劉港　黎仕增　韋錦　羅婷劼

摘 要：針對(duì)教練車學(xué)員易將油門當(dāng)剎車緊踩不放的情況，設(shè)計(jì)了一款防誤踩油門副剎裝置，并進(jìn)行了實(shí)車試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，在分別以30km/h、45km/h、60km/h的3種時(shí)速行駛過(guò)程中，主駕位保持油門踩下動(dòng)作，副駕位100%成功利用副剎切換油門信號(hào)至怠速時(shí)信號(hào)，并且在用副剎緊急制動(dòng)過(guò)程中車輛平穩(wěn)，制動(dòng)距離與正常急剎車制動(dòng)距離偏差不超過(guò)5%，滿足工作要求。

關(guān)鍵詞：誤踩油門;副剎裝置;緊急制動(dòng)

1 引言

目前，國(guó)內(nèi)教練車主要采用連桿式、拉線式、液壓式和電子式等4種副制動(dòng)裝置[1]，這些裝置具備在副駕駛位置踩下副剎踏板實(shí)現(xiàn)制動(dòng)的功能，但均未考慮到初學(xué)者時(shí)常在慌亂中會(huì)誤將油門當(dāng)作剎車而緊踩不放的情形。在此情形下，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高，驅(qū)動(dòng)力矩大，若教練員踩踏副剎踏板強(qiáng)行剎車，容易造成汽車傳動(dòng)系統(tǒng)及制動(dòng)系統(tǒng)損壞，并且也可能出現(xiàn)由于驅(qū)動(dòng)扭矩太大汽車未能及時(shí)停下而造成事故發(fā)生的情況。

針對(duì)上述情況，本文設(shè)計(jì)了一種既能制動(dòng)又能適時(shí)控制油門輸入信號(hào)的副剎裝置。通過(guò)該裝置，即使學(xué)員在主駕位上誤踩油門，副駕位上的教練員也能通過(guò)副制動(dòng)裝置及時(shí)的將油門信號(hào)切換成怠速時(shí)信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)良好制動(dòng)，有效防止“一邊輸入大油門信號(hào)，一邊制動(dòng)”的情況發(fā)生，增加了教練車的安全性。

2 系統(tǒng)工作原理

2.1 工作原理

目前主流電子油門技術(shù)使采用油門位置傳感器（電位計(jì)式）以電壓信號(hào)的方式將位置信號(hào)傳送至發(fā)動(dòng)機(jī)ECU，作為控制節(jié)氣門等機(jī)構(gòu)運(yùn)行的參數(shù)[2]。

本設(shè)計(jì)通過(guò)在油門位置傳感器與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU之間加入信號(hào)切換電路，原理如圖1所示。當(dāng)學(xué)員誤將油門當(dāng)剎車而深踩油門踏板時(shí)，副駕駛位置上的教練員輕踩副制動(dòng)踏板將油門信號(hào)切換成怠速油門信號(hào)發(fā)送至發(fā)動(dòng)機(jī)ECU，汽車按照怠速油門信號(hào)響應(yīng)，消除誤踩油門的不利后果，同時(shí)也確保汽車在油門信號(hào)切換時(shí)不因信號(hào)缺失而報(bào)故障碼或點(diǎn)亮故障燈。

2.2 防誤踩油門副剎裝置設(shè)計(jì)

本副剎裝置包括副剎踏板機(jī)構(gòu)和油門信號(hào)切換電路兩部分，副剎踏板機(jī)構(gòu)如圖2所示。

副剎踏板機(jī)構(gòu)圖中，踏板觸點(diǎn)5與踏板觸點(diǎn)8分別固定在踏板1的兩個(gè)面上，觸點(diǎn)與踏板絕緣，踏板座觸點(diǎn)6與踏板座觸點(diǎn)7也分別固定在踏板座2的兩個(gè)面上，觸點(diǎn)與踏板座也絕緣。踏板1與踏板座2之間裝有彈簧4，彈簧座2與連桿3剛性連接，連桿3則與主駕位的原剎車踏板剛性連接。

油門信號(hào)切換電路如圖3所示。

油門信號(hào)切換電路圖中，繼電器A為常閉型繼電器，兩輸出端分別連接怠速信號(hào)電壓源和發(fā)動(dòng)機(jī)ECU油門信號(hào)輸入針腳，當(dāng)踏板座觸點(diǎn)7與踏板觸點(diǎn)8接通時(shí)，繼電器A斷開(kāi)怠速信號(hào)電壓源和發(fā)動(dòng)機(jī)ECU油門信號(hào)輸入針腳之間的電路，反之則繼電器A接通怠速信號(hào)電壓源和發(fā)動(dòng)機(jī)ECU油門信號(hào)輸入針腳之間的電路。繼電器B也是常閉型繼電器，兩輸出端分別連接油門傳感器信號(hào)電壓和發(fā)動(dòng)機(jī)ECU油門信號(hào)輸入針腳，當(dāng)踏板觸點(diǎn)5與踏板座觸點(diǎn)6斷開(kāi)時(shí)，繼電器B接通油門傳感器信號(hào)電壓和發(fā)動(dòng)機(jī)ECU油門信號(hào)輸入針腳之間的電路，反之則繼電器B斷開(kāi)油門傳感器信號(hào)電壓和發(fā)動(dòng)機(jī)ECU油門信號(hào)輸入針腳之間的電路。

