汽車油門誤操作保護(hù)裝置研究現(xiàn)狀

摘要：汽車油門誤操作保護(hù)裝置屬于汽車主動安全領(lǐng)域。通過分析汽車緊急情況下，駕駛員出現(xiàn)誤踩加速踏板現(xiàn)象的原因及人們對汽車油門誤操作保護(hù)裝置的研究現(xiàn)狀，進(jìn)而對緊急情況下誤踩加速踏板的保護(hù)裝置進(jìn)行更深入的研究。

關(guān)鍵詞：汽車 誤踩油門 保護(hù)裝置 現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

中圖分類號：U466 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文獻(xiàn)編號：1674-098X(2012)01(e)-0061-61

引言

隨著人們生活水平的不斷提高，汽車的保有量快速增長，與之相伴，交通事故量也在上升，其中與駕駛員有關(guān)的因素占了很大的比重。目前為止，現(xiàn)有汽車加速踏板遇到誤操作時，沒有緊急避險的安全保障功能，這說明現(xiàn)有的研究設(shè)計還存在一些問題和缺陷，至少在市場有需求的情況下未得到推廣。因此十分有必要對汽車油門誤操作保護(hù)裝置的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，以便進(jìn)一步研制一種簡單、實(shí)用、高效、可靠的汽車油門誤操作保護(hù)裝置。

1 誤踩加速踏板現(xiàn)象原因分析

日前的汽車剎車和油門是分別由兩個腳踏板控制，并且不管手動變速器和自動變速器都是用右腳控制，在緊急情況下由于緊張，特別是新手慌亂中容易將加速踏板誤踩成制動踏板，導(dǎo)致車輛不但沒有停止前進(jìn)，反而會以更快的速度沖向前方，導(dǎo)致汽車失控，從而造成嚴(yán)重的事故。駕駛員在駕駛汽車過程中發(fā)生加速踏板誤操作的原因是多方面的，概括起來有以下幾種：

(1)新手上路，對突發(fā)情況不能迅速正確應(yīng)對，慌亂中誤把加速踏板當(dāng)作制動踏板。

(2)駕駛員身體素質(zhì)欠佳，心神不專，誤將加速踏板當(dāng)制動踏板；

(3)駕駛員酒后駕車，由于酒精對人中樞神經(jīng)起抑制作用，導(dǎo)致駕駛員判斷能力和操作能力降低，遇到突發(fā)情況時處置不當(dāng)，發(fā)生誤操作；

(4)麻痹心理，尤其是晴天路況好，駕駛員易思想松懈，注意力不集中，突遇險情，措手不及，發(fā)生誤操作；

(5)疲勞駕駛，由于思維反應(yīng)不敏捷，容易發(fā)生誤操作。2汽車油門誤操作保護(hù)裝置研究現(xiàn)狀及其分析

目前，汽車油門誤操作保護(hù)裝置一般來說有兩種形式，一種是純機(jī)械式，如機(jī)械聯(lián)動裝置、自動剎車驅(qū)動裝置；第二種機(jī)械與電子結(jié)合式，如基于單片機(jī)的控制裝置等。

2.1 機(jī)械聯(lián)動裝置裝置

從實(shí)際操作和經(jīng)驗(yàn)可知，駕駛員正常操作加速踏板的速度明顯慢于緊急制動時的操作動作。當(dāng)兩個動作同時作用于加速踏板時，是可以從速度上加以區(qū)分的，以此來判斷此次油門踩下是否為誤踩。在正常踩加速踏板和誤踩時預(yù)設(shè)一個作用力，在行車過程中當(dāng)踩踏力大于這個值時，判定此次為誤踩油門，裝置將控制加速踏板踩下無效，與此同時還實(shí)現(xiàn)一個聯(lián)動，能把誤踩油門的力轉(zhuǎn)化為踩剎車的力，使汽車達(dá)到制動的效果。

裝置的主體部分由外箱體和內(nèi)箱體組成，并在內(nèi)、外箱體之間設(shè)有復(fù)位彈簧，在內(nèi)箱體上的連接帶分別連接剎車連接帶和加速踏板連接帶，在內(nèi)箱體的中部安放轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上安裝帶槽棘輪和齒輪，加速踏板連接帶裝在帶槽棘輪上，帶槽齒輪安裝在上軸上，油門連接帶套在帶槽齒輪上；在內(nèi)箱體兩側(cè)內(nèi)壁設(shè)豎向?qū)к墸瑝K的底部連接附加彈簧上端，附加彈簧的下端頂在豎向?qū)к壍牡祝瑑?nèi)箱體棘輪齒位于帶槽棘輪的正下方。

此裝置以純機(jī)械的角度為出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計了油門防誤踩裝置，相對電控方式的裝置來說制作成本低，結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，抗干擾性強(qiáng)。但由于每個人出于體質(zhì)的不同，對踏板的作用力也將不一樣，故如果同一輛車在不同的人使用時，需對這個作用力的值進(jìn)行更改，這將增加駕駛員額外的工作量，同時出于汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)的考慮，本套裝置需采用外接的方式，從而影響了整車的外觀。

