CN111319463A - 一种误将油门当刹车的智能识别及控制***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种误将油门当刹车的智能识别及控制***，包括ECU控制器、电子油门角位移传感器/传统油门踏板转速传感器、方向盘转角传感器、汽车左转向灯控制开关、汽车各档位开关、电子手刹、喷油控制***、报警信号灯和自动刹车***，还包括柔性拉索。上述智能识别及控制***之控制方法包括ECU控制器接收车辆输出信号，确定车辆工作状态，并设定车辆不同工作状态下油门踏板角加速度门限值；ECU控制器接收油门踏板角位移或转速信号并计算得到角加速度值，判断是否误踩油门；判定误踩后启动自动刹车***实现紧急制动。本发明的误将油门当刹车的智能识别及控制***，能有效避免司机因误将油门当刹车而引发的交通事故，降低交通事故发生率。

Description

一种误将油门当刹车的智能识别及控制***及方法
技术领域
本发明涉及智能识别控制技术领域，具体涉及一种误将油门当刹车的智能识别及控制***及方法。
背景技术
随着车辆的日益增多，道路上发生的交通事故也随之增加，几乎每年都有司机误将油门当成刹车从而引发交通事故的报道，不管新手老手，遇到突发状况，由于精神紧张或操作不当，都很容易发生错踩油门的情况，这个时候，轻则虚惊一场，重则车毁人亡。因此，亟需设计一种新的技术方案，以综合解决现有技术存在的问题。
本发明既适用于采用电子油门的车辆，也适用于采用传统的非电子油门的车辆，若车辆采用电子油门，油门踏板的角加速度为电子油门传感器输出的角位移信号经二次求导得到；若车辆采用传统的非电子油门，油门踏板的角加速度为转速传感器的输出值经一次求导得到，所述转速传感器安装在非电子油门踏板回转轴上。ECU控制器接收油门踏板角位移或转速信号并计算得到角加速度值，判断是否误踩油门，当判定误踩后启动自动刹车***实现紧急制动。
发明内容
本发明的目的是提供一种误将油门当刹车的智能识别及控制***及方法，能有效避免司机因误将油门当刹车而引发的交通事故。
为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：
一种误将油门当刹车的智能识别及控制***，包括ECU控制器、电子油门角位移传感器/传统油门踏板转速传感器、方向盘转角传感器、汽车左转向灯控制开关、汽车各档位开关、报警信号灯、电子手刹、喷油控制***和自动刹车***，所述自动刹车***包括制动踏板、真空助力器、制动液压缸、二位四通电磁换向阀、液压泵、过滤器、油箱和溢流阀，所述真空助力器的柱塞推杆通过机械铰链与所述制动踏板相连，所述制动液压缸设置在制动踏板的背侧；所述自动刹车***还包括柔性拉索，所述制动踏板的背侧通过所述柔性拉索与制动液压缸内的活塞杆相连，所述制动液压缸的左右油腔通过二位四通电磁换向阀分别连接液压泵、溢流阀和油箱，所述液压泵通过过滤器与油箱相连；所述ECU控制器的制动信号输出端YA与二位四通电磁换向阀的电磁铁YA1相连。
采用上述误将油门当刹车的智能识别及控制***的控制方法，包括以下步骤：
1)设定车辆不同工作状态下的油门踏板角加速度的门限值，所述车辆不同工作状态包括挂前进档状态、挂倒车档状态、挂空档状态以及超车状态；
2)ECU控制器接收车辆的输出信号，判断车辆的工作状态；所述车辆的输出信号包括汽车挂前进档信号、汽车挂倒档信号、汽车挂空档信号、汽车左转向灯开启信号以及汽车方向盘转角传感器信号；
3)ECU控制器接收油门踏板的角位移或转速信号并计算得到加速度值，确定车辆的工作状态，之后ECU控制器将计算得到的油门踏板角加速度值与相应工作状态下的油门踏板角加速度门限值进行比较，判断是否误踩油门；
4)若ECU控制器判定是误踩油门，则ECU控制器输出发动机断油控制信号，同时启动电子手刹信号和制动信号YA并点亮报警信号灯，二位四通电磁换向阀的电磁铁YA1得电后，二位四通电磁换向阀左位工作，制动液压缸靠近制动踏板侧油腔进油，活塞杆被推动向远离制动踏板侧移动，柔性拉索拉动制动踏板顺时针转动，车辆紧急制动；
