汽车防追尾和防侧撞安全系统设计

２．Ｈｕｎａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎ ａｎｔｉ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ａｎｄ ｓｉｄｅ ａｎｄ
ｏｆ枷Ｃ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｎｇｙａｎｇ ４２１００１，Ｃｈｉｎａ）
ｓｙｓｔｅｍ
ｉｍｐａｃｔ ｓａｆｅｔｙ ｓｉｄｅ
ｉｓ
ｄｅｓｉｇｎｅｄ
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ｏｆ ｗｉｌｌ
３小结
图２自动制动原理
率越高；越小，系统的安全保障能力越小。如的取
值因驾驶员的驾驶风格而异，国内外的资料一般选 取为２～５ｉｎ，为了保证系统的安全性，本系统取最 大值５ｍ。 １）危险报警距离计算公式
．．２
汽车防撞安全系统设计主要针对追尾和侧撞的 情况，不针对倒车情况（因为车速较低，且驾驶员 注意力集中，危险系数较小）。本防撞安全系统在 出现追尾和侧撞危险报警时。优先采用人工制动， 只有在人工制动失效的情况下，自动制动系统才会 启动，并且能根据汽车不同的载荷和车速选择相应
［３］韩天龙．现代汽车防追尾系统研究［Ｊ］．机电工程技术，
２００８，３７（８）：７６—７８．
（编辑文珍）
服电机。伺服电机的角位移经齿轮齿条传动机构变
成制动液压缸的位移，进而得到相应的制动力矩，
攀｛懒｝２０１５年第１１期
万方数据
［１］２０１４年全国道路交通事故数据统计［ＥＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／
ＷＷＷ．ｐｅｉｃｈａｎｇ．ｃｖＪｄｅｔａｉｌ／ｉｄ２７３７．ｈｔｍｌ，２０１５—０３—１３．
２）提醒报警距离巩计算公式 前车加速或匀速运动时：ｄｗ＝ｄｂ＋Ｖｄ
前车静止或减速运动时：ｄｗ＝ｄ一。
侧车速度；秽ｄ——相对速度；ｒ本车加速度。
息采集单元；各种传感器信息经信息采集单元处理
后，传送至主控制单元；主控制单元实时判断行车 安全状态，发出相应的报警信号，警示驾驶员采取 措施或系统自动采取措施。 汽车追尾时，系统采用两次报警的方式．如果
收稿日期：２０１５—１０－０９；修回日期：２０１５—１０—１３ 基金项目：“湖南省教育厅资助科研项目”《汽车主动安全技术应用研究》论文，项目编号：１２Ｃ０９７９。 作者简介：高俊祥（１９７２－），男，湖南衡阳人，副教授，研究方向为汽车安全技术，Ｅ－ｍａｉｌ：ｑｗｅ一９９８１＠１６３．ｃｏｒｎ。
中图分类号：Ｕ４６３．５２２
文献标识码：Ａ
文章编号：１００３—８６３９（２０１５）１１枷２３—０２
Ｘｉａｏ－ｌｉａｎ９２，ＣＨＥＮ Ｆｅｉ—ｂｉａ０１
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ａｎｔｉ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｓａｆｅｔｙ Ｓｙｓｔｅｍ
ＧＡＯ Ｊｕｎ—ｘｉａｎｇ’，ＧＡＯ （１．Ｈｕｎａｎ Ｆｉｎａｃｉａｌ ａｎｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｈｅｎｇｙａｎｇ ４２１００２，Ｃｈｉｎａ；
ｖｅｈｉｃｌｅ
ａｃｔｉｖｅ ｔｏ ｓｔａｒｔ
ｓａｆｅｔｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｗｈｅｎ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ
ｔｏ
ｔｈｅ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ
ｉｍｐａｃｔ ｄａｎｇｅｒｓ
Ｏｃｃｕｒ，ｔｈｅ
ａｕｔｏｍａｔｉｃ
ｓａｆｅｔｙ ｓｙｓｔｅｍ
ｊｕｄｇｅ
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ａｖｏｉｄａｎｃｅ ａｃｔｉｏｎ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ；ｓｉｄｅ ｉｍｐａｃｔ；ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ；ｓａｆｅｔｙ ｓｙｓｔｅｍ
［２］车辆主动防碰撞控制系统设计［ＥＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｗｅｎｋｕ． ｂａｉｄｕ．ｃｏｍ／ｌｉｎｋ？ｕｒｌ＝ｙＶ２ＬＣＣＬＲ５ｓＰｑＸＺｓｇｖｚｒ．，ｊＮｆＰｕＳｊ５Ｙ ｔｘｕｎｊ９ｐｚｋＴ９２ＰｄＵｗ９一ＫＫＹｌ一Ｇ９ＱＳｂｏｅｌ７ＮｑｑＹＮＳｘｐ７６Ｙ３
ａｋ４ｙＺＧｚ９９ｂｂＶＲｍＰｘＹｋｌＧＣｍＺＢ８ＹｄＸｆＹｑ，２０１２—１２—０５．
＜汽车电器＞２０１５年第”期∞
万方数据
实际测量间距小于危险报警距离，为危险报警状 态，红灯闪烁，产生短间隔报警音，要求驾驶员紧 急制动或自动制动；如果实际测量间距大于提醒报
