新型混動(dòng)公交車輛電控轉(zhuǎn)向裝置設(shè)計(jì)

王謙 何飛 何川

摘? 要：混合動(dòng)力公交車輛是進(jìn)行道路運(yùn)輸和人們出行的工具，其在行駛過程中道路的路況也會(huì)產(chǎn)生變化，道路可能會(huì)具有一定的坡度，且道路不會(huì)處于完全平直的狀況，如果車輛的轉(zhuǎn)彎速度過快或轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤過急，車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)的離心力就較大，這時(shí)若駕駛員控制不恰當(dāng)容易造成車輛側(cè)滑，進(jìn)而釀成事故?，F(xiàn)有的電控轉(zhuǎn)向裝置通過獲取車輛中ECU的轉(zhuǎn)向信號(hào)和速度信號(hào)，來(lái)判斷車輛的轉(zhuǎn)向信息和速度信息，這種裝置需要改變車輛的結(jié)構(gòu)以獲取相應(yīng)的信息，使用范圍受限，本文設(shè)計(jì)了一種新型電控轉(zhuǎn)向裝置，以在不改變混動(dòng)公交車輛結(jié)構(gòu)的情況下檢測(cè)車輛轉(zhuǎn)彎過程中的速度和方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)速度，及時(shí)提醒駕駛員進(jìn)行減速，旨在提高混動(dòng)公交車輛的行駛安全性。

關(guān)鍵詞：混動(dòng)公交車輛;電控轉(zhuǎn)向裝置;電子控制

中圖分類號(hào)：U463.6? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2019）21-0054-02

Abstract：Hybrid bus is a tool for road transportation and peoples travel. The road condition will also change during the driving process. The road may have a certain slope，and the road will not be completely straight. If the turning speed of the vehicle is too fast or the steering wheel is too fast，the centrifugal force of the vehicle when turning will be greater. At this time，if the driver controls improper vehicles are easy to cause sideslip，which leads to accidents. The existing electronic steering device judges the turning information and speed information of the vehicle by acquiring the turning signal and speed signal of the ECU in the vehicle. This device needs to change the structure of the vehicle to obtain the corresponding information，and the scope of use is limited. In this paper，a new type of electric control steering device is designed to detect the speed and steering wheel rotation speed in the process of turning without changing the structure of hybrid public transport vehicles，and remind the driver to slow down in time，so as to improve the driving safety of hybrid public transport vehicles.

Keywords：hybrid bus;electronic steering device;electronic control

1? 新型電控轉(zhuǎn)向裝置的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

新型電控轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)包括電控盒體，電控盒體內(nèi)開設(shè)空腔，空腔的內(nèi)底上固接導(dǎo)電線圈，導(dǎo)電線圈內(nèi)空套有可左右移動(dòng)的磁性桿，磁性桿為左右極性相反的磁鐵，磁性桿的長(zhǎng)度小于導(dǎo)電線圈的軸向長(zhǎng)度，保證導(dǎo)電線圈的輕微移動(dòng)就能產(chǎn)生感應(yīng)電流，靈敏度更高，導(dǎo)電線圈軸向的電控盒體的兩側(cè)壁上均焊接壓簧，壓簧的自由端上均焊接抵板，抵板的中心與磁性桿的中軸線正對(duì)[1，2]。

電控盒體的底部焊接安裝座，安裝座底部粘接吸盤，安裝座內(nèi)開設(shè)氣腔，所述氣腔的底壁上開設(shè)第一通孔，氣腔的側(cè)壁上開設(shè)第二通孔，本設(shè)計(jì)中第二通孔位于安裝座的右側(cè)壁上，安裝座的側(cè)壁上粘接覆蓋住第二通孔的彈性囊，氣囊通過第二通孔與空腔連通，空腔通過第一通孔與吸盤連通，彈性囊在未受到擠壓時(shí)處于鼓脹狀態(tài)，當(dāng)彈性囊受到的擠壓力撤除后，空氣進(jìn)入彈性囊使其自動(dòng)鼓脹。

新型電控轉(zhuǎn)向裝置的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

如圖2所示，該裝置的電子控制部分由電流傳感器、壓力傳感器、控制器和報(bào)警器組成，電流傳感器與導(dǎo)電線圈形成閉合回路，電流傳感器用于檢測(cè)導(dǎo)電線圈內(nèi)的電流，壓力傳感器位于與壓簧中軸線同軸的電控盒體側(cè)壁上，壓力傳感器用于檢測(cè)磁性桿的壓力，控制器在獲取電流傳感器的電流信號(hào)后對(duì)壓力傳感器的壓力信號(hào)進(jìn)行獲取，控制器獲取壓力信號(hào)后控制報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警。

控制器可用現(xiàn)有的單片機(jī)芯片，例如C8051F040單片機(jī)[3]，壓力傳感器使用現(xiàn)有的壓力傳感器器件，例如PT12 4G-111，壓力傳感器與單片機(jī)的輸入引腳信號(hào)連接，電流傳感器可用現(xiàn)有的ACS758 ACS758LCB-050B-PFF-T[4]，電流傳感器與單片機(jī)的輸入引腳信號(hào)連接，報(bào)警器可用現(xiàn)有的蜂鳴器，單片機(jī)的輸出引腳與報(bào)警器控制連接，單片機(jī)獲取檢測(cè)信號(hào)并控制報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警的技術(shù)屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述[5]。

