專利名稱：一種汽車自動控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種汽車自動控制裝置。
現在汽車都是以制動燈來指示制動狀態，而車輛是否在運行，以及是否在加速或減速，其加減速的程度即車速上升或下降的快慢卻沒有任何指示。特別是在夜間行車極易造成誤判斷，而發生一些諸如撞車事故。而且影響了行車安全及道路通過能力的提高，當在長時間行駛時，特別在條件較好的道路上行使時，司機必須始終腳踏油門踏板來控制車速，要想保持車速穩定，是很不容易的，也很疲勞。目前國產車都是用腳踏油門踏板來控制車速。國外有部分汽車安裝了一種恒速(巡行)控制裝置，當汽車司機按要求的車速閉合恒速開關后，不用踩油門踏板就可以由恒速控制裝置調節節氣門開度，使車輛以固定的車速行駛，在恒速行駛過程中，操縱加速或減速開關，車輛又可以新的速度恒速行駛，也可以解除或恢復恒速行駛，因而可以減輕司機的疲勞及不必要的車速變化節省燃油。但由于操作開關多，使用不方便。
本實用新型的目的在于提供一種汽車自動控制裝置，即使汽車在行駛時能進行恒速控制，并能在行駛時發出車輛運行指示信號，也能發出危險告警信號，同時能以數字形式顯示即時車速值的汽車自動控制裝置。也就是汽車在行駛過程中不但可以進行恒速控制減輕司機的疲勞，也能發出汽車運行情況燈光信號，也可以以紅綠燈閃光的形式發出危險告警信號，以利于安全駕駛并且在需要時能鎖止節氣門開度，具有一定的防盜作用。
本實用新型提供的汽車自動控制裝置主要由車速傳感器、電子控制器和節氣門執行器等部分組成。主要是通過檢測即時車速信號，經電子控制器處理后，由節氣門執行器執行。
首先是車速傳感器采用紅外光電開關采集即時車速信號，主要結構由附圖3中轉盤21，轉軸22，光電開關23，引線24等組成；并按裝于原車速里程表與變速箱軟軸接口之間，可保持原里程表的功能。由變速箱輸出軟軸帶動轉軸22轉動，同時也帶動里程表工作，這時安裝在轉軸22上的圓盤21也隨著轉動，光電開關23的紅外光路被圓盤通斷，由于圓盤上均勻地開有10個槽孔，因而圓盤21每轉一周，光電開關23的紅外光路被同斷10次，便發出10個脈沖信號，實現對車速的檢測，電纜24用接插件與電子控制器連接。
電子控制器主要由A／D轉換單元，接口單元，穩壓電源和功能開關等部分組成。A／D轉換單元主要作用是將模擬車速信號轉換成八位二進制數字信號，主要由Ic2(556雙時基)、Ic3－2、Ic3－3、Ic3－4、Ic4(74LS590八位二進制計數器帶寄存輸出)及外圍元件組成，由Ic2產生的時基信號，經Ic3－2，Ic3－3，Ic3－4，及R、C的作用，Ic4對輸入的車速脈沖信號計數，寄存后輸出八位二進制數字信號，即為即時車速數字信號V，實現了A／D轉換。通過調整RP改變時基信號的周期T，可適應不同車型的測量要求，使顯示值與實際值一致。T＝3600／M·n(S)，式中M為該型車在1Km／n時里程表軟軸每小時轉數。目前國內常用的有6241，9601，10001等幾種，n為車速傳感器內圓盤每轉1周時輸出脈沖個數，在此為10個。
車速保持單元主要作用是在恒速控制時保持所要求的車速數據。由Ic5(74LS373)構成，受Ic11(EPROM2764)控制；當Ic511腳為“1”時輸入輸出直通，為“0”時鎖存已輸入的數據，即保持了所要求的車速數據，直接送入中央處理單元作為設定的車速值VO。
