葉雨 黃慧凱 吳慶 林少武 吳孝文

摘 要：汽車(chē)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(shí)到實(shí)踐，再到試驗(yàn)檢驗(yàn)，較有說(shuō)服力，亦頗具參考價(jià)值。

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

1 汽車(chē)報(bào)警防撞裝置技術(shù)研究的背景

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，社會(huì)對(duì)生活品質(zhì)的要求逐漸提高， 汽車(chē)作為重要交通工具的需求越來(lái)越大;隨著家用汽車(chē)的不斷普及，隨著汽車(chē)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(huì)對(duì)汽車(chē)駕駛安全要求不斷提高。

社會(huì)調(diào)查結(jié)果表明：如果駕駛員可以提前 幾秒意識(shí)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(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)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(chē)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(chē)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(chē)主動(dòng)安全技術(shù)無(wú)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(chē)超速，汽車(chē)剎車(chē)失靈等情況下。如何使汽車(chē)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(jiàn)創(chuàng)新意義的實(shí)用型預(yù)警，使汽車(chē)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(duì)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(shí)，主動(dòng)實(shí)現(xiàn)避免汽車(chē)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(chē)報(bào)警防撞裝置技術(shù)研究的設(shè)計(jì)

本汽車(chē)五限界主動(dòng)報(bào)警防撞裝置，連接技術(shù)：擬于車(chē)前裝置超聲波測(cè)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(guò)一個(gè)可控開(kāi)關(guān)連接語(yǔ)音報(bào)警器，并連通自動(dòng)剎車(chē)裝置的控制端。車(chē)尾超聲波測(cè)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(guò)可控開(kāi)關(guān)連接語(yǔ)音報(bào)警器的控制端;車(chē)速檢測(cè)裝置的輸出端連接第四比較器;第四比較器的輸出端通過(guò)控制器連接可控開(kāi)關(guān)。

本實(shí)用新型創(chuàng)新技術(shù)，采用車(chē)前三限界和車(chē)后二限界共汽車(chē)五限界的劃分，并通過(guò)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(guò)報(bào)警裝置，自動(dòng)阻止動(dòng)力碰撞的發(fā)生;并通過(guò)語(yǔ)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(chē)報(bào)警防撞裝置技術(shù)研究的實(shí)驗(yàn)

結(jié)合我國(guó)國(guó)情，道路彎道多、坡度陡、高低不平的等情況，利用小型汽車(chē)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(cè)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(chē)按照設(shè)計(jì)裝置，當(dāng)電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到前方8米處有物體時(shí)有緊急預(yù)警提示。

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

（3）通過(guò)前方的檢測(cè)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(chē)制動(dòng)。

（4）當(dāng)汽車(chē)變速器的制動(dòng)帶抱死離合器，使其中斷動(dòng)力，汽車(chē)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(chē)報(bào)警防撞裝置技術(shù)的特點(diǎn)

（1）該汽車(chē)五限界主動(dòng)報(bào)警防撞裝置的分設(shè)五處：車(chē)前超聲波測(cè)距裝置、車(chē)后超聲波測(cè)距裝置、車(chē)速檢測(cè)裝置、語(yǔ)音報(bào)警器和自動(dòng)剎車(chē)裝置;

連接技術(shù)要點(diǎn)：車(chē)前超聲波測(cè)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(guò)可控開(kāi)關(guān)S1連接語(yǔ)音報(bào)警器的控制端，第二比較器的輸出端通過(guò)可控開(kāi)關(guān)S2連接自動(dòng)剎車(chē)裝置的控制端。

車(chē)后超聲波測(cè)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(guò)可控開(kāi)關(guān)S4連接語(yǔ)音報(bào)警器的控制端;

車(chē)速檢測(cè)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(guò)控制器連接可控開(kāi)關(guān)S1、S2、S4。

（2）該汽車(chē)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(chē)車(chē)頭的車(chē)頭電磁防碰撞裝置和設(shè)置于汽車(chē)車(chē)尾的車(chē)尾電磁防碰撞裝置。

技術(shù)連接要點(diǎn)：車(chē)前超聲波測(cè)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(guò)可控開(kāi)關(guān)S3連接車(chē)頭電磁防碰撞裝置 的控制端。車(chē)后超聲波測(cè)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(guò)可控開(kāi)關(guān)S5連接車(chē)尾電磁防碰撞裝置 的控制端。控制器連接可控開(kāi)關(guān)S3、S5。

（3）車(chē)頭電磁防 碰撞裝置和車(chē)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(chē)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(guò)可控開(kāi)關(guān)S3還連接第一信號(hào)發(fā)射器;第六比較器的輸出端通過(guò)可控開(kāi)關(guān)S5還 連接第二信號(hào)發(fā)射器。

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

（6）控制器通過(guò)有線或者無(wú)線方式連接可控開(kāi)關(guān)S1、S2、S3、S4、S5。

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