叶雨 黄慧凯 吴庆 林少武 吴孝文

摘 要：汽车预防碰撞系统的研究设计颇丰，但注重防撞预警提示的研究不多。从道路交通事故有91%因驾驶员失误造成的事实看该研究极为必要。该文结合试验研究，从技术突破到设计样本，从理性认识到实践，再到试验检验，较有说服力，亦颇具参考价值。

关键词：汽车防撞;装置设计;技术研究

1 汽车报警防撞装置技术研究的背景

随着国民经济的飞速发展，社会对生活品质的要求逐渐提高， 汽车作为重要交通工具的需求越来越大;随着家用汽车的不断普及，随着汽车的保有量逐年升高，道路交通压力在加大，交通事故频发;社会对汽车驾驶安全要求不断提高。

社会调查结果表明：如果驾驶员可以提前 几秒意识到驾驶的危险并且实施了正确的操作，就可以在很大程度上避免道路交通事故的发生。几年来，国内外对高速公路的交通事故调查分析表明，道路交通事故有 91%的 情况是由于驾驶员驾驶失误造成。因此如何帮助驾驶员提前预警，如何给予驾驶员提供实质性的有效判断，就成为事关重大、甚至往往是性命攸关的首要事项。

传统汽车的安全设计主要考虑被动安全技术，如设置安全带、安全气囊、保险杠等。而现在许多汽车设计师们更多考虑更多的是主动安全技术，但是现有汽车主动安全技术无法完全避免交通事故，特别是在下雨天地面摩擦系数降低、汽车超速，汽车刹车失灵等情况下。如何使汽车驾驶员能够理智主动采取措施，避免事故的发生或者降低事故发生时的危害，至关重要。如何突破现有设备限制，研究更具科学性，更见创新意义的实用型预警，使汽车安全技术得以不断发展和完善，并不断向现实性和针对性方向发展。如何更好地、更加安全、更加完善地体现驾驶者的主动意识，主动实现避免汽车交通事故的发生和降低交通事故发生时的危害性降低，这是我们亟待解决的重要课题。

2 汽车报警防撞装置技术研究的设计

本汽车五限界主动报警防撞装置，连接技术：拟于车前装置超声波测距，在输出端连接至第一与第二比较器;在第一比较器和第二比较器的输出端分别通过一个可控开关连接语音报警器，并连通自动刹车装置的控制端。车尾超声波测距装置的输出端连接第五比较器;将第五比较器的输出端通过可控开关连接语音报警器的控制端;车速检测装置的输出端连接第四比较器;第四比较器的输出端通过控制器连接可控开关。

本实用新型创新技术，采用车前三限界和车后二限界共汽车五限界的划分，并通过多个比较器实现各限界的判断，可以为驾驶者提供良好的报警防撞措施。在存在碰撞可能性发生时，将碰撞可能性提前降至最低;在碰撞即将发生时，将碰撞损伤程度降到最低;自动通过报警装置，自动阻止动力碰撞的发生;并通过语音报警，刺激和提醒驾驶员紧急制动，控制碰撞事故的发生。

3 汽车报警防撞装置技术研究的实验

结合我国国情，道路弯道多、坡度陡、高低不平的等情况，利用小型汽车改进装置，在道路快速行驶中在即将出现碰撞的情况下进行试验。试验结果表明，该设置自动出现超高应急快速检测及警示导引提醒。体现了该防撞技术系统可以智能预警，提醒驾驶员采取紧急措施等功能。达到减少碰撞事故发生和保障驾驶安全的目的。

（1）试验利用某车按照设计装置，当电开关检测到前方8米处有物体时有紧急预警提示。

（2）当通过汽车前方检测到较近距离3米时，连接到显示系统，汽车驾驶屏幕会有突出显示预警。

（3）通过前方的检测系统显示距离1.5米时，连接到显示屏会突出显示红灯，并与自动紧急制动系统呼应，瞬间启动駐车制动。

（4）当汽车变速器的制动带抱死离合器，使其中断动力，汽车停止于35度陡坡上纹丝不动。且上述几项试验成功率均达96%。

4 汽车报警防撞装置技术的特点

（1）该汽车五限界主动报警防撞装置的分设五处：车前超声波测距装置、车后超声波测距装置、车速检测装置、语音报警器和自动刹车装置;

连接技术要点：车前超声波测距装置的输出端连接第一比较器的第一输入端和第二比较器的第一输入端;第一比较器的第二输入端和第二比较器的第二输入端分别连接第一电压基准电路和第二电压基准电路;第一比较器的输出端通过可控开关S1连接语音报警器的控制端，第二比较器的输出端通过可控开关S2连接自动刹车装置的控制端。

车后超声波测距装置的输出端连接第五比较器的第一输入端;第五比较器的第二输入 端连接第五电压基准电路;第五比较器的输出端通过可控开关S4连接语音报警器的控制端;

车速检测装置的输出端连接第四比较器的第一输入端，第四比较器的第二输入端连接 第四电压基准电路;第四比较器的输出端通过控制器连接可控开关S1、S2、S4。

（2）该汽车五限界主动报警防撞装置技术分设电磁防碰撞装置、第三比较器和第三电压基准电路、第六比较器和第六电压基准电路。电磁防碰撞装置包括设置于汽车车头的车头电磁防碰撞装置和设置于汽车车尾的车尾电磁防碰撞装置。

技术连接要点：车前超声波测距装置的输出端连接第三比较器的第一输入端;第三比较器的第二输入 端连接第三电压基准电路;第三比较器的输出端通过可控开关S3连接车头电磁防碰撞装置 的控制端。车后超声波测距装置的输出端连接第六比较器的第一输入端;第六比较器的第二输入端连接第六电压基准电路;第六比较器的输出端通过可控开关S5连接车尾电磁防碰撞装置 的控制端。控制器连接可控开关S3、S5。

（3）车头电磁防 碰撞装置和车尾电磁防碰撞装置的结构相同，均包括依次连接的汽车蓄电池、逆变器、升压 器、大电流发生器、整流器和超导装置。

（4）第三比较器的输出端通过可控开关S3还连接第一信号发射器;第六比较器的输出端通过可控开关S5还 连接第二信号发射器。

（5）车头电磁防碰撞装置和车尾电磁防碰撞装置分别连接有第一信号接收器和第二信号接收器。

（6）控制器通过有线或者无线方式连接可控开关S1、S2、S3、S4、S5。

参考文献：

[1]滕兆霞，徐帅帅，经淇.一种汽车开门主动防撞预警装置的设计与研发[J].科技资讯，2020（06）.

[2]陈文鹤，毕欣，曹云侠.毫米波汽车防撞雷达波形设计[J].计算机测量与控制，2011（11）.

[3]欧缝，康小鹏，张勇，等.汽车稳定性快速控制原型设计[J].计算机仿真，2009，26（06）.

作者简介：叶雨（1980-），男，浙江龙泉人，本科，主要研究方向：汽车自动化设计。