機(jī)械式駐車制動(dòng)系統(tǒng)的智能警報(bào)開關(guān)裝置研究

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）

1 研究背景與意義

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。

2 機(jī)械式駐車制動(dòng)的認(rèn)識(shí)

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

3 系統(tǒng)功能工作原理

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 硬件系統(tǒng)選用

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。

5 結(jié)論

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。