一種智能控制汽車轉(zhuǎn)向信號燈的設(shè)計

陳忠愷

摘要：設(shè)計了一種智能控制汽車轉(zhuǎn)向信號燈，以柔性電阻式壓力傳感器、汽車方向轉(zhuǎn)角傳感器監(jiān)測轉(zhuǎn)向柱轉(zhuǎn)動信號，通過轉(zhuǎn)向控制模塊辨別轉(zhuǎn)向意圖，控制轉(zhuǎn)向信號燈的自動執(zhí)行，達到因各種原因沒有對汽車轉(zhuǎn)向開關(guān)進行操作的補救，對道路的交通有序通行和行人安全具有一定現(xiàn)實意義。

Abstract： To design a kind of intelligent control car turn signals， flexible resistive pressure sensor， automotive steering column turn signal direction Angle sensor monitoring， through the steering control module to identify intentions， automated control turn signals， reach for various reasons not to switch on car for remedial operation， It has certain practical significance to the orderly traffic passage and pedestrian safety.

關(guān)鍵詞：汽車;智能控制;轉(zhuǎn)向;信號燈

Key words： automobile;intelligent control;steering;light

中圖分類號：U491.5+1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）14-0226-02

0? 引言

隨著社會的汽車保有量的增大，越來越多人開上了家庭小轎車，但部分駕駛員的駕駛水平欠缺或者由于緊張導致在轉(zhuǎn)向過程中不及時甚至忘記操作轉(zhuǎn)向燈開關(guān)提供轉(zhuǎn)向信號，對道路的交通有序通行和行人帶來了極大的安全隱患，為了解決這個問題，本文設(shè)計一種智能控制汽車轉(zhuǎn)向信號燈，以實現(xiàn)當駕駛員向左或者向右轉(zhuǎn)動方向盤時，通過傳感器監(jiān)測，控制模塊分析處理，命令相應(yīng)方向的汽車轉(zhuǎn)向信號燈執(zhí)行。

1? 設(shè)計思路

1.1 總體思路

如圖1所示，本裝置總體設(shè)計由轉(zhuǎn)向意圖檢測傳感器、轉(zhuǎn)向信號處理控制模塊、轉(zhuǎn)向燈狀態(tài)執(zhí)行器等3部分組成，主要是通過汽車方向轉(zhuǎn)角傳感器、纏繞在轉(zhuǎn)向柱的柔性電阻式壓力傳感器檢測[1]、收集駕駛車輛轉(zhuǎn)向意圖，發(fā)送給控制模塊，經(jīng)過轉(zhuǎn)向信號的接收、處理、判斷，形成執(zhí)行命令，傳輸給執(zhí)行器，控制左側(cè)或右側(cè)轉(zhuǎn)向燈是否點亮。

1.2 技術(shù)思路

如圖2所示給出了本裝置主程序的整體流程，系統(tǒng)在完成上電后開始進行初始化，對轉(zhuǎn)向意圖檢測傳感器、轉(zhuǎn)向信號處理控制模塊、轉(zhuǎn)向燈狀態(tài)執(zhí)行器等硬件模塊進行自檢，當完成自檢后，開始進入汽車方向盤轉(zhuǎn)向檢測流程，把檢測到左側(cè)或右側(cè)的轉(zhuǎn)向意圖信號發(fā)送給轉(zhuǎn)向控制模塊，經(jīng)過分析、處理、判斷，形成執(zhí)行命令，控制左轉(zhuǎn)向燈或右轉(zhuǎn)向燈閃爍點亮，當方向盤回正，則系統(tǒng)會關(guān)閉轉(zhuǎn)向燈。

2? 設(shè)計技術(shù)基礎(chǔ)

2.1 汽車方向盤轉(zhuǎn)角傳感器技術(shù)分析

如圖3所示，汽車方向盤轉(zhuǎn)角傳感器由1個安裝在轉(zhuǎn)向柱大齒輪、2個測量小齒輪、2個磁鐵、1組判斷電路、2組方向異性磁阻集成電路所組成。大齒輪隨轉(zhuǎn)向柱一起旋轉(zhuǎn)，與傳感器外殼一起安裝在車身上的2個測量小齒輪上的齒數(shù)相差1格，并且在轉(zhuǎn)動方向盤時在大齒輪驅(qū)動下一起轉(zhuǎn)動。通過兩個小齒輪分別記錄方向盤的旋轉(zhuǎn)角度，以不同的齒數(shù)、不同的圈數(shù)計算獲得方向盤的絕對轉(zhuǎn)角[2]。

其基本特性如表1所示。

2.2 柔性電阻式壓力傳感器技術(shù)分析

將柔性電阻式壓力傳感器均勻包裹在方向盤的兩側(cè)。當轉(zhuǎn)動方向盤壓迫壓阻傳感器產(chǎn)生信號，經(jīng)控制模塊后控制汽車左轉(zhuǎn)向控制電路接通，使轉(zhuǎn)向信號燈閃爍。如圖4所示，采用RP-L柔性電阻式壓力傳感器，此傳感器具有高穩(wěn)定性、高一致性、響應(yīng)速度快、壓力電阻特性強等特點。