具體工作過(guò)程：（1）未踩副剎踏板時(shí)，踏板座觸點(diǎn)7與踏板觸點(diǎn)8在彈簧4作用下保持接觸，而踏板觸點(diǎn)5與踏板座觸點(diǎn)6斷開(kāi)，此時(shí)繼電器A斷開(kāi)了怠速信號(hào)電壓源和發(fā)動(dòng)機(jī)ECU油門信號(hào)輸入針腳之間的電路，而繼電器B接通油門傳感器信號(hào)電壓和發(fā)動(dòng)機(jī)ECU油門信號(hào)輸入針腳之間的電路，發(fā)動(dòng)機(jī)油門信號(hào)正常的來(lái)自于油門位置傳感器，發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。

（2）踩下副剎踏板過(guò)程初始，踏板座觸點(diǎn)7與踏板觸點(diǎn)8斷開(kāi)，而踏板觸點(diǎn)5與踏板座觸點(diǎn)6還未接通時(shí)，繼電器A和繼電器B都接通，即油門傳感器信號(hào)電壓與怠速信號(hào)電壓源都接通發(fā)動(dòng)機(jī)ECU油門信號(hào)輸入針腳，發(fā)動(dòng)機(jī)油門控制信號(hào)取二者中電壓較高者，以此作為信號(hào)切換的過(guò)渡，避免了發(fā)動(dòng)機(jī)ECU會(huì)因?yàn)橛烷T信號(hào)瞬間缺失而報(bào)故障的情況出現(xiàn)。

（3）繼續(xù)踩下副剎踏板，踏板座觸點(diǎn)7與踏板觸點(diǎn)8斷開(kāi)，而踏板觸點(diǎn)5與踏板座觸點(diǎn)6接通，繼電器A接通而繼電器B斷開(kāi)，怠速信號(hào)電壓源與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU油門信號(hào)輸入針腳接通，油門傳感器信號(hào)電壓與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU油門信號(hào)輸入針腳斷開(kāi)，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)油門信號(hào)來(lái)自怠速電壓信號(hào)源，發(fā)動(dòng)機(jī)及相關(guān)系統(tǒng)按油門未被踩踏時(shí)的輸入響應(yīng)。

（4）進(jìn)一步踩下副剎踏板，由于此時(shí)踏板觸點(diǎn)5與踏板座觸點(diǎn)6已經(jīng)緊密接觸，所以踏板座2和踏板1保持同步運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)連桿3傳導(dǎo)至主駕位的原剎車踏板，帶動(dòng)原剎車踏板運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)及相關(guān)系統(tǒng)仍按油門未被踩踏輸入響應(yīng)。

3 試驗(yàn)驗(yàn)證

選取2009款日產(chǎn)陽(yáng)光轎車作為試驗(yàn)用車，正確安裝本設(shè)計(jì)副剎裝置。

3.1 原地空檔試驗(yàn)

原地駐車，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，掛空檔。駕駛員將油門踏板踩至最底部并保持，坐在副駕駛的人員輕踩副剎踏板切換油門信號(hào)為怠速信號(hào)，觀看儀表發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速迅速下降即為信號(hào)切換成功。重復(fù)操作100次，均切換成功。

3.2 車輛行駛中試驗(yàn)

分別以時(shí)速為30、45、60km/h勻速行駛，正常踩踏油門（保持踩下），副駕位輕踩副剎踏板，切換油門信號(hào)為怠速信號(hào)，觀看儀表發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速迅速下降即為信號(hào)切換成功。重復(fù)操作100次，均切換成功。

分別以時(shí)速為30、45、60km/h勻速行駛，正常踩踏油門（保持踩下），副駕位急踩副剎踏板到底，直到車停，測(cè)量剎車距離，每種速度下測(cè)量30次，取平均值，并與駕駛員正常急剎車（右腳離開(kāi)油門踏板迅速踩下剎車踏板）的制動(dòng)距離對(duì)比。試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

由表1可見(jiàn)：不同車速下在主駕位踩下油門踏板行駛中，利用副剎緊急制動(dòng)，制動(dòng)過(guò)程中車輛平穩(wěn)，且制動(dòng)距離與正常急剎車制動(dòng)距離偏差不超過(guò)5%，滿足工作要求。

4 結(jié)語(yǔ)

本教練車副剎裝置設(shè)計(jì)采用了油門信號(hào)切換電路和帶觸點(diǎn)的副剎踏板機(jī)構(gòu)，教練員能夠通過(guò)副剎裝置有效控制油門和剎車，一定程度上減少了教練車傳動(dòng)系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)的磨損和沖擊，提高了教練車安全性。

課題項(xiàng)目：廣西高校中青年教師科研基礎(chǔ)能力提升項(xiàng)目（2017KY1073）。

參考文獻(xiàn)：

[1]武妙琦，王吉，吉恒毅，王偉.教練車安全輔助制動(dòng)裝置的發(fā)展現(xiàn)狀分析[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇， 2017，（8）：69-70.

[2]黎仕增，韋錦，劉港，蔣銀靜.防汽車油門誤踩制動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].汽車技術(shù)，2018 （9）：37-39.