專利名稱：一種高速公路追尾碰撞預(yù)警及防護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于汽車安全領(lǐng)域，特別是涉及到高速公路上防止后車追尾自車時(shí)預(yù)警以及為即將發(fā)生的碰撞所采取主動(dòng)式自我保護(hù)措施的一種系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著汽車保有量的不斷增長(zhǎng)，汽車道路交通事故呈逐年上升的趨勢(shì)。在各種交通事故中，追尾碰撞占有很高的比例。據(jù)調(diào)查表明，中國(guó)的高速公路追尾碰撞發(fā)生起數(shù)約占總事故起數(shù)的33.6%，其造成的經(jīng)濟(jì)損失約占總數(shù)的40%。一方面，高速公路復(fù)雜多變的行車情況使追尾事故發(fā)生時(shí)被追尾車輛采取主動(dòng)避撞措施的可能性很小，由此，高速公路上防追尾碰撞的預(yù)警顯得尤為重要。2011年I月12日專利號(hào)為CN201703340 U的實(shí)用新型專利公開了一種汽車防追尾裝置，該裝置雖然具有預(yù)警功能，但其行車安全車距預(yù)設(shè)為定值，而實(shí)際高速公路上每輛車的操控情況和駕駛員的反應(yīng)情況都是不同的，行車安全車距差別很大，應(yīng)該按照實(shí)際情況進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，將激光測(cè)距儀測(cè)量的實(shí)際車距和預(yù)先設(shè)定的安全車距相比進(jìn)而判斷危險(xiǎn)程度的大小，只能以偏概全，勢(shì)必會(huì)造成很多虛警或不警，對(duì)高速公路行車存在重大安全隱患。另一方面，在追尾事故中，被追尾車輛的駕乘人員的頭頸部揮鞭傷是一種極其常見(jiàn)的傷害，有調(diào)查證實(shí)，26%的追尾事故中，駕乘人員的頭頸部會(huì)受傷。為防止這種傷害的發(fā)生，主動(dòng)式頭枕應(yīng)運(yùn)而生。中國(guó)發(fā)明專利CN101712290A公布的一種汽車座椅頭枕，通過(guò)在座椅靠背上設(shè)置觸發(fā)機(jī)構(gòu)，當(dāng)汽車發(fā)生碰撞的時(shí)候，由于乘員的背部慣性向后移動(dòng)觸碰座椅靠背上的觸發(fā)機(jī)構(gòu)，由此觸發(fā)啟動(dòng)與之相連的伸縮機(jī)構(gòu)，使座椅頭枕實(shí)現(xiàn)自動(dòng)快速前移，達(dá)到避免乘員頸部遭受鞭打傷害，有效保護(hù)乘員的目的。但是這種頭枕是根據(jù)碰撞發(fā)生信號(hào)，并依靠碰撞發(fā)生時(shí)的能量去啟動(dòng)頭枕，這種在碰撞發(fā)生之時(shí)才啟動(dòng)頭枕的控制系統(tǒng)不可避免的存在著啟動(dòng)滯后的危險(xiǎn)，這樣的頭枕難以保護(hù)頭頸部的安全。再者，并不是所有的防追尾預(yù)警都能起到積極的作用，只有把追尾預(yù)警和防護(hù)結(jié)合起來(lái)，才能更為有效的減少追尾事故的發(fā)生概率和降低追尾事故中的生命和財(cái)產(chǎn)損失。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)以上存在的單一的追尾預(yù)警、片面的高速公路行車安全車距設(shè)置方法和主動(dòng)安全頭枕啟動(dòng)滯后等對(duì)防追尾碰撞有重大影響的問(wèn)題，提供了一種高速公路追尾碰撞預(yù)警和防護(hù)有效結(jié)合的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠利用行車環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車況和路況信息，并根據(jù)預(yù)設(shè)控制算法實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地判斷后車行進(jìn)的危險(xiǎn)程度，進(jìn)而在發(fā)生追尾之前對(duì)后車進(jìn)行警示并對(duì)判斷出的不可避免的追尾碰撞進(jìn)行駕乘人員的主動(dòng)式保護(hù)。