5)若ECU控制器判定不是误踩油门，则ECU控制器不输出信号，二位四通电磁换向阀右位工作，制动液压缸远离制动踏板侧油腔保持进油，活塞杆被推向靠近制动踏板侧并持续保持该状态，此时柔性拉索无张紧力，对制动踏板不产生任何影响。
其中，车辆处于挂前进档状态时，油门踏板角加速度的门限值为调试获得的正常值；
车辆处于挂倒车档状态时，油门踏板角加速度的门限值为正常值的75～85％；
车辆处于空挡状态时，油门踏板角加速度不设门限值；
车辆处于超车状态时，油门踏板角加速度的门限值为正常值的115～125％。
另外，所述的误将油门当刹车的智能识别及控制***，既适用于采用电子油门的车辆，也适用于采用传统的非电子油门的车辆，若车辆采用电子油门，油门踏板的角加速度为电子油门传感器输出的角位移信号经二次求导得到；若车辆采用传统的非电子油门，油门踏板的角加速度为转速传感器的输出值经一次求导得到，所述转速传感器安装在非电子油门踏板回转轴上。
上述技术方案中提供的误将油门当刹车的智能识别及控制***，在液压***的基础上增加柔性拉索，以实现当误将油门当刹车时的紧急制动；其将油门踏板实际角加速度值(油门踏板的角加速度值经求导计算获得)与门限值进行比较，对于采用电子油门的汽车，可直接采集其电子油门传感器输出的角位移信号，经二次求导后获得其角加速度值，对于传统的非电子油门的汽车，需在其油门踏板回转轴上安装一个转速传感器，将其输出值求导后即获得其角加速度值，ECU控制器时刻将油门踏板的角加速度实际值与预先设定的不同工作状态下的门限值进行比较、分析和识别判断，当识别出是驾驶员误踩油门时，发送信号使发动机断油并启动电子手刹和报警信号灯，同时启动误将油门当刹车的自动刹车***，此时驾驶员虽然是脚踩油门，但其效果却与驾驶员猛踩了刹车一样，使汽车不是急加速而是紧急制动。本发明的误将油门当刹车的智能识别及控制***，能快速高效地进行智能化识别并采取有效的控制措施，防止事故的发生。
附图说明
图1为本发明所述误将油门当刹车的智能识别及控制***的电气接口控制电路原理图；
图2为本发明所述误将油门当刹车的智能识别及控制***的控制方法工作流程图；
图3为本发明所述误将油门当刹车的自动刹车***及其工作原理图。
图中：1.制动踏板；2.真空助力器；3.柔性拉索；4.制动液压缸；5.二位四通电磁换向阀；6.液压泵；7.过滤器；8.油箱；9.溢流阀。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。
本发明采取的技术方案如图1所示，一种误将油门当刹车的智能识别及控制***，包括ECU控制器、电子油门角位移传感器或传统油门踏板转速传感器、方向盘转角传感器、汽车左转向灯控制开关、汽车各档位开关、报警信号灯、电子手刹和喷油控制***以及自动刹车***等；图1中，DZYM为电子油门踏板角位移输入信号口，CTYM为在传统油门踏板回转轴上加装的转速传感器输入信号口(对于采用传统的非电子油门的汽车，需在其油门踏板回转轴上安装一个转速传感器)，QJD为汽车挂前进档信号输入口，DCD为汽车挂倒档信号输入口，KD为汽车挂空档信号输入口，ZZXD为汽车左转向灯开启信号输入口，FXPZJ为方向盘转角传感器信号输入口，DY为发动机断油控制信号输出口，DZSS为电子手刹控制信号输出口，YA为智能制动信号输出口，JBD为报警信号灯。
采用上述误将油门当刹车的智能识别及控制***的控制方法，包括以下步骤：
1)设定车辆不同工作状态下的油门踏板角加速度的门限值，车辆不同工作状态包括挂前进档状态、挂倒车档状态、挂空档状态以及超车状态；
2)ECU控制器接收车辆的输出信号，判断车辆的工作状态；车辆的输出信号包括汽车挂前进档信号、汽车挂倒档信号、汽车挂空档信号、汽车左转向灯开启信号以及汽车方向盘转角传感器信号；
3)本发明既适用于采用电子油门的汽车，也适用于采用传统非电子油门的汽车；油门踏板的角加速度值经求导计算获得，对于采用电子油门的汽车，可直接采集其电子油门传感器输出的角位移信号，经二次求导后获得其角加速度值，对于传统的非电子油门的汽车，需在其油门踏板回转轴上安装一个转速传感器，将其输出值一次求导后即获得其角加速度值；ECU控制器时刻将油门踏板的角加速度实际值与相应工作状态下的油门踏板角加速度门限值进行比较，判断是否误踩油门；
