至今为止汽车各种防撞技术有：1、在发生碰撞后采取各种减轻碰撞后 果的措施，如气囊、保险杠等；2、防撞报警类，如：专利号为97105850 的中国专利公开的汽车防撞雷达，专利号为90211840的中国专利公开的红 外激光防撞装置等；3、防撞报警自动刹车类，如：专利号为92112911的 中国专利公开的防撞紧急制动装置、专利号为92229804的中国专利公开的 汽车防撞报警刹车器、专利号为92200823的中国专利公开的汽车安全行驶 防撞模糊控制器等；4、倒车防撞报警，如：专利号为98233344的中国专 利公开的倒车防撞报警器、专利号为95202028的中国专利公开的汽车倒车 防撞雷达等。
上述现有各种防撞技术都是开环防撞，根本没有闭环控制防撞技术， 特别是没有以即时车速为地址、倒车以距离为地址从存储器或函数发生器 读出车速安全车间距SV，经修正的“给定值”kSV与超声波实测“车间距” SX2’之差Δs的比例微分PDII型、比例积分微分PIDIII型控制兼状态反馈 对汽车至少有两个闭环负反馈控制的汽车防撞全自动驾驶仪。
汽车防撞全自动驾驶仪发实用新型的核心是比例微分PDII型系统、比 例积分微分PIDIII型系统控制兼状态反馈控制器，对汽车调速无振荡、无 超调、强鲁棒性地控制汽车安全车距等于随车速改变而改变的正反馈给定 安全车距值。目前全世界控制界都设计制做不出快跟踪、无振荡、无超调、 强鲁棒控制器和控制系统。至今全世界自动控制界设计线性系统还都毫无 例外地受“临界稳定开环增益”的限制，毫无办法提高闭环系统性能，因 此无论采用何种方法、如何设计系统的性能都很低，即不能设计制做开环 增益越高、闭环系统越稳定、跟踪越快、无振荡、无超调、鲁棒性越强的 控制器和闭环控制系统。对汽车安全距离的控制绝对不许有振荡、有超调， 因前行汽车不挂倒档无倒车功能，所以振荡和超调都严重损伤汽车部件而 降低寿命，且是能量的无味损耗，又因为汽车不仅速度快、惯性大、而且大 型客、货车的惯性变化也很大，所以对汽车控制必须具备快响应、无振荡、 无超调、不怕载重量变化几十倍以上的强鲁棒性闭环控制系统。因此必须 具有快响应、无振荡、无超调、不怕载重量变化几十倍以上的强鲁棒性控 制器，本发明不仅公开了这种控制器，还公开了受控对象参数变化6万倍 以上而无振荡、无超调性能完全不变、单位阶跃响应响应零稳态误差过渡 时间只相差十几毫秒的控制器，对汽车等各种2阶控制对象都能做到上述 高性能的闭环控制。

本发明的目的在于提供一种汽车防撞全自动驾驶仪。
一种汽车防撞全自动驾驶仪，其特征在于包括：车速检测BCD码转换 器、存储器或函数发生器及修正单元、测距仪、比较器、控制器含加法器、 逻辑控制开关、风油门及刹车控制电磁执行装置、刹车控制器、最高车速 给定装置与比较器和报警控制显示单元。所述车速检测BCD码转换器获 取本车车速并转换为BCD码送到存储器或函数发生器及修正单元；所述 存储器或函数发生器及修正单元至少包括一存储器或函数发生器及比例运 算器，所述存储器中存储安全车距值、函数发生器输入车速输出安全车距 或输入安全车距输出车速，车速检测BCD码转换器输出BCD码作为该存 储器存储单元的地址码或函数发生器的输入，存储器或函数发生器输出的 安全车距经比例运算器进行修正后送比较器作闭环控制系统给定值，构成 必须的给定值正反馈通路，所述函数发生器即可硬件制做，也可软件编程 实现；所述测距仪采用超声波测距仪，用以获取本车与前后车或障碍物之 实际车距作闭环控制系统状态负反馈量送比较器；所述比较器将输入安全 车距给定值与输入测得的实际车距进行比较运算，输出误差至控制器，从 而构成给定值正反馈与输出量状态负反馈经过控制器对受控对象控制的共 同通路；所述控制器含加法器对误差进行PD或PID运算，其结果分别输 出至逻辑控制开关到风油门电磁执行装置、刹车电磁执行装置和报警控制 显示单元；所述最高车速给定装置与比较器包括一最高车速给定电路和一 比较器，最高车速给定电路给出限制最高车速设定数码或模拟电压值，比 较器对最高车速设定值与实际车速值进行比较，并将结果输出给逻辑控制 开关以限制最高车速；所述逻辑控制开关根据控制器输出控制信号的正、 负、大、小及最高车速给定比较器输出控制信号进行逻辑判断，结果对风 油门控制电磁执行装置的控制通路给出接通与断开的控制；逻辑控制开关 包括有人控优先自动切换开关，用于在防撞自动驾驶和司机驾驶、或转向 超车优先之间自动切换。
