【正文】 1 緒論 人民的生活水平在改革開放以后有了很大程度的提高，越來越多的人有能力購(gòu)買汽車，汽車成了人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚慕煌üぞ摺C(jī)動(dòng)車數(shù)量的不斷增多，交通事故也隨之增多。造成這一現(xiàn)象的原因絕大部分是因?yàn)閯x車和油門都由右腳控制，駕駛過程中，右腳踩 油門， 發(fā)生緊急情況的時(shí)候，需要把右腳從油門移到剎車并且用 力踩下剎車才能制動(dòng)。 然而，駕駛過程中發(fā)生錯(cuò)誤操作并不是單一的因素造成的，想要杜絕駕駛過程中的錯(cuò)誤操作幾乎是不可能的。即便司機(jī)在駕駛過程中踩錯(cuò)了，把油門當(dāng)成了剎車，著也無所謂，這個(gè)時(shí)候，只要能讓發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作，就可以避免交通事故，利人利己。 目前國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀及不足 總的來說，造成駕駛中錯(cuò)誤操作的原因是多種多樣的，如： 一、對(duì)于缺乏駕駛經(jīng)驗(yàn)的新手，在駕駛過程中更加容易緊張，在遇到突發(fā)情況的時(shí)候，會(huì)更加的手足無措，慌亂之中更容易出錯(cuò)。 三、在天氣晴朗、路況較好的情況下，駕駛員的心理咋會(huì)被麻痹，進(jìn)而放松警惕，在思想不集中的情 況下遇到緊急情況就會(huì)措手不及，導(dǎo)致錯(cuò)誤操作。 五、酒后駕駛則是造成錯(cuò)誤操作的慣常因素。 目前，這樣的問題已經(jīng)引起國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注，很多相關(guān)方面的專家都相繼提出了這些方面的一些技術(shù)方案。因此，很多低成本的油門防誤踩裝置就被設(shè)計(jì)開發(fā)出來了。這種設(shè)計(jì)的主要缺點(diǎn)在于在實(shí)現(xiàn)制動(dòng)過程中是先加速然后才剎車，這樣就需要較大的停車距離，因此并不安全。 （二）在設(shè)計(jì)的時(shí)候?qū)⒂烷T和剎車結(jié)合在一起。認(rèn)為因素對(duì)此設(shè)計(jì)有很大影響，因?yàn)檫@必定會(huì)改變?nèi)藗冃闹屑榷ǖ钠囻{駛模式，絕大多數(shù)人難以接受。 （四）踩油門的時(shí)間可以通過傳感器測(cè)定。此設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)便是反應(yīng)時(shí)間，及時(shí)制動(dòng)的可能性不大。但是，現(xiàn)實(shí)生活中，很多情況下的急踩油門都不一定是屬于誤操作，也就是不一定是誤踩油門，例如高速公 路上的超車等，都是通過急踩油門來實(shí)現(xiàn)的。比如說，當(dāng)駕駛?cè)藛T需要超車或其他什么情況的時(shí)候，就需要加速，也就是需要急踩油門，那么這種情況下，防誤踩裝置就無法判斷而實(shí)現(xiàn)它自己的正常工作，緊急制動(dòng)，阻止加速。 通過以上的分析，上面提到的防誤踩裝置是有缺陷的： (1)大多數(shù)空有理論，尚未制成實(shí)物； (2)成本過高 ，不易普及； (3)沒有切實(shí)考慮汽車結(jié)構(gòu)的方案可行性仍然有待考證?？梢詫?shí)現(xiàn)油門防誤踩和剎車，但是不及時(shí)緊 5 急剎車，仍然有很大的可能造成交通事故。目前，尚未出現(xiàn)有效的防止誤踩的設(shè)計(jì)運(yùn)用于汽車上。 油門防誤踩裝置的發(fā)展趨勢(shì) 改革開放以來，中國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，汽車數(shù)量持續(xù)上漲，交通事故頻頻發(fā)生，交通事故與死亡人數(shù)居世界第一。醫(yī)院有超過四分之一的病人來于交通意外，這給本道路交通部門和醫(yī)療服務(wù)部門造成了相當(dāng)大的負(fù)擔(dān)。 設(shè)計(jì)研究的背景、目的以及意義 全套圖紙 ： 360702501 設(shè)計(jì)研究的背景 現(xiàn)今，隨著生活水平的提高，越來越多的人購(gòu)買了汽車，駕車出行的人數(shù) 量劇增，駕車過程中，踩剎車是駕駛者使用頻率較高的一項(xiàng)操作，然而，剎車踏板緊挨著油門踏板，在遇到緊急情況時(shí)，誤把油門當(dāng)作剎車操作的事例屢見不鮮（例如新手駕車經(jīng)驗(yàn)不足；酒后駕車反應(yīng)混亂及女性駕駛員在遇到緊急情況時(shí)容易緊張），種種原因都會(huì)導(dǎo)致交通事故的發(fā)生。鑒于這種狀況，本課題著力研究設(shè)計(jì)一個(gè)智能的防誤踩油門系統(tǒng)。 設(shè)計(jì)研究的目的和意義 目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，通過運(yùn)用壓力傳感器收集汽車油門踏板的受力值，通過的單片機(jī)中預(yù)設(shè)的程序智能的判斷駕駛者踩油門的操作的真正意圖，在解決防誤踩油門的同時(shí)，依照智能化的系統(tǒng)解決機(jī)械裝置無法判斷駕駛者是誤踩油門了還是需 6 要急加速這個(gè)問題的，最終通過解決誤踩油門的現(xiàn)象，更有效地減少交通事故的發(fā)生，使汽車操作更加智能化，進(jìn)一步完善汽車安全系統(tǒng)，提高汽車安全性能。雖然已有很多類型的汽車油門防誤踩裝置在我國(guó)出現(xiàn)，然而很多都 存在設(shè)計(jì)和研究的缺陷，有些專利的可行性還有待考證，沒有考慮到汽車的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；大部分僅限于理論，目前為止尚未出現(xiàn)實(shí)物；并且成本過高，不易普及；最關(guān)鍵的是只可以防止油門被誤踩，卻沒有辦法及時(shí)剎車。 