富康汽车油门防误踩装置设计毕业设计 - 图文(3)

图2.4 富康汽车制动装置简单结构图

通过对资料的搜集可知，富康作为90年代的经典车型，其配置了比例阀的制动系统的表现在同时代的车型中是比较出色的。相对于同为“老三样”的桑塔纳，捷达，通过单纯增大制动力分配系数β已达到滞后后轮抱死时间的做法，比例阀的使用不仅避免了后轮抱死工况的出现，同时也令制动效率大幅提高，这无疑是较为先进的。但是，随着技术的进步，ABS、ASR 等先进电子控制系统技术的发展和成熟，机械式调节已经愈发无法满足现代汽车的性能要求。总之，从目前的趋势来看，机械式调节系统必将也正在被方兴未艾的电子控制技术所取代。 2.2 富康汽车变速性能的总结和分析

对整个富康汽车来说自动种变速器产品占绝大部分市场份额。

自动变速器箱的组成包括：电子控制部分、液压控制部分和机械结构部分。

对整个变速箱来说，行星齿轮变速器是机械部分最主要的结构，变速器的性能和寿命都取决于它。

下面是富康汽车自动变速器图：

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图2.5 富康汽车自动变速箱简单示意图

从图上我们可以看到，三个较大的纯机械部分构成了富康汽车自动变速器。在这三个部分中，发动机的壳体上固定有变矩器的泵轮，而且输入轴与涡轮是连接在一起的，而变矩器的作用则是保证能够将发动机产生的扭矩准确无误的传递到变速器的输入轴上面。大家都知道，两种不同工作状态下得变矩器有两种不同的功能实现方式。当变矩器是处于闭锁状态时，也就是非正常情况时，与之相连接的离合器电磁阀就会被锁定。这个时候，发动机的动力就会不经过其他而直接传递到输入轴上面，实现功能目的。而当变矩器的状态发生改变时，也就是从锁定状态变为变矩状态时，发动机的动力则会通过泵轮间接的传递给涡轮。

变速功能的实现是利用行星齿轮系来控制阀体；液压系统来控制离合器和控制器并保证液压系统控制离合器和控制器的电磁阀。

变速部件的安装在变速箱体的内部。

自动变速器的控制相对而言比较困难，为什么呢？ 因为它本身就是一个既有多输入又有多输出的非线性动态系统。一旦控制不好，或是控制不稳定。驾驶人员的自身安全就会受到影响。目前富康车的自动变速装置采用的是通过模糊控制理论对发动机和变速器来双向控制的模糊控制技术。这种新型的技术能够根据路面的状况，车辆的行驶速度，驾驶人员的操作意识和外部环境，天气状况及汽车本身的载重量等进行中和的比较分析来实现自动换挡变速。优点很多，但是缺陷也大量存在。

2.3目前汽车配备的油门防误踩装置设计的简介

汽车油门防误踩装置的课题，关系人身安全，早已成为人们关注的焦点，然而却一直没能得到很好的解决。目前我国在这一领域研究还是比较落后的，至少在专利这一块，我们国家是不能与国外相比的。

现今，汽车市场上拥有有效的油门防误踩装置的车型十分罕见，只有极为少量的高档车配备了汽车油门防误踩装置，而且配备的成本较高。鉴于上述状况，许多种类的防误踩油门装置应运而生，相继提出了一些技术方案并申请了专利，这些国内已有的防误踩油门装置有的主要是依照机械原理开发的，这些装置存在一个共同的缺点：只要驾驶者急踩油，会导致紧急制动。然而，在现实生活中驾驶者在驾车过程中，急踩油门这一操作并不一定都是误踩油门，例如在高速上超车是经常发生的，驾驶者往往都是通过急踩油门来实现超车的。因此，现有的油门误踩装置就存在这样的一个重大缺陷：当驾驶者遇到需要超车或其他情况时，需要急加速时，如果车上安装了上述的防误踩油门装置，由于此装置为非智能的，无法判断驾驶者是误踩油门了还是需要急加速，其仍然采取紧急制动，阻止驾驶者加速，并且这样情况下的紧急制动很可能会使根本没有心理准

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备的驾驶者受伤。此外，有的油门防误踩装置虽然利用传动器来判断驾驶者是否误踩油门，但设计成本高，对单片机系统可靠性要求高，且附加功能实际意义差，有的甚至对原车结构改变非常大。

下面是几种汽车油门防误踩装置的设计的简单介绍，如表示：

表2.3.1 油门防误踩装置的分析

控制方案 纯机械控制方案 基本思路 利用踏板油门踏板力度触发紧急制动机构 特点分析 优点：基本原理简单 缺点：对原车结构改造过多，通用性差，不利于产品化及 继电器自锁控制方案 利用压力开关传感器控制多触电继感器，并将电路连接成常规自锁电路，通过继电器间接控制喷油器电路和制动踏板牵引装置 优点：对原车结构改造少，控制原理和技术成熟，通用性好，利于产品化，成功率高 缺点：多触点继电器电气接触点多，容易出现接触不良故障，可靠性差 机电一体化控制方案 用压力开关传感器触发电子控制电路，进而控制喷油器电路和制动踏板牵引装置 智能化控制方案 用单片机检测压力开关传感器状态，通过单片机控制喷油器电路和制动踏板牵引装置 优点：对原车结构改造少，可靠性高，成本低，通用性好，利于产品化。 缺点：电路设计要求高 优点：对原车结构改造少，可实现其它附加的智能控制，通用性好，调试简单。 缺点：设计成本高，对单片机系统可靠性要求高，且附加功能实际意义差。 2.4 富康轿车油门防误踩装置的设计方案的确定

