一種高速路面禁止倒車控制裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高速路面禁止倒車控制裝置，該裝置包括倒檔開關、控制模塊和移動式雷達測速模塊，所述移動式雷達測速模塊包括雷達發射單元和處理單元，所述倒檔開關設置在變速器操縱桿上。所述雷達發射單元包括天線、混頻器、本振、中放濾波器；所述混頻器分別與天線、本振、中放濾波器連接；所述處理單元包括A/D轉化器、DSP處理單元、輸出單元、輸入控制單元和RS232通信接口，所述輸入控制單元、A/D轉化器分別與DSP處理單元連接，所述DSP處理單元與輸出單元連接，輸出單元與RS232通信接口連接。該裝置還包括與控制模塊連接的車燈控制單元，所述車燈控制單元分別與制動燈、左側轉向燈和右側轉向燈連接。
【專利說明】
-種高速路面禁止倒車控制裝置
技術領域
[0001] 本專利屬于汽車自動控制領域，具體設及一種在高速公路或者環城等車速較高的 路面，禁止倒車的控制裝置。
【背景技術】
[0002] 隨著汽車制造業的發展，轎車已經成為普通家庭的生活必需品，轎車普及給人們 的生活帶來極大的方便，加快了出行效率，但是，由于部分駕駛員不遵守交通規則，往往容 易造成重大交通事故，其中高速公路就是嚴重事故的易發路段。高速公路設計的出入口較 少并且車速較快，如果駕駛員錯過駛出高速的出口，需要行駛很長距離到下一個路口才能 駛出，然后再重新上高速沿著另一側車道開回來駛出高速，到達目的地，但是極少部分駕駛 員因為不愿意多行駛路程或者趕時間，就冒險違反交通規則，在高速公路上倒車，由于在高 速公路上行駛時，駕駛員很容易疲勞，所W后面的車輛就可能因為發現較晚而發生撞擊事 故，高速公路如果發生撞擊，往往是嚴重的交通事故，可能會因為來不及剎車而發生多車相 撞，將造成巨大的財產和生命的損失，給眾多家庭帶來巨大的悲痛。為了避免運類事故的發 生，科技人員進行了廣泛的研究，并取得了一定的科研成果。
[0003] "一種檢測倒車行為的裝置及其檢測方法申請號：201310084333.2)在高速公路 分岔路口埋設地感線圈，W第一輛車經過的時刻Tl為基準，設隨后經過的車輛時刻為Ti(i = 2,3……），若Ti與Tl相差4-6分鐘，則將第一輛車與隨后的Ti時刻之間的車牌信息進行比 較，進而判斷是否發生了 "倒車"行為，如果發生"倒車"行為，則將該車信號發給交管部口， 進行處罰。此專利對駕駛員起到威懾作用，約束了駕駛員高速路面"倒車"行為，但是存在如 下弊端:第一受時間限制，如果倒車時間過長或過短，即不在4-6分鐘范圍之類，將無法監測 到倒車現象;第二受地點限制，該裝置可W在高速路口裝監測裝置，但是不可能在整個路面 安裝監測裝置，駕駛員可W在高速分岔口倒車，也可能在非高速分岔口倒車，在非高速分岔 口倒車的危害更大，因為高速分岔口附近，駕駛員相對謹慎且道路較寬，駛離高速路面車道 上車輛的車速也相對較低，但是在高速路中間段(非高速分岔口），車道較窄且車速較高，駕 駛員視覺也相對疲勞，此時更容易發生車禍，危害更大，但是該專利卻無法監測；第=受人 為限制，駕駛員錯過高速分岔路口時，極少部分駕駛員會采用遮擋車牌或者監控攝像頭的 方式逃避監測，強行"倒車"，給重大車禍埋下禍根。"一種檢測高速岔路口汽車倒車行為的 裝置及其檢測方法"（申請號：2013100843332.8)與"一種檢測倒車行為的裝置及其檢測方 法申請號:201310084333.2)控制思路和方法基本一樣。
[0004] 除W上兩個專利之外，尚未發現高速路面禁止倒車裝置，而W上兩個專利控制思 路基本一樣，在約束高速路面"倒車"的同時，存在著較多問題，與實際使用有著較大的差 距。
【發明內容】
[0005] 根據W上現有技術的不足，本實用新型所要解決的技術問題是提出一種高速路面 禁止倒車控制裝置，通過增加移動式雷達測速模塊，解決了高速路面倒車現象，具有設計簡 單、實施方便、性能可靠、適用范圍廣等特點。