由此可見，本課題的研究有助于我國(guó) 多功能性和高安全性 汽車的的發(fā)展，在滿足市場(chǎng)的需求的同時(shí)降低交通事故的發(fā)生頻率，為國(guó)家減少一定 的經(jīng)濟(jì)損失。本設(shè)計(jì)的研究有助于我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展并且提高其在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，縮減我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)和國(guó)際汽車產(chǎn)業(yè)的差距，爭(zhēng)取為汽車市場(chǎng)帶來更多的機(jī)遇。 設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容及各章節(jié)安排 本設(shè)計(jì)涉及兩部分內(nèi)容：汽車油門防誤踩裝置的執(zhí)行系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝，及整體連接和整合。 系統(tǒng)的基本工作原理：在駕駛者急踩油門操作過程完成之后，此系統(tǒng)開始工作。 本論文的主要章節(jié)如下： 第一章 描述了防誤踩裝置的發(fā)展、國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展、防誤踩裝置的發(fā)展趨勢(shì)以及現(xiàn)有防誤踩裝置的不足，最后得出本設(shè)計(jì)的背景以及意義?；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。 2 富康汽車油門防誤踩裝置設(shè)計(jì)方案論證 富康汽車制動(dòng)系統(tǒng)的組成 富康汽車的車輪制動(dòng)器采用的是具有磨損間隙自動(dòng)補(bǔ)償功能的前盤后鼓式結(jié)構(gòu)。左右后輪制動(dòng)器 是采用 簡(jiǎn)單非平衡鼓式制動(dòng)器 。 富康汽車制動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖示： 8 圖 富康汽車制動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)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。 總的來說通風(fēng)盤式剎車?yán)鋮s效果比普通盤式剎車好。來夾住剎車碟盤進(jìn)而產(chǎn)生較大的摩擦力，其中摩擦片隨著剎車轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)我們踩下剎車踏板時(shí)，推動(dòng)總泵內(nèi)的活塞做功，油路中的壓力增大。 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(dòng)的剎車鼓之內(nèi)面摩擦，而產(chǎn)生剎車的效果 。剎車力矩位于鼓式剎車內(nèi)面，在剎車力矩相同時(shí)，其剎車裝置的直徑遠(yuǎn)小于盤式剎車。 富康轎車采用了液壓真空助力雙管路對(duì)角分開式制動(dòng)系統(tǒng)，使汽車行駛的安全性大大提高。另外，富康轎車還配備了后輪制動(dòng)液壓比例閥，令前后輪制動(dòng)力的分配更加合理，使得后輪不會(huì)完全抱死，即不會(huì)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(xiǎn)。相對(duì)于同為“老三樣”的桑塔納，捷 達(dá)，通過單純?cè)龃笾苿?dòng)力分配系數(shù)β已達(dá)到滯后后輪抱死時(shí)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(shí)也令制動(dòng)效率大幅提高，這無疑是較為先進(jìn)的?？傊瑥哪壳暗内厔?shì)來看，機(jī)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。 自動(dòng)變速器箱的組成 包括： 電子控制部分 、 液壓控制部分 和 機(jī)械結(jié)構(gòu)部分 。 下面是富康汽車自動(dòng)變速器圖： 11 圖 富康汽車自動(dòng)變速箱簡(jiǎn)單示意圖 從圖上我們可以看到，三個(gè)較大的純機(jī)械部分構(gòu)成了富康汽車自動(dòng)變速器。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(shí)現(xiàn)方式。這個(gè)時(shí)候，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力就會(huì)不經(jīng)過其他而直接傳遞到輸入軸上面，實(shí)現(xiàn)功能目的。 變速功能的實(shí)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 。 自動(dòng)變速器的控制相對(duì)而言比較困難，為什么呢？ 因?yàn)樗旧砭褪且粋€(gè)既有多輸入又有多輸出的非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。駕駛?cè)藛T的自身安全就會(huì)受到 影響。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(shí)和外部環(huán)境，天氣狀況及汽車本身的載重量等進(jìn)行中和的比較分析來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋變速。 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(diǎn)，然而卻一直沒能得到很好的解決。 