王杰身

摘 要：隨著現(xiàn)有汽車數(shù)量的不斷增長以及車速的迅速升高，汽車所具有的安全性，已經受到了人們的廣泛關注，尤其是制動安全性已經成為了當前科研人員的主要研究重點。根據相關研究顯示，車輛事故中倒車事故占有了很大的比例。在這一汽車事故以及時代發(fā)展的背景下，人們逐漸認識到了使用先進技術輔助汽車駕駛員，對影響公路交通安全進行實時監(jiān)控，且在危機情況下由系統(tǒng)主動替代駕駛員的操控，可以有效預防汽車發(fā)生碰撞事故。由此可見，汽車安全系統(tǒng)將逐漸朝著智能化、主動化的形式所發(fā)展。基于此，本文將主要研究汽車倒車輔助系統(tǒng)的相關設計，從而提高汽車倒車的安全性，減少事故的發(fā)生幾率。

關鍵詞：汽車;倒車;輔助系統(tǒng);設計;探討

隨著我國社會經濟的不斷發(fā)展，我國交通運輸行業(yè)也迅速發(fā)展，越來越多的人開始將汽車作為日常交通工具來使用，因此也加劇了交通堵塞的程度，使得我國出現(xiàn)交通安全事故的幾率也大幅度提高。與此同時，越來越多的高端汽車精準倒車安全技術，已經普及在各個汽車企業(yè)生產中，為了顯著提高我國高中低端轎車的倒車安全性，通過使用電子相關系統(tǒng)并結合液壓系統(tǒng)對其進行制動干預，從而設計出合理的倒車報警測距功能，并在汽車進行倒車時，輔助系統(tǒng)實時監(jiān)測車子和障礙物之間的距離，一旦處于危險距離時會自動發(fā)生剎車。因此，汽車倒車輔助系統(tǒng)對人們的汽車使用安全具有較大的作用。

1 影響車輛安全倒車的相關因素

影響車輛可以順利倒車的因素比較多，其主要包括駕駛員的視野、倒車的速度、制動距離、駕駛員的反應時間以及制動時間等。現(xiàn)階段，市面上大部分的車輛內都裝有倒車雷達，或者車輛銷售改裝后也具有倒車雷達系統(tǒng)。這一倒車雷達系統(tǒng)可以幫助駕駛員判斷并提示安全的倒車距離。但是，在這一狀態(tài)下的汽車倒車輔助系統(tǒng)使用中，依舊存在著部分倒車事故，其主要是由于部分駕駛員在倒車時速度過快、或者是將油門當成剎車踩，當然也包括部分倒車距離報警后未進行及時的制動，導致車輛直接撞向后方的車輛、行人或者障礙物，最終導致倒車事故的發(fā)生。

就拿普通的車輛為例，大部分車輛內安裝的倒車雷達系統(tǒng)，安全距離是1.5米，部分反應時間良好的駕駛員一般反應時間都在0.4-0.6秒之間，當駕駛員受到驚嚇時，反應時間只會大于1秒。此時，駕駛員極容易發(fā)生誤踩油門的情況，從而導致倒車事故的發(fā)生。除此之外，假設駕駛員的反應比較迅速，在使用倒車雷達系統(tǒng)警示之后及時進行剎車，但車輛并沒有完全停下，再加上部分駕駛員慌亂中的誤操作，也容易讓車輛在未制動或者未完全停止的狀態(tài)下，就和障礙物發(fā)生碰撞從而出現(xiàn)車輛事故。

2 汽車倒車輔助系統(tǒng)的設計思想及其工作原理

目前我國所使用的汽車倒車輔助系統(tǒng)主要由兩個部分共同組成，分別是液壓油路和控制電路，輔助系統(tǒng)中還包含電路系統(tǒng)以及兩位三通閥等多個配置。

