車輛的安全系統的制作方法

專利名稱：車輛的安全系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及車輛的安全系統包括向尾隨車輛的司機發出例如安全信息的報警裝置。
在WO93/15931中公開的普通報警裝置中含有一種可指示車輛減速時的分離范圍以及車輛是否停穩的車輛顯示系統。上述顯示系統中有關逐漸制動報警(PBW)或車輛停穩指示(VSI)顯示的所有特征都納入本說明書中。WO92/01951公開了一種使用雙角狀雷達裝置的公知地速檢測裝置，其說明書的內容也納入本說明書。
本發明的目的是改善現有的車輛顯示系統和地速檢測裝置。
按照本發明的一個方面，提供了一種車輛安全系統，它含有一個裝在目標車輛上的控制器；一個裝在目標車輛上的可檢測與尾隨車輛的相隔距離和/或相對速度、并將其典型的數據信號輸入上述控制器的傳感器；一個可檢測目標車輛相對于路面的速度并將其典型的速度信號輸入上述控制器的速度檢測裝置，其特征在于，上述的控制器可處理接收到的速度信號和數據信號，以確定是否處在不安全狀況。上述的安全系統還包含由上述控制器控制的、可向尾隨車輛的司機發出處在不安全狀況的警報信號的報警裝置。
上述控制器最好能通過測定一個對應于目標車輛后面的安全范圍的安全距離來確定是否處在不安全狀況，任何尾隨車輛進入上述的安全范圍就是處在不安全狀況。
這就有利于幫助尾隨車輛的司機更精確地確定安全距離，因為在沒有任何報警系統的情況下，尾隨車輛的司機很容易對安全距離估計不足。
上述的安全距離可大體定為是以尾隨車輛的速度行駛的車輛的安全停車距離。
該安全停車距離可認為是與目標車輛的車速成正比。
最好在測量值達到一個安全值后便停全止報警。報警是由一個安裝在目標車輛上位于尾隨車輛的司機能看得見的位置上的顯示器發出的，該顯示器可以是一排燈。
安全系統含有目標車輛已停穩的報警裝置，還含有目標車輛不同減速程度的報警裝置。上述報警裝置可以含有一個顯示相對速度和/或相隔距離的黃色燈顯示器和一個顯示車輛停穩和/或減速程度的紅色燈顯示器。可用減速程度的警報代替相隔距離和/或相對速度的警報。
在一個最佳實施例的安全系統中，設有一個帶有兩個接收天線的雷達裝置，該裝置工作上與控制器連通，因此控制器可確定車輛行駛的方向，它還含有一個在車輛行駛時由控制器自動啟動而發出報警信號的報警裝置。
另一種報警裝置可在車輛倒車時自動啟動，它可以是一排燈和/或發聲的裝置。
上述控制器可確定一個對應于一個擴大的安全范圍的加長安全距離，并且，上述報警裝置還可顯示對應于尾隨車輛進入擴大的安全范圍時的第一報警值和對尾隨車輛司機來說比第一報警值更加強烈的、對應于任何進入安全范圍時的第二報警值。
加長的安全距離和擴大的安全范圍的大小通常是預先確定的，以便與適于惡劣道路條件下駕駛的典型參數相對應，這些參數例如可存貯在查尋表中，以便根據控制器收到的信號以及規定正常安全范圍的參數一起來確定駕駛參數。
安全系統可帶有能向上述控制器輸入典型的路面情況和/或其他駕駛條件的信號的路面情況通訊裝置，其特征在于，控制器可根據上述路面情況通訊裝置指示的、可能影響目標車輛與路面之間的拖動力的惡劣路面情況來確定對應于擴大的安全范圍的加長安全距離。
因此，可使擴大的安全范圍和加長的安全距離適用于主要的行駛條件，地面情況通訊裝置最好能自動地輸入數據，例如說明下雨、結冰、或下雪是否構成行車危險的數據。數據來源于車內傳感器或者與提供相關數據的外部系統相連接的遙測儀表。
最好是傳感器能檢測出與尾隨車輛相隔的距離和相對的速度，而控制器能確定當尾隨車輛進入擴大的安全范圍時它與目標車輛的相對速全度是否大于相對速度的臨界值，如果大于臨界值，則啟動報警裝置，發出第二報警值信號。
這種裝置的好處在于，在尾隨車輛進入主安全范圍之前便以十分明顯的信號向其司機發出報警，以便最明確地警告司機他正以超出臨界值的速度靠近目標車輛。
在一個最佳實施例中，路面情況通訊裝置含有一個裝在目標車輛上、用來檢測下雨、下雪和結冰這幾種情況中的至少一種情況，并向控制器輸入典型的信號的裝置。
檢測尾隨車輛的距離和速度的傳感器可以是一個發射和接收雷達脈沖的雷達系統，從該系統得到的脈沖信息足以確定尾隨車輛的靠近程度及其相對速度。
安全系統可含有一個能在目標車輛的控制器與裝在尾隨車輛上的報警器之間進行通訊的通訊裝置，因此，報警裝置可通過上述的報警器向尾隨車輛的司機發出報警信號。
速度檢測裝置可以是一個裝在車輛傳動系統上的普通測速器，并且可以含有例如一個霍爾效應傳感器。
速度檢測裝置也可以是一個裝在目標車輛上對路面相對于目標車輛的運動敏感(與目標車輛傳動系統的部件無關)的傳感器。
在一個最佳實施例中，速度檢測裝置是一個由多普勒譜移式雷達構成的傳感器。