4)若ECU控制器判定是误踩油门，则ECU控制器输出发动机断油控制信号，同时启动电子手刹信号和智能制动信号YA并点亮报警信号灯，自动刹车***中的二位四通电磁换向阀的电磁铁YA1得电，电磁换向阀左位工作，制动液压缸靠近制动踏板侧油腔进油，活塞杆被推动向远离制动踏板侧移动，柔性拉索拉动制动踏板顺时针转动，车辆紧急制动；
5)在正常情况下，即ECU控制器判定不是误踩油门的情况下，ECU控制器不输出信号，自动刹车***中的二位四通电磁换向阀右位工作，制动液压缸远离制动踏板侧油腔保持进油，活塞杆被推向靠近制动踏板侧并持续保持该状态，此时柔性拉索保持适度张紧但又基本无张紧力，对制动踏板不产生任何影响，更不会影响汽车的制动效果，驾驶员可以正常地不受任何影响地对汽车实施制动操作。
图2为误将油门当刹车的智能识别及控制***的控制方法工作流程图，ECU控制器根据油门踏板动作的角加速度是否超过门限值进行识别判断，分以下几种情况设定门限值并进行识别判断：
(1)在汽车起步及正常行驶状态时(挂前进档)，门限值设置为正常值(具体数值经实际调试获得)，当油门踏板动作的角加速度超过该门限值时便认定为是司机误踩油门；
(2)倒车状态(挂倒车档)下，司机不应该猛踩油门，除非误踩，因此出于安全考虑，倒车状态下的门限值设置为正常值的75～85％，可采用中间值80％；
(3)超车状态时，客观上存在快踩油门快速超车的需求，门限值可提高至正常值的115～125％，可采用中间值120％；超车标志应为左转向灯开启且方向盘转角传感器有读数，一般来说，在弯道上是不太可能急加速的，在刚开始逆时针向左打方向盘(设此时方向盘转角由小变大)，即刚准备切入超车道时也是不应该猛踩油门的，上述情况下的门限值依然设定为正常值；只有在汽车已完全进入超车道且顺时针回打方向盘并接近回正且达到设定值(此时方向盘转角由大变小并接近设定值，该设定值在零值附近且略大于零)时才可能猛踩油门，准备快速超车，为便于超车，此时设定的角加速度门限值应比正常值适当提高(120％)，但此时也有可能突然发现对面有来车而需要急踩刹车，而由于过度紧张，也很有可能误将油门当成刹车从而引发交通事故，因此在确定超车状态下设置适当的油门踏板角加速度门限值还是很有必要的；另外，由于超车是在汽车前进状态下进行的，在超车状态信号形成之前，汽车油门踏板角加速度门限值已按正常值设定好，因此当超车状态一经确定，***应马上使用超车状态门限值取代正常门限值，且应在超车状态信号消失后又能马上恢复为正常门限值；
(4)当汽车处于空挡状态(挂空档)，维修人员对汽车进行特定项目检修时，有可能需要猛踩油门，此时智能识别***将不做任何响应。
如上所述，ECU控制器根据汽车当时的行驶状态设定相应的角加速度门限值(目标值)，与从油门踏板实际输入并经计算处理后得到的角加速度值进行比较，根据比较结果，确定相应的控制措施，如果实际值小于门限值，将不做任何响应；如果实际值超过了门限值，则将智能化地做出如下响应：
(1)向发动机ECU发送断油指令，使其控制电磁喷油器停止喷油；
(2)发出指令，启动电子手刹***并点亮报警信号灯；
(3)启动误将油门当刹车的自动刹车***，其动作原理如图3所示。
图3中包括制动踏板1、真空助力器2、柔性拉索3、制动液压缸4、二位四通电磁换向阀5、液压泵6、过滤器7、油箱8和溢流阀9，真空助力器2的柱塞推杆通过机械铰链与制动踏板1相连，制动液压缸4设置在制动踏板1的背侧，制动踏板1的背侧通过柔性拉索3与制动液压缸4内的活塞杆相连，制动液压缸4的左右油腔通过二位四通电磁换向阀5分别连接液压泵6、溢流阀9和油箱(这里若液压缸左腔连接液压泵和溢流阀，则右腔连接油箱；或右腔连接液压泵和溢流阀，而左腔连接油箱)，液压泵6通过过滤器7与油箱8相连；ECU控制器的制动信号输出端YA与二位四通电磁换向阀5的电磁铁YA1相连。正常行使条件下，即司机正常踩油门的时候，图1所示的ECU控制器无输出信号，YA1不得电，二位四通电磁换向阀右位工作，制动液压缸左腔进油，活塞杆被推到最右端。