2.3 汽車轉(zhuǎn)向燈系統(tǒng)技術(shù)分析

如圖5所示，汽車轉(zhuǎn)向燈系統(tǒng)一般由4個轉(zhuǎn)向信號燈，1個操作開關(guān)，1個信號閃光器所組成，其工作過程是：12V電源電流經(jīng)閉合的點火開關(guān)進入閃光器，形成脈沖電流，經(jīng)駕駛員操作轉(zhuǎn)向燈開關(guān)，實現(xiàn)左側(cè)或右側(cè)轉(zhuǎn)向燈燈泡供電點亮。關(guān)鍵的技術(shù)是轉(zhuǎn)向燈開關(guān)的左側(cè)或右側(cè)選擇，則本裝置需要在轉(zhuǎn)向燈開關(guān)左側(cè)、右側(cè)設(shè)計自動控制開關(guān)，以實現(xiàn)轉(zhuǎn)向燈狀態(tài)執(zhí)行[3]。

3? 智能控制的設(shè)計實踐

由以上技術(shù)分析基礎(chǔ)，經(jīng)過實驗得知，如圖6所示，當駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤，壓迫纏繞在轉(zhuǎn)向柱兩次的柔性電阻式壓力傳感器產(chǎn)生信號輸入轉(zhuǎn)向控制模塊，同時，檢測轉(zhuǎn)向柱轉(zhuǎn)向角度的汽車方向轉(zhuǎn)角傳感器也產(chǎn)生轉(zhuǎn)角信號輸入轉(zhuǎn)向控制模塊。控制模塊通過接收2個關(guān)聯(lián)信號，進行分析車輛轉(zhuǎn)向意圖，判斷出轉(zhuǎn)向柱已經(jīng)實質(zhì)上的產(chǎn)生轉(zhuǎn)向，再形成左、右2個負觸發(fā)信號控制2個繼電器的線圈回路，閉合相應(yīng)方向的轉(zhuǎn)向燈繼電器觸點，最終實現(xiàn)轉(zhuǎn)向燈的智能化。

4? 結(jié)束語

本設(shè)計主要是通過包裹在轉(zhuǎn)向柱兩側(cè)的柔性電阻式壓力傳感器及方向盤轉(zhuǎn)角傳感器監(jiān)測、判斷車輛是否已經(jīng)實際轉(zhuǎn)向，產(chǎn)生相應(yīng)的檢測信號傳感器控制模塊，形成命令控制相應(yīng)方向轉(zhuǎn)向燈執(zhí)行點亮。以此彌補駕駛員因各種原因沒有對汽車轉(zhuǎn)向開關(guān)進行操作的行為錯誤，對道路的交通有序通行和行人安全具有一定現(xiàn)實意義。

參考文獻：

[1]鄭麗麗.基于KEA8單片機的動態(tài)轉(zhuǎn)向燈設(shè)計[J].中國照明電器，2019（06）.

[2]周萌.一種汽車轉(zhuǎn)向信號燈智能控制設(shè)想研究[J].南方農(nóng)機 2021，52（05）：181-182.

[3]陳國慶，黎世錕.汽車電氣設(shè)備[M].中國林業(yè)出版社，2019.

[4]谷玉強.中職學校汽修專業(yè)校企合作實訓教學模式的研究[J].科技風，2016（2）：255.

[5]張留忠.汽車LED轉(zhuǎn)向燈恒流驅(qū)動電路的設(shè)計[D].江蘇：南京理工大學，2010.

[6]張耀輝.基于單片機設(shè)計的汽車信號燈故障檢測與處理的研究[D].廣東：華南農(nóng)業(yè)大學，2009.

[7]蔡姍姍.汽車轉(zhuǎn)向燈控制系統(tǒng)的設(shè)計與仿真[J].電腦迷，2018（10）：96.

[8]朱艷秋.LED技術(shù)在汽車燈具中的設(shè)計與應(yīng)用實現(xiàn)分析[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2019（46）：153.

[9]王秀.汽車轉(zhuǎn)向燈控制器設(shè)計[J].電子技術(shù)，2011，38（1）：75-77.

[10]熊英.汽車組合儀表的設(shè)計與實現(xiàn)[D].遼寧：大連海事大學，2012.

[11]莫溪.LED汽車燈具工藝設(shè)計與應(yīng)用[J].時代汽車，2019（20）：63-64.

[12]宋佑川，魏靜.仿真軟件在汽車電工電子課程教學中的應(yīng)用[J].國網(wǎng)技術(shù)學院學報，2017，20（6）：66-70.

[13]張明杰.基于視覺信息與GIS的車輛轉(zhuǎn)向控制研究[D].山東：青島理工大學，2018.

[14]張弛，燕高鋒，張亞明.基于多種光源轉(zhuǎn)向燈控制的閃光器[C].//第十二屆河南省汽車工程科技學術(shù)研討會論文集.2015：348-349.