防醉驾汽车控制电路设计*

崔志华，孟庆春

(1.河南机电高等专科学校 ，河南 新乡 453000;2.河南新飞电器有限公司，河南 新乡 453002)

随着汽车使用人数的增加，醉酒驾车导致的交通事故发生率呈逐年递增趋势。如果追究醉酒驾车导致事故的原因，不难发现，当驾驶员喝醉酒以后，驾驶员的思维判断能力及遇到突发状况的紧急反应能力较清醒的时候下降很多，这是醉驾导致交通事故发生率增加的根本原因。交通事故发生率的增加，不仅会造成人员的严重伤亡，甚至导致社会资源浪费(包括警力、物力和财力等)，长此以往，将会给社会带来不良的影响。为了避免这种现象的发生，交警方面积极采取措施来避免醉酒驾车，这些措施主要包括逢年过节加大检查力度、道路标示宣传醉酒驾车的危害性等。不可否认，这些措施在一定程度上，起到了很好的警示作用，但是在监管力度松懈的情况下，仍然会有某些驾驶员抱着侥幸的心理，实施醉酒驾车的行为，当事故发生时，后悔晚矣。

综上所述，交警方面做出的努力，只是监督和提醒作用，并不能完全预防酒驾。要从根源上杜绝酒驾，除了驾驶员深化喝酒不开车的思想之外，汽车生产厂家在设计汽车时，应对汽车的电路进行设计，使其具有防酒驾的功能，即使驾驶员喝醉了酒，也不必担心发生交通事故。本文将按照此思路，对汽车的启动电路进行重新设计，从而在根源上避免驾驶员醉酒时启动汽车。

1 设计理念

当驾驶员喝醉酒以后，从口腔呼出的气体中含有大量的酒精分子，通过酒精传感器或酒精检测仪检测空气中酒精分子的含量，如果超过传感器设定的阈值，即通过报警的方式，以提醒驾驶员或者切断启动机电路，即使点火开关接通，启动电路仍然断开，无法构成回路，启动机不能运转，发动机不能启动，也就无法开动车辆。

2 方案提出

按照上述设计理念，防酒驾启动机控制电路设计方案有两种形式:一种是直接控制式;另一种是间接控制式。

2.1 直接控制式

直接控制式原理如图1所示，该电路包括酒精控制继电器、酒精检测电路、启动机、功率晶体管及报警器等。酒精检测电路由酒精检测传感器、信号整形及放大电路组成，其作用主要是对驾驶员呼出的气体进行检测，并将检测信号转换为电压信号输出，经整形及放大电路放大后控制晶体管是否导通。

酒精控制继电器是双触点继电器，1端子为常闭触点，2端子为常开触点。当线圈通电时，触点1断开，触点2闭合，切断启动机电路。

报警器的作用是当继电器线圈通电时，使报警器工作，发出刺耳的声音以提醒驾驶员。

直接控制式工作原理:当酒精传感器检测到驾驶员呼出气体中，酒精分子含量超标，通过整形、滤波及放大后输出控制脉冲，使功率晶体管导通。电流方向:蓄电池“+”－酒精控制继电器线圈—功率晶体管—报警器—蓄电池“－”构成回路，报警器发出刺耳声音。同时，酒精控制继电器线圈通电，使触点1断开，触点2结合。触点1断开，使得即使驾驶员接通点火开关，启动机依然无法构成回路，启动机无法运转，发动机不能启动。

图1 防酒驾启动机控制电路设计—直接控制式

2.2 间接控制式

如图2所示。间接控制式主要用于电喷发动机系统，它包括酒精控制继电器、酒精传感器和发动机ECU及其他传感器等。电喷发动机在工作时主要根据空气流量计、节气门位置传感器、水温传感器及发动机转速传感器来计算喷油量，从而控制喷油器喷油的。目前，大部分车辆启动时，启动机的控制电路主要受启动继电器控制，而不受发动机ECU控制。间接控制式的设计理念是将启动机的控制电路改为由发动机ECU来进行控制。

间接控制式工作原理:当驾驶员无喝酒开车时，发动机ECU根据传感器信息及点火开关信号，控制酒精控制继电器线圈搭铁，使线圈通电，启动机启动，使发动机正常运转。

一旦酒精传感器检测到驾驶员呼出气体中，酒精分子含量超标，将电压信号输送给发动机ECU，发动机ECU进行分析、运算及处理之后，使酒精继电器线圈断电，开关断开，启动机无法启动，即使点火开关接通，也不起作用。

间接控制式需要注意以下两个问题:

①需要对酒精传感器进行标定，确定合适的阈值;

②需要对软件程序进行改进，适合特定的车型。

图2 防酒驾启动机控制电路设计—间接控制式

3 结语

综上所述，本文提出了两种防酒驾控制电路设计方案，其中第一种方案较为简单，适应性广，可以适合各种车型，安装简便，易操作;第二种方案较为复杂，但是工作可靠，维修时可通过解码器快速查找故障部位，便于维修。

由于条件限制，上述两种方案没有进行验证。因此，有些细节问题需要进一步考虑。通过上述分析，已知两种设计方案的核心关键取决于酒精传感器是否能够检测到大浓度的酒精分子，即是否有信号输出，如果无信号输出，那么两种电路就会失效，无法起到防酒驾功能。因此，两种电路都强调酒精传感器的灵敏度和安装位置。灵敏度指的是即使空气中含有少量的酒精分子也能检测到，并切断启动机电路;而酒精传感器的安装位置主要是为了提高该传感器的灵敏度需要考虑的问题，必须考虑到就近原则，即离驾驶员较近的位置，可以是仪表板或方向盘。

［1］潘祖军，朱文胜，岳睿.汽车用酒精传感器的分析［J］.北京汽车，2007，(01).

［2］陈丽，朱瑞祥，云超.基于单片机的防酒后驾驶控制系统设计［J］.传感器与微系统，2009，(02).

［3］陈金贵，马秀娟.防酒后驾驶智能车钥匙［J］，电子世界，2005(11).