误踩油门保护装置的研究现状
胡伟翔;邵京京;毛晨悦;金浩阳;翁孟超
【摘 要】汽车驾驶过程中，错踩油门（油门当刹车）引发的交通事故屡见不鲜。由此可见误踩油门保护装置研发的重要性。本文将对现有的误踩油门保护装置的误踩油门判定方法和误踩油门后采取的措施以及特殊的油门刹车结构进行归纳整理。%In car driving, there exist so many accidents caused by mistakenly accelerating (mistaking accelerator for brake), which shows the importance of creating the device of preventing mistakenly accelerating. This essay is going to discuss the judgement methods and subsequent solutions of mistakenly accelerating about the present preventing device, and also the special structure of the accelerator and brake.
【期刊名称】《汽车实用技术》
【年(卷),期】2015(000)006
【总页数】3页(P125-127)
【关键词】误踩油门踏板;油门保护;断油
【作 者】胡伟翔;邵京京;毛晨悦;金浩阳;翁孟超
【作者单位】浙江师范大学，浙江金华 321004;浙江师范大学，浙江金华 321004;浙江师范大学，浙江金华 321004;浙江师范大学，浙江金华 321004;浙江师范大学，浙江金华 321004
【正文语种】中 文
【中图分类】U467.1
CLC NO.: U467.1 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2015)06-125-03
汽车越来越多地“走进”百姓家庭，但汽车安全驾驶的问题也日益凸现出来，特别是一些司机在紧急刹车时误踩油门而导致的重大交通事故时有发生，如奉化的620事件造成夫妻双亡、烟台622事故造成5死3伤，引起社会的高度关注。据统计，因技术不熟练、疲劳驾驶、过度紧张等原因导致驾驶员误将油门踏板当成制动踏板引发的交通事故在重大交通事故中几乎占到了12.6%。为了避免上述事故，研究机构对这类事故也做了很多的研究。
准确无误地判定正常加速和误踩油门是对误踩油门保护装置的基本要求。
1.1 油门踏板加速度、速率
陈嘉楠和杨松[1]利用正常踩油门和紧急情况下踩刹车时两者之间存在明显的加速度区别，以加速度的值作为判断是否误踩油门的检测信号。在油门踏板处设置一个加速度传感器，当油门踏板加速度大于设定的临界值时，则判定此操作为误踩油门。
陈松[2]利用驾驶员在汽车加速操作和急刹车操作时存在可分辨的速度差来检测误踩油门操作。利用光电耦合器检测加速踏板的动作速度，采用单片机(AT89S52)比较两者的速度差，而后和标准值比较确定是否启动刹车系统。
1.2 压力传感器
黄幼华[3]的专利可切换刹车误踩油门控制系统中利用了压力传感器。将信号产生器置于原来油门的推杆处，油门推杆端盖一侧连接油门踏板机构，密封端盖一侧连接供油系统开关。在信号产生器的密封端盖上设置表座连接压力传感器，通过压力传感器将信号产生器中的压力变化转换成电信号传输给PLC， PLC将获取的实时信号与事先设定的参数进行比对，并作出
正确的判断。油门异常踩踏下压力信号的临界分辨值是通过调节可调节流阀设定的，其偏差可适当修正PLC的设定值进行补偿；如果一旦压力信号出现。
踏板车发动机1.3 节气门开启信号
王小杰等[4]利用节气门开启信号（节气门开启的角度、角速度、角加速度）来判定是否误踩油门，在车辆的正常行驶过程中，施加到油门踏板上的力是舒缓渐变的，在紧急制动时，制动踏板都是被一踩到底。如在紧急制动时，误将油门踏板当制动踏板踩下，节气门开启的角度、角速度、角加速度都会比车辆正常加速时大得多。因此可通过相关试验来取得误踩油门踏板时节气门开启的角度、角速度、角加速度这三个参数临界值的模拟量，当驾驶员错踩油门踏板时，三个数值均大于临界值时判定为误踩油门。
