汽车油门防误踩刹车系统设计

李天景++陈安柱

摘要：汽车主动安全中包括防误踩油门刹车技术，近年来备受瞩目。但是由于操作不当经常出现事故。而事故往往在逼近前方障碍物时、需要制动时，因为自身原因在驾驶过程中误将油门踏板当成制动踏板、最终酿成事故，这一现象也是屡见不鲜。为了克服现有技术中存在的不足，本文提供了一种汽车防误踩油门的自动刹车系统，可以有效防止驾驶员错踩油门踏板，辅助驾驶员处理紧急情况，主动避免危险发生。

关键词：防误踩油门；自动刹车；主动避免

据不完全统计，因操作不当引起的误踩油门，在重大交通事故中因为误踩油门所引起的交通事故约占12.6%，并且这一比例也在逐年攀升。因此，当驾驶员在紧急状况下想要踩刹车却误踩油门时，防误踩油门刹车系统能感知这一情况，辅助驾驶员采取安全措施，以避免交通事故的发生或减轻伤亡程度。目前例如奔驰、凯迪拉克等带电子油门的高级国外进口轿车已经安装类似功能的系统。因此对于减少误踩油门而引发的交通事故的主动刹车系统研究就显得尤为重要。

研究资料表明，减少交通事故的有效作法之一就是降低车速。大量实验证明如果有效撞击力会减少至大约30%，那么碰撞前的速度从60km/h就必须降低到50km/h，大大降低驾驶员和乘客的伤亡程度。

一、设计方案

如图1所示，汽车防误踩油门的自动刹车系统，包括信号采集输入单元、控制单元和执行机构，所述信号采集输入单元的信号输出端与控制单元的信号输入端连接，所述控制单元的信号输出端与执行机构的信号输入端连接。

所述信号采集输入单元包括节气门位置传感器、转向灯信号采集电路、车速传感器和雷达测距传感器。

所述执行机构包括节气门控制电机、制动模块和报警模块。

所述车速传感器、节气门位置传感器、转向灯信号采集电路和雷达测距传感器的信号输出端与控制单元的信号输入端连接，所述控制单元的信号输出端分别与节气门控制电机、制动模块和报警模块的信号输入端连接。

所述雷达测距传感器为UMRR-pre-crash预碰撞雷达。

二、方案工作原理

防误踩油门刹车系统在汽车运动过程中不间断感知、测量车辆与前方障碍物的距离及驾驶员踩踏油门踏板的速度与时间的导数，即加速度。距离记作S，加速度记作a.并以转向指示灯和车速传感器为辅助。若a超过一定S范围内的设定的閾值a0，用转向指示灯排除驾驶员超车的情况外，则给出信号控制紧急制动机构，自动报警提醒驾驶员，并实现自动制动，切断节气门进气量的目的。若检测到车速是零，则关闭报警和释放自动制动机构。

为了进一步减小误判的可能性，在上述技术基础之上，本实用新型所述信号采集输入单元还包括驾驶员驾驶状态检测器，所述驾驶员驾驶状态检测器的信号输出端与控制单元的信号输入端连接。所述驾驶员驾驶状态检测器包括脉搏传感器或方向盘压力传感器。脉搏传感器佩戴在手臂上，该脉搏传感器可以检测驾驶员的脉搏速率，以此结合车速传感器、节气门位置传感器、转向灯信号采集电路和雷达测距传感器来准确判断驾驶员是否处于紧张状态；方向盘压力传感器设于汽车的方向盘上。当驾驶员处于紧张状态时，其两手会紧握方向盘，此时压力传感器可感应到手对方向盘的压力，并将该感应信息传给控制单元，控制单元可结合车速传感器、节气门位置传感器、转向灯信号采集电路和雷达测距传感器给出的信息数据准确判定驾驶员处于紧张状态。

参考文献：

[1]金延东.防止误将油门当刹车技术研究[J].中国新技术新产品，2012，9：150

[2]杨雷. 汽车防误踩油门自动刹车系统探析[J].理论探索，2014，3：116-117

课题信息：2016年江苏省高等学校大学生创新创业训练计划，项目编号：201613752005Y，审批单位：江苏省教育厅。