就成了下一级电路的有效输入。如果D₇输出的是非本路发射信号，按说如果它能和反射的发射信号一样，做到：“接连四次并且每次都在发射电路进行发射时出现”，它同样能使C_A上的电压升到D₁₅的门坎电压并成为组合电路的有效输入。可实际上它做不到。这是因为，它的出现是随机性的，与发射电路没有时间上的联系，它有可能在发射期间出现，也有可能在发射的间歇期间出现。在发射期间出现的，它同样能通过二极管、积分电阻给积分电容C_A充电并使它两端的电压升高。可在发射的间歇期间出现的就不同了。这时Y_a＝0，D₁₀就输出高电位，把D₁₁的一个输入端掷高电位。如果这时D₇再输出接收信号X_a，把D₁₁的另一个输入端也掷高电位，那么D₁₁的输出端就会输出低电位，使开关二极管处正偏而导通，K_a处于接通状态，去把C_A上刚才充得的电荷放掉。也就是说，出现在发射期间的干扰信号，它同样能给C_A充电，而出现在发射间歇期间的干扰信号，则又成了打开(接通)K_a，对C_A进行放电的放电信号，从而使得出现在发射期间并且又储存在C_A中的干扰信号，随后又被出现在发射间歇期间的干扰信号放掉，由于干扰信号只能使C_A进行频繁地充电和放电，所以它就不能使C_A上的电压上升到D₁₅的门坎电压而成为组合电路的有效输入。从而避免了对本装置的干扰。这样组成的抗干扰电路还存在着这样的问题，就是：当障碍物离去，反射信号消失，可C_A上的电荷却因无处泄放而继续保存，这样就会给组合电路造成一种障碍物还没有离去的假象。为了能解决这个问题，特地又在C_A旁并联一个延迟放电开关。要求：当D₇有接收信号输出时，它能自动断开，当信号消失一段时间(要大于两次发射的间隔时间)后，它又能自动接通，让残存的电荷通过它放掉。这个开关是由二极管、电阻、电容、缓冲门D₁₃和开关二极管组成。开关二极管的正极接于C_A，负极接D₁₃输出端，D₁₃输入端并有电阻和电容，二极管正极接于D₇输出端，负极接于D₁₃输入端。当D₇输出接收信号时，它就通过二极管使D₁₃的输入端掷高电位，D₁₃输出的高电位使开关二极管截止。组成的开关就处断开状态。D₇输出信号消失后，由于输入端并联电容的储存作用，致使开关仍保持断开状态。随着时间的推移，电容要通过与之并联的电阻放电，当电容上电压降到D₁₃的门坎电压时，它就输出低电位，组成的开关处接通状态，通过它就可以把C_A中残存的电荷放掉。与b路积分电容C_B并联的放电电子开关K_b的通断与b路发射信号Y_b(取自Y_B)、接收输出信号X_b(取自D₈输出端)的逻辑关系为：

K_b＝X_b Y_b        (3)

相应的逻辑电路是由“与非”门D₁₂及开关二极管组成。D₁₂的两个输入端，分别接于D₈和D₉的输出端。延迟放电开关由缓冲门D₁₄、开关二极管……等组成。它们的工作情况与a路完全相同，这里就不再重复。a路信号输出端(取自C_A)，用Y₃表示，b路信号输出端(取自C_B)用Y₄表示。

六、组合电路

这一级电路主要就是一个四端输入(Y₁、Y₂、Y₃、Y₄)，二端输出(Y₅、Y₆)逻辑电路。两个输出端与输入端的逻辑关系分别为： $Y_5=\stackrel{\‾}{Y_1{Y}_2}+Y_3{Y}_4$

Y₆＝Y₃Y₄       (5)

相应的逻辑电路是由“与”门D₁₅，“与非”门D₁₆和“或”门D₁₇组成的。Y₅输出的是刹车信号，Y₆输出的是放挡板信号。Y₅Y₆分别是从D₁₇和D₁₅的输出端引出。在正常情况下组合电路的输入是Y₁＝Y₂＝1，Y₃＝Y₄＝0，m路和n路信号输出端Y₁Y₂都为“1”，说明M、N收发对能不断收到路面的反射信号。a路和b路信号输出端都为“0”，说明a路收发对(A₁A₂A₃)和b路收发对(B₁B₂B₃)没有收到障碍物的反射信号。所以这时既不需要Y₅输出刹车信号，也不需要Y₆输出放档板信号。

在组合输入中，当Y₁、Y₂有“0”出现时，就说明前方出现了深沟，这时Y₅就要输出刹车信号。当Y₃Y₄能同时为“1”时，就说明前方出现了障碍物。这时不仅Y₅输出刹车信号，同时Y₆也输出放板挡信号。

由于A₁A₂A₃和B₁B₂B₃的接收信号是并联放大后才分别由Y₃Y₄输出的，所以它们在逻辑上是“和”的关系，因而就有

A₁＋A₂＋A₃＝Y₃                         (6)

B₁＋B₂＋B₃＝Y₄                         (7)

同时由于Y₁Y₂输出的是M、N收发对的接收信号，因而又有

M＝Y₁                                      (8)

N＝Y₂                                      (9)

把它们代入(4)(5)式就可分别得到收发对的输入与Y₅和Y₆的逻辑关系，它们分别为

Y₅＝ MN＋(A₁＋A₂＋A₃)(B₁＋B₂＋B₃)   (10)

Y₆＝(A₁＋A₂＋A₃)(B₁＋B₂＋B₃)       (11)

收发对为“1”表示该收发对收到了障碍物的反射信号，如A₁＝1表示左上收发对收到了障碍物的反射信号，M＝1表示该收发对收到了路面的反射信号等。

七、升压驱动电路

Y₅输出的刹车信号，还要先经一个“与”门D₁₈，然后再经电容微分成尖脉冲后去触发可控硅VS₁，VS₁导通后驱动电磁铁F₁，F₁的吸力能迫使处于预置状态的刹车部分释放，以实行自动刹车。Y₆输出的放挡板信号，经电容微分成尖脉冲后去触发可控硅VS₂，VS₂导通后驱动电磁铁F₂，F₂的吸力又迫使处于折叠状态的挡板迅速地撑开。为使F₁、F₂在吸动时具有足够的力度和速度，这里给F₁、F₂采用的是电容、高压供电方式。就是先通过由三极管振荡变压器、偏置电阻和耦合电容组成的电感三点式振荡电路，把直流转变成交流，再经变压器次级升压和整流二极管整流，最后给储能电容充电。当可控硅被触发导通后，被充满电荷的储能电容就要经电磁铁线圈和可控硅进行放电，由于电容内阻很小，所以它能给负载(电磁铁)提供一个很大的瞬时功率，致使刹车动作进行得迅速、可靠。实际上VS₁、VS₂的触发端还是通过两个同轴开关K₁、K₂与Y₅Y₆信号输出端相连的。它们的作用是：在必要时，需对本装置实行人工关机时，通过转换它们就可以把VS₁、VS₂的触发源切断。

