一種用于led車輛動(dòng)態(tài)顯示的集成電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明由車輛狀態(tài)鑒別器、LED驅(qū)動(dòng)器、狀態(tài)保持/鎖存器、優(yōu)先權(quán)控制器、閃光控制電路和優(yōu)先權(quán)控制器組成；由MEMS加速計(jì)檢測(cè)，對(duì)碰撞、緊急剎車、緩剎車、急減速、一般減速、勻速、加速狀態(tài)自動(dòng)判斷，再用不同的發(fā)光顏色、或圖形、或文字、或其組合，按緊急程度排序分別實(shí)時(shí)顯示，用自控替代人工操作，用急減速作預(yù)備，用“預(yù)備-剎車”兩個(gè)信號(hào)替代緊急剎車信號(hào)，利用緊急剎車預(yù)警和超前傳遞預(yù)警，解決了車輛追尾和連環(huán)追尾百年世界難題，一車遇險(xiǎn)其后所有車都會(huì)與前車同步剎車，可爭(zhēng)取0.8～1秒預(yù)警時(shí)間，全面預(yù)警機(jī)制，克服傳統(tǒng)信號(hào)燈諸多缺陷，開創(chuàng)安全駕駛之先河，成本低、性價(jià)比高、安裝簡(jiǎn)便，適用構(gòu)建LED車輛動(dòng)態(tài)顯示裝置。
【專利說明】—種用于LED車輛動(dòng)態(tài)顯示的集成電路
[0001]本發(fā)明是一種車輛動(dòng)態(tài)顯示裝置及其顯示方法申請(qǐng)日2008-12-11申請(qǐng)?zhí)?00810243668.3 分案申請(qǐng)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及的是一種專用集成電路，特別是涉及一種LED顯示車輛行駛速度變化的集成電路，屬于半導(dǎo)體器件領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0003]隨著高速公路大量建成以及汽車機(jī)動(dòng)性能的提高，汽車速度和流量大為提高，交通事故急劇上升，高速公路上汽車一撞就是幾百輛的事屢見不鮮……。據(jù)交通事故研究機(jī)構(gòu)提供的調(diào)查報(bào)告，交通追尾事故占了整個(gè)交通事故的70%。造成追尾的原因很多，例如高速行駛的現(xiàn)代汽車依然沿用的是過于陳舊落后的上世紀(jì)40年代低速時(shí)代的燈光信號(hào)技術(shù)，車輛信號(hào)裝置是車輛‘語言’通訊的工具，‘語言’表達(dá)不清，車輛狀態(tài)表達(dá)能力不到位，使得駕駛員對(duì)周圍車輛狀態(tài)判斷敏感程度不能適應(yīng)高速行駛的要求。古人說得好“有備無患”、“防患于未然”，分析車輛之間碰撞和追尾事故的原因，從技術(shù)層面講沒有車輛事故預(yù)警機(jī)制是一個(gè)主要原因。因此提高信號(hào)燈光的預(yù)警能力，提高顯示的醒目程度和判斷性，是提高駕駛員對(duì)周圍車輛行駛狀態(tài)判斷能力，預(yù)防追尾和碰撞的一種有效的手段。
[0004]分析交通事故絕大 多數(shù)是發(fā)生在車輛之間，對(duì)于行駛中的車輛知己知彼尤為重要，迄今為止駕駛員是處于知己不知彼的駕駛環(huán)境，駕駛員最想了解的是前方車輛行駛動(dòng)態(tài)，特別是前方車輛行駛速度的變化，傳統(tǒng)的車輛信號(hào)燈光系統(tǒng)偏偏不能反映的車輛行駛速度的變化，沒有任何信號(hào)提醒后方來車注意，前方車輛正處于什么狀態(tài)，是加速還是減速，是一般慣性減速還是急速減速，是緩慢剎車還是急剎車，后方車輛不能準(zhǔn)確判斷前車的速度變化；高位剎車燈和剎車燈連接在同一開關(guān)上，所以沒有預(yù)警性，起不到提前警告作用。創(chuàng)建和諧的駕駛環(huán)境，首先是讓駕駛員知己知彼。
[0005]20世紀(jì)80年代初期，一些跨國(guó)汽車企業(yè)開始采取“前測(cè)距”技術(shù)，也就是通過測(cè)算前車距離的變化及時(shí)采取制動(dòng)，防止汽車追尾。但這樣的技術(shù)除成本很高，多目標(biāo)的識(shí)別中會(huì)產(chǎn)生誤判問題外，也只能應(yīng)用在高速公路上，前提是車速高、前后車距較大、沒有超車并線，而在城市的擁堵路段，裝“測(cè)距”的車輛空出的距離，很快招來插隊(duì)車來填補(bǔ)，煩躁的距離報(bào)警聲，鬧得讓你只好關(guān)掉“測(cè)距”裝置，“測(cè)距”技術(shù)基本沒有用武之地。城市生活快節(jié)奏的影響下，出現(xiàn)成群結(jié)隊(duì)的高速車流，行車中的實(shí)際間隔距離，司機(jī)一般都控制在當(dāng)前車急剎時(shí)不致撞上的范圍內(nèi)，而這恰好是危險(xiǎn)與安全的臨界距離，現(xiàn)實(shí)中很難保持行車安全距離，當(dāng)車距小于安全距離時(shí)如何避免追尾。這就是所謂‘突發(fā)事件引起的急剎車預(yù)警’問題，它是一個(gè)百年世界技術(shù)難題，然而解決通用性安裝比解決追尾技術(shù)問題還要困難。
