關于手剎位置錯誤報警裝置的構想

范峰 朱春楊

摘 要：在駕駛中，駕駛員經常在停車時忘記拉緊手剎，在起步時忘記松手剎。文章對汽車手剎在使用過程中的狀態進行了研究。根據實際操作過程簡化手剎位置狀態，創新性地將手剎制動桿的位置狀態參數引入電路，轉換為可獲取的電流信號參數。通過電流信號判斷手剎的位置狀態，經ECU邏輯處理給出判斷結果，促發語音報警裝置，提醒駕駛員手剎使用錯誤。

關鍵詞：手剎；位置狀態；電流信號；ECU；語音報警

引言

生活中，駕駛員對手剎并不陌生。而對于正常的駕駛來說，手剎的狀態應該是拉緊或者完全放下，這里當然不考慮駕駛員的駕駛陋習。然而現在許多駕駛員由于一些人為不可控因素導致手剎的位置狀態不正確，比如說停車忘記拉手剎、起步忘記松手剎，而正是由于這些不經意的小錯誤造成一些嚴重的危害。坡道停車忘拉手剎易導致車輛后溜，撞上后面車輛；重新起步忘記松手剎易導致車輛熄火，剎車片磨損壽命減少[1]。因而，我們應該具有使用手剎制動的意識和正確使用手剎制動的技能。

1 問題分析

從微觀角度來說，手剎位置的變化是有極有限的變化，但從宏觀角度來說，手剎位置的變化是無極無限的變化，也就是其位置狀態有多重參數，那問題是如何將難定量化的多重參數轉化為有限的可以定量化表示的參數。

其實我們關心的是手剎是否拉緊或者是否完全放下，而并不關心手剎制動桿在其他位置的狀態，也就是我們想要的是手剎拉緊記為狀態一和手剎完全放下記為狀態二這兩種狀態，手剎其他狀態可以歸結為狀態三。而手剎狀態一和狀態二是我們認為正確的狀態，而狀態三是我們認為錯誤的狀態，這樣我們可以將手剎的位置狀態簡化為正確的狀態跟錯誤的狀態。現在我們要考慮的是，如何將這二元素與可測的某種物理符號的兩種狀態想對應起來，而電流是比較簡單可測的物理符號，其狀態也是可有兩種，即電流的有與無，所以我們可以將手剎位置的兩種狀態與電流的有無對應起來，這樣我們就可以通過電流的有無來判斷手剎的位置狀態。

手剎位置在狀態一和狀態二時，我們認為其狀態正確，電路不需要有信號電流；而其在狀態三時，我們認為其狀態不正確或錯誤，此時應有電流信號，通過某種裝換裝置傳達給駕駛員。我們現在可以把問題簡化為手剎位置在狀態三時有電流信號，而且我們不要電流信號會有變化，以免使得問題復雜化。這樣我們可以設想，手剎位置在狀態三時線路是接通的，而在狀態一和狀態二是斷開的。手剎的位置變化是在兩個端點間移動，我們可以將手剎位置變化曲線除去端點的中間部分接入電路，而在兩個端點時是未接入電路的。

2 實施方案

2.1 結構原理

當手剎位置狀態處于狀態一時，手剎是拉緊的，此時線路是斷開的，線路中沒有電流信號，語音報警裝置不工作；當手剎位置狀態處于狀態二時，手剎是完全放下的，此時線路也是斷開的，線路中沒有電流信號，語音報警裝置不工作；當手剎位置狀態處于狀態三時，手剎制動桿是處于兩端點之間的，此時線路是接通的，線路中有電流信號，ECU接受到電流信號后，經過邏輯處理判斷，開啟語音報警裝置，提醒駕駛員手剎未拉緊或未完全放下[2]。