八、声、光报警电路

这一部分电路主要由两个多谐振荡器组成。一个是由施密特触发器、电阻、电容组成的音频振荡器；一个是由施密特“与非”门、电阻、电容组成的受控多谐振荡器。音频振荡器产生的音频信号经复合管放大后由喇叭辐射出去。受控多谐振荡器产生的信号分两路，一路经二极管对音频振荡器进行调制，一路使由三极管、发光二极管组成的发光电路进行闪烁发光。受控振荡器的受控端就是施密特“与非”门的另一个输入端。当无控制信号即受控端为低电位时，受控振荡器输出高电位。它一面使发光二极管连续发光，一面经二极管使音频振荡器输出低电位。这时复合管截止，喇叭也不发音。受控振荡器的受控端接于b路信号输出端Y₄端，在设计时，特地让b路收发对的控制距离总比a路的远，这样，当正前方出现人或障碍物并逐渐向汽车靠近时，它或他首先会被b路收发对探测到而使本电路中的喇叭和发光二极管交替地发出预见性的声、光报警。只有当继续靠近并且再被a路收发对探测到时(这时Y₃、Y₄都为“1”)，Y₅才输出刹车信号去实行自动刹车。

九、控制距离自动调节

在行驶中的汽车的前方有一段危险区，这段区域是随车速度变化的，车速越高，这段区域就越大，反之则小。为使本装置只对危险区域内进行控制，这就要求探头中收发对的控制距离能随车速的高低作相应的变化。这几个收发对(A₁A₂A₃、B₁B₂B₃)，每个收发对的结构及调节原理是这样的；它是由一个发射管和三个接收管组成，接收管和发射管相互隔离并且在排列上又互成一条直线，在发射管和接收管的前面，都有一个聚光透镜。这样在发射管和它的聚光透镜中心形成了一条向前延伸的发射轴线。三个接收管和它的聚光透镜中心，又分别形成了过接收管并且交于接收透镜中心的三条接收轴线。它们与发射轴线相交，从而又形成了与收发对分别成近、中、远距离的三个交点。每个交点就是对应接收管的接收中心，在每个接收管上面，都又串有一个二极管，这样就可以做到，只有通过二极管给接收管加反偏时，这个接收管才起作用，否则就会因接收信号太弱，无力打破串接二极管的PN结而无法送入放大器进行放大。这样就可以通过改变给接收管反偏的供给状况来实现收发对控制距离的调节。

例如：当要让收发对做远距离控制时，就给三个接收管全加反偏。当要让收发对作中距离控制时，就把对应交点最远的那个负责远距离接收的接收管的反偏撤去。当要让收发对做近距离控制时，就在把对应交点居中的那个负责中距离接收的接收管的反偏也撤去。如果把三个接收管的反偏全撤去，由于收发对中没有能把接收信号送进放大器的接收管，所以这时的收发对就失去了探测能力。

反偏供给电路：这个电路有三个输出端，它们分别为收发对负责近、中、远距离接收的三个接收管提供反偏，可以看出，要想让收发对的控制距离能随车速作相应变化，只要让三个输出端的输出状态能随车速作相应变化(当汽车分别作高、中、低速行驶时，它也能分别作三个、两个、一个输出端输出高电位的变化)就行。

这一部分电路主要是由车速传感器G、单稳电路DW，十进制计效/分配器JC(由CD4017来实现)及三个缓冲门………等组成。G输出的车速信号，先经一个施密特触发器D₁₉进行整形，D₁₉的输出端分两路，分别至JC时钟输入CP端和DW的触发输入端(DW稳态为高电位、上升治触发)。DW的输出端至JC复位R端。JC的译码输出端Q₃Q₆Q₉经三个二极管分别与三个缓冲门D₂₀D₂₁D₂₂的输入端相连，它们的输入端都并有以电阻和电容组成的滤波电路。在行驶时，G产生的车速信号经D₁₉整形后分两路，一路去触发DW使它进入暂稳态(低电位)，一路去触发JC的CP端，使JC译码输出端Q₀Q₁Q₂……依次输出高电位。在计数/分配过程中，一旦遇到DW的复位信号(DW由暂稳态进入稳态的跳变信号)，它就会使以前的计数顺序打乱，又从Q₀Q₁Q₂……的计数顺序就重新开始。由于DW输出复位信号的时间是固定的，所以，G输出信号的频率也就是车速就能决定译码输出端能分配到信号的端的数量。当G的信号频率(车速)由低至高逐步增加时，译码输出端能分配到脉冲的数量也将从Q₀、Q₀Q₁、Q₀Q₁Q₂……等依次增加。当汽车做高速行驶时，Q₃Q₆Q₉分配到的脉冲信号将使D₂₀、D₂₁、D₂₂输出高电位。高电位使收发对中的三个接收管全处反偏状态。这时的收发对作远距离控制；当汽车做中速行驶时，由于Q₉分配不到脉冲信号，致使D₂₂输出低电位而把收发对中负责远距离接收的接收管的反偏撤去。这时的收发对只能作中距离控制，当汽车作低速行驶时，由于Q₆Q₉分配不到脉冲信号，致使D₂₁也输出低电位而把收发对中负责中距离接收的接收管的反偏也撤去。这时的收发对只能作近距离控制；当汽车作超低速行驶时，Q₉Q₆Q₃因分配不到信号而使D₂₂D₂₁D₂₀输出低电位，由于没有能把接收信号送进放大器的接收管，所以这时本装置就处关机状态。

D₂₀的输出端，不仅为负责近距离接收的接收管提供反偏，同时它的输出端还与D₁₈的另一个输入端和通过一个二极管与Y₆输出的经电容微分后的放档板信号的输出端相连。当D₂₀输出低电位时，它不仅把信号的输入端关闭，同时也把信号的输出端关闭(把Y₆至VS₁触发端的刹车信号的必经之路D₁₃封锁；同时也把微分后的放档板信号经二极管对“地”短路。)

十、电源：

本电源是一个典型的串联调整型稳压电源。它有三个稳压输出端，分别是E₁、E₂、E₃。E₁供功率输出电路如发射、升压等，E₂专供放大电路，E₃供数字电路。这样做的目的主要是为消除电路之间的寄生耦合。与别的电源不同的是，在它的复合调整管的基极与“地”之间有一个开关三极管，开关三级管基级与倒相三极管集电极相连。倒相三极管又受整流、滤波后的G输出的车速信号的控制。这样，当汽车开动时，G输出的车速信号就会使倒相三极管饱和、开关三极管截止。这时的稳压电源能正常输出。当汽车停下时，车速信号消失，这时倒相管由饱和变为截止，而开关管则由截止变为饱，致使复合调整管基极和发射极都钳位于零伏。从而实现了车走自开、车停自关的目的。