1.4 惯性触发器
还有利用惯性触发器来判定误踩油门。正常踩油门时，踩踏板的用力均匀，速度缓慢，惯性触发器没有获得足够的加速度，装置中的弹簧托着惯性锤在内套中浮动，惯性锤不触及开关。误踩油门时，踩油门踏板用力较大，速度较快，惯性触发器得到了一个较大的加速度，装置中的惯性锤因为惯性压缩弹簧而前冲，触点撞击开关，启动装置。
1.5 电磁感应
邵思涛[5]在油门连杆上安装磁铁，磁铁穿过固定在车体上的线圈，踩踏油门时，线圈就会切割磁感线而产生电流．在正常情况下，油门都是缓慢踩下的，感应电流小，电磁铁无力吸引衔铁下落，发动机正常工作．误将油门当刹车时，快速踩下，线圈中就会感应出很大的电流，利用感应电压的大小触发单片机。
1.6 旋转编码器
尹怡欣等[6]在油门踏板联动轴上安装旋转编码器，用于检测油门踏板的下踩速度和到达位置。利用车辆的速度信号，检测车辆的加速度。即将编码器的A、B相信号接人信号处理单元，利用两相信号的相位差确定踏板运动方向，利用一定时间内的脉冲数计算运动速度，利用脉冲累积计算踏板位置。按照一定时间间隔对车辆速度进行采样保持，利用相邻采样时刻的速度差和采样周期计算车辆的加速度。在油门踏板的下踩速度和到达位置超过阈值时，或车辆的加速度超过阈值时，认为油门踏板误踩，信号处理单元将油门踏板误踩信号置为高电平输出。
汽车发生误踩油门后采取的措施直接关系到保护效果的实现。
2.1 机械式的防误踩油门装置
梅哲文等[7]设计的汽车油门防误踩装置主要由外箱体和内箱体两部分组成，内箱体和外箱体之间设置有复位弹簧，内箱体上的连接带连接刹车连接带和油门踏板连接带，内箱体的中部设有转轴，转轴的两端安装在内轴承内，转轴上安装带槽棘轮和齿轮，油门踏板连接带装在带槽棘轮上，齿轮和带槽齿轮啮合，带槽齿轮安装在上轴上，油门连接带套装在带槽齿轮上，内箱体的两侧内壁设有竖向导轨，滑块可上下移动地安装在竖向导轨内，滑块的底部连接附加弹簧的上端，附加弹簧的下端顶在竖向导轨的底部，内箱体底部设有内箱体棘轮齿，内箱体棘轮齿位于带槽棘轮的正下方。
当在紧急情况下误将油门当刹车时，踩油门速度与正常加速值偏离严重，此时油门踏板带动带槽棘轮，使转轴向下的牵引力远大于弹簧拉力，系统平衡被破坏，推动带棘轮沿内箱体的导轨向下滑动，压缩附加弹簧，并与内箱体棘轮齿啮合，油门踏板连带拉动整个内箱体向下滑动，内箱体带动刹车连接带，达到即时刹车目的。此时由于油门连接带未被拉动，油门并未同时加速开启，从而起到误踩油门时使汽车不加油并紧急刹车的作用。
2.2 电子智能式的防误踩油门装置（单片机）
骆美富等[8]人的设计经过ECU计算，开启微动开关，控制两套电机的动作；其中一套电机通过驱动齿轮传动装置使真空助力器发生作用，对车辆进行自动制动；另一套电机通过凸轮等装置，使发动机节气门开度阀自动关闭，从而使发动机自动降速。
南京农业大学工学院的陈嘉楠和杨松设计的装置将误踩油门信号传给控制器，控制器接受信号后迅速启动制动执行装置（力矩电机）转动，从而带动绕线组拉动制动踏板，从而起到误踩油门自动刹车的效果。制动执行装置主要由单片机控制器、执行电机等组成，装置电源采用汽车蓄电泡供电。固定在电机输出转轴上的绕线组采用钢丝拉绳，一端在在绕线组上固定，另一端连接制动踏板的支撑杆。控制器得到误踩油门信号后，控制电机旋转带动拉绳从而起到刹车效果。
王俊华等[9]设计的装置油路控制系统是一与单片机相连并受其控制的断油式电磁阀；制动控制系统包括置于刹车踏板连杆后方并与电磁铁相连的车载打气泵，电磁铁的电路回路与单片机相连并受其控制。在正常刹车时，不影响制动踏板踩踏，当系统检测到驾驶员误踩油门时，发出控制信号，以车载打气泵为动力使钢索迅速地拉动制动踏板进行刹车；在汽车停稳之后，气缸活塞杆和制动踏板复位，不影响原有刹车系统的在正常情况制动性能。
还有利用刹车响应器和油门复位器来保护误踩油门。控制系统收到误踩油门的电信号控制快速拉线的刹车响应器：运用旋转卡销控制、弹簧驱动的拉线机构，使得误踩油门时汽车得以快速制动和三滑轮组合机构：电磁插销与移动滑轮相结合的油门释放装置，实现汽车油门的快速复位控制，使汽车立即停止前行，从而起到防误踩油门的效果。