邵長青

（浙江經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院,杭州 310018）

0 引言

近幾年，汽車工業(yè)大量發(fā)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(shù)交通事故長期保持在20萬以上，死亡人數(shù)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(xiàn)緊急情況或者出現(xiàn)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(shè)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(shè)計基本思路

汽車緊急制動警示裝置的設(shè)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(xiàn)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(shè)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(zhí)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(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2 汽車緊急制動警示裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)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(tài)時）遠離水銀的一端引出兩個電極，結(jié)構(gòu)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(chǎn)生減速度，這個時候因為慣性作用，水銀傳感器也產(chǎn)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(xiàn)在水銀因為是導(dǎo)體，就把兩電極接通，這樣水銀傳感器就發(fā)出信號，最后傳輸給ECU。

圖2 水銀傳感器的結(jié)構(gòu)

2.2 車速傳感器的確定

汽車上有現(xiàn)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(yīng)式的。信號盤、永久磁鐵、一組感應(yīng)線圈、屏蔽裝置、傳輸線構(gòu)成了車速傳感器。信號盤有一定數(shù)量的凸齒，裝在變速器的輸出軸上，隨著變速器的輸出軸轉(zhuǎn)動。感應(yīng)線圈繞在永久磁鐵上，永久磁鐵用來產(chǎn)生磁場，感應(yīng)線圈用來感應(yīng)電動勢。結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 車速傳感器的結(jié)構(gòu)

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(zhuǎn)的軟件控制程序的電子控制裝置。結(jié)合緊急制動警示控制系統(tǒng)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(chǎn)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(dǎo)線接到蓄電池的正負極，另外兩根導(dǎo)線與危險警示燈項鏈。

3.2 實驗內(nèi)容及實驗結(jié)果

所有的部件都安裝到位且導(dǎo)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(tài)下都能發(fā)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(jié)果表明緊急制動警示裝置在高，中、低速三種狀態(tài)在緊急制動下都能自動點亮危險警示燈。

4 結(jié)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(fā)各種新技術(shù)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(wù)是自主開發(fā)一套汽車防追尾技術(shù)（汽車緊急制動警示系統(tǒng)），對研發(fā)電控制動系統(tǒng)提供技術(shù)參考。從實驗的結(jié)果來看，汽車緊急制動警示系統(tǒng)效果較良好，各部分功能都能實現(xiàn)。

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[2]劉一瑋.幾種車速傳感器的結(jié)構(gòu)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(yīng)用基礎(chǔ)[M].北京：北京航空航天大學出版社，2011:57.