防止误踩油门踏板的系统设计研究

单萍李飞李达张东杰李玉丽

（山东建筑大学，山东省济南市250101）

引言

根据中国公安部2018年1月15日发出的报告：截至2017年底全国机动车保有量达3.10亿辆，与2016年相比，全年增加2304万辆，增长11.85%。汽车占机动车的比率持续提高，近五年占比从54.93%提高至70.17%，伴随着汽车保有量的增加，交通事故的比例也呈现出逐年递增的趋势，据统计因为各种原因而误踩油门踏板而造成的事故比例高达12.6%，更因为此造成了许多不可避免的人身伤亡事故。为了避免该现象的发生提高生命安全，国内外很多的研究学者设计出了很多防止误踩油门的机构。

1.对误踩油门的原因分析

（1）有些驾驶人员因为缺乏驾驶经验，在遇到某些突发事件时无法进行正常的应对，在着急慌乱中踩错油门。（2）驾驶时由于接打电话、同行者进行交谈或弯腰捡东西等情况，造成注意力不集中，可能导致踩错油门情况的发生。（3）由于长时间驾驶，造成疲劳驾驶现象，使反应变慢与迟钝，面对需急刹车的情况，造成可能错踩油门的现象。（4）有些司机不遵守交通规则，在饮用酒之后继续驾车，神经中枢此时会出现被抑制的现象，判断力变得非常迟钝，也可能导致误踩现象的产生。

2.误踩油门装置

针对于误踩油门这个危害人身安全的现象，科研人员研究出众多的应对方法，比较主流的分为两种，一类是纯机械式，另一类是电子与机械结合式，下面将挑取市面上具有代表性的机构进行分析讨论。

(1)对传统的刹车油门进行改造，将刹车和油门设计成一体化，通过右脚的左右移动来进行油门的操作，通过踩下该踏板实现制动功能。虽然此装置在工作时减少了移动右脚到制动踏板的时间，但是该种装置改变了驾驶人员长久以来的驾驶习惯，使人们在较短的时间无法快速适应，所以造成不能大面积普及的现象。(2)以速度阈值为基本理论，进行机械结构的设计，机械结构设计主体思路为采用离心式离合器，当驾驶员正常行驶时，踩踏油门的速度不会过大，机构不会被触发，当踩踏油门的速度大于设定初值时，则踩踏油门的力会通过该装置的连接带传递到该装置的轴芯上，从而使力传递到该装置上，同时使踩踏板的上下运动转换为该套装置的快速转动，由于转动的速度较大，棘齿的离心力变大，从而大于弹簧预紧力，使棘齿卡入棘盘中，实现机构的锁止，同时该机构的另一端为窝卷弹簧机构，在轴转动的同时，窝卷弹簧储蓄能量，当司机意识到自己做出的为错误处理时，脚部抬起，离心力减少，同时窝卷弹簧储蓄的能量进行释放，使油门踏板快速的自动回正。(3)以踏板力、踏板加速度、与前车距离、方向盘握力四个方面为基础，分别使用传感器收集到信号，然后通过各自的USB数据收集卡传送到电脑上，与设定的阈值进行对比，如超过设定值则开启紧急熄火装置、语音报警装置、紧急制动执行装置。阈值取得方法为人工操作得到手握力和踏板力的区间，从分布图上得到的速度等阈值。(4)是基于踩踏板时压力的不同，来决定方案，当踩错踏板压力比正常规定的压力大，则开始触发装置，加速踏板瞬间下移，通过铰接轴带动推杆使活塞迅速右移，此时缸体内的油压迅速增大，瞬间产生的压力大于控制阀内阀芯的重力，从而使控制阀内阀芯(克服自身重力)向上顶起，迅速关闭缸体与储液罐之间的通路;同时，缸体内的油压推动膜片克服弹簧张力迅速右移，膜片右端上下位置安装的制动电机线路通断开关与蓄电池低压回路上串接的制动电机线路触点迅速接通，使制动电机和电机减速器工作，通过制动拉线带动制动踏板快速收缩，实现制动器紧急制动。

3.结束语

通过对以上几种误踩油门装置的分析研究，无轮采取哪一种方法或是哪一种防误踩油门装置，其最终目的都是保障人们的生命安全，降低交通事故率，两者相比较而言，纯机械类的虽然具有价格低廉，改造简单与维修方便的优点，但是其由于改变了人们的固有习惯而无法大面积的被应用推广，而电子与机械式的防止踩错油门机构由于其反应灵敏，反应速度快，成为了当今该领域的主要研究趋势。

但是目前防止踩错油门机构许多处于理论阶段，并未大面积应用于市场，针对于该问题还需要科研人员进一步完善与研究，研究出一款安全性能高，反应灵敏，成本低，通用性强的产品，这对于提高车辆的主动安全具有重要意义。

参考文献

[1]曹菁，孟宪皆.基于联合判别参数的防误踩油门制动控制系统设计[J].广西大学学报(自然科学版).2016.04(2)：471-472.

[2]邓彪，简晓春.汽车误踩油门智能保护系统的设计[J].交通科学与工程。2014.05(3)：:68-70.

[3]郭昊,岳甲,陈功想,吴传报,甄珂.河南科技学院学报(自然科学版)[J].2017.02(1)：65-70.

作者简介：单萍（1993年—），女，汉族，山东菏泽人，研究生，山东建筑大学，专业为汽车轻量化方向。