完成自动制动任务，自动制动原理见图２。
警距离，为安全行车状况，绿灯亮、无报警音；如
果实际测量间距小于提醒报警距离而大于危险报警 距离，为提醒报警状态，黄灯闪烁，产生长间隔报 警音，提醒驾驶员需要松开油门踏板。汽车侧撞 时，系统采用一次报警方式。 １．２制动距离的计算 为了保证绝对安全，自车制动停止后，两车之 间应保持一定的安全间距磊。如越大，系统的虚警 在车辆不同的负载和车速条件下．力矩传感器 输出的电压大小也不一样，伺服电机的角位移随之 变化，液压缸产生的压力大小就会不同，制动器就 能得到所需对应的制动力矩，实现最佳的制动效果。
前车静止时：ｄｂ－旦＋Ｏ．知ｌ＋５
２口
．，２
前车加速或匀速运动时：以＝掣＋０．知ｄ＋５
前车减速运动时：ｄｂ＿坠坐掣＋０．１（ｖｊ蜘ｒｅＩ）＋５
Ｚｏ
２ａ
的制动力矩，改善了制动效果。 系统测试以东风雪铁龙Ｃ４Ｌ １．６ＴＨＰ劲智版为试 验车型，该车最大扭矩２４０ Ｎｍ。系统采用上海汽车 电子工程中心研制的ＳＡＥ一１００型毫米波雷达，工作 频率３５ ＧＨｚ，毫米波雷达的探测距离在１００ｉｎ以上， 探测宽度为３．５ ｎｌ，探测幅度为３ Ｉｌｌ，与道路的升降 相对应。主控单元采用美国ＡＴＭＥＬ公司生产的低电 压、高性能ＣＭＯＳ ８位单片机ＡＴ８９Ｃ５２，它有４０个 引脚，３２个外部双向输入／输出（Ｉ／０）端口，可以 按照常规方法进行编程。也可以在线编程。遇到追 尾危险时，两次报警完备，侧撞一次报警，自动制 动系统的反应距离为０．５ ＩＴＩ。制动力矩与载荷和车速 相对应，制动效果良好。 参考文献：
随着人们生活水平的提高。汽车普及率也越来
越高，与之相应，交通事故也越来越多。（２０１４年国
民经济和社会发展统计公报》指出，２０１４年汽车交 通事故死亡人数相对２０１３年增长率为８．５％，相比 ２０１２年增长率为１３．４６％，相Ｉ：Ｌ２０１１年的增长率为 １５．７８％。可见，近些年来，我国交通事故死亡人数 呈逐年小幅度上升趋势［１］。 对大量交通事故的分析表明，８０％以上的车祸 是由于驾驶员反应不及时引起的．车辆相撞事故中 属于追尾相撞的超过６５％。其余则属于侧面相撞和 正面相撞１２］。所以设计一种实时、可靠、适应性好 的车辆防碰撞系统是为提高车辆行驶安全而采用的 非常重要的技术措施。
１．３相对距离和相对速度的测量
上述公式中：秽，——自车速度；秽广前车或
车前及两侧采用毫米波雷达来作为测量传感
器。毫米波雷达㈨的工作频率在３０～３００ ＧＨｚ，波长 短，频率高，抗干扰性强，测距性能稳定，受对象 表面和颜色的影响小．可以全天候工作，不受天气 状况的影响．环境适应性能好，能精确地测量目标 的距离和相对速度，并且雷达的外形尺寸很小，便 于在汽车上安装。毫米波雷达有调频连续波（ＦＭＣＷ） 和脉冲雷达两种．汽车毫米波雷达系统一般采用结 构简单、成本较低、适合作近距离探测的调频连续 波雷达方式。 ２自动制动系统的设计 当实际测量间距小于危险报警距离，且信息采 集单元没有检测到驾驶员的减速或制动信号时，主 控单元自动启动制动系统。制动系统由制动伺服电 机、齿轮齿条传动机构、液压缸等组成。主控单元 输出的开关量，负责接通制动伺服电机，扭矩传感 器将获得的扭矩大小转换成电压数字量，传送给伺
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防碰撞安全系统设计 原理设计 车辆防碰撞系统在汽车有追尾碰撞和侧面碰撞
危险时，能立刻发出报警信号，警示驾驶员及时采 取处理措施．并在驾驶员无避险操作的时候自动启 动制动系统，避免发生交通事故。系统原理见图１。 整个系统由传感器单元、中央处理单元以及信 息输出单元构成。传感器单元收集车辆的内外环境 信息，包含车辆上的各种传感器；中央处理单元用
１ １．１
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ｅ雷达测距传感器１１
７
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图１系统原理
主 控 处 理 盥 兀
于评估车辆行驶的安全状态．由信息采集单元与主 控制单元组成；信息输出子系统为驾驶员提供汽车
行驶的安全状态信息，由声光报警模块与显示模块
组成。 汽车防撞安全系统的工作原理：利用安装在汽 车前保险杠上和两侧的雷达传感器实时测量自车与 前方目标物间及自车与两侧面目标物的距离和相对 速度等信息，传送至信息采集单元；利用霍尔传感 器获得的车速信号，输出至信息采集单元进行车速 计算；制动、油门位置及路面附着系数也输入至信
獭瓣鳓辆蘸ｉ簿篱藤豢蔓袋≤藜≥‘≤蒜藕：藩辫羚尘二兰兰鎏垦垦垦鱼垦
汽车防追尾和防侧撞安全系统设计
高俊祥１。高孝亮２，陈斐彪１ （１．湖南财经工业职业技术学院，湖南衡阳４２１００２； ２．湖南交通工程学院，湖南衡阳４２１００１）
高俊祥
摘要：汽车追尾和侧撞是交通事故的主要表现形式，本文从汽车主动安全技术角度出发，设计了汽车防追尾和 防侧撞安全系统。在汽车行驶过程中遇到追尾和侧撞危险时，根据驾驶员有无避让动作，启动自动防御系统。 关键词：汽车追尾；侧撞；预防；安全系统