CN107662594A - 汽车误踩油门防护系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种汽车误踩油门防护系统，所述汽车误踩油门防护系统包括信号分析控制系统、自动刹车控制系统和自动刹车执行机构。所述信号分析控制系统分析油门信号，当满足误踩油门条件时，系统报警并输出刹车信号，自动刹车控制系统对所述刹车信号进行分析处理，并控制所述自动刹车执行机构完成刹车动作。所述本发明提供的所述汽车误踩油门防护系统解决了现有技术对误踩油门的判断过程大多过于简单，且在判断为误踩油门后，直接控制刹车，系统输出自动刹车信号后，没有满足一定条件可不再控制刹车的设计，不利于行车安全的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及汽车安全技术领域，特别是涉及一种汽车误踩油门防护系统。
背景技术
随着经济水平的不断发展和人们生活质量的提高，汽车在我们的生活中越来越常见。虽然汽车给我们的出行带来了很大的便利，但是近年来汽车造成的交通事故也让很多人付出了沉痛的代价，一桩桩的交通事故，触目惊心，惨不忍睹。
近年来油门踏板误踩的事故一直不断，且有上升趋势。可是市场几乎没有可以有效降低油门踏板误踩事故的装置。究其原因，主要是现有技术中，对误踩油门的判断过程大多过于简单，且缺乏个性化考虑，在判断为误踩油门后，输出结果单一，系统输出自动刹车信号后，没有满足一定条件可不再控制刹车的设计，不利于行车安全。
发明内容
为解决现有技术对误踩油门的判断过程大多过于简单，且在判断为误踩油门后，直接控制刹车，系统输出自动刹车信号后，没有满足一定条件可不再控制刹车的设计，不利于行车安全的技术问题，本发明提供一种汽车误踩油门防护系统。
一种汽车误踩油门防护系统，包括转接插头（13）、信号分析控制系统（11）、自动刹车控制系统（22）和自动刹车执行机构。
所述信号分析控制系统（11）包括第一信号采集设备（111）、第一CPU（112）、第一驱动装置（114）、第一电源装置（113）和第一报警装置（115），所述第一电源装置（113）为所述第一信号采集设备（111）、所述第一驱动、所述第一CPU（112）提供电力支持，所述第一驱动装置（114）包括继电器。
所述自动刹车控制系统（22）包括第二信号采集设备（221）、第二CPU（223）、电机驱动装置（224）和第二电源装置（222），所述第二电源装置（222）为所述第二信号采集设备（221）、所述电机驱动装置（224）和所述第二CPU（223）提供电力支持，所述第二信号采集设备（221）包括模数转换模块。
所述自动刹车执行机构包括刹车电机、钢丝绳、钢丝绳转盘和转盘底座，所述钢丝绳一端连接刹车踏板，另一端连接所述钢丝绳转盘，所述转盘底座设置于所述刹车电机的外壳，所述钢丝绳转盘设置于所述刹车电机的电机轴。
所述第一信号采集设备（111）采集电子油门（12）的行程比例并输出对应的数字信号，记为油门信号。
所述油门信号输入至所述第一CPU（112），所述第一CPU（112）对所述油门信号进行处理，若行程的增加速度满足一定条件，则输出报警信号。
所述报警信号输出后，若所述油门信号中，行程继续增加至80%或以上时，所述第一CPU（112）输出一路刹车控制信号，所述刹车控制信号输入至所述继电器并输出低电平，所述模数转换模块接收所述低电平，转换后输出低电平信号，所述第二CPU（223）接收所述低电平信号，处理后输出电机驱动信号，所述电机驱动信号输入所述电机驱动装置（224），所述电机驱动装置（224）驱动所述刹车电机正转，所述刹车电机的电机轴和转盘带动钢丝绳正转，刹车踏板下拉。
