汽車五限界主動報警防撞裝置的技術研究

葉雨 黃慧凱 吳慶 林少武 吳孝文

摘 要：汽車預防碰撞系統的研究設計頗豐，但注重防撞預警提示的研究不多。從道路交通事故有91%因駕駛員失誤造成的事實看該研究極為必要。該文結合試驗研究，從技術突破到設計樣本，從理性認識到實踐，再到試驗檢驗，較有說服力，亦頗具參考價值。

關鍵詞：汽車防撞;裝置設計;技術研究

1 汽車報警防撞裝置技術研究的背景

隨著國民經濟的飛速發展，社會對生活品質的要求逐漸提高， 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;社會對汽車駕駛安全要求不斷提高。

社會調查結果表明：如果駕駛員可以提前 幾秒意識到駕駛的危險并且實施了正確的操作，就可以在很大程度上避免道路交通事故的發生。幾年來，國內外對高速公路的交通事故調查分析表明，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警，如何給予駕駛員提供實質性的有效判斷，就成為事關重大、甚至往往是性命攸關的首要事項。

傳統汽車的安全設計主要考慮被動安全技術，如設置安全帶、安全氣囊、保險杠等。而現在許多汽車設計師們更多考慮更多的是主動安全技術，但是現有汽車主動安全技術無法完全避免交通事故，特別是在下雨天地面摩擦系數降低、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采取措施，避免事故的發生或者降低事故發生時的危害，至關重要。如何突破現有設備限制，研究更具科學性，更見創新意義的實用型預警，使汽車安全技術得以不斷發展和完善，并不斷向現實性和針對性方向發展。如何更好地、更加安全、更加完善地體現駕駛者的主動意識，主動實現避免汽車交通事故的發生和降低交通事故發生時的危害性降低，這是我們亟待解決的重要課題。

2 汽車報警防撞裝置技術研究的設計

本汽車五限界主動報警防撞裝置，連接技術：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可控開關連接語音報警器，并連通自動剎車裝置的控制端。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連接語音報警器的控制端;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。

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

3 汽車報警防撞裝置技術研究的實驗

結合我國國情，道路彎道多、坡度陡、高低不平的等情況，利用小型汽車改進裝置，在道路快速行駛中在即將出現碰撞的情況下進行試驗。試驗結果表明，該設置自動出現超高應急快速檢測及警示導引提醒。體現了該防撞技術系統可以智能預警，提醒駕駛員采取緊急措施等功能。達到減少碰撞事故發生和保障駕駛安全的目的。

（1）試驗利用某車按照設計裝置，當電開關檢測到前方8米處有物體時有緊急預警提示。

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

（3）通過前方的檢測系統顯示距離1.5米時，連接到顯示屏會突出顯示紅燈，并與自動緊急制動系統呼應，瞬間啟動駐車制動。

（4）當汽車變速器的制動帶抱死離合器，使其中斷動力，汽車停止于35度陡坡上紋絲不動。且上述幾項試驗成功率均達96%。

4 汽車報警防撞裝置技術的特點

（1）該汽車五限界主動報警防撞裝置的分設五處：車前超聲波測距裝置、車后超聲波測距裝置、車速檢測裝置、語音報警器和自動剎車裝置;

連接技術要點：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電路和第二電壓基準電路;第一比較器的輸出端通過可控開關S1連接語音報警器的控制端，第二比較器的輸出端通過可控開關S2連接自動剎車裝置的控制端。

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電路;第五比較器的輸出端通過可控開關S4連接語音報警器的控制端;

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 第四電壓基準電路;第四比較器的輸出端通過控制器連接可控開關S1、S2、S4。

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

技術連接要點：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電路;第三比較器的輸出端通過可控開關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電路;第六比較器的輸出端通過可控開關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S3、S5。

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

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

（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S1、S2、S3、S4、S5。

參考文獻：

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