利用車速表鑒定車速問題研究

趙立增 王宏超 龐建輝 李子碩 賈常明

（痕跡檢驗(yàn)鑒定技術(shù)公安部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 遼寧 沈陽(yáng) 110035）

利用車速表鑒定車速問題研究

趙立增 王宏超 龐建輝 李子碩 賈常明

（痕跡檢驗(yàn)鑒定技術(shù)公安部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 遼寧 沈陽(yáng) 110035）

在交通事故處理工作中，車速鑒定是一個(gè)典型問題。探討交通事故中車輛發(fā)生正面碰撞后，車速表指針被卡住時(shí)，用車速表指針指示的數(shù)值作為車輛碰撞時(shí)的車速是否具有科學(xué)性極具研究?jī)r(jià)值。通過從車速表工作原理和實(shí)際上車速表指針被卡原因等方面進(jìn)行系統(tǒng)研究，得出步進(jìn)電機(jī)方式的車速表指針被卡可以用來鑒定車速。

碰撞車速 車速鑒定 交通事故檢驗(yàn)

交通事故處理工作中的“車速鑒定”是一類典型物證檢驗(yàn)鑒定，實(shí)際辦案中檢測(cè)比例較大。然而針對(duì)交通事故發(fā)生時(shí)的車速鑒定問題，目前并沒有什么好辦法解決，特別是車速的上下范圍確定問題。現(xiàn)行通用方法主要有三種：①根據(jù)行人拋出距離和車輛制動(dòng)距離公式綜合進(jìn)行計(jì)算；②根據(jù)車輛碰撞時(shí)車體變形程度，按有關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算；③根據(jù)車輛制動(dòng)時(shí)路面剎車痕跡長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算。這三種辦法過于理論化，與實(shí)際情況可能會(huì)有較大差異。

關(guān)于機(jī)動(dòng)車與機(jī)動(dòng)車碰撞、機(jī)動(dòng)車與行人碰撞的事故情況，在研究工作中應(yīng)用較普遍的兩個(gè)軟件是pc-crash和madymo，前者是基于有限元分析，后者是基于多剛體由度分析，近幾年公安技術(shù)部門多應(yīng)用pc-crash軟件進(jìn)行檢驗(yàn)鑒定。但軟件畢竟是通過建立“數(shù)學(xué)模型”而建立的，缺乏實(shí)踐檢驗(yàn)，最后結(jié)果也只能是“為辦案提供參考”，尚不能滿足司法鑒定的要求。

此外，目前還有在交通事故“車速鑒定”工作中通過錄像分析車速的情況。距離長(zhǎng)，得出的是“平均車速”；距離短，誤差比較大。而辦案實(shí)際中往往需要的是碰撞瞬時(shí)車速。在特殊情況下，當(dāng)車輛發(fā)生正面碰撞后，車速表指針被卡住，指向某一數(shù)值。鑒定機(jī)構(gòu)據(jù)此得出碰撞時(shí)車速即速度表指示數(shù)值。此種情況是否具有科學(xué)性，如何進(jìn)行檢驗(yàn)論證，目前尚未定論。

1 電子車速里程表工作原理

車速表和里程表通常安裝在一個(gè)共同的殼體中。電子式車速里程表由車速里程傳感器、信號(hào)處理電路、車速表和里程表組成。下面以?shī)W迪100型轎車為例進(jìn)行說明。

1.1 車速里程表傳感器

奧迪100型轎車的車速里程表傳感器由一個(gè)舌簧開關(guān)管和一個(gè)帶有4對(duì)磁極的塑料環(huán)組成，如圖1所示。帶4對(duì)磁極的塑料環(huán)安裝在變速器輸出軸的減速齒輪軸上，與軸一同旋轉(zhuǎn)形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。舌簧開關(guān)管安裝在塑料環(huán)的變速器殼體上，其內(nèi)部觸點(diǎn)接近磁場(chǎng)時(shí)閉合，離開時(shí)磁場(chǎng)斷開，這樣就發(fā)出了與行駛速度相對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)。

1.2 車速里程表的電子電路

奧迪100型轎車的車速里程表電子電路主要由穩(wěn)壓電路、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路、恒流源電路和64分頻電路組成，如圖2所示。其中A端接車內(nèi)12V直流電源，B端接車速傳感器。外電路的電阻R1、電容C1用于調(diào)節(jié)儀表的精度，電阻R2、電容C2用于調(diào)節(jié)儀表的工作電流，電阻R3、電容C3用于濾波。車輛運(yùn)動(dòng)時(shí)，車速傳感器輸入的脈沖信號(hào)，送進(jìn)車速里程表的集成電路，經(jīng)單穩(wěn)態(tài)電路整形后，一路經(jīng)恒流源電路轉(zhuǎn)換成電流供車速表使用，另一路經(jīng)分頻電路轉(zhuǎn)換成里程表步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

