專利名稱：汽車安全行駛防撞模糊控制器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及汽車安全行駛防撞技術領域，適用于液壓制動的轎車，面包車。
七十年代以來，全世界每年死于交通事故的人數高達40-60萬人。而相應經濟上的損失更為慘重。僅美國1987年損失近200億美元，1990年損失將近350億美元。在交通事故中，89%是機動車肇事，其中汽車肇事占80%。據交通管理部門反映，肇事的最主要原因是司機開快車。當司機在駕車快速行駛中，前方突然出現緊急剎車或行人突然倒于車前等危及安全的情況時，往往會導致交通事故。這主要是與司機在關鍵時刻的心理素質有關，另一方面是由于司機在緊急時刻頭腦來不及反應采取緊急剎車措施。據有關部門統(tǒng)計，司機在反應、判斷、操作過程中，由于察覺晚反應慢而造成交通事故占59.6%，由于判斷錯誤而造成交通事故占34.8%，錯誤駕駛而造成交通事故占4.8%。上述合計造成交通事故占99.2%。由此可以看出，司機反應不及時是造成交通事故的主要原因。
目前，世界各國為減少交通事故，降低車禍損失，人們正在從事汽車行駛防撞技術的研究和開發(fā)產品的工作。據日本和美國有關報導，《主動式雷達測距汽車用防撞系統(tǒng)》、《主動式激光測距汽車用防撞系統(tǒng)》正在進行研制過程中。迄今為止，世界上還沒有更好的汽車行駛防撞技術。
本發(fā)明的目的是為了避免或降低汽車行駛時發(fā)生交通事故，保證行車安全而設計性能可靠、穩(wěn)定性好、反應速度快的汽車安全行駛防撞模糊控制器。
為了實現上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案。
汽車安全行駛防撞模糊控制器，包括硬件和軟件，其特征在于硬件結構由8098單片微機系統(tǒng)、與8098單片微機系統(tǒng)相聯接的主動式超聲測速測距系統(tǒng)、與8098單片微機系統(tǒng)相聯接的自動剎車執(zhí)行系統(tǒng)、與8098單片微機系統(tǒng)相聯接的數字顯示電路、與8098單片微機系統(tǒng)相聯接的其它控制電路、與8098單片微機系統(tǒng)相聯接的EPROM模糊控制軟件系統(tǒng)以及DC/DC電源變換電路所組成。
主動式超聲測速測距系統(tǒng)由脈沖振蕩電路→脈沖調制電路→功率放大電路→推挽輸出電路→超聲波探頭→箝位隔離電路→前置放大電路→二階有源濾波1→二階有源濾波2→二階有源濾波3→放大電路→整流隔離電路→噪音門檻比較電路所組成。
自動剎車執(zhí)行系統(tǒng)由相互并聯的正轉控制電路和反轉控制電路及分別與正、反轉控制電路聯接的自動剎車執(zhí)行機構電路所組成。
由于采用了上述技術方案，汽車安全行駛防撞模糊控制器的性能可靠、穩(wěn)定性好、反應時間≤0.2秒，從而避免或降低汽車行駛時發(fā)生交通事故，保證了行車安全。


圖1是汽車安全行駛防撞模糊控制器的硬件框圖。
圖2是汽車安全行駛防撞模糊控制器的結構框圖。
圖3是汽車安全行駛防撞模糊控制器的軟件系統(tǒng)框圖。
下面結合

對本發(fā)明進一步描述如下汽車安全行駛防撞模糊控制器的核心是8098單片微機系統(tǒng)。8098單片微機系統(tǒng)具有高性能多累加器結構，有A/D轉換器(分辨率10位二進制)，脈寬調制方式的D/A轉換器;有同步/異步串行通訊接口;有適合高速處理開關量I/O的HSI和HSO等。
交通規(guī)則規(guī)定“同向行駛的汽車，后車需根據天氣、路況，與前車保持“必要的安全距離”，這個“必要的安全距離”就是一個“模糊概念”。我們依據模糊控制理論，以“必要的安全距離”為界線，對行駛中的汽車實施防撞控制。
汽車以某時速在公路上行駛，主動式超聲測速測距系統(tǒng)實時超聲測定前車(或障礙物)與本車相對速度和距離，經汽車安全行駛防撞模糊控制器的模糊算法，模糊識別以及模糊判決等軟件快速處理后，驅動自動剎車執(zhí)行系統(tǒng)自動完成相應的減速或制動。包括有“保持原速”、“點剎制動”、“減速制動”以及“緊急制動”等相應動作?！包c剎制動”、“減速制動”及“緊急制動”的力量大小均視天氣、路況、距離、速度等具體情況而定，采用無級變量過程，由汽車安全行駛防撞模糊控制器自動實施。
