CN109606107B - 具有防误踩功能的电子油门系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有防误踩功能的电子油门系统，它包括防误踩单元，所述防误踩单元包括电子油门控制单元，所述电子油门控制单元在电子油门踏板的开度信号达到预设安全阈值时，对所述开度信号进行判断，确定为正常加速信号或误踩信号。本发明可在现有电子油门系统的基础上实施，通过增加防误踩单元防止误踩油门当成刹车，从而有效减少交通事故的发生。

Description

具有防误踩功能的电子油门系统
技术领域
本发明涉及汽车电子油门安全使用技术领域，尤其涉及一种具有防误踩功能的电子油门系统。
背景技术
一直以来，误把油门当成刹车踩而造成的事故时有发生；尤其在极度紧张情况下，驾驶员把油门当成刹车一踩到底，极易发生严重的交通事故。
目前为了有效区分刹车和油门，预防事故发生的方法有：将油门和刹车设计为一体，向下踩为刹车，向上抬为加油；从使用的情况来看，这种方式不符合驾驶习惯，极易产生驾驶疲劳。
因此，针对以上不足，需要提供一种新的防止油门误踩的技术，使其不需要改变驾驶员的驾驶习惯，而能够在线对驾驶员踩油门的指令进行安全性判断，从而确保安全驾驶。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中将油门和刹车设计为一体，由于不符合驾驶习惯而极易产生驾驶疲劳的缺陷，提供一种具有防误踩功能的电子油门系统。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种具有防误踩功能的电子油门系统，它包括防误踩单元，所述防误踩单元包括电子油门控制单元，所述电子油门控制单元在电子油门踏板的开度信号达到预设安全阈值时，对所述开度信号进行判断，确定为正常加速信号或误踩信号。
在根据本发明所述的具有防误踩功能的电子油门系统中，所述电子油门踏板的开度信号通过踏板位置传感器采集。
在根据本发明所述的具有防误踩功能的电子油门系统中，所述电子油门踏板的开度信号达到预设安全阈值包括，踏板位置传感器在单位时间内的阻值变化达到预设安全阈值。
在根据本发明所述的具有防误踩功能的电子油门系统中，所述电子油门控制单元在电子油门踏板的开度信号达到预设安全阈值时，对所述开度信号进行判断，确定为正常加速信号或误踩信号的方法包括，
将预设时段内车辆行驶速度曲线与预设速度数据曲线进行比较，判断当前电子油门踏板的开度信号对应的加速度是否合理。
在根据本发明所述的具有防误踩功能的电子油门系统中，所述防误踩单元还包括防误踩模式选择单元，所述防误踩模式选择单元包括一级安全判断模式；
所述一级安全判断模式包括：在确定当前电子油门踏板的开度信号对应的加速度合理时，电子油门控制单元发送正常加速信号至汽车电子控制单元，使电子节气门机构执行动作；
在确定当前电子油门踏板的开度信号对应的加速度不合理时，电子油门控制单元首先通过语音报警询问驾驶员是否需要加速，
若是，则发送正常加速信号至汽车电子控制单元，使电子节气门机构执行动作；若否，或者驾驶员在规定时间内未回应，则发送误踩信号至汽车电子控制单元，使刹车控制器执行动作。
在根据本发明所述的具有防误踩功能的电子油门系统中，所述规定时间包括1秒。
在根据本发明所述的具有防误踩功能的电子油门系统中，所述一级安全判断模式通过一级安全模式按钮进行选择。
在根据本发明所述的具有防误踩功能的电子油门系统中，所述防误踩模式选择单元还包括二级安全判断模式；
所述二级安全判断模式包括：在确定当前电子油门踏板的开度信号对应的加速度合理时，电子油门控制单元发送正常加速信号至汽车电子控制单元，使电子节气门机构执行动作；
在确定当前电子油门踏板的开度信号对应的加速度不合理时，电子油门控制单元发送误踩信号至汽车电子控制单元，使刹车控制器执行动作。
在根据本发明所述的具有防误踩功能的电子油门系统中，所述二级安全判断模式通过二级安全模式按钮进行选择。
在根据本发明所述的具有防误踩功能的电子油门系统中，所述电子油门系统还包括安全模式选择按钮，所述安全模式选择按钮开启时，启动防误踩单元进入安全运行模式。
