汽車油門安全控制系統(tǒng)

山東英才學院 山東 濟南 250000

引言：據(jù)統(tǒng)計，、一年時間國內(nèi)因交通事故死亡人數(shù)達到十萬之多，中國成為交通事故多發(fā)國家，相當于發(fā)達國家來說中國現(xiàn)代汽車文化意識依然比較單薄。在電視上頻繁可以見到有人開車時誤踩油門造成重大人身傷亡事故的報道，究其原因，一是處于汽車普及階段，新司機多；二是駕校訓練不夠嚴謹，車考不嚴格；三是司機的責任心不強，沒有意識到“人命關(guān)天”，開車注意力不集中，當發(fā)生緊急情況時由于心理素質(zhì)低下而導致交通事故；四是油門安全系統(tǒng)不夠完善。

一.課題的提出

汽車油門安全控制系統(tǒng)設(shè)計主要用來預防由于汽車駕駛員誤操作，錯把油門當剎車猛踩至底而造成的交通事故。電子控制系統(tǒng)先進，該系統(tǒng)是基于原車有牽引力控制系統(tǒng)及電子剎車系統(tǒng)并且不改動原車系統(tǒng)的情況下進行開發(fā)。

二.課題的研究內(nèi)容

該裝置將牽引力控制系統(tǒng)和電子剎車系統(tǒng)緊密集合，在時速為5km/h 路況復雜時，當駕駛員遇到緊急情況在油門和剎車之間頻繁轉(zhuǎn)換，油門踏板位置傳感器和位移速率傳感器檢測出油門踏板位移和位移速率過大時，將此信號發(fā)送給控制單元，然后控制單元進行綜合判斷，將信號傳遞給牽引力控制系統(tǒng)和電子剎車系統(tǒng)，牽引力控制系統(tǒng)將節(jié)氣門開度關(guān)閉，切斷動力輸出，使汽車保持怠速，在牽引力控制系統(tǒng)信號的同時，還會將此信號傳遞給電子剎車系統(tǒng)，電子剎車系統(tǒng)將此信號轉(zhuǎn)換為電信號給剎車分泵電機，從而增大制動力，使車輛自動剎車。

隨著當前電子技術(shù)在汽車上的應用逐漸成熟，比如牽引力控制、電子剎車等技術(shù)等在汽車上的應用，這些都是油門電子安全控制系統(tǒng)應運而生的契機。引力控制系統(tǒng)簡稱 TCS。它的作用是使汽車在各種行駛狀況下都能獲得最佳的牽引力。主要分為制動力矩控制和發(fā)動機轉(zhuǎn)矩控制兩種控制方式。其目的就是要防止車輛尤其是大馬力車子，在起步、加速時驅(qū)動輪打滑現(xiàn)象，以維持輛行駛方向的穩(wěn)定性。ASR可以通過減少節(jié)氣門開度來降低發(fā)動機功率或者由制動器控制車輪打滑來達到對汽車牽引力的控制。

汽車油門安全控制系統(tǒng)包括：傳感器、控制單元和執(zhí)行器三個部分。控制工作原理：根據(jù)汽車所突發(fā)的緊急情況，利用原車油門踏板位置傳感器 APP，可以讀出 APP 電壓信號變化情況（0v-5v 變化，不踩油門踏板信號電壓為 0v，到底信號電壓為 5v）；同時可以讀出油門位移速率（油門猛踩到底，油門踏板位移時間為 t，油門踏板最大位移量 L，計算出位移速度 v=L/t）；再利用發(fā)動機/自動變速器控制 ECU 讀取車速信號。當油門踏板安全控制 ECU 接收到車速信號V ≦5km/h，油門踏板位移量變化范圍 0v-5v，油門踏板位移加速率超過一定值（油門踏板加速率 p=100 m/s2）時，油門踏板安全控制 ECU此時判斷駕駛員為誤踩油門。此時油門踏板安全控制 ECU 發(fā)出指令：將信號傳遞給牽引力控制系統(tǒng)和電子剎車系統(tǒng)。牽引力控制系統(tǒng)將節(jié)氣門關(guān)閉，切斷動力輸出，使汽車保持怠速。在牽引力控制系統(tǒng)信號的同時，還會將此信號傳遞給電子剎車系統(tǒng)，電子剎車系統(tǒng)控制輪邊剎車電機進行剎車，增大制動力，使車輛停駛，保證車輛在盡可能短的時間里停車。其優(yōu)勢為整體結(jié)構(gòu)小，便于在現(xiàn)有汽車上的改裝自動化程度高，能夠自動完成裝置的啟動，人只需進行簡單的復位操作；不改變汽車的原有的行駛操作習慣，可以實現(xiàn)即裝即用。

