汽车侧方辅助安全系统设计

张岳　吴海

摘 要：作为重要的交通工具，汽车已经成为人们日常生产生活不可或缺的一部分，汽车的安全性也引起了人们的重视。文章设计了一种汽车侧方辅助安全系统，能够防止车上人员下车时被撞以及后方车辆撞上突然开启的车门，同时此装置还能用于在转向时提示后方相应侧是否有近距离的车辆。

关键词：汽车侧方辅助安全系统；设计；计算模型

引言

当今社会，随着经济的发展，汽车作为快捷便利的交通工具，已成为人们日常生活工作中密不可分的一部分。同时，对于汽车安全性问题也逐渐成为人们关注的焦点。有关汽车安全性能的研究和新技术的应用也一直受到厂商的重视，从最初的保险杠减振系统、乘客安全带系统、安全气囊到汽车碰撞试验、车轮防抱制动系统（ABS）、驱动防滑系统（ASR），车辆稳定控制系统（VSC），到无盲点、无视差安全后视镜及儿童座椅系统的研究，这些都是出于车的安全性而设计的[1]。

然而，由于现代社会生活节奏越来越快，车上人员下车时由于匆忙，往往忘记查看车后疾驰而来的车辆，而后方车辆驾驶员又来不及对前方车辆人员的突然下车做出反应，这造成了巨大的交通事故隐患。前方车辆下车人员可能被后方车辆撞伤，后方车辆又有可能因为撞到车门或者紧急避让给车内人员造成巨大伤害，特别是后方车辆为非机动车时，驾驶人员所受的伤害更大。在这个情况下，传统的被动安全技术难以保证车辆乘员的安全，我们应使汽车能够采取主动措施，避免在开车门时因为乘员的一时疏忽而造成意外。

1 汽车侧方辅助安全系统设计

由于该作品是汽车安全相关系统，如果发生故障，可能造成严重交通事故甚至人员伤亡，因此对其可靠性要求比较高。在实际应用中，该作品可以集成到车身控制系统（BCM）中，减少ECU间的通讯，提高系统的可靠性。另外，根据ISO 26262道路车辆功能安全标准的要求，实现本系统安全生命周期内的功能安全管理是必要的。在硬件开发阶段，采用硬件失效模型，通过硬件冗余设计实现硬件的安全目标；在软件设计阶段，采用基于ISO 26262标准的V型开发模型和经该标准认证的软件开发工具链，实现软件的安全目标；在系统集成和测试阶段，采用潜在失效模式及后果分析（FMEA）方法，对系统的安全目标进行验证。

汽车侧方辅助安全系统整体设计由超声波测距模块，车速传感器，控制模块和执行器等组成，控制模块的ECU的车速信号可以通过CAN总线获取，而BCM的车门开闭信号则通过LIN总线获取。系统具体运作如下：

（1）控制模块通过CAN总线获得ECU中的车速信号，若汽车处于车速为零，控制模块通过LIN总线获取中控锁钥匙是否关闭，若已关闭，说明驾驶员已锁上车门离开车辆，若开启则超声波测距模块开始测量后方车辆距离，控制模块通过一定时间间隔测出的两次车距计算出后方车辆速度。一般城市内车辆车速低于60Km/h，根据车速与刹车距离的关系，选传感器最小监测范围为35m。

（2）是否锁死车门和给予提示的判断分为两步：第一步， 控制模块根据超声波传感器所测的车距并计算后方车辆车速； 第二步， 进行安全/危险判定。首先通过对车速度及安全距离的分析建立数学模型，当后方车辆车距小于安全距离时，执行器将会锁死车门，显示锁死功能开启的LED灯亮。

（3）当汽车在行驶中转向打转向灯时，ECU通过转向灯信号获

取汽车的转向，然后开启对应侧的测距传感器，类似于泊车时的情形，当后方车辆车距小于安全距离时，提示后方有車的蜂鸣器响。

2 汽车安全距离计算模型

车辆刹车制动距离受到包括车辆速度，道路情况，驾驶员反应时间等各种因素的影响，不同情况下将有一个不同的刹车制动距离。因此本系统首先通过超声波测距模块测得后方车辆车速，ECU通过车速查表获得保守的安全刹车距离，以提升防御系统适应性。本系统安全刹车距离通过理论计算和经验数据求得。

2.1 模型建立条件

3 结束语

通过这次设计研究，文章提出了一种汽车侧方辅助安全系统，它能够在后方有车辆驶来并有可能与车门相撞时，及时给予车内主动报警，以减少开车门疏忽而引起的交通事故。另外，此安全装置还可以实现车辆转向时，打开相同侧的传感器，检测车辆转向方向后方有无来车；如果后方有来车，则给蜂鸣器和小灯输出信号，提示驾驶员。此功能适用于遇到恶劣天气而难以通过后视镜看清后方是否有车辆时，避免了转向时后方车辆没有足够时间闪避而造成交通事故。