汽车油门安全控制系统

山东英才学院 山东 济南 250000

引言：据统计，、一年时间国内因交通事故死亡人数达到十万之多，中国成为交通事故多发国家，相当于发达国家来说中国现代汽车文化意识依然比较单薄。在电视上频繁可以见到有人开车时误踩油门造成重大人身伤亡事故的报道，究其原因，一是处于汽车普及阶段，新司机多；二是驾校训练不够严谨，车考不严格；三是司机的责任心不强，没有意识到“人命关天”，开车注意力不集中，当发生紧急情况时由于心理素质低下而导致交通事故；四是油门安全系统不够完善。

一.课题的提出

汽车油门安全控制系统设计主要用来预防由于汽车驾驶员误操作，错把油门当刹车猛踩至底而造成的交通事故。电子控制系统先进，该系统是基于原车有牵引力控制系统及电子刹车系统并且不改动原车系统的情况下进行开发。

二.课题的研究内容

该装置将牵引力控制系统和电子刹车系统紧密集合，在时速为5km/h 路况复杂时，当驾驶员遇到紧急情况在油门和刹车之间频繁转换，油门踏板位置传感器和位移速率传感器检测出油门踏板位移和位移速率过大时，将此信号发送给控制单元，然后控制单元进行综合判断，将信号传递给牵引力控制系统和电子刹车系统，牵引力控制系统将节气门开度关闭，切断动力输出，使汽车保持怠速，在牵引力控制系统信号的同时，还会将此信号传递给电子刹车系统，电子刹车系统将此信号转换为电信号给刹车分泵电机，从而增大制动力，使车辆自动刹车。

随着当前电子技术在汽车上的应用逐渐成熟，比如牵引力控制、电子刹车等技术等在汽车上的应用，这些都是油门电子安全控制系统应运而生的契机。引力控制系统简称 TCS。它的作用是使汽车在各种行驶状况下都能获得最佳的牵引力。主要分为制动力矩控制和发动机转矩控制两种控制方式。其目的就是要防止车辆尤其是大马力车子，在起步、加速时驱动轮打滑现象，以维持辆行驶方向的稳定性。ASR可以通过减少节气门开度来降低发动机功率或者由制动器控制车轮打滑来达到对汽车牵引力的控制。

汽车油门安全控制系统包括：传感器、控制单元和执行器三个部分。控制工作原理：根据汽车所突发的紧急情况，利用原车油门踏板位置传感器 APP，可以读出 APP 电压信号变化情况（0v-5v 变化，不踩油门踏板信号电压为 0v，到底信号电压为 5v）；同时可以读出油门位移速率（油门猛踩到底，油门踏板位移时间为 t，油门踏板最大位移量 L，计算出位移速度 v=L/t）；再利用发动机/自动变速器控制 ECU 读取车速信号。当油门踏板安全控制 ECU 接收到车速信号V ≦5km/h，油门踏板位移量变化范围 0v-5v，油门踏板位移加速率超过一定值（油门踏板加速率 p=100 m/s²）时，油门踏板安全控制 ECU此时判断驾驶员为误踩油门。此时油门踏板安全控制 ECU 发出指令：将信号传递给牵引力控制系统和电子刹车系统。牵引力控制系统将节气门关闭，切断动力输出，使汽车保持怠速。在牵引力控制系统信号的同时，还会将此信号传递给电子刹车系统，电子刹车系统控制轮边刹车电机进行刹车，增大制动力，使车辆停驶，保证车辆在尽可能短的时间里停车。其优势为整体结构小，便于在现有汽车上的改装自动化程度高，能够自动完成装置的启动，人只需进行简单的复位操作；不改变汽车的原有的行驶操作习惯，可以实现即装即用。

三、国内外研究现状和发展动态：

[国外方面]

国外的纯机械式装置早在 20 世纪 70 年代,国外就有相关学者对司机在加速与刹车时脚部不同的动作特征而对传统的汽车油门和制动踏板结构进行改造内,设计出机械式油门与刹车合成装置，下面是几个比较有代表性的纯机械式油门与刹车合成装置。日本学者设计一种测压式的油门与刹车合成装置,司机加速时,右脚前端向右侧平移侧压油门踏板实现加速,当需要制动时,右脚前端踩下制动踏板实现制动,制动踏板被压下的同时油门踏板被释放从而加速解除。瑞典学者研发得到一种新型油门与刹车合成的单踏板装置，司机加速时，以踏板后部的轴为轴心,脚的前部踩下踏板,使踏板沿着该轴作旋转运动实现加速，当需要制动时，脚掌将整个踏板踩下实现制动,瑞典两大汽车生产商沃尔沃和绅宝均对单踏板装置的汽车安全性能感兴趣，但两家公司在进行测试后均表示，没有马上开发生产这种汽车的计划。虽然纯机械式的油门与刹车合成装置能够获得较为可靠的制动效果,但是此类装置改变了司机正常踩油门和刹车的习惯,对传统油门和制动结构改动较大,难以在车辆中进行普及应用。

[国内方面]

国内的纯机械式装置安全控制系统设计（防误踩油门装置），其中国内的油门与刹车合成装置主要以专利的形式存在,尚没有成熟性的产品,除了油门与刹车合成装置以外,国内还存在一类以油门踏板的作用力或油门踏板角速度的大小为判别依据的机械联动补救装置。目前国内已经出现误踩油门装置的专利，例如有的装置是在秒踩油门置底发出警报，但人反应需要时间，死神就在那一秒与你擦肩而过；有的电子控制系统是在误踩油门之后，将信号发送给 ASR，ASR 将供油系统关闭，但汽车仍有残余的压力，不可以及时的切断动力，因而发生交通事故。

结束语：

目前国内外车的汽车油门安全控制系统设计已有多年的发展变化，现在汽车油门安全控制系统设计在国内外已经日趋成熟。国内在进入21 世纪，国内汽车安全控制也出现了比较好的发展势头。而且现在人们对于安全问题都特别重视，当前电子控制系统先进，该系统是基于原车有牵引力控制系统及电子刹车系统并且不改动原车系统的情况下进行开发。该装置应用在普通家庭轿车上，适用人群十分广泛，而且女性驾驶员和高龄驾驶员日益增多，非常适用本产品。目前私家车还无此装置，对于未来市场较为广阔，制作此装置的材料价格便宜，并且需求量大，可应用与全国私家车辆，有很好的发展前景。