基于道路堵車避障裝置的研究

羅文華

（鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車工程學(xué)院，江蘇 鹽城 224005）

基于道路堵車避障裝置的研究

羅文華

（鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車工程學(xué)院，江蘇 鹽城 224005）

文章提出了一種新型避障裝置，該裝置解決了道路擁堵及停車難的問題。主要從其液壓系統(tǒng)及控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，通過單片機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了車輛舉升旋轉(zhuǎn)進(jìn)入或駛離某一位置。道路擁堵時，可輕松避開前后車輛，進(jìn)入另一車道。停車距離小時，也能輕松旋轉(zhuǎn)泊入車位。

避障裝置；液壓系統(tǒng)；單片機(jī)控制

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.11.018

CLC NO.: U463.3 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)11-49-03

引言

針對城市汽車數(shù)量急劇增多，道路堵車的現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。有時道路的一個車道擁堵非常嚴(yán)重，前后車輛停靠比較近，但旁邊車道沒有車，這時擁堵車道上的某個車輛并不能移到另個車道，造成擁堵車道越來越堵。車輛多了也造成停車難的問題。有時有停車位，但因其停車位前后有車制約，供停車的距離很小，最終在這樣的狹小空間內(nèi)進(jìn)行多次進(jìn)、退泊車，操作不便，存在安全隱患。這里提出一種供車輛在前后有車制約的道路或停車位上實(shí)現(xiàn)從動輪旋轉(zhuǎn)，一次性完成避障過程的裝置。

1、避障裝置的基本組成

以普遍的發(fā)動機(jī)前置、前輪為驅(qū)動輪、后輪為從動輪的車輛為例，該裝置主要包括：兩組后輪舉升機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向輪正直檢測機(jī)構(gòu)、左前輪單輪制動機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)動力機(jī)構(gòu)、液壓和油路系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。

圖1　后輪舉升機(jī)構(gòu)

每組后輪舉升機(jī)構(gòu)主要由伸縮液壓缸12、支撐桿11、萬向輪4、限位支架8、舉升行程開關(guān)9和收縮行程開關(guān)10構(gòu)成，如圖1所示。

轉(zhuǎn)向輪正直檢測機(jī)構(gòu)由霍爾傳感器16、磁鋼15和原車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)成，如圖2所示。左前輪單輪制動機(jī)構(gòu)主要由兩位兩通電磁閥22和壓力繼電器21和原車制動系統(tǒng)構(gòu)成，如圖3所示。

圖2　轉(zhuǎn)向輪正直檢測機(jī)構(gòu)

圖3　左前輪單輪制動機(jī)構(gòu)

旋轉(zhuǎn)動力機(jī)構(gòu)由原車發(fā)動機(jī)26、原車離合器和變速器27、原車主減速器28、原車差速器29、原車傳動軸35、原車輪轂和原車右前輪2構(gòu)成。

圖4　旋轉(zhuǎn)動力機(jī)構(gòu)

2、避障裝置的工作原理

該裝置的液壓和油路系統(tǒng)由兩位兩通電磁閥39，兩位三通電磁閥38，三位四通電磁閥40，單向閥一43、單向閥二44，順序閥一41、順序閥二42，溢流閥一45、溢流閥二46、溢流閥三47和原車轉(zhuǎn)向液壓助力系統(tǒng)構(gòu)成，如圖5所示。