當本車與前車(或障礙物)的距離越過該時速的“必要的安全距離”時，本車將實施制動動作。前后兩車突破安全距離越大，本車制動強度越大，反之越小。
制動完全模擬人，分三部分動作。當與前車距離逼近“必要的安全距離”時，實施“點剎制度”;當與前車距離等于“必要的安全距離”時，實施“減速制動”;當與前車距離嚴重小于“必要的安全距離”時，實施“緊急制動”。
各種減速和制動動作均由汽車安全行駛防撞模糊控制器來控制，不受司機因素的影響。
汽車安全行駛防撞模糊控制器將根據前后車的行駛速度(相對速度)、路況和兩車距離，來快速調整后車的車速，使之與前車保持“必要的安全距離”。當兩車距離小于“必要的安全距離”時，本車通過汽車安全行駛防撞模糊控制器自動控制，及時調節(jié)，直到兩車距離大于或等于“必要的安全距離”時為止。這時，汽車安全行駛防撞模糊控制器不會限制加速。
在正常行車中，當汽車前方在交通規(guī)則所規(guī)定的“安全距離”極限外，突然顯現障礙物信息，汽車安全行駛防撞模糊控制器也可以及時調節(jié)車速或實施“緊急制動”，避免或降低人為事故的發(fā)生。
汽車安全行駛防撞模糊控制器裝在三峰牌面包車上運行后，均達到各項性能指標反應時間≤0.2鈔振蕩頻率12MHz同步信號周期131ms超聲信號頻率22.8KHz±0.1%工作環(huán)境溫度-20℃-+40℃相對濕度小于90%數字顯示10進制，其中實測距離顯示2位;采取制動時的實測距離顯示2位。DC/DC電源+5V;±12V(均由汽車電瓶12V提供)控制動作范圍“保持原速”-當與前車距離大于“必要的安全距離”時;
“點剎制動”-當與前車距離趨于接近“必要的安全距離”時;
“減速制動”-當與前車距離已經等于“必要的安全距離”時;
“緊急制動”-當與前車距離小于“必要的安全距離”時。
權利要求
1.汽車安全行駛防撞模糊控制器，包括硬件和軟件，其特征在于硬件結構由8098單片微機系統(tǒng)、與8098單片微機系統(tǒng)相聯接的主動式超聲測速測距系統(tǒng)、與8098單片微機系統(tǒng)相聯接的自動剎車執(zhí)行系統(tǒng)、與8098單片微機系統(tǒng)相聯接的數字顯示電路、與8098單片微機系統(tǒng)相聯接其它控制電路、與8098單片微機系統(tǒng)相聯接的EPROM模糊控制軟件系統(tǒng)以及DC/DC電源變換電路所組成。
2.根據權利要求1所述的汽車安全行駛防撞模糊控制器，其特征在于主動式超聲測速測距系統(tǒng)由脈沖振蕩電路→脈沖調制電路→功率放大電路→推挽輸出電路→超聲波探頭→箝位隔離電路→前置放大電路→二階有源濾波1→二階有源濾波2→二階有源濾波3→放大電路→整流隔離電路→噪音門檻比較電路所組成。
3.根據權利要求1所述的汽車安全行駛防撞模糊控制器，其特征在于自動剎車執(zhí)行系統(tǒng)由相互并聯的正轉控制電路和反轉控制電路及分別與正、反轉控制電路聯接的自動剎車執(zhí)行機構電路所組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及汽車安全行駛防撞技術領域，適用于液壓制動的轎車、面包車。汽車安全行駛防撞模糊控制器，包括硬件和軟件，其特征在于硬件結構由8098單片微機系統(tǒng)、主動式超聲測速測距系統(tǒng)，自動剎車執(zhí)行系統(tǒng)、數字顯示電路、其它控制電路、EPROM模糊控制軟件系統(tǒng)以及DC/DC電源變換電路所組成。性能可靠、穩(wěn)定性好、反應時間≤0.2秒，從而避免或降低汽車行駛時發(fā)生交通事故，保證了行車安全。
文檔編號G05B24/02GK1070879SQ9211325
公開日1993年4月14日 申請日期1992年11月26日 優(yōu)先權日1992年11月26日
發(fā)明者田成方, 邰克政, 李宇成, 李溯, 劉高軍, 王學慧, 王纓, 李晉宏, 胡玉祥 申請人:北方工業(yè)大學