這種檢測裝置的優點是，不存在通過傳動系統檢測速度時由于輪胎充氣壓力的變化、輪胎磨損或其他因素造成的輪胎直徑的變化所引起的固有誤差。
控制器也可啟動鋪在目標車輛內部或外部的碰撞能量吸收裝置。
上述的碰撞能量吸收裝置可以是一種可在目標車輛的外部展開的可充氣的氣袋，和/或在碰撞時由液壓作動筒使其伸出以吸收能量的緩沖墊。
因此，可在目標車輛與一物體(例如尾隨車輛)之間發生碰撞之前減弱沖擊力。
本發明的另一方面是給車輛提供一種系統，該系統含有檢測車輛加速和減速程度的裝置和能使遠離車輛的第三方看出其加速或減速程度的輸出裝置。該輸出裝置可以是一種帶有代表加速的第一種標志和代表減速的第二種標志的目視顯示器。所述的顯示器可以是裝在車輛側面上的一排燈。第一組帶顏色的燈代表加速，第二組帶顏色的燈代表減速，最好是，由打開的指定顏色的燈的數目亮度來代表加速或減速程度。
本發明的這一方面可用于例如賽車或摩托車，在這種車輛的一側或兩側安裝一種目視顯示器使觀眾和攝象師能看出車輛的加速或減速程度，從而提高觀享比賽的情緒。這種顯示器不一定是前面車輛和尾隨車輛的司機可以看見的，以便盡量減少干擾比賽結果。
本發明還公開了一種車輛控制系統，它含有一個地速檢測器，該地速檢測器帶有檢測車輛的實際速度和行駛方向的裝置和將車輛的行駛速度和方向輸入到可根據速度或方向信息控制第二車輛裝置的控制器中的裝置。
上述系統最好可用于覆行下列各種功能的任一種綜合或下列功能中的任一種功能行車控制的實際檢測；或與反饋制動系統和/或實際拖動控制的真實車輪速度相比較；覆行如下任一項功能路面行駛速度顯示，經過的距離，燃油消耗量測量，經過路程的時間和估算到達目的地的時間，路程的平均燃油消耗；氣袋自動起動；電動自動傳動車輛的換檔。
上述系統也具有本發明所有其他方面的特征。
按照本發明的再一個方面，公開了一種車輛安全系統、它含有一個裝在目標車輛上的、可根據速度檢測器發出的信號和目標車輛與路面的典型相對速度來控制目標車輛的制動操作的反饋制動裝置，其特征在于，上述的速度檢測器是一種可向路面發射射線并根據接收和分析從路面反射回來的射線來確定速度的雷達系統。
該雷達系統可通過測量反射回來的射線的頻率中的多普勒譜移來確定速度。
按照本發明的又一個方面，公開了一種車輛安全系統，它含有至少一個安裝在目標車輛上的碰撞能量吸收裝置；一種安裝在目標車輛上的、可檢測外物靠近目標車輛的距離和靠近速度的檢測裝置；一種根據上述檢測裝置輸出的信號測定外物是否即將與目標車輛相碰撞的測定裝置；和一種根據上述測定裝置的檢測結果啟動至少一個碰撞能量吸收裝置，以便使其在目標車輛外部的某一位置上展開而位于目標車輛與碰撞外物之間的啟動裝置。
上述的碰撞能量吸收裝置可以是一種含有兩個或多個可充氣的氣袋的袋式裝置，這些氣袋在充氣時可展開，構成一種含有一個貼近目標車輛的內袋和一個遠離目標車輛的外袋的連續氣袋層。
安全系統最好帶有一種能在一個或多個氣袋內的壓力超過一預定值時使其放氣減壓的減壓裝置。
上述減壓裝置可使連續氣袋層中氣袋的壓力調成從內袋至外袋逐漸降低，因此，在目標車輛與外物相碰撞時外袋先于內袋放氣減壓。
上述的減壓裝置可含有組成各氣袋之側壁部分且結構上可在相應的預定壓力下破裂的可破裂薄膜。
在一個最佳實施例中，氣袋裝置含有3個可充氣的氣袋。
最好有若干個氣袋裝置分別鋪設在目標車輛的前面、后面、左側和右側。
另一種碰撞能量吸收裝置含有至少一個可在受到碰撞時由液壓作動筒使其伸出而吸收能量的緩沖墊。
本發明的又一方面是提供一種車輛安全系統，它含有一個地速檢測裝置和/或地速輸入測定裝置以及一個控制器，在很可能發生事故時，該控制器能夠啟動一種噴射器噴射出安全化學藥品例如泡沫。
本發明的再一個方面是提供一種雷達系統的天線，它含有連接天線與雷達的機構，以便能夠通過天線將電磁輻射從雷達發射出去，并通過天線使反射回來的射線反饋入雷達，上述天線還含有一個楔形的本體部分。該楔形本體是逐漸減小至厚度小于1mm的尖頂的。上述天線最好至少有一部分用聚四氟乙烯(PTFE)制成。
本發明還有一個方面是提供一個雷達系統的殼體，它含有一種可將電磁射線輸入波道的裝置，所述的波道沿兩個不同方向的通道將射線導至出口處。上述的殼體在每一個射線通道中接納雷達的接收天線，而且，在其出口處還設有楔形天線，用來發射射線和接收反射回來的射線。接收天線的調節可由射線的半波長區別之。
本發明的又一個方面是提供一個雷達系統的殼體，它帶有一個供電磁射線進入波道的入口，所述波道可將射線沿兩條通道導引至兩個隔開的喇叭形的出口/入口處，其特征是，所述的喇叭口相對于其縱軸線的橫向尺寸沿其長度逐漸減小。