本实用新型效果：
本实用新型防撞全自动驾驶仪自动驾驶车是除方向盘、启动换档、遇 红绿灯不能控制外的防撞全自动驾驶车，确保高速公路、公路、大中城市 环路、市内公路安全快速行车，给汽车增加科技含量和提高档次，给公路 交通提高科技水平、科学缩短安全”车间距”，增加高速公路、公路车容量， 极大增加车流量，提高高速公路、公路利用率和通行能力，给国家增加社 会效益和经济效益，更重要的是避免交通事故发生而安全、快速行车，保 障人身车辆安全，从根本上杜绝汽车相撞，避免大雾天气发生撞车、车毁 人亡的交通事故，而被迫关闭高速公路的发生。
本实用新型控制器控制系统既快又稳、无振荡、无超调、适于受控对 象参数变化范围6万倍以上，控制的高性能不变各种高、精、尖要求的受 控对象。广泛适用于：大、中、小、空车、重载车、电动汽车、火车、轮 船，还适用于其它各行各业的各种受控对象的控制，更适用无超调、既快 又稳、更准的武器装备控制。

图1.本实用新型的原理方块图；
图2.本实用新型原理方块信号流图；
图3(a).控制器(1-1-10)控制汽车＝1/S2安全车间距闭环系统的单 位阶跃响应；
图3(b).控制器(2-2-1)控制汽车＝0.015/[S(S+0.1)]安全车间 距闭环系统的单位阶跃响应；
图3(c).控制器(2-2-1)控制汽车＝1000/[S(S+0.1)]安全车间距 闭环系统的单位阶跃响应；
图4.汽车防撞全自动驾驶仪自动控制汽车安全车间距系统实施实例 电路图；
图5.超声波测距装置实施实例电路图

本实用新型汽车防撞全自动驾驶仪参看图2由：①.车速检测BCD码 转换装置19；②.存储器或函数发生器及修正给定单元0、1；③.超声波 测距仪20；④.给定值kSV与车间距SX2’状态反馈比较器2；⑤.控制 器3、4、5含加法器6；⑥.逻辑控制开关kC包括人控优先自动切换开关； ⑦.风油门、刹车电磁执行装置8、7、13；⑧.最高车速给定装置11及最 高车速比较器9；⑨.报警控制显示单元14、15；⑩.数码管显示器16、 17、18组成。图2中10’10是受控对象汽车。其中：
①.所述车速检测BCD码转换装置检测本车车速为电信号vX，并转换 成BCD码vX输出送至“安全车间距”存储装置为地址码。
②.所述安全车距存储器或函数发生器与修正单元至少包括一存储器 和一乘法器或软件编制乘法程序，对存储器输入vX地址码存储器输出安全 车距SV，经修正乘以系数k，输出kSV作为“给定值”送至比较器2，存 储器既可用集成电路存储器，也可用单片机内存储器。
函数发生器：安全车距SV是汽车在即时车速VX下刹车时，靠刹车磨 擦力F作用滑行最大而确保不撞车的距离SV，车速VX的安全刹车距SX之 间的基本函数应为：SX＝(1/2·MVX 2)/F，再加以可调修正，其中M为汽 车质量。这一函数既可用硬件制做，也可计算机软件实现。硬件制做用平 方电路乘法器即实现SX＝1/2·VX 2，其中VX为输入、亦可反之。
③.测距仪采用超声波测距方案：超声波测距仪由超声波发送与接收 器、超声方波发生器、单稳触发器、计数器、比较器、门控电路、1-3位 十进制编、解码超声波发送与接收控制电路，数控增益编程放大器、温度 自动补偿计测距冲发生器电路组成测距150-200m的超声波测距仪；在单稳 触发器、计数器、比较器、门控电路、1-3位十进制编、解码超声波发送 与接收电路控制下，超声波发送器发送十进制编码超声波，反射回波由超 声波接收器接收、放大、比较器比较送十进制解码输出控制信号，即完成 一个测量周期时间T，在T时间内测距计数器对温度自动补偿测距脉冲发 生器发出2分频脉冲计数，计数结果即是实测车距离。
