張岳　吳海

摘 要：作為重要的交通工具，汽車已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活不可或缺的一部分，汽車的安全性也引起了人們的重視。文章設(shè)計了一種汽車側(cè)方輔助安全系統(tǒng)，能夠防止車上人員下車時被撞以及后方車輛撞上突然開啟的車門，同時此裝置還能用于在轉(zhuǎn)向時提示后方相應(yīng)側(cè)是否有近距離的車輛。

關(guān)鍵詞：汽車側(cè)方輔助安全系統(tǒng)；設(shè)計；計算模型

引言

當(dāng)今社會，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車作為快捷便利的交通工具，已成為人們?nèi)粘Ｉ罟ぷ髦忻懿豢煞值囊徊糠?。同時，對于汽車安全性問題也逐漸成為人們關(guān)注的焦點。有關(guān)汽車安全性能的研究和新技術(shù)的應(yīng)用也一直受到廠商的重視，從最初的保險杠減振系統(tǒng)、乘客安全帶系統(tǒng)、安全氣囊到汽車碰撞試驗、車輪防抱制動系統(tǒng)（ABS）、驅(qū)動防滑系統(tǒng)（ASR），車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)（VSC），到無盲點、無視差安全后視鏡及兒童座椅系統(tǒng)的研究，這些都是出于車的安全性而設(shè)計的[1]。

然而，由于現(xiàn)代社會生活節(jié)奏越來越快，車上人員下車時由于匆忙，往往忘記查看車后疾馳而來的車輛，而后方車輛駕駛員又來不及對前方車輛人員的突然下車做出反應(yīng)，這造成了巨大的交通事故隱患。前方車輛下車人員可能被后方車輛撞傷，后方車輛又有可能因為撞到車門或者緊急避讓給車內(nèi)人員造成巨大傷害，特別是后方車輛為非機(jī)動車時，駕駛?cè)藛T所受的傷害更大。在這個情況下，傳統(tǒng)的被動安全技術(shù)難以保證車輛乘員的安全，我們應(yīng)使汽車能夠采取主動措施，避免在開車門時因為乘員的一時疏忽而造成意外。

1 汽車側(cè)方輔助安全系統(tǒng)設(shè)計

由于該作品是汽車安全相關(guān)系統(tǒng)，如果發(fā)生故障，可能造成嚴(yán)重交通事故甚至人員傷亡，因此對其可靠性要求比較高。在實際應(yīng)用中，該作品可以集成到車身控制系統(tǒng)（BCM）中，減少ECU間的通訊，提高系統(tǒng)的可靠性。另外，根據(jù)ISO 26262道路車輛功能安全標(biāo)準(zhǔn)的要求，實現(xiàn)本系統(tǒng)安全生命周期內(nèi)的功能安全管理是必要的。在硬件開發(fā)階段，采用硬件失效模型，通過硬件冗余設(shè)計實現(xiàn)硬件的安全目標(biāo)；在軟件設(shè)計階段，采用基于ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的V型開發(fā)模型和經(jīng)該標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證的軟件開發(fā)工具鏈，實現(xiàn)軟件的安全目標(biāo)；在系統(tǒng)集成和測試階段，采用潛在失效模式及后果分析（FMEA）方法，對系統(tǒng)的安全目標(biāo)進(jìn)行驗證。

汽車側(cè)方輔助安全系統(tǒng)整體設(shè)計由超聲波測距模塊，車速傳感器，控制模塊和執(zhí)行器等組成，控制模塊的ECU的車速信號可以通過CAN總線獲取，而BCM的車門開閉信號則通過LIN總線獲取。系統(tǒng)具體運作如下：

（1）控制模塊通過CAN總線獲得ECU中的車速信號，若汽車處于車速為零，控制模塊通過LIN總線獲取中控鎖鑰匙是否關(guān)閉，若已關(guān)閉，說明駕駛員已鎖上車門離開車輛，若開啟則超聲波測距模塊開始測量后方車輛距離，控制模塊通過一定時間間隔測出的兩次車距計算出后方車輛速度。一般城市內(nèi)車輛車速低于60Km/h，根據(jù)車速與剎車距離的關(guān)系，選傳感器最小監(jiān)測范圍為35m。

（2）是否鎖死車門和給予提示的判斷分為兩步：第一步， 控制模塊根據(jù)超聲波傳感器所測的車距并計算后方車輛車速； 第二步， 進(jìn)行安全/危險判定。首先通過對車速度及安全距離的分析建立數(shù)學(xué)模型，當(dāng)后方車輛車距小于安全距離時，執(zhí)行器將會鎖死車門，顯示鎖死功能開啟的LED燈亮。

（3）當(dāng)汽車在行駛中轉(zhuǎn)向打轉(zhuǎn)向燈時，ECU通過轉(zhuǎn)向燈信號獲

取汽車的轉(zhuǎn)向，然后開啟對應(yīng)側(cè)的測距傳感器，類似于泊車時的情形，當(dāng)后方車輛車距小于安全距離時，提示后方有車的蜂鳴器響。

2 汽車安全距離計算模型

車輛剎車制動距離受到包括車輛速度，道路情況，駕駛員反應(yīng)時間等各種因素的影響，不同情況下將有一個不同的剎車制動距離。因此本系統(tǒng)首先通過超聲波測距模塊測得后方車輛車速，ECU通過車速查表獲得保守的安全剎車距離，以提升防御系統(tǒng)適應(yīng)性。本系統(tǒng)安全剎車距離通過理論計算和經(jīng)驗數(shù)據(jù)求得。

2.1 模型建立條件

3 結(jié)束語

通過這次設(shè)計研究，文章提出了一種汽車側(cè)方輔助安全系統(tǒng)，它能夠在后方有車輛駛來并有可能與車門相撞時，及時給予車內(nèi)主動報警，以減少開車門疏忽而引起的交通事故。另外，此安全裝置還可以實現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)向時，打開相同側(cè)的傳感器，檢測車輛轉(zhuǎn)向方向后方有無來車；如果后方有來車，則給蜂鳴器和小燈輸出信號，提示駕駛員。此功能適用于遇到惡劣天氣而難以通過后視鏡看清后方是否有車輛時，避免了轉(zhuǎn)向時后方車輛沒有足夠時間閃避而造成交通事故。