当在所述刹车控制信号输出后0.8秒内，所述油门信号中，行程回复至4%以内时，所述刹车信号不再输出，所述刹车电机反转，刹车解除。
当在所述刹车控制信号输出后，所述油门信号中，行程继续加至95%及以上时，所述刹车信号持续输出。
上述行程和时间参数可根据不同的车型和客户需求进行微调。
在本发明提供的汽车误踩油门防护系统的一种较佳实施例中，所述自动刹车控制系统（22）还包括第二报警装置（228），当所述第二CPU（223）输出所述驱动信号，同时输出一路刹车报警信号，所述刹车报警信号输入所述电机驱动装置（224），所述电机驱动装置（224）驱动所述第二报警装置（228）启动报警程序。
在本发明提供的汽车误踩油门防护系统的一种较佳实施例中，所述第二报警装置（228）包括报警指示灯（2281）和报警喇叭（2282）。
在本发明提供的汽车误踩油门防护系统的一种较佳实施例中，所述自动刹车控制系统（22）还包括一个速控装置（227），所述速控装置（227）一包括一个GPS模块或者OBD模块，所述GPS模块或者OBD模块中设置有速度设定值。
所述速控装置（227）持续检测速度，将检测到的速度值与所述速度设定值进行比较，当检测到的速度值达到或大于所述速度设定值时，输出自动关闭信号。
所述自动关闭信号输入至所述第二CPU（223），控制所述汽车误踩油门防护系统关闭。
在本发明提供的汽车误踩油门防护系统的一种较佳实施例中，所述速控装置（227）与所述第二信号采集设备（221）通过一个手动开关（225）连接。
在本发明提供的汽车误踩油门防护系统的一种较佳实施例中，还包括一个雷达感应控制系统（15），所述雷达感应控制系统（15）设置有安全距离设定值和刹车距离设定值，在车辆倒车过程中：
当所述雷达感应控制系统（15）检测到车辆与障碍物之间的距离达到或小于所述安全距离设定值时，若无所述刹车控制信号输至所述雷达感应控制系统（15），所述雷达感应控制系统（15）输出两路低电平。若有所述刹车控制信号输至所述雷达感应控制系统（15）且持续0.6s，所述雷达感应控制系统（15）解除低电平输出。当刹车信号消失，重新检测比较。
当所述雷达感应控制系统（15）检测到车辆与障碍物之间的距离达到或小于所述刹车距离设定值，所述雷达感应控制系统强制输出两路低电平。
上述两路低电平中，一路低电平输入至所述第一信号采集模块（111）后输出模拟信号，记为低电平一，所述低电平一输至所述第一CPU（112）,所述第一CPU（112）处理后输出怠速信号，使发动机进入怠速工况。
另一路低电平输入至所述第二信号采集模块（221）后输出模拟信号，记为低电平二，所述低电平二输至所述第二CPU（223）,所述第二CPU（223）处理后输出电机驱动信号，驱动自动刹车执行机构启动刹车。
在本发明提供的汽车误踩油门防护系统的一种较佳实施例中，所述的汽车误踩油门分析控制系统还包括遥控副刹发射装置，所述自动刹车控制系统（22）还包括一个遥控副刹接收装置。
当所述遥控副刹发射装置输出遥控信号，所述遥控信号输入所述遥控副刹接收装置，输出遥控副刹刹车信号至所述模数转换模块，所述模数转换模块输出所述刹车信号，所述第二CPU（223）接收所述刹车信号，处理后输出所述电机驱动信号，所述电机驱动装置（224）输入所述驱动信号，所述电机驱动装置（224）驱动所述刹车电机正转，所述刹车电机的电机轴和所述钢丝绳转盘带动所述钢丝绳正转，所述钢丝绳带动刹车踏板下拉。
相较于现有技术，本发明提供的所述汽车误踩油门防护系统具有以下有益效果：