為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型采用了一種高速公路追尾碰撞預(yù)警及防護(hù)系統(tǒng)，包括路面選擇開關(guān)，激光測(cè)距儀，單片機(jī)，電磁繼電器I，電磁繼電器II，高位制動(dòng)燈，主動(dòng)安全頭枕觸發(fā)單元；所述路面選擇開關(guān)安裝在汽車儀表板上，并通過(guò)I/o 口與單片機(jī)直接相連，所述激光測(cè)距儀安裝在汽車后保險(xiǎn)杠上，并通過(guò)單片機(jī)的外圍設(shè)備通信接口與單片機(jī)相連；汽車的速度信號(hào)線通過(guò)I/o接口或者串行接口與單片機(jī)直接相連；所述電磁繼電器I的輸入端通過(guò)I/o 口與單片機(jī)相連，輸出端直接連接至高位制動(dòng)燈，所述電磁繼電器II的輸入端通過(guò)I/O 口與單片機(jī)相連，輸出端分別直接連接至高位制動(dòng)燈和主動(dòng)安全頭枕觸發(fā)單元。本實(shí)用新型還包括自車速度傳感器，所述自車速度傳感器通過(guò)I/O 口與單片機(jī)直接相連。高位制動(dòng)燈(7)采用LED光源，安裝在車輛尾部的上方。在駕駛室的儀表板上設(shè)置一路面選擇開關(guān)，包括干燥路面，潮濕路面，冰雪路面三種情況，即駕駛員路況選擇模塊；環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊包括激光測(cè)距系統(tǒng)和自車速度傳感器；主控制模塊是單片機(jī)系統(tǒng)；執(zhí)行模塊為主動(dòng)安全頭枕觸發(fā)單元和高位制動(dòng)燈。車輛駛?cè)敫咚俟泛螅{駛員根據(jù)實(shí)際路面情況選擇相對(duì)應(yīng)的開關(guān)位置，安裝在汽車尾部的激光測(cè)距儀實(shí)時(shí)測(cè)量自車與后車的距離，距離信息、自車車速信息和路面選擇開關(guān)位置信息一起被送入主控制模塊預(yù)設(shè)程序進(jìn)行處理，得到的實(shí)時(shí)臨界安全車距與測(cè)量的實(shí)際車距進(jìn)行比較，并根據(jù)危險(xiǎn)程度的大小控制高位制動(dòng)燈的亮起和主動(dòng)安全頭枕觸發(fā)單元的啟動(dòng)。路面選擇開關(guān)分三種模式，三種開關(guān)位置分別對(duì)應(yīng)于干燥，潮濕和冰雪三種路面，以兼顧大部分的行車情況，追尾碰撞預(yù)警及防護(hù)系統(tǒng)的主控制模塊內(nèi)預(yù)置有對(duì)應(yīng)于不同路面情況的不同程序算法。根據(jù)駕駛員選擇的路況選擇開關(guān)的位置，主控模塊自動(dòng)選擇不同的<p值，對(duì)具體道路情況和行車情況進(jìn)行具體處理，從而更具有針對(duì)性。本系統(tǒng)執(zhí)行部件之一為安裝在車輛尾部上方的高位制動(dòng)燈，所述的高位制動(dòng)燈，采用LED冷光源，響應(yīng)時(shí)間非常短，能盡可能的為高速公路上疾速行駛的后車爭(zhēng)取更多的反應(yīng)時(shí)間，以便能及早發(fā)現(xiàn)前方車輛的預(yù)警而快速的實(shí)施制動(dòng)，而且所述本系統(tǒng)高位制動(dòng)燈的亮滅和剎車信號(hào)引起的高位制動(dòng)燈的亮滅是并聯(lián)關(guān)系，即互不影響；本系統(tǒng)執(zhí)行部件之二的主動(dòng)安全頭枕觸發(fā)單元可以是電磁鐵或者是電機(jī)。本實(shí)用新型內(nèi)置一套控制方法，預(yù)警及防護(hù)步驟如下:(I)根據(jù)駕駛員選擇的不同路面選擇開關(guān)位置，主控制模塊自動(dòng)選擇所對(duì)應(yīng)的路面附著系數(shù)φ。(2)激光測(cè)距儀采集后車相對(duì)于自車的距離信息，速度傳感器采集自車速度信息；(3)單片機(jī)的主控制模塊根據(jù)環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊和路面選擇開關(guān)傳遞過(guò)來(lái)的信息，依照預(yù)先設(shè)定好的程序，計(jì)算實(shí)時(shí)臨界安全車距SI和S2，判斷S1，S2和實(shí)際車距S之間的關(guān)系，依據(jù)三者之間的大小關(guān)系，控制執(zhí)行模塊的執(zhí)行與否。作為優(yōu)選，所述的主控制模塊內(nèi)置的預(yù)設(shè)程序?qū)⒑筌嚨闹苿?dòng)形式分為兩種情況，一種基于后車是氣壓驅(qū)動(dòng)制動(dòng)形式，另一種基于后車為液壓驅(qū)動(dòng)制動(dòng)形式，將后車為液壓制動(dòng)時(shí)程序測(cè)算的實(shí)時(shí)安全車距設(shè)置為臨界安全車距SI，將后車為氣壓制動(dòng)時(shí)程序測(cè)算的實(shí)時(shí)安全車距設(shè)置為臨界安全車距S2。