[0006]申請(qǐng)?zhí)?8110702.2名為‘顯示汽車行車狀態(tài)的裝置及其方法’的專利，由狀態(tài)信號(hào)發(fā)生器，信號(hào)處理判別器，控制信號(hào)轉(zhuǎn)換器、控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)器依次串聯(lián)組成，并由控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)器紅、黃、綠發(fā)光二極管顯示。首先把采集的機(jī)械信號(hào)，經(jīng)過狀態(tài)信號(hào)發(fā)生器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)處理判別器，處理成對(duì)應(yīng)汽車狀態(tài)的信號(hào)，經(jīng)過控制信號(hào)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成控制信號(hào)，又經(jīng)過控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)器分別控制紅、黃、綠色發(fā)光二極管發(fā)出色光。可以讓駕駛員彼此了解，有一定的積極作用，其主要缺陷是狀態(tài)信號(hào)發(fā)生器是采集的車輛機(jī)械信號(hào)包括剎車、油門、轉(zhuǎn)向、應(yīng)急開關(guān)、倒車檔，手剎車等，這樣連線太多，安裝太個(gè)性化，不能滿足大批量生產(chǎn)對(duì)安裝的要求，即產(chǎn)品要適應(yīng)多品種、多型號(hào)的所有新、舊車輛的通用性安裝，安裝問題直接關(guān)系到產(chǎn)品能否大批量生產(chǎn)，能否推廣使用，很多專利在解決防追尾技術(shù)上，都是可行的，但是安裝需要改動(dòng)原來車輛的某個(gè)部件，工作就進(jìn)行不下去，因?yàn)檎麢C(jī)廠不同意你改動(dòng)；還有車輛狀態(tài)信號(hào)沒有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，狀態(tài)信號(hào)的產(chǎn)生還是靠人工操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于LED車輛動(dòng)態(tài)顯示的集成電路，用于構(gòu)建LED車輛動(dòng)態(tài)顯示裝置，創(chuàng)建駕駛員知己知彼、和諧的駕駛環(huán)境，并且能適用所有車輛簡(jiǎn)便安裝。
[0008]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于解決在顯示兩個(gè)以上不同狀態(tài)時(shí)發(fā)生沖突的問題，確保任何時(shí)候都將最危險(xiǎn)、緊急的信息實(shí)時(shí)顯示。
[0009]本發(fā)明用于LED車輛動(dòng)態(tài)顯示的集成電路的技術(shù)方案是:
它包括車輛狀態(tài)鑒別器2、LED驅(qū)動(dòng)器31、狀態(tài)保持/鎖存器6、優(yōu)先權(quán)控制器7和閃光控制電路8 ;優(yōu)先權(quán)控制器7用于控制狀態(tài)優(yōu)先顯示的次序，其優(yōu)先權(quán)按照緊急程度從高到低的排列順序?yàn)?碰撞、緊急剎車、緩剎車、急減速、一般減速、勻速、加速；車輛狀態(tài)鑒別器2由碰撞、緊急剎車、緩剎車、急減速、一般減速、勻速、加速七個(gè)狀態(tài)鑒別器電路聯(lián)合組成；根據(jù)車輛狀態(tài)的不同，分別用靜態(tài)或閃爍方式顯示不同的發(fā)光顏色、或/和圖形、或/和文字；從碰撞、緊急剎車、緩剎車、急減速、一般減速、勻速、加速車輛狀態(tài)中選取需要顯示的狀態(tài)，全部選取，或部分挑選；選取急減速狀態(tài)顯示作為緊急剎車預(yù)警信號(hào)；選取緊急剎車，急減速兩個(gè)狀態(tài)，將急減速信號(hào)作為‘預(yù)備口令’，與緊急剎車信號(hào)組成‘預(yù)備一剎車’ 口令信號(hào)，用‘預(yù)備一剎車’兩個(gè)信號(hào)取代緊急剎車信號(hào)，產(chǎn)生緊急剎車預(yù)警和超前傳遞預(yù)警功能，能有效避免車輛追尾和連環(huán)追尾；其中MEMS微加速度計(jì)I為外部輸入部件，用于自動(dòng)產(chǎn)生車輛狀態(tài)信號(hào)，它的輸出端經(jīng)過外接RC濾波器濾波后與車輛狀態(tài)鑒別器2輸入端口連接；車輛狀態(tài)鑒別器2的輸出端口與狀態(tài)保持/鎖存器6輸入端口連接，狀態(tài)保持/鎖存器6輸出端口與LED驅(qū)動(dòng)器31的輸入端口連接，狀態(tài)保持/鎖存器6與優(yōu)先權(quán)控制器7連接，優(yōu)先權(quán)控制器7與閃光控制電路8連接；閃光控制電路8的輸出端口與LED驅(qū)動(dòng)器31的輸入端口連接；LED驅(qū)動(dòng)器31的輸出端口與外接LED顯示器41的輸入端口連接；以上各部分的電源端口與外接電源9的輸出端口連接，各部分的接地端口與外接電源9的接地端口連接。
[0010]本發(fā)明還可以是:
所述的LED顯示器41，由高亮度、或超高亮度的單基色、或雙基色、或三基色LED發(fā)光二極管組成；根據(jù)車輛狀態(tài)的不同，分別顯示靜態(tài)的或者閃爍的紅、黃、綠三種發(fā)光顏色、或和圖形、或和文字。