一、本系统对于在判断误踩油门后先进行报警，以提醒行车人，在油门行程进一步变化后，决定是否启动刹车功能，在刹车信号输出后，若行程回复，刹车解除，若行程继续增加，刹车锁定。如此多次分析判断，保证系统安全性。
二、本系统还包括速控装置，并预先设定了一个速度设定值，当行车速度高于这一设定值时，系统关闭，以避免汽车在高速状态下突然减速，且所述速控装置通过手动开关于所述自动刹车系统连接，在行车条件复杂的情况下，行车人可选择关闭刹车系统，确保所述自动刹车功能不影响正常驾驶需求。
三、本系统提供遥控副刹，可用于陪练，当遇到危险情况，手动操控遥控的反应速度比脚踩刹车的速度更快，安全性更高。
四、本系统安装简单快捷、无损于车辆，不影响正常驾驶操作，隐蔽美观。
附图说明
图1是本发明提供的所述信号分析控制系统（11）的结构示意图。
图2是本发明提供的所述自动刹车控制系统（22）的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
一种汽车误踩油门防护系统，包括电子油门（12）、刹车踏板、发动机ECU（14）、转接插头（13）、雷达感应控制系统（15）、遥控副刹发射装置、信号分析控制系统（11）、自动刹车控制系统（22）和自动刹车执行机构。
请参阅图1，是本发明提供的所述信号分析控制系统（11）的结构示意图。
所述信号分析控制系统（11）包括第一信号采集设备（111）、第一CPU（112）、第一驱动装置（114）、第一电源装置（113）和第一报警装置（115），所述第一电源装置（113）为所述第一信号采集设备（111）、所述第一驱动、所述第一CPU（112）提供电力支持，所述第一驱动装置（114）包括继电器，所述雷达感应控制系统（15）输出雷达控制信号至所述第一CPU（112）。
请参阅图2，是本发明提供的所述自动刹车控制系统（22）的结构示意图。
所述自动刹车控制系统（22）包括第二信号采集设备（221）、第二CPU（223）、电机驱动装置（224）、报警指示灯（2281）、报警喇叭（2282）、速控装置（227）、遥控副刹接收装置和第二电源装置（222），所述第二电源装置（222）为所述第二信号采集设备（221）、所述电机驱动装置（224）和所述第二CPU（223）提供电力支持，所述第二信号采集设备（221）包括模数转换模块，所述速控装置（227）一包括一个GPS模块，所述速控装置（227）与所述第二信号采集设备（221）通过一个手动开关（225）连接。
所述自动刹车执行机构包括刹车电机、钢丝绳、钢丝绳转盘和转盘底座，所述钢丝绳一端连接刹车踏板，另一端连接所述钢丝绳转盘，所述转盘底座设置于所述刹车电机的外壳，所述钢丝绳转盘设置于所述刹车电机的电机轴。
所述第一信号采集设备（111）采集电子油门（2）的行程比例并输出对应的数字信号，记为油门信号；所述油门信号输入至所述CPU（15），所述CPU（15）对所述油门信号进行以下处理：
若行程达到80%或以上，所花时间在240ms以上时，判断为正常操作，输出为正常信号。
过滤前30ms内的瞬间加速信号，若行程在5%以内加至60%及以上，或者行程在33%以内加至70%及以上，所花时间在30~160ms以内时，判断为误踩油门，输出怠速信号和报警信号。
所述报警信号输出后，若所述油门信号中，行程继续增加至80%或以上时，所述CPU（15）输出一路刹车控制信号。
上述行程和时间参数可根据不同的车型和客户需求进行微调。
所述正常信号或所述怠速信号输入至所述数模转换模块处理后输出为对应的正常电压值，或怠速电压值，所述怠速电压值在每个车型中的设定都不同，且每个车型都有两个怠速电压值。