上述的喇叭口可向外逐漸減小。它可以向內轉彎，以便使從一個喇叭口發射的射線被導至與從另一個喇叭口來的射線相交。上述殼體最好能接納兩個與兩波道會合點相隔等距離的接收偶極天線。
下面僅結合實例并參考


本發明的實施例，附圖中圖1是本發明的車輛顯示裝置的前視簡圖；圖2a是裝有本發明的車輛顯示器的兩輛車的平面示意圖；圖2b是圖1所示顯示器的第二實施例處于工作狀態的視圖；圖3是本發明的雷達系統的一部分的前視圖；圖4是圖3所示雷達部分的底視平面圖；圖5是圖3和4所示雷達部分的后視圖；圖6是沿圖5中的6-6線的剖視圖；圖7是適用于本發明的雷達系統的楔形件的5個視圖(7A～7E)；圖8是本發明的楔形件的第二實施例的3個視圖；圖9是本發明的第二個雷達系統的側剖視圖；圖10是帶有本發明的氣袋裝置的車輛的平面圖；和圖11是帶有本發明的氣袋的車門板的兩個側剖視圖。
參看圖1，本發明的顯示系統10含有一個由第一燈組12構成的安全顯示器，用來發出有關目標車輛16與尾隨車輛18(見圖2a)之間的相對參量的報警信號。由第二燈組14組成的顯示器可以發出關于目標車輛減速度和/或該車輛是否停穩的信息，因此，第二燈組14與國際專利WO93/15931所述燈組是相似的，并且可按其中所述的相同方式進行操作，或者也可采用本文所述的系統進行操作。第二燈組14含有一個中心燈15a和4組對燈15b、15c、15d和15e。中心燈15a可以是一個由車輛制動踏板上的開關觸發啟動并在逐漸制動報警(PBW)和車輛停穩指示(VSI)條件下不予采用的中心高架停車燈(CHMSL)。而對燈15b～15e則可按例如國際專利WO95/15931所述的燈10～17相同的方式作業。
顯示器用作車輛停穩指示器(VSI)時，其最好的顯示形式是在一組燈的循環變化中，開始時先打開第二燈組14中的全部燈15，第二步是關閉中心燈15a再打開所有燈，接著是關閉兩個燈15b再打開所有燈，之后，瞬時關閉兩個燈15c，然后打開所有的燈，等等，直到全部燈對依次關閉過，循環便再次開始。例如，每一步的時間周期可以少于1秒，最好是0.1秒左右。
如圖1和2b所示，各個燈15最好是彼此有所區別的，各燈15之間的隔開部分11的寬度可以例如是燈的寬度。在另一種情況下，部分11的寬度可以變化，以便保證尾隨車輛18在其后面相隔一定距離時仍能看清燈15。防撞傳感器如果僅用來測定間距則只需含有一個下面所述的喇叭狀雷達。
因此，可認為車輛停穩指示信號是十分有效的，因為在目標車輛16的后面清晰地顯示出一列由于燈對向外依次關閉而明顯擴展的燈組(例如紅燈)。當第二燈組14用作逐漸制動報警顯示(PBWD)時，認為，燈對15照明的初始值在減速時最好為例如0.05～0.1g和0.1～0.25g。采用測距裝置，或者防撞傳感器時，上述范圍最好可根據尾隨車輛18的接近程度和/或靠近速度而變化。例如，減速時PBW照明的初始值可定為0.025～0.05g，第二次照明值可變為例如0.05～0.1g，等等。當然，PBW信號也可與第一燈組12同時發出，以便對尾隨車輛的司機提出加強的危險警告，或者提供如下所述的另一形式的顯示。
在一種比國際專利WO93/15931所述的更好的系統中，可采用類似于國際專利WO92/01951所述的或者本文下面所述的雷達系統來提供有關目標車輛行駛速度和方向的信息。通過快速取樣測量對地速度并采用一個時間基準值，可用一種微處理機控制系統來提供例如有關車輛在任何給定時間下的加速和減速的準確信息。因此，這種系統可適用于控制由第二燈組14發出的顯示。
與這樣一個地速檢測器連接的上述微處理機控制系統可用來為目標車輛16的司機提供速度讀數，而且也可向司機顯示有關在指定路程上行駛距離的信息，或者進行其他的記錄。關鍵的特征在于，速度檢測器可以極為精確地測出實際的、真實的或者說絕對的地面速度及其變化。它與計算車輛輪胎的轉動速度的裝置不一樣，與例如輪胎的直徑無關。現有的裝置容易出現約為實際速度的5％的大誤差，更嚴重的是，這個誤差隨著車輛輪胎的使用時間(由于磨損而直徑減小)而增大，并隨車輛速度的增加而明顯增大。
通過向微處理機輸入有關發動機燃油消耗量的信息，可計算出經濟的燃油用量，并向司機提供例如有關要選擇的最合適的檔級的信息以及有關加速或減速的信息。另外，在一個最佳實施例中，用一種含有兩排燈的燈組來提供加速和減速的顯示，其中一排燈表示加速的程度，例如用綠燈，第二排燈表示減速的程度，例如用紅燈。上述的燈組可以裝在例如一輛賽車(例如一輛標準賽車)的側面，以便為觀眾提供有關該賽車速度變化的情況。當然，也可以使用車輛上的其他的顯示標志而不用上述的兩排燈。
