摘 要：本文提出了一種汽車轉(zhuǎn)彎時外后視鏡及轉(zhuǎn)向燈的自動控制裝置設(shè)計研究方向，解決了汽車變道或轉(zhuǎn)向時，無法重新調(diào)節(jié)外后視鏡，將會產(chǎn)生視角盲區(qū)，導(dǎo)致無法看清后面車況路況，此時，即使駕駛員忘記開啟轉(zhuǎn)向燈，本裝置也會自動開啟轉(zhuǎn)向側(cè)的轉(zhuǎn)向燈，避免與后面來車或行人發(fā)生碰撞，確保行車安全。

關(guān)鍵詞：汽車轉(zhuǎn)彎 外后視鏡 轉(zhuǎn)向燈 自動控制

1 背景技術(shù)

在日常行車過程中，駕駛員通過外后視鏡及時觀測后方車輛的情況，尤其是在汽車轉(zhuǎn)彎的時候，駕駛員需要通過后視鏡觀測后方車況，避免與后面來車或行人發(fā)生碰撞。但是，由于在汽車轉(zhuǎn)彎的時候，無法重新調(diào)節(jié)外后視鏡，將會產(chǎn)生視角盲區(qū)，導(dǎo)致無法看清后面車況路況，這時駕駛員需要回頭觀看后方情況，而無法及時觀測前方狀況，造成行車安全隱患。另外，轉(zhuǎn)向燈的作用是提醒邊上的行人和車輛，本車即將轉(zhuǎn)向，注意避讓，而部分駕駛員在轉(zhuǎn)彎的時候，總是忘記打開轉(zhuǎn)向燈，進一步加劇了轉(zhuǎn)向的危險系數(shù)。

為了避免這種危險情況，之前也有人做過類似的研究設(shè)計，例如 “基于轉(zhuǎn)向信號燈開關(guān)的外后視鏡自動轉(zhuǎn)動控制裝置與方法”（申請?zhí)枺?01010247558.1）的控制思路：當(dāng)駕駛員閉合某側(cè)的轉(zhuǎn)向燈信號開關(guān)，該側(cè)外后視鏡通過該信號開關(guān)獲得電源并轉(zhuǎn)過一定角度，消除轉(zhuǎn)向時的后視盲區(qū)，當(dāng)關(guān)閉轉(zhuǎn)向開關(guān)時，控制器發(fā)出指令，外后視鏡轉(zhuǎn)回到原來位置。該設(shè)計研究弊端是轉(zhuǎn)向的角度無法控制，而且當(dāng)危險報警燈點亮?xí)r，造成雙側(cè)后視鏡同時外傳，反而無法看清后方車況。

還有“汽車后視鏡的自動控制”（申請?zhí)枺篧O2006/076105）的控制思路：需要利用方向盤角度傳感器、車輛偏航角速度傳感器、車輛速度傳感器、全球定位系統(tǒng)接收器（GPS）以及地圖信息接收輸入信號，以確定車輛是否轉(zhuǎn)向。此設(shè)計研究控制系統(tǒng)復(fù)雜，成本過高，不易實現(xiàn)，而且在無法接收到GPS信號時，將無法實現(xiàn)功能。

所有有關(guān)外后視鏡自動轉(zhuǎn)向控制的設(shè)計研究中，沒有考慮到汽車停入車位時情況，也即是駕駛員在倒車入庫時，外后視鏡也會轉(zhuǎn)過一定角度，導(dǎo)致駕駛員無法看清車尾情況。

1.1 汽車外后視鏡

通常在汽車上使用的后視鏡，一般分為車內(nèi)后視鏡、車外后視鏡，特殊的還安裝有下后視鏡。三種后視鏡各自不同，車內(nèi)后視鏡安裝在前擋風(fēng)玻璃后方，主要提供給駕駛員車內(nèi)及汽車正后方的情況；車外后視鏡安裝在汽車A柱兩側(cè)，主要提供給駕駛員車外兩側(cè)后方的情況；下后視鏡主要提供給駕駛員車輛前下方的情況。安裝了汽車外后視鏡，無形中擴大了駕駛員觀察周圍環(huán)境的視野范圍。