兩位三通電磁閥38串聯(lián)在原車轉(zhuǎn)向液壓助力泵與轉(zhuǎn)向機(jī)37入油端油路中，其P端連接轉(zhuǎn)向液壓助力泵36、其A端連接三位四通電磁閥40、其B端連接轉(zhuǎn)向機(jī)37入油端。兩位兩通電磁閥39串聯(lián)在轉(zhuǎn)向機(jī)37出油端和回油管油路中，其P端連接轉(zhuǎn)向機(jī)出油端、其T端連接轉(zhuǎn)向機(jī)回油管。三位四通電磁閥40串聯(lián)在兩位三通電磁閥38和伸縮液壓油路中，其P端連接兩位三通電磁閥38的 A端、其T端連接回油管、其A端連接伸縮液壓缸12無桿腔油路中單向閥一43導(dǎo)通口端、其B端連接伸縮液壓缸12有桿腔油路中單向閥二44導(dǎo)通口端。順序閥一41和單向閥一43并聯(lián)后連接在三位四通電磁閥40的A端與伸縮液壓缸12無桿腔之間，順序閥二42和單向閥二44并聯(lián)后連接在三位四通電磁閥40的B端與伸縮液壓缸12有桿腔之間。溢流閥一45旁接在轉(zhuǎn)向液壓助力泵出油管路上、溢流閥二46旁接在兩伸縮液壓缸無桿腔總管路上、溢流閥三47旁接在兩伸縮液壓缸有桿腔總管路上。

圖5　液壓和油路系統(tǒng)

該裝置的控制系統(tǒng)（圖6）利用舉升、收縮行程開關(guān)和轉(zhuǎn)向輪正直霍爾傳感器、左前輪轉(zhuǎn)速傳感器和單片機(jī)控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)液壓和油路控制和舉升、收縮到位指示燈控制、轉(zhuǎn)向輪正直指示燈控制。

圖6　控制系統(tǒng)

3、避障裝置的工作過程

當(dāng)車輛前后有車堵塞時，操作程序?yàn)椋海?）按下泊車（舉升）按鈕；（3）旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向盤至轉(zhuǎn)向輪正直指示燈亮（4）踩下制動踏板；（5）舉升到位指示燈時，掛前進(jìn)檔，此時左前輪單輪制動，發(fā)動機(jī)動力經(jīng)差速器分配給右前輪，使車輛產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動力。車尾旋轉(zhuǎn)避開障礙時，踩制動停車；（6）復(fù)位泊車（收縮）按鈕，收縮到位指示燈亮?xí)r，車輛恢復(fù)原來控制狀態(tài)，駛離障礙，完成一次性旋轉(zhuǎn)避開障礙過程。

本裝置在停車側(cè)方距離小的車位泊車時，可以將車頭或車尾駛?cè)胲囄?，舉升從動輪后旋轉(zhuǎn)車身，能實(shí)現(xiàn)一次旋轉(zhuǎn)汽車功能。

4、總結(jié)

本文提出了一種新型避障裝置，該裝置解決了道路擁堵及停車難的問題。主要從其液壓和油路系統(tǒng)及控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，通過單片機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了車輛旋轉(zhuǎn)舉升或旋轉(zhuǎn)收縮進(jìn)入或駛離某一位置。道路擁堵時，可輕松避開前后車輛，進(jìn)入另一車道。停車距離小時，也能輕松避開左右車輛進(jìn)入車位。

[1]余如，郭洪艷，陳虹.自主駕駛車輛的預(yù)測避障控制［J］.信息與控制，2015,44（1）：117-124.

[2]田鵬，李澤滔.基于單片機(jī)的紅外避障系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.自動化與儀器儀表，2015,188（6）：40-42.

[3]李紅.自動泊車系統(tǒng)路徑規(guī)劃與跟蹤控制研究［D］.湖南大學(xué)，2014.

Research of evadible device Based on road traffic jam

Luo Wenhua
( Yancheng Institute of industry technology School of automotive engineering, Jiangsu Yancheng 224005 )

This paper presents a new evadible device solving the problems of road congestion and parking. Mainly research the hydraulic and oil system and control system, by SCM technology to achieve the lifting or rotating the rotary vehicle entering or leaving a location shrink. By SCM control technology, achieve the vehicle entering or leaving certain location with lifting or rotating. When road congestion, the vehicle can easily avoid the front and rear vehicles into another lane. When parking distance is less, the vehicle can easily avoid left and right vehicles entering the parking spaces.

Evadible device; Hydraulic system; SCM control

U463.3

A

1671-7988(2016)11-49-03

羅文華（1965-），男，副教授，就職于鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車工程學(xué)院，研究汽車：機(jī)電控制方向。

鹽城市農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新專項(xiàng)引導(dǎo)資金項(xiàng)目（YK2015029）。