一、机动车技术现状
1.交通事故隐患的根源与解决方案
机动车制动踏板与加速踏板都由司机右脚来操作,用一只脚来操作两个可能造成重大错误的、而外形及位置极其相似的矛盾踏板,这本身是造成事故的关键前提,重大隐患。我们业已成熟的设计思想与规范标准是对两个矛盾的事件给以相互矛盾、对立的提示或标志、对多个相互对立的事件给以区别明显的对立的提示或标志,以示区别以避免发生误操作,如交通指示灯的停与行,用区别最明显的红灯与绿灯区别,电力线的A,B,C三相电缆用黄、绿、红颜色来区别,敌对的两军的标志也尽量做得不同,以防误伤,而想让对方发生误伤或执行特工等特殊任务以达“珠混鱼目”之目的时才采用与对方一样的标志与形象用以混淆视听,当我们想做任何提示、标志或告示时都要把标的物做得尽量与环境不同而与之区别开,以示警醒,以免遗漏、发生事故。如果将电缆三相用饱和度很接近的颜色区分、停与行指示灯用颜色很接近的信号灯指示,显然,其人身、财产交通事故将不计其数。
而我们的制动踏板与加速踏板正是犯的这种低级错误。制动与加速这两个逻辑、动作相反的踏板紧邻,且都由右脚操作,在紧急情况,尤其对于新手,常常“慌不择路”,非常容易误操作,造成矛盾对立的动作,从而引发交通事故,造成生命、财产的损失,害人害己。且这样的踏板负荷分配不均,尤其自动挡,左脚处于闲置状态,从生物工程学分析,不利于人体健康,而右脚负荷过重,尤其关键关头,由油门踏板变更为制动踏板的反应灵敏度远远迟滞于左脚操作制动踏板,而大脑指令对制动的操作由多任务的右脚执行的错误率远远高于由专职任务的左脚执行的。
而这个制动任务也不能由手来完成,手的解放使人类的诞生成为可能,从此告别了茹毛饮血,风餐露宿的洪荒远古,从此地球生物开创了暂新的文明时代并将继往开来,重新将手束缚于没有意义的工作是错误的指导思想,没有生产资料的相对过剩与部落稳定就没有文明,同样没有阶级分化、专业分工也不会有文明。
目前踏板的布置完全是历史原
因及传统习惯势力的沿袭,Kart Friendrich Benz的制动与油门不能同时踩踏的逻辑思想,从机动车安全运行出发,植根工业革命时代,传承至今。我们还应以人为本,并非都由右脚操作具有不可比拟的优势,而由于踏板的误操作和迟滞操作造成的交通事故自动挡甚至更多。
由此解决方案水到渠成,制动与离合踏板布置在司机左侧(或者二合一),油门踏板在司机右侧,尤其对于自动挡机动车,左脚制动、右脚油门,分工明确,动作清晰,易学易操作,根绝误动作即事故隐患,同时提高发动机、制动片性能、寿命,节油环保不冒黑烟、永不熄火。具体实施方案可参见发明专利《丽莎系统机动车制动装置201110094877.8》。
2.齿轮变速器的卓越动力性能与遗憾
传统的手动挡机动车,齿轮变速,动力性好,无动能流失,是其它变速装置无以匹敌的,但因为是有级变速,换挡时速度阶跃变化,有顿挫感,不适合高级轿车,即具优良的动力传输性能,又具有无级变速特性的变速装置,一百多年来一直是世界众多汽车厂商追求的梦想,也因此开发出了众多的变速装置:机械式自动变速器AMT,液力祸合变速器AT、双离合变速器DCT/DSG、皮带式及金属链条式无级变速器CVT等,但或多或少存在着不尽人意的缺陷,不是变速不够平顺,就是动力显得不足,也正是这样的缺陷、矛盾与追求才是事物发展的真正动力,促使汽车变速装置不断地向前发展,在遭遇诸多困境后,人们又掉过头来顾望机械式齿轮变速装置,迷惑于它的优良动力特性,竞相开发齿轮式无级变速装置。上世纪60年代首先出现了ASG变速器,接着相继出现有电动式、液力式、气动式,根据机动车所具有的资源优势,选择动力方案,但不足之处仍然是换挡不平顺问题,鉴于此,齿轮式变速装置即使自动化了,也被列入低挡行列,久久沉冤于地下,不登大雅之堂。
齿轮变速器速度的阶跃变化主要来自于以下几个方面,换挡时车速与新挡位等效车速之差带来的车速的突然变化,换挡后自动控制节气门的供油量与踏板控制节气门的行程开度对应的供油量之间的差异带来的发动机供油量的突然变化,崎岖坎坷路况带来的踏板难以控制、失控带来的发动机供油量的变化。制动、事故等带来的顿挫感不在本文论述、讨论范围。
基于上述原因分析,本文提出了针对性的解决方案、控制程序,先进的人机对话HMI任意设置界面,以及为了保留轿车手动拨干的真实感、可操控感与动力感而设计的手自一体式变速杆。
二、齿轮箱无级变速等解决方案
因为上述前后两个速度阶跃扰动量比较容易理解,计算机程序也比较容易实现,本文重点介绍中间一个扰动量以及部分主控逻辑程序,其它2,3挡及任意挡起车等功能详细分析及计算机程序请参见发明专利《手自一体机械式变速装置201210014010.1》。
1.部分主控逻辑
图1为PLC内部逻辑,实现制动踏板与油门踏板对机动车的起、停及低速运行的操作。