CN111660805A - 一种三轮摩托车行驶安全*** - Google Patents

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石沛林
周龙辉
张亮
蒋军锡
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Shandong University of Technology
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Shandong University of Technology
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K28/00—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions
    • B60K28/10—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the vehicle 
    • B60K28/14—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the vehicle  responsive to accident or emergency, e.g. deceleration, tilt of vehicle

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Abstract

本发明提供了一种检测三轮摩托车行驶状态以及驾驶员状态的方法和***。其中方法包括检测驾驶员状态信息、检测三轮摩托车行驶状态信息，将信息提供给车辆ECU，从而对当前状态做出判断，自动做出必要的安全举措，保护驾驶员和道路上其他车辆的安全。避免事故和二次事故的发生。

Description

一种三轮摩托车行驶安全***
技术领域
本发明涉及一种利用传感器检测驾驶员状态并在事故发生后应急停止机动车的装置，属于自动控制领域。
背景技术
由于三轮摩托车的特性，导致三轮车在发生碰撞剐蹭事故时，非常容易侧倾失稳甚至翻车，事故可能导致驾驶员被三轮摩托车甩开，使驾驶员失去对车辆的控制。事故发生后，驾驶员不能第一时间停止三轮摩托车，由于此时车辆仍然处在档位上，发动机的怠速会使三轮摩托车依旧向前行驶，加之碰撞事故造成三轮车的转向不受控制，三轮摩托车会处于向前行驶但不受控制的情况，这会对周围交通造成严重危害；2018年在淄博发生的一起三轮摩托车与小型轿车相撞事故，造成驾驶员和车斗中的人员被甩出驾驶座位，随后三轮摩托车由于怠速又继续转向行驶，造成了驾驶员被三轮摩托车无人驾驶状态下的碾压。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题。三轮摩托车行驶安全***，主要用于三轮摩托车在道路中行驶时监测行驶状态，驾驶员状态，以及发生事故后车辆自动安全停止使用；包括ECU、霍尔转速传感器、超声波传感器、碰撞传感器、陀螺仪、步进电机、电源开关，电源；由于三轮摩托车的特性，导致三轮车在发生碰撞剐蹭事故时，非常容易侧倾失稳甚至翻车，事故可能导致驾驶员被三轮摩托车甩开，使驾驶员失去对车辆的控制；事故发生后，驾驶员不能第一时间停止三轮摩托车，此时由于发动机的怠速，三轮摩托车依旧会向前行驶，加之碰撞事故造成三轮车的转向不受控制，此时三轮摩托车会处于行驶但不受控制的情况，一旦出现这种情况，对周围正常行驶的其他车辆和行人将造成不可预计的伤害，甚至会对驾驶人造成二次伤害；三轮摩托车安全***通过安装在三轮摩托车上的陀螺仪检测三轮车是否处于侧翻状态；通过车身背部的超声波传感器检测驾驶员是否正常处于驾驶位置；通过握把检测驾驶员是否能正常控制机动车；当驾驶员用钥匙启动三轮车，按下***开关，***自动开始工作，首先，行驶途中通过霍尔传感器感知车轮转速，将信息传递给ECU，判定车辆是否仍在驱动，或者已经翻车车轮处于空转状态，其次检测超声波距离传感器的数值与设定的初始距离的差别，将数据反映给ECU；最后检测把手上的碰撞传感器，将驾驶人是否正常握把的数据传给ECU；发动机停止电机置于输油管一侧，采用球型阀门控制输油管路开闭，采用控制步进电机旋转的方法带动球型阀门转动，进而具有开启和封闭输油管的功能。