汽车安全事故越来越多的成为关注的焦点，防误踩装置的迫切需要，也越来越多的人生安全问题被考虑到防误踩的研究范围内，虽然国内外相关研究人员做了大量研究工作，然而却一直没能得到很好的解决。综上所述，目前市面上的汽车油门防装置大多都存在以下缺陷：

1、纯机械式的油门踏板和制动踏板的结合设计，这种设计改变了驾驶人员本身的

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操作习惯，使之难以适应这种操作方式，人为因素影响较大，不便于推广使用。

2、补救装置的设计，这种设计在不改变原有操作习惯的基础上，采用油门防误踩踏板直接紧急制动的纯机械补救装置设计，但是不便于安装、拆卸，结构复杂，反应缓慢。

3、超声波测障设计，这种设计反应灵敏，设计新颖，但对障碍物要求过高，不能对普通的情况有效，不能准确的判断操作行为。

4、部分功能的实现，这可以判断误踩情况，但是不能及时的实现制动功能。 对防误踩装置设计方面的大量资料的收集和查阅，我对这个领域有了初步的了解和大体的认识，也针对上述装置的不足，在前人研究方案的基础上，做了一些改进和延伸发展。我的设计汽车油门防误踩方案为了快速和准确的判断油门踏板的踩踏是否属于正常操作范畴，采用了机械构件和智能控制系统的结合设计，通过压力传感器采集到的信号传递给单片机进行分析和处理，在单片机预设程序的处理下，最快速的得出解决方案并控制机械执行系统实现防误踩功能。大体上来讲，就是单片机控制步进电机的转动来实现制动装置的紧急制动和油门喷油器的闭合。这样的设计更能体现误踩功能的正确实现，减少和避免交通事故的发生。

此外，目前很多国内的汽车所配备的防误踩装置大多属于内装结构，这样的安装方式对原车改动较大，增加了装置的成本和推广使用的难度。考虑到富康汽车本身的结构特点和内部刹车系统的复杂状况，我的设计为外装结构，不需要太多的改进，简单独立的装置设计，能更方便的安装和拆卸，方便维护等，从操作方面来说基本原理简单、对驾驶员踩踏油门的意图判断灵敏。此外，智能控制调试非常简单，通用性也教好，能更好地实现油门防误踩的功能。

富康汽车油门防误踩装置的工作原理大体情况如下图示：

图2.6 防误踩装置工作原理

2.5 本章小结

通过对富康轿车的变速系统和制动系统的研究，并对国内现有的汽车油门防误踩

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装置进行了详细的调查和研究，并搜集了大量的资料，通过进一步对国内外一些现有的汽车油门防误踩装置专利的总体结构，功能的实现，技术的要求以及可行性等多方面进行考虑之后，采用智能化控制和机械执行的方案即单片机将压力开关传感器传递过来的数据，与单片机中预先设定的临界值比较，判断是否误踩，根据判断的结果，通过单片机控制喷油器和制动踏板牵引装置来实现防误踩的功能。此外，设计为外装结构，不需要太多的改进，简单独立的装置设计，能更方便的安装和拆卸，方便维护等，从操作方面来说基本原理简单、对驾驶员踩踏油门的意图判断灵敏。此外，智能控制调试非常简单，通用性也教好，能更好地实现油门防误踩的功能。

3富康轿车油门防误踩装置的设计

3．1 富康轿车油门防误踩装置设计思路

本设计利用压力传感器来检测油门踏板的压力大小，来判断油门是否为误踩操作来克服已有的汽车油门防误踩装置在防误踩的过程中，不能实现及时的制动或者是不能正确的判断是否是误踩行为的不足。然后通过单片机的预设程序来实现误踩装置的工作情况，最终实现控制制动系统和油门系统的及时性。在紧急情况下，由于情况的特殊，驾驶人员的情绪起伏较大，精神高度集中的情况下，踩踏油门踏板的踩踏力比平时正常行驶情况下的踩踏力要大得多，踩下去的加速度也比平常正常踩油门的加速度也要大的多，于是我们可以利用正常情况与紧急情况踩油门的踩踏力的不同来设计防误踩装置。在误踩情况下，当踩踏力大于某个值（据资料显示，正常踩踏的压力大约为120N而误踩状态的压力大约为400N左右）时，此防误踩装置控制油门不被踩下或者说是踩下无效或者是踩踏下后反而能实现紧急制动，并利用安全带的原理 ，减少事故的发生，实现安全行车的目标。

3.2 富康汽车油门防误踩刹车装置控制系统的设计

3.2.1 防误踩刹车装置控制系统设计原理

通过资料的搜集和查阅，对现有误踩刹车系统技术中的一些问题有了一定的了解，

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