所述报警信号输入至所述驱动装置（14），所述驱动装置（14）驱动所述报警装置（15）启动报警程序，报警长鸣。
所述正常电压值或所述怠速电压值输入至发动机ECU（4）。
所述报警信号输出后，若所述油门信号中，行程继续增加至80%或以上时，所述第一CPU（112）输出一路刹车控制信号，所述刹车控制信号输入至所述继电器并输出低电平，所述模数转换模块接收所述低电平，转换后输出低电平信号，所述第二CPU（223）接收所述低电平信号，处理后输出电机驱动信号，同时输出一路刹车报警信号。所述电机驱动信号输入所述电机驱动装置（224），所述电机驱动装置（224）驱动所述刹车电机正转，所述刹车电机的电机轴和转盘带动钢丝绳正转，刹车踏板下拉。所述刹车报警信号输入所述电机驱动装置（224），所述电机驱动装置（224）驱动所述报警指示灯（2281）和所述报警喇叭（2282），启动报警程序。
当在所述刹车控制信号输出后0.8秒内，所述油门信号中，行程回复至4%以内时，所述刹车信号不再输出，所述刹车电机反转，刹车解除。
当在所述刹车控制信号输出后，所述油门信号中，行程继续加至95%及以上时，所述刹车信号持续输出。
上述行程和时间参数可根据不同的车型和客户需求进行微调。
所述GPS模块设置有速度设定值，所述速度设定值为40±5km/h。所述速度控制值在应用到不同的车型上时有不同的具体设定，用户可根据使用手册进行调整。
所述GPS模块持续检测速度，将检测到的速度值与所述速度设定值进行比较，当检测到的速度值达到或大于所述速度设定值时，输出自动关闭信号，所述自动关闭信号输入至所述第二CPU（223），控制所述汽车误踩油门防护系统关闭。
所述雷达感应控制系统（15）设置有安全距离设定值和刹车距离设定值，所述安全距离设定值为2.1m和1.2m，所述刹车距离设定值为0.3m，在车辆倒车过程中：
若无刹车控制信号输至所述雷达感应控制系统（15），当所述雷达感应控制系统（15）检测到车辆与障碍物之间的距离大于或等于2.1m时，启动1.1米刹车功能。当所述雷达感应控制系统（15）检测到车辆与障碍物之间的距离大于或等大于或等于1.2米时，启动0.7米刹车功能。所述雷达感应控制系统（15）接收到倒挡信号后，1.5s内不输出低电平。
若所述刹车控制信号输至所述雷达感应控制系统（15）并持续0.6s，所述雷达感应控制系统（15）解除低电平输出，当刹车信号消失，重新检测比较。检测到所述刹车控制信号时，所述刹车控制信号必须保持0.6秒以上，才视为有效信号。
当所述雷达感应控制系统（15）检测到车辆与障碍物之间的距离达到或小于0.3m时，所述雷达感应控制系统（15）强制输出两路低电平，不受所述刹车控制信号输入的限制。
若车辆速度低于20公里/小时，前雷达工作，显示屏和蜂鸣器投入工作，与障碍物距离没有变化时，停止报警。前雷达距障碍物等于或小于0.3m时，启动危险预警，所述雷达感应控制系统（15）输出一个低电平。
所述两路低电平输出后具体为：
一路低电平输入至所述第一信号采集模块后输出模拟信号，记为低电平一，所述低电平一输至所述第一CPU,所述第一CPU处理后输出怠速信号，使发动机进入怠速工况；
另一路低电平输入至所述数模转换模块后输出模拟信号，记为低电平二，所述低电平二输至所述第二CPU,所述第二CPU处理后输出电机驱动信号，驱动自动刹车执行机构启动刹车。
前雷达与障碍物距离1.5m时，自动打开视频，前摄像头投入工作，显示屏显示前方物体。
