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基于限制车速的安全带强制使用装置(3)
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摘要：图4中Throttle Signal为加速踏板传感器，由其传出加速踏板的位置信号，且其输出的信号传入Switch开关，以辅助工作模式的判断；Fasten seat belt为驾驶员系好安
图4中Throttle Signal为加速踏板传感器，由其传出加速踏板的位置信号，且其输出的信号传入Switch开关，以辅助工作模式的判断；Fasten seat belt为驾驶员系好安全带模式信号；Unfasten seat belt为驾驶员未系好安全带模式信号；Engine System为MATLAB/SIMULINK系统自带的发动机模型[8]其具体结构图如图5所示；Gears为汽车行驶档位信号；Drive System为发动机飞轮到汽车轮毂的传动机构，其具体结构如图6所示；Vehicle Speed为车速显示装置。本结构图上半部分为不含本装置结构，下半部分为含本装置的结构，最后在两者的输出结果处提供一个比较装置，以判断实验结果是否满足设计预期。
3.2 仿真实验结果
采用以上仿真模块进行模拟，测得在两种工作模式下（令已设置的安全车速为25 km/h）的运行结果。
图5 MATLAB/SIMULINK系统自带的发动机模型Fig.5 MATLAB/SIMULINK system engine module
图6 发动机飞轮到汽车轮毂的传动机构Fig.6 Transmission mechanism from engine flywheel to automobile hub
由图7可知，在不受约束模式（即系好安全带模式）工况下，本装置不对加速踏板信号进行强制干涉和替代。安装本装置前后车速与加速踏板输入电压的关系相同，本装置不起干涉作用，而只是作为信号的传递。
由图8可知，在限速强制佩戴安全带的行驶模式工况下，本装置对加速踏板信号进行强制干涉，并输出“替代信号”来替代加速踏板输入给发动机ECU的电压信号。在未佩戴安全带情况下，对于安装本装置的汽车，当车速达到或超过25 km/h时（事先设定的安全车速），即使驾驶员提高加速踏板的输入电压，汽车的车速仍维持在25 km/h，以保证驾驶员和乘客的安全。
图7 不受约束模式工况运行结果图Fig.7 The operation result of wearing seat belt
图8 限速强制佩戴安全带模式工况运行结果图Fig.8 The operation result of not wearing seat belt
由以上MATLAB/SIMULINK结构图和仿真实验结果图可知，本装置能够实现预先设计的功能，具有较高的可行性。
4 结束语
本文给出了一种“基于限制车速的安全带强制使用装置”。该装置可实现：在未影响到人身安全的低速范围内行驶时，驾驶员和乘客可不佩戴安全带，增加了驾车和乘车的舒适性；需要高速行驶时，采取限制车速的措施迫使司机和乘客佩戴安全带，确保人身安全。该装置将主动安全和被动安全相结合，同时在Drive-by-wire理念、单片机（ECU）强制干涉加速踏板信号、不影响汽车正常驾驶、与OBD不冲突等方面进行了大胆创新。
文章来源：《内燃机工程》 网址: http://www.nrjgczz.cn/qikandaodu/2021/0709/967.html