当ECU判断出现事故，电机旋转，使球型开关旋转，进而堵住输油管，造成发动机停机。由于发动机熄火停止将给变速器一个阻碍运动的力，迫使三轮摩托车停止，以此来避免三轮车因为没有驾驶员操控又处于高档位怠速无人驾驶的状态，对周围交通造成危害。
附图说明
下面接合附图对发明做进一步说明。
图1为工作流程说明书
图2为握把装置结构说明图
图3为超声波传感器安装在座椅上的示意图
图4为步进电机和球阀结构示意图
图5为三轮摩托车和陀螺仪位置示意图
1.油门把手2. 皮革3.碰撞传感器4.超声波传感器5.霍尔转速传感器6.齿轮7.主减速器8.轮胎9.步进电机10.联轴器11.弹簧固定锁12.管路固定片13.陀螺仪14.ECU
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明
三轮摩托车行驶安全***，主要用于三轮摩托车在道路中行驶时监测行驶状态，驾驶员状态，以及发生事故后车辆自动安全停止使用，包括油门把手1、皮革2、碰撞传感器3、超声波传感器4、霍尔转速传感器5、齿轮6、主减速器7、轮胎8、步进电机9、联轴器10、弹簧固定锁11、管路固定片12、陀螺仪13、ECU 14。
油门把手1制作有深凹槽，用于放置碰撞传感器3，碰撞传感器的一侧有螺钉固定的金属条，通过弯折，形成一个杠杆，能够更省力的按压碰撞开关；金属条的上端装有金属滚轮，以减少皮革与金属条的摩擦，能够保证按压更舒适；深凹槽上附上皮革2作为遮盖物，减少驾驶人的不适感。
超声波传感器4置于驾驶人座椅靠下的位置；行驶过程中驾驶人背部与座椅后背之间的距离经常因为驾驶人的动作而发生变化，而将传感器置于座椅靠下的位置可以有效减少这一变化，使检测距离更清晰地反馈驾驶人的位置信息。
霍尔转速传感器5置于三轮摩托车的后轴，通过在轴上安装的齿轮6检测车轮转速。
步进电机9采用L298N电机驱动模块控制，利用三轮摩托车蓄电池供电；电机通过联轴器10与球阀连接，球阀杆和阀体设有穿孔，阀体在穿孔高度上设有凹槽；球阀的阀杆中设有弹簧和两个金属键，利用弹簧弹力将两个键弹至阀体的凹槽中，以此卡住阀杆。拆卸阀杆时，只需将阀杆转到特定位置，用细杆压回两个键即可将阀轴拆卸；阀的两端设有爪型的管路固定片12，连接管路时只需将固定片用扎带收紧，即可固定管路。
***的具体工作过程如下：在三轮摩托车未工作时开启位于驾驶员前面板上的开关，***开始工作。驾驶员开始驾驶三轮摩托车向前行驶，位于后车轴的霍尔传感器5检测车辆的转速。此时位于三轮摩托车中部的陀螺仪13检测车身倾角，将车辆是否侧翻信号反馈给ECU14。若此时检测到车辆发生了侧翻，说明事故已经发生，ECU14立即控制步进电机旋转角度，关闭球阀，切断输油管逼迫发动机停机。若陀螺仪13检测到车辆没有发生侧翻，于是检测座椅后的超声波传感器4，传感器将距离信息传给ECU14，若检测到距离变长说明没有驾驶员身体的遮挡，进而检测油门把手1上的碰撞传感器3。若碰撞传感器3被按下，则考虑驾驶员正在利用车辆动力进行车辆位置的微调，***对车辆行驶不进行干涉。若超声波传感器4检测到距离变长，碰撞传感器又没有被按下，表明驾驶员已经对车辆失去控制，车辆还在行驶，此时ECU14立即控制步进电机9旋转阀门，停止车辆；当超声波传感器4检测到距离处于正常范围，则检测油门把手1上的碰撞传感器3。若碰撞传感器3正常按下，则表明驾驶员在正常驾驶车辆，***不对车辆行驶进行干涉。若碰撞传感器3没有按下，则表明驾驶员发生事故不能正常驾驶车辆，ECU14向步进电机9发送指令，关闭输油管阀门。驾驶面板上设有复位开关。事故受到控制后，驾驶员可用复位开关控制步进电机复位，从而可以再次正常行驶。