現(xiàn)今，汽車市 場(chǎng)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。然而，在現(xiàn)實(shí)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(shí)現(xiàn)超車的。此外，有的油門防誤踩裝置雖然利用傳動(dòng)器來判斷駕駛者是否誤踩油門，但 設(shè)計(jì)成本高，對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)可靠性要求高，且附加功能實(shí)際意義差，有的甚至對(duì)原車結(jié)構(gòu)改變非常大。 缺點(diǎn)：電路設(shè)計(jì)要求高 智能化控制方案 用單片機(jī)檢測(cè)壓力開關(guān)傳感器狀態(tài)，通過單片機(jī)控制噴油器電路和制動(dòng)踏板牽引裝置 優(yōu)點(diǎn)：對(duì)原車結(jié)構(gòu)改造少，可實(shí)現(xiàn)其它附加的智能控制，通用性好，調(diào)試簡(jiǎn)單。 富康轎車油門防誤踩裝置的設(shè)計(jì)方案的確定 汽車安全事故越來越多的成為關(guān)注的焦點(diǎn)，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(guó)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 。 補(bǔ)救裝置的設(shè)計(jì) ，這種設(shè)計(jì) 在不改變?cè)胁僮髁?xí)慣的基礎(chǔ)上，采用油門防誤踩踏板直接緊急制動(dòng)的純機(jī)械補(bǔ)救裝置設(shè)計(jì)，但是不便于安裝、拆卸，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，反應(yīng)緩慢 。 部分功能的實(shí)現(xiàn) ，這 可以判斷誤踩情況，但是不能及時(shí)的實(shí)現(xiàn)制動(dòng)功能 。我的設(shè)計(jì)汽車油門防誤踩方案為了快速和準(zhǔn)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(jī)械構(gòu)件和智能控制系統(tǒng)的結(jié)合設(shè)計(jì)，通過壓力傳感器采集到的信號(hào)傳遞給單片機(jī)進(jìn)行分析和處理，在單片機(jī)預(yù)設(shè)程序的處理下，最快速的得出解決方案并控制機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)防誤踩功能。這樣的設(shè)計(jì)更能體現(xiàn)誤踩功能的正確實(shí)現(xiàn)，減少和避免交通事故的發(fā)生?？紤]到富康汽車本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和內(nèi)部剎車系統(tǒng)的復(fù)雜狀況，我的設(shè)計(jì)為外裝結(jié)構(gòu)，不需要太多的改進(jìn)，簡(jiǎn)單獨(dú)立的裝置設(shè)計(jì)，能更方便的安裝和拆卸，方便維護(hù)等，從操作方面來說基本原理簡(jiǎn)單、對(duì)駕駛員踩踏油門的意圖判斷靈敏。 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(duì)富康轎車的變速系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)的研究，并對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的汽車油門防誤踩 14 裝置進(jìn)行了 詳細(xì)的調(diào)查 和研究 ， 并 搜集了大量的資料， 通過進(jìn)一步對(duì)國(guó)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(shí)現(xiàn)，技術(shù)的要求以及可行性等多方面進(jìn)行考慮 之后 ， 采用智能化控制和機(jī)械執(zhí)行的方案即單片機(jī)將壓力開關(guān)傳感器傳遞過來的數(shù)據(jù)，與單片機(jī)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(jī)控制噴油器和制動(dòng)踏板牽引裝置來實(shí)現(xiàn)防誤踩的功能。此外，智能控制調(diào)試非常簡(jiǎn)單，通用性也教好，能更好地實(shí)現(xiàn)油門防誤踩的功能。然后通過單片機(jī)的預(yù)設(shè)程序來實(shí)現(xiàn)誤踩裝置的工作情況，最終實(shí)現(xiàn)控制制動(dòng)系統(tǒng)和油門系統(tǒng)的及時(shí)性。在誤踩情況下，當(dāng)踩踏力大于某個(gè)值（據(jù)資料顯示，正常踩踏的壓力大約為 120N 而誤踩狀態(tài)的壓力大約為 400N 左右）時(shí)，此防誤踩裝置控制油門 不被踩下或者說是踩下無效或者是踩踏下后反而能實(shí)現(xiàn)緊急制動(dòng)，并利用安全帶的原理 ，減少事故的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)安全行車的目標(biāo)。在解決防誤踩油門的同時(shí)，依照智能化的系統(tǒng)解決機(jī)械裝置無法判斷駕駛者是誤踩油門了還是需要急加速這個(gè)問題的，最終通過汽車誤踩剎車裝置的執(zhí)行裝置實(shí)現(xiàn)汽車緊急剎車的目的，從而更有效地減少交通事故的發(fā)生，使汽車操作更加方便、快捷、智能化，進(jìn)一步完善，汽車安全系統(tǒng)，提高汽車安全性能。單片機(jī)依照程序?qū)⒔邮艿降男盘?hào)進(jìn)行分析處理 。 本設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)的工作流程示意圖： 圖 富康汽車油門防誤踩裝置控制系統(tǒng)流程