通過為司機安裝一個鍵盤或其他的通訊裝置以便對微處理機輸入信息、便可形成一個完善的車輛管理系統。例如，當司機對該系統輸入有關現處位置和要到達的目的地的信息時，該系統就可根據路程距離數據庫而計算出路程的距離，然后，司機就可知道剩余距離的信息和估計的到達時間，以及在整個路程上的平均燃油消耗量。上述信息也可以存儲起來，而不顯示給司機，在維修車輛時才將信息取出，以便研究車輛的性能是否發生了任何大的變化。
在行車控制的實際檢測中也可以采用上面提到的WO92/01951所公開的地速檢測系統。另外地速與輪速的比較例如可輸入到例如兩輪或四輪車輛的反饋制動系統和拖動控制系統中。因此，精確的地速測量可用來控制ABS系統中制動器的最佳抽氣速率。具體說來，可設置一種智能ABS系統，為車輛低速行駛時，上述系統就取代反饋制動系統，以便鎖緊輪子，這一點在某些情況(例如下雪天或類似情況)下是有利的。同理，精確的地速測量可用于比較車輛輪胎或其他牽引機構(例如拖輪、或油箱踏板)的轉動速度，以便加強拖動控制系統。在已知的系統中，不測量獨立的車輛速度，因此，本系統可用于準確地預測在給定速度下所需的輪胎轉動速度。
由圖1所示的第一燈組12構成的顯示器含有排成一排的7個燈13，這些燈由微處理機控制系統(未示出)控制。該控制系統設計成可啟動顯示器12以便在尾隨車輛18例如太快接近目標車輛16時給其司機發出報警信號，也可以在尾隨車輛18太靠近目標車輛16時發出報警信號。即使在車輛16和18例如以相同的速度行駛時，也要有一個安全的停車距離，(例如由運輸部長公布的)當制動時，車輛應停止在這一安全距離內。因此，通過最好是由例如上述的可測定真實地速的雷達地速檢測系統或者其他的與微處理機控制系統連通的裝置測出目標車輛16的車速，并用防撞傳感器20測定目標車輛16與尾隨車輛18之間的距離，就可確定目標車輛16后面的安全范圍。如果尾隨車輛18進入上述安全范圍內，就會使燈組12中的燈13發出一個初始亮度值。
例如，所有的燈13都可被打開。但是，當尾隨車輛18剛進入安全距離中的第一距離時，僅打開燈13a和13b，如果尾隨車輛再駛進一個預定距離，再打開燈對13c，同理，若尾隨車輛進一步駛近目標車輛時，燈對13d也打開。例如，以30哩/h車速行駛的車輛，其安全相隔距離(或者說停車距離)是25米，所以，在一個實例中，如果尾隨車輛18與目標車輛16的車距小于25米時，燈13a就打開，若上述車距小于20米時，燈13b，13a一起打開，如果尾隨車輛18與目標車輛16相隔小于15米，燈13c打開，若尾隨車輛18與目標車輛16相隔10米，燈13d打開。在另一個實例中，如果尾隨車輛繼續靠近目標車輛，所有的燈都打開和關閉。
因此，提出了一種由目標車輛16上的帶有微處理機的地速檢測器與防撞傳感器20形成的報警系統。在一種更為完善的形式中，防撞傳感器20是一種上面所述的用來測量速度的雷達裝置，因此，可用來測量目標車輛16與尾隨車輛18的相對速度。如果尾隨車輛18靠近的速度太快，則可根據已知的尾隨車輛靠近速度和預定值而發出報警顯示信號。例如，借助查尋表或數據庫查出非安全的靠近速度。這種查尋表也可以類似于安全停車距離(或者說安全范圍距離)的方式隨目標車輛16的速度而改變。因此，當車速為30哩/h時的安全范圍離為25米時，若尾隨車輛接近太快(例如速度差為30哩/h)時，即使尾隨車輛18位于目標車輛16后面50米處，也會發出報警信號。
在另一個實施例中，報警信號的發出與否(也就是說，安全界限值)取決于主要的道路條件。例如，可設置一個健盤或者其他的通訊裝置，使司機可輸入有關天氣情況的信息。或者，設置一個與微處理機連接的傳感器，以測定道路是否潮濕及其潮濕程度，測定道路是否有冰、雪覆蓋。另外，也可通過無線電接收裝置接收地區性無線電系統提供的上述的局部信息。以修正微處理機中存儲的信息。這樣，就可將危險的天氣情況自動地輸入到含有上述處理機的車輛控制系統中。另外，這種系統的優越性還在于，當車輛長途行駛時，從一個地區至另一個地區的天氣情況的變化可自動輸入微處理機中。由于報警系統控制器能夠確定例如是否由于下雨而正在使用或者說剛剛使用了風檔刮水器(以及使用刮水器時沒有噴水來清潔擋風玻璃)，故可得知有關天氣的信息。另外也可采用嚴寒檢測器例如氣溫檢測器(并通過查尋數據來調節例如風冷)。因此，安全停車距離可根據主要的天氣情況和現有已存儲況的有關天氣的數值以及出現不同惡劣程度的壞天氣的可能性進行調整。另一方面，可以在其中設置一種兩級的報警系統，在壞天氣下當尾隨車輛18進入目標車輛16的安全停車距離內時，第一報警系統就例如打開全部燈13；如果在好天氣下尾隨車輛進入目標車輛16的安全停車距離內時，第二報警系統就例如閃動全部或幾個燈13。后一報警信號要特別醒目，使司機后撤。對于進入停車距離內且更加接近目標車輛時發出的多級報警可以是增加燈的閃爍頻率和/或亮度，例如，隨著尾隨車輛越來越靠近，燈閃速度可以以2次/秒的增量從2次/秒向上增大。而且，也可以以不同的模式打開燈13，例如，隨便地或者單獨地打開燈13a，然后全部燈對13b，13c和13d一起打開。
