夏 明

（廣西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西南寧530023）

汽車倒車輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

夏 明

（廣西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西南寧530023）

高端汽車的精確的倒車安全技術(shù)已經(jīng)非常普及，為了提高中低端轎車的倒車安全性，通過(guò)電子測(cè)距系統(tǒng)及結(jié)合液壓系統(tǒng)干預(yù)制動(dòng)的方法，設(shè)計(jì)開發(fā)了一款具有倒車測(cè)距、報(bào)警的功能，同時(shí)當(dāng)汽車在倒車操作時(shí)倒車輔助系統(tǒng)會(huì)監(jiān)測(cè)出車子與障礙物的距離，并在達(dá)至危險(xiǎn)距離500mm的情況下自動(dòng)剎車。安裝了汽車倒車輔助系統(tǒng)的轎車，倒車的安全性得到了提高。

汽車；倒車；輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展交通運(yùn)輸業(yè)日益興旺，汽車的數(shù)量在大幅攀升，道路條件復(fù)雜，新手上路等等。汽車無(wú)論是在正向行駛，還是倒車行駛，都可能出在潛在事故危險(xiǎn)之中。通過(guò)對(duì)中國(guó)歷年道路交通安全事故數(shù)量統(tǒng)計(jì)表來(lái)看，事故率有所下降，但事故率依舊很高。中國(guó)歷年道路交通安全事故數(shù)量統(tǒng)計(jì)表如表1所示。

表1 中國(guó)歷年道路交通安全事故數(shù)量統(tǒng)計(jì)表

特別是汽車在倒車行駛時(shí)，由于駕駛員的視線受到了限制或者駕駛員精神不集中，造成倒車的事故率占比也很高。

因此，為了解決汽車在倒車時(shí)由于駕駛員的視線受到了限制或者駕駛員精神不集中，容易造成倒車的事故。為此，開發(fā)一種適合于中低端車型，簡(jiǎn)單、實(shí)用、安全、經(jīng)濟(jì)的倒車輔助系統(tǒng)，既能對(duì)駕駛員提供報(bào)警提醒的功能，又能對(duì)倒車中的汽車實(shí)現(xiàn)自動(dòng)剎車的功能。

1 設(shè)計(jì)思想及工作原理

本文所設(shè)計(jì)的倒車輔助系統(tǒng)主要由控制電路和液壓油路組成兩大部分組成。具體由電路控制系統(tǒng)、電機(jī)、油泵、油壺、兩位三通閥等組成。設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

1.1 設(shè)計(jì)思想

在未改變影響原車制動(dòng)系統(tǒng)的安全使用前提下，借助現(xiàn)有成熟的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的信號(hào)，對(duì)物體距離的檢測(cè)。當(dāng)出現(xiàn)倒車離障礙物太近時(shí)，控制系統(tǒng)就啟動(dòng)油路中的油泵，對(duì)制動(dòng)管路進(jìn)行增壓進(jìn)行緊急制動(dòng)，此過(guò)程中會(huì)斷開加速踏板信號(hào)，避免駕駛員出現(xiàn)誤操作。如果駕駛員在特定場(chǎng)合不需該系統(tǒng)介入工作，可以通過(guò)設(shè)定開關(guān)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行解除。

1.2 系統(tǒng)工作原理

主要的工作原理：掛入倒檔后，單片機(jī)通電啟動(dòng)倒車?yán)走_(dá)對(duì)后方物體進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)，當(dāng)物體不斷靠近，蜂鳴器不斷通過(guò)改變鳴聲頻率提醒駕駛員。如果駕駛員還繼續(xù)后行，當(dāng)雷達(dá)檢測(cè)到汽車離障礙物的距離到達(dá)500mm時(shí)，單片機(jī)會(huì)通過(guò)控制增壓油泵讓制動(dòng)油路及時(shí)增壓，同時(shí)控制兩位三通電磁閥，讓后輪油路處于制動(dòng)回路當(dāng)中，及時(shí)控制制動(dòng)，讓車及時(shí)停下。在此同時(shí)單片機(jī)還會(huì)斷開加速踏板的加速信號(hào)，避免司機(jī)誤把油門當(dāng)制動(dòng)，從而造成更大的損失。系統(tǒng)工作原理如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)工作原理

2 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

液壓系統(tǒng)控制如圖3所示，主要由油路增壓和油路分配兩部分組成。液壓系統(tǒng)主要由電機(jī)、液壓泵、兩位三通電磁閥、溢流閥、油管、過(guò)濾器等組成。

圖3 液壓系統(tǒng)控制

2.1 油路增壓系統(tǒng)

當(dāng)輔助系統(tǒng)起作用時(shí)，電路控制電機(jī)M工作，讓管路油壓快速上升。如圖3所示，這時(shí)油壓可作用于前制動(dòng)分泵進(jìn)行制動(dòng)。