[0011 ] 所述的LED驅(qū)動(dòng)器31是恒電流LED驅(qū)動(dòng)器，或者是恒電壓LED驅(qū)動(dòng)器。
[0012]所述的車輛狀態(tài)鑒別器2的組成以電壓比較器為主，參考電壓產(chǎn)生電路等為輔，參考電壓電路設(shè)有調(diào)節(jié)電位器，用于閥值調(diào)節(jié)，車輛狀態(tài)鑒別器2的功能主要是區(qū)分判斷車輛狀態(tài)。
[0013]所述的電壓比較器是雙限幅窗口電壓比較器，可由電壓比較電路LW339，或LM2901, CA139A電路構(gòu)成；或由時(shí)基電路NE555，或NE556電路構(gòu)成。
[0014]還包括狀態(tài)保持/鎖存器6，狀態(tài)保持/鎖存器6的輸入端口與車輛狀態(tài)鑒別器2的輸出端口連接，狀態(tài)保持/鎖存器6輸出端口與驅(qū)動(dòng)器3的輸入端口連接。
[0015]所述狀態(tài)保持/鎖存器6是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路或雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路。
[0016]所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路是帶清零端口可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路74LS123，或是74LS122, LT1122, LT1123,CC74HC123, CC54HC123 等。
[0017]還包括閃光控制電路8，閃爍頻率3Hz + IHz ；。
[0018]本發(fā)明外部采用第四代LED高效固體光源，由于無須熱啟動(dòng)時(shí)間，亮燈響應(yīng)速度快(納秒級(jí)、比白熾燈快0.2秒)，這樣爭(zhēng)取到的預(yù)警時(shí)間就從0.3~0.5秒變?yōu)?.5~
0.7秒，如果采用閃爍燈，研究表明，使用閃爍燈光與傳統(tǒng)制動(dòng)燈相比，司機(jī)的反應(yīng)能夠縮短0.2秒，這樣可爭(zhēng)取到I秒左右的預(yù)警時(shí)間；另外LED低能耗、可直接把電能轉(zhuǎn)化為光能，環(huán)保節(jié)能效果良好，而白熾燈泡只能把電能的12%-18%轉(zhuǎn)化為光能、高光強(qiáng)、穩(wěn)定性高、抗震強(qiáng)、超長(zhǎng)壽命(10萬小時(shí)，與汽車同壽命)、光線質(zhì)量高，基本上無輻射，屬于“綠色”光源、光束集中，更易于控制，且不需要用反射器聚光，有利于減小燈具的深度、顏色品種多，紅色，黃色，藍(lán)色，綠色，白色，表達(dá)形式多樣化，發(fā)光純度高，無需燈罩濾光，光波長(zhǎng)誤差在10納米以內(nèi)，耗電量 低，達(dá)到傳統(tǒng)燈泡同等的發(fā)光亮度時(shí)，耗電量?jī)H為傳統(tǒng)燈泡的6%，省電節(jié)油。發(fā)光熱量很小，對(duì)燈具材料的耐熱性要求不是很高。
[0019]本發(fā)明外部采用MEMS微加速度計(jì)傳感器。根據(jù)汽車運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，車輛的動(dòng)、靜狀態(tài)參數(shù)都可以用車輛的加速度參數(shù)來表達(dá)形式，
其中V為速度米/秒；a為加速度米/秒2它們之間的關(guān)系用下列公式表示:
?ι _

-=B.dt5
車輛的加速度可以通過加速度傳感器測(cè)量。通過車輛速度變化量(加速度)的測(cè)量，根據(jù)加速度的大小和方向可以判別車輛碰撞、緊急剎車，緩剎車，急減速，一般減速，勻速，加速等各種狀態(tài)，因?yàn)檫@些狀態(tài)都和一定范圍的加速度大小和方向一一對(duì)應(yīng)。這就是本發(fā)明的工作原理。
[0020]微電子機(jī)械系統(tǒng)Micro Electro-Mechanical Systems, MEMS是指可批量制作的，集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器和信號(hào)處理，以及控制電路、接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。MEMS是隨著半導(dǎo)體集成電路微細(xì)加工技術(shù)和超精密機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的、多學(xué)科交叉的新興學(xué)科，它以微電子及機(jī)械加工技術(shù)為依托，范圍涉及微電子學(xué)、機(jī)械學(xué)、力學(xué)、自動(dòng)控制學(xué)、材料科學(xué)等多種工程技術(shù)和學(xué)科。其特點(diǎn)是:1、微型化:體積小、重量輕、耗能低、慣性小、諧振頻率高、響應(yīng)時(shí)間短。2、當(dāng)前以硅為主要材料，機(jī)械電器性能優(yōu)良。3、集成化:可以把不同功能、不同敏感方向、或制動(dòng)方向的多個(gè)傳感器或執(zhí)行器集成于一體。4、多學(xué)科交叉:微系統(tǒng)涉及電子、機(jī)械、材料、制造、信息與自動(dòng)控制、物理、化學(xué)和生物等多種學(xué)科，并集約了當(dāng)今科技中微小和微觀領(lǐng)域發(fā)展的許多尖端成果。
