中、重型貨車智能化后視鏡的設(shè)計與研究

蘇艷東 孫長勇 王學(xué)軍 艾欣怡

摘 要：因中、重型貨車獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計，導(dǎo)致在車輛轉(zhuǎn)向時會形成較大的視野盲區(qū)。同時后視鏡作為安裝在汽車上寬度最寬的零部件，由其引發(fā)的車輛刮蹭事故也時有發(fā)生。由此研究出中、重型貨車智能化多功能電動后視鏡，具有防盲和折疊功能。利用智能控制系統(tǒng)，根據(jù)所收集的汽車方向盤轉(zhuǎn)向的信息自動調(diào)整后視鏡鏡片偏轉(zhuǎn)角度。文章詳細地介紹了該項目的研究內(nèi)容和具體實施方案。

關(guān)鍵詞：智能化;電動后視鏡;消除盲區(qū);折疊

中圖分類號：U469.2 ?文獻標(biāo)識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）21-92-03

Abstract： Due to the unique structural design of medium and heavy trucks， a large blind area is formed when the vehicle turns. At the same time， the rearview mirror， as the widest part installed on the car， causes the car scratch accident from time to time. The intelligent multifunctional electric rearview mirror for medium and heavy trucks is developed， which can prevent blindness and fold. Using the intelligent control system， the deflection Angle of the rearview mirror lens is automatically adjusted according to the information collected from the steering wheel. This paper introduces the research content and specific implementation plan of this project in detail.

Keywords： Intelligence;?Electric?rearview?mirror;?Eliminate?blind?spots;?Folding

CLC NO.： U469.2 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）21-92-03

1 引言

隨著時代的進步，科技的迅速發(fā)展，汽車的智能化更加普及。在汽車性能提升的同時，汽車的安全性成為一個必須考慮的因素。中、重型貨車由于車體體積大，在轉(zhuǎn)向過程中會存在較大的內(nèi)輪差，形成內(nèi)側(cè)后方較大的視野盲區(qū)，導(dǎo)致駕駛員在轉(zhuǎn)彎、變道等行車過程中觀察不到周邊車輛及行人而造成交通事故。根據(jù)公安部交管局統(tǒng)計，中、重型貨車造成的死亡人數(shù)占貨車造成死亡人數(shù)的70%左右。發(fā)生交通事故時，因視野盲區(qū)導(dǎo)致其在左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎時發(fā)生事故分別為 10%、5%左右。因此，如何有效地消除視野盲區(qū)成為一個亟待解決的問題。

2 項目簡介

該裝置是針對中、重型貨車在駕駛過程造成車側(cè)后方視野盲區(qū)的一套安全駕駛裝置。該裝置采用智能控制系統(tǒng)，具有防盲和折疊功能。一方面，針對不同的駕駛情況，后視鏡做出相應(yīng)的調(diào)整，能有效地清除視野盲區(qū)。例如：車輛左轉(zhuǎn)向時，車頭和車身形成一定夾角，車身左側(cè)后方就會形成盲區(qū)，此時左側(cè)后視鏡鏡片向外偏轉(zhuǎn)，就可以消除這部分盲區(qū)。另外，只有方向盤旋轉(zhuǎn)超過45°時鏡片才做調(diào)整，目的是避免車輛在正常方向校正過程中由于鏡片偏轉(zhuǎn)造成的能量損耗。另一方面，在造成相擦的情況時，后視鏡向內(nèi)折疊，使后視鏡最大程度避免被損壞，同時具有折疊功能后視鏡的車輛在通過狹窄路段時可以同時或單獨折疊，提高了車輛的通過性。

3 項目研究內(nèi)容

在中、重型貨車的兩后視鏡支架軸上各安裝一個直流步進電機，可以使支架向外旋轉(zhuǎn)一定角度或復(fù)位;在兩后視鏡的鏡面上各安裝一個直流電機，可以使后視鏡的鏡面向外旋轉(zhuǎn)一定角度或復(fù)位;在轉(zhuǎn)向盤軸上安裝編碼器，產(chǎn)生兩個電信號給電控單元（ECU），判斷車輛是左轉(zhuǎn)或是右轉(zhuǎn);在控制電路中設(shè)置一個后視鏡防盲區(qū)選擇開關(guān)和兩個后視鏡折疊選擇開關(guān)，可以選擇是否使用智能防盲區(qū)裝置和兩個后視鏡是否同時或單獨折疊。

