汽车电控主动安全系统设计

第５期（总第１７４期）

２０１２年１０月机械工程与自动化

ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　＆　ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＮｏ．５

Ｏｃｔ．

文章编号：１６７２－６４１３（２０１２）０５－０１５３－０

２汽车电控主动安全系统设计

吕彩霞１，高玉霞２

（１．山东省小鸭集团有限责任公司，山东　济南　２５０１０１；２．中北大学机电工程学院，山西　太原　０３００５１）摘要：运用传感器技术、电子控制技术和控制理论，研究了基于雷达、自车传感器和单片机控制的汽车电控主动安全系统，并且在自动制动系统方面做了深入研究。该系统可提高汽车行驶的安全性，减少碰撞事故的发生，提高交通运输效率。

关键词：主动安全；自动刹车；主动避撞；安全系统；汽车中图分类号：Ｕ４６１．９１ 文献标识码：Ａ

收稿日期：２０１２－０３－１５；修回日期：２０１２－０５－２

９作者简介：吕彩霞（１９７１－）

，女，山西应县人，工程师，本科，主要研究方向：车辆控制技术。０　引言

随着汽车拥有量的日渐增加，汽车交通事故频发，汽车的安全性越来越受到汽车设计者、制造者和使用者的重视。提高车辆安全性能一般有两种途径，即主动安全措施和被动安全措施，防患于未然的主动安全

措施无疑是较好的安全措施［１］

。考虑到汽车在长途行驶时，驾驶员可能由于疲劳而产生注意力不集中或反应迟缓现象，以至于在驾驶过程中遇到危险状况时不

能及时做出反应，

导致汽车发生追尾或碰撞事故。本文研究了一个电控主动安全制动系统，该系统综合采用探测技术、微机控制技术对车辆行驶工况进行监测，当人的

判断出现滞后或失误时，

该系统将采取相应的措施提醒驾驶员，并对车辆进行主动控制，避免交通事故的发生。１　系统总体设计

汽车电控主动安全系统可以通过传感器组测量车辆的运行工况，并将测量到的信息送入系统电子控制

单元，

电子控制单元根据所接收到的信息进行车辆行驶安全判定，并向执行机构发出动作指令。执行机构根据接收的执行信息启动相应的执行机构进行安全控制。

汽车电控主动安全系统如图１所示。在汽车的前方装有测距传感器，用来对路况进行检测，判断汽车与

前方车辆或障碍物之间的距离；

根据轮速传感器，可测算出本车的安全报警距离、制动距离，并在必要时触发

车辆报警装置、

控制制动系统工作，实施制动系统的自动执行，同时该安全系统关闭节气门，对发动机进行断油或减油控制。１．１　信号采集系统１．１．１　测距传感器

本系统使用雷达测距，雷达通过天线发射一个电

磁波，电磁波在物体上反射雷达波束，并重新被雷达接

收。雷达波测量距离是根据雷达发射信号和雷达接收

信号间的时间来计算的，

在直接反射时，波程传播时间ｔ为测量距离ｄ的两倍除以光速ｃ，即ｔ＝２ｄ／ｃ。当测量距离ｄ＝１５０ｍ，光速ｃ＝３００　

０００ｋｍ／ｓ时，波程传播时间ｔ＝１．０μｓ

。图１　汽车电控主动安全系统示意图

１．１．２　车速传感器

车速传感器采用单脉冲开关型霍尔效应式传感器，它采集变速箱第二轴的信号，汽车行驶时，变速箱的第二轴每转动一周，传感器便输出一个电脉冲，将该脉冲

电压信号送给信息处理单元，

便可计数出当前的车速。１．１．３　节气门位置传感器

节气门位置传感器用来检测节气门的开度，以确定节气门被关闭时的作用效果。１．１．４　转向角传感器

该传感器类似一个行程开关，装在转向柱上，包括线圈组、线圈支座和耦合器元件，该耦合器元件具有与轴的角位置有关的耦合器角位置。线圈组包括发送器线圈和两个接收器线圈，信号处理电路从线圈组接收线圈信号和参考信号来确定所在角位置，以此检测车辆是否处于弯道行驶状态以及超车状态，判断是否实行警报提醒。