④.给定值kSV与反馈SX2’比较器2既可用软件编制减法程序作减法运 算，也可用模拟或数字减法器做硬件比较器，减法程序或减法器作减法运 算，算得Δs＝kSV-SX2’，将Δs输出至3比例P、4积分I、5微分D，由 此在很短时间Δt内控制汽车行驶距离ΔSX2’，则构成至少2个闭环负反 馈对汽车控制回路和给定值kSV对汽车至少2个正反馈的前向控制路径， 从而构成图2对汽车10’10的闭环PD、PID控制兼状态反馈控制系统结构；
⑤.控制器3、4、5含加法器6：加法器6输出6’＝3+4+5＝(KP+ KDS+K1/s)Δs，这是本发明的核心发明。其中：
一、无超调、快跟踪3阶III型最佳系统及PID控制器
1.把汽车防撞全自动驾驶仪控制汽车安全车间距系统制做成3阶III 型图1、图2、图4系统：
$\frac{K_{D}S+K_P+K_I\times 1/S}{S^2+K_{D}S+K_P+K_I\times 1/S}=\frac{a_0{\omega }_{n}S+a_1{{\omega }_n}^2+a_2/S}{S^2+a_0{\omega }_{n}S+a_1{{\omega }_n}^2+a_2/S}$
$\frac{2400{\omega }_{n}S+16\times {10}^5{{\omega }_n}^2+{{\omega }_n}^3/S}{S^2+2400{\omega }_{n}S+16\times {10}^5{{\omega }_n}^2+{{\omega }_n}^3/S}---\left(1\right)$
对汽车或其它任何受控对象＝1/S2                         (0)
所必须制做或软件编程实现的PID控制器
                      ＝2400ωnS+16×105ωn 2+ωn 3/S     (1-0)
其中：1.ωn＞0的任意实数、取最大100≥n已足够用；2.取ωn＝1时，
$\frac{2400S+16\times {10}^5+1/S}{S^2+2400S+16\times {10}^5+1/S}---(1-1)$
制做汽车(0)的控制器是：
            6＝PID＝2400S+16×105+1/S                  (1-1-1)
控制器输出：6’＝(2400S+16×105+1/S)Δs
控制汽车安全车间距闭环系统(1-1)动态性能的单位阶跃响应是：超 调量σ＝0、毫无振荡；零稳态误差响应时间：ts1＝0.0065[s]；因为是III 型系统，所以即使前车作匀加或匀减速度行驶时，对前车也都能自动做到 完全相同的无差匀加或匀减速度的跟踪，所以从根本上保证绝对不会发生 撞车。系统(1-1)的零点：r1.1＝-666.6667、r1.2＝-0.0000；极点p1.1、p1.2 ＝-1200.0±400.0i、p1.3＝-0.0000，其中一对近似为0的零、极点产生相对 消，这是量变到质变，即积分控制器对系统动态性能毫无影响，只是闭环 系统是III型系统。系统的动态性能完全取决于控制器PD＝KDS+KP＝2400 S+16×105对汽车的控制。PD＝KDS+KP＝a0ωnS+a1ωn 2，满足无振荡、 无调量的条件是a0/√a1≥1.739满足对汽车或其它2阶对象＝1/S2闭环控 制的绝对无振荡、无超调的要求。
2.在(1)中取ωn＝10，这时的图1、图2、图4系统是
$\frac{24000S+16\times {10}^7+{10}^3/S}{S^2+24000S+16\times {10}^7+{10}^3/S}---(1-10)$