為避免傳統手剎狀態傳感裝置判斷不夠精密和反應遲緩的現象，我們將弧形滑動變阻器與手剎制動桿相互固定，使得手剎制動桿部分導電，這樣不僅可以有效避免手剎制動桿本身導電對駕駛員和機身的安全影響，而且可以將手剎制動桿的位置狀態引入到電路中。將手剎制動桿的位置狀態引入到電路一方面可以將位置狀態轉換為電流參數，另一方面可以提高手剎狀態獲取速度。

弧形滑動變阻器電阻絲7的兩端絕緣處理，滑片8與手剎制動桿的AB端固定，隨著手剎制動桿的滑動而移動。當手剎制動桿位于兩端極限位置時，滑片剛好與絕緣接觸，電路斷開。當手剎制動桿位于兩端極限位置中間區段時，滑動變阻器接入電路，電路接通，傳遞電流信號給ECU，ECU接收到信號后發出語言警報來提醒駕駛員。

2.2 結構應用

有些駕駛員有拉手剎的意識，但由于人為原因，往往使得手剎未拉緊。但是這時駕駛員誤以為手剎建立完全 而放松警惕，使得安全隱患系數大大增加。當駕駛員手剎未拉緊時，手剎制動桿處于兩端點之間，此時滑片8與電阻絲7有緣部分接合，電路接通，ECU接收到信號，經約3秒后進行邏輯處理，若此時電路仍接通則發出語言警報，若此時電路斷開則取消邏輯處理。我們應用延時邏輯處理方案是為了避免駕駛員在釋放手剎操作的過程中受到系統的阻力作用。當手剎拉緊時，手剎制動桿處于端點位置，此時滑片8與電阻絲7絕緣部分接合，電路斷開，ECU經過邏輯處理后關閉語言警報。

然而很少有駕駛員忘記放下手剎，但是由于人為原因，有時候駕駛員手剎未完全放下就急于啟動車輛行駛。這時候車輛可能不至于熄火，但摩擦片會受到長時間的磨損，這將嚴重損害摩擦片，縮短其壽命，進而會使得手剎制動在不知不覺中失去效果，為以后的安全埋下隱患。在這種模式下，系統的工作原理與上一模式相仿。

當然這種設計結構比較簡單、造價低廉，因而可以廣泛應用與普通家庭轎車。

2.3 結構優缺點

本設計創新性地將手剎制動桿的位置狀態參數引入電路，轉換為可獲取的電流信號參數，化繁為簡。將有級連續的手剎制動桿狀態轉換為兩種簡單的物理信號：電路斷開、電路接通，簡化了系統的邏輯分析，延長系統壽命。弧形滑動變阻器電阻絲與固定銷滑槽相固定，電路接通與斷開和手剎制動桿位置錯誤與正確相對應，信號收集精確靈敏。

但是由于本人知識水平和能力有限，本設計裝置中也存在許多不足。一方面線路的絕緣和防干擾還有待改進，另一方面零部件的實際安裝許克服一些困難，此外本裝置也會造成一些駕駛員的駕駛不適應。還望其他學者給出一些建議以改進此方案。

3 結束語

行車中，人們經常使用行車制動系統制動，往往忽略駐車制動系統即手剎的作用。然而，對于駕駛員的行駛安全來說，駐車制動系統和行車制動系統是同等重要的。正因為人們不夠重視手剎的作用，使得手剎使用不當引起的事故屢見不鮮。這款手剎位置報警裝置正是在與手剎有關事故頻發的背景下產生的，它只是起到提醒駕駛員的作用，仍需駕駛員自己操縱制動桿，通過長時間的重復式提醒，以希望可以幫助駕駛員養成正確使用手剎的習慣。

參考文獻

[1]關文達.汽車構造[M].北京：機械工業出版社，2013.

[2]秦曾煌.電工學簡明教程[M]. 北京：高等教育出版社，2007.

[3]楊可楨，程光蘊，李仲生. 機械設計基礎[M]. 北京：高等教育出版社，2006.

作者簡介：范峰（1993-），男，江蘇南通人，重慶交通大學，交通運輸專業，大二在讀學生，學習領域為城市軌道交通。