中央處理單元由IC6－IC11及外圍元件構成，IC6、IC7、IC8及外圍元件構成車速變化檢測電路，IC6數據輸入端、IC7A組比較輸入端、IC9地址線A8－A15、IC10地址線A0－A7分別與A／D轉換單元電路IC4八位數據輸出端Q0－Q7對應連接，IC8輸出端與IC7B組比較輸入端對應連接，IC61腳接地，IC71腳接IC89腳，IC719腳接IC82腳和R11，R11另一端接C9和IC3－5輸入端，C9另一端接地，IC3－5與IC3－6串聯后接IC611腳，IC8及外圍元件構成可重觸發單穩電路，IC812腳，13腳分別接IC11的25腳和3腳，IC9、IC10、IC11為EPROM，存有功能所需全部數據，其地址線作信號輸入端，數據線作信號輸出端，IC9地址線A0－A7與車速保持單元電路IC5數據輸出端Q0－Q7對應連接，IC911腳接R30，R30另一端接BG6b極，BG6c極經R26接Vcc、BG6e極接顯示單元顯示屏，IC912腳接顯示單元電路IC134腳，IC913腳接輸出接口電路，IC915腳－18腳接IC1110腳－7腳，IC919腳接IC1124腳，IC10數據輸出端D0－D7接顯示單元電路BCD輸入端，IC114腳接IC13腳，IC1121腳接A／D轉換單元電路IC29腳，IC1123腳、2腳、6腳、5腳分別接輸入接口電路光耦，并分別經R18－R21接地，IC1111腳接車速保持單元電路IC511腳，IC1112腳接顯示單元電路，IC1113腳、15腳、16腳分別接輸出接口電路和顯示單元電路，IC1117腳經C13接IC121腳、13腳、R22，R22的另一端接Vcc，IC125腳、9腳分別與輸出接口電路連接，IC1212腳和6腳連接，IC122腳和8腳連接，IC124腳、10腳接Vcc。
顯示單元用于顯示即時車速值和有關信息，主要由Ic13(CD4511)、IC14(CD4511)、LED顯示屏等組成。當Ic11，D1為“1”時，BG5導通TV工作并發出節奏分明的斷續聲，表示車速沒有在可使用恒速控制的范圍內。
接口單元主要是實現電平轉換和信號的傳送。由BG1、光耦GD1～GD4構成輸入接口，由智能功率開關TK1～TK6構成輸出接口，可直接驅動執行器工作；VD3可防止在K1～K3閉合時原車制動燈亮，造成制動誤指示。穩壓電源單元主要由Ic5(7850三端穩壓)及外圍元件構成，VD9為TVP型瞬間高壓脈沖抑制二極管，以消除汽車電路中各電器動作而產生的脈沖干擾；VD6，VD7用以防止電源反接；正常工作時，電源由原車點火開關供給，而在使用危險告警及鎖止節氣門控制時由原車蓄電池供給。
功能開關K1空檔開關(變速器置于空檔時閉合)；R2為離合器開關；K3為節氣門位置開關(當節氣門開度達極限位置時閉合；K4為原車制動開關；S1為恒速開關；S2為告警開關；S3為鎖止開關；DK為原車點火開關。
節氣門執行器主要作用是代替人工調節節汽車門開度。其基本工作原理結構見圖4，當電磁鐵線圈繞組36得電，即產生磁場，銜鐵38被吸引，拉動接合套29與從動齒輪40嚙合；電動機輸出軸帶動蝸桿31與蝸輪30嚙合，動力經蝸輪30帶動齒輪與接合套29嚙合，再經從動齒輪40由軸傳遞給驅動輪26，纏繞驅動鋼索25拉動節氣門；由于驅動電機可正反轉，因而可調節節氣門開度；同時因蝸輪有自鎖作用，故可以使節氣門保持在一定開度不變；一旦電磁線圈36失電，銜鐵28便在回位彈簧39的作用下將接合套29復位，驅動輪26便成自由輪。這時腳油門踏板驅動力油驅動鋼索經驅動輪26的作用拉動節氣門，以調節節氣門開度。如果接合套29與從動齒輪40嚙合，則腳油門踏板，無法控制節氣門開度。
運行指示器，用汽車用12V20W單腳燈泡安裝在塑料殼體內，外用紅、綠色燈罩，以發出紅色或綠色燈光。
本實用新型的優點在于用數字顯示車速比較直觀；用紅綠燈指示汽車運行情況；具有車速控制作用，方便安全；而且具有危險告警作用。
圖1(a)為本實用新型電子控制器原理圖。圖中(1)A／D轉換單元；(2)車速保持單元；(3)中央處理單元；(4)顯示單元；(5)輸出接口；(6)穩壓電源單元；(7)輸入接口；MD為節器門執行器電機；LH為電磁鐵繞組；H1為綠燈；H2為紅燈；X1～X6為接插件。
圖1(b)為A／D轉換單元中a、b、c各點波形示意圖。圖中RCK為Ic4寄存時鐘，上升沿有效。R為Ic4計數器清零，低電平有效。
圖2(a)為本實用新型的電子控制器直觀圖。圖中(8)調試孔；(9)恒速工作狀態指示；(10)、(11)運行指示燈；(12)顯示屏；(13)恒速開關；(14)危險告警開關。
