CN1070879A

CN1070879A - 汽车安全行驶防撞模糊控制器

Info

Publication number: CN1070879A
Application number: CN 92113256
Authority: CN
Inventors: 田成方; 邰克政; 李宇成; 李溯; 刘高军; 王学慧; 王缨; 李晋宏; 胡玉祥
Original assignee: North China University of Technology
Current assignee: North China University of Technology
Priority date: 1992-11-26
Filing date: 1992-11-26
Publication date: 1993-04-14

Abstract

本发明涉及汽车安全行驶防撞技术领域，适用于液压制动的轿车、面包车。

汽车安全行驶防撞模糊控制器，包括硬件和软件，其特征在于硬件结构由8098单片微机***、主动式超声测速测距***，自动刹车执行***、数字显示电路、其它控制电路、EPROM模糊控制软件*** 以及DC/DC电源变换电路所组成。性能可靠、稳定性好、反应时间≤0.2秒，从而避免或降低汽车行驶时发生交通事故，保证了行车安全。

Description

本发明涉及汽车安全行驶防撞技术领域，适用于液压制动的轿车，面包车。

七十年代以来，全世界每年死于交通事故的人数高达40-60万人。而相应经济上的损失更为惨重。仅美国1987年损失近200亿美元，1990年损失将近350亿美元。在交通事故中，89%是机动车肇事，其中汽车肇事占80%。据交通管理部门反映，肇事的最主要原因是司机开快车。当司机在驾车快速行驶中，前方突然出现紧急刹车或行人突然倒于车前等危及安全的情况时，往往会导致交通事故。这主要是与司机在关键时刻的心理素质有关，另一方面是由于司机在紧急时刻头脑来不及反应采取紧急刹车措施。据有关部门统计，司机在反应、判断、操作过程中，由于察觉晚反应慢而造成交通事故占59.6%，由于判断错误而造成交通事故占34.8%，错误驾驶而造成交通事故占4.8%。上述合计造成交通事故占99.2%。由此可以看出，司机反应不及时是造成交通事故的主要原因。

目前，世界各国为减少交通事故，降低车祸损失，人们正在从事汽车行驶防撞技术的研究和开发产品的工作。据日本和美国有关报导，《主动式雷达测距汽车用防撞***》、《主动式激光测距汽车用防撞***》正在进行研制过程中。迄今为止，世界上还没有更好的汽车行驶防撞技术。

本发明的目的是为了避免或降低汽车行驶时发生交通事故，保证行车安全而设计性能可靠、稳定性好、反应速度快的汽车安全行驶防撞模糊控制器。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

汽车安全行驶防撞模糊控制器，包括硬件和软件，其特征在于硬件结构由8098单片微机***、与8098单片微机***相联接的主动式超声测速测距***、与8098单片微机***相联接的自动刹车执行***、与8098单片微机***相联接的数字显示电路、与8098单片微机***相联接的其它控制电路、与8098单片微机***相联接的EPROM模糊控制软件***以及DC/DC电源变换电路所组成。

主动式超声测速测距***由脉冲振荡电路→脉冲调制电路→功率放大电路→推挽输出电路→超声波探头→箝位隔离电路→前置放大电路→二阶有源滤波1→二阶有源滤波2→二阶有源滤波3→放大电路→整流隔离电路→噪音门槛比较电路所组成。

自动刹车执行***由相互并联的正转控制电路和反转控制电路及分别与正、反转控制电路联接的自动刹车执行机构电路所组成。

由于采用了上述技术方案，汽车安全行驶防撞模糊控制器的性能可靠、稳定性好、反应时间≤0.2秒，从而避免或降低汽车行驶时发生交通事故，保证了行车安全。

附图说明：

图1是汽车安全行驶防撞模糊控制器的硬件框图。

图2是汽车安全行驶防撞模糊控制器的结构框图。

图3是汽车安全行驶防撞模糊控制器的软件***框图。

下面结合附图说明对本发明进一步描述如下：

汽车安全行驶防撞模糊控制器的核心是8098单片微机***。8098单片微机***具有高性能多累加器结构，有A/D转换器（分辨率10位二进制），脉宽调制方式的D/A转换器;有同步/异步串行通讯接口;有适合高速处理开关量I/O的HSI和HSO等。