实施本发明的具有防误踩功能的电子油门系统，具有以下有益效果：本发明可在现有电子油门系统的基础上实施，通过增加防误踩单元防止误踩油门当成刹车，从而有效减少交通事故的发生。本发明通过电子油门控制单元对油门踏板的异常开度信号进行判断后，再控制后续的功能单元执行任务，这既不影响正常驾驶给定信号的执行，又保证了对异常信号的管控，并且对异常信号的处理通过防误踩单元自动进行。
本发明防误踩功能的实现可通过系统内设置的程序配合相应的执行机构自动完成，不改变驾驶员的驾驶习惯，也无须额外增加驾驶员对防误踩功能实现的关注度，因此不影响驾驶员的正常驾驶，并可极大的提高行驶的安全度。尤其适用于突发状况，可有效避免事故的发生。
本发明通用性强，适用于传统汽车和新能源汽车。
附图说明
图1为根据本发明的具有防误踩功能的电子油门系统的示例性框图；
图2为根据本发明的一级安全判断模式的示例性流程图；
图3为根据本发明的二级安全判断模式的示例性流程图；
图4为正常安全行驶模式下，一种车况的减速过程曲线范围示例图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
具体实施方式一、本发明提供了一种具有防误踩功能的电子油门系统，结合图1所示，它包括防误踩单元100，所述防误踩单元100包括电子油门控制单元110，所述电子油门控制单元110在电子油门踏板200的开度信号达到预设安全阈值时，对所述开度信号进行判断，确定为正常加速信号或误踩信号。
本实施方式可在现有电子油门系统的基础上实施，通过增加防误踩单元100，使车辆在收到异常油门信号时，通过判断确定是否执行；并在判断为误踩信号后，使车辆自动刹车。由于误踩油门的危险性极高，根据刹车信号具备的快速并且变化量大的特点，本实施方式可对快速变化并且变化量大的油门开度信号是否为误踩进行判断；例如，根据快速变化并且变化量大的临界点确定预设安全阈值，将达到预设安全阈值的油门开度信号作为安全判断对象。
所述电子油门控制单元(Electronic throttle control unit)110可基于单片机设计实现，其与汽车电子控制单元(ECU)能够通信。其中对所述开度信号进行判断，即为在开度信号达到或超过预设安全阈值时，对驾驶员的真实驾驶意图进行判断；可根据经验结合当前的行驶速度及结合系统中预存的基准数据对所述开度信号进行判断。如果当前的开度信号能够产生的加速度经判断不在当前行驶速度可以接受的安全加速值范围内，即可确定为误踩信号。
所述预设安全阈值的设置依据为：通过对大量驾驶员在慌乱情况下踩油门的开度和误踩情况下油门在一定时间内的开度值，进行统计计算得出。
对所述预设安全阈值设置的数值范围：对每一种车辆行驶车况下时间对应的车速进行多次实验坐标统计，由平面坐标系统中横纵坐标XY散点云图确定一种车况的车速具体范围。
进一步结合图1所示，所述电子油门踏板200的开度信号通过踏板位置传感器300采集。所述踏板位置传感器300可设置两个，同时采集所述开度信号，以保证输出信号的可靠性，目的是防止误判。
作为示例，所述电子油门踏板200的开度信号达到预设安全阈值包括，踏板位置传感器300在单位时间内的阻值变化达到预设安全阈值。所述开度信号的变化量可通过踏板位置传感器300采集的数值来体现，例如，可设置踏板位置传感器300的阻值变化安全阈值，根据阻值变化量与电压和时间的关系判断当前的开度信号是否合理。
作为示例，可以电子油门踏板200的开度信号达到30度/秒作为预设安全阈值；也可将30度/秒转换为单位时间内踏板位置传感器300的阻值变化量作为预设安全阈值。所述预设安全阈值可根据经验值设定，也可以通过试验的方法确定。
进一步，所述电子油门控制单元110在电子油门踏板200的开度信号达到预设安全阈值时，对所述开度信号进行判断，确定为正常加速信号或误踩信号的方法包括，
将预设时段内车辆行驶速度曲线与预设速度数据曲线进行比较，判断当前电子油门踏板200的开度信号对应的加速度是否合理。对判断结果为不合理的突然加速信号，判断为误踩信号，可通过汽车电子控制单元400发出刹车指令。