2.2 油路分配

當(dāng)輔助系統(tǒng)起作用時(shí)，電子控制系統(tǒng)對(duì)兩位三通閥進(jìn)行通電，把原車自身的油路切換到上圖的油路當(dāng)中來(lái)，如圖3所示，保證制動(dòng)的穩(wěn)定性。

3 電路控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

電路控制電路如圖4所示。倒車?yán)走_(dá)收集所檢測(cè)到的信號(hào)，處理信號(hào)向輔助液壓泵和兩位三通閥發(fā)出指令，控制輔助液壓泵和兩位三通閥工作，讓其油路增壓對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行制動(dòng)。

圖4 電路控制原理

主電路主要采用AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器，8K字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52可降至0 Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。采用12 MHz高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定的時(shí)鐘頻率，減小丈量誤差。單片機(jī)的P3．3端口周期性的輸出一串40 kHz的矩形脈沖，通過(guò)雙路四選一模擬開關(guān)CD4052周期性地加到四路超聲波發(fā)射與回波接收電路。單片機(jī)的P3．4和P3．5端口輸出雙路四選一模擬開關(guān)CD4052的選通訊號(hào)。單片機(jī)的P3．2端口為外部中斷0中斷申請(qǐng)信號(hào)輸進(jìn)端。四位LED數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)掃描顯示。U4的小數(shù)點(diǎn)常亮，U4的單位為m，U5的單位為dm，U6的單位為cm。采用有源蜂叫器作為報(bào)警發(fā)音器件，一是器件成本低，二是便于動(dòng)態(tài)掃描顯示的軟件編程。

4 系統(tǒng)測(cè)試與結(jié)果分析

4.1 制動(dòng)管路油壓測(cè)試

當(dāng)檢測(cè)車與障礙物距離到達(dá)500 mm時(shí)，單片機(jī)會(huì)讓液壓油泵工作，這時(shí)檢測(cè)管路中的油壓，測(cè)試數(shù)據(jù)為如表2所列。

表2 油壓壓力檢測(cè)

4.2 實(shí)車可靠性檢測(cè)

將系統(tǒng)安裝在卡羅拉、標(biāo)志207、本田飛度轎車上，然后進(jìn)行上進(jìn)行倒車測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)為如下表2所列。

表2 實(shí)車測(cè)試數(shù)據(jù)

由以上的數(shù)據(jù)分析可知，本文設(shè)計(jì)的汽車倒車輔助系統(tǒng)滿足設(shè)計(jì)的技術(shù)指示要求，符合規(guī)范。

5 結(jié)束語(yǔ)

本設(shè)計(jì)最大的特點(diǎn)是提升了倒車的安全性，避免在倒車過(guò)程中對(duì)人、車和物造成更大的傷害，主要體現(xiàn)在以下特點(diǎn)：

（1）在倒車過(guò)程中會(huì)有蜂鳴報(bào)警提示，報(bào)警頻率隨著越靠障礙頻率越快。

（2）當(dāng)?shù)管囘^(guò)程中離障礙物500 mm時(shí)，倒車輔助系統(tǒng)就自動(dòng)啟用，進(jìn)行緊急制動(dòng)，保證倒車的安全性。

（3）倒車輔助系統(tǒng)可以可以根據(jù)駕駛員的需要進(jìn)行選擇開啟與關(guān)閉，此系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用在中低端轎車型上。

[1]陳紅兵，劉怡俊，李超.多視角智能可視倒車輔助系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，2014（10）：51-57.

[2]尹繼輝，尹繼輝.基于RFID技術(shù)的車輛倒車輔助系統(tǒng)研究[J]．中國(guó)新通信，2014（20）：99-99.

[3]徐為標(biāo).全景影像系統(tǒng)的前景分析[J].科技風(fēng)，2016（9）：158-158.

[4]陳爍華，馮桑.倒車輔助系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展[J].城市車輛，2009（10）：40-43.

Design of Auxiliary System for Car Backing

XIA Ming
（Guangxi Vocational and Technical College of Communications，Nanning Guangxi 530023，China）

Reversing safety technology of high-end car precision has been very popular，in order to improve the safety of car reversing in the low-end，through the electronic distancemeasuring system and method for hydraulic system of brake intervention combined with the design and development of a range，with alarm function，at the same time when the car reversing in reverse operation auxiliary system willmonitor the car with the distance of the obstacle and brake to the dangerous distance of 500 mm cases.Reversing the safety of the car has been improved by installing a car backing system.

automobile；backing；auxiliary system design

U463.3

A

1672-545X（2017）04-0209-03

2017-01-06

夏明（1980年-），男，講師，學(xué)士學(xué)位，研究方向?yàn)椋浩嚈z測(cè)與維修。