[0021]MEMS微加速度計(jì)具有一般加速度傳感器所沒有的體積微小、重量輕、耗能低、慣性小、諧振頻率高、響應(yīng)時(shí)間短、抗振能力強(qiáng)、工作穩(wěn)定、可靠性高等優(yōu)異的性能和低廉價(jià)格。采用MEMS技術(shù)突破這一瓶頸，MEMS微加速度計(jì)可以像制作集成電路一樣大批量生產(chǎn)，成品合格率很高，極大地降低了生產(chǎn)成本。MEMS微加速度計(jì)符合汽車標(biāo)準(zhǔn)，可以作為大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化通用電子器件。使用MEMS微加速度計(jì)測(cè)量減速度，不需與車輛的任何機(jī)械部件功能連接，不破壞車輛的原有結(jié)構(gòu)和功能。這是本發(fā)明選擇MEMS微加速度計(jì)的主要原因。
[0022]如果說雷達(dá)測(cè)距是提供空間上的安全行駛距離，那么本發(fā)明提供的是時(shí)間上的“安全行駛距離”，從理論上講，兩個(gè)相同的車輛以相同速度行駛，如果能做到同時(shí)剎車，即使相距10公分，也是不會(huì)追尾的。分析車輛剎車過程，踩油門和踩剎車是用同一只腳，平時(shí)踩在油門上，遇到險(xiǎn)情，將腳移動(dòng)到剎車踏板上，這個(gè)動(dòng)作過程需要0.5秒左右。在高速行駛時(shí)，前車因突發(fā)事件急剎車，后車看到信號(hào)剎車還要高速行駛0.5秒左右，才能停車。前、后車輛剎車不同步，存在著時(shí)間差，這就是追尾的真正原因。駕駛員出于本能，在緊急剎車前，一定有一個(gè)急速把腳從油門踏板移動(dòng)到剎車踏板上的動(dòng)作。這個(gè)動(dòng)作使得油門突然減小，車輛速度驟減，由于這個(gè)動(dòng)作的時(shí)間很短，所以速度的變化率比較大，也就是負(fù)加速度比較大。這個(gè)動(dòng)作稱之為‘急減速’，它是緊急剎車的先兆，用它作為緊急剎車的預(yù)警信號(hào)，就能像跑步比賽發(fā)‘預(yù)備一跑’ 口令那樣，將緊急剎車信號(hào)用‘預(yù)備一剎車’兩個(gè)信號(hào)取代，將突然的緊急剎車轉(zhuǎn)化為有預(yù)警的剎車。圖5是安裝車輛動(dòng)態(tài)顯示裝置的效果圖?！A(yù)備口令’信號(hào)，能提前通知前、后車輛做好同步剎車準(zhǔn)備。要求駕駛員看到‘預(yù)備口令’信號(hào)(閃爍黃色燈光)，必須立即把腳從油門踏板移到剎車踏板上，做好踩剎車踏板準(zhǔn)備。因?yàn)榍胺杰囕v任何原因的急減速對(duì)于后方車輛都是一個(gè)有害信息，隨之減速總是對(duì)的，一旦出現(xiàn)‘剎車口令’信號(hào)(閃爍紅色燈光)，后方車輛駕駛員就幾乎可在第一時(shí)間與前方車輛駕駛員同時(shí)踩下剎車；加上采用LED光源比白熾燈提前0.2秒，共為緊急剎車贏得將近I秒的預(yù)警時(shí)間，按時(shí)速80?100公里計(jì)，相當(dāng)于增加安全距離20米以上，根據(jù)同樣的機(jī)理，‘預(yù)備口令’可快速?gòu)?fù)制，向后接力傳遞，利用該口令超前傳遞效應(yīng)，于是一車遇險(xiǎn)，其后跟隨的所有車都會(huì)與前車同步剎車，故可有效避免追尾，特別是連環(huán)追尾。這就是本發(fā)明通過減小前后車輛剎車同步時(shí)間差，解決追尾的方法。
[0023]車輛出現(xiàn)任何原因引起的減速，如減小油門、踩剎車、上坡、機(jī)器故障等原因，都會(huì)向后方呈現(xiàn)黃燈，對(duì)事故苗頭發(fā)出‘黃燈警’信號(hào)，提防駕駛員防微杜漸，作好準(zhǔn)備，有備才能無患，將交通事故消滅在萌芽狀態(tài)。
[0024]車輛的碰撞、緊急剎車，緩剎車，急減速，一般減速，勻速，加速狀態(tài)，鑒于成本和復(fù)雜程度的考慮，一般不將上述狀態(tài)統(tǒng)統(tǒng)顯示，而是選擇3?5個(gè)狀態(tài)進(jìn)行顯示，比如選擇緊急剎車一急減速一一般減速一加速狀態(tài)；或者緊急剎車一急減速一加速狀態(tài)；或者緊急剎車一緩剎車一急減速一加速狀態(tài)；或者碰撞一緊急剎車一緩剎車一急減速一加速狀態(tài)等組
入
口 ο
[0025]本發(fā)明特色設(shè)計(jì):
本發(fā)明采用窗口比較器采集加速度信息是基于任意一個(gè)狀態(tài)信號(hào)對(duì)應(yīng)的加速度數(shù)值是某一個(gè)區(qū)間，而不是一個(gè)點(diǎn)；另外可以擴(kuò)大適用范圍。