2.2 自動剎車驅(qū)動裝置分析

這套裝置包括了聯(lián)接加速踏板及發(fā)動機(jī)節(jié)氣門轉(zhuǎn)軸的離合裝置及與剎車踏板連桿聯(lián)接的自動剎車裝置，其中離合裝置是在一殼體的兩端分別伸出聯(lián)接加速踏板的傳動軸和聯(lián)接節(jié)氣門轉(zhuǎn)軸的輸出軸，傳動軸在殼體內(nèi)的一端通過增速傳動機(jī)構(gòu)及超越離合器與裝有離心塊的離心輪連接，離心輪減速傳動機(jī)構(gòu)連接，輸出軸與傳動軸同步轉(zhuǎn)動；自動剎車驅(qū)動裝置為一氣缸，氣缸伸縮桿與剎車踏板連桿聯(lián)接，氣缸充氣裝置的觸發(fā)開關(guān)為設(shè)置在離合器裝置殼體內(nèi)的接近開關(guān)；超越離合器使離心輪高速轉(zhuǎn)動的同時，離心輪上的離心塊在離心力的作用下與減速傳動機(jī)構(gòu)脫離，并到達(dá)使接近開關(guān)發(fā)出剎車信號的位置，觸發(fā)充氣裝置使氣缸內(nèi)瞬間充氣，氣缸伸縮桿驅(qū)動剎車踏板連桿剎車。

這套裝置的設(shè)計在油門操作桿與節(jié)氣門之間加上一套“超越——離心離合”傳動機(jī)構(gòu)。在低速運(yùn)動使“超越——離心離合”傳動系統(tǒng)作為一個運(yùn)動整體運(yùn)動，此時，加速踏板的轉(zhuǎn)速就等于節(jié)氣門的轉(zhuǎn)速；但是如果猛踩加速踏板，則“超越——離心離合”傳動系統(tǒng)內(nèi)部動作，離心輪上得離心塊在離心力的作用下與輸出軸脫離，并到達(dá)時接近開關(guān)發(fā)出剎車信號的位置，此刻，自動剎車驅(qū)動裝置氣缸內(nèi)瞬間充氣，氣缸伸縮桿驅(qū)動剎車踏板連桿迅速剎車。

2.3 基于單片機(jī)的電子控制系統(tǒng)裝置分析

為了區(qū)分正常踩加速踏板和誤踩加速踏板，系統(tǒng)分別預(yù)設(shè)了一套對應(yīng)的臨界值，臨界值彼此相互獨(dú)立。系統(tǒng)采用節(jié)氣門開啟的角度、角速度和角加速度這3個參數(shù)同時超過各自的臨界值作為判斷誤踩加速踏板的信號。系統(tǒng)包括了傳感器信號收集、電子控制和機(jī)械執(zhí)行三個部分。主要由電子控制器、節(jié)氣門位置傳感器、信號調(diào)理電路、電源、電磁閥、LED顯示器、鍵盤、加速踏板和制動踏板等組成。

裝置中節(jié)氣門傳感器的作用是收集角度、角速度和角加速度的參數(shù)信號，角速信號直接收集，角速度和角加速度信號分別用差分的方法計算得出，再將這些信號傳送給控制器，控制器將信號的瞬時模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并將瞬時數(shù)字量與各自設(shè)定的臨界值相比較，若同時超過各自的臨界值，則控制器判斷此動作為誤踩加速踏板，立即向電磁閥發(fā)出指示命令信號，讓正常工作電磁閥關(guān)閉，放風(fēng)電磁閥打開，讓真空助力器前而腔接通大氣，前面后腔間產(chǎn)生較大壓差進(jìn)行緊急制動。

這套系統(tǒng)不需要改變車輛原有的駕駛界面，裝置成本低，安裝容易，響應(yīng)速度快，在誤蹂加速踏板時消除了駕駛員的反應(yīng)時間，使汽車能在最短的時間內(nèi)停車。

3 汽車油門誤操作保護(hù)裝置發(fā)展趨勢

縱觀幾種汽車油門誤操作保護(hù)裝置，無論是機(jī)械式的或是機(jī)械與電子結(jié)合武的，其目標(biāo)都是在于在現(xiàn)有的汽車構(gòu)造基礎(chǔ)上設(shè)計一利，更智能、響應(yīng)速度更快、更加安全、成本更低，結(jié)構(gòu)更簡單的裝咒系統(tǒng)。在電子技術(shù)更加成熟的今天，采用電干電路控制的方式將得到更多的關(guān)注，純機(jī)械結(jié)構(gòu)的裝置往往占用空間都較大，而且相比之于電控方式，對零件安裝精度要求更高，而電控方式只需要在電子控制器中輸入一定的指令和數(shù)值，就會自動執(zhí)行操作，而且響應(yīng)速度很快，一旦判斷為誤踩汕門會很快命令相應(yīng)機(jī)構(gòu)執(zhí)行規(guī)定動作，對汽車進(jìn)行斷油、剎車等一系列保護(hù)措施。