汽車油門防誤踩剎車系統設計

李天景++陳安柱

摘要：汽車主動安全中包括防誤踩油門剎車技術，近年來備受矚目。但是由于操作不當經常出現事故。而事故往往在逼近前方障礙物時、需要制動時，因為自身原因在駕駛過程中誤將油門踏板當成制動踏板、最終釀成事故，這一現象也是屢見不鮮。為了克服現有技術中存在的不足，本文提供了一種汽車防誤踩油門的自動剎車系統，可以有效防止駕駛員錯踩油門踏板，輔助駕駛員處理緊急情況，主動避免危險發生。

關鍵詞：防誤踩油門；自動剎車；主動避免

據不完全統計，因操作不當引起的誤踩油門，在重大交通事故中因為誤踩油門所引起的交通事故約占12.6%，并且這一比例也在逐年攀升。因此，當駕駛員在緊急狀況下想要踩剎車卻誤踩油門時，防誤踩油門剎車系統能感知這一情況，輔助駕駛員采取安全措施，以避免交通事故的發生或減輕傷亡程度。目前例如奔馳、凱迪拉克等帶電子油門的高級國外進口轎車已經安裝類似功能的系統。因此對于減少誤踩油門而引發的交通事故的主動剎車系統研究就顯得尤為重要。

研究資料表明，減少交通事故的有效作法之一就是降低車速。大量實驗證明如果有效撞擊力會減少至大約30%，那么碰撞前的速度從60km/h就必須降低到50km/h，大大降低駕駛員和乘客的傷亡程度。

一、設計方案

如圖1所示，汽車防誤踩油門的自動剎車系統，包括信號采集輸入單元、控制單元和執行機構，所述信號采集輸入單元的信號輸出端與控制單元的信號輸入端連接，所述控制單元的信號輸出端與執行機構的信號輸入端連接。

所述信號采集輸入單元包括節氣門位置傳感器、轉向燈信號采集電路、車速傳感器和雷達測距傳感器。

所述執行機構包括節氣門控制電機、制動模塊和報警模塊。

所述車速傳感器、節氣門位置傳感器、轉向燈信號采集電路和雷達測距傳感器的信號輸出端與控制單元的信號輸入端連接，所述控制單元的信號輸出端分別與節氣門控制電機、制動模塊和報警模塊的信號輸入端連接。

所述雷達測距傳感器為UMRR-pre-crash預碰撞雷達。

二、方案工作原理

防誤踩油門剎車系統在汽車運動過程中不間斷感知、測量車輛與前方障礙物的距離及駕駛員踩踏油門踏板的速度與時間的導數，即加速度。距離記作S，加速度記作a.并以轉向指示燈和車速傳感器為輔助。若a超過一定S范圍內的設定的閾值a0，用轉向指示燈排除駕駛員超車的情況外，則給出信號控制緊急制動機構，自動報警提醒駕駛員，并實現自動制動，切斷節氣門進氣量的目的。若檢測到車速是零，則關閉報警和釋放自動制動機構。

為了進一步減小誤判的可能性，在上述技術基礎之上，本實用新型所述信號采集輸入單元還包括駕駛員駕駛狀態檢測器，所述駕駛員駕駛狀態檢測器的信號輸出端與控制單元的信號輸入端連接。所述駕駛員駕駛狀態檢測器包括脈搏傳感器或方向盤壓力傳感器。脈搏傳感器佩戴在手臂上，該脈搏傳感器可以檢測駕駛員的脈搏速率，以此結合車速傳感器、節氣門位置傳感器、轉向燈信號采集電路和雷達測距傳感器來準確判斷駕駛員是否處于緊張狀態；方向盤壓力傳感器設于汽車的方向盤上。當駕駛員處于緊張狀態時，其兩手會緊握方向盤，此時壓力傳感器可感應到手對方向盤的壓力，并將該感應信息傳給控制單元，控制單元可結合車速傳感器、節氣門位置傳感器、轉向燈信號采集電路和雷達測距傳感器給出的信息數據準確判定駕駛員處于緊張狀態。

參考文獻：

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[2]楊雷. 汽車防誤踩油門自動剎車系統探析[J].理論探索，2014，3：116-117

課題信息：2016年江蘇省高等學校大學生創新創業訓練計劃，項目編號：201613752005Y，審批單位：江蘇省教育廳。