十一、检测：

本装置在使用一段时间后，就需对其各项功能进行检测，以便做到心中有数。在行驶中进行检测会有很多不便，在让汽车停下来进行检测时，又会因电源和信号的输入、输出都被关闭而无法进行。为使本装置在车停下来时也能对其进行检测，就必须在电路中再增加一套转换电路。这套电路主要是由两个同轴双掷开关K₃、K₄及附属电路组成。整形用的施密特触发器D₁₉的输出端，接有以电位器、电容组成的积分电路。K₃的一个端接于D₁₉输入端。另一端的两个端点“1”和“2”分别接于G信号输入端和积分电路输出端。K₄的一个端接12V电源，另一端的两个端点“1”和“2”分别作悬空和与整流滤波后的G信号输出端相连。平时K₃、K₄全掷“1”端，只有在进行检测时，才把K₃、K₄全掷“2”端。K₃掷“2”时，使D₁₉输入端和积分电路输出端相连，让它们构成一个多谐振荡器，用它产生的振荡信号去取代整形后的车速信号，去把信号的输入、输出端打开。通过调节电位器阻值来改变其振荡频率，以模拟不同车速下G产生的车速信号。K₄掷“2”使12V电源与整流、滤波后的G信号输出端连，让12V电源去取代整流、滤波后的车速信号去把稳压电源打开。

十二、机械系统

Y₅Y₆输出的刹车和放档板指令(信号)最后都是由这个系统来执行的。本系统有相互独立的两个部分。一个是刹车部分(由F₁控制)，一个是放档板部分(由F₂控制)。

刹车部分：它是由套筒、拉芯线、压簧塞、传动连杆、手柄、分力器和锁钩组成。使用前，搬动手柄，通过传动连杆及压簧塞把处在套筒(一端留有端孔)中的弹簧压缩，锁钩同时落进压簧塞的孔中并把它绊住。当Y₅输出刹车信号时，F₁的吸力就会把锁钩拉开，放开后的压簧塞在弹簧力作用下迅速地向套筒的另一端运动。这个运动通过与压簧塞相连并且穿过套筒端孔的拉芯线中的拉芯纲丝传递给分力器，再由分力器分别传递给刹车和离合踏板，使它们做出类似于司机脚踏的动作，以实行自动刹车。

档板部分：这一部分是由折叠式档板、固定撑杆、活动撑杆、锁钩、锁销和撑簧等组成。平时，锁销把锁钩绊住，与锁钩相连的活动撑杆把折叠式档板托起并折叠于保险杠下面。当前面出现一障碍物并使Y₆输出放档板信号时，F₂的吸力使锁钩放开，活动撑杆在撑簧撑力作用下迅速地把处于折叠状态的折叠式档板撑开，使保险杠与地面之间出现一堵隔离墙，这样就防止了人或障碍物进入车下。

本实用新型具有功能齐全，自动化程度高和性能稳定等优点。

在功能方面：它不仅具有自动报警功能而且还具有自动刹车和放档板功能。由于这些动作都是自动完成的，这就大大的弥补人类反应迟纯的不足，从而减小了做到安全行驶对司机的依赖性。退一步说，即使由于无法抗拒的惯性致使汽车向前滑行触到了前方的人或物，也会因已撑开的档板的阻挡作用而使前方的人或物跟着滑行，以致使事故后果能降到最低限度。

在自动化方面，除了在对本装置工作情况是否正常和在特殊情况下进行关机时需手动外，其余的调节如控制距离的远近和电源的开关都是自动来完成的。

在稳定性方面：它又具有很强的抗干扰能力。对于干扰源无非有两种：一种是由轻小障碍物如小纸片、树叶……等。一种是非本发射电路产生的干扰信号。

前一种干扰：由接收信号与刹车动作的关系(4)式可以看出，只有使a、b两路收发对中的接收管同时有障碍物反射的发射信号收到、使这两路信号输出端Y₃、Y₄同时为“1”时，才会引起刹车和放档板。对于人或大件物体，上述条件是很容易被满足的。也就是说，如果是人或大件物体处在本装置的控制距离之内时，它就很容易被a路与b路收发对同时探测到而引起刹车。对于轻小障碍物，由于它的体积小于两路收发对发射光束之间的距离，所以它即使被a或b路收发对探测到，它也不会引起刹车，这是因为它只能使Y₃或Y₄为“1”，还没有满足使Y₃、Y₄同时为“1”的刹车条件。所以本装置对轻小障碍物具有很强的抗干扰能力。

后一种干扰：这一各干扰的来源是比较广泛的，如阳光、灯光、电打火……等，由抗干扰处理电路的工作情况可知，这种信号能对本装置形成干扰的条件是：能接连四次，并且每次都是在发射电路的发射期间内出现。对于与发射电路没任何联系的干扰源来说，它产生的信号能满足上述条件的真可谓少之又少。本人曾经做过数万次人为干扰试验，结果竟无一触发现象。同时本实用新型由于是附加装置，所以它还具有不需改动汽车，易于实施的优点。

下面就通过实施例并结合附图再对本实用新型作更详细的描述：

图1为本实用新型探头安装位置结构示意图。

图2为本实用新型左、中、右探头内部电路原理图。

图3为本实用新型的电源部分，控制距离自动调节部分和选频放大部分电路原理图。图4为本实用新型数控部分电路原理图。

图5为本实用新型机械系统结构示意图。

图6为本实用新型车速传感器结构示意图。

图7为收发对的机械结构及调节原理示意图。

图8为本实用新型机械立体结构和电路方框图。

本实用新型是由电路和机械两大部分组成的。首先在汽车保险杠28(图1)的左、中、右端各装一个探测用的红外探头。探测是靠装在探头中的红外接收、发射管及发射管前面的聚光透镜39和接收管前面的聚光透镜31组成的收发对来实现的。

每个探头中都有一个上、下收发对，在左、中、右探头中的收发对可分为上左、中、右收发对用A₁、A₂、A₃表示和下左、中、右收发对用B₁、B₂、B₃表示。它们的发射方向指向前方，同时在左、右探头中还都有一个指向路面的用于探测路面情况的收发对，它们分别用M和N表示。当探头探测到前方有异常情况时，其接收信号经放大、分离……等，最后可使本装置分别进行报警、放档板和自动刹车。

下面就结合图2、3、4再对本实用新型的电路部分进行详细说明：图2、3、4中的V、T、R、C、IC、L分别表示三极管、二极管、电阻、电容、集成块和电感。下面我们还用和前面相同的顺序对它们的各个部分进行逐一说明。

1、发射

本发射的振荡源是由图4中IC₆(CD40106)中的第六个施密特触发器和R₁C₁组成的一个多谐振荡器。信号由IC₆12端直接送给IC₅(CD4081)的2、5端，2、5端是IC₅第一、二“与”门各自的一个输入端，这俩门分别用D₁、D₂表示。D₁的另一个输入端(IC₅1端)直接与IC₆的第五施密特触发器D₃的输出端10端相连。D₃与R₂、R₃、T₂₆和C₂组成了一个空度很大的多谐振荡器。它的输出端还经T₂₇与IC₆的第四施密特触发器D₄的输入端9端相连。9端还接有C₃和R₄。D₄的输出端(IC₆8端)直接与C₄相连。C₄与R₅构成一个微分电路，它的输出端与D₂的另一个输入端IC₅6端相连。IC₃接成了两个相互独立的缓冲门，它具有较强的带负载能力。4和10端是输入端，5和9是输出端。D₁D₂的输出端(IC₅的3、4端)分别与IC₈的4、10端相连。前面说过，D₃R₃等组成了空度很大的多谐振荡器。就是说它输出高电位的时间很短，仅为振荡源的四个振荡周期，而输出低电位时间则可达一百个左右。