所述预设速度数据曲线可以根据车辆行驶的安全情况确定，并预置在电子油门控制单元110内；所述预设速度数据曲线应考虑到各种路况条件下基于某一行驶速度时，所能承受的加速度范围安全值；而预设时段内车辆行驶速度曲线则由汽车电子控制单元400传送给电子油门控制单元110，该车辆行驶速度曲线由汽车电子控制单元400记录并生成；所述预设时段根据经验或经计算获得，其设定依据是确保其所对应的车辆行驶速度曲线具备有效时间长度，但不至过长造成系统资源的浪费。确定加速度是否合理后，再进一步通过汽车电子控制单元400进行控制，使相应功能单元动作。
例如，结合图4所示，将设置好的减速行驶车况的拟合点连接形成曲线A，代表一个正常安全行驶模式下的实际减速过程，其随着时间变化速度逐渐减少至0；曲线B和曲线C为经实验验证的安全行驶范围曲线；若汽车实际行驶的速度和时间的坐标在曲线B和曲线C之间，则判定为车辆减速车况的安全行驶模式；若车辆油门开度在1S内达到30％，则判断为异常车况，报警。
再进一步，结合图1和图2所示，所述防误踩单元100还包括防误踩模式选择单元120，所述防误踩模式选择单元120包括一级安全判断模式；
所述一级安全判断模式包括：在确定当前电子油门踏板200的开度信号对应的加速度合理时，电子油门控制单元110发送正常加速信号至汽车电子控制单元400，使电子节气门机构500执行动作；
在确定当前电子油门踏板200的开度信号对应的加速度不合理时，电子油门控制单元110首先通过语音报警询问驾驶员是否需要加速，
若是，则发送正常加速信号至汽车电子控制单元400，使电子节气门机构500执行动作；若否，或者驾驶员在规定时间内未回应，则发送误踩信号至汽车电子控制单元400，使刹车控制器600执行动作。
在一级安全判断模式下，对于语音报警询问，若驾驶者在设定时间内未做回应则电子油门控制单元110直接判定为误踩，立即刹车。
作为示例，所述规定时间包括1秒。规定时间需要小于电子油门踏板开度信号给出到执行之间的延时。
作为示例，所述一级安全判断模式通过一级安全模式按钮进行选择。另外，在一级安全判断模式下，可另设置一确定按钮，用于语音询问驾驶员是否需要加速时，驾驶员的快速回复；当驾驶员按下确定按钮，表示确认为正常加速信号；不回复直接视为否。
进一步，结合图1和图3所示，所述防误踩模式选择单元120还包括二级安全判断模式；
所述二级安全判断模式包括：在确定当前电子油门踏板200的开度信号对应的加速度合理时，电子油门控制单元110发送正常加速信号至汽车电子控制单元400，使电子节气门机构500执行动作；
在确定当前电子油门踏板200的开度信号对应的加速度不合理时，电子油门控制单元110发送误踩信号至汽车电子控制单元400，使刹车控制器600执行动作。
在二级安全判断模式下，无语音报警询问，当判断加速度不合理时，直接刹车。二级安全判断模式相当于在获得加速度不合理的判定后，强制刹车，其安全级别高于一级安全判断模式。
作为示例，所述二级安全判断模式通过二级安全模式按钮进行选择。设置按钮可用于快速的进行模式切换。
进一步，结合图1所示，所述电子油门系统还包括安全模式选择按钮700，所述安全模式选择按钮700开启时，启动防误踩单元100进入安全运行模式。
本发明由于可在现有的电子油门系统的基础上进行改造实施，因此可依然保持车辆原电子油门系统的运行模式。例如在驾驶者不希望启用安全运行模式时，可关闭安全模式选择按钮700。此时车辆将在原配置的电子油门系统的控制下运行，此时防误踩单元100不工作，踏板位置传感器300采集的信号直接传送至汽车电子控制单元400，如图1所示。
本实施方式中，车辆可选择在安全运行模式或非安全运行模式下行驶；在安全运行模式下，又可以进一步选择一级安全判断模式或二级安全判断模式，两种安全判断模式可进行自如的切换。
本公开实际上是对踏板位置传感器300阻值变化快且大的情况进行判断以确保驾驶安全；所述预设安全阈值可以是一定时间内阻值变化的极限值，达到极限值，即可认为存在安全隐患。