因此，由第一燈組12構成的顯示器可用來發出兩級信號，例如，在好天氣情況下僅打開燈13a和13b，而在壞天氣情況下，13a～13d7個燈全部打開，即使安全范圍距離值已增大也如此。
當然，如果尾隨車輛18已駛離目標車輛16并在其安全范圍界限值之外，或者它已減速至低于非安全靠近速度值時，報警信號就會自動地熄滅。
在一個顯示系統10的最佳實施例中，一排燈15是紅燈，另一排燈13是黃燈。這兩排燈最好裝在目標車輛16后窗的下部或類似的位置上，使它們很容易被尾隨車輛18的司機看見。
在安全報警系統的另一個實施例中，不設置第一燈組12，而是將微處理機與目標車輛16上現有的霧燈相連接，當違反任一規定的條件時，就打開云霧燈。當然，微處理機與查尋表的數據庫不同，它可以用一種算法來計算任何給定條件下的安全值。
在另一個實施例中，只設一排信號燈，所以省去第一燈組12。第二燈組的各個部分例如燈15a和15b可以是反射燈，或者是在燈泡前面涂上不同顏色的半透明涂層，供不同系統(安全范圍、VSI、PBW)的照明顯示用。在另一個最佳實施例中，例如為7個燈位(例如15a)設置7個紅色發光二極管(LED)，以顯示逐漸制動報警信號和車輛停穩標志，同時，對7個燈位也設置7個黃色發光二極管(LED)，以顯示安全報警信號。在此情況下，可以在安全范圍信息之前發出逐漸制動報警信號，并且例如，可以擴大紅燈數目向外追趕黃燈，從而根據減速程度和進入安全距離的程度同時打開紅燈和黃燈。例如，如果發出進入安全距離的信號，則中央燈15a和燈對15b將打開，此時，任何輕度剎車都會使燈15a自動變成紅色(以此方式起到一種中心高架停車燈的作用)，同時，燈15c和15b都發出黃色光。當然，由于目標車輛16此時正在減速，如果尾隨車輛18不采取適當動作使自身減速的話，會打開更多的黃燈。
在另一個實施例中，尾隨車輛駛近程度或車輛減速情況可通過增加顯示系統10中打開的燈的亮度來表示。一種改變亮度的有效方法是用一種脈沖系列來激勵發光二極管(LED)，增加脈沖頻率就可增大燈的亮度。例如，在例如以67Hz的頻率(或高于眼睛能看出閃動的頻率)使第一燈或LED組閃爍，作為第一亮度，而作為第二亮度則例如以90Hz或以大約30％的速率增大的頻率使第一燈和第二燈閃爍。通過增加打開的燈(例如燈15a～15c)的數目并使燈的閃爍速率再增大30％，則可表示由報警信號代表的嚴重度進一步加大。如果要表示更大的嚴重度，則打開燈15a～15d，并進一步將閃爍頻率增大例如40％，使燈的閃爍頻率比原來快一倍。這樣，就可使燈的亮度增加約40-50％。圖2b是一種報警信號實例，圖中示出上面闡述過的輕剎車情況以及車輛駛入安全范圍內的情況，此時，中心高架停車燈15a打開，而且也打開第一燈組12的主要一對燈。
有利的是，LED達到最大亮度的時間比標準燈泡短得多，這就意味著，例如可以很快地達到初始顯示效果，并且能夠進行剛剛提到的相當短的開燈脈沖的脈沖控制而不降低性能。采用LED的另一優點是，它們可以定向地發射光，因此在鄰近目標車輛16的車道上的汽車司機不需要對他們發出安全信號，或者說，至少不必有光亮的顯示信號，可以采用一種裝置(例如集焦透鏡)使LED只發出一束光，或者使LED的顯示只被一輛車看見。
對于上述的各種系統都可在尾隨車輛18內提供為司機可以看見的類似的安全顯示。為此，車輛之間可采用通訊裝置。
參看圖3～5，圖中示出了機體30的第一實施例，該機體30含有一塊安裝本發明的雷達裝置的前板31。機體30含有一條輸入波道42，該波道分成兩條分別與出口/入口或者說喇叭口32和34相連的波道40。發射器36產生適當波長(例如微波或者說無線電波范圍)的電磁射線。例如，當輸入波道的尺寸E為4.32mm時可采用大約為24.125千兆赫的微波射線。雷達的基本操作可從WO92/01951得知，并且可以看出，射線通過波道40和喇叭口32、34，后者也起到接收器的作用，它將射線反射回波道40。在波道40由一個偶極無線或者參考現有技術那樣由二極管44來接收信號，上述二極管44安裝在與穿過波道42的軸線C等距離的適當位置上。二極管44可置于離軸線C1/4波長之處，因此，尺寸D大約為17mm，當然，射線的波長可以改變，以保證二極管44適當定位。用來處理來自二極管44的信號的其他電子儀器可置于喇叭口32與34之間的空穴38內，該空穴38最好用一塊板52保護著(見圖4)，這塊板52從機體30的端部橫伸過空穴38。
