一种在高速公路上防止驾驶员急打方向的安全控制报警装置的制作方法

本实用新型属于汽车安全技术领域，具体涉及一种在高速公路上防止驾驶员急打方向的安全控制报警装置。

背景技术：
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当汽车在高速公路上行驶时，由于驾驶分心或驾驶疲劳导致驾驶员驾驶汽车时，使汽车偏离运行正确的行驶路线，开向路侧护栏或在紧急时刻未能及时采取制动措施导致追尾事故等。在驾驶员意识到即将发生危险情况时，人的行为会受到潜意识支配，从而急打方向意图避开障碍。但是，在车速较高的情况下，急打方向很有可能导致车辆失控甚至翻车，导致后面来车避让不及发生碰撞。造成不必要的人员伤亡和财产损失。

技术实现要素：
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针对上述问题，本实用新型提供了一种在高速公路上防止驾驶员急打方向的安全控制报警装置。

本实用新型采用如下技术方案来实现：

一种在高速公路上防止驾驶员急打方向的安全控制报警装置，包括车速与方向盘转角监测单元和主控器；其中，

车速与方向盘转角监测单元包括安装在方向盘下方方向柱内的方向盘转角传感器、用于测量车辆速度的毫米波雷达传感器、单片机、信号处理器、信号发射器以及信号接收器；

单片机的I/O的输入端分别接方向盘转角传感器、毫米波雷达传感器的输出端，单片机的一个I/O输出端连接信号处理器的输入端，信号处理器再与信号发射器连接，信号接收器与信号发射器之间无线连接，信号接收器与主控器通过CAN总线连接；主控器的一个输出端连接蜂鸣器，一个输出端连接制动系统，一个输出端通过继电器连接双闪灯。

本实用新型进一步的改进在于，还包括+5V电源以及DC/DC开关电源转换芯片TPS5430，用于为该装置提供工作电源。

本实用新型进一步的改进在于，车速与方向盘转角监测单元的单片机采用凌阳科技的SPCE061A单片机。

本实用新型进一步的改进在于，主控器为主控单片机，采用采用PHILIPS公司生产的P89V51RD2单片机。

本实用新型进一步的改进在于，方向盘转角传感器选用三个齿轮的机械结构式传感器，用来测量转角和转过的圈数。

相对于现有技术，本实用新型具有如下的有益效果：

本实用新型通过安装于车头处的毫米波雷达传感器可检测出车速v km/h，安装于方向盘下方的方向柱内的方向盘转角传感器可检测处对应的汽车方向盘转角θ。单片机内预存有与车辆自身速度对应的方向盘安全转角α，若转角θ大于该安全值时，则极有可能导致车辆失控或侧翻，此时，单片机根据车辆行驶状态，将该车辆自身速度下的实际方向盘转角θ与预存的安全转角α对比，从而判断汽车是否在安全状态，若不在，则将车速与方向盘转角信息经过单片机处理后迅速发送至主控器。主控器通过信号接收器接收信号后，首先启动蜂鸣器，提醒驾驶员勿在高速时大幅度打方向盘，同时主控器通过控制汽车制动系使其制动，同时，主控器通过继电器控制汽车打开双闪灯提醒后方来车，防止刹车时后车来不及避让出现交通事故，此响应需要手动解除。

在上述的一种在高速公路上防止驾驶员急打方向的安全控制报警装置中，包括车速与方向盘转角监测单元和主控器。其中，车速与方向盘转角监测单元又包括方向盘转角传感器、毫米波雷达传感器、单片机、信号处理器、信号发射器和信号接收器。所述的信号发射器和单片机以及方向盘转角传感器和毫米波雷达传感器连接在信号处理器的两端，单片机、信号处理器、信号发射器和方向盘转角传感器以及毫米波雷达传感器连接监测电源，信号接收器与主控器连接，信号接收器与信号发射器之间无线连接。

在车头安装毫米波雷达传感器可检测速度，同时，毫米波雷达传感器其本身能适应恶劣环境、重量轻、体积小以及可全天候且用于测速。

综上所述，此防止驾驶员在高速行驶时急打方向的安全控制报警装置，成本低，能够在紧急情况下，提醒驾驶员不要在高速时大幅度打方向，并帮助驾驶员降低车速，帮助其做出正确反应：制动、握紧方向盘，避免车辆失控冲出路外甚至侧翻。另一方面，当车辆紧急制动时，通过打开双闪灯提醒后方的高速来车，使其提前做出抉择，避免发生交通事故。