当所述遥控副刹发射装置输出遥控信号，所述遥控信号输入所述遥控副刹接收装置输入所述遥控信号后，输出遥控副刹刹车信号至所述模数转换模块，所述模数转换模块输出所述刹车信号，所述第二CPU（223）接收所述刹车信号，处理后输出所述电机驱动信号，所述电机驱动装置（224）输入所述驱动信号，所述电机驱动装置（224）驱动所述刹车电机正转，所述刹车电机的电机轴和所述钢丝绳转盘带动所述钢丝绳正转，所述钢丝绳带动所述钢丝绳刹车踏板下拉。
在实际操作过程中，所述CPU对所述油门信号进行处理，判断是否输出所述刹车控制信号的条件时，行程变化速率可根据不同车型进行微调。
针对现有技术的不足，本方案做了多方面的改进和试验。我们经过研究发现，正常驾驶时，油门需要连续增加时，并不是直线上升一直到底，而是在上升过程中，会有或多或少的停顿，这主要是由两个因素来决定：①根据驾驶员当时的实际驾驶情况来决定的，②由于发动机转速要滞后油门200~300ms的时间，要等发动机转速跟上来，再决定是否需要进一步加油还是减油，或者油门保持原位置不动。
而当遇到紧急或突发情况时，需要紧急停车时，刹车踏板是在瞬间直达行程的底部区域，中间没有任何停顿。
对油门和刹车正常操作的动作进行分析和判断，发现油门和刹车在正常操作时，其操作的速度，幅度，和力度是完全不相同的，一个驾驶员，在思维正常的情况下，始终是把油门当作油门，刹车当作刹车，绝不会也绝不敢把油门当成刹车去踩，只有驾驶员在慌张，大意，操作不熟练时，才会出现踩错油门的现象。所以，我们根据误把油门当刹车踩的这个特点，开发出汽车误踩油门防护系统。该装置经过我们长达3年的实车测试，反应迅速，性能稳定，完全不影响正常驾驶。
相较于现有技术，本发明提供的所述汽车误踩油门防护系统具有以下有益效果：
一、本系统对于在判断误踩油门后先进行报警，以提醒行车人，在油门行程进一步变化后，决定是否启动刹车功能，在刹车信号输出后，若行程回复，刹车解除，若行程继续增加，刹车锁定。如此多次分析判断，保证系统安全性。
二、本系统还包括速控装置，并预先设定了一个速度设定值，当行车速度高于这一设定值时，系统关闭，以避免汽车在高速状态下突然减速，且所述速控装置通过手动开关于所述自动刹车系统连接，在行车条件复杂的情况下，行车人可选择关闭刹车系统，确保所述自动刹车功能不影响正常驾驶需求。
三、本系统提供遥控副刹，可用于陪练，当遇到危险情况，手动操控遥控的反应速度比脚踩刹车的速度更快，安全性更高。
四、本系统安装简单快捷、无损于车辆，不影响正常驾驶操作，隐蔽美观。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。
Claims (7)
1.一种汽车误踩油门防护系统，其特征在于：包括信号分析控制系统、自动刹车控制系统和自动刹车执行机构；
所述信号分析控制系统包括第一信号采集设备、第一CPU、第一驱动装置、第一电源装置和第一报警装置，所述第一电源装置为所述第一信号采集设备、所述第一驱动装置、所述第一CPU提供电力支持，所述第一驱动装置包括继电器；
所述自动刹车控制系统包括第二信号采集设备、第二CPU、电机驱动装置和第二电源装置，所述第二电源装置为所述第二信号采集设备、所述电机驱动装置和所述第二CPU提供电力支持，所述第二信号采集设备包括模数转换模块；
所述自动刹车执行机构包括刹车电机、钢丝绳、钢丝绳转盘和转盘底座，所述钢丝绳一端连接刹车踏板，另一端连接所述钢丝绳转盘，所述转盘底座设置于所述刹车电机的外壳，所述钢丝绳转盘设置于所述刹车电机的电机轴；
所述第一信号采集设备采集电子油门的行程比例并输出对应的数字信号，记为油门信号；
所述油门信号输入至所述第一CPU，所述第一CPU对所述油门信号进行处理，若行程增加速度满足一定条件，则输出报警信号；