对于开度信号对应的加速度是否合理的判断还可以是，电子油门控制单元110可以首先由汽车电子控制单元400获取截止到当前的一段时间内的车辆运行速度数据；然后可结合电子油门控制单元110内预设的不适宜加速速度数据做拟合对比，若当前运行速度符合设定的不适宜加速速度数据，则不能加速，此时为误踩信号，具体可再选择一级安全判断模式或二级安全判断模式来相应执行。
下面以两个场景举例说明本发明的运行状态：
场景一：车辆缓慢减速驻车时，未熄火，此时若误踩油门，一级安全判断模式下，会语音报警询问是否需要加速，若驾驶者确实为误踩，但没有及时回应或回应为“否”，则车辆刹车。二级安全判断模式下，车辆直接刹车。
场景二：某司机上路，突发紧急情况，十分慌乱，把油门当成刹车踩，此时若在一级安全判断模式下，则语音报警，司机由于慌乱没听见语音报警，系统则自动判定为误踩，在1s后及时刹车，不会发生交通事故。在二级安全判断模式下，则直接刹车。
本发明用于新能源汽车时，将汽车电子控制单元400替换为新能源汽车整车控制器VCU即可。
综上所述，本发明采用防误踩单元对电子油门踏板的开度信号进行判断，使驾驶员在误将油门当成刹车踩的情况下，车辆能够自动刹车，但不影响正常加速信号的执行。本发明大大提高了车辆驾驶的安全性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种具有防误踩功能的电子油门系统，其特征在于，它包括防误踩单元，所述防误踩单元包括电子油门控制单元，所述电子油门控制单元在电子油门踏板的开度信号达到预设安全阈值时，对所述开度信号进行判断，确定为正常加速信号或误踩信号；
其中，所述电子油门踏板的开度信号通过踏板位置传感器采集；所述电子油门踏板的开度信号达到预设安全阈值包括，踏板位置传感器在单位时间内的阻值变化达到预设安全阈值；
所述预设安全阈值的设置依据为：通过对大量驾驶员在慌乱情况下踩油门的开度和误踩情况下油门在一定时间内的开度值，进行统计计算得出；
对所述预设安全阈值设置的数值范围：对每一种车辆行驶车况下时间对应的车速进行多次实验坐标统计，由平面坐标系统中横纵坐标X Y散点云图确定一种车况的车速具体范围；
所述电子油门控制单元在电子油门踏板的开度信号达到预设安全阈值时，对所述开度信号进行判断，确定为正常加速信号或误踩信号的方法包括，
将预设时段内车辆行驶速度曲线与预设速度数据曲线进行比较，判断当前电子油门踏板的开度信号对应的加速度是否合理；
所述防误踩单元还包括防误踩模式选择单元，所述防误踩模式选择单元包括一级安全判断模式；
所述一级安全判断模式包括：在确定当前电子油门踏板的开度信号对应的加速度合理时，电子油门控制单元发送正常加速信号至汽车电子控制单元，使电子节气门机构执行动作；
在确定当前电子油门踏板的开度信号对应的加速度不合理时，电子油门控制单元首先通过语音报警询问驾驶员是否需要加速，
若是，则发送正常加速信号至汽车电子控制单元，使电子节气门机构执行动作；若否，或者驾驶员在规定时间内未回应，则发送误踩信号至汽车电子控制单元，使刹车控制器执行动作；
所述防误踩模式选择单元还包括二级安全判断模式；
所述二级安全判断模式包括：在确定当前电子油门踏板的开度信号对应的加速度合理时，电子油门控制单元发送正常加速信号至汽车电子控制单元，使电子节气门机构执行动作；
在确定当前电子油门踏板的开度信号对应的加速度不合理时，电子油门控制单元发送误踩信号至汽车电子控制单元，使刹车控制器执行动作。
2.根据权利要求1所述的具有防误踩功能的电子油门系统，其特征在于，
所述规定时间包括1秒。
3.根据权利要求1所述的具有防误踩功能的电子油门系统，其特征在于，
所述一级安全判断模式通过一级安全模式按钮进行选择。
4.根据权利要求1所述的具有防误踩功能的电子油门系统，其特征在于，
所述二级安全判断模式通过二级安全模式按钮进行选择。
5.根据权利要求1所述的具有防误踩功能的电子油门系统，其特征在于，
所述电子油门系统还包括安全模式选择按钮，所述安全模式选择按钮开启时，启动防误踩单元进入安全运行模式。
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