從圖4可看出，當喇叭口32和34向著圖3所示的前方張開時，它們的深度是均等的。這與現有技術的這種類型的機體(其喇叭口在這一方向上也是錐形的)是很不相同的。這就帶來一個好處，即可降低機體30的前板31的制造成本。例如，機體的坯料可鑄造、模壓或銑削出來或用其他合適的方法制成。但不要求做出喇叭口32和34的難成形的形狀。從圖5所示的機體30后板48的前視圖，尤其是沿6-6線切取的圖6剖視圖上可看出，后板48的后壁50從左至右都是平的，所以，其橫向寬度也不再逐漸減小。另外，設置了大的空穴也特別有利，即可將全部用來驅動雷達的電子儀器置于該空穴內，這也可降低制造成本并減小工作時的電磁干擾，另外，將雷達裝置安裝在例如目標車輛16上或其他車體部位上也有好處，因為僅僅機體本身需要固定，然后將一個簡單的通訊波道與雷達系統相連接，以便與車輛或其他系統溝通。例如，可用一條簡單的電纜連接形成一條通訊通道，并且也可用電纜使雷達接通電源。
在另一個實施例中，在圖3所示的雷達裝置上的喇叭口處設置了一個楔形件60或70(分別見圖7和8)。例如，所用的機體板31可以去掉喇叭口32和34，而設置殼體支座，使通道40端部的點46處留下一個矩形小孔。然后將尺寸適合于分別與凸耳62或72連接的楔形件60或70從點46處插入通道，以形成雷達的發射器和接收器。圖9示出含有楔形件60或70的雷達90。
如圖7e所示，天線60是楔形的，其橫截面的尺寸從靠近凸耳62的連接端的矩形逐漸變小至另一端成為尖端66，圖8的三個視圖說明楔形天線70的另一實施例，圖中各標號所示部位的尺寸實例如下標號80 818283 84 8586 88尺寸10.68mm 10mm 13mm 60mm 10.68mm 約1mm 4.68mm 6mm(或更小)上述楔形天線可以用例如聚四氟乙烯制成，也可以用其他可透過微波和無線電波或所用的特殊類型的輻射線的適宜材料制成。
如附圖所示，天線僅僅沿一個方向逐漸減小，因此，制造較簡單。天線相對于適配的機體30的取向應當是這樣的即天線60或70定位安裝后，要使得其向內錐形的方向與圖3所示的喇叭口32和34的向外錐形的方向相同。因此，如果天線60從圖3的點46插入，就會呈圖7a所示的樣子。使用楔形天線的一個特別好處是，它們本身可阻止灰塵或其他粒子進入雷達的罩殼內。
正如WO92/01957所述，為了由兩個二極管接收帶有兩個混合點的雷達發出的準確的方向和速度的信息，必須具有某些關鍵因素。因此，熟悉本技術的人們都與研究有關如何從這種系統獲得信息的資料。這里將所有這些資料納入作為參考。
業已發現，由于降低制造成本并且例如使適當的雷達系統的裝配更方便，可獲得一種制造更經濟并且可長久地用以使系統發揮其優點的裝置。
降低這種類型的雷達的成本就能夠使之用于例如防撞傳感器上，以測定一個物體與雷達的距離，并用于速度和方向的監控。因此，上述結構的雷達系統可用在WO93/15931中所述的有關顯示系統中，以提供與制動系統無關的車輛的減速信息，并提供一種端接如上述專利所述的信號顯示器的防撞傳感器。由于從上述系統發出的數據可提供方向信息，故可與上述的任何安全系統相連接，以給出關于車輛行駛方向的報警信號。這對于大車倒車時是特別有利的，可以發出一種可聽得見又可看見的報警信號。
圖9示出一種具有上述各種功能的雷達系統90，其中，波道喇叭口60由于附加了一個由一系列護板92、93和94組成的殼體而更為完善，這些護板使雷達波道和喇叭口與外部元件隔開。每塊護板92～94上帶有一個孔95，用來使光束B從內反射鏡91上反射回來從而使光束從喇叭口60被接收和發射。雷達系統90含有一條來自例如雷達或微波源的進入波道96和接收二極管(未示出)。
有利的是，上述的雷達或地速檢測器90制造容易、成本低，并且可在其殼體背部罩住所有電子儀器，因此可減小所需空間，并使之容易安裝在車輛底盤之下側。而且，外圍殼體97可防止天線60和電子儀器受水和灰塵等的損壞。因此，可減輕由于這些因素造成的信號衰減。
圖10示出一輛按照本發明帶有一個氣袋系統的車輛V。所述氣袋系統含有氣袋100、102、104和106，這些氣袋從車輛的側面和端板向外凸出。在一個最佳實施例中，車輛的整個側面和端面由上述氣袋系統保護，在圖10中，示出氣袋100～106處在膨脹工作位置，準備好承受來自例如其他車輛或緊急障礙物的沖擊。
圖11示出一個處于收縮在車輛側板P的凹槽108內的狀態的氣袋(例如102)在應急情況下，該氣袋可用例如一種壓縮空氣裝置110充氣。每個氣袋和氣袋室可分別地充氣。例如，當上述的地速檢測器測出車輛正在訊速地減速時，位于車輛前面的氣袋便立即被充氣而膨脹。如果安全系統測出尾隨車輛18正在以不可避免要碰撞的速度靠近車輛V時，氣袋106就會按照上述智能安全范圍系統中的最終反應值快速全膨脹或者說展開。