[0026]本發(fā)明采用可重復(fù)觸發(fā)型的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路作為狀態(tài)保持/鎖存器是基于加速度信號(hào)是一個(gè)瞬間信號(hào)，如果不保持/鎖存就會(huì)消失，無法進(jìn)行信號(hào)處理。采用可重復(fù)觸發(fā)型的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)，是因?yàn)橐粋€(gè)狀態(tài)可能有多個(gè)加速度信號(hào)與之對(duì)應(yīng)的情況，用普通的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，就可能產(chǎn)生多個(gè)脈沖，而用可重復(fù)觸發(fā)型基本上只產(chǎn)生一個(gè)脈沖。符合一種狀態(tài)用一種方式顯示；另外可重復(fù)觸發(fā)型的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路帶清除端口，很容易構(gòu)成優(yōu)先權(quán)控制電路。
[0027]本發(fā)明采用優(yōu)先權(quán)控制顯示技術(shù)是基于加速度信號(hào)是瞬間信號(hào)，要顯示給人看，一定要擴(kuò)展，比如擴(kuò)展為2~3秒的顯示信號(hào)，而在2~3秒的顯示時(shí)間，往往會(huì)出現(xiàn)下面的情況:
1.當(dāng)前的狀態(tài)信號(hào)比先前的更緊急，危險(xiǎn)，是繼續(xù)顯示先前的狀態(tài)？還是顯示當(dāng)前的狀態(tài)？現(xiàn)有技術(shù)是顯示完先前的之后，再顯示當(dāng)前的，這樣就造成緊急，危險(xiǎn)信號(hào)的滯后顯示，造成交通事故。如將剎車信號(hào)滯后顯示了。比如法國(guó)的第三剎車燈，因?yàn)橛猛粋€(gè)燈，產(chǎn)生‘正?！瘎x車(紅燈亮)和‘突然剎車’(閃爍紅燈5秒)兩種信號(hào)，‘正?！瘎x車在先，往往影響‘突然剎車’緊急危險(xiǎn)信號(hào)的顯示，造成滯后，這個(gè)問題有普遍性。[0028]2.先前的狀態(tài)信號(hào)比當(dāng)前的更緊急，危險(xiǎn)，是繼續(xù)顯示先前的狀態(tài)？還是顯示當(dāng)前的狀態(tài)？如果一味地用當(dāng)前的去沖掉先前的也不對(duì)。
[0029]我們采用優(yōu)先權(quán)控制顯示技術(shù)(裝置和方法)，比較好地解決了上述沖突，原則是沖突雙方誰更緊急，危險(xiǎn)，就優(yōu)先顯示誰。
[0030]有益效果
1.超前傳遞預(yù)警功能:解決了 ‘緊急剎車預(yù)警’百年世界難題，能像跑步比賽發(fā)‘預(yù)備一跑’ 口令那樣，提前發(fā)出使前、后車輛同步剎車的‘預(yù)備一剎車’ 口令信號(hào)，駕駛員接到‘預(yù)備口令’，必須立即把腳從油門踏板移到剎車踏板上，做好踩剎車踏板準(zhǔn)備，實(shí)現(xiàn)‘有備無患’。一旦出現(xiàn)‘剎車口令’，后方跟車車輛駕駛員就幾乎可在第一時(shí)間與前方車輛駕駛員同時(shí)踩下剎車；加上采用LED光源比白熾燈提前0.2秒，共為緊急剎車贏得將近I秒預(yù)警時(shí)間，按時(shí)速80~100公里計(jì)，相當(dāng)于增加安全距離20米以上，利用該口令超前傳遞效應(yīng)，一車遇險(xiǎn)其后所有跟車都會(huì)與前車同步剎車，故可有效避免連環(huán)追尾。根據(jù)美國(guó)交通部的研究報(bào)告，如駕駛員比現(xiàn)在早0.5秒預(yù)知危險(xiǎn)，就可減少追尾事故50%，減少正面碰撞30% ；如早I秒預(yù)知危險(xiǎn)，就可回避90%的交通事故。參見圖5效果圖。
[0031]2.減速報(bào)警，防微杜漸功能:全程監(jiān)督，動(dòng)態(tài)連續(xù)顯示全過程，不僅有突變信息，而且有漸變過程，前車減速對(duì)于緊隨其后的車輛是危險(xiǎn)訊號(hào)，是發(fā)生事故的前兆，不論什么原因引起的減速，只要達(dá)到或者超過設(shè)定限度，一般性減速用黃色燈光，急減速用黃色閃爍燈光報(bào)警，黃色光能見度高，特別是大霧天，閃光更能引起到對(duì)方警覺，防患于未然，有備無患。
[0032]3.燈光信號(hào)是汽車的語言。人性化、耳熟能詳?shù)摹t燈停一綠燈行一閃燈急一黃燈警’車輛信號(hào)語言化記憶規(guī)則，采用紅、黃、綠是交通領(lǐng)域內(nèi)的通用顏色，創(chuàng)造性采用紅色圓形、黃色三角形、綠色四方形分別代表禁止、警告和放行，既可表達(dá)顏色和形狀變化效果，給人視覺上的差別，又與交管部門的信號(hào)裝置顏色相吻合?？筛玫谋蝗恕白x懂”，起到提醒作用，及時(shí)采取相應(yīng)的規(guī)避，從而讓駕駛環(huán)境更和諧，行駛更安全。
[0033]4.以人為本，采用紅-黃-綠三色LED顯示車輛狀態(tài)變化，有張有弛，可以放松眼球，消除駕駛員緊張心理和緩解精神疲勞，由自動(dòng)裝置及時(shí)、準(zhǔn)確檢測(cè)和預(yù)報(bào)事故隱患-減速，通報(bào)車輛狀態(tài)，做到對(duì)于行駛中的車輛相互溝通、知己知彼、胸中有數(shù)，輕松駕駛，大大地減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)身心健康和安全大有益處；獨(dú)特的剎車顯示，能集中思想，提高警覺，有效地預(yù)防事故發(fā)生。
