车载酒精测量系统研究

孙自文、刘振华、伊建玉

（西安汽车科技职业学院 710038)

1 车载酒精测量系统的构成及工作原理

车载酒精测量系统是由酒精传感器、电源、数据处理系统和数据发射系统等构成的。该系统工作原理是，酒精传感器将测量数据传给电脑，电脑根据数据判断驾驶员是否存在酒驾行为，若存在酒驾，电脑会存储相关数据，发出警报并禁止车辆起动。

2 酒精传感器的安装位置

2.1 酒精传感器的安装位置

车辆属于交通工具，乘员比较复杂，如何准确判断驾驶员是否存在酒驾行为显得尤为重要。该系统对酒精测量采用动静相结合的方式进行，实时检测驾驶员是否存在饮酒行为以及车内酒精浓度分布情况。动态传感器安装于驾驶员侧的车顶部，是一个可调整角度的酒精传感器，驾驶员可以根据自己所坐的位置适时调整传感器的角度，可以在车辆起动前进行酒精测量，该传感器是吹气式酒精测量传感器。

静态传感器安装于驾驶员侧B柱靠上端、方向盘中间（避开安全气囊）、前排乘客侧车顶，前排乘客侧B柱靠上端及后排乘客车顶左、中、右等位置。酒精传感器多点布局可以精准测量每个位置的酒精浓度，进而精确判断驾驶员是否存在饮酒行为。驾驶员侧和前排乘客侧B柱酒精传感器及车顶酒精传感器的布线方式可以选择导槽分线铺设，可以使多点线路规整划一，利于线路铺设及后期检修[1]。

2.2 酒精传感器对应线束的具体线路设计与布局

线束从电脑传输至驾驶员侧熔丝盒，线束从熔丝盒出来之后沿驾驶员侧A柱一直延伸到上端部分，分出一个线束（分线1）沿车顶内饰板的导槽到达驾驶员左上方，分线1与驾驶员侧的动态传感器底座相连。线束沿驾驶员侧门框车架内的导槽到驾驶员侧的B柱，再分出三个线束（分线2、分线3和分线4），分线2沿导槽顺着驾驶员侧B柱向下稍微移动一点，就可以与驾驶员侧B柱的酒精传感器底座相连接；分线3沿着位于车顶内饰里的导槽引至前排乘客侧座椅正中央的车顶处，与前排乘客侧车顶处的酒精传感器底座相连接；分线4沿着位于车顶的导槽引至前排乘客侧B柱上端区域，在该处与B柱酒精传感器底座相连接。

总线束顺着位于左后门框上方车架内的导槽继续引至左后门上方，然后沿着弧形导槽引至到后排乘客座椅处，在左后座椅正上方的车顶处引出分线5，与左后乘客酒精传感器底座相连接；线束沿导槽至后排中间座椅正上方的车顶处引出分线6，与后排中间乘客酒精传感器底座相连接；线束沿导槽至右后座椅正上方处的车顶处引出分线7，与右后乘客酒精传感器底座相连接。

如果驾驶车辆为7座，需要从酒精测量系统的电脑端引出9根线，除前面描述的7根线之外，还需要引出分线8和分线9，分别引至最后一排座椅上方车顶处所安装的酒精传感器底座。另外，方向盘上也有酒精传感器，该传感器安装于方向盘中间支架，可以有效避开驾驶员双手，避免在操控方向盘时堵塞酒驾传感器，也可避开方向盘中间的安全气囊，不影响安全气囊的正常使用。该线束为分线10，与其他线束一起沿方向盘柱引线，并在合适位置引出分线10连接酒驾传感器。

3 酒精传感器对应线束的设计及注意事项

线束的设计需要满足4个基本条件：一是线束需设计屏蔽线，避免外部信号的干扰；二是尽量减少信号衰减，导线的长短会影响信号准确度，线束在传输信号时会存在不同程度的衰减；三是线束铺设的安全问题，车内空间较小，而车顶内饰是吸音材质，易燃，随着车辆使用年限的延长，线束会存在老化现象，同时，环境温度不断升高，车辆大部分时间是直接暴晒在太阳光下，车顶温度会比较高，高温会加速线束老化，线束导槽的原材料应耐高温、隔热、绝缘和抗氧化，利于保护导槽内的线束，延长线束寿命；四是后期线束的检修，车内线束在没有外力作用下是不会损坏的，但是线束老化是自然现象，不可避免，为方便技师后期检修与更换线束，导槽的设计需要合理，导槽内应留出足够空间，利于铺设线束。

无论选择什么样的布线设计，导槽的设计必不可少。导槽的作用是引导线束，且对传感器线束起到保护作用。线束位于导槽内，后期可能存在更换线束的可能，所以认真设计导槽既可以减小工作量也能降低维修成本。