活塞杆与制动踏板采用柔性拉索连接，在制动踏板没有被踩踏的情况下，将柔性拉索调整到适当张紧但又无张紧力状态；由于采用了柔性拉索且在正常情况下没有张紧力，因此其不会影响制动操作，且当踩踏制动踏板时既不会对活塞杆造成任何影响也不会受到任何额外的阻滞力，更不可能被卡死，因而完全可以正常刹车。当误将油门当刹车的智能识别及控制***识别出驾驶员误踩油门时，ECU控制器便输出制动信号YA，自动刹车***中的二位四通电磁换向阀之电磁铁YA1得电，电磁换向阀左位工作，液压缸右腔进油，活塞杆被推动快速左移，并通过柔性拉索拉动制动踏板机构顺时针快速转动，其效果完全与驾驶员猛踩制动踏板一样，实现紧急制动。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在获知本发明中记载内容后，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对其作出若干同等变换和替代，这些同等变换和替代也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种误将油门当刹车的智能识别及控制***，其特征在于：包括ECU控制器、电子油门角位移传感器/传统油门踏板转速传感器、方向盘转角传感器、汽车左转向灯控制开关、汽车各档位开关、报警信号灯、电子手刹、喷油控制***和自动刹车***，所述自动刹车***包括制动踏板、真空助力器、制动液压缸、二位四通电磁换向阀、液压泵、过滤器、油箱和溢流阀，所述真空助力器的柱塞推杆通过机械铰链与所述制动踏板相连，所述制动液压缸设置在制动踏板的背侧；所述自动刹车***还包括柔性拉索，所述制动踏板的背侧通过所述柔性拉索与制动液压缸内的活塞杆相连，所述制动液压缸的左右油腔通过二位四通电磁换向阀分别连接液压泵、溢流阀和油箱，所述液压泵通过过滤器与油箱相连；所述ECU控制器的制动信号输出端YA与二位四通电磁换向阀的电磁铁YA1相连。
2.一种采用权利要求1所述的误将油门当刹车的智能识别及控制***的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)设定车辆不同工作状态下的油门踏板角加速度的门限值，所述车辆不同工作状态包括挂前进档状态、挂倒车档状态、挂空档状态以及超车状态；
2)ECU控制器接收车辆的输出信号，判断车辆的工作状态；所述车辆的输出信号包括汽车挂前进档信号、汽车挂倒档信号、汽车挂空档信号、汽车左转向灯开启信号以及汽车方向盘转角传感器信号；
3)ECU控制器接收油门踏板的角位移或转速信号并计算得到加速度值，确定车辆的工作状态，之后ECU控制器将计算得到的油门踏板角加速度值与相应工作状态下的油门踏板角加速度门限值进行比较，判断是否误踩油门；
4)若ECU控制器判定是误踩油门，则ECU控制器输出发动机断油控制信号，同时启动电子手刹信号和制动信号YA并点亮报警信号灯，二位四通电磁换向阀的电磁铁YA1得电后，二位四通电磁换向阀左位工作，制动液压缸靠近制动踏板侧油腔进油，活塞杆被推动向远离制动踏板侧移动，柔性拉索拉动制动踏板顺时针转动，车辆被紧急制动；
5)若ECU控制器判定不是误踩油门，则ECU控制器不输出信号，二位四通电磁换向阀右位工作，制动液压缸远离制动踏板侧油腔保持进油，活塞杆被推向靠近制动踏板侧并持续保持该状态，此时柔性拉索无张紧力，制动踏板无制动现象。
3.根据权利要求2所述的误将油门当刹车的智能识别及控制***的控制方法，其特征在于：
车辆处于挂前进档状态时，油门踏板角加速度的门限值为调试获得的正常值；
车辆处于挂倒车档状态时，油门踏板角加速度的门限值为正常值的75～85％；
车辆处于空挡状态时，油门踏板角加速度不设门限值；
车辆处于超车状态时，油门踏板角加速度的门限值为正常值的115～125％。
4.根据权利要求2所述的误将油门当刹车的智能识别及控制***的控制方法，其特征在于：若车辆采用电子油门，油门踏板的角加速度为电子油门传感器输出的角位移信号经二次求导得到；若车辆采用传统的非电子油门，油门踏板的角加速度为转速传感器的输出值经一次求导得到，所述转速传感器安装在非电子油门踏板回转轴上。
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