平时D₃与微分电路输出低电位，D₁D₂也输出低电位。只有当D₃输出高电位把D₁打开时，振荡源产生的振荡信号才经D₁由其输出端IC₅3端输出，又经缓冲门推动V₂，最后由V₂集电极串接的A₁A₂A₃M中的发射管T₁T₂T₃T₄发射出去。D₃的高电位消失，发射也就停止。

就在刚才D₃输出高电位时，就已通过T₂₇把D₄输入端(IC₆9端)掷高电位，现在D₃高电位虽然消失，但由于C₃的储存作用，致使D₄输入端继续保持高电位。随着时间的推移，C₃经R₄放电，使IC₆9端电位慢慢下降。当降到D₄的阀值电压V_T-时，它的输出端IC₆8端就跳变成高电位。这个跳变信号经过C₄加于IC₅6端并把D₂打开。这时振荡源产生的振荡信号又经过D₂、V₁最后由B₁、B₂、B₃、N中的发射管T₅、T₆、T₇、T₈发射出去。当微分电路输出电压降至D₂的门坎电压时，D₂又被封锁，T₅——T₆发射也停止，直至D₃再输出高电位，本电路才进入下周的循环。C₂₆L₆构成退耦电路。

2、接收

(图2)接收是由组成收发对的接收管来完成的。在左、中、右探头中，上、下收发对中的接收管的信号都是并在一起输送给本探头中设置的放大器中的。在三个探头中，共有五个这样的放大器，它们分别用FD₁、FD₂、FD₃、FD₄、FD₅表示。其中FD₁、FD₂、FD₃分别担任A₁B₁、A₂B₂、A₃B₃中接收管T₃₆、T₃₇、T₃₈、T₄₅、T₄₆、T₄₇、T₃₉、T₄₀、T₄₁、T₄₈、T₄₉、T₅₀、T₄₂、T₄₃、T₄₄、T₅₁、T₅₂、T₅₃的接收信号的放大任务。FD₄、FD₅分别担任M、N中接收管T₅₄、T₅₅接收信号的放大任务。

先对FD₁的结构及其工作原理进行介绍：它是由放大三极管V₁₇、反馈三极管V₁₈、旁路电容C₂₇、取样电阻R₂₀、偏置电阻R₁₉及增压二级管T₃₄组成。R₁₉经T₃₄为V₁₇提供偏流，T₃₆、T₃₇、T₃₈、T₄₅、T₄₆、T₄₇的接收信号都是经T₃₄至V₁₇的。V₁₇的发射极与V₁₈发射结串联，V₁₈发射结还并有C₂₇和R₂₀。V₁₈集电极并于接收管信号输出端，接收管的接收信号经V₁₇放大后由射极输出，这样就会在R₂₀的两端形成电压降。信号越大，电压降就越高，当高到能打破V₁₈发射结时，便形成反馈偏流，这个偏流再经V₁₈放大后对输入信号形成分流，从而牵制了V₁₇射极电流的增加。可以看出，这是一个反馈系数很大的(接近于100％)电流并联负反馈放大电路。由于反馈系数很大，所以它对无用的杂散光信号如阳光、灯光……等就不具有什么放大能力，从而避免了这些信号对本装置的干扰，同时由于C₂₇的旁路作用，都又使得本放大器对瞬变的交流信号又具有较高的增益。其余四个放大器FD₂、FD₃、FD₄、FD₅分别是由V₁₉、V₂₀、V₂₁、V₂₂和它们的附属电路来实现的。由FD₁、FD₂、FD₃放大输出的信号，都又并在一起从J₁输送给下一级——选频放大电路。FD₄、FD₅放大输出的信号，它们也并在一起由J₂输送给下一级——另一个选频放大电路。

3、放大

(图3)本放大是以集成块IC₁及外围元件组成双通道选频放大电路。一个通道担任FD₁、FD₂、FD₃输出的A₁、A₂、A₃、B₁、B₂、B₃中接收管T₃₆--T₅₃接收信号的放大任务，这个通道我们就称之为ab通道，一个通道担任FD₄FD₅输出的M、N中接收管T₅₄T₅₅接收信号的放大任务，这个通道我们就称之为mn通道。ab通道信号由IC₁8端输入，而mn通道信号则由1端输入。ab和mn通道的输入端，都设有以L₁C₂₀和L₂C₂₁组成的LC选频回路。让收到的发射频率以外的干扰信号能通过它旁路到“地”。

为使放大电路能有较高的放大倍数，特地又让经IC₁放大后的两通道的信号，都再经电容耦合给由两级宽带和一级选频组成的两个三级放大电路，让这两个通道的信号都能得到再一次放大。让IC₁6端输出的ab通道的信号经C₂₄耦合给由V₁₁、V₁₂、V₁₃组成的三级放大电路中，让由IC₁3端输出的mn通道的信号经C₂₅耦合给由V₁₄V₁₅V₁₆组成的三级放大电路。ab和mn两通道放大后的信号分别由J₃和J₄端输出。L₃C₂₂和L₄C₂₃分别为ab和mn通道选频放大级的选频回路。

4、分离

(图4)这一级的任务就是要把ab通道中A₁A₂A₃和B₁B₂B₃的接收信号分离成a路和b路，把mn通道的信号分离成m路和n路。

在讲分离之前，我们先引出两个引出端Y_AY_B，它们分别是从D₃输出端(IC₆10端)和微分电路输出端(C₄与R₅的连接处)引出的。

mn通道的分离：从J₄过来的mn通道的信号，直接送给IC₇(CD4081)的1、6端，这两个端是IC₇第一“与”门D₅和第二“与”门D₆各自的一个输入端。D₅D₆各自的另一个输入端(IC₇的2、5端)分别与Y_AY_B相连。