1.2 汽車外后視鏡的用途

在正常駕駛車輛過程中，由于車身自身原因，會出現(xiàn)汽車車身左右側(cè)后方視鏡有視角盲點，為保證行車安全，避免安全事故的發(fā)生，因此要在在車身兩側(cè)設(shè)置左右兩邊外后視鏡，為車輛駕駛員提供車子兩旁與后方的實際情況。

超車或換道行駛時，通過內(nèi)外后視鏡（ 或側(cè)下視鏡） 向駕駛員提供左右兩側(cè)及后方的交通狀況信息；正常行駛時可以向駕駛員提供汽車周圍行人、車、各種障礙物及其交通情況的信息；當(dāng)汽車倒車時，通過內(nèi)外后視鏡，駕駛員可觀察到汽車后部、側(cè)面的障礙物及交通狀況[7]。

1.3 汽車外后視鏡的結(jié)構(gòu)

如圖1所示，汽車外后視鏡總成由2個可逆電動機、減速齒輪、蝸輪、螺旋樞軸、折疊機構(gòu)等組成[8]。

1.4 汽車外后視鏡的正確調(diào)整方法

1.4.1 調(diào)整左側(cè)后視鏡

先調(diào)整鏡片的上、下位置，使遠處地平線映象處于外后視鏡的中央1/2位置；然后再調(diào)整鏡片的左、右位置，令左側(cè)車身映象位于鏡片右側(cè)大約1/4位置，也就是車身的邊緣調(diào)到占據(jù)鏡面影像的1/4處。

1.4.2 調(diào)整右側(cè)后視鏡

同樣也是先調(diào)整上、下位置，使遠處地平線映象處于外后視鏡的中央2/3位置，主要是為了讓車輛駕駛員對右側(cè)后方掌握更多情況、能看到的范圍更廣；然后再調(diào)整鏡片的左、右位置，令左側(cè)車身映象位于鏡片右側(cè)大約1/4位置，也就是車身的邊緣調(diào)到占據(jù)鏡面影像的1/4處[9]。

1.5 汽車外后視鏡使用不當(dāng)?shù)奈：Α暯恰懊^(qū)”（死角）

在駕駛汽車的過程中，駕駛員存在視角盲區(qū)（死角），很多時候駕駛員在駕車并線、轉(zhuǎn)彎、掉頭時，駕駛員明明已經(jīng)掃一眼后視鏡覺得后面沒車可以變道的，豈料后方卻傳來了急促的喇叭聲，這就是我們所看不到的盲區(qū)車輛，由于視覺盲區(qū)，造成汽車刮擦和側(cè)撞，后視鏡盲區(qū)造成的交通事故約占總事故的30％左右。

1.6 汽車轉(zhuǎn)向燈

汽車轉(zhuǎn)向燈是機動車轉(zhuǎn)彎時表示行進方向的裝置。轉(zhuǎn)向燈的作用就是在起步、轉(zhuǎn)向、變道或靠邊泊車的時候出現(xiàn)明暗交替的信息，以提示本車的行駛方向，警示車前或車后的行人或車輛，做好避讓措施，防止事故的發(fā)生。

轉(zhuǎn)向燈可以有效避免發(fā)生車輛之間發(fā)生追尾碰撞，也可以提示行人注意小心避車。但是許多汽車駕駛員在汽車轉(zhuǎn)彎的時候，要么直接忘記開轉(zhuǎn)向燈，要不是在車輛已經(jīng)轉(zhuǎn)向或者超車時才開啟轉(zhuǎn)向燈，還有就是晚上路邊停車沒開轉(zhuǎn)向燈，這些情況都有可能造成交通事故的發(fā)生。