制做汽车＝1/S2(0)的控制器是：
             PID＝24000S+16×107+103/S            (1-1-10)
控制器输出：(24000S+16×107+103/S)Δs
这时由控制器(1-1-10)控制的汽车＝1/S2的汽车车间距闭环系统的动态 性能的单位阶跃响应如图3(a)所示：1.超调量σ＝0，即无振荡、无超 调；2.零稳态误差响应时间：ts10＝0.00065[s]，即快速响应时间ts10比ts1 又加快10倍。系统(1-10)的零点r1.1＝-6666.667、r1.2＝-0.0000；极 点p1.1、p1.2＝-12000.0±4000.0i、p1.3＝-0.0000，这时除一对为0的零、极 点相对消外，其余两极点p1.1.p1.2＝-12000.0±4000.0i的负实部在根平面 的左半平面又都远离虚轴10倍，因此图1、图2、图4系统(1-10)的稳 定性能又提高10倍，这时图1、图2、图4系统的开环增益增大100倍， 所以这样设计制做控制器控制的系统是开环增益越大，闭环系统越稳定， 并且响应时间越快、动静态误差都越小，控制准确度越高。这样高的开环 增益用模拟电路可以制做，但有一定难度，用计算机软件实现这样控制器 是很容易做到的。事实上只有非常高、精、尖要求的控制系统才需要如此 高的开环增益，对汽车控制取ωn＝1已充分有余。
图1、图2、图4系统的结构特征是由于汽车是2阶系统，众所周知2 阶系统共有2个状态变量，这2个状态变量就是对汽车输出车间距离SX2’ 的比例及微分，所以对SX2’必须有比例和微分PD 2个闭合状态反馈回路， 这就是必要的结构特征，同时PD控制器又在前向通路上，所以闭环控制 系统又在结构上构成“环”与“路”的完全相等，由于本发明控制器的控 制性能很强，是因为开环增益很大、微分又搭配得当，所以即使“环”与 “路”不完全相等、甚至理想微分用近似的模拟电路(图4)制做的实际 微分代替都无防，只是快速跟踪性能受些影响。
二、无超调、快跟踪2阶II型最佳系统及PD控制器
1.把汽车防撞全自动驾驶仪控制汽车安全车间距系统制做成2阶II型 图2、图4(去掉积分)系统：
$\frac{2400S+16\times {10}^5}{S^2+2400S+16\times {10}^5}---\left(2\right)$
2.对受控对象汽车＝1/S2，                           (0)
所需制做控制器PD＝2400S+16×105                    (2-1)
对汽车输出控制量6’＝(2400S+16×105)Δs
3.对受控对象汽车＝β/S2                            (0′)
所需制做控制器PD＝(2400S+16×105)/β
零点r2＝-666.6667；极点p21.p22＝-1200.0±400.0i。
其性能是：超调量σ＝0、毫无振荡；tS＝0.0065[s]；II型系统，当前车 作匀速度行驶时，对前车能作到无差的跟踪。对前车作匀加、减速度行驶 的跟踪是有差跟踪，但由于开环增益＝16×105很大，所以误差近似为0。
上面控制器(1-1-1)和(2-1)(1-1-10)非常适用各种小型车和骄车 调速控制安全车间距离用，其特点是无振荡、无超调、响应时间非常快。 当车间距离产生微小变化时，控制器便快速调速、刹车减速控制安全车间 距离＝给定值，从根本上杜绝汽车发生撞车。
三.无振荡、无超调、强鲁棒、PD控制器
II型强鲁棒控制兼状态反馈控制器：
            PD＝KP+KDS
              ＝a1ωn 2+a0ωnS                    (2-2)