交通规则规定：“同向行驶的汽车，后车需根据天气、路况，与前车保持“必要的安全距离”，这个“必要的安全距离”就是一个“模糊概念”。我们依据模糊控制理论，以“必要的安全距离”为界线，对行驶中的汽车实施防撞控制。

汽车以某时速在公路上行驶，主动式超声测速测距***实时超声测定前车（或障碍物）与本车相对速度和距离，经汽车安全行驶防撞模糊控制器的模糊算法，模糊识别以及模糊判决等软件快速处理后，驱动自动刹车执行***自动完成相应的减速或制动。包括有“保持原速”、“点刹制动”、“减速制动”以及“紧急制动”等相应动作。“点刹制动”、“减速制动”及“紧急制动”的力量大小均视天气、路况、距离、速度等具体情况而定，采用无级变量过程，由汽车安全行驶防撞模糊控制器自动实施。

当本车与前车（或障碍物）的距离越过该时速的“必要的安全距离”时，本车将实施制动动作。前后两车突破安全距离越大，本车制动强度越大，反之越小。

制动完全模拟人，分三部分动作。当与前车距离逼近“必要的安全距离”时，实施“点刹制度”;当与前车距离等于“必要的安全距离”时，实施“减速制动”;当与前车距离严重小于“必要的安全距离”时，实施“紧急制动”。

各种减速和制动动作均由汽车安全行驶防撞模糊控制器来控制，不受司机因素的影响。

汽车安全行驶防撞模糊控制器将根据前后车的行驶速度（相对速度）、路况和两车距离，来快速调整后车的车速，使之与前车保持“必要的安全距离”。当两车距离小于“必要的安全距离”时，本车通过汽车安全行驶防撞模糊控制器自动控制，及时调节，直到两车距离大于或等于“必要的安全距离”时为止。这时，汽车安全行驶防撞模糊控制器不会限制加速。

在正常行车中，当汽车前方在交通规则所规定的“安全距离”极限外，突然显现障碍物信息，汽车安全行驶防撞模糊控制器也可以及时调节车速或实施“紧急制动”，避免或降低人为事故的发生。

汽车安全行驶防撞模糊控制器装在三峰牌面包车上运行后，均达到各项性能指标：

反应时间：≤0.2钞

振荡频率：12MHz

同步信号周期：131ms

超声信号频率：22.8KHz±0.1%

工作环境温度：-20℃-+40℃

相对湿度：小于90%

数字显示：10进制，其中实测距离显示2位;采取制动时的实测距离显示2位。DC/DC电源：+5V;±12V（均由汽车电瓶12V提供）

控制动作范围：“保持原速”-当与前车距离大于“必要的安全距离”时;

“点刹制动”-当与前车距离趋于接近“必要的安全距离”时;

“减速制动”-当与前车距离已经等于“必要的安全距离”时;

“紧急制动”-当与前车距离小于“必要的安全距离”时。

Claims

1、汽车安全行驶防撞模糊控制器，包括硬件和软件，其特征在于硬件结构由8098单片微机***、与8098单片微机***相联接的主动式超声测速测距***、与8098单片微机***相联接的自动刹车执行***、与8098单片微机***相联接的数字显示电路、与8098单片微机***相联接其它控制电路、与8098单片微机***相联接的EPROM模糊控制软件***以及DC/DC电源变换电路所组成。

2、根据权利要求1所述的汽车安全行驶防撞模糊控制器，其特征在于主动式超声测速测距***由脉冲振荡电路→脉冲调制电路→功率放大电路→推挽输出电路→超声波探头→箝位隔离电路→前置放大电路→二阶有源滤波1→二阶有源滤波2→二阶有源滤波3→放大电路→整流隔离电路→噪音门槛比较电路所组成。

3、根据权利要求1所述的汽车安全行驶防撞模糊控制器，其特征在于自动刹车执行***由相互并联的正转控制电路和反转控制电路及分别与正、反转控制电路联接的自动刹车执行机构电路所组成。