一种智能型防油门误踩自动控制装置及控制方法与流程

本发明涉及汽车安全行驶领域，特别涉及一种智能型防油门误踩自动控制装置及控制方法。

背景技术：

随着我国汽车拥有量的飞速增长，交通事故也随之增多。据统计，紧急情况下“误踩油门”造成的交通事故最为普遍，几乎占了汽车交通事故的12.6%，而且往往造成的事故异常严重。目前汽车油门、刹车都是采用右脚控制，当驾驶过程中出现紧急情况，如前方突然有障碍物出现，驾驶员精神瞬间高度紧张，容易在慌乱中将油门当成刹车急速踩下，导致车辆非但不会停止，反而迅猛提速，从而造成相当严重的事故。因此，如何避免或最大限度地减缓“误踩油门”造成交通事故危害，成为安全驾驶亟需解决的重要问题。

目前，国内外汽车从业人员提出了许多防误踩装置，大致分为机械式和电子式两类。机械式防误踩装置是采用机械装置对油门与刹车进行联动控制，电子式则大多数采用单片机作为微控制器，通过传感器采集踩油门的速度以及检测前方是否有障碍物，进而综合判定是否为误踩油门。然而，这些防误踩装置仍然存在判断条件单一、成本过高、无法适用于不同驾驶习惯的人的问题，仍需研制切实可行的防误踩油门装置。

在紧急情况下，对油门踏板的踩下速度比平时踩油门的速度要大的多，同时驾驶员在紧张情况下和放松情况的各项生理指标是有区别的，同时检测这两项因素，则可以判断是否为油门误踩，以实现检测识别的目的。当然，在紧急情况下，驾驶员的真正目的是想让车子停下来，因此该装置要能实现在判断误踩油门情况下防止油门不被踩下，同时控制刹车进行联动，实现驾驶员真正的目的，使汽车达到制动的效果，减少事故发生。

公开号为cn101670783a的发明专利公开了一种车用防误踩油门装置，包括一车体、一油门踏板和一枢轴连接所述车体和所述油门踏板的摆杆。其中，所述车用防误踩油门装置还包括一安全装置，所述安全装置一端连接所述车体，另一端通过一连接件连接所述摆杆，所述连接件与所述摆杆之间还设有一夹紧装置，所述夹紧装置可选择的夹紧所述连接件。该发明的车用防误踩油门装置具有一定的安全性，但该发明判断误踩不是十分准确，且未避开正常的油门加速情况，因此，此种判定方法准确性低，不可靠。公开号为cn102225691a，披露了以油门踏板运动速度过快来启动刹车，该装置需要为油门踏板加装离心式离合装置，实用性不够且当驾驶员想以较短的时间高速超车时，该装置也可能导致交通事故。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、操作方便、自动化程度高的智能型防油门误踩自动控制装置，并提供一种可靠性高、自动化程度高的智能型防油门误踩自动控制方法。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种智能型防油门误踩自动控制装置，包括油门踏板控制单元、处理器单元、刹车踏板控制单元、人体生理指标测量传感单元，所述油门踏板控制单元、刹车踏板控制单元与处理器单元相连，人体生理指标测量传感单元佩戴在驾驶员的手臂上，人体生理指标测量传感单元通过无线发射器与处理器单元进行数据交换。

上述智能型防油门误踩自动控制装置，所述油门踏板控制单元包括油门踏板、连接轴、铁芯、磁铁、线圈、线圈固定架，所述的油门踏板安装在车体上，线圈固定架固定在车体上，用转轴将线圈安装在线圈固定架上，且线圈与线圈固定架可相对转动，所述铁芯的一端通过连接轴铰接在油门踏板前端，铁芯的中部穿过线圈，线圈通过线圈导线与处理器单元相连，铁芯的另一端设有磁铁。

上述智能型防油门误踩自动控制装置，所述处理器单元包括第一常闭开关、第二常闭开关、第一常开开关、第二常开开关、第一导线、第二导线、控制器，所述第一常闭开关、第二常闭开关、第一常开开关、第二常开开关的一端均连接线圈导线，第一常开开关、第二常开开关的另一端经第一导线与控制器的输入端相连，第一常闭开关、第二常闭开关的另一端经第二导线与控制器的输出端相连，所述控制器与人体生理指标测量传感单元进行无线数据传输。

上述智能型防油门误踩自动控制装置，所述刹车踏板控制单元包括刹车踏板、踏板压条、压紧螺母、调整块、步进电机，所述步进电机固定在车体上，步进电机的控制端与控制器相连，所述调整块固定安装在步进电机的输出轴上，所述踏板压条一端用压紧螺母固定在调整块上，踏板压条另一端压在刹车踏板上，所述踏板压条固定在调整块上的位置可调，以匹配与刹车踏板的接触位置。

上述智能型防油门误踩自动控制装置，所述人体生理指标测量传感单元包括人体生理指标传感器和无线发射器，人体生理指标传感器佩戴在驾驶员的手臂上，人体生理指标传感器的信号输出端与无线发射器相连，无线发射器与控制器内的无线接收器进行无线数据传输。

一种上述的控制装置的智能型防油门误踩自动控制方法，包括以下步骤：

步骤一：控制器判断线圈是否产生感应电动势，若是，则将采集到的感应电动势转换为油门踏板按压速度，并进入步骤二，若否，则程序结束；

步骤二：控制器将按压速度与预设阈值相比较，若按压速度小于速度阈值，则为正常操作，若按压速度大于或等于速度阈值，则进入步骤三：

步骤三：控制器将人体生理指标测量传感单元采集到的人体生理指标信号值与预设的人体生理指标阈值相比较，若采集到的信号值小于人体生理指标阈值，则为正常操作，若采集到的信号值大于或等于人体生理指标阈值，则为油门误踩操作，进入步骤四：

步骤四：控制器进行油门踏板制动和刹车踏板制动。

上述智能型防油门误踩自动控制方法，所述步骤一中，线圈产生感应电动势的步骤为：按压油门踏板，与油门踏板相连接的铁芯作弧线运动，而线圈在线圈固定架的约束下作旋转运动，从而铁芯在线圈内作切割磁力线直线运动，产生感应电动势，感应电动势与油门踏板按压速度成正比，感应电动势通过线圈导线导入控制器。

上述智能型防油门误踩自动控制方法，所述步骤四中，油门踏板制动的步骤为：控制器启动踏板制动程序，接通汽车电源，断开第一常闭开关、第二常闭开关，接通第一常开开关、第二常开开关，控制电流经第一导线、第一常开开关、第二常开开关、线圈导线后导入线圈，通电线圈产生磁场，铁芯回吸，将油门踏板顶回初始位置，实现油门踏板制动。

上述智能型防油门误踩自动控制方法，所述步骤四中，刹车踏板制动的步骤为：控制器启动刹车制动程序，给步进电机输入信号，步进电机输出轴转动，带动调整块和踏板压条旋转，踏板压条将刹车踏板下压，实现刹车制动。

上述智能型防油门误踩自动控