专利名称：汽车安全行驶防撞模糊控制器的制作方法
技术领域：
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系统》、《主动式激光测距汽车用防撞系统》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单片微机系统、与8098单片微机系统相联接的主动式超声测速测距系统、与8098单片微机系统相联接的自动刹车执行系统、与8098单片微机系统相联接的数字显示电路、与8098单片微机系统相联接的其它控制电路、与8098单片微机系统相联接的EPROM模糊控制软件系统以及DC/DC电源变换电路所组成。
主动式超声测速测距系统由脉冲振荡电路→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。
自动刹车执行系统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。
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系统框图。
下面结合
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单片微机系统。8098单片微机系统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系统实时超声测定前车(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，驱动自动刹车执行系统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。
权利要求
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单片微机系统、与8098单片微机系统相联接的主动式超声测速测距系统、与8098单片微机系统相联接的自动刹车执行系统、与8098单片微机系统相联接的数字显示电路、与8098单片微机系统相联接其它控制电路、与8098单片微机系统相联接的EPROM模糊控制软件系统以及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系统由脉冲振荡电路→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系统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。
全文摘要
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单片微机系统、主动式超声测速测距系统，自动刹车执行系统、数字显示电路、其它控制电路、EPROM模糊控制软件系统以及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。
文档编号G05B24/02GK1070879SQ9211325
公开日1993年4月14日 申请日期1992年11月26日 优先权日1992年11月26日
发明者田成方, 邰克政, 李宇成, 李溯, 刘高军, 王学慧, 王缨, 李晋宏, 胡玉祥 申请人:北方工业大学