2? 新型電控轉(zhuǎn)向裝置的工作原理

新型電控轉(zhuǎn)向裝置的工作原理為：在車輛行駛過程中，當(dāng)車輛在轉(zhuǎn)彎時(shí)，車輛駕駛臺(tái)上的電控盒體會(huì)由于慣性隨車輛的行進(jìn)而具有擺動(dòng)的趨勢(shì)，因?yàn)榇判詶U并未固定在電控盒體中，所以磁性桿可隨著電控盒體的擺動(dòng)趨勢(shì)在導(dǎo)電線圈中移動(dòng)，磁性桿移動(dòng)過程中讓導(dǎo)電線圈切割磁感線，因?yàn)閷?dǎo)電線圈與電流傳感器組成閉合回路，所以導(dǎo)電線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。

電流傳感器對(duì)導(dǎo)電線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流進(jìn)行檢測(cè)并向控制器傳遞電流信號(hào)，控制器獲取電流信號(hào)后即表示車輛處于轉(zhuǎn)彎狀態(tài)，此時(shí)，控制器持續(xù)對(duì)壓力傳感器的壓力信號(hào)進(jìn)行獲取。當(dāng)車輛轉(zhuǎn)彎速度過快或車輛方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)過急時(shí)，磁性桿繼續(xù)朝車輛的擺動(dòng)方向進(jìn)行移動(dòng)并持續(xù)壓縮壓簧，壓簧被完全壓縮完后車輛還未通過彎道，當(dāng)磁性桿將壓簧完全壓縮并壓到壓力傳感器時(shí)，控制器獲取到壓力信號(hào)，控制器控制報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警，提示駕駛員注意轉(zhuǎn)向控制，避免轉(zhuǎn)向速度過快或轉(zhuǎn)向方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)過急而導(dǎo)致側(cè)滑。

由于轉(zhuǎn)彎時(shí)壓簧被磁性桿壓縮產(chǎn)生彈性形變，當(dāng)車輛轉(zhuǎn)過彎道后，磁性桿沒有慣性力作用，壓簧恢復(fù)彈性形變使磁性桿復(fù)位。壓簧的自由端上均固設(shè)有抵板，抵板的中心與磁性桿正對(duì)。在壓簧的自由端設(shè)置抵板后，磁性桿與壓簧的接觸方式由面點(diǎn)接觸改變成面面接觸，底板增大了磁性桿可與壓簧接觸的面積，當(dāng)磁性桿左右移動(dòng)時(shí)，保證磁性桿能夠壓縮壓簧，避免磁性桿與壓簧的面點(diǎn)接觸時(shí)面積較小而打滑，導(dǎo)致無(wú)法壓縮壓簧。磁性桿為左右極性相反的磁鐵，磁鐵的磁場(chǎng)方向?yàn)閺拇判詶U的左端到右端，或者右端到左端，磁場(chǎng)方向根據(jù)左右兩端的極性決定，磁場(chǎng)方向?yàn)楸睒O到南極，保證磁鐵磁場(chǎng)中的磁感線能在磁性桿移動(dòng)時(shí)被切割到，讓線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，同時(shí)檢測(cè)電流的靈敏度更高，而且這種磁鐵是最普通的磁鐵，容易得到，減小成本。

3? 新型電控轉(zhuǎn)向裝置的使用方法

本裝置在具體使用時(shí)，可先將電控盒體通過吸盤吸附到駕駛臺(tái)上，操作時(shí)，先捏住彈性囊從第一通孔擠出囊中絕大部分空氣，讓吸盤吸附在駕駛臺(tái)上后，松開彈性囊，由于彈性囊中的空氣被擠壓完，吸盤內(nèi)的空氣向彈性囊流動(dòng)，使吸盤吸附更穩(wěn)定，拆下時(shí)先擠壓彈性囊使空氣進(jìn)入吸盤中，增加吸盤中的空氣以降低吸盤氣密性，方便快速拆下裝置。

本裝置還可用于模型車賽道中，將本裝置固定到模型車上，由本實(shí)例中的裝置對(duì)模型車轉(zhuǎn)彎時(shí)行駛速度進(jìn)行檢測(cè)，通過提示模型車的轉(zhuǎn)彎速度來(lái)提醒遙控者對(duì)模型車轉(zhuǎn)彎速度進(jìn)行控制，避免模型車在賽道中的彎道側(cè)滑后才能發(fā)現(xiàn)，耽擱模型車行進(jìn)時(shí)間。為了減少模型車在賽道中側(cè)滑導(dǎo)致翻車的情況發(fā)生，模型車賽道具有一定的規(guī)格，轉(zhuǎn)彎時(shí)的賽道規(guī)格，方便賽道的設(shè)置改進(jìn)。

4? 結(jié)? 論

上述的新型混合動(dòng)力公交車輛電控轉(zhuǎn)向裝置在不改變車輛結(jié)構(gòu)的情況下檢測(cè)車輛轉(zhuǎn)彎過程中的速度和方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)速度，及時(shí)提醒駕駛員進(jìn)行減速，從而避免事故的發(fā)生，該設(shè)計(jì)可廣泛應(yīng)用于各類型現(xiàn)代城市混動(dòng)公交車輛，進(jìn)而為大眾的安全、便捷出行提供可靠的保障。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：王謙（1989.10-），男，漢族，河北石家莊人，汽車工程系汽車電子專業(yè)負(fù)責(zé)人，講師，工程師，高級(jí)技師，碩士研究生，研究方向：新能源汽車、汽車電子技術(shù);何飛（1995. 09-），男，漢族，重慶何川人，汽車實(shí)訓(xùn)中心管理員，助理級(jí)實(shí)驗(yàn)員，本科，研究方向：新能源汽車、汽車電子技術(shù);何川（1996. 10-），男，漢族，重慶長(zhǎng)壽人，汽車實(shí)訓(xùn)中心管理員，助理級(jí)實(shí)驗(yàn)員，本科，研究方向：汽車電子技術(shù)。