当ωn＝1、 $a_0/\sqrt{a_1}\ge 14.66,$ a0＝44000，满足对汽车或其它2阶对象＝ β/S2，其中β＝0.015---1000变化66666.6倍而无振荡、无超调性能不变。 这时PD控制兼状态反馈控制器：
            ＝44×103S+9×106                     (2-2-1)
控制器(2-2-1)控制汽车(可以是其它任何受控对象)＝β/S2 (0′)，其中β＝0.015---1000，变化66666.6倍时的II型PD控制兼状态反 控制安全“车间距”系统的控制结果：分别取：β＝0.015、β＝1000时由 控制器(2-2-1)控制的汽车安全车间距系统是：
$\frac{0.015(44\times {10}^{3}S+9\times {10}^6)}{S^2+0.015(44\times {10}^{3}S+9\times {10}^6)}=\frac{660S+135000}{S^2+660S+135000},\left(2.015\right)$
$\frac{1000(44\times {10}^{3}S+9\times {10}^6)}{S^2+1000(44\times {10}^{3}S+9\times {10}^6)}=\frac{44\times {10}^{6}S+9\times {10}^9}{S^2+44\times {10}^{6}S+9\times {10}^9},\left(1000\right)$
其单位阶跃响应的计算机仿真结果如图3(b)、3(c)所示：无振荡、 无超调；tS0.015＝0.018[s]---tS1000＝0.032[s]，上述结果证明：当汽车参数β 变化66666.6倍时，汽车高性能无振荡、无超调、快响应控制结果不变， 只是过渡时间相差14ms。
这一发明控制器可控制任何型号的大型客车和货车，即使受控对象是 万吨级轮船，其变化范围也远远小于6万倍。所以控制器(2-2-1)不仅控 制各种汽车，即使控制火车、轮船等都充分有余。
控制器共输出3路控制信号：1.报警控制显示单元14、15；2.经逻 辑控制开关kC控制风油门电磁执行装置8，电磁执行装置8根据控制器 输出控制信号控制风油门开度大小对汽车调节速度控制汽车在行驶中或倒 车中始终保持最佳给定的安全车间距离或车速度；3.控制刹车电磁执行装 置7、13刹车减速控制安全车间距离。
必须说明：1.上述给出发明所有控制器都不是唯一的，有千千万万， 可根据不同要求、不同对象采用各种不同参数控制器。2.本发明所用汽车 对象均为双积分环节，这是选用最严重和最难控制的情况，汽车实际是一 阶惯性环节和一阶积分环节相串联，当惯性很大时，或对一阶惯性环节采 用局部正反馈补偿都将使其成为双积分环节。
控制器的制做：既可用模拟电路、数字加、减、乘、除集成电路、电 阻、电容器等硬件制做，也可用微机或单片机、微处理器软件编制PD运 算程序而实现PD运算与控制功能，多种方法都能实现控制器的制做。
⑥.逻辑控制开关kC；逻辑控制开关kC包括(仅在图4中)：J2继 电器及触点J2BT5和比较器9；比较器7、三极管T1和继电器J1及触点J1B； bj3比较器、T4和J3继电器及触点J3K1J3K2；d.F1和T2组成逻辑控制开关， 上述所有由三极管和通电电流不大的继电器触点开关都可用模拟开关 4066代替；一般情况：6’经kC送入8功率放大、风油门控制磁力执行器 的控制信号起接通与关断控制作用：a.vX≥vm、b.6’＞0并产生刹车控制信 号时kC关断，否则kC接通，kC关断与接通分别由9’、7’两个控制信号控 制；逻辑控制开关kC包括人控优先自动切换开关由k1k2k3k4k5k66个串 联常闭开关组成，其中k1k2k3k44个两两串联分别暗装在风油和刹车脚踏 板钻孔中，将k5与转向灯开关接成二选一，k6暗装在离合器脚踏板钻孔中， 脚踏其中任一踏板时开关断开，转向灯通、则k5断，都自动实现人控优先 和转向加速超车优先控制；当脚离开踏板，k1k2k3k4k6自动靠复位弹黉力 闭合，转向灯开关k5闭合，自动接通防撞全自动驾驶仪控制通路，实现自 动驾驶控制安全车间距离。
