汽车紧急制动时误踩油门的防护装置研究

汽车紧急制动时误踩油门的防护装置研究 中国交通研究与探索一第六声全国交通运输领域青牟擎謇全议论丈喜“一。??。??一?。、??? …? ??„??一舻傅??辟一日 一鲁疙车紧怠制动时误踩油门的防护装置研究李骏华东交通大学机电工燃江西南昌摘要汽车驾驶员在紧急制动时因误踩油门而造成的重大交通安全事故时有发生。本文依据驾驶员正常操作油门踏板和紧急制动时误躁油门踏板两个动作在速度上的明显区别对相应的防护装置进行了研究。介绍了电控式的防护装置。设计研制了机。械武防护装置并通过实验验证了机械式防护装置的有效可靠。对提高汽车行车安全具有重要应用价值值得推广。关键词汽车制动安全引言随着我国汽车工业的发展和人民生活水平的提高我国汽车保有量不断增加新增驾驶人员数量大幅安全问题也越加显得突出。虽然汽车的安全技术有了彳艮大提高和发展但交通安全事故仍然频繁发生其中由于汽车司机紧急制动时而 参繇油门所造成的重大安全事故及人身伤亡事件也时有发生。目前对于此彗津故的发生现有大多数车辆尚没有很好的解决。有—些针对智能汽车的安全技术对述情况具有一定解决能力如碰撞规避系统此类系统利用在车辆匕的探测装置如超声波传感器、红外探测器等对车辆的临近区域进行探测当遇到危险时向驾驶员提出警示或者自动采取相应喇雪施。但是此类技术较为复杂局济滴目前尚不够成熟在现有车辆匕并没有得以应用。为此若能设计—种更为实际有效的防护装置来防 瞠廷事件的发生对于提高汽车的安全性和保障人们的生命财产安全有着非常重大的意义。设计思路从实际操作和经验可知汽车驾驶员正常操作油门踏板的速度明显慢于紧急制动时的操作动作。当两个动作同时作用于油门踏板时是可以从速度上加以区分的这正是研制该类防护装置的基本出发点。基于正常操作油门踏板与急踩刹车两个动作存在速度匕的明显差别可以进行紧急制动时误踩油门的防护装置设计。该类防护装置至少应该包括两个基本功能模块—是对油门踏板速度进行感应或识别的装置或机构当其速度超过一定数值时被判定为误踩二是根据判定结果实施浇啦的控制若是被误踩贝业朔蹴紧急制动这也是驾驶员的原始操作意图同时还要实施汽车熄火动作因为这时油门踏板依然被踩下。整个装置应该具备结构简单工作可靠反应迅速的特点。防护装置设计电控式防护装置防护装置首先要对驾驶员的踏板操作速度加以区别然后需要进—步自动对汽车的运行状态加以控制以达到汽车紧急制动时误踩油门的防护作用。这首先让想到的是电控系统通过传感器检测油门踏板的速度然后经中央控制器处理后发出指令控制执行机构执行相关动作 。以文献【】的设计为例对此加以说明。如图所示该装置是—个典型的三元件控制系统输蔼盼为油门踏板位置探测装置组用于拾取油门踏板连杆的位置状态变化和响应时间间隔等信号中央控制器根据??中国??大连第五部分载运工具设计制造及运用工程 ??净 一?毋一‖一一“?一 „一俐 妒?? ‖一?一????。??一”信号的变化速率和响应时间间隔综合判断是否误踩油门进而发出相应的控制指令执行机构包括两部分—是起动汽车气动刹车系统的控制阀—是断开汽车油路的控制阀。整个装置通过探测元件判定驾驶员将油门误踩成刹车时则发出指令打开气压辅助刹车系统进行制动同时断开汽车油路以免发生刹车和加速同时起效的现象如果判断司机属正常操作则系统不动作如同没有安装—样。述装置仍存在—些不足之处只适用于气动制动的车辆针对胡械式和液压式制动系统的车辆需加以改进断开汽车油路尚不能迅速实现汽车熄火更好的控制方法是断开点火系统的电路作为电控式的防护装置需要提供相应的电源和线路存在抗干扰能力等问题。