2.1 設計思想

在不改變汽車原本的控制系統(tǒng)基礎上，通過使用當代已經成熟的雷達檢測香港裝置，對車輛以及物體之間的距離展開探討。當汽車在進行倒車的過程中，若車后方距離障礙物體接近危險范圍時，車輛控制系統(tǒng)可以自動開啟油泵設置，從而增加制動管路內的壓力，促使汽車進入緊急制動的狀態(tài)中。一旦汽車輔助倒車系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)汽車已經處于緊急制動的狀態(tài)下，系統(tǒng)會自發(fā)的將加速踏板的信號傳動功能關閉，防止駕駛車輛的人員進行錯誤的操作，導致倒車輔助系統(tǒng)不能順利進入下一步，影響車輛的制動系統(tǒng)。除此之外，當車輛駕駛員在某些特定場所之內，如果并不需要使用汽車倒車輔助系統(tǒng)時，可以根據相關的提示取消這一系統(tǒng)。

2.2 工作原理

汽車倒車輔助系統(tǒng)在工作時主要遵循這一原理，當車輛在倒擋以后，車內的單片機啟動雷達設備，并對車輛倒車過程中存在的障礙物展開檢測。當車輛倒車不斷靠近障礙物時，蜂鳴器可以通過改變自身的頻率對駕駛員進行提示，從而幫助駕駛控制倒車距離。若駕駛員倒車過程中忽視蜂鳴器對其的提示，且雷達檢測到車輛與障礙物之間的距離為500mm時，車輛的輔助系統(tǒng)會自動開啟。此時，車內的單片機設備通過增加油泵的壓力，對制動油路進行壓力，同時控制住車輛內的兩位三通閥進行工作，從而起到車輛緊急制動的作用，避免車輛發(fā)生倒車事故。在這個時候單片機會選擇將加速踏板的信號關閉，防止駕駛車輛的人員因為緊張或者慌亂的情緒而誤踩油門，導致更加嚴重的交通事故出現(xiàn)?？傮w結構如圖1所示。

3 方案設計以及論證

方案一：利用倒車雷達系統(tǒng)監(jiān)測倒車時車后量的物體，并距離車體的相關距離。當檢測到汽車和障礙物之間距離為500mm時，則采用斷電的方法，也就是斷開汽車電火線圈的電，通過斷電讓發(fā)動機停止工作。但是在這一情況下，汽車會由于慣性的作用繼續(xù)向后移動。

方案二：當使用倒車雷達檢測汽車距離障礙物體為五米時，控制斷油，讓發(fā)動機停止工作。但是這一方案和方案一相同，汽車在停止工作之后，依舊會在慣性的作用下不斷后移。

方案三：當雷達系統(tǒng)檢測到汽車的障礙物為500mm時，通過控制加速踏板讓加速踏板不能進行加速，并同時采用緊急制動裝置，將車及時剎住，不僅可以有效避免車子在停止運動后，繼續(xù)由于慣性的作用向后移動，還可以讓駕駛員在不需要時解除此項控制。

通過綜合多方因素進行考慮，以及多方論證，最終選擇方案三進行汽車倒車服務系統(tǒng)的相關設計。

4 系統(tǒng)樣件組成以及電路相關設計

4.1 液壓油泵

現(xiàn)階段，車輛市場上可以穩(wěn)定運行的液壓油泵電源是12v，而輸出的油壓可以達到12Mpa。這一型號的液壓油泵在保證汽車制動的過程中，也為汽車提供了足夠的油壓供給，充分保障了汽車制動的穩(wěn)定性以及安全性。并且這一型號規(guī)格的液壓油泵，在進行一系列的控制過程中，也可以通過繼續(xù)增加繼電器進行相關控制，有效保證了車輛控制所具有的安全性。

4.2 兩位三通閥

使用兩位三通閥主要可以控制相關制動的油線路，且在車輛正常運行的時候，原本的車輛制動管路并沒有發(fā)生任何的變化。當車輛使用輔助系統(tǒng)進行工作時，通過兩位三通閥可以實現(xiàn)自動油路的相關切換，促使汽車倒車輔助系統(tǒng)介入汽車的倒車工作。

