汽車轉(zhuǎn)向信號燈設(shè)計探析

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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(dá)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。

關(guān)鍵詞：汽車；智能控制；轉(zhuǎn)向；信號燈

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(dǎo)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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]。

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(dāng)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(dāng)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?？刂颇K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(fù)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。

作者:陳忠愷 單位:廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院