曲门逢? ?鼍毫 „图 电控 芄防护装置 图机械式防护装置机械式防护装置鉴于电控式防护装置所存在的—些问题作者 复计了如图所示的机械式防护装置网。整个装置由三部分组成转速放大机构、转速感应机构和操纵机构下面分别加以说明。转速放大机构的作用可以包括三个方面将油门踏板转轴的转速放大至转轴以便于转速感应机构更好的识别加快对紧急制动时误踩油门的识别缩短响应时间进—步提高防护效果通过设计成不同的传动比来适用于不同的车辆结构。图示的转速放大机构为一对齿轮也可以采用行星齿轮机构对转速加以放大。转速感应机构是整个装置中的关键部分它必须要能够实现快速、有效地剐截鼍勃?以区别。柳日箨专速感应机构的基本原理都是利用不同转速所产生的离心力不同而加以设计可以有多种结构设计如超越离合器、离心卡死机构等。简单地说转速感应机构可由与转轴固联的内圈、外圈和内外圈之间的离心感应元件组成。当内圈转速超过某一临界值时离斟酌茁耐斗动作而带动外圈随之转动否则外圈将不会转动。通过设计计算确定合适的转速临界值转速感应机构即可根据输入的角加速度大小来判断当前驾驶员的操作是否为紧急制动情况下的误踩油门并将产生相应的动作 圈转动。如前所述当转速感应机构判定为驾驶员误踩油门动作时操纵机构必须要能够实现紧急制动和快速熄火。本装置中操纵机构为与转速感应机构外圈固定连接的制动拉杆它随外圈转动时就 子像制动踏板被操作从而实现紧急制动同时其上还设置有熄火拉线用于断开点火系电路实现快速熄火。综所述整个初械防护装置结构觯易于实现。当汽车司机正常操作油门踏板时油门踏板转速较慢转速感应机构不反应外圈不转动该装置就好像不存在—样当汽车司机紧急制动而误踩油门时转速经放大后输入感应机构感应机梅燧作出反应通过外圈带动操纵机构动作实现紧急制动和快速熄火起到安全防护作用。样品试制与效果试验依据匕述话酬嘲基棚对机械式防护装置进行了样品试制。样品的转速放大机构采用了??对 的齿??中国大连中国交通研究与探索一第六声全国交通运输颁域青年掌未夺议论文 善。?。???…†„。????…??。„矿妒一嚣 一?? ‖十?轮。而转速感应机构则采用了如图所示的结构。如图所示外圈实际是—个棘轮内圈 设量 有离心元件和棘爪。当内圈转速较低时棘爪在弹簧的作屙下处于位置外圈不转动当转涠 超过临界值离心员乖畅锄展弹簧力相对内圈发生转动并将棘爪带到位置此时棘爪将卡住棘轮使外圈随内圈一同转动从而实现了转速感应。操纵机构为图所示的一操纵拉杆并由回位弹簧拉住。对样品进行实际操作的效果试验试验雒 果表明该装置的杌械式转速反直柳构反应灵敏、工作可靠转速放大机构明显地缩短了反应时间、提高了实际效果。整个装置结果简单、组合訇塑、原理清晰、易于实现。结论图转速感应机构针对汽车司机紧急制动时而误踩油门的问题提出了防护装置的设计思路并具锌介绍了电控式和机械式两种防护装置对提高汽车的行车安全具有重大意义。重点对机械式防护装置的设计和研制进行了阐述试制了样品并 置过试验验证了机械式防护装置工作可靠、反应隗匮尉能有蝴?安全保护作用。同时机械式防护装置还具有结构觯、成本低、便于安装和改装、适用面广等特点具有极大的推广应用价值。参考文献【】吕彩琴苏铁熊翟成瑞等普通民用汽车的电控紧急制动装置川华北工学院学拖【】邬暾博一种智能型汽车用紧急刹车控制系统【中国专利 【】李骏汽车防误踩油门紧急制动装置【】中国专利 臼 她 恼 ??中国??大连