圖2(b)為電子控制器背面圖。圖中(15)GDK輸入；(16)X5接插件；(17)X6接插件；(18)消除控制K1～K4，(19)S3鎖止開關；(20)X4接插件。
圖2(c)為電子控制器線路板上主要元件安裝位置示意圖圖2(d)為LED顯示屏帶插接件圖。
圖3為本實用新型車速傳感器結構示意圖。圖中(21)轉盤；(22)轉軸；(23)光電開關；(24)引線圖4為本實用新型節氣門執行器結構示意圖。圖中(25)驅動鋼索；(26)驅動輪；(27)鍵；(28)軸；(29)接合套；(30)蝸輪；(31)電動機蝸桿；(32)外殼；(33)螺釘；(34)電磁鐵外殼；(35)拉爪；(36)電磁鐵繞組；(37)接線柱；(38)銜鐵；(39)回位彈簧；(40)從動齒輪。
圖5為本實用新型自動控制裝置連接關系示意圖。圖中(41)電子控制器；(42)蓄電池；(43)節器門執行器；(44)驅動鋼索；(45)化油器；(46)油門踏板；(47)離合開關；(48)制動開關；(49)空檔開關；(50)軟軸；(51)車速傳感器；A－－－接原制動燈；B－－－接車首運行指示燈；C－－－接車尾運行指示燈；DK為原車點火開關；S3為鎖止開關。
本實用新型一種汽車自動控制裝置實現方式采用軟軸將車速傳感器與汽車變速箱軟軸接口連接，車速傳感器另一端接口用軟軸與原車里程表連接；在原車離合器踏板附近安裝一開關，在使用離合器時閉合；在汽車駕駛室方便的地方安一固定支架，將節氣門執行器固定；取下油門踏板與化油器節氣門驅動臂的連接件，將節氣門執行器的驅動鋼索分別與油門踏板、節氣門驅動臂連接，并將鋼索的外套固定，在油門踏板、節氣門驅動臂的適當位置分別裝一回位彈簧，調節鋼索的松緊度能有效地控制節氣門開度。在車輛的首部和尾部適當位置分別安裝紅色和綠色兩種指示燈，以便于別車駕駛員觀察到為準。同時用導線和接插件分別把各功能開關、車速傳感器、執行器、蓄電池連接。鎖止開關安裝隱蔽地方，也可與其它防盜報警裝置的輸出繼電器常開觸點并接。打開點火開關，正常操作車輛運行，顯示屏即顯示即時車速值，同時運行指示燈發出運行情況信號。如車速上升，則綠色指示燈發出與車速上升率相關的閃光信號；如車速下降，則紅色指示燈發出與車速下降率相關的閃光信號；如車速沒有變化，則兩種指示燈都亮。打開危險告警開關S2，運行指示燈發出2～3次／秒的閃光信號。當車速達到所要求的車速值時，閉合恒速開關S1，即設定好了車速已進入恒速工作狀態，同時顯示屏指示燈點亮，此時右腳可離開油門踏板，節氣門執行器將執行電子控制器的指令，代替人工調節節氣門開度，使車輛在預定的車速范圍內穩定行駛。如果要重新設定車速，可關閉恒速開關S1，腳操縱油門踏板使車速達到所要求的車速值時，再打開恒速開關S1即可。當采取制動措施或踏下離合踏板或變速器置于空檔或節氣門達極限開度位置時，及當車速低50Km／n，或高于130Km／n時，都將取消恒速控制功能。如果打開鎖止開關S3，節氣門執行器的電磁離合器得電工作，將節氣門鎖止在一定的位置，人工無法用油門踏板控制節氣門開度，從而防止無關人員亂踏油門踏板具有一定的防盜作用。
本實用新型自動控制裝置的電子控制部分的電子元器件安裝在線路板上，并固定在圖2(a)中長方體的塑料盒內。電源利用汽車12V直流電源輸出可直接控制相關的電器設備。電子控制器外殼采用ABS工程塑料壓鑄而成，字符印刷在面板上。殼體分上下蓋兩部分，上蓋和后面為一體，下蓋和前面板為一體，前面板內裝有顯示屏。同時操作開關S1、S2和輸入輸出接插件直接安裝在印刷線路板上，便于連接。外殼的上下兩部分用螺釘連接固定。電路部分采用常規元件，其核心單元主要利用三塊(EPROM27512，EPROM2716，EPROM2764)大規模數字存貯器，存入一定的數據來實現邏輯功能。通過檢測車速變化信號，經處理后，由首部和尾部指示燈以閃光的形式指示汽車運行情況，克服了現在汽車只有制動燈，沒有運行指示信號而難以準確判斷車輛運行情況的缺點，通過觀察紅綠燈的變化情況，就能方便地判斷出車輛的運行情況，也給別車駕駛員提供方便的燈光指示信號。