平时(发射的间歇期间)Y_AY_B输出低电位把D₅D₆封锁，当D₃(IC₆10端)输出高电位，使M中发射管T₄进行发射时，它同时也能通过Y_A把D₅打开。这样，mn通道输出的M中接收管T₅₄(图2)的接收信号就只能由D₅输出端(IC₇3端)输出。当微分电路输出的高电位使N中发射管T₈发射时，它同时也通过Y_B又把D₆打开，这样就使得N中接收管T₅₅的接收信号能且只能从D₆输出端(IC₇4端)输出，从而实现了mn通道的分离。

ab通道的分离：从J₃过来的ab通道的信号直接送给IC₇第四“与”门D₇和第三“与”门D₈各自的一个输入端(IC₇13、8端)。D₇的另一个输入端(IC₇12端)接与IC₆第二施密特触发器(在这里作“非”门用)D₉输出端(IC₆4端)。D₉输入端(IC₆3端)经T₂₅与Y_B相连，IC₆3端并有R₆C₇。D₈的另一个输入端(IC₇9端)直接与IC₆第三施密特触发器D₁₀(也作“非”门用)的输出端(IC₆6端)相连。D₁₀的输入端(IC₆5端)经T₂₄与Y_A相连，这个端同时还并有R₅C₆。平时Y_AY_B为低电位，它们通过D₁₀D₉的倒相作用把D₈D₇打开，当D₃输出高电位使a路中发射管T₁T₂T₃发射时，同时它还通过Y_A和D₁₀把D₈封锁。当微分电路输出高电位(其实是一个正向尖脉冲)时，它一面把D₂打开使b路收发对中的发射管T₅T₆T₇发射，一面通过Y_B和D₉把D₇封锁，致使ab通道中输出的A₁A₂A₃中接收管(图2)T₃₆——T₄₄接收信号只能从D₇输出和B₁B₂B₃中接收管T₄₅——T₅₃的接收信号只能从D₈输出端输出。从而又完成了ab通道信号的分离任务。

5、抗干扰处理电路

从IC₇3、4端输出的mn两路信号(图4)，分别送给由T₂₃R₁₁C₉和T₂₂R₁₀C₈组成的整流、滤波电路中，让3、4端输出的两路接收信号得到平滑后再分别由Y₁Y₂端送给下一级——组合电路。

D₇输出端(IC₇11端)经T_A与由R_AC_A组成的积分电路输入端相连。让D₇输出的a路信号经积分后由积分电路输出端Y₃输送给组合电路。C_A同时还与T₁₄T₁₂正极相连。T₁₄负极与D₁₁的输出端——IC₉(CD4093是四2输入端施密特“与非”门)3端相连。D₁₁的两个输入端(IC₉1、2端)分别与D₁₀输出端和D₇输出端相连，T₁₄与D₁₁构成了一个为C_A提供放电通路的放电电子开关K_a。这个开关的通断状态与a路发射信号Y_a(取自Y_A)接收输出信号X_a(取自D₇输出端)有(2)式的逻辑关系。特殊的动作关系就使得开关对进来的干扰信号具有识别能力。前述可知，如果D₇输出的是障碍物反射的发射信号，这个信号就会与本路的发射信号共生共息。即发射时Y_a＝1，X_a＝1，发射的间歇期间，Y_a＝0，X_a＝0，把它们代入(2)式，可以看出，这两种输入K_a始终处于断开状态(K_a＝0)。D₇输出的接收信号脉冲经T_AR_A给C_A充电，使C_A两端电压一次次升高，四个脉冲周期过后，当升到组成组合电路的D₁₆——IC₁₀(CD4081)的第四“与”门的门坎电压时，这个信号才成了组合电路的有效输入。

如果D₇输出的是干扰信号，它就有可能在发射期间出现，也有可能在它发射的间歇期间出现，在发射期间出现的它同样能给C_A充电并使它两端电压提升，而在发射间歇期间出现的，从(2)式和电路分析不难得出，这时的干扰信号就成了接通K_a，对C_A进行放电的放电信号，如这时Y_A端为低电位(Y_a＝0)，而D₁₀输出端(IC₆6端)则为高电位，它把D₁₁的一个输入端(IC₉1端)掷高电位，如果D₇这时再有信号输出(这时的信号肯定是干扰信号)那么这个信号就会使D₁₁和另一个输入端(IC₉2端)也掷高电位，由于D₁₁的两个输入端都为高电位，这时D₁₁就要输出低电位，T₁₄会因处正偏而导通，使组成的K_a接通并为C_A放电。可以看出，出现在发射期间并储于C_A中的干扰信号，随后就会被出现在发射间歇期间的干扰信号放掉。也就是说，干扰信号的作用结果只能使C_A进行频繁地充电和放电。由于C_A上的电压上升不到D₁₆的门坎电压而成为组合电路的有效输入，所以这种信号，就不会对本装置形成干扰而引起误动作。

前面说过，当Y_a为高电位时，它会通过D₁₀的倒相作用而把D₁₁封锁(把IC₉1端掷低电位)，高电位消失，D₁₁随机也被打开，而T₂₄R₅C₆的作用就是能使D₁₁的打开作一点延迟，目的是让电路能躲过放大电路中LC阻泥振荡的干扰。这样组成的电路会有这样的事情发生，就是当障碍物离去后，C_A中的电荷会因无处泄放而继续保存，这样就会给组合电路造成一种障碍物还没有离去的假像。为了消除这一弊端，特地又在C_A旁并了一个延迟放电开关。要求：当D₇有信号输出时，它能自动断开，当信号消失一段时间(要大于两次发射的间隔时间)后，它又能自动接通去把C_A中残存的电荷放掉。本开关是由T₁₀、T₁₂、IC₅第四“与”门和R₇C₁₅组成，IC₆第四“与”门的两个输入端(12、13端)并在一起作缓冲门(D₁₃)用，它的输入输出端分别与T₁₀T₁₂负极相连。输入端还并有R₇和C₁₅。当D₇有信号输出时，它就会通过T₁₀给C₁₅充电而使缓冲门输入端掷高电位，它输出的高电位又会使T₁₂截止，使组成的开关处断开状态。信号消失后，由于C₁₅的储存作用而使开关继续保持断开状态。随着时间的推移，C₁₅要通过R₇放电而使缓冲门输入端电位下降，当降到它的门坎电压时，它就输出低电位而使开关处接通状态。以上讲的是a路信号的抗干扰处理过程。b路的抗干扰处理电路是由T_BR_BC_BT₁₅T₁₁T₁₃R₈和C₁₆组成，它们分别与a路的T_AR_AC_AT₁₄T₁₂T₁₀R₇和C₁₅的作用及工作情况完全相同，这里不再重复。经抗干扰处理后的a、b两路信号，分别由Y₃、Y₄端输出(至组合电路)。

6、组合电路

这一级电路是一个四端输入，二端输出逻辑电路。m、n、a、b四路信号输出端(Y₁、Y₂、Y₃、Y₄)就是它的输入端，两个输出端(Y₅Y₆)分别输出刹车和放档板信号。这两个输出端与输入端分别有(3)(4)式的逻辑关系。相应的逻辑电路是由IC₁₀第四“与”门D₁₅、第一“与”门与倒相管V₂₃等组成的“与非”门D₁₆和由T₁₈、T₁₆组成的“或”门D₁₇来实现的。Y₁、Y₂至IC₁₀的2端和1端，Y₃Y₄至IC₁₀12、13端，D₁₅输出端(IC₁₀11端)和D₁₆输出端(V₂₃集电极)分别与D₁₇的两个输入端(T₁₆和T₁₈正极)相连。放档板信号输出端Y₆直接从D₁₅输出端(IC₁₀11端)引出，刹车信号输出端Y₅从D₁₇输出端引出，后又与IC₁₀8端相连。

