【文章內(nèi)容簡介】 進行了 詳細的調(diào)查 和研究 ， 并 搜集了大量的資料， 通過進一步對國內(nèi)外一些現(xiàn)有的汽車油門防誤踩裝置專利 的 總體 結(jié)構(gòu) ，功能實現(xiàn)的可行性以及技術(shù)要求綜合分析，決定在富康轎車上采用智能化控制和機械執(zhí)行的 方案即單片機將壓力開關(guān)傳感器傳遞過來的數(shù)據(jù)，與單片機中預(yù)先設(shè)定的臨界值比較，判斷是否誤踩，根據(jù)判斷的結(jié)果，通過單片機控制電機轉(zhuǎn)動，通過控制噴油器是否噴油并帶動制動踏板牽引裝置實現(xiàn)緊急制動，減少交通事故的發(fā)生?；谄嚤旧淼慕Y(jié)構(gòu)，此誤踩裝置采用外接式，方便安裝和拆卸。 第三章 根據(jù)確定的富康轎車油門防誤踩裝置的方案，對本課題研究的防誤踩裝置的控制系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)進行設(shè)計研究，研究、設(shè)計并且計算本設(shè)計中需要用到的關(guān)鍵零件。 2 富康汽車油門防誤踩裝置設(shè)計方案論證 富康汽車制動系統(tǒng)的組成 富康汽車的車輪制動器采用的是具有磨損間隙自動補償功能的前盤后鼓式結(jié)構(gòu)。 左右前輪制動器 是采用 單活塞單浮動鉗 — 盤式結(jié)構(gòu) 。左右后輪制動器 是采用 簡單非平衡鼓式制動器 。前后輪共用一套制動裝置， 并通過拉索拉動杠桿張開機構(gòu)來實現(xiàn)來駐車制動的操縱 。 富康汽車制動機構(gòu)結(jié)構(gòu)圖示： 8 圖 富康汽車制動機構(gòu)簡圖 蝶式剎車又叫盤式剎車 ，富康汽車的剎車系統(tǒng)則主要是采用普通剎車和通風(fēng)剎車兩種；其中， 通風(fēng)盤式剎車是在盤面上鉆出許多圓形通風(fēng)孔，或是在盤的端面上割出通風(fēng)槽或預(yù)制出矩形的通風(fēng)孔。通風(fēng)盤式剎車 利用風(fēng)流作用，其冷卻效果要比普通盤式剎車更好 。 總的來說通風(fēng)盤式剎車利冷卻效果比普通盤式剎車好。 下面是 通風(fēng)碟式剎車簡圖： 圖 碟式剎車示意圖 通風(fēng)蝶式剎車的工作原理，簡單說來碟式剎車是通過靜止的剎車盤片。來夾住剎車碟盤進而產(chǎn)生較大的摩擦力，其中摩擦片隨著剎車轉(zhuǎn)動。這樣產(chǎn)生的摩擦力會使車輪轉(zhuǎn)動速度降低或者停止轉(zhuǎn)動起到制動的目的。當我們踩下剎車踏板時，推動總泵內(nèi)的活塞做功，油路中的壓力增大。壓力通過液壓油路傳遞到剎車分泵上面推動分泵活塞做功， 9 產(chǎn)生壓力，使剎車片夾緊剎車盤，產(chǎn)生摩擦來實現(xiàn)汽車的減速和制 動。 鼓式剎車的組成 包括 剎車底板 、 剎車分泵 、 剎車蹄片 、 連桿、彈簧、銷釘、剎車鼓等 鼓式剎車的原理 是 利用液壓將裝置于剎車鼓內(nèi)之剎車片往外推，使剎車片與隨著車輪轉(zhuǎn)動的剎車鼓之內(nèi)面摩擦，而產(chǎn)生剎車的效果 。 鼓式剎車簡單結(jié)構(gòu)圖： ， ， 3間隙調(diào)節(jié)桿， 4回位彈簧 圖 鼓式剎車簡單結(jié)構(gòu)示意圖 在鼓式剎車中，形狀像鼓的鑄件是剎車鼓。剎車力矩位于鼓式剎車內(nèi)面，在剎車力矩相同時，其剎車裝置的直徑遠小于盤式剎車。