CN103121405B - 一种防止误踩油门的自动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种防止驾驶员误踩油门引起交通事故的自动控制系统。该系统包括测距模块、车速传感器、加速度传感器、微处理器、声光报警器；测距模块用来探测本车与前方车辆或障碍物的距离S；微处理器根据车速传感器和道路传感器获取的相关信息，计算出当前临界安全制动距离S0，赋以安全系数a，标定出安全制动距离S1。当S0<S<S1时，报警器发出报警，提醒驾驶员采取措施，当S<S0时，如果驾驶员踩踏油门，电子油门的ECU综合处理加速度传感器采集的信息和其它系统信息，判断是否为误踩油门，如为误踩，输出指令调整节气门的开度并切断供油系统使得油门失效，避免了由于慌乱误踩油门而造成车辆加速向前运动。

Description

一种防止误踩油门的自动控制系统

技术领域

本发明属于汽车安全领域，尤其涉及一种基于车距和车速反馈控制的防止驾驶员误踩油门引起交通事故的控制系统。

背景技术

随着公路交通的发展，行车安全也成了人们较为关注的问题；在驾车行驶中，常常会因为一些突发状况或者疲劳驾驶、视距不足等等造成交通事故；而往往在驾驶员发现危险状况的时候，由于思想紧张等因素将油门踏板作为制动踏板造成误操作而引发交通事故。

在汽车安全领域涉及防碰撞的专利都没有考虑紧急状况下防止驾驶员误踩油门的控制方法和装置。申请号为200620060488.8的中国专利，介绍了一种汽车防爆防撞系统，该系统包括信号发射模块、信号接收模块、障碍物检测模块和声光报警模块，然而在紧急状况下，仅仅依靠声光报警提醒驾驶员是远远不够的，驾驶员的主观因素同样可以造成交通事故的发生，所以防撞效果并不明显，且会造成驾驶员的慌乱而误踩油门。申请号为200810079317.3的中国专利，提出了一种混沌激光雷达汽车防撞系统及其方法，该专利采用光反馈半导体激光器产生的混沌激光作为激光雷达信号，采用声光报警器来提醒驾驶员，同样由于驾驶员的主观因素较大，容易产生慌乱状况下的误踩油门，无法剔除人为主观因素达到避免事故发生的目的。

发明内容

本发明的目的是为了防止紧急状况下因驾驶员的误操作而导致交通事故，提出一种基于车距和车速反馈控制的防止误踩油门的自动控制系统和方法。

本发明采用的技术方案是：所述基于车距和车速反馈控制的紧急状况下防止误踩油门的控制系统包括测距模块、车速传感器、道路传感器、加速度传感器、微处理器、声光报警器等；测距模块、车速传感器和道路传感器与微处理器的输入端相连，微处理器的输出与声光报警器和制动系统相连；在电子油门控制系统中，电子控制单元ECU综合处理油门的加速度传感器采集的信息以及其他控制系统传递的信息作出判断，判定为紧急状况下的误踩时，控制节气门机构并切断供油系统，根据车速的不同，对制动系统进行主动控制等操作。微处理器通过激光车距传感器发送和接收信号的时间差，解算出本车距离前方车辆或障碍物的距离S；车速传感器、道路传感器信号和加速度传感器输入微处理器；微处理器内部的核心算法可以解算出当前车速和路况下的临界安全制动距离S0，赋之以安全系数a（a一般取1.5-2）而得出安全制动距离S1，将S1和车距传感器测得的S进行比较，当S0<S<S1时，声光报警器发出报警，提醒驾驶员注意采取措施；若S<S0时（危险状态），驾驶员没有踩制动踏板反而误踩了油门踏板或同时踩了油门和制动踏板，则ECU控制节气门机构并切断供油系统，再根据车速信息采取相应措施，保证安全驾驶。

本发明的有益效果是：该系统在探测本车与前方车辆或障碍物有发生碰撞的趋势时，除了通过声光报警器报警之外，对于驾驶员因慌乱导致误踩了油门，则立即切断供油并根据车距和车速执行主动制动，从而将发生交通事故的可能性降到最低程度。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1为根据本发明的实施例的控制系统的整体原理图；

图2为根据本发明的实施例的测距模块示意图；

图3为根据本发明的实施例的油门踩踏分析和执行示意图。

图中：车速传感器1，测距模块2，道路传感器3，微处理器4，声光报警器5，节气门机构6，供油系统7，制动系统8，加速度传感器9，激光发生器21，编码器22，功率放大器23、26，发射模块24，接收模块25，解码器27，检测装置28。

具体实施方式

结合说明书附图，详细说明本发明：

如图1的方框图所示，车速传感器采集车辆的速度信息，道路传感器采集路面的相关信息，测距模块测量本车距离前方车辆或者障碍物的距离，加速度传感器采集当前车辆的加速度；将这些采集到的信息经过微处理器的处理，发出指令，控制声光报警器、节气门机构、供油系统和制动系统这些相应的系统机构执行。

如图2的方框图所示，激光发生器产生激光信号，经过编码器编码，功率放大器放大后，由发射模块发射，当遇到前方车辆或者障碍物后，信号返回，经由功率放大器放大，解码器解码后，由检测装置检测出来；微处理器根据信号发射和接收的时间差，解算出本车辆距离前方状况的距离；在微处理器中，经过模数转换器转换，将传感器传递的模拟信号转换为数字信号，可以了解当前的路面状况和本车辆的行驶车速；根据微处理器内部的核心算法可以解算在当前状况下车辆的临界安全制动距离以及安全制动距离，将此制动距离和测距模块测定的本车距离前方状况的距离进行比较，若是测定的距离小于安全制动距离，控制声光报警器进行报警，若是测量的距离小于临界安全制动距离，则是判定为紧急状况，如此时驾驶员由于慌乱而踩踏油门踏板时，ECU便可以综合所有信息来判定为紧急状况下的误踩油门操作，控制节气门机构并切断供油系统，然后根据车速的不同，控制制动系统进行主动制动等操作；

