[发明专利]汽车加速度显示装置

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种显示汽车运行加速度的装置，它是一种安装在汽车后部，能够向后方显示本车运行过程中加速度(或正或负)信息的装置。

背景技术

目前汽车上尚无向后方指示运行加速度状态的装置，后方的汽车驾驶人员只能依据经验来判断前方汽车运行中加速或减速的状态，即使有经验的驾驶人员也往往需要经过较长时间的观察，才能判断出前车的加减速状态，不能即时监测判断。现有的汽车刹车灯可以指示汽车驾驶人员的刹车动作，但不能确切反映汽车本身运行加速度的变化，尤其不能反映汽车由于动力或者道路阻力所引起的汽车运行加速度的变化情况。故目前汽车的各种显示灯均不能向后方提供其运行加速度的实际信息。

发明内容

本发明的目的是提供一种安装在汽车后部、能够向后方提供其运行加速度状态的指示灯，具有即时显示，信息实用，显示方式一目了然的特点。

本发明的工作原理是：利用集成加速度传感器测得汽车运行过程中运行方向的加速度，由于道路的不平坦，汽车在运行方向处于倾斜状态时，传感器所测的加速度会包含与倾斜带来的重力分力相关的加速度成分。设安装在汽车上的传感器的X方向与汽车运动的前后方向对应，传感器的Y方向与汽车对地垂直方向对应，则在汽车静止状态和沿水平方向运动时，Y方向加速度值为重力加速度，即A_y＝A_g,而X方向测得的加速度A_x不受重力加速度的影响。但当汽车运行在非水平的路面时，传感器在X方向测得的加速度便包含重力加速度在X方向的分加速度，参见附图3。在这种情况下，在X方向测得的加速度值是汽车运行方向加速度值和重力加速度在该方向分量的和，即

A_x＝A_a+A_gx＝A_a+A_gsinα

其中，Ag为重力加速度。

因此，要准确测量汽车在道路上前后方向加速度A_a，必须测得道路与水平线的夹角α，再从传感器的测量值中去除重力加速度的分量，即

A_a＝A_x-A_gsinα

为消除该因素的影响，采用集成陀螺仪测得汽车运行时的倾斜角速度，再积分得到倾斜角度，或者采用角度测量器件直接测得倾斜角度，然后计算出由于倾斜所产生的运行方向的加速度分量，再从之前测得的汽车运行加速度数据中消除该分量的影响，从而得到真实的汽车运行加速度的数据。该数据经安装在汽车后部的显示阵列显示。

本发明所采用的技术方案是：将测量和计算得到的、真实的加速度数据通过安装于汽车后部的显示装置指示出来，使本车后方的汽车驾驶人员能够即时、清楚的看到。汽车加速度显示装置主要由集成加速度传感器器件、集成陀螺仪器件加积分环节或倾斜角度测量器件、信号处理单元和显示阵列四部分组成，如附图1所示。通过集成加速度传感器器件测得汽车运行方向的加速度信号，通过集成陀螺仪器件加积分环节或倾斜角度测量器件测得汽车运行方向倾斜的角度，这两个信号均传送到信号处理单元，经过信号处理单元的计算与处理，得到消除了倾斜影响的、真实的汽车运行方向加速度数值，再将该信息传送到显示阵列进行显示。显示阵列采用两排(或多排)多个发光器件按横向或纵向方式排列布置，加速度的正(加速)信息和负(减速)信息分别采用不同颜色的发光器件，其中一排指示加速状态(加速显示阵列)，另一排指示减速状态(减速显示阵列)。当汽车加速度等于零时，显示阵列所有发光器件均呈熄灭状态。汽车加速度大于零(加速)时，显示阵列中与加速状态对应的发光器件阵列被点亮。点亮的发光器件数量与加速度数据的大小相对应，加速度值越大，点亮的发光器件越多。同样，当汽车加速度小于零(减速)时，显示装置与减速状态对应的发光器件阵列被点亮，加速度的负值越大，点亮的发光器件也越多。为保证测量的准确性，在每次汽车启动时，都要利用加速度传感器测得静态倾斜角度，用以校准运行过程中陀螺仪器件和倾斜角度测量器件测得的倾斜角度数据。

所说的集成加速度传感器芯片是指安装在灯内能测量汽车运行前后方向加速度、并输出与所测的加速度数值相对应的数字信号的集成器件。该芯片测量的信号传送至信号处理单元。

所说的集成陀螺仪芯片是指安装在灯内能测量汽车前后方向角速率变化、并输出与所测的角度变化速率相对应的数字信号的集成器件。该芯片测量的信号传送至信号处理单元。