2 設(shè)計思路

針對現(xiàn)有市面上設(shè)計研究的不足，本文提出了一種汽車轉(zhuǎn)彎時外后視鏡及轉(zhuǎn)向燈的自動控制裝置設(shè)計研究方向，解決了汽車變道或轉(zhuǎn)向時，無法看清后面車況，此時，即使駕駛員忘記開啟轉(zhuǎn)向燈，本裝置也會自動開啟轉(zhuǎn)向側(cè)的轉(zhuǎn)向燈，控制簡單、性能可靠、不需要改變原車電路。

本設(shè)計研究的技術(shù)方案：提出了一種汽車轉(zhuǎn)彎時外后視鏡及轉(zhuǎn)向燈的自動控制裝置，該裝置在原車電氣設(shè)備的基礎(chǔ)上，增加了方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、單片機、單片機電源開關(guān)等[1]。

本設(shè)計研究的思路：

（1）當(dāng)汽車變道或轉(zhuǎn)彎時，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器將汽車向左或向右轉(zhuǎn)的信號送到單片機中，單片機接收到此信號時，將給該側(cè)的轉(zhuǎn)向燈閃爍控制器送出電源，確保在轉(zhuǎn)向時，轉(zhuǎn)向側(cè)的轉(zhuǎn)向燈工作，提醒周邊車輛和行人注意；當(dāng)方向盤回正時，單片機停止給轉(zhuǎn)向燈供電。

（2）方向盤轉(zhuǎn)角傳感器將方向盤轉(zhuǎn)過的角度送到單片機中，單片機接收到此信號后，將給該側(cè)的外后視鏡的左右轉(zhuǎn)向控制電路送出信號，讓該側(cè)的外后視鏡向外轉(zhuǎn)過一定角度，轉(zhuǎn)過的角度大小與方向盤轉(zhuǎn)過的角度相對應(yīng)，確保駕駛員能夠通過外后視鏡觀測到后面的車況[2]，消除轉(zhuǎn)向時的后視盲區(qū)；當(dāng)方向盤在回正過程中，該側(cè)的外后視鏡也向回轉(zhuǎn)動，當(dāng)方向盤回正時，該側(cè)的外后視鏡回到起始位置。

（3）當(dāng)汽車在倒車入庫，或者汽車在倒車時，駕駛員手動打開電源開關(guān)K，單片機失去電源，則本控制裝置不工作，確保汽車在倒車的時候能夠看清車尾狀況。

3 電路分析

下面對照圖2，通過對實施例的描述，本設(shè)計研究的具體實施方式如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進一步詳細的說明，便于對本技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。

本設(shè)計研究為了達到轉(zhuǎn)彎時外后視鏡及轉(zhuǎn)向燈自動控制的目的，在原有汽車部件的基礎(chǔ)上，增加了方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、單片機、單片機電源開關(guān)等。

方向盤轉(zhuǎn)角傳感器通過端口b、端口c和端口d，將汽車向左轉(zhuǎn)或向右轉(zhuǎn)的信號送到單片機中。

當(dāng)汽車向左轉(zhuǎn)向時，單片機收到此信號時，單片機通過端口g給左轉(zhuǎn)向燈送出信號，信號傳遞路線：單片機端口g→閃爍控制器→左轉(zhuǎn)向燈→搭鐵，左側(cè)轉(zhuǎn)向燈閃爍（即使駕駛員忘記閉合左轉(zhuǎn)向燈開關(guān)K1，左側(cè)轉(zhuǎn)向燈也會工作）；單片機通過端口m1和端口m2給左外后視鏡的左右驅(qū)動電路送出信號，信號傳遞路線：單片機端口m1→左右驅(qū)動電路（左外后視鏡）→單片機端口m2，左外后視鏡向外轉(zhuǎn)過一定的角度（后視鏡轉(zhuǎn)角與方向盤轉(zhuǎn)角相對應(yīng)），消除后視盲區(qū)；當(dāng)方向盤在回正時，則左外后視鏡向回轉(zhuǎn)，信號傳遞路線：單片機端口m2→左右驅(qū)動電路（左外后視鏡）→單片機端口m1，當(dāng)方向盤完全回正時，則左外后視鏡轉(zhuǎn)回起始位置[3]。