在正常情况下，M、N因不断收到路面的反射信号而使它们的输出端Y₁Y₂为高电位，a、b两路的收发对(A₁A₂A₃、B₁B₂B₃)因收不到障碍物的反射信号而使它们输出端Y₃Y4为低电位，这时Y₅Y₆都无信号输出。

在组合输入中，当Y₁Y₂中有“0”(低电位)出现时，就说明M或N有收不到路面反射信号的情况，说明前方出现了沟，这时D₁₆输出端(V₂₃集电极)为高电位。再经T₁₈使D₁₇输出端Y₅端输出刹车信号(高电位)。

当Y₃Y₄同时为“1”(高电位)时，就说明前方出现了障碍物，这时D₁₅输出端(IC₁₀11端)输出高电位，就在它使Y₆输出放档板信号的同时，它又通过T₁₆使Y₅输出刹车信号。可以看出，本装置在车前方出现沟时会引起刹车，当前方出现障碍物时，它不仅能引起刹车，同时也能使保险杠与地面之间撑开一折叠式档板，用以防止人或障碍物进入车下。

7、升压驱动电路

从Y₅输出的刹车信号要先送至D₁₈(IC₁₀第三“与”门)的一个输入端(IC₁₀8端)，然后再从它的输出端(IC₁₀10端)输出，10端经C₁₁K₁和T₁₉与VS₁控制极相连。放档板信号由Y₆端输出，该端经C₁₂K₂和T₂₀与VS₂控制极相连。VS₁、VS₂的电源端分别与电磁铁F₁、F₂相连，F₁、F₂的另一端并在一起与储能电容C₁₀相连，V₆R₁₂和变压器B组成了一个电感三点式振荡电路，它能把直流转变成交流，后经B次级升压和T₂₁整流后给C₁₀充电，当Y₅输出刹车信号时，它就会经D₁₈C₁₁K₁和T₁₉去触发VS₁，VS₁导通后，充满电的C₁₀就要通过F₁和VS₁放电，F₁的吸引力迫使处于预置状态的刹车部分释放，以实行自动刹车。Y₆输出的放档板信号经C₁₂K₂T₂₀触发VS₂并驱动F₂，F₂的吸引力迫使处于折叠状态的档板撑开。由于C₁₀的内阻很小，所以它能给F₁F₂提供一个很大的瞬时功率，使F₁F₂具有足够的吸力。T₁₉T₂₀的作用是为了增加VS₁、VS₂的触发电平，以增加其抗干扰能力。K₁、K₂可以切断VS₁、VS₂的触发源，以备在必要时实行人工关机。

8、声、光报警电路

这一部分电路主要是由IC₉(图4)的第四、三两个施密特“与非”门及其外围电路组成。第三施密特“与非”门的两个输入端(IC₉8、9端)并在一起作施密特触发器用，它与R₁₃C₁₄组成了音频振荡器，其振荡信号经V₄V₆组成的复合管放大后驱动扬声器BL。第四施密特“与非”门与R₉C₁₃又组成了一个受控振荡器它的输出信号分两路，一路经T₆₀对音频振荡器进行调制，一路直至V₃基极而使发光管T₉闪烁。

受控振荡器的受控端(IC₉13端)与b路积分电路输出端相连。就是说它受b路接收信号控制，平时受控振荡器输出高电位，这个高电位一路使T₉发光，一路使音频振荡器输出低电位。在设计时，特地让b路收发对的控制距离总比a路的远，这样，当前方出现障碍物并逐渐向汽车靠近时，它会首先被b路收发对探测到而使受控振荡器获得控制信号，振荡信号分两路，分别使T₉和BL交替地发出预见性的声光报警。

9、控制距离自动调节电路

图7就是一个收发对调节原理及其结构示意图。A₁A₂A₃、B₁B₂B₃收发对它们都是由一个发射管40和三个接收管41、42、43组成的。在40的前面，有一个发射聚光透镜39，在41、42、43的前面，有一个接收聚光透镜31，40与39的中心形成了一条向前延伸的发射轴线37(发射光束中心轴线)。41、42、43与31的中心又分别形成了三条接收轴线32、33、34，32、33、34又分别与37交于38、36、35点。每个交点就是对应接收管的接收中心，41、42、43三个接收管分别对进入近交点、中交点、远交点的障碍物反射信号的接收。另外从图2中还可以看出，在每个接收管的上面(T₅₆、T₅₅除外)，都又串有一个二极管，这样就可以做到，只有通过二极管给接收管施加反偏时，这个接收管才起作用，否则就会因接收信号太弱，无力打破串接二极管的PN结而进入放大器进行放大。这样就可以通过改变给接收管反偏的供给状况来实现控制距离的调节。例如：当要收发对分别作近、中、远距离控制时，对应的反偏供给状况分别为：给41、给41、42和给41、42、43全加反偏。可以看出，要想让收发对的控制距离能随汽车的低、中、高速相应地作近、中、远的变化，只要让三个接收管反偏的供给状况能随车速作相应的变化就行。

反偏供给电路：这个电路有三个输出端J₇、J₈、J₉(图3)，分别为A₁A₂A₃、B₁B₂B₃中负责近、中、远距离接收的接收管提供反偏。G是车速传感器，它产生的车速信号经J₅至施密特触发器D₁₉输入端——IC₆1端(图4)经D₁₉整形后再由J₆分两路输出，一路经C₁₈R₁₇微分(图3)成尖脉冲后去触发IC₄6端(IC₄及其外围电路组成了一个单稳电路DW，它的稳态为高电位，R₁₈C₁₉决定暂稳时间)。一路直接至IC₃(CD4017)14端。IC₃是一个十进制计数/分配器(JC)，14端是它的时钟输入(CP)端，它的复位R(15端)直接与DW输出端(IC₄3端)相连。JC的译码输出端Q₃、Q₆、Q₉端(IC₃、7、5、11端)又分别经T₃₃、T₃₂、T₃₁与IC₂(CD4081)的第一、二、三“与”门各自的两个输入端(IC₂的1、2、5、6、8、9端)相连。这三个“与”门都是把各自的两个输入端并在一起作缓冲门用，它们分别用D₂₀、D₂₁、D₂₂表示，J₇、J₈、J₉分别从它们的输出端(IC₂、3、4、10端)引出。汽车开动，G就会产生出一个频率与车速成正比的交变信号，这个信号经D₁₉整形后分别去触发DW和JC，触发DW使它进入暂稳态(低电位)，触发IC₃又会使它的译码输出端Q₀Q₁Q₂……依次出现高电位。在这种计数/分配过程中，一旦R端收到DW输出的复位信号(DW由暂稳态到稳态的跳变信号)，JC的计数顺序又会从Q₀……重新开始。由于DW输出的复位时间是固定的，所以触发信号的频率也就是车速就能决定JC译码输出端能分配到脉冲的端的数量。