在圖示的最佳實施例中，氣袋(例如102)含有若干個氣艙如118、120和122。所有三個氣艙都置于凹槽108內，并由固定在車輛側板上的裝置116保護著。在膨脹狀態下，所有三個氣艙都從車輛側板凸起，以便對碰撞予以緩沖。最好是，上述氣艙可彼此獨立地破裂，并且不是普通的排氣型的。氣艙最好是可在不同的內壓下破裂，例如，氣艙118在低于氣艙120的壓力下破裂，后者又在比氣艙122低的壓力下破裂，這樣，就形成了氣艙與外物之間的吸收碰撞能量的級別。
例如，各氣艙118等可用稍具有彈性的材料來制造，它帶有某種樣式的經過標定的可破斷的裝置，使之在氣艙內壓力超過預定值時允許氣體從氣袋逸出。在另一種實施例中，內氣艙在最低壓力下破裂，故其破裂作業方向與上述相反。在又一種實施例中，設置一列從車體向外延伸的、數目為例如兩個至10個或更多個的氣袋或氣艙。
有利的是，氣袋有助于防止外部物體侵入車輛內。另外，通過從車輛的側面和端部(見圖10的位置0)設置互相搭接的氣袋可保護車輛的拐角。氣袋可用高強度材料例如塑料或纖維復合材料來制造，這些材料可抗破裂，而不是設計成可破裂的。所以，氣袋可保護車內司機和乘客不受尖銳物體的侵害，因為氣袋材料強度高可抵御尖銳物體的入侵。
當位于車輛側面物體的防撞傳感器測出側面有物體靠近時，側面安裝的氣袋/氣艙立即膨脹起來。上述傳感器最好能計算物體靠近的速度并測出是否會不可避免地發生碰撞。也可通過任何外部氣袋的膨脹來引起任何內部氣袋的膨脹。
上述圖10的氣袋可用設置在目標車輛后面和隨意地設置在目標車輛的側面和前面的緩沖墊來代替，所述的緩沖墊安裝在有利于吸收碰撞能并可快速伸出的液壓作動筒上。不采用上述的充氣氣袋，而是通過控制器啟動液壓作動筒使緩沖墊伸出，從而形成一種吸收碰撞能量的裝置。因此，上述的控制器應能根據靠近速度的信息確定是否可能與尾隨車輛或其他物體發生碰撞，從而啟動碰撞能量吸收裝置使位于目標車輛外部預計的碰撞點上物體與目標車輛之間的氣袋展開或使緩沖墊伸出。
在本文的說明部分和權利要求中，術語“尾隨車輛”是指與目標車輛隔開的、通常是在同一公路或鐵路上跟隨目標車輛行駛著的車輛。
權利要求
1.一種車輛安全系統(10)，含有一個裝在目標車輛(16)上的控制器；裝在目標車輛上用來檢測與尾隨車輛(18)相隔的距離和/或與之相對的速度并可向上述控制器輸入代表性的數據信號的傳感器(20)；用來檢測目標車輛(16)相對于地面的速度并向上述控制器輸入代表性的速度信號的速度檢測裝置(97)，其特征在于，上述的控制器可處理接收到的速度信號和數據信號，以便確定是否處在不安全狀況，上述的安全系統還含有由上述控制器控制的報警裝置(10)，用來向處在不安全狀況的尾隨車輛的司機發出報警信號。
2.根據權利要求1的安全系統，其特征在于，上述的控制器是通過測定對應于目標車輛后面的安全范圍的安全距離來確定是否處在不安全狀況的，凡尾隨車輛進入上述的安全范圍內就處在不安全狀況。
3.根據權利要求2的安全系統，其特征在于，上述的安全距離基本上定為以尾隨車輛的速度行駛的車輛的安全停車距離。
4.根據權利要求1和2中任一項的安全系統，其特征在于，上述的安全停車距離定為與目標車輛的速度成正比。
5.根據權利要求2～4中任一項的安全系統，其特征在于，上述的控制器能夠根據擴大的安全范圍而算出加長的安全距離，上述的報警裝置能夠發出對應于尾隨車輛進入擴大的安全范圍的第一報警值信號和向司機發出比第一報警值信號更加醍目的、對應于任何進入安全范圍的第二報警值信號。
6.根據權利要求5的安全系統，其特征在于，還含有可用來向上述控制器輸入代表路面條件和/或其他行駛條件的信號的路面條件通訊裝置，上述的控制器能夠按照上述的路面條件通訊裝置指示的可能影響目標車輛與路面間的牽引力的不利的路面條件的程度測出對應于擴大的安全范圍的加長的安全距離。
7.根據權利要求5和6中任一項的安全系統，其特征在于，上述的傳感器能夠檢測與尾隨車輛相隔的距離和相對的速度，上述的控制器能夠測定尾隨車輛進入擴大的安全范圍時與目標車輛的相對速度是否大于相對速度的臨界值，如果大于該臨界值，它就會起動報警裝置發出第二報警值信號。
8.根據權利要求7的安全系統，其特征在于，上述的路面條件通訊裝置含有一種裝在目標車輛上的裝置，用以測出下雨、下雪或結冰中的至少一種情況，并向上述控制器發出其代表信號。
9.根據上述權利要求中任一項的安全系統，其特征在于，上述的傳感器含有一個發射和接收雷達脈沖的雷達系統，從所接收的脈沖信息中足以確定尾隨車輛的靠近程度及其相對速度。
10.根據權利要求5～9中任一項的安全系統，其特征在于，上述的報警裝置含有一個安裝在目標車輛上并位于可讓尾隨車輛的司機看得見的地方的顯示器(10)。