[0034]5.通過LED彩色顯示器，產(chǎn)生區(qū)別明顯的視覺效果，克服以前信號(hào)燈單一，視覺效果差，特別是剎車信號(hào)含糊不清，難于辨認(rèn)緩慢剎車、急剎車甚至是撞車的老問題。采用優(yōu)先權(quán)電路，保證緊急危險(xiǎn)信號(hào)優(yōu)先顯示。
6.無阻礙安裝。獨(dú)立裝置與車輛毫不相干，便于同所有新、舊車輛配套，安裝十分方便，不用布線，只需固定在車上接上電源就可以工作，并且有自檢測(cè)功能。
[0035]7.本發(fā)明綜合微電子機(jī)械MEMS系統(tǒng)、LED高效固體光源技術(shù)，將對(duì)車輛信號(hào)燈光領(lǐng)域帶來一場(chǎng)革命，極大地改變了汽車駕駛員對(duì)周圍車輛行駛狀態(tài)的敏感程度，可以使大量的汽車相撞沖撞事故消失在萌芽狀態(tài)中，大大地提高了駕駛員對(duì)周圍車輛狀態(tài)的判斷能力和反應(yīng)能力，為避免事故贏得了寶貴的時(shí)間，為創(chuàng)建和諧駕駛環(huán)境、和諧交通、和諧社會(huì)產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益。
[0036]8.本發(fā)明制作成本低，性價(jià)比高，競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)，特有的窗口比較器采集設(shè)計(jì)，確保狀態(tài)信息的準(zhǔn)確可靠，優(yōu)先權(quán)控制顯示技術(shù)保證任何時(shí)候都將最緊急，危險(xiǎn)的信息實(shí)時(shí)呈現(xiàn)，發(fā)光二極管的低功耗、高可靠、壽命長(zhǎng)將產(chǎn)生很大的經(jīng)濟(jì)效益。有望成為國(guó)際汽車電子市場(chǎng)中耀眼的，新型的LED信號(hào)燈產(chǎn)品。汽車燈具是汽車的眼睛，時(shí)髦的汽車燈具集實(shí)用性和裝飾性為一體。它最能體現(xiàn)汽車的品位，越是個(gè)性化車、高檔車，越注重車燈的設(shè)計(jì)及品質(zhì)。
[0037]綜觀上述，本發(fā)明核心價(jià)值就在于能為車主帶來生命安全。避免和防止交通事故，提高運(yùn)輸能力，保障國(guó)家財(cái)產(chǎn)和人民生命，于國(guó)于民具有很高的社會(huì)效益，對(duì)駕乘人員而言，還有什么比生命更具價(jià)值？中國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量已達(dá)到1.528億輛，是世界第一大汽車潛在市場(chǎng)，世界第二大汽車消費(fèi)國(guó)，世界第三大汽車生產(chǎn)國(guó)，也是世界交通事故發(fā)生率最高的國(guó)家。本發(fā)明具有1000億元的國(guó)內(nèi)潛在市場(chǎng)，國(guó)際市場(chǎng)更大。推廣使用本發(fā)明每年可以減少車禍死亡人數(shù)約5萬，減少傷殘人數(shù)約30萬，減少直接經(jīng)濟(jì)損失約200億人民幣，減少間接經(jīng)濟(jì)損失更加巨大。并且能提高道路利用率，大大緩解城市交通堵塞，節(jié)約能源，減少空氣污染。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1為本發(fā)明的基本組成框圖 圖2本發(fā)明實(shí)施例1電原理圖
圖3本發(fā)明實(shí)施例2電原理圖
圖4為本發(fā)明實(shí)施例3，采用車輛動(dòng)態(tài)顯示的方法用顏色、圖形顯示車輛碰撞、
緊急剎車，急減速，加速四個(gè)狀態(tài)的圖集 圖5為采用本發(fā)明構(gòu)建的LED車輛動(dòng)態(tài)顯示裝置的效果顯示圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例作進(jìn)一步的描述。
[0040]實(shí)施例1:如圖1和圖2所不，本例是用于急剎車、急減速、一般減速和加速四個(gè)狀態(tài)的LED顯示；MEMS微加速度計(jì)I采用美國(guó)ADI公司ADXL05，按±2g量程接線，濾波器5由C4和Rl組成高通濾波器,去掉直流分量而將交變部分的信號(hào)I禹合到輸出放大器；ADXL05的9為輸出端口，不同車輛狀態(tài)產(chǎn)生不同的加速度數(shù)值輸出到車輛狀態(tài)鑒別器2 ;車輛狀態(tài)鑒別器2采用兩個(gè)四電壓比較電路LM339，參考電壓產(chǎn)生電路由5V電源和R29、r4、R26, R25、r3、R21，R20、r2、R16，R14、rl、Rll電阻器、可調(diào)電位器組成，rl?r4是可調(diào)電位器用于調(diào)節(jié)參考電壓的閥值，兩個(gè)四電壓比較電路組成A、B、C、D四個(gè)窗口電壓比較器，用于分別鑒別急剎車、急減速、一般減速和加速四個(gè)車輛行駛狀態(tài)，然后輸出到狀態(tài)保持/鎖存器6保存；狀態(tài)保持/鎖存器6由兩個(gè)可重復(fù)觸發(fā)型的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路74LS123組成，RC為單穩(wěn)態(tài)時(shí)間常數(shù)，即顯示時(shí)間T，如果在T時(shí)間里有加速度脈沖產(chǎn)生，會(huì)延長(zhǎng)顯示一個(gè)T時(shí)間；優(yōu)先權(quán)控制電路7由兩個(gè)可重復(fù)觸發(fā)器74LS123的負(fù)脈沖輸出端IQ—清零復(fù)位端2CLR —負(fù)脈沖輸出端2Q—清零復(fù)位端ICLR —負(fù)脈沖輸出端IQ—清零復(fù)位端2CLR鏈接組成，保證顯示優(yōu)先權(quán)自高到低為急剎車、急減速、一般減速和加速，即在顯示時(shí)間沖突時(shí)優(yōu)先權(quán)高的狀態(tài)顯示會(huì)打斷優(yōu)先權(quán)低的狀態(tài)顯示，保證顯示最緊急、危險(xiǎn)的信息；閃光控制電路8由時(shí)基電路NE555構(gòu)成多諧振蕩器，閃爍頻率3Ηζ±1Ηζ，用于產(chǎn)生黃色閃光，表示急減速狀態(tài)，黃色光和黃色閃光波長(zhǎng)具有對(duì)大霧高的穿透性，易產(chǎn)生警惕性，紅色綠色同時(shí)亮，產(chǎn)生黃色，功率大，所以更醒目；保存的狀態(tài)信號(hào)和需要閃爍的控制信號(hào)經(jīng)過D3、D5、D6、D7二極管引導(dǎo)進(jìn)入驅(qū)動(dòng)器3 ;驅(qū)動(dòng)器3采用兩個(gè)LED大功率驅(qū)動(dòng)電路NUD4001，一個(gè)NUD4001提供350ma的驅(qū)動(dòng)電流，顯示器4采用12個(gè)LED雙基色發(fā)光二極管GM5ZRG01210A，NUD4001-1用于驅(qū)動(dòng)紅色發(fā)光二極管，NUD4001-2用于驅(qū)動(dòng)綠色發(fā)光二極管，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器同時(shí)工作，顯不黃色燈光，D3、D5、D6、D7 二極管引導(dǎo)控制信號(hào),保證急剎車用紅色燈光顯不、急減速用閃爍黃色燈光顯示、一般減速用黃色燈光顯示和加速用綠色燈光顯示。
[0041]圖5是本實(shí)施例的效果圖，即行駛狀態(tài)變換圖。
[0042]本例稍做修改，就可適用于從碰撞、緊急剎車，緩剎車，急減速，一般減速，勻速，加速中挑選的任意幾個(gè)車輛狀態(tài)的顯示。
[0043]實(shí)施例3:如圖1和圖3所示，本例是用于加速、急減速、緩剎車和急剎車四個(gè)狀態(tài)顯示；本例與實(shí)施例1的驅(qū)動(dòng)器3相同，不同在于MEMS微加速度計(jì)I用MMA1270EG，濾波器5由Rl，C2組成，用于將時(shí)鐘噪音減到最少，顯示器4采用3個(gè)大功率LED雙基色發(fā)光二極管；車輛狀態(tài)鑒別器2采用兩個(gè)四電壓比較電路LM2901，組成兩個(gè)電壓比較器和兩個(gè)窗口電壓比較器，并且都是負(fù)脈沖輸出，狀態(tài)保持/鎖存器6是由兩個(gè)NE556電路組成的四個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，分別保存加速、急減速、緩剎車和急剎車四種車輛狀態(tài)信號(hào)；優(yōu)先權(quán)控制電路7采用6非門電路74LS04中的三個(gè)非門74LS04-1、74LS04-2、74LS04_3和NE556的四個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的直接復(fù)位端口 R (第4、10腳)組成，保證顯示優(yōu)先權(quán)自高到低為急剎車、緩剎車、急減速和加速；驅(qū)動(dòng)電路NUD4001-1驅(qū)動(dòng)三個(gè)綠色發(fā)光二極管，驅(qū)動(dòng)電路NUD4001-2驅(qū)動(dòng)三個(gè)紅色發(fā)光二極管，狀態(tài)保持/鎖存器6的輸出經(jīng)過D3?D8引導(dǎo)分別產(chǎn)生綠色、黃色、紅色、閃爍紅色燈光顯示，顯示時(shí)間取決于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路時(shí)間常數(shù)RC ;急剎車顯不閃爍紅色燈光，閃光控制器8由NE555電路組成,急剎車狀態(tài)信號(hào)保持/鎖存器是由NE556-2 (2)組成的單穩(wěn)，其輸出連接NE555的清零端口 4，控制閃光電路工作時(shí)間。
[0044]實(shí)施例3:如圖4所示，用顏色、圖形或文字顯示車輛碰撞、緊急剎車，急減速，加速四個(gè)狀態(tài)的5組圖。其中I和3組是采用顏色+圖形的方法；2和5組是采用顏色+圖形+文字的方法；4組是采用顏色+圖形+文字+符號(hào)的方法；1?5組也可以采用整體或者部分閃爍的方法。