鼓式剎車的原理則是剎車鼓中的剎車片摩擦和車輪一起裝懂的剎車鼓，通過過程中產(chǎn) 生的摩擦力來減低車速。 富康轎車采用了液壓真空助力雙管路對角分開式制動系統(tǒng)，使汽車行駛的安全性大大提高。在制動系統(tǒng)某部分失效時，系統(tǒng)仍能正常工作，并且能夠保持一般的制動力。另外，富康轎車還配備了后輪制動液壓比例閥，令前后輪制動力的分配更加合理，使得后輪不會完全抱死，即不會產(chǎn)生明顯的車輪拖痕 ,從而減少因后輪抱死而側(cè)滑的危險。 10 圖 富康汽車制動裝置簡單結(jié)構(gòu)圖 通過對資料的搜集可知，富康作為 90 年代的經(jīng)典車型，其配置了比例閥的制動系統(tǒng)的表現(xiàn)在同時代的車型中是比較出色的。相對于同為“老三樣”的桑塔納，捷 達，通過單純增大制動力分配系數(shù)β已達到滯后后輪抱死時間的做法，比例閥的使用不僅避免了后輪抱死工況的出現(xiàn)，同時也令制動效率大幅提高，這無疑是較為先進的。但是，隨著技術(shù)的進步， ABS、 ASR 等先進電子控制系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展和成熟，機械式調(diào)節(jié)已經(jīng)愈發(fā)無法滿足現(xiàn)代汽車的性能要求?？傊?，從目前的趨勢來看，機械式調(diào)節(jié)系統(tǒng)必將也正在被方興未艾的電子控制技術(shù)所取代。 富康汽車變速性能的總結(jié)和分析 對整個富康汽車來說自動種變速器產(chǎn)品占絕大部分市場份額。 自動變速器箱的組成 包括： 電子控制部分 、 液壓控制部分 和 機械結(jié)構(gòu)部分 。 對整個變速箱來說，行星齒輪變速器是機械部分最主要的結(jié)構(gòu)，變速器的性能和壽命都取決于它。 下面是富康汽車自動變速器圖： 11 圖 富康汽車自動變速箱簡單示意圖 從圖上我們可以看到，三個較大的純機械部分構(gòu)成了富康汽車自動變速器。在這三個部分中，發(fā)動機的殼體上固定有變矩器的泵輪，而且輸入軸與渦輪是連接在一起的，而變矩器的作用則是保證能夠?qū)l(fā)動機產(chǎn)生的扭矩準確無誤的傳遞到變速器的輸入軸上面。大家都知道，兩種不同工作狀態(tài)下得變矩器有兩種不同的功能實現(xiàn)方式。當變矩器是處于閉鎖狀態(tài)時，也就是非正常情況時，與之相連 接的離合器電磁閥就會被鎖定。這個時候，發(fā)動機的動力就會不經(jīng)過其他而直接傳遞到輸入軸上面，實現(xiàn)功能目的。而當變矩器的狀態(tài)發(fā)生改變時，也就是從鎖定狀態(tài)變?yōu)樽兙貭顟B(tài)時，發(fā)動機的動力則會通過泵輪間接的傳遞給渦輪。 變速功能的實現(xiàn) 是利用 行星齒輪系 來 控制閥體 ； 液壓系統(tǒng) 來 控制離合器和控制器 并保證液壓系統(tǒng)控制離合器和控制器的電磁閥 。 變速部件的安裝在變速箱體的內(nèi)部 。 自動變速器的控制相對而言比較困難，為什么呢？ 因為它本身就是一個既有多輸入又有多輸出的非線性動態(tài)系統(tǒng)。一旦控制不好，或是控制不穩(wěn)定。駕駛?cè)藛T的自身安全就會受到 影響。目前富康車的自動變速裝置采用的是通過模糊控制理論對發(fā)動機和變速器來雙向控制的模糊控制技術(shù)。這種新型的技術(shù)能夠根據(jù)路面的狀況，車輛的行駛速度，駕駛?cè)藛T的操作意識和外部環(huán)境，天氣狀況及汽車本身的載重量等進行中和的比較分析來實現(xiàn)自動換擋變速。