⑦.刹车电磁执行装置7、13和风油门电磁执行装置8；由7刹车防 抱死自动控制电路及8、13各自三极管电流放大器和磁力执行机构组成；7 刹车防抱死自动控制电路由方波发生器、模拟加法器、比较器、门控电路 组成。当比较器、门控电路判断须刹车时：输出7’＝“0”关断kC；输出7’ ＝“0”防抱死方波发生器起振输出方波同比例微分积分6’分别送加法器 两个输入端，加法器输出方波与6’叠加放大信号送13；8、13电流放大 器部分：分别由功率三极管、或一对互补三极管例如B647和2N3055等功 率三极管及与三极管反相并联泄流二极管组成复合控制电路构成。三极管 集电极或发射极一端接电源一端，另端接螺旋绕线线圈；8、13磁力执行 机构分别各由：螺旋绕线线圈、硬塑料管、磁铁、良导磁体筒或桶、钢丝 拉线5部分构成。高强度漆包线螺旋绕线线圈绕在硬塑料管上，线圈一端 接电源另一端、另端接三极管，则线圈三极管电源构成闭合回路，三极管 基极根据控制信号控制线圈1中电流大小，良导磁体筒套固在线圈、硬塑 料管外为外罩，主要作用是减小磁阻增大磁通量，硬塑料管内装有可移动 的磁化磁铁，磁铁一端连钢丝拉线；各自拉线分别与风油门、刹车脚踏板 连杆连接。众所周知，线圈通过直流电流产生N、S极电磁场与装在管内 的磁铁产生电磁拉力，拉力通过拉线控制风油门开度实现自动调速控制安 全车距；控制刹车线圈2通过方波与6’叠加电流，使磁铁产生方波振动拉 力作用于刹车脚踏板，6’叠加电流控制改变振动防抱死刹车力度，6’信号 大时自动进行急刹车；
⑧.最高车速给定器11可用数码拨盘、10线-4线BCD优先级编码 器给出最高限速BCD数码vm，送18显示，并送9供计算机软件编制程序 比较运算、或数字比较器比较用，将运算比较结果输出控制信号给kC；简 便易司机操作的是11用电位器给出限速模拟电压vm送18显示，并送模拟 比较器9，比较结果输出“0”、“1”控制信号给kC；
⑨.最高车速比较器9既可采用计算机软件编制程序作减法比较运算 输出控制信号，也可用数字电路或模拟运算放大器作比较器，把比较结果 送给kC。
⑩.报警控制显示单元14、15包括：闭环越限：(1).轻报警；(2).报警； (3).重报警；(4).紧急报警。图2中，报警信号取于给定值kSV正反馈与实测 车间距离SX2’之差Δs的PD＝6’＝Δs(KDS+KP)(Δs分辨率＝1mm- 10mm、可作到0.1mm)是闭环最佳给定kSV与闭环比例、微分负反馈的控 制信号的合成信号，它最微观、最灵敏、最科学地反应汽车行驶状况，它 给出了防微杜渐，未卜先知的预测：
(1).一次测距如6’≥0时，减小风门自然减速报警；(2).第一、二次测 距6’≥某一门限值时，关风油门自然减速报警；(3).一次测距6’≥某一高 门限值时，刹车报警(在图4中bj3给出自动控制刹车信号)；(4).在(3)第 二次报警，报警计数器输出急刹车报警。这些报警是PD、PID控制器自动 运算结果6’通过比较器14比较自动进行不同报警。
报警方式：声、光并用：(1).、(2).、(3).、(4).四种报警均采用4或5 只数码管17闪烁显示，语言芯片、喇叭讲话报警。
报警判别电路：(1).、(2).、(3).、(4).四种报警均采用数字比较器、或模 拟比较器、或单片机运算，比较设定的各自不同阀值门限是否越限，并计 算越限次数，根据不同越限及越限次数分别不同报警。
(11).数码管显示器16、17、18组成。16显示kSV、17显示SX2’、 18显示vm、控制数码管17闪烁显示报警。
图4.是汽车防撞全自动驾驶仪自动调速控制汽车安全车距系统实施 实例电路图，该图完整地表述了本发明具体实施方式。
汽车防撞全自动驾驶仪自动驾驶状态：人控优先自动切换开关k1k2 k3k4k5k6常闭触点都闭合。
