汽車五限界主動(dòng)報(bào)警防撞裝置的技術(shù)研究

葉雨 黃慧凱 吳慶 林少武 吳孝文

摘 要：汽車預(yù)防碰撞系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)頗豐，但注重防撞預(yù)警提示的研究不多。從道路交通事故有91%因駕駛員失誤造成的事實(shí)看該研究極為必要。該文結(jié)合試驗(yàn)研究，從技術(shù)突破到設(shè)計(jì)樣本，從理性認(rèn)識到實(shí)踐，再到試驗(yàn)檢驗(yàn)，較有說服力，亦頗具參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：汽車防撞;裝置設(shè)計(jì);技術(shù)研究

1 汽車報(bào)警防撞裝置技術(shù)研究的背景

隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，社會對生活品質(zhì)的要求逐漸提高， 汽車作為重要交通工具的需求越來越大;隨著家用汽車的不斷普及，隨著汽車的保有量逐年升高，道路交通壓力在加大，交通事故頻發(fā);社會對汽車駕駛安全要求不斷提高。

社會調(diào)查結(jié)果表明：如果駕駛員可以提前 幾秒意識到駕駛的危險(xiǎn)并且實(shí)施了正確的操作，就可以在很大程度上避免道路交通事故的發(fā)生。幾年來，國內(nèi)外對高速公路的交通事故調(diào)查分析表明，道路交通事故有 91%的 情況是由于駕駛員駕駛失誤造成。因此如何幫助駕駛員提前預(yù)警，如何給予駕駛員提供實(shí)質(zhì)性的有效判斷，就成為事關(guān)重大、甚至往往是性命攸關(guān)的首要事項(xiàng)。

傳統(tǒng)汽車的安全設(shè)計(jì)主要考慮被動(dòng)安全技術(shù)，如設(shè)置安全帶、安全氣囊、保險(xiǎn)杠等。而現(xiàn)在許多汽車設(shè)計(jì)師們更多考慮更多的是主動(dòng)安全技術(shù)，但是現(xiàn)有汽車主動(dòng)安全技術(shù)無法完全避免交通事故，特別是在下雨天地面摩擦系數(shù)降低、汽車超速，汽車剎車失靈等情況下。如何使汽車駕駛員能夠理智主動(dòng)采取措施，避免事故的發(fā)生或者降低事故發(fā)生時(shí)的危害，至關(guān)重要。如何突破現(xiàn)有設(shè)備限制，研究更具科學(xué)性，更見創(chuàng)新意義的實(shí)用型預(yù)警，使汽車安全技術(shù)得以不斷發(fā)展和完善，并不斷向現(xiàn)實(shí)性和針對性方向發(fā)展。如何更好地、更加安全、更加完善地體現(xiàn)駕駛者的主動(dòng)意識，主動(dòng)實(shí)現(xiàn)避免汽車交通事故的發(fā)生和降低交通事故發(fā)生時(shí)的危害性降低，這是我們亟待解決的重要課題。

2 汽車報(bào)警防撞裝置技術(shù)研究的設(shè)計(jì)

本汽車五限界主動(dòng)報(bào)警防撞裝置，連接技術(shù)：擬于車前裝置超聲波測距，在輸出端連接至第一與第二比較器;在第一比較器和第二比較器的輸出端分別通過一個(gè)可控開關(guān)連接語音報(bào)警器，并連通自動(dòng)剎車裝置的控制端。車尾超聲波測距裝置的輸出端連接第五比較器;將第五比較器的輸出端通過可控開關(guān)連接語音報(bào)警器的控制端;車速檢測裝置的輸出端連接第四比較器;第四比較器的輸出端通過控制器連接可控開關(guān)。

本實(shí)用新型創(chuàng)新技術(shù)，采用車前三限界和車后二限界共汽車五限界的劃分，并通過多個(gè)比較器實(shí)現(xiàn)各限界的判斷，可以為駕駛者提供良好的報(bào)警防撞措施。在存在碰撞可能性發(fā)生時(shí)，將碰撞可能性提前降至最低;在碰撞即將發(fā)生時(shí)，將碰撞損傷程度降到最低;自動(dòng)通過報(bào)警裝置，自動(dòng)阻止動(dòng)力碰撞的發(fā)生;并通過語音報(bào)警，刺激和提醒駕駛員緊急制動(dòng)，控制碰撞事故的發(fā)生。

3 汽車報(bào)警防撞裝置技術(shù)研究的實(shí)驗(yàn)

結(jié)合我國國情，道路彎道多、坡度陡、高低不平的等情況，利用小型汽車改進(jìn)裝置，在道路快速行駛中在即將出現(xiàn)碰撞的情況下進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，該設(shè)置自動(dòng)出現(xiàn)超高應(yīng)急快速檢測及警示導(dǎo)引提醒。體現(xiàn)了該防撞技術(shù)系統(tǒng)可以智能預(yù)警，提醒駕駛員采取緊急措施等功能。達(dá)到減少碰撞事故發(fā)生和保障駕駛安全的目的。