優(yōu)點很多，但是缺陷也大量存在。 汽車 油門 防誤踩 裝置的 課題，關(guān)系人身安全，早已成為人們關(guān)注的焦點，然而卻一直沒能得到很好的解決。目前我國在這一領(lǐng)域研究還是比較落后的，至少在專利這一塊，我們國家是不能與國外相比的 。 現(xiàn)今，汽車市 場上擁有有效的油門防誤踩裝置的車型十分罕見，只有極為少量的高檔車配備了汽車油門防誤踩裝置，而且配備的成本較高。鑒于上述狀況，許多種類的防誤踩油門裝置應(yīng)運而生， 相繼提出了一些技術(shù)方案并申請了專利， 這些國內(nèi)已有的防誤踩油門裝置有的主要是依照機械原理開發(fā)的，這些裝置存在一個共同的缺點：只要駕駛者急踩油，會導(dǎo)致緊急制動。然而，在現(xiàn)實生活中駕駛者在駕車過程中，急踩油門這一操作并不一定都是誤踩油門，例如在高速上超車是經(jīng)常發(fā)生的，駕駛者往往都是通過急踩油門來實現(xiàn)超車的。因此，現(xiàn)有的油門誤踩裝置就存在這樣的一個重大缺陷：當 駕駛者遇到需要超車或其他情況時，需要急加速時，如果車上安裝了上述的防誤踩油門裝置，由于此裝置為非智能的，無法判斷駕駛者是誤踩油門了還是需要急加速，其仍然采取緊急制動，阻止駕駛者加速，并且這樣情況下的緊急制動很可能會使根本沒有心理準 12 備的駕駛者受傷。此外，有的油門防誤踩裝置雖然利用傳動器來判斷駕駛者是否誤踩油門，但 設(shè)計成本高，對單片機系統(tǒng)可靠性要求高，且附加功能實際意義差，有的甚至對原車結(jié)構(gòu)改變非常大。 下面是幾種汽車油門防誤踩裝置的設(shè)計的簡單介紹，如表示： 表 油門防誤踩裝置的分析 控制方案 基 本思路 特點分析 純機械控制方案 利用踏板油門踏板力度觸發(fā)緊急制動機構(gòu) 優(yōu)點：基本原理簡單 缺點：對原車結(jié)構(gòu)改造過多，通用性差，不利于產(chǎn)品化及 繼電器自鎖控制方案 利用壓力開關(guān)傳感器控制多觸電繼感器，并將電路連接成常規(guī)自鎖電路，通過繼電器間接控制噴油器電路和制動踏板牽引裝置 優(yōu)點：對原車結(jié)構(gòu)改造少，控制原理和技術(shù)成熟，通用性好，利于產(chǎn)品化，成功率高 缺點：多觸點繼電器電氣接觸點多，容易出現(xiàn)接觸不良故障，可靠性差 機電一體化控制方案 用壓力開關(guān)傳感器觸發(fā)電子控制電路，進而控制噴油器電路和制動 踏板牽引裝置 優(yōu)點：對原車結(jié)構(gòu)改造少，可靠性高，成本低，通用性好，利于產(chǎn)品化。 缺點：電路設(shè)計要求高 智能化控制方案 用單片機檢測壓力開關(guān)傳感器狀態(tài)，通過單片機控制噴油器電路和制動踏板牽引裝置 優(yōu)點：對原車結(jié)構(gòu)改造少，可實現(xiàn)其它附加的智能控制，通用性好，調(diào)試簡單。 缺點：設(shè)計成本高，對單片機系統(tǒng)可靠性要求高，且附加功能實際意義差。 富康轎車油門防誤踩裝置的設(shè)計方案的確定 汽車安全事故越來越多的成為關(guān)注的焦點，防誤踩裝置的迫切需要，也越來越多的人生安全問題被考慮到防誤踩的研究范圍內(nèi) ， 雖然國內(nèi)外相關(guān)研究人員做了大量研究工作， 然而卻一直沒能得到很好的解決 。綜上所述，目前市面上的汽車油門防裝置大多都存在以下缺陷： 純機械式的油門踏板和制動踏板的結(jié)合設(shè)計 ，這種設(shè)計 改變了駕駛?cè)藛T本身的 13 操作習(xí)慣，使之難以適應(yīng)這種操作方式，人為因素影響較大，不便于推廣使用 。 