Claims (10)

1.三轮摩托车行驶安全***，主要用于三轮摩托车在道路中行驶时监测行驶状态，驾驶员状态，以及发生事故后车辆自动安全停止使用，包括ECU、霍尔转速传感器、超声波传感器、碰撞传感器、陀螺仪、步进电机、电源开关，电源。
2.由于三轮摩托车的特性，导致三轮摩托车在发生碰撞剐蹭事故时，非常容易侧倾失稳甚至翻车，事故可能导致驾驶员被三轮摩托车甩开，使驾驶员失去对车辆的控制；事故发生后，驾驶员不能第一时间停止三轮摩托车，此时变速器若不在空挡状态，由于发动机的怠速，三轮摩托车依旧会向前行驶，加之碰撞事故造成三轮车的转向不受控制，此时三轮摩托车会处于行驶但不受控制的情况；一旦出现这种情况，对周围正常行驶的其他车辆和行人将造成不可预计的伤害，甚至会对驾驶人造成二次伤害。
3.三轮摩托车行驶安全***通过安装在三轮摩托车上的陀螺仪检测三轮车是否处于侧翻状态；通过车身背部的超声波传感器检测驾驶员是否正常处于驾驶位置；通过握把检测驾驶员是否能正常控制机动车；当驾驶员用钥匙启动三轮车，按下***开关，***自动开始工作，首先，行驶途中通过霍尔传感器感知车轮转速，将信息传递给ECU，判定车辆是否仍在驱动，或者已经翻车车轮处于空转状态，其次检测超声波距离传感器的数值与设定的初始距离的差别，将数据反映给ECU；最后检测把手上的碰撞传感器，将驾驶人是否正常握把的数据传给ECU；发动机停止电机置于输油管一侧，采用球型阀门控制输油管路开闭，采用控制步进电机旋转的方法带动球型阀门转动，进而具有开启和封闭输油管的功能。
4.当ECU判断出现事故，电机旋转，使球型开关旋转，进而堵住输油管，造成发动机停机。
5.由于发动机熄火停止将给变速器一个阻碍运动的力，迫使三轮摩托车停止，以此来避免三轮车因为没有驾驶员操控又处于高档位怠速无人驾驶的状态，对周围交通造成危害。
6.根据权利要求1所述的一种三轮摩托车行驶安全***，其特征在于陀螺仪置于接近三轮摩托车质心的位置，便于更准确的反应三轮摩托车的车身角度变化。
7.根据权利要求1所述的一种三轮摩托车行驶安全***，碰撞传感器置于驾驶员手握把之下，握把中部设有深凹槽，在凹槽中放入碰撞传感器，运用驾驶员行驶时的握力给传感器的压力压下碰撞传感器产生的信号，判断驾驶员是否处于握把状态；深凹槽上用柔软的皮革覆盖，保证驾驶员驾驶的舒适性；碰撞传感器侧面装有金属条，利用杠杆原理按压碰撞传感器上的开关；金属条与皮革接触处装有小轮减少摩擦阻力，使驾驶员按压传感器时尽可能的省力，减少疲劳。
8.根据权利要求1所述的一种三轮摩托车行驶安全***，超声波传感器置于驾驶座位靠背上，方向朝向驾驶员，通过声音的传导时间计算出与驾驶员之间的距离，作为验证驾驶员处于驾驶座位上的一个条件。
9.根据权利要求1所述的一种三轮摩托车行驶安全***，开关以及复位开关置于三轮摩托车的驾驶面板上，便于驾驶员开启或关闭以及复位该装置。
10.根据权利要求1所述的一种三轮摩托车行驶安全***，在三轮摩托车的后轴装有霍尔转速传感器，它用于检测车轮是否转动，将信号回馈给ECU。
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