三、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài)：

[國外方面]

國外的純機械式裝置早在 20 世紀 70 年代,國外就有相關(guān)學者對司機在加速與剎車時腳部不同的動作特征而對傳統(tǒng)的汽車油門和制動踏板結(jié)構(gòu)進行改造內(nèi),設(shè)計出機械式油門與剎車合成裝置，下面是幾個比較有代表性的純機械式油門與剎車合成裝置。日本學者設(shè)計一種測壓式的油門與剎車合成裝置,司機加速時,右腳前端向右側(cè)平移側(cè)壓油門踏板實現(xiàn)加速,當需要制動時,右腳前端踩下制動踏板實現(xiàn)制動,制動踏板被壓下的同時油門踏板被釋放從而加速解除。瑞典學者研發(fā)得到一種新型油門與剎車合成的單踏板裝置，司機加速時，以踏板后部的軸為軸心,腳的前部踩下踏板,使踏板沿著該軸作旋轉(zhuǎn)運動實現(xiàn)加速，當需要制動時，腳掌將整個踏板踩下實現(xiàn)制動,瑞典兩大汽車生產(chǎn)商沃爾沃和紳寶均對單踏板裝置的汽車安全性能感興趣，但兩家公司在進行測試后均表示，沒有馬上開發(fā)生產(chǎn)這種汽車的計劃。雖然純機械式的油門與剎車合成裝置能夠獲得較為可靠的制動效果,但是此類裝置改變了司機正常踩油門和剎車的習慣,對傳統(tǒng)油門和制動結(jié)構(gòu)改動較大,難以在車輛中進行普及應用。

[國內(nèi)方面]

國內(nèi)的純機械式裝置安全控制系統(tǒng)設(shè)計（防誤踩油門裝置），其中國內(nèi)的油門與剎車合成裝置主要以專利的形式存在,尚沒有成熟性的產(chǎn)品,除了油門與剎車合成裝置以外,國內(nèi)還存在一類以油門踏板的作用力或油門踏板角速度的大小為判別依據(jù)的機械聯(lián)動補救裝置。目前國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)誤踩油門裝置的專利，例如有的裝置是在秒踩油門置底發(fā)出警報，但人反應需要時間，死神就在那一秒與你擦肩而過；有的電子控制系統(tǒng)是在誤踩油門之后，將信號發(fā)送給 ASR，ASR 將供油系統(tǒng)關(guān)閉，但汽車仍有殘余的壓力，不可以及時的切斷動力，因而發(fā)生交通事故。

結(jié)束語：

目前國內(nèi)外車的汽車油門安全控制系統(tǒng)設(shè)計已有多年的發(fā)展變化，現(xiàn)在汽車油門安全控制系統(tǒng)設(shè)計在國內(nèi)外已經(jīng)日趨成熟。國內(nèi)在進入21 世紀，國內(nèi)汽車安全控制也出現(xiàn)了比較好的發(fā)展勢頭。而且現(xiàn)在人們對于安全問題都特別重視，當前電子控制系統(tǒng)先進，該系統(tǒng)是基于原車有牽引力控制系統(tǒng)及電子剎車系統(tǒng)并且不改動原車系統(tǒng)的情況下進行開發(fā)。該裝置應用在普通家庭轎車上，適用人群十分廣泛，而且女性駕駛員和高齡駕駛員日益增多，非常適用本產(chǎn)品。目前私家車還無此裝置，對于未來市場較為廣闊，制作此裝置的材料價格便宜，并且需求量大，可應用與全國私家車輛，有很好的發(fā)展前景。