補救裝置的設(shè)計 ，這種設(shè)計 在不改變原有操作習(xí)慣的基礎(chǔ)上，采用油門防誤踩踏板直接緊急制動的純機械補救裝置設(shè)計，但是不便于安裝、拆卸，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，反應(yīng)緩慢 。 超聲波測障設(shè)計 ，這種設(shè)計 反應(yīng)靈敏，設(shè)計新穎，但對障礙物要求過高，不能對普通的情況有 效，不能準確的判斷操作行為 。 部分功能的實現(xiàn) ，這 可以判斷誤踩情況，但是不能及時的實現(xiàn)制動功能 。 對防誤踩裝置設(shè)計方面的大量資料的收集和查閱，我對這個領(lǐng)域有了初步的了解和大體的認識，也針對上述裝置的不足，在前人研究方案的基礎(chǔ)上，做了一些改進和延伸發(fā)展。我的設(shè)計汽車油門防誤踩方案為了快速和準確的判斷油門踏板的踩踏是否屬于正常操作范疇，采用了機械構(gòu)件和智能控制系統(tǒng)的結(jié)合設(shè)計，通過壓力傳感器采集到的信號傳遞給單片機進行分析和處理，在單片機預(yù)設(shè)程序的處理下，最快速的得出解決方案并控制機械執(zhí)行系統(tǒng)實現(xiàn)防誤踩功能。大 體上來講，就是單片機控制步進電機的轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)制動裝置的緊急制動和油門噴油器的閉合。這樣的設(shè)計更能體現(xiàn)誤踩功能的正確實現(xiàn)，減少和避免交通事故的發(fā)生。 此外，目前很多國內(nèi)的汽車所配備的防誤踩裝置大多屬于內(nèi)裝結(jié)構(gòu)，這樣的安裝方式對原車改動較大，增加了裝置的成本和推廣使用的難度?？紤]到富康汽車本身的結(jié)構(gòu)特點和內(nèi)部剎車系統(tǒng)的復(fù)雜狀況，我的設(shè)計為外裝結(jié)構(gòu)，不需要太多的改進，簡單獨立的裝置設(shè)計，能更方便的安裝和拆卸，方便維護等，從操作方面來說基本原理簡單、對駕駛員踩踏油門的意圖判斷靈敏。此外，智能控制調(diào)試非常簡單，通用性 也教好，能更好地實現(xiàn)油門防誤踩的功能。 富康汽車油門防誤踩裝置的工作原理大體情況如下圖示： 圖 防誤踩裝置工作原理 本章小結(jié) 通過對富康轎車的變速系統(tǒng)和制動系統(tǒng)的研究，并對國內(nèi)現(xiàn)有的汽車油門防誤踩 14 裝置進行了 詳細的調(diào)查 和研究 ， 并 搜集了大量的資料， 通過進一步對國內(nèi)外一些現(xiàn)有的汽車油門防誤踩裝置專利 的 總體 結(jié)構(gòu)，功能的實現(xiàn)，技術(shù)的要求以及可行性等多方面進行考慮 之后 ， 采用智能化控制和機械執(zhí)行的方案即單片機將壓力開關(guān)傳感器傳遞過來的數(shù)據(jù)，與單片機中預(yù)先設(shè)定的臨界值比較，判斷是否誤踩，根據(jù)判斷的結(jié)果 ，通過單片機控制噴油器和制動踏板牽引裝置來實現(xiàn)防誤踩的功能。此外， 設(shè)計為外裝結(jié)構(gòu)，不需要太多的改進，簡單獨立的裝置設(shè)計，能更方便的安裝和拆卸，方便維護等，從操作方面來說基本原理簡單、對駕駛員踩踏油門的意