汽车防误踩油门制动控制系统研发

　　摘要：针对误将油门当成制动这一危险行为, 设计了一种防误踩油门制动控制系统以降低交通事故的发生, 以油门踏板加速度和方向盘手握力作为该系统的输入信号, 当监测到驾驶员行车时踩油门踏板加速度或者手握方向盘的力过大时, 系统发出控制信号使汽车紧急制动以保证人身安全。

　　关键词：汽车; 误踩油门; 设计;

　　汽车安全技术越来越受到重视, 如电子稳定系统 (ESP) 、自适应巡航控制、全景系统等[1]。其中, 误将油门当成刹车而引发的交通事故较多, 针对此现象, 设计一种防误踩油门制动控制系统。

　　1、系统的硬件设计

　　加速度传感器、薄膜压力传感器分别用于采集油门踏板的加速度和作用于方向盘的手握力, 单片机根据预设程序对手握力、踏板加速度进行分析, 判别是否需要紧急制动。

　　紧急制动执行装置如图所示, 当紧急制动执行装置没有工作时, 单作用工作液压缸9经二位三通阀8与油管7相连, 汽车原有的前后轮制动装置经过二位三通阀12、13与油路3、4相连通向制动主缸2。

　　当紧急制动执行装置工作时, 单片机使电动油泵5工作, 制动油液从紧急制动液储液器14经过油管6, 同时单片机控制二位三通阀8转换油路使油液进入到单作用液压缸9, 二位三通阀12和13也同时收到了单片机的控制信号转换油路, 由于油液进入到单作用液压缸9一个通油的腔, 使单作用液压缸9内的活塞前移, 从而使活塞上相连的杆推入紧急制动主缸10, 其中紧急制动主缸10的大小和结构与制动主缸2基本相同, 从紧急制动主缸10压出的油液从油管11和16被压出, 由于二位三通阀12和13在单片机的信号下转换油路, 所以油液进入汽车原有的前后轮制动装置总成, 从而完成紧急制动, 经过5秒后, 单片机对二位三通阀8和电动油泵5终止控制信号, 使二位三通阀8恢复到初始状态, 单向作用缸9在内部回位弹簧的作用下, 单向作用缸9腔内的油液通过油管7回到制动液储蓄器14中, 汽车原有的前后轮制动装置总成中的油液经过油管11、16回到紧急制动主缸10中, 紧急制动主缸10复位后, 单片机控制二位三通阀12、13, 使汽车原有的前后轮制动装置经过二位三通阀12、13与油管4、3相连通向制动主缸2, 从而使整个紧急制动执行装置初始状态, 恢复平时正常制动功能。

紧急制动执行装置

　　2、系统的软件设计

　　利用现有的加速度信号采集装置及PC机, 采集驾驶员在正常油门踏板和突发情况误踩油门这两种情况的油门踏板加速度, 通过试验可知这两种情况油门踏板加速度可以明显区分, 可以确定出油门踏板加速度的阈值a0, 当系统监测到油门踏板加速度值大于阈值a0时, 系统则采取相应制动措施。

　　采用实车行驶试验对驾驶员的方向盘左手握力值进行测取, 发现在正常行驶时, 手握力变化并不大, 但是当自车前方出现突发情况时, 手握力值瞬间增大, 这是由于在突发危险情况下, 测试者下丘脑将掌管着身体不同部位的激素释放激发了一系列生理反应, 使躯体做好的急性应激准备的结果。可以确定出方向盘处左手握力的阈值f0, 当系统监测到作用于方向盘上的手握力大于阈值f0时, 说明车辆处于危险情况, 系统则采取相应制动措施。

　　当然对于阈值a0和阈值f0的确定还需建立在大量试验基础上。

　　系统的主程序流程如下:

　　条件1:油门踏板加速度大于阈值a0时;

　　条件2:方向盘左手握力大于阈值f0时。

　　以上两个条件满足其一, 系统的紧急制动执行装置开始工作使汽车制动, 5s后紧急制动执行装置复原使制动解除。

　　3、结论

　　该系统实时监测油门踏板加速度和方向盘手握力, 若根据这两种信号判定车辆此时处于危险的状态, 则采取紧急制动措施。该设计对汽车原有制动结构改动较少, 不会改变驾驶员的行车习惯, 可提高汽车主动安全性。

　　参考文献
　　[1]王大兴.汽车主动安全系统现状与发展趋势分析[J].汽车电器, 2016 (6) :39-42.