[0045]本發(fā)明盡管列舉了數(shù)個(gè)例案，但不可能窮舉本發(fā)明要素的排列組合；顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明車輛狀態(tài)信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若對(duì)本發(fā)明的改動(dòng)和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于LED車輛動(dòng)態(tài)顯示的集成電路，其特征在于:包括車輛狀態(tài)鑒別器(2)、LED驅(qū)動(dòng)器(31)、狀態(tài)保持/鎖存器(6 )、優(yōu)先權(quán)控制器(7 )和閃光控制電路(8 );優(yōu)先權(quán)控制器(7)用于控制狀態(tài)優(yōu)先顯示的次序，其優(yōu)先權(quán)按照緊急程度從高到低的排列順序?yàn)?碰撞、緊急剎車、緩剎車、急減速、一般減速、勻速、加速；車輛狀態(tài)鑒別器(2 )由碰撞、緊急剎車、緩剎車、急減速、一般減速、勻速、加速七個(gè)狀態(tài)鑒別器電路聯(lián)合組成；根據(jù)車輛狀態(tài)的不同，分別用靜態(tài)或閃爍方式顯示不同的發(fā)光顏色、或/和圖形、或/和文字；從碰撞、緊急剎車、緩剎車、急減速、一般減速、勻速、加速車輛狀態(tài)中選取需要顯示的狀態(tài)，全部選取，或部分挑選；選取急減速狀態(tài)顯示作為緊急剎車預(yù)警信號(hào)；選取緊急剎車，急減速兩個(gè)狀態(tài)，將急減速信號(hào)作為‘預(yù)備口令’，與緊急剎車信號(hào)組成‘預(yù)備一剎車’ 口令信號(hào)，用‘預(yù)備一剎車’兩個(gè)信號(hào)取代緊急剎車信號(hào)，產(chǎn)生緊急剎車預(yù)警和超前傳遞預(yù)警功能，能有效避免車輛追尾和連環(huán)追尾；其中MEMS微加速度計(jì)(I)為外部輸入部件，用于自動(dòng)產(chǎn)生車輛狀態(tài)信號(hào)，它的輸出端經(jīng)過外接RC濾波器濾波后與車輛狀態(tài)鑒別器(2)輸入端口連接；車輛狀態(tài)鑒別器(2 )的輸出端口與狀態(tài)保持/鎖存器(6 )輸入端口連接，狀態(tài)保持/鎖存器(6 )輸出端口與LED驅(qū)動(dòng)器(31)的輸入端口連接，狀態(tài)保持/鎖存器(6 )與優(yōu)先權(quán)控制器(7 )連接，優(yōu)先權(quán)控制器(7)與閃光控制電路(8)連接；閃光控制電路(8)的輸出端口與LED驅(qū)動(dòng)器(31)的輸入端口連接；LED驅(qū)動(dòng)器(31)的輸出端口與外接LED顯示器(41)的輸入端口連接；以上各部分的電源端口與外接電源(9)的輸出端口連接，各部分的接地端口與外接電源(9)的接地端口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于LED車輛動(dòng)態(tài)顯示的集成電路，其特征在于，所述的LED驅(qū)動(dòng)器(31)是恒流LED驅(qū)動(dòng)器、或者是恒壓LED驅(qū)動(dòng)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于LED車輛動(dòng)態(tài)顯示的集成電路，其特征在于，所述的車輛狀態(tài)鑒別器(2)的組成以電壓比較器為主，參考電壓產(chǎn)生電路等為輔，參考電壓電路設(shè)有調(diào)節(jié)電位器，用于閥值調(diào)節(jié)，車輛狀態(tài)鑒別器(2)的功能主要是區(qū)分判斷車輛狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于LED車輛動(dòng)態(tài)顯示的集成電路，其特征在于，所述的電壓比較器是雙限幅窗口電壓比較器，可由電壓比較電路LW339，或LM2901，CA139A電路構(gòu)成；或由時(shí)基電路NE555，或NE556電路構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于LED車輛動(dòng)態(tài)顯示的集成電路，其特征在于，所述狀態(tài)保持/鎖存器(6)是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路或雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于LED車輛動(dòng)態(tài)顯示的集成電路，其特征在于，所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路是帶清零端口可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路74LS123，或者74LS122，LTl 122，LT1123, CC74HC123, CC54HC123。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于LED車輛動(dòng)態(tài)顯示的集成電路，其特征在于，所述閃光控制電路(8 )，閃爍頻率3Hz 土 IHz。
【文檔編號(hào)】B60Q1/44GK103879342SQ201410049071
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2008年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2008年12月11日
【發(fā)明者】龔立新, 龔青, 王少磊, 劉麒麟, 翁瓊?cè)A 申請(qǐng)人:龔立新