（1）試驗(yàn)利用某車按照設(shè)計(jì)裝置，當(dāng)電開關(guān)檢測到前方8米處有物體時(shí)有緊急預(yù)警提示。

（2）當(dāng)通過汽車前方檢測到較近距離3米時(shí)，連接到顯示系統(tǒng)，汽車駕駛屏幕會有突出顯示預(yù)警。

（3）通過前方的檢測系統(tǒng)顯示距離1.5米時(shí)，連接到顯示屏?xí)怀鲲@示紅燈，并與自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)呼應(yīng)，瞬間啟動(dòng)駐車制動(dòng)。

（4）當(dāng)汽車變速器的制動(dòng)帶抱死離合器，使其中斷動(dòng)力，汽車停止于35度陡坡上紋絲不動(dòng)。且上述幾項(xiàng)試驗(yàn)成功率均達(dá)96%。

4 汽車報(bào)警防撞裝置技術(shù)的特點(diǎn)

（1）該汽車五限界主動(dòng)報(bào)警防撞裝置的分設(shè)五處：車前超聲波測距裝置、車后超聲波測距裝置、車速檢測裝置、語音報(bào)警器和自動(dòng)剎車裝置;

連接技術(shù)要點(diǎn)：車前超聲波測距裝置的輸出端連接第一比較器的第一輸入端和第二比較器的第一輸入端;第一比較器的第二輸入端和第二比較器的第二輸入端分別連接第一電壓基準(zhǔn)電路和第二電壓基準(zhǔn)電路;第一比較器的輸出端通過可控開關(guān)S1連接語音報(bào)警器的控制端，第二比較器的輸出端通過可控開關(guān)S2連接自動(dòng)剎車裝置的控制端。

車后超聲波測距裝置的輸出端連接第五比較器的第一輸入端;第五比較器的第二輸入 端連接第五電壓基準(zhǔn)電路;第五比較器的輸出端通過可控開關(guān)S4連接語音報(bào)警器的控制端;

車速檢測裝置的輸出端連接第四比較器的第一輸入端，第四比較器的第二輸入端連接 第四電壓基準(zhǔn)電路;第四比較器的輸出端通過控制器連接可控開關(guān)S1、S2、S4。

（2）該汽車五限界主動(dòng)報(bào)警防撞裝置技術(shù)分設(shè)電磁防碰撞裝置、第三比較器和第三電壓基準(zhǔn)電路、第六比較器和第六電壓基準(zhǔn)電路。電磁防碰撞裝置包括設(shè)置于汽車車頭的車頭電磁防碰撞裝置和設(shè)置于汽車車尾的車尾電磁防碰撞裝置。

技術(shù)連接要點(diǎn)：車前超聲波測距裝置的輸出端連接第三比較器的第一輸入端;第三比較器的第二輸入 端連接第三電壓基準(zhǔn)電路;第三比較器的輸出端通過可控開關(guān)S3連接車頭電磁防碰撞裝置 的控制端。車后超聲波測距裝置的輸出端連接第六比較器的第一輸入端;第六比較器的第二輸入端連接第六電壓基準(zhǔn)電路;第六比較器的輸出端通過可控開關(guān)S5連接車尾電磁防碰撞裝置 的控制端?？刂破鬟B接可控開關(guān)S3、S5。

（3）車頭電磁防 碰撞裝置和車尾電磁防碰撞裝置的結(jié)構(gòu)相同，均包括依次連接的汽車蓄電池、逆變器、升壓 器、大電流發(fā)生器、整流器和超導(dǎo)裝置。

（4）第三比較器的輸出端通過可控開關(guān)S3還連接第一信號發(fā)射器;第六比較器的輸出端通過可控開關(guān)S5還 連接第二信號發(fā)射器。

（5）車頭電磁防碰撞裝置和車尾電磁防碰撞裝置分別連接有第一信號接收器和第二信號接收器。

（6）控制器通過有線或者無線方式連接可控開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5。

參考文獻(xiàn)：

[1]滕兆霞，徐帥帥，經(jīng)淇.一種汽車開門主動(dòng)防撞預(yù)警裝置的設(shè)計(jì)與研發(fā)[J].科技資訊，2020（06）.

[2]陳文鶴，畢欣，曹云俠.毫米波汽車防撞雷達(dá)波形設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)測量與控制，2011（11）.

[3]歐縫，康小鵬，張勇，等.汽車穩(wěn)定性快速控制原型設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)仿真，2009，26（06）.

作者簡介：葉雨（1980-），男，浙江龍泉人，本科，主要研究方向：汽車自動(dòng)化設(shè)計(jì)。