如图3的方框图所示，驾驶员踩踏油门踏板时，加速度传感器采集相关的信息。当监测到车辆加速度有变化，会瞬间将此信息送往ECU，由于踩踏油门可以是一般的行驶过程中的加速操作也可以是由于紧急状况下导致的油门误踩，所以还需要车速传感器采集的信息以及其他控制系统的相关信息，传送到电子油门的ECU中，ECU将这些信息集中综合分析和判断，计算得出一个控制信号，通过线路送到伺服电动机继电器，伺服电动机驱动节气门执行机构，控制节气门机构，另外还控制供油系统和制动系统这些执行机构的操作；车辆的各个系统之间，通过CAN总线进行数据的信息的共享，这样可以保证数据传输的速率和抗干扰性以及可靠性实时性，并且简化了系统，微处理器的输出信息通过CAN总线和油门控制系统的ECU或者制动系统的ECU之间进行通信，ECU将这些信息进行整合以后，发出控制指令，控制各自的执行机构执行相应操作，如控制油门系统的节气门机构或者制动系统进行主动制动等。

本发明提出了基于车距和车速反馈控制的紧急状况下防止误踩油门的控制系统，测距模块增强了系统的抗干扰性能，并且采用激光探测，简单实用，对于探测物体没有过多设备上的要求，成本较低，易于实现。关键的是，该系统在探测到潜在危险之后，除了对于危险进行声光报警器报警之外，还有效改善了驾驶员主观因素误操作的影响，对于驾驶员慌乱之中误踩油门提出了切断供油的操作并根据车速执行主动制动，这样就极大程度上避免了事故的发生。

Claims (13)

1.一种防止误踩油门的自动控制系统，包括车速传感器（1）、测距模块（2）、道路传感器（3）、微处理器（4）、声光报警器（5）、节气门机构（6）、供油系统（7）、制动系统（8）和加速度传感器（9），其特征在于：

所述车速传感器用于测量当前车辆的速率；

所述测距模块生成用于测距的激光信号，并接收反馈回来的信号；

所述道路传感器用于采集路面的干湿度信息以及路面材质信息；

所述加速度传感器用于测量当前车辆的加速度；

所述微处理器根据所述激光信号发射和接收的时间差，解算出本车距离前方状况的距离S，根据所述车速传感器、所述道路传感器和所述加速度传感器获取的相关信息计算出当前车速和路况下的临界安全制动距离S0，从而得到安全制动距离S1，将所述安全制动距离S1和所述距离S进行比较来判断驾驶员是否误操作；

所述声光报警器根据上述比较结果执行相应的操作。

2.根据权利要求1所述控制系统，其特征在于：根据所述路面的干湿度信息以及路面材质信息，在不同的车速以及不同的路面摩擦系数下，解算出不同的临界安全制动距离。

3.根据权利要求1所述控制系统，其特征在于：微处理器根据所述距离S和车辆速率计算出相应的制动力，输出指令控制所述制动系统的操作。

4.根据权利要求1所述控制系统，其特征在于：通过CAN总线进行数据的通信。

5.根据权利要求1所述控制系统，其特征在于：所述前方状况包括静止的障碍物和行驶的车辆。

6.根据权利要求1所述控制系统，其特征在于：对所述临界安全制动距离S0使用安全系数a计算得到所述安全制动距离S1，其中1.5<=a<=2。

7.根据权利要求1所述控制系统，其特征在于：当S0<S<S1时，所述声光报警器发出报警；若S<S0时，此时为紧急情况，如果驾驶员慌乱而踩踏油门，电子油门的电子控制单元ECU会综合处理所述加速度传感器采集的信息和其他系统模块传递的信息，以判断此时的油门是否为驾驶员的误踩，判断为误踩后，输出指令调整节气门的开度并切断供油系统使得油门失效。

8.一种防止误踩油门的自动控制方法，包括其特征在于：

测量当前车辆的速率；

生成用于测距的激光信号，并接收反馈回来的信号；

采集路面的干湿度信息以及路面材质信息；

测量当前车辆的加速度；

根据所述激光信号发射和接收的时间差，解算出本车距离前方状况的距离S，根据所述车速传感器、所述道路传感器和所述加速度传感器获取的相关信息计算出当前车速和路况下的临界安全制动距离S0，从而得到安全制动距离S1，将所述安全制动距离S1和所述距离S进行比较；

根据上述比较结果来判断驾驶员是否误操作，从而执行相应的操作。

9.根据权利要求8所述方法，其特征在于：根据所述路面的干湿度信息以及路面材质信息，在不同的车速以及不同的路面摩擦系数下，解算出不同的临界安全制动距离。

10.根据权利要求8所述方法，其特征在于：根据所述距离S和车辆速率计算出相应的制动力，输出指令控制所述制动系统的操作。

11.根据权利要求8所述方法，其特征在于：所述前方状况包括静止的障碍物和行驶的车辆。

12.根据权利要求8所述方法，其特征在于：对所述临界安全制动距离S0使用安全系数a计算得到所述安全制动距离S1，其中1.5<=a<=2。

13.根据权利要求8所述方法，其特征在于：当S0<S<S1时，所述声光报警器发出报警；若S<S0时，此时为紧急情况，如果驾驶员慌乱而踩踏油门，电子油门的电子控制单元ECU会综合处理所述加速度传感器采集的信息和其他系统模块传递的信息，以判断此时的油门是否为驾驶员的误踩，判断为误踩后，输出指令调整节气门的开度并切断供油系统使得油门失效。