圖1 車速里程表的傳感器 （舌簧式）

圖2 車速里程表電子電路

1.3 車速表結(jié)構(gòu)和工作原理

車速表的結(jié)構(gòu)由線圈、磁體、游絲、轉(zhuǎn)軸和指針構(gòu)成，如圖3～5所示。線圈通電以后產(chǎn)生磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)使磁體力矩作用，使磁體帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸和指針轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)游絲起阻力矩的作用。當(dāng)線圈磁場(chǎng)對(duì)磁體的力矩和游絲對(duì)轉(zhuǎn)軸的反力矩平衡時(shí)，指針停在某一讀數(shù)位置。當(dāng)線圈電流去掉后，在游絲對(duì)轉(zhuǎn)軸的反力矩作用下，指針向儀表讀數(shù)零點(diǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，但由于線圈的“阻尼作用”，指針回到讀數(shù)零點(diǎn)的速度不一樣，有快有慢。

2 車速表指針被卡原因分析

從發(fā)生交通事故時(shí)車速表指針被卡住的車輛上拆卸車速里程表，如圖6所示。通過對(duì)該車速里程表進(jìn)行拆卸，得出車速表指針被卡住的原因是該種車速表是通過步進(jìn)電機(jī)、由微處理器控制指針位置的。

圖3 車速表儀表盤指針、讀數(shù)

圖4 車速表中的游絲、線圈

圖5 車速表中的磁體、轉(zhuǎn)軸

圖6 步進(jìn)電機(jī)車速表結(jié)構(gòu)

步進(jìn)電機(jī)式儀表與模擬電路電子式儀表相比，其分度均勻，指針的重復(fù)性能好、響應(yīng)速度快、抖動(dòng)小，產(chǎn)品的品質(zhì)具有穩(wěn)定性和可靠性。汽車在行駛過程中，汽車車速傳感器產(chǎn)生頻率與汽車車速成正比的脈沖信號(hào)，此脈沖信號(hào)經(jīng)過濾波放大后送給微控制器，微控制器利用輸入捕捉通道捕捉2次脈沖信號(hào)的間隔時(shí)間，并根據(jù)間隔時(shí)間計(jì)算汽車行駛速度。最后，微控制器把計(jì)算得到的速度轉(zhuǎn)換成位置命令發(fā)送給驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)使指針指向?qū)?yīng)的刻度。

3 案例應(yīng)用

2011年12月19日21時(shí)許，一輛牽引掛車在102國(guó)道320km+50m路段倒車時(shí)，與由西向東行駛的一輛現(xiàn)代吉普車碰撞，造成吉普車發(fā)生順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，副駕駛乘員死亡，事故車輛如圖7、8所示。某汽車性能司法鑒定所利用車體損傷情況，通過公式V=105.3X(V代表車速，X代表車體變形等效深度)，得出該吉普車碰撞車速為81.08km/h。但從事故車輛的照片中可以清楚地看到車速表指針在接近60km/h的位置。

圖7 事故吉普車破損情況

圖8 事故車車速表指針位置

那么在交通事故中車速表指針被卡在某個(gè)速度指示值時(shí)，是否可以用來鑒定車速呢？由步進(jìn)電機(jī)控制的車速表，指針在何位置完全由微處理器控制，如果突然“斷電”，車速表指針會(huì)停在所在位置，結(jié)合實(shí)際情況可以用來鑒定車速。但在鑒定車速方面存在兩個(gè)問題：一是速度表指示值可能和實(shí)際車速有一定差異，速度表采集的是“轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)數(shù)”，但車輛行駛距離和輪胎實(shí)際的“有效半徑”有關(guān)；二是車輛發(fā)生碰撞時(shí)車輛已經(jīng)踩剎車，雖有車速，但車速表指針并不反映即時(shí)車速。所以，在交通事故車輛碰撞且斷電時(shí)，若沒有踩制動(dòng)，速度表指針?biāo)Ｎ恢米x數(shù)可以較好地反映碰撞時(shí)車速；若踩制動(dòng)，速度表指針?biāo)Ｎ恢米x數(shù)只能說明小于剎車前車速。

4 結(jié)論

在交通事故車輛碰撞過程中，車速表指針被卡在某個(gè)速度指示值時(shí)，若是由步進(jìn)電機(jī)控制的車速表，在沒有踩制動(dòng)的情況下，可以用來估算碰撞時(shí)的車速。

[1]陳家瑞．汽車構(gòu)造[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

[2]李金學(xué)．奧迪100型轎車車速里程表的故障檢修[J]．汽車電器，2004，（4）.

[3]徐萌良．步進(jìn)電機(jī)歸零策略[J]．電腦編程技巧與維護(hù)，2011，（18）.

（責(zé)任編輯：孟凡騫）

D918.3

A

2014-6-4

國(guó)家大學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新項(xiàng)目（編號(hào)：20130175025）。

趙立增（1992-），男，河北薊縣人，中國(guó)刑警學(xué)院痕跡檢驗(yàn)技術(shù)系2011級(jí)本科生，主要從事交通事故方面的學(xué)習(xí)與研究。