根據(jù)環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊提供的信息，由主控模塊預(yù)設(shè)程序計(jì)算兩車的相對(duì)速度，再根據(jù)自車的速度信息，計(jì)算出實(shí)時(shí)臨界安全車距SI，S2的大小，并判斷SI，S2和行車實(shí)際車距S的大小關(guān)系，根據(jù)大小關(guān)系，判斷追尾碰撞發(fā)生的危險(xiǎn)程度，當(dāng)S > S2時(shí)，為行車安全條件，執(zhí)行單元無(wú)動(dòng)作；當(dāng)SI < S < S2時(shí)，為行車一般條件，此時(shí)，僅對(duì)后車進(jìn)行警示；當(dāng)S < SI時(shí)，為行車不利條件，此時(shí)，不僅要對(duì)后車?yán)^續(xù)警示，還需對(duì)自車采取防護(hù)措施，也就是通過(guò)電磁繼電器II的接通來(lái)控制高位制動(dòng)燈的亮起和主動(dòng)安全頭枕觸發(fā)單元的啟動(dòng)。所以，此追尾碰撞系統(tǒng)以先預(yù)警，后執(zhí)行的方式保護(hù)自車可能受到的以及受到的碰撞，能有效減少虛警和主動(dòng)安全頭枕的誤動(dòng)作，最大限度降低高速公路上追尾事故的發(fā)生概率，以將追尾事故發(fā)生時(shí)的駕乘人員傷害降至最低。本系統(tǒng)所述實(shí)時(shí)臨界安全車距SI和S2的計(jì)算如下:
權(quán)利要求1.一種高速公路追尾碰撞預(yù)警及防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，包括路面選擇開關(guān)(I)，激光測(cè)距儀(2)，單片機(jī)(4)，電磁繼電器I (8)，電磁繼電器II (5)，高位制動(dòng)燈(7)，主動(dòng)安全頭枕觸發(fā)單元(6);所述路面選擇開關(guān)(I)安裝在汽車儀表板上，并通過(guò)I/O 口與單片機(jī)(4)直接相連，所述激光測(cè)距儀(2)安裝在汽車后保險(xiǎn)杠上，并通過(guò)單片機(jī)的外圍設(shè)備通信接口與單片機(jī)(4)相連；汽車的速度信號(hào)線通過(guò)I/O接口或者串行接口與單片機(jī)直接相連；所述電磁繼電器I (8)的輸入端通過(guò)I/O 口與單片機(jī)(4)相連，輸出端直接連接至高位制動(dòng)燈(7)，所述電磁繼電器II (5)的輸入端通過(guò)I/O 口與單片機(jī)(4)相連，輸出端分別直接連接至高位制動(dòng)燈(7 )和主動(dòng)安全頭枕觸發(fā)單元(6 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的追尾碰撞預(yù)警及防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，還包括自車速度傳感器(3)，所述自車速度傳感器(3)通過(guò)I/O 口與單片機(jī)(4)直接相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的追尾碰撞預(yù)警及防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述高位制動(dòng)燈(7)采用LED光源，安裝在車輛尾部的上方。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高速公路追尾碰撞預(yù)警及防護(hù)系統(tǒng)，包括駕駛員路況選擇模塊、環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊、主控制模塊和執(zhí)行模塊。駕駛員路況選擇包括干燥路面，潮濕路面，冰雪路面三種選擇情況。駕駛員根據(jù)實(shí)際路面情況選擇相對(duì)應(yīng)的開關(guān)位置，通過(guò)激光測(cè)距儀實(shí)時(shí)測(cè)量自車與后車的距離，距離信息、自車車速信息和路面選擇開關(guān)位置信息得到的實(shí)時(shí)臨界安全車距與測(cè)量的實(shí)際車距進(jìn)行比較，并根據(jù)危險(xiǎn)程度的大小控制高位制動(dòng)燈的亮起和主動(dòng)安全頭枕觸發(fā)單元的啟動(dòng)。本實(shí)用新型最大限度降低高速公路上追尾事故的發(fā)生概率，以將追尾事故發(fā)生時(shí)的駕乘人員傷害降至最低。
文檔編號(hào)B60Q1/44GK202987041SQ20122046297
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月12日
發(fā)明者尹小琴, 朱喜行, 張盼盼, 萬(wàn)元鵬 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)