4 酒精传感器对应线束导槽的设计

4.1 酒精传感器线束导槽原材料的选择

车内顶棚内面有吸音材质装饰，即美观又可以有效吸收各种噪声，导槽的基本作用是引线，所以导槽的设计既要简单、便于安装与维修，又要能够耐高温、隔热、绝缘和抗氧化，因此材质可以选择塑料材质。塑料具有很强的可塑性，可根据不同车型设计出不同的形状，便于实际安装与铺设。塑料原材料价格低廉，可以有效降低原材料成本。有些塑料材质具有很强的耐高温、隔热、绝缘及抗氧化等特征，符合导槽选择的基本标准。

4.2 酒精传感器对应线束导槽的外形设计

因车内酒精传感器比较多，导槽沿途路径比较远，而且在中间位置还有分线束引出，所以导槽的设计必须便于安装及后期检修。为减少后期维修成本，可以将导槽设计成底座固定安装，卡盖多段组合的设计形式。在卡盖与底座卡接位置及相邻卡盖连接处设计有卡扣，卡盖与底座、相邻卡盖间对齐卡住后，导槽内部就形成了一个整体，使线束在导槽内不存在卡滞现象，卡盖的段数可以根据车型具体设计。

底座的固定安装在设计车架时就把底座卡扣设计进去，便于后期组装时直接将底座通过卡扣卡在车架相应位置，并且利于走线及安装卡盖。如果导槽选择金属材质，则可以在设计或生产车架时直接生成导槽底座，后期工作更简单，不过金属材质导热性太强，不利于保护导槽内的线束。底座及卡盖在弯道处设计成弯道设计，避免线束拐死弯，利于后期检修与不拆内饰或少拆内饰进行线束更换[2]。

5 酒精传感器底座及传感器的外形设计

酒精传感器在车内数量较多，分布范围较广，而且车内空间有限，车内成员构成也比较复杂。所以酒精传感器的外形设计必须简单大方，如果传感器损坏要便于技师检修及更换。酒精传感器用于测量车内酒精浓度，对信号精准度的要求也比较高。

结合以上因素，酒精传感器底座与线束间选择插接器连接方式较为合适，尽量减少底座面积，避免空间浪费，而且底座最好可以直接固定在导槽上面。传感器底座设计成圆形，内部通过插接器与酒精传感器线束连接，外漏部分设计成圆柱插孔。酒精传感器背面设计为圆柱形插头，与酒精传感器底座圆孔插头紧密连接，减少信号在插接器处的衰减。酒精传感器外部设计成片状纽扣状，且传感器表面的花纹与颜色可以与内饰保持一致。如此设计既可以随时测量车内酒精浓度，又不失内饰美感。

6 驾驶员侧动态酒精传感器的设计与安装

该酒精传感器主要是用于驾驶员在起动车辆前，通过语音提示自行进行吹气检测，看是否存在酒驾行为。因驾驶员体型各不相同，座椅调整位置也不同，所以酒精传感器与底座连接部分设计成可旋转式，方便驾驶员面对酒精传感器进行吹气式测量。酒精传感器与底座连接部件设计成螺旋波纹结构，波纹构件与底座连接为一体。波纹构件内部的线束设计成圆头插接器与酒精传感器底座通过插接方式进行连接，减小信号衰减。线束的另一端也可设计成圆头插接器与吹气式酒精传感器连接，且传感器与螺旋波纹构件通过螺纹进行固定。

驾驶员起动车辆前，需根据语音提示，通过扭动或旋转螺纹波纹管，将吹气式酒精传感器拉至自己面前，波纹管内部线束较松，波纹管的扭转不会损坏内部线束。测试时需要驾驶员面对传感器进行三次吹气，目的是提高酒精测量准确度。在驾驶员面前上方车顶设计有卡扣，当吹气测试结束后可将波纹管卡至卡扣处，避免传感器来回抖动。卡住后也可在车辆起动后对驾驶员呼出的气体进行测量，有效防止驾驶员驾驶车辆过程中存在饮酒行为。为避免驾驶员作弊，在进行吹气测量时会有视频监控系统时时监控驾驶员，确保检测真实有效[3]。

7 结束语

车载酒精测量系统通过对驾驶员起动车辆前及起动车辆后进行时时酒精浓度测量，配合视频监控系统及车内其他乘员酒精传感器传送的数据综合分析，精准判断驾驶员是否存在酒驾。若驾驶员存在酒驾，相关数据即被存储，该数据不可删除与修改，同时，酒驾报警系统通过无线信号传输系统将酒驾信息传送至警方，全方位禁止驾驶员酒驾，确保行车安全。