本實用新型數字電路部分的數字集成塊插接在印刷電路板的插座上。顯示屏用電纜和接插件與線路板連接。編碼表采用二進制編碼，采用通用的編程器編程，編程前對存貯器進行空片檢查，編程后用不透明膠紙將石英玻璃窗口蓋上。同時也可以使用其它類型的ROM。所有元器件安裝好后進行調試，根據已知車型，用T＝3600／M·n求出時基信號周期T，將示波器輸入探頭接于線路中被測點a，調RP使該點波形周期為T。也可采用路試或臺架試驗的方法，啟動車輛使車速在某一值時穩定，調節RP使顯示屏顯示與標準車速表指示一致即可。
本實用新型中的節氣門執行器采用電動式直流電動機可反正轉，經蝸輪蝸桿減速由離合機構傳遞動力，再由驅動輪卷繞驅動鋼索拉動節氣門轉動，從而控制和調節節氣門開度，實現車速自動控制。
權利要求1.一種汽車自動控制裝置，由車速傳感器、電子控制器、節氣門執行器、運行指示器構成，其特征是車速傳感器安裝在變速箱與車速里程表之間，用電纜與電子控制器連接，節氣門執行器安裝在油門踏板與節氣門之間，節氣門執行器的兩根驅動鋼索分別與油門踏板、節氣門驅動臂連接，節氣門執行器與電子控制器用導線連接，運行指示器安裝在車輛首尾部，用導線與電子控制器連接。
2.根據權利要求1所述的汽車自動控制裝置，其特征在于電子控制器包括輸入、輸出接口電路、A／D轉換單元、車速保持單元、中央處理單元、顯示單元、穩壓電源、功能開關，其中中央處理單元由IC6－IC11及外圍元件構成，IC6、IC7、IC8及外圍元件構成車速變化檢測電路，IC6數據輸入端、IC7A組比較輸入端、IC9地址線A8－A15、IC10地址線A0－A7分別與A／D轉換單元電路IC4八位數據輸出端Q0－Q7對應連接，IC6輸出端與IC7B組比較輸入端對應連接，IC61腳接地，IC71腳接IC89腳，IC719腳接IC82腳和R11，R11另一端接C9和IC3－5輸入端，C9另一端接地，IC3－5與IC3－6串聯后接IC611腳，IC8及外圍元件構成可重觸發單穩電路，IC812腳，13腳分別接IC11的25腳和3腳，IC9、IC10、IC11為EPROM，存有功能所需全部數據，其地址線作信號輸入端，數據線作信號輸出端，IC9地址線A0－A7與車速保持單元電路IC5數據輸出端Q0－Q7對應連接，IC911腳接R30，R30另一端接BG6b極，BG6c極經R26接Vcc、BG6e極接顯示單元顯示屏，IC912腳接顯示單元電路IC134腳，IC913腳接輸出接口電路，IC915腳－18腳接IC1110腳－7腳，IC919腳接IC1124腳，IC10數據輸出端D0－D7接顯示單元電路BCD輸入端，IC114腳接IC13腳，IC1121腳接A／D轉換單元電路IC29腳，IC1123腳、2腳、6腳、5腳分別接輸入接口電路光耦，并分別經R18－R21接地，IC1111腳接車速保持單元電路IC511腳，IC1112腳接顯示單元電路，IC1113腳、15腳、16腳分別接輸出接口電路和顯示單元電路，IC1117腳經C13接IC121腳、13腳、R22，R22的另一端接Vcc，IC125腳、9腳分別與輸出接口電路連接，IC1212腳和6腳連接，IC122腳和8腳連接，IC124腳、10腳接Vcc。
專利摘要一種汽車自動控制裝置，主要由車速傳感器、電子控制器、節氣門執行器等部分組成。能以燈光的形式指示汽車運行情況；并且在長時間行駛時又能進行恒速自動控制，使車輛在一定車速范圍內穩定行駛。而且采用數字技術與機械控制相結合。性能可靠，與車輛配接容易，有利于行車安全，減輕司機疲勞，提高道路通過能力。
文檔編號B60K31/00GK2167885SQ9323647
公開日1994年6月8日 申請日期1993年3月20日 優先權日1993年3月20日
發明者翁傳偉 申請人:翁傳偉