所述报警信号输出后，若所述油门信号中，行程继续增加至80%或以上时，所述第一CPU输出一路刹车控制信号，所述刹车控制信号输入至所述继电器并输出低电平，所述模数转换模块接收所述低电平，转换后输出低电平信号，所述第二CPU接收所述低电平信号，处理后输出电机驱动信号，所述电机驱动信号输入所述电机驱动装置，所述电机驱动装置驱动所述刹车电机正转，所述刹车电机的电机轴和转盘带动钢丝绳正转，刹车踏板下拉；
当在所述刹车控制信号输出后0.8秒内，所述油门信号中，行程回复至4%以内时，所述刹车信号不再输出，所述刹车电机反转，刹车解除；
当在所述刹车控制信号输出后，所述油门信号中，行程继续加至95%及以上时，所述刹车信号持续输出。
2.根据权利要求1所述的一种汽车误踩油门防护系统，其特征在于：所述自动刹车控制系统还包括第二报警装置，当所述第二CPU输出所述驱动信号，同时输出一路刹车报警信号，所述刹车报警信号输入所述电机驱动装置，所述电机驱动装置驱动所述第二报警装置启动报警程序。
3.根据权利要求2所述的一种汽车误踩油门防护系统，其特征在于：所述第二报警装置包括报警指示灯和报警喇叭。
4.根据权利要求1所述的一种汽车误踩油门防护系统，其特征在于：所述自动刹车控制系统还包括一个速控装置，所述速控装置一包括一个GPS模块或者OBD模块，所述GPS模块或者OBD模块中设置有速度设定值；
所述速控装置持续检测速度，将检测到的速度值与所述速度设定值进行比较，当检测到的速度值达到或大于所述速度设定值时，输出自动关闭信号；
所述自动关闭信号输入至所述第二CPU，控制所述汽车误踩油门防护系统关闭。
5.根据权利要求4所述的一种汽车误踩油门防护系统，其特征在于：所述速控装置与所述第二信号采集设备通过一个手动开关连接。
6.根据权利要求1所述的一种汽车误踩油门防护系统，其特征在于：所述汽车误踩油门防护系统包括一个雷达感应控制系统，所述雷达感应控制系统设置有安全距离设定值和刹车距离设定值，在车辆倒车过程中：
当所述雷达感应控制系统检测到车辆与障碍物之间的距离达到或小于所述安全距离设定值时，若无所述刹车控制信号输至所述雷达感应控制系统，所述雷达感应控制系统输出两路低电平，若有所述刹车控制信号输至所述雷达感应控制系统且持续0.6s，所述雷达感应控制系统解除低电平输出，当刹车信号消失，重新检测比较；
当所述雷达感应控制系统检测到车辆与障碍物之间的距离达到或小于所述刹车距离设定值，所述雷达感应控制系统强制输出两路低电平；
上述两路低电平，一路低电平输入至所述第一信号采集模块后输出模拟信号，记为低电平一，所述低电平一输至所述第一CPU,所述第一CPU处理后输出怠速信号，使发动机进入怠速工况；
另一路低电平输入至所述数模转换模块后输出模拟信号，记为低电平二，所述低电平二输至所述第二CPU,所述第二CPU处理后输出电机驱动信号，驱动自动刹车执行机构启动刹车。
7.根据权利要求1所述的一种汽车误踩油门防护系统，其特征在于：所述的汽车误踩油门防护系统还包括遥控副刹发射装置，所述自动刹车控制系统还包括一个遥控副刹接收装置；
当所述遥控副刹发射装置输出遥控信号，所述遥控信号输入所述遥控副刹接收装置，输出遥控副刹刹车信号至所述模数转换模块，所述模数转换模块输出所述刹车信号，所述第二CPU接收所述刹车信号，处理后输出所述电机驱动信号，所述电机驱动装置输入所述驱动信号，所述电机驱动装置驱动所述刹车电机正转，所述刹车电机的电机轴和所述钢丝绳转盘带动所述钢丝绳正转，所述钢丝绳带动刹车踏板下拉。
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