張 賀 王占宇*
(東北林業(yè)大學(xué) 交通學(xué)院,黑龍江 哈爾濱150040)
隨著科技水平發(fā)展和汽車行業(yè)生產(chǎn)制造態(tài)勢良好,人們使用汽車作為主要出行工具,相應(yīng)的汽車保有量也日漸增多,汽車事故的安全問題及因習(xí)慣造成使用方面的缺陷就有所體現(xiàn)。簡單的一個(gè)例子,人們?cè)隈{駛使用汽車時(shí)經(jīng)常會(huì)用到制動(dòng)系統(tǒng),而駐車制動(dòng)(手剎)卻時(shí)常被人忽視,因駐車制動(dòng)造成的一些事故和汽車故障也屢見不鮮,即便儀表指示盤上有相應(yīng)警示,但不夠明顯,經(jīng)驗(yàn)不足駕駛員常常忘記放下手剎就起步,或者一些有經(jīng)驗(yàn)的“老司機(jī)”因駕駛陋習(xí)常常沒有把手剎放徹底,帶剎前行且起步困難,這往往對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)有很大磨損傷害,長此以往甚至造成制動(dòng)失效。另一方面,一些馬虎的駕駛員在停車后沒有及時(shí)拉手剎,溜車、追尾事故時(shí)有發(fā)生。為針對(duì)上述因駐車制動(dòng)系統(tǒng)帶來的一系列問題,本文設(shè)計(jì)一種針對(duì)機(jī)械式駐車制動(dòng)系統(tǒng)的的智能警報(bào)開關(guān)裝置。
傳統(tǒng)的機(jī)械式手剎是由操控桿總成和手剎拉索組成的,駕駛員通過拉動(dòng)手剎操縱桿,帶動(dòng)手剎拉索使后輪的制動(dòng)卡鉗或者制動(dòng)蹄片緊緊鎖住制動(dòng)盤或制動(dòng)鼓來實(shí)現(xiàn)(如圖1)。操縱桿總成內(nèi)部為棘輪,拉動(dòng)操縱桿時(shí),棘爪卡住棘輪輪齒,使手剎操縱鎖止。
隨著電子與電控技術(shù)發(fā)展,一些汽車以電子駐車制動(dòng)系統(tǒng)(EPS)取代傳統(tǒng)機(jī)械式結(jié)構(gòu),但經(jīng)調(diào)查研究分析,還是有相當(dāng)一部分私家車采用以往的機(jī)械式手剎,原因是相對(duì)于電子設(shè)備,機(jī)械式裝置往往工作可靠,操縱方式也較為簡單,真正做到拉起來就起作用,只需按住按鈕,施加一定的力,將手剎操縱桿鎖止在制動(dòng)位置即可。雖然這種機(jī)械式的駐車制動(dòng)方式?jīng)]有受到一部分人的青睞,但其本身一直在進(jìn)行改進(jìn)與美化,成為一種性價(jià)比高性能可觀的駐車制動(dòng)方式。
圖1
下面針對(duì)一些考慮的具體情況分別敘述本警報(bào)開關(guān)裝置的工作原理。
停車起步過程,駐車制動(dòng)操縱桿未放下,制動(dòng)卡鉗或者制動(dòng)蹄片拉緊,鎖住制動(dòng)盤或制動(dòng)鼓,同時(shí)拉索也存在張力,雖然儀表盤上顯示駐車制動(dòng)狀態(tài)紅色標(biāo)識(shí),但由于警示作用不夠駕駛員往往忽略,此時(shí)給油起步不僅會(huì)對(duì)制動(dòng)器有磨損,而且對(duì)手剎拉索的疲勞強(qiáng)度也有一定影響,設(shè)計(jì)流程(如圖2),在駕駛員又起步行車意圖時(shí),踏板位置傳感器及時(shí)傳遞給汽車ECU 信號(hào),做出判斷,及時(shí)發(fā)出警報(bào)松開駐車制動(dòng)。
熄火停車或者臨時(shí)停車時(shí),未及時(shí)拉起駐車制動(dòng)可能會(huì)造成溜車甚至追尾造成事故,此時(shí)中控門鎖及點(diǎn)火鑰匙開關(guān)觸點(diǎn)就要及時(shí)判斷駕駛員離開車輛的意圖,傳遞信號(hào)至車載ECU,ECU 便可給執(zhí)行器(蜂鳴器)一信號(hào),提示駕駛員拉緊手剎(流程如圖3)。另外,絕大多家用轎車駐車制動(dòng)是鎖緊后兩輪的制動(dòng)器,根據(jù)良好的駕車習(xí)慣,在熄火停車時(shí),手動(dòng)擋車掛入前進(jìn)一擋,保證驅(qū)動(dòng)前輪可靠鎖止;自動(dòng)擋車還應(yīng)先拉起駐車制動(dòng)后掛入P 擋,減少變速箱鎖止機(jī)構(gòu)的附加應(yīng)力,增加變速箱壽命。
圖2
圖3
4.1 駐車制動(dòng)操縱桿位置傳感器,車輛自帶,或選用瑞沃康明斯RC3 型手剎氣壓傳感器,用于判斷駐車制動(dòng)是否為拉緊狀態(tài),儀表盤上駐車制動(dòng)警示燈也由此狀態(tài)工作。
4.2 離合器(或制動(dòng))踏板位置傳感器,大部分自帶(離合踏板踩到底打火,制動(dòng)踏板踏下制動(dòng)燈亮起都是由傳感器感受信號(hào)),或者選用型號(hào)科魯茲32323 型,用于本裝置的起步意圖檢測,傳感器信號(hào)。
4.3 車門傳感器,車輛自帶,也可選GYTOU 等車門傳感器,判斷駕駛員離車意圖,同時(shí)ECU 要求駐車制動(dòng)傳感器工作信號(hào)的反饋。
4.4 點(diǎn)火鑰匙觸點(diǎn),如車輛在熄火是打開車門會(huì)發(fā)出車鑰匙未拔警報(bào),本文可用于熄火停車時(shí)拔鑰匙后檢測汽車駐車制動(dòng)狀態(tài),以此來警示駕駛員離車后駐車。
4.5 蜂鳴器,要求有一定的警示作用,還要做到聲音悅耳不帶來噪聲,根據(jù)GB 7258-2017《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》規(guī)定,汽車駕駛員耳旁噪聲聲級(jí)應(yīng)不大于90dB(A),故應(yīng)選用合適的型號(hào)及工作電壓,本文可選用3V HU-12065Y03 型有源蜂鳴器。
本文進(jìn)行了針對(duì)車輛機(jī)械式駐車制動(dòng)系統(tǒng)的智能警報(bào)開關(guān)的系統(tǒng)構(gòu)架和硬件的設(shè)計(jì),進(jìn)行該警報(bào)開關(guān)系統(tǒng)的理論流程分析,模擬汽車因駐車制動(dòng)造成車輛磨損或交通事故的情況,系統(tǒng)基本達(dá)到預(yù)期的功能,但仍存在可優(yōu)化的問題,例如在實(shí)車應(yīng)用上如何更好做到人- 機(jī)- 環(huán)境相互匹配等等。針對(duì)機(jī)械式駐車制動(dòng)系統(tǒng)的智能警報(bào)開關(guān)裝置的下一步完善和優(yōu)化將使其走向真正的實(shí)際應(yīng)用。