[发明专利]一种高速公路追尾碰撞预警及防护系统及控制方法

权利要求书

1.一种高速公路追尾碰撞预警及防护系统，其特征在于，包括路面选择开关（1），激光测距仪（2），单片机（4），电磁继电器Ⅰ（8），电磁继电器Ⅱ（5），高位制动灯（7），主动安全头枕触发单元（6）；所述路面选择开关（1）安装在汽车仪表板上，并通过I/O口与单片机（4）直接相连，所述激光测距仪（2）安装在汽车后保险杠上，并通过单片机的外围设备通信接口与单片机（4）相连；汽车的速度信号线通过I/O接口或者串行接口与单片机直接相连；所述电磁继电器Ⅰ（8）的输入端通过I/O口与单片机（4）相连，输出端直接连接至高位制动灯（7），所述电磁继电器Ⅱ（5）的输入端通过I/O口与单片机（4）相连，输出端分别直接连接至高位制动灯（7）和主动安全头枕触发单元（6）。

2.根据权利要求1所述的追尾碰撞预警及防护系统，其特征在于，还包括自车速度传感器（3），所述自车速度传感器（3）通过I/O口与单片机（4）直接相连。

3.根据权利要求1或2所述的追尾碰撞预警及防护系统，其特征在于，所述高位制动灯（7）采用LED光源，安装在车辆尾部的上方。

4.一种实施权利要求2所述的高速公路追尾碰撞预警及防护系统的控制方法，其特征在于，具体步骤如下：

驾驶员通过路面选择开关（1）选择不同路面，如干燥、潮湿和冰雪三种开关的位置，主控制模块自动选择所对应的路面附着系数                                               ；

激光测距仪（2）采集后车相对于自车的距离信息，自车速度传感器（3）采集自车速度信息；

单片机（4）的主控制模块根据环境监测模块和路面选择开关传递过来的信息，依照预先设定好的程序，分别计算液压和气动两种制动形式下的实时临界安全车距S1和S2，判断S1、S2和实际车距S之间的关系；

当S＞S2时，为行车安全条件，单片机（4）执行单元无动作；当S1＜S≤S2时，为行车一般条件，单片机（4）仅通过电磁继电器Ⅰ的接通来控制高位制动灯的亮起；当S≤S1时，为行车不利条件，单片机（4）通过电磁继电器Ⅱ的接通来控制高位制动灯的亮起和主动安全头枕触发单元的启动；

根据权利要求4所述的高速公路追尾碰撞预警及防护系统的控制方法，其特征在于：所述实时临界安全车距S1和S2的计算如下：

式中，S1是基于后车为液压制动时程序测算的实时安全车距；S2是基于后车为气压制动时程序测算的实时安全车距；为自车的速度值，由自车速度传感器测得；为后车的速度，由相对速度和自车速度值求得，相对速度值可以根据激光测距仪测回的间断的距离值和单片机定时器设定的采集时间共同得到；是自车的最大制动减速度值，，g为重力加速度，为路面附着系数。

5.根据权利要求5所述的高速公路追尾碰撞预警及防护系统的控制方法，其特征在于：对应于干燥、潮湿和冰雪路面，的取值范围分别为：0.7—0.9、0.4—0.7和0.1—0.2。

6.根据权利要求5所述的高速公路追尾碰撞预警及防护系统的控制方法，其特征在于：在高速公路行车情况，对应于干燥、潮湿和冰雪路面，当80km/h时，控制程序自动将相对应的值设定为0.85、0.6和0.15，当≥80km/h时，程序将对应的值设定为0.7、0.45和0.1。