11.根據權利要求5～10中任一項的安全系統，其特征在于，它還含有一個在上述目標車輛的控制器與安在尾隨車輛上的報警器之間進行通訊的通訊裝置，因此，上述的報警裝置可通過該報警器向尾隨車輛的司機發出報警信號。
12.根據上述權利要求中任一項的安全系統，其特征在于，上述的速度檢測裝置含有一個安裝在目標車輛上的傳感器(97)，該傳感器反應目標車輛相對于路面的速度，而與目標車輛的傳動系統的部件無關。
13.根據權利要求12的安全系統，其特征在于，上述的速度檢測裝置含有一個由多普勒譜移式雷達裝置構成的檢測器。
14.根據上述權利要求中任一項的安全系統，其特征在于，上述的控制器可啟動設在目標車輛之內部或外部的碰撞能量吸收裝置(100，102，104，106)。
15.根據權利要求14的安全系統，其特征在于，上述的碰撞能量吸收裝置含有一個可以充氣以便在目標車輛外部展開的氣袋(100，102，104，106)和/或可在碰撞時由液壓作動筒使其伸出而吸收能量的緩沖墊。
16.一種車輛安全系統，含有一種安裝在目標車輛上用來測定目標車輛的加速和減速程度并與安裝在目標車輛上的一個可用來向遠離目標車輛的觀察者顯示出加速和減速程度的目視顯示器相連接的裝置。
17.根據權利要求16的安全系統，其特征在于，上述的目視顯示器含有一排安裝在目標車輛之一側或兩側的燈。
18.根據權利要求17的安全系統，其特征在于，第一個帶顏色的燈組代表加速，第二個帶顏色的燈組代表減速，打開的每種顏色的燈的數目和/或光的強度分別代表加速或減速程度。
19.一種車輛安全系統，含有一個安裝在目標車輛上、可根據速度檢測器發出的代表目標車輛相對于路面的速度的信號控制目標車輛的制動器工作的反鎖制動裝置，其特征在于，上述的速度檢測器是一種可向路面發出射線并根據接收和分析從路面反射回來的射線測定行車速度的雷達系統(97)。
20.根據權利要求19的安全系統，其特征在于，上述的雷達系統可通過測量反射回來的射線頻譜中的多普勒譜移來測定行車速度。
21.一種車輛安全系統，含有至少一個裝在目標車輛上的碰撞能量吸收裝置(100，102，104，106)；根據傳感器的輸出信號確定是否有物體快要撞到目標車輛上的測定裝置；和根據該測定裝置的信息啟動至少一個碰撞能量吸收裝置使之在目標車輛的外部與外來物體之間的部位上展開來的啟動裝置。
22.根據權利要求21的安全系統，其特征在于，上述的碰撞能量吸收裝置是一種可充氣的氣袋組件，它含有兩個或多個在工作時可充氣的氣袋(118，120，122)，以便構成一種包括位于目標車輛近側的內袋(122)和位于目標車輛外側的外袋(118)的連續氣袋層。
23.根據權利要求22的安全系統，其特征在于，含有一個可使一個或多個氣袋在其內部的壓力超過預定壓力值時排氣減壓的裝置。
24.根據權利要求23的安全系統，其特征在于，上述的排氣減壓裝置可以一種從內袋至外袋逐漸降低壓力的方式使連續氣袋層的氣袋放氣減壓，因此，在使用中，當物體與目標車輛碰撞時，外袋的放氣減壓先于內袋的放氣減壓。
25.根據權利要求23和24中任一項的安全系統，其特征在于，上述的放氣減壓裝置含有構成各氣袋的側壁部分的可破裂的薄膜，并且其結構做成可在相應的預定壓力值下發生破裂。
26.根據權利要求21～25中任一項的安全系統，其特征在于，上述的氣袋組件含有3個可充氣的氣袋。
27.根據權利要求21～26中任一項的安全系統，其特征在于，含有多個氣袋組件(100，102，104，106)，分別安裝在目標車輛的前面、后面、左側和右側，以便在上述各部位上展開。
28.根據權利要求21的安全系統，其特征在于，上述的碰撞能量吸收裝置至少含有一個在受到沖擊時可由液壓作動筒使其伸出而吸收能量的緩沖墊。
全文摘要
車輛的安全系統，含有一個裝在目標車輛(16)上的控制器和一個可檢測與尾隨車輛(18)相隔距離和相對速度的傳感器(20)，將來自采用多普勒雷達系統測定目標車輛的地速的速度檢測裝置(97)的速度信號輸入到上述控制器中，該控制器就會算出一個安全范圍，如果尾隨車輛進入該安全范圍內，就會啟動固定在目標車輛后面的目視報警裝置，也可根據不利的道路條件確定一個擴大的安全范圍，如果尾隨車輛進入該擴大的安全范圍通常會發出不大強烈的目視報警信號，但是，如果尾隨車輛的靠近速度超過一預定臨界值，并進入擴大的安全范圍時，便立即向尾隨車輛的司機發出十分強烈的報警信號。本發明的安全系統可用于提高道路車輛的安全性。
文檔編號G01S13/93GK1156507SQ9519483
公開日1997年8月6日 申請日期1995年7月14日 優先權日1995年7月14日
發明者馬克·湯金 申請人:設計技術創新有限公司