4.3 雷達以及電子元件

雷達以及電子元件主要是監(jiān)測汽車和障礙物之間的距離。在設計汽車倒車輔助系統(tǒng)時，需要選用現(xiàn)有的雷達報警器性能比較穩(wěn)定、技術比較成熟的雷達設備，從而為雷達檢測信號以及報警提供了良好的基礎。

4.4 單片機控制模塊

單片機控制模塊利用汽車的輔助雷達對外界的信號進行監(jiān)測，當雷達收到信號之后單片機控制模塊會快速處理這些信號數(shù)據，同時向系統(tǒng)中的輔助液壓泵、兩位三通閥發(fā)送有效指令，控制他們完成倒車，

AT89S52屬于一種微型控制器，具有消耗低、高性能的優(yōu)勢，其中包括著多種裝置，如兩個數(shù)據指針、256字節(jié)的RAM、看門狗定時器以及2級中斷結構等。AT89S52可以在靜態(tài)邏輯的狀態(tài)下進行操作，能夠降到0HZ，還可以支持2種軟件去選擇節(jié)電模式。當AT89S52處于空閑模式的狀態(tài)下，它的CPU會停止工作，同時允許RAM以及定時器/計數(shù)器等其他裝置繼續(xù)進行工作。當AT89S52處于掉電保護的狀態(tài)下，RAM中的內容會被保存，振蕩器會被凍結，單片機控制模塊中的全部工作停止，需要等到下一個也中斷或者硬件出現(xiàn)復位的現(xiàn)象才能夠繼續(xù)工作。AT89S52采用12 MHz的高精度的晶振，這樣能夠避免出現(xiàn)過多的丈量誤差，并獲取較為穩(wěn)定的時鐘頻率。AT89S52的四位LED數(shù)碼管會選擇動態(tài)掃描顯示。U4的小數(shù)點常亮，U4的單位為m，U5的單位為dm，U6的單位為cm。采用有源蜂叫器當作是系統(tǒng)的報警發(fā)音器件，選擇它的原因是器件所需要的成本較低，并且更加方便動態(tài)掃描顯示進行軟件編程，電路的控制原理圖詳細請見圖2。

5 系統(tǒng)測試以及結果探討

5.1 制動管理油壓測試

當汽車輔助倒車系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)車輛以及障礙物之間過近時，單片機控制模塊會讓液壓油泵開始工作，此時，檢測汽車管路中的油壓情況，測試的數(shù)據結果如表1油壓檢測：

5.2 實車檢測數(shù)據

根據檢測數(shù)據內容可以了解到，汽車倒車輔助系統(tǒng)的設計滿足相關要求，且符合實際規(guī)范內容，詳細請見表2實車檢測數(shù)據。

6 結束語

總而言之，本文主要研究的汽車倒車輔助系統(tǒng)相關設計，大幅度提高了汽車倒車時存在的安全性，避免汽車在倒車過程中對他人車輛以及物品等造成更大的傷害。并且本文探討的汽車倒車輔助系統(tǒng)還具有以下幾種特點，汽車在倒車過程中，通過蜂鳴報警提示，可以讓倒車人員充分掌握著障礙物與自身的距離，從而有效規(guī)避部分危險因素。如果車輛在倒車時和障礙物之間出現(xiàn)距離過近的問題時，汽車內部的倒車輔助系統(tǒng)會主動開始工作，開展緊急制動措施，保障汽車可以安全的完成倒車操作。這一系統(tǒng)能夠在駕駛員在行進過程中的實際需求選擇自己的工作狀態(tài)，并且這一系統(tǒng)還可以使用在處于中低檔位置的轎車上，有效保障了我國汽車倒車的安全，減少了更多倒車事故的發(fā)生。

基金項目：2018年度廣西高校中青年教師基礎能力提升項目《基于汽車倒車輔助系統(tǒng)設計研究》（編號：2018KY1027）。

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