[0006] 為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為:一種高速路面禁止倒車 控制裝置，該裝置包括倒檔開關、控制模塊和移動式雷達測速模塊，所述移動式雷達測速模 塊包括雷達發射單元和處理單元，所述倒檔開關設置在變速器操縱桿上。所述雷達發射單 元包括天線、混頻器、本振、中放濾波器;所述混頻器分別與天線、本振、中放濾波器連接;所 述處理單元包括A/D轉化器、DSP處理單元、輸出單元、輸入控制單元和RS232通信接口，所述 輸入控制單元、A/D轉化器分別與DSP處理單元連接，所述DSP處理單元與輸出單元連接，輸 出單元與RS232通信接口連接。該裝置還包括與控制模塊連接的車燈控制單元，所述車燈控 制單元分別與制動燈、左側轉向燈和右側轉向燈連接。該裝置還包括與控制模塊連接的發 動機控制單元，所述發動機控制單元與氣缸噴油器線圈相連。該裝置還包括與控制模塊連 接的語音控制單元，所述語音控制單元用于根據車輛的狀態發出不同的報警信號。
[0007] 本實用新型有益效果是：1.本控制裝置適用于環城公路、高速公路等限速較高的 全路段，禁止駕駛員在車速較高的路面上違規倒車，使用范圍廣。2.當駕駛員在高速路面違 規倒車時(不管是分岔口還是其它路段），并且與后方相對車速大于闊值時，制動燈和危險 報警燈都將閃爍，提醒其它車輛注意避讓;語音模塊給駕駛員發出警告，督促駕駛員立即改 正違規操作;發動機噴油器將停止噴油，切斷動力。3.本專利同樣考慮駕駛員采用遮擋等方 式違規倒車的行為，如果遮擋雷達測速裝置，則視為相對車速超過闊值。4.本專利在后方沒 有車輛高速接近時（200米之外），可W實施倒車行為，設計較為人性化。5.本專利具有強制 性，如果駕駛員強行操作，將W故障的形式禁止起動發動機。6.本專利在原車控制電路基礎 上，做簡單的改進，具有設計簡單、實施方便、性能可靠、適用范圍廣等特點。
【附圖說明】
[0008] 下面對本說明書附圖所表達的內容及圖中的標記作簡要說明：
[0009] 圖1為高速路面禁止倒車控制思路。
[0010] 圖2為高速路面禁止倒車控制電路圖。
[0011] 圖3為移動式雷達測速裝置控制示意圖。
【具體實施方式】
[0012] 下面對照附圖，通過對實施例的描述，本實用新型的【具體實施方式】如所設及的各 構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理、制造工 藝及操作使用方法等，作進一步詳細的說明，W幫助本領域技術人員對本實用新型的發明 構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解。
[0013] 本專利為了達到高速路面禁止倒車的目的，在原有汽車控制部件的基礎上，進行 了部分結構改進，并增加了移動式雷達測速裝置、單片機、倒擋行程開關、語音模塊、揚聲器 等。
[0014] -、在變速器操縱桿上增設倒擋開關，當變速器處在倒擋位置時，倒擋行程開關閉 合;當變速器不在倒擋位置時，倒擋行程開關打開。
[0015] 二、在汽車的后部安裝移動式雷達測速裝置，雷達測速裝置主要由雷達發射單元 與處理單元兩大部分組成，雷達發射單元由天線、混頻器、本振、中放濾波器部分組成;處理 單元主要由A/D轉化器、DSP處理單元、輸出單元、輸入控制單元、RS232通信接口部分等組 成。
[0016] 移動式雷達測速裝置的控制思路如圖3所示，其工作過程如下：
[0017] 1.在雷達波發射單元中完成兩個過程，即：（1)雷達天線發射一個一定頻率的連續 波，到達目標車輛后并反射，將雷達發射波跟獲得的反射波共同混頻處理，獲得中頻信號， 提取差頻信號。（2)中頻放大器將差頻信號濾波放大，使其滿足A/D轉換器的輸入范圍要求， 再送入處理單元。