一、行驶汽车给出两个数据：(1).车速度经A/D转换成BCD码作存储 器地址，从存储器读出车速安全车距SV，经D/A转换成模拟量，经电阻 R1送修正单元运放1的反相输入端，经改变反馈可调电位器R2x修正后输 出“给定值”-kSV经电阻R4送运放2加法比较器的反相输入端；(2).汽 车与前车或障碍物之间距离，由超声波测距仪测得SX2’后经D/A转换成模 拟量，经电阻R3送运放2加法比较器的反相输入端与-kSV相减输出＝Δ s。
二、Δs＝-(SX2-kSV)＝kSV-SX2的误差控制：
(1).如SX2’＞kSV，是汽车加大油门加速自动控制状态，因实测车间距 ＞给定值：输出Δs＜0经比例P放大器3反相放大输出3’＞0，4和5分 别是积分I和微分D运算放大器，经反相加法器6得到3’+4’+5’＝6’， 如6’＜0，6’共3路输出：①.经R31控制4个报警，其中bj3送图5中45181 报警计数，当连续报警2次45181输出bj 4报警，由于6’＜0的自动控制加 速状态而不产生报警；②.经R22送入比较器7，输出7’＝“0”，控制三极 管T1截止，J1BJ2B(最高限速常闭触点)都闭合，T2基极接通控制F1；③. 6’通过R23、F1控制T2基极而控制线圈1电流，如电流增大则风油电磁执 行装置控制风油门开度增大，从而自动控制加速来减小与前车之间的车距 SX2’，使SX2’＝给定值k SV。
(2).如SX2’＜kSV，即当前车发生减速时，6’＞0，T1由截止变导通， 继电器J1动作J1B常闭触点断开，T2基极通过R30接地变成0电位而截止， 线圈1电磁控制执行装置无电流，而关闭风油门自然减速。但没报警，所 以T 4截止，J3的常开触点J3K1J3K2断开，刹车不作用；当前车发生急刹车 时，6’＞＞0，bj3报警控制T 4由截止变导通，J3K1J3K2均闭合，所以防抱 死方波发生器产生抱闸方波通过R34送入运放13反相输入端与6’通过R31 送入运放13同相输入端相加输出13’，13’控制T3在一个变化的直流电平 上叠加方波电流在线圈2中流过，线圈2产生两个电磁场：一个是与6’成 比例变化的直流电流电磁场，另一个是方波电流电磁场，这两个电磁场叠 加在一起与装在本线圈2中永磁铁NS极异性振动相吸，产生较大电磁振 动防抱死刹车力来刹车减速，当6’大到某一设计值时则自动防抱死急刹 车减速来控制安全车间距＝随速度变化的给定值。所以从根本上杜绝汽车 撞车的发生。
三、最高限速：V＝12V电压经电阻R21R35分压得Vm最高限速电压， 可手调旋扭改变R21的阻值改变最高限速Vm，Vm送比较器9反相端；汽 车即时车速的模拟量信号Vx经R36送比较器9同相端与Vm相比较：当Vm ＞Vx，9’＝“0”，T5截止，J2继电器不动作；当Vm≤Vx，9’＝“1”， T5导通，J2继电器动作；J2B常闭触点断开，T2截止，控制风油门关闭自然 减速，起到限制最高车速作用。
四、图2中的逻辑控制开关kC在图4中包括：a.J2继电器及触点J2BT5 和比较器9；b.比较器7、三极管T1和继电器J1及触点J1B；c.bj3比较器、 T4和J3继电器及触点J3K1J3K2；d.F1和T2。
五、人控优先与汽车防撞全自动驾驶仪控制自动切换开关由k1k2k3k4 k5k66个串联常闭开关组成，其中k1k2k3k44个两两串联分别暗装在风油 和刹车脚踏板钻孔中，k5与转向灯开关接成之二选一，k6暗装在离合器脚 踏板钻孔中，脚踏其中任一踏板时串联开关断开，转向灯通、则k5断，都 自动切换为人控优先；脚离踏板并转向灯复位时自动切换为防撞金自动驾 驶仪控制自动驾驶。
六、bj1bj2bj3bj4四个报警输出除均控制指示灯闪烁掀报警外，分别各 自控制不同的语言芯片进行各自语言报警。
图5.超声波测距仪实施实例的电路图