當(dāng)中、重型貨車點火開關(guān)打開時，IG 線不僅作為供電線，同時作為一個電信號給電控單元（ECU），電控單元（ECU）經(jīng)分析計算，控制使左、右后視鏡支架在直流電機的作用下自動向外旋轉(zhuǎn)，從而帶動左、右后視鏡向外偏轉(zhuǎn)到能夠正常使用的角度;當(dāng)點火開關(guān)關(guān)閉的時候，IG線信號消失，電控單元（ECU）不起作用，控制電路使左、右后視鏡支架在直流電機的作用下自動向內(nèi)旋轉(zhuǎn)，從而帶動左、右后視鏡向內(nèi)自動折疊到原來的位置。且在點火開關(guān)打開時，為了提高車輛的通過性，可以利用兩個后視鏡折疊選擇開關(guān)，選擇兩個后視鏡是否同時或單獨折疊。

注：a、b、c、d 和 A、B、C、D為雙聯(lián)動開關(guān)繼電器觸點;K1、K2、N1、N2電控單元控制端子;IG為供電與信號端子。

當(dāng)方向盤左右轉(zhuǎn)動時，編碼器在方向盤的轉(zhuǎn)動下產(chǎn)生兩個電信號給電控單元（ECU），電控單元（ECU）經(jīng)分析計算判斷車輛是左轉(zhuǎn)或是右轉(zhuǎn)，從而控制左后視鏡或右后視鏡鏡面的直流電機向外旋轉(zhuǎn)一定角度，消除車輛左側(cè)或右側(cè)的視覺盲區(qū)，避免安全隱患。當(dāng)一邊的后視鏡鏡片向外旋轉(zhuǎn)時，另一邊不動。當(dāng)轉(zhuǎn)向完成后，方向盤回正，控制電路使左后視鏡鏡片或右后視鏡鏡片在直流電機的作用下相應(yīng)自動復(fù)位回轉(zhuǎn)。

4 項目實施方案

4.1 后視鏡智能折疊功能

（1）當(dāng)中、重型貨車點火開關(guān)打開時，IG 線既是供電線，同時給電控單元（ECU）一個電信號。

電路 1：蓄電池正極—點火開關(guān)—主保險絲—IG端子—電控單元（ECU）—蓄電池負極;IG 線即供電，同時作為電信號。電控單元（ECU）得到信號后分析計算，通過 K1 控制端子，使雙聯(lián)動開關(guān)繼電器1通電。

電路 2：蓄電池正極—點火開關(guān)—主保險絲—IG端子—電控單元（ECU）—K1控制端子—左后視鏡折疊選擇開關(guān)—雙聯(lián)動開關(guān)繼電器1線圈—蓄電池負極，雙聯(lián)動開關(guān)繼電器1通電產(chǎn)生磁力，繼電器雙聯(lián)動開關(guān)被吸到右側(cè)。

電路 3：蓄電池正極—保險絲1—雙聯(lián)動開關(guān)繼電器1觸點B—左后視鏡支架軸電機—雙聯(lián)動開關(guān)繼電器1觸點D—蓄電池負極，左后視鏡支架軸電機工作，使支架軸向外旋轉(zhuǎn)，因此左后視鏡向外偏轉(zhuǎn)到能夠正常使用的角度。右后視鏡向外偏轉(zhuǎn)控制電路與左后視鏡一樣，并且兩后視鏡是同時旋轉(zhuǎn)的。

（2）當(dāng)點火開關(guān)關(guān)閉時，IG 線作為供電與信號消失，電控單元（ECU）不起作用，K1 控制端子不能給雙聯(lián)動開關(guān)繼電器 1 通電，繼電器雙聯(lián)動開關(guān)自動復(fù)位到左側(cè)。

電路：蓄電池正極—保險絲1—雙聯(lián)動開關(guān)繼電器1觸點A—左后視鏡支架軸電機—雙聯(lián)動開關(guān)繼電器1觸點C—蓄電池負極，左后視鏡支架軸電機反向工作，使支架軸向內(nèi)旋轉(zhuǎn)，因此帶動左后視鏡向內(nèi)自動折疊到原來的位置。右后視鏡向內(nèi)偏轉(zhuǎn)控制電路與左后視鏡一樣，并且兩后視鏡是同時旋轉(zhuǎn)的。