当汽车速度由低到高逐渐增加时，相应地能分配到脉冲信号的译码输出端的数量也将从Q₀、Q₀Q₁、Q₀Q₁Q₂……依次增加。当汽车作高速行驶时，Q₃、Q₆、Q₉分配到的脉冲信号使J₇、J₈、J₉输出高电位，它们分别为A₁A₂A₃、B₁B₂B₃中负责近、中、远距离接收的接收管T₃₆T₃₉T₄₂T₄₅T₄₈T₅₁、T₃₇T₄₀T₄₃T₄₆T₄₉T₅₂、T₃₈T₄₁T₄₄T₄₇T₅₀T₅₃(图2)提供反偏(这三组接收管在各自收发对中的位置分别如图7中的41、42、43)，相应地收发对作出远距离控制；当汽车作中速行驶时，Q₉因分配不到脉冲而使J₉为低电位。这时T₃₈T₄₁T₄₄T₄₇T₅₀T₅₃因失去反偏而使收发对相应地只能作中距离控制；当汽车作低速行驶时，Q₉Q₆因分配不到脉冲而使J₉J₈为低电位。这时T₃₇T₄₀T₄₃T₄₆T₄₉T₅₂也失去反偏，相应地收发对只能作近距离控制；当汽车作超低速行驶时，Q₉Q₆Q₃因分配不到脉冲而使J₉J₈J₇为低电位，最后使T₃₈T₄₁T₄₄T₄₇T₅₀T₅₃也失去反偏。由于收发对中没有了能把接收信号送进放大器的接收管，所以这时本装置就处于关机状态。另外还可以看出，在本装置处于关机状态时，它不仅把信号的接收端(接收管反偏撤去)关闭，同时也控制信号的输出。这是因为，J₇端还与D₁₈的另一个输入端(IC₁₀9端)和T₁₇负端相连(图4)。当J₇输出低电位把收发对中最后一个接收管的反偏撤去的同时，它还把Y₅输出刹车信号的必经之路D₁₈(IC₁₀第三“与”门)封锁和Y₆输出放档板信号经T₁₇对“地”短路。从而更增加了本装置的抗干扰能力。

10、电源

本装置所用的电源是一个典型的串联调整型稳压电源(图3)。输入12V，它有三个稳压输出端，E₁、E₂、E₃，其中V₉V₁₀组成了复合调整管。R₁₄T₂₉、R₁₅T₃₀又组成了两个并联二次稳压输出E₂、E₃。E₂经L₈专供放大电路。E₃供数字电路，E₁供功率输出如发射、升压、声光报警等电路。与众不同的是，本电源又多了开关三极管V₈，倒相三极管V₇等电路。V₈接于V₉的基极与“地”之间，其基极接V₇集电极，车速传感器G经T₂₈和一个电阻与V₇基极相连，这样就可以做到，当汽车开动时，经T₂₈和C₁₇整流滤波后的车速信号就会使V₇饱和，V₈截止，电源正常输出。当汽车停下来时，G信号消失，这时V₇截止，V₈饱和，使V₉基极对“地”短路，电源关闭，从而使本电源具有了车走自开、车停自关的功能。

11、检测电路

为使本装置在使用一段时间后能对其各项功能进行检测，以便做到心中有数，特设本电路。前面说过，当汽车停下来时，不仅把信号的输入、输出通路封锁，同时也把本装置的供电电源切断，致使检测无法进行。本电路就是为能解决这个问题而设。它主要是由两个同轴双掷开关K₃、K₄及其附属电路组成。K₃的一端接于D₁₉的输入端(IC₆1端，如图4)。另一端的两个端点“1”“2”分别与J₅、电位器R_P和C₅的连接处相连。R_P的另一端接D₁₉输出端。R₉C₆构成了积分电路。K4的一端接于12V(电瓶)电源，另一端的两个端点“1”“2”端分别作悬空和与整流滤波后的G信号输出端(T₂₈负端)相连(图3)。平时K₃K₄全掷“1”端，只在进行检测时才把它们全部掷“2”。K₄掷“2”，让12V电源去取代行驶时G产生的车速信号，先把稳压电源打开(使V₇饱和、V₆截止)；K₃掷“2”使D₁₉输入端与积分电路输出端相连，让D₁₉、R_P、C₅组成了一个多谐振荡器，用它产生的信号去取代G产生的车速信号，去触发JC和DW。通过调节R_P以改变其振荡频率，用以模拟不同车速时产生的车速信号。

12、机械系统

本系统有相互独立的两个部分，一个是刹车部分，一个是放档板部分(图5)。刹车部分是由电磁铁F₁、锁钩3、套筒1、压簧11、压簧塞9、手柄10、传动连杆21、复位簧2、拉芯线13、拉芯纲丝14、分力器12、拉芯线固定端子8、拉芯钢丝复位簧5和拉芯纲丝档凸4组成。事先前先搬动10经21把9压缩，同时3在2拉力作用下使3落进9的孔中并把9绊住，然后再把10复位于与1平行的位置。当Y₅输出刹车信号时，F₁就会有强大的驱动电流，它的吸力拉动3并使它翘起，9被释放，9在11的作用下迅速向1的另一端(箭头方向)运动，这个运动通过与9相连的13中的拉芯钢丝14传送给12，再由12分两路分别去拉动刹车踏板6和离合踏板7，使它们分别作出类似于司机脚踏的动作(它们分别作出按箭头所示的方向运动)以实际自动刹车。

档板部分是由电磁铁F₂、锁销20、固定撑杆25、撑簧26、复位簧27、活动撑杆23、折叠式档板24和锁钩19组成。24的两端分别经铰链29、30与车架18、23相连，并折叠于保险杠28的后面，同时与23相连的19被20绊住。当Y₆输出放档板信号时，F₂中就会有强大的电流通过，它的吸力拉开20，19被释放，与19相连的23在重力和26撑力作用下迅速地把处于折叠状态的24撑开，以阻挡人或障碍物进入车下。图5中的15、16、17、22分别是b路收发对(B₁B₂B₃)发射方向、a路收发对(A₁A₂A₃)发射方向、探头侧视安装位置、M、N收发对发射方向。当前方出现障碍物并逐渐向汽车靠近时，它首先会被b路收发对探测到而使它的输出端Y₄为“1”，使声光报警电路发出预见性的声光报警，以提醒司机采取应急措施。如果司机来不及反应致使它们继续靠近并再被a路收发对探测到时，它又会使a路信号输出端Y₃也为“1”，从组合电路(4)(5)式可知，这种输入Y₃Y₄同时为“1”，同时满足了刹车信号输出端Y₅、放档板信号输出端Y₆输出信号的条件，Y₅Y₆分别触发VS₁和VS₂。并驱动F₁和F₂。F₁的吸力拉动3(图5)实行自动刹车的同时，F₂的吸力又拉动20而使24撑开。当前面出现深沟时这时M或N会因收不到路面的反射信号而使它们的输出端Y₁或Y₂中有“0”的出现，从(4)式可以看出，这时它只能使Y₅输出刹车信号实行自动刹车。