附图说明：

图1为在高速公路上防止驾驶员急打方向的安全控制报警装置的结构框图；

图2为在高速公路上防止驾驶员急打方向的安全控制报警装置的工作流程图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型提供了一种在高速公路上防止驾驶员急打方向的安全控制报警装置，包括车速与方向盘转角监测单元和主控器；其中，所述车速与方向盘转角监测单元包括安装在方向盘下方方向柱内的方向盘转角传感器、用于测量车辆速度的毫米波雷达传感器、单片机、信号处理器、信号发射器以及信号接收器。所述单片机的I/O的输入端分别接方向盘转角传感器、毫米波雷达传感器的输出端，所述单片机的一个I/O输出端连接信号处理器的输入端，信号处理器再与信号发射器连接。信号接收器与信号发射器之间无线连接，信号接收器与主控器通过CAN总线连接，通过CAN总线向系统控制单元传输信号；所述主控器的一个输出端连接蜂鸣器，一个输出端连接制动系统，一个输出端通过继电器连接双闪灯。

处理车速与方向盘转角信号的单片机采用凌阳科技的SPCE061A单片机。有较高的性价比，可以满足本系统的要求。该芯片有两个16位可编程的定时器/计时器，7通道10位ADC，两个10位DAC；32位通用可编程输入输出端口以连接压力传感器、开关传感器和温度传感器等外部器件；该芯片具有处理速度快、性价比高、内部资源丰富、有着强大的音频处理等功能。其主要功能有两个16位可编程定时器/计时器，14个中断源来自定时器A/B，2个外部时钟源输入，可触键唤醒；具备串行设备接口；具有低电压复位(LVR)功能和低电压监测(LVD)功能；内置在线仿真电路ICE接口；具有保密能力。其中，所述单片机的I/O的输入端分别接方向盘转角传感器、毫米波雷达传感器的输出端，所述单片机的一个I/O输出端连接信号处理器的输入端。

主控器是整个系统的核心，通过信号接收器将CAN总线上的信息取出，根据毫米波雷达传感器以及方向盘转角传感器检测到的值来决定是否响应。所述主控器为主控单片机，采用PHILIPS公司生产的P89V51RD2单片机。

此装置还包括+5V电源，用于为装置提供工作电源，在装置中采用具有性能优越的DC/DC开关电源转换芯片TPS5430。此芯片特性良好，有很高的转换效率，最佳状况可达95％；具有较宽的电压输入范围：5.5～36V；电压的输出范围最低可以调整到1.221V。TPS5430需要一个稍大的退耦电容，具体大小要满足输入电压和额定电流波纹要求。该芯片具有内部补偿电路，输出滤波器件采用L1，C2，选择100μH的电感，输出电容在考虑额定电压、额定波纹电流和等价阻抗之后选择470μF输出电容。启动电容选择10nF。

如图2所示，本实用新型的工作过程：当汽车在高速公路上行驶时，由于驾驶分心或驾驶疲劳导致驾驶员驾驶汽车时，使汽车偏离运行正确的行驶路线，开向路侧护栏或在紧急时刻未能及时采取制动措施导致追尾事故等。在驾驶员意识到即将发生危险情况时，人的行为会受到潜意识支配，从而急打方向意图避开障碍。毫米波雷达传感器及方向盘转角传感器检测到车速与方向盘转角信号后，通过单片机判断是否存在急打方向的情况，即：单片机将方向盘转角传感器测得的实际的方向盘转角与其预存的与毫米波雷达传感器测得的车速相对应的安全的方向盘转角值进行比较，如果方向盘实际转角大于预存安全转角，则存在急打方向的情况，需将信息通过信号处理器处理并通过信号发射器发出。主控器通过信号接收器接受到信号后，首先启动蜂鸣器，提醒驾驶员勿在高速时大幅度打方向盘，同时主控器通过控制汽车制动系使其制动。同时，主控器通过继电器控制汽车打开双闪灯提醒后方来车，防止刹车时后车来不及避让出现交通事故。

最后说明的是，虽然以上对实用新型结合附图进行了描述说明，但是以上描述仅以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换很多形式，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。