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                        汽車防誤踩油門制動控制系統研發

                        添加時間:2018/07/25 來源:民營科技 作者:曹菁 馬麗 荊君
                        汽車安全技術越來越受到重視, 如電子穩定系統 (ESP) 、自適應巡航控制、全景系統等。其中, 誤將油門當成剎車而引發的交通事故較多, 針對此現象, 設計一種防誤踩油門制動控制系統。
                          以下為本篇論文正文:

                          摘要:針對誤將油門當成制動這一危險行為, 設計了一種防誤踩油門制動控制系統以降低交通事故的發生, 以油門踏板加速度和方向盤手握力作為該系統的輸入信號, 當監測到駕駛員行車時踩油門踏板加速度或者手握方向盤的力過大時, 系統發出控制信號使汽車緊急制動以保證人身安全。

                          關鍵詞:汽車; 誤踩油門; 設計;

                          汽車安全技術越來越受到重視, 如電子穩定系統 (ESP) 、自適應巡航控制、全景系統等[1]。其中, 誤將油門當成剎車而引發的交通事故較多, 針對此現象, 設計一種防誤踩油門制動控制系統。

                          1、系統的硬件設計

                          加速度傳感器、薄膜壓力傳感器分別用于采集油門踏板的加速度和作用于方向盤的手握力, 單片機根據預設程序對手握力、踏板加速度進行分析, 判別是否需要緊急制動。

                          緊急制動執行裝置如圖所示, 當緊急制動執行裝置沒有工作時, 單作用工作液壓缸9經二位三通閥8與油管7相連, 汽車原有的前后輪制動裝置經過二位三通閥12、13與油路3、4相連通向制動主缸2。

                          當緊急制動執行裝置工作時, 單片機使電動油泵5工作, 制動油液從緊急制動液儲液器14經過油管6, 同時單片機控制二位三通閥8轉換油路使油液進入到單作用液壓缸9, 二位三通閥12和13也同時收到了單片機的控制信號轉換油路, 由于油液進入到單作用液壓缸9一個通油的腔, 使單作用液壓缸9內的活塞前移, 從而使活塞上相連的桿推入緊急制動主缸10, 其中緊急制動主缸10的大小和結構與制動主缸2基本相同, 從緊急制動主缸10壓出的油液從油管11和16被壓出, 由于二位三通閥12和13在單片機的信號下轉換油路, 所以油液進入汽車原有的前后輪制動裝置總成, 從而完成緊急制動, 經過5秒后, 單片機對二位三通閥8和電動油泵5終止控制信號, 使二位三通閥8恢復到初始狀態, 單向作用缸9在內部回位彈簧的作用下, 單向作用缸9腔內的油液通過油管7回到制動液儲蓄器14中, 汽車原有的前后輪制動裝置總成中的油液經過油管11、16回到緊急制動主缸10中, 緊急制動主缸10復位后, 單片機控制二位三通閥12、13, 使汽車原有的前后輪制動裝置經過二位三通閥12、13與油管4、3相連通向制動主缸2, 從而使整個緊急制動執行裝置初始狀態, 恢復平時正常制動功能。

                        緊急制動執行裝置
                        緊急制動執行裝置

                          2、系統的軟件設計

                          利用現有的加速度信號采集裝置及PC機, 采集駕駛員在正常油門踏板和突發情況誤踩油門這兩種情況的油門踏板加速度, 通過試驗可知這兩種情況油門踏板加速度可以明顯區分, 可以確定出油門踏板加速度的閾值a0, 當系統監測到油門踏板加速度值大于閾值a0時, 系統則采取相應制動措施。

                          采用實車行駛試驗對駕駛員的方向盤左手握力值進行測取, 發現在正常行駛時, 手握力變化并不大, 但是當自車前方出現突發情況時, 手握力值瞬間增大, 這是由于在突發危險情況下, 測試者下丘腦將掌管著身體不同部位的激素釋放激發了一系列生理反應, 使軀體做好的急性應激準備的結果?梢源_定出方向盤處左手握力的閾值f0, 當系統監測到作用于方向盤上的手握力大于閾值f0時, 說明車輛處于危險情況, 系統則采取相應制動措施。

                          當然對于閾值a0和閾值f0的確定還需建立在大量試驗基礎上。

                          系統的主程序流程如下:

                          條件1:油門踏板加速度大于閾值a0時;

                          條件2:方向盤左手握力大于閾值f0時。

                          以上兩個條件滿足其一, 系統的緊急制動執行裝置開始工作使汽車制動, 5s后緊急制動執行裝置復原使制動解除。

                          3、結論

                          該系統實時監測油門踏板加速度和方向盤手握力, 若根據這兩種信號判定車輛此時處于危險的狀態, 則采取緊急制動措施。該設計對汽車原有制動結構改動較少, 不會改變駕駛員的行車習慣, 可提高汽車主動安全性。

                          參考文獻
                          [1]王大興.汽車主動安全系統現狀與發展趨勢分析[J].汽車電器, 2016 (6) :39-42.

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