下面结合图6再对车速传感器G的结构及工作原理作些说明。

它包括一个套在汽车传动轴50上的环49，在49中嵌有永磁体51，在49的旁边(上边)有一个固定在车斗底52上的铁芯线圈。铁芯线圈是由铁芯48和线圈47组成，47套在48上。当汽车开动时，50就要按箭头所示的方向转动并带动51，51与铁芯线圈作相对运动并切割51的磁力线，于是在47的两端就会感应出频率与车速成正比的交变信号。

最后结合图8对本实用新型作系统描述：

图中的A₁₀、A₂₀、A₃₀、B₁₀、B₂₀、B₃₀及M_o和N_o分别为A₁、A₂、A₃，B₁、B₂、B₃及M和N收发对的发射方向。这些收发对的接收信号经传输线44和45分别传送给ab通道的放大器AB和mn通道的放大器MN进行选频放大，AB和MN放大输出的信号分别输送给分离电路FL₂和FL₁，FL₁分离出的M和N收发对的信号分两路输送给组合电路ZH，FL₂分离出的A₁、A₂、A₃和B₁、B₂、B₃的接收信号先经抗干处理电路SK_a和SK_b作抗扰处理后才输送给组合电路ZH，ZH的两个输出端Y₆和Y₆分别输出刹车和放档板信号，Y₅Y₆分别经驱动电路Q_A、Q_B驱动刹车电磁铁和放档板电磁铁，以实行自动刹车和在保险杠28与地面之间撑开拆叠式挡板24，24是用于阻挡人或障碍物进入车下的，虚线46是处于拆叠状态的挡板24。

Claims (7)

1、一种对行驶中的汽车，能避免和减少其交通事故发生的，不仅可以自动报警而且还具有自动刹车和放档板功能的多功能汽车自控安全装置，它是由发射电路、接收电路、选频放大电路、分离电路、抗干扰处理电路、组合电路、升压驱动电路、声光报警电路、控制距离自动调节电路、电源电路、检测电路和机械系统这十二个部分组成，上面所述的是靠装在保险杠28的左、中、右端的三个探头中的上左、中、右和下左、中、右收发对A₁、A₂、A₃和B₁、B₂、B₃对车前的障碍物进行探测，车前路面情况的探测由左、右探头中的M、N收发对来实现，在A₁、A₂、A₃和B₁、B₂、B₃收发对中，不管是哪个收发对接收到障碍物的反射信号，经本探头中设置的接收电路进行初步放大后，都要再送到选频放大电路中的ab通道进行放大，M、N收发对收到地面的反射信号经本探头中设置的接收电路进行初步放大后，都要再送至选频放大电路中的另一个通道——mn通道进行放大，分离电路的作用是把ab、mn通道输出的A₁、A₂、A₃、B₁、B₂、B₃、M、N收发对的接收信号分离成a、b、m、n路，其中a、b两路作抗干扰处理后同mn路一起送至组合电路，组合电路的两个输出端Y₅、Y₆分别输出刹车和放档板信号，Y₅输出信号触发VS₁，VS₁驱动电磁铁F₁，F₁的吸引力拉开处于预置状态的机械系统的刹车部分，实行自动刹车，Y₆输出信号触发VS₂，VS₂驱动电磁铁F₂，F₂的吸力拉开处于预置状态的机械系统的档板部分，使在车架18与地面之间撑开一档板24，其特征在于a路抗干扰处理电路是由二级管T_A、积分电阻R_A、积分电容C_A和电子开关K_a组成，T_A的正、负端分别与分离电路的选通“与”门D₇输出端和R_A的一个端相连，R_A的另一个端与C_A相连，R_A与C_A构成积分电路，K_a与C_A并联，a路信号经积分后又从积分电路输出端Y₃端输出，b路抗干扰处理是由二级管T_B、积分电阻R_B、积分电容C_B和电子开关K_b组成，T_B正、负端分别与分离电路的选通“与”门D₈的输出端和R_B的一个端相连，R_B的另一端与C_B相连，K_b与C_B并联，b路信号经积分后又从积分电路输出端Y₄端输出，组合电路是由“与”门D₁₅、“与非”门D₁₆和“或”门D₁₇组成，D₁₇的两个输入端分别与D₁₅、D₁₆的两个输出端相连，Y₅Y₆分别从D₁₇、D₁₅输出端引出，机械系统有一档板24，24的两端分别与车架18和活动撑杆23相连并且可折叠。

2、根据权利要求1所述的多功能汽车自控安全装置，其特征在于a路抗干扰处理电路是由二极管T_A、电阻R_A、电容C_A电子开关K_a组成，T_A正、负端分别与D₇输出端和R_A相连，R_AC_A构成积分电路，K_a与C_A并联，K_a的通断状态与a路发射信号Y_a，接收输出信号X_a的逻辑关系为 $K_a=X_a\stackrel{-}{Y_a}$ ，待处理信号由T_A正端输入，处理后由R_AC_A连接处输出。

3、根据权利要求1、2所述的多功能汽车自控安全装置，其特征在于K_a是由开关二极管T₁₄、“非”门D₁₀、“与非”门D₁₁和开关二极管T₂₄组成，T₁₄负端与D₁₁输出端相连，D₁₁的一个输入端与D₇输出端相连，T₂₄正、负端分别与Y_A端和D₁₀输入端相连，D₁₀输出端与D₁₁另一输入端相连，T₂₄正端和D₁₁另一输入端是决定K_a通断状态的控制端。

4、根据权利要求1所述的多功能汽车自控安全装置，其特征在于b路抗干扰处理电路是由二极管T_B、电阻R_B、电容C_B和电子开关K_b组成，T_B正、负端分别与D₈输出端和R_B相连，R_BC_B构成积分电路，K_b与C_B并联，K_b的通断状态与b路发射信号Y_b，接收输出信号X_b的逻辑关系为 $K_b=X_b\stackrel{-}{Y_b}$ ，待处理信号由T_B正端输入，处理后由R_BC_B连接处输出。

5、根据权利要求1、4所述的多功能汽车自控安全装置，其特征在于K_b是由开关二极管T₁₅、“与非”门D₁₂，“非”门D₉和二极管T₂₆组成，T₁₆负端与D₁₂输出端相连，D₁₂的一个输入端与D₈输出端相连，D₁₂另一输入端与D₉输出端相连，T₂₅正、负端分别与Y_B和D₉输入端相连，T₂₅正端与D₁₂另一输入端是决定K_b通、断状态的控制端。

6、根据权利要求1所述的多功能汽车自控安全装置，其特征在于挡板24所用材料是化纤织物。

7、根据权利要求1所述的多功能汽车自控安全装置，其特征在于组合电路中的两个输出端Y₅Y₆与a、b、m、n四路信号输出端Y₃、Y₄、Y₁、Y₂的逻辑关系分别为： $Y_5=Y_3{Y}_4+\stackrel{\‾}{Y_1{Y}_2}$           Y₆＝Y₃Y₄

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