當(dāng)汽車向右轉(zhuǎn)向時，單片機收到此信號時，單片機通過端口h給右轉(zhuǎn)向燈送出信號，信號傳遞路線：單片機端口h→閃爍控制器→右轉(zhuǎn)向燈→搭鐵，右側(cè)轉(zhuǎn)向燈閃爍（即使駕駛員忘記閉合右轉(zhuǎn)向燈開關(guān)K2，右側(cè)轉(zhuǎn)向燈也會工作）；單片機通過端口n1和端口n2給右外后視鏡的左右驅(qū)動電路送出信號，信號傳遞路線：單片機端口n1→左右驅(qū)動電路（右外后視鏡）→單片機端口n2，右外后視鏡向外轉(zhuǎn)過一定的角度（后視鏡轉(zhuǎn)角與方向盤轉(zhuǎn)角相對應(yīng)），消除后視盲區(qū)；當(dāng)方向盤在回正時，則右外后視鏡向回轉(zhuǎn)，信號傳遞路線：單片機端口n2→左右驅(qū)動電路（右外后視鏡）→單片機端口n1，當(dāng)方向盤完全回正時，則左外后視鏡轉(zhuǎn)回到起始位置[4]。

當(dāng)駕駛員在倒車入庫，或者倒車時，如果外后視鏡自動轉(zhuǎn)向時，將會影響到駕駛員無法看清車尾情況，影響倒車，故此時，駕駛員可以斷開單片機電源開關(guān)K，單片機失去電源，左外或右外后視鏡失去自動轉(zhuǎn)向的電源，不再自動轉(zhuǎn)向，確保倒車安全，同時，轉(zhuǎn)向燈自動控制也將不再工作。

4 結(jié)論

本設(shè)計研究的有益效果為：

（1）駕駛員在轉(zhuǎn)向或變道時，如果忘記打開轉(zhuǎn)向燈，本裝置可以自動打開轉(zhuǎn)向燈。

（2）通過方向盤轉(zhuǎn)過的角度，控制該側(cè)的外后視鏡向外轉(zhuǎn)過一定的角度，當(dāng)方向盤在回正過程中，外后視鏡向回轉(zhuǎn)動，消除后視盲區(qū)。

（3）在倒車時，可以手動斷開單片機的電源，讓本裝置不工作，以免影響到駕駛員倒車。

（4）本設(shè)計研究不改變汽車ECU程序，也不改變原車電路，只增加了方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、單片機等部件，具有設(shè)計簡單、實施方便、性能可靠等特點。

參考文獻：

[1]? 王愛國，李源等. 一種汽車轉(zhuǎn)彎時外后視鏡及轉(zhuǎn)向燈的自動控制裝置[P].中國. 2016 2 0207476.7

[2]王積偉.控制理論與控制工程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011：157-166.

[3]張義和.電路設(shè)計全攻略：電路板設(shè)計[M].北京：科學(xué)技術(shù)出版社，2013：96-103.

[4]付百學(xué).汽車電子控制技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.

[5]汽車后視鏡：汽車上擴大用于駕駛者的視野范圍的部件https：//baike.baidu.com/item/%E6%B1%BD%E8%BD%A6%E5%90%8E%E8%A7%86%E9%95%9C/10162783？fr=ge_ala．

[6]馮丹.汽車轉(zhuǎn)向燈故障報警電路設(shè)計[J].車輛與動力工程.2017.10：133-134.

[7]盧秉杰，白原新，于開國.汽車后視鏡后視野要求及測試方法探討[J].汽車技術(shù).1997.5：15-22.

[8]吳基安.董素榮.汽車電動后視鏡的結(jié)構(gòu)與控制[J].汽車電器.2002.3：23-25

[9]周毅.用好后視鏡——汽車的“第二只眼睛”[J].駕駛園，2011（11）：72-73.