图5是由超声波发送与接收器B1B2、超声方波发生振荡器、单稳触 发器、计数器、比较器、门控电路、一位十进制编、解码控制超声波发送 与接收电路、数控增益编程放大器、温度自动补偿计测距冲发生器、测距 计数器组成的测距150-200m的超声波测距仪。
工作过程及采用电路的特点是：接通电源时电容器cc、二极管Dc与 电阻Rc组成微分电路产生并输出正脉冲：1.给4518第15脚清“0”；2. 作用于DW1使其触发Q＝“1”、Q’＝“0”。Q＝“1”作用有2：a.通过D1 解除对F3F4R41R42c4组成超声波发生器的箝位封锁，开始振荡输出测距和 十进制编、解码控制计数超声方波；b.打开4518第10脚计数控制门使计 数脉冲由F1输出经c2作用于9脚开始计数，由Y1Y2Y3组成控制门对设 计编码为9的计数译码控制，当发送9个超声方波时Y3＝“1”→“0”控 制DW1翻回稳态：Q＝“1”→“0”关闭超声波发生器和9脚的计数；Q’ ＝“0”→“1”作用给4518、45182、5001使其各自清“0”的同时控制DW2 使Q2＝“0”→“1”、Q’2＝“1”→“0”处于暂稳态。暂稳态Q2＝“0” →“1”作用给4518、45182、5001打开各自计数控制门和通过D2解除对 测距脉冲发生器的箝位封锁，温度自动补偿测距脉冲发生器由F5F6Rt和2 个相同电容器cf设计成按2分频的频率，每个脉冲分别代表1mm、10mm 输出测距脉冲，振荡频率 $f=1/\left(4\pi \sqrt{2R_t{c}_f}\right),$ 其中Rt是由负温度系数半 导体电阻与金属膜电阻串并联自动补偿超声波传播速度随温度变化的电 阻。45182共2个计数器其中1个作报警计数、1个作测距个位计数，如 果再增加1个十位计数器，这时是共6位十进制测距计数器，则把脉冲分 辨率提高到每个脉冲分别代表0.1mm。图中共5位十进制计数器计数测距 脉冲，45182个位只计数1→9，当第10个脉冲计数后的3456脚各自连接 二极管D和接地电阻R53组成负与门控制电路输出“1”→“0”，经c11把 第10个脉冲进位到5001(负跳变触发计数)计数1为十位数，所以5001 计数范围是10×0→9999，如果低位再增加十位数BCD码计数器，5001 计数范围是100×0→9999。
超声波接收器B2接收脉冲经f1f22级放大，f1f2用数控增益编程仪器 放大器PGA202而不用负反馈电阻，增益为1、10、100、1000，2级最大 放大100万倍，目的是增大超声波测距的距离，必要时再增加一级三极管 超声波LC并联谐振选频前置放大级，目的为更有效抑制噪声。放大后的 信号经b1比较器整型送4518脚1进行解码计数，当计数恰好为9时，4585 数字比较器的比较与被比较的两组数完全相等而3脚输出“1”→“0”， 强制DW2翻回稳态：Q2＝“1”→“0”；Q’2＝“0”→“1”；Q2＝“0”通过 D2箝位，停止测距脉冲发送，刚好完成车间距离一个测量周期，5001计数 结果就是实测车间距离高4位十进制结果，再用七段译码、用数码管最大 显示：99.99m；999.9m这4位实测距离已足够。
Q’2＝“0”→“1”通过c9Rc微分输出，除对4518第15清“0”外， 给DW1第4脚触发使其又重新处于暂稳态，自动控制开始下一测量周期， 这样周而复始地测距并控制显示。
解码计数不能恰好为9时，即车间距离不在测量范围内不能强制DW2 翻回稳态，待暂稳到达设计时间如设计为1.5[s]时DW2自动翻回稳态， 仍进行周而复始地自动测距、测距结果自动显示，并反馈输出给比较器。
用F1F2是为增大加在超声波发生器B1上交变电压，F1F2F3F4用4049 或4069，用逆变电源分别用7808和8709稳压后相加17V电源供电。这 种方案测距就能超过93117109、93223143专利测距最大150-200m距离。 此外还有次声载波方案，即用胶把B1牢靠地粘贴在次声波发生器的本体 上，例如喇叭的纸盆上。