（3）在點火開關(guān)打開時，為了提高車輛的通過性，可以利用兩個后視鏡折疊選擇開關(guān)，選擇兩個后視鏡是否同時或單獨折疊。因為兩個后視鏡折疊選擇開關(guān)是常閉合開關(guān)，當(dāng)斷開其中一個或兩個開關(guān)，使其中一個或兩個后視鏡支架軸電機的雙聯(lián)動開關(guān)繼電器線圈與電控單元（ECU）K1端子斷開，導(dǎo)致控制線不通，從而雙聯(lián)動開關(guān)繼電器線圈不能產(chǎn)生磁力，繼電器雙聯(lián)動開關(guān)自動復(fù)位到左側(cè)。其控制電路與點火開關(guān)關(guān)閉時是一樣的，使其中一個或兩個后視鏡向內(nèi)自動折疊到原來的位置。

4.2 后視鏡智能防盲功能

當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)動時，編碼器根據(jù)方向盤的轉(zhuǎn)動情況產(chǎn)生電信號給電控單元（ECU），電控單元（ECU）經(jīng)分析計算判斷車輛是左轉(zhuǎn)或是右轉(zhuǎn)。

（1）當(dāng)中、重型貨車左轉(zhuǎn)彎時 編碼器產(chǎn)生信號給電控單元（ECU），經(jīng)分析計算判斷車輛是左轉(zhuǎn)，通過N1控制端子，使雙聯(lián)動開關(guān)繼電器1通電。

電路 1：蓄電池正極—點火開關(guān)—主保險絲—IG端子—電控單元（ECU）—N1控制端子—雙聯(lián)動開關(guān)繼電器2線圈—蓄電池負極，雙聯(lián)動開關(guān)繼電器2通電產(chǎn)生磁力，繼電器雙聯(lián)動開關(guān)被吸到左側(cè)。

電路 2：蓄電池正極—點火開關(guān)—主保險絲—后視鏡防盲區(qū)選擇開關(guān)—保險絲2—雙聯(lián)動開關(guān)繼電器2觸點C—左后視鏡鏡面電機—雙聯(lián)動開關(guān)繼電器2觸點a—蓄電池負極，左后視鏡鏡面向外旋轉(zhuǎn)一定角度。

當(dāng)中、重型貨車左轉(zhuǎn)彎后，方向盤回正，編碼器產(chǎn)生信號給電控單元（ECU），經(jīng)分析計算判斷車輛無轉(zhuǎn)向角度，不需要控制后視鏡鏡面旋轉(zhuǎn)。所以電控單元（ECU）控制N1端子不通電，雙聯(lián)動開關(guān)繼電器2線圈不產(chǎn)生磁力，繼電器雙聯(lián)動開關(guān)自動復(fù)位到右側(cè) 。

電路3：蓄電池正極—點火開關(guān)—主保險絲—后視鏡防盲區(qū)選擇開關(guān)—保險絲2—雙聯(lián)動開關(guān)繼電器2觸點d—左后視鏡鏡面電機—雙聯(lián)動開關(guān)繼電器2觸點b—蓄電池負極，左后視鏡鏡片在直流電機的作用下相應(yīng)自動復(fù)位回轉(zhuǎn)。

（2）當(dāng)中、重型貨車右轉(zhuǎn)彎時，控制電路與左轉(zhuǎn)彎是一樣的。但無論左轉(zhuǎn)彎或右轉(zhuǎn)彎，另外一邊電動后視鏡鏡片不動。

（3）后視鏡防盲區(qū)選擇開關(guān)是一個常斷開的開關(guān)，駕駛員可以根據(jù)路況選擇是否使用。

5 總結(jié)

綜上所述，該項目可以有效地清除視野盲區(qū)，并且可以最大程度避免刮蹭事故，為汽車行駛的安全性提供保障。與現(xiàn)有防盲區(qū)的方法相比，雖然成本相對較高，但結(jié)構(gòu)簡單，操作便捷，智能性高，相對于現(xiàn)有防盲區(qū)的方法相比，更加的靈活，有很高的應(yīng)用價值。

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