汽車緊急制動警示裝置的設計

邵長青

（浙江經貿職業技術學院,杭州 310018）

0 引言

近幾年，汽車工業大量發展；同時公路越來越寬敞，汽車的行駛速度可以越來越快。以上兩個原因，造成我國汽車總數交通事故長期保持在20萬以上，死亡人數保持在6萬以上，其中追尾事故占到事故的50%。造成追尾最主要的原因是警示不及時，當汽車出現緊急情況或者出現故障時，由人手動打開危險警報燈（雙跳燈）警示。但是很多時候根本來不及做這些事情，本來是很小的事故，但是來不及點亮危險警報燈而造成了更大的損失。本文設計了一套汽車緊急制動警示裝置，它能使后面的汽車很好地分辨前面汽車是急剎車還是緩剎車。

1 汽車緊急制動警示裝置的設計基本思路

汽車緊急制動警示裝置的設計基本思路就有利用前車自動點亮的危險警報燈提醒后車注意安全。具體如下：汽車緊急制動警示裝置在緊急制動時，能夠自動打開警示燈閃爍警示（緊急制動傳感器判斷汽車是否進行緊急制動，如果出現緊急制動，傳感器自動接通，接通信號輸給控制模塊，控制模塊點亮警示燈），后車駕駛員就能很好地分辨前車是急剎車還是緩剎車，從而提前做好減速避讓措施。當駕駛員把車速提高到正常的速度（40km/h）時，危險警報燈自動熄滅，不需要人為的操縱。

設計的緊急制動警示裝置總共包括三部分，分別是傳感器（車速傳感器、緊急制動傳感器）、執行器（繼電器、電子頻閃器、危險警報燈）、電子控制單元。此裝置的工作原理圖如下圖1所示。

圖1 汽車緊急制動警示系統結構圖

2 汽車緊急制動警示裝置的結構設計

2.1 緊急制動傳感器的確定

緊急制動傳感器選用水銀傳感器。水銀傳感器結構非常簡單，一個完全密封的玻璃容器當中存著一小滴水銀，為了防止氧化，注入惰性氣體或者直接抽成真空，同時在容器（靜態時）遠離水銀的一端引出兩個電極，結構如圖2所示。水銀傳感器的工作原理也相當簡單，在汽車進行緊急制動時，產生減速度，這個時候因為慣性作用，水銀傳感器也產生減速度，水銀就會往減（加）速度方向流動，原來兩個電極之間是斷開的，現在水銀因為是導體，就把兩電極接通，這樣水銀傳感器就發出信號，最后傳輸給ECU。

圖2 水銀傳感器的結構

2.2 車速傳感器的確定

汽車上有現成的車速傳感器，所以不需要單獨安裝新的車速傳感器。大部分汽車有的車速傳感器都是磁感應式的。信號盤、永久磁鐵、一組感應線圈、屏蔽裝置、傳輸線構成了車速傳感器。信號盤有一定數量的凸齒，裝在變速器的輸出軸上，隨著變速器的輸出軸轉動。感應線圈繞在永久磁鐵上，永久磁鐵用來產生磁場，感應線圈用來感應電動勢。結構如圖3所示。

圖3 車速傳感器的結構

2.3 電子控制單元中的單片機確定

電子控制單元（車載電腦）相當于電腦的CPU一樣，英文簡稱為ECU,它是以單片機為核心，電阻、晶體管、門電路等其他電子元件為輔，同時加入使電腦能自行運轉的軟件控制程序的電子控制裝置。結合緊急制動警示控制系統的特點，需要選用具有多功能模塊、邏輯運算快、成本低、集成度高的單片機，所以選用了freescale生產的單片機。所選用的單片機為MC9S12單片機。

3 實車實驗

3.1 各部件安裝位置的確定

為了方便安裝及提高線路的緊湊性，緊急制動傳感器安裝在單片機的旁邊，同時危險警示燈的頻閃器和繼電器也一起安裝在一起，最后把這些部件一起裝于一個密封的塑料盒子里面。

為了接線方便，在排除信號干擾的前提下，把整個緊急制動警示裝置安裝于汽車蓄電池的旁邊。同時把此裝置的兩根引出導線接到蓄電池的正負極，另外兩根導線與危險警示燈項鏈。

3.2 實驗內容及實驗結果

所有的部件都安裝到位且導線連接好后，要對汽車緊急制動警示裝置進行實驗。在本次實驗當中，為了驗證汽車緊急制動警示裝置在低速、中速、高速各種狀態下都能發揮良好的作用，測試選用了具有代表性的三個車速：分別是40km/h,70km/h,100km/h。實驗結果表明緊急制動警示裝置在高，中、低速三種狀態在緊急制動下都能自動點亮危險警示燈。

4 結論

汽車安全性是重大的世界性課題，各國都在進行汽車安全性研究，不斷的開發各種新技術來提高汽車的安全性，從而降低人員的死傷率。本課題的任務是自主開發一套汽車防追尾技術（汽車緊急制動警示系統），對研發電控制動系統提供技術參考。從實驗的結果來看，汽車緊急制動警示系統效果較良好，各部分功能都能實現。

[1]李銘澤.傳感器在汽車上的應用及性能要求[J].天津大學學報，2012:14-15.

[2]劉一瑋.幾種車速傳感器的結構及工作原理[J].大連理工大學學報,2013:34-36.

[3]羅亞非.單片機應用基礎[M].北京：北京航空航天大學出版社，2011:57.