[0018] 2.在數據處理單元中，數據信號處理器接收由A/D輸出的串行數據轉換而成的并 行數據，然后進行多普勒頻移的估計處理，再由DSP(Dig;Ual Signal Process)通過計算來 判斷信號是否失真，若失真，則由邏輯控制器改變放大器增益;若不存在失真，貝化SP繼續進 行進一步數據處理，計算出目標物的移動速度信號，顯示結果，并通過RS232和單片機進行 數據交換。
[0019] =、當汽車變速器處于倒擋位置時，并且與后方的相對車速達到70km/h及W上時， 單片機同時送出四路信號，第一路信號送給發動機控制單元，發動機控制單元接到信號后， 停止給所有氣缸噴油器線圈供電，噴油行為停止，發動機氣缸將沒有燃油供應；
[0020] 第二路信號周期性的送到左右轉向燈，轉向燈閃爍(也可W利用原車繼電器控制 電路，則第二路送出的信號將不變，轉向燈也將閃爍）；
[0021] 第S路信號周期性的送到制動燈路，制動燈閃爍，閃爍的轉向燈和閃爍的制動燈 共同提醒后方車輛:前方車輛出現異常，注意避讓；
[0022] 第四路信號送到語音模塊，此路信號分為=個階段，0~2秒內語音模塊通過揚聲 器發出"后方車輛高速接近，請勿倒車"，3~4秒內語音模塊通過揚聲器發出"發動機斷油， 將無法啟動"，5秒W上語音模塊通過揚聲器發出"發動機無法啟動，請維修"，發動機控制單 元停止給各缸供油，只有到修理廠消除故障碼后，才可W重新起動發動機。
[0023] 四、如果駕駛員采用將雷達測速裝置遮擋的方式來強行"倒車"，則雷達測速裝置 將默認當前的相對車速大于70km/h，控制裝置同樣發出四路信號，第一路信號送給發動機 控制單元，發動機控制單元接到信號后，停止給所有氣缸噴油器線圈供電；第二路信號周期 性的送到左右轉向燈，轉向燈閃爍;第S路信號周期性的送到制動燈路，制動燈閃爍;第四 路信號送到語音模塊。
[0024] 首先了解本裝置的控制思路，如圖1所示，當汽車處于倒擋位置時，如果與后方相 對車速超過7〇km/h (-般城市內限速60km/h，環城公路限速SOkmA，高速公路限速IOOkmA ~120km/h，所W本裝置的相對車速的闊值設定為70km/h，也可W是其它值），單片機發出四 路信號，第一路信號送給發動機電控單元，發動機電控單元停止給噴油器供電；第二路信號 周期性送給轉向燈;第=路信號周期性送給制動燈;第四路信號送給語音模塊。
[0025] 在分析本專利的控制電路之前，分析一下移動式雷達測速裝置的工作過程(可W 探測后方150~300米范圍），如圖3所示。移動式雷達測速裝置采用多普勒頻移測速，采用 DSP(Digital Si即al Process)作為雷達測速裝置的主處理器，滿足對數據快速采集、處 理，過濾了路人、非機動車、較高大的路標、非測量目標的移動車輛的干擾，準確的測出后方 來車的車速，具體做法是安裝在車輛后部的雷達測速裝置發出兩組波，其中，第一組雷達波 的發射目標為相對地面靜止的參照物，用于測量安裝雷達測速裝置的移動速度，也即是本 車的車速;第二組雷達波的發射目標為移動物體，在得到兩移動速度之差的基礎上，再跟測 量靜止目標時的發射波做加減運算，就可知道移動物體的相對移動速度。
[0026]
[0027] ，。為發射波頻率化Z)，Vw為目標物體相對移動速度(m/s)，C 為電夜 Ws))
[002引
[0029]
[0030] 雷達測速裝置主要由雷達發射單元與處理單元兩大部分組成，雷達發射單元由天 線、混頻器、本振、中放濾波器部分組成；處理單元主要由A/D轉化器、DSP處理單元、輸出單 元、輸入控制單元、RS232通信接口部分等組成。
[0031] 現結合圖2,敘述具體的控制過程：
[0032] 當汽車處于倒擋位置時，倒擋行程開關Kl閉合，并將此信號通過Cl端口和c2端口 送到單片機中，移動式雷達測速裝置通過bl端口和b2端口將本車與后車的相對車速送到單 片機中，單片機同時接到Kl閉合和相對車速大于等于70km/h時，本控制裝置將動作，單片機 將同時送出四路信號：第一路信號是控制發動機噴油器通斷情況，0~2秒時間內，單片機f 端口不發出信號；3~4秒時間內，單片機f端口送出信號到發動機電控單元，發動機電控單 元接到此信號時，停止給各缸噴油器供電，噴油器將停止噴油，信號傳遞過程為:單片機f端 口^發動機電控單元^控制各缸噴油器線圈斷電。5秒及W上時間后，發動機電控單元儲存 故障碼并鎖死給噴油器供電，即使重新起動起動機，發動機控制單元也無法給噴油器供電， 需要到維修廠消除故障碼后，才可W重新噴油，此種控制方式防止駕駛員強行倒車，具有強 制作用。
[0033] 第二路信號由單片機g端口和h端口送出，此路信號是周期性的通斷，確保轉向燈 閃爍(也可W恒定的送出信號，但需要利用原車的轉向燈繼電器線路），信號傳遞過程為:單 片機g端口 ^右側轉向燈搭鐵;單片機h端口 ^左側轉向燈搭鐵;雙側轉向燈(也即 是危險報警燈)閃爍，提醒其它車輛注意避讓。
[0034] 第S路信號由單片機m端口送出，此信號也是周期性的通斷，讓制動燈閃爍(經實 驗證明，制動燈閃爍比制動燈常亮更具有提醒效果），可W有效提醒后方車輛，前方車輛發 生異常情況，請注意避讓，信號傳遞過程為:單片機m端口^制動燈搭鐵。
[0035] 第四路信號由單片機e端口送出，信號傳遞過程為:單片機e端口^語音模塊^揚 聲器，在0~2秒內語音模塊通過揚聲器發出"后方車輛高速接近，請勿倒車"，3~4秒內語音 模塊通過揚聲器發出"發動機斷油，將無法啟動"，5秒W上語音模塊通過揚聲器發出"發動 機無法啟動，請維修"，發動機控制單元存儲故障碼，將不再給各缸供油，只有到修理廠消除 故障碼后，噴油器才可W正常工作，才可W重新起動發動機。
[0036] 本專利的相對速度闊值、切斷噴油時間、發動機噴油電磁閥的鎖死時間等，可W根 據具體情況進行調整。
[0037] 上面結合附圖對本實用新型進行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現并不受 上述方式的限制，只要采用了本實用新型的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改 進，或未經改進將本實用新型的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本實用新型 的保護范圍之內。本實用新型的保護范圍應該W權利要求書所限定的保護范圍為準。
【主權項】
1. 一種高速路面禁止倒車控制裝置，其特征在于，該裝置包括倒檔開關、控制模塊和移 動式雷達測速模塊，所述移動式雷達測速模塊包括雷達發射單元和處理單元，所述倒檔開 關設置在變速器操縱桿上。2. 根據權利要求1所述的高速路面禁止倒車控制裝置，其特征在于，所述雷達發射單元 包括天線、混頻器、本振、中放濾波器;所述混頻器分別與天線、本振、中放濾波器連接。3. 根據權利要求1所述的高速路面禁止倒車控制裝置，其特征在于，所述處理單元包括 A/D轉化器、DSP處理單元、輸出單元、輸入控制單元和RS232通信接口，所述輸入控制單元、 A/D轉化器分別與DSP處理單元連接，所述DSP處理單元與輸出單元連接，輸出單元與RS232 通信接口連接。4. 根據權利要求1所述的高速路面禁止倒車控制裝置，其特征在于，該裝置還包括與控 制模塊連接的車燈控制單元，所述車燈控制單元分別與制動燈、左側轉向燈和右側轉向燈 連接。5. 根據權利要求1所述的高速路面禁止倒車控制裝置，其特征在于，該裝置還包括與控 制模塊連接的發動機控制單元，所述發動機控制單元與氣缸噴油器線圈相連。6. 根據權利要求1所述的高速路面禁止倒車控制裝置，其特征在于，該裝置還包括與控 制模塊連接的語音控制單元，所述語音控制單元用于根據車輛的狀態發出不同的報警信 號。
【文檔編號】B60Q1/30GK205523944SQ201620251834
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月24日
【發明人】王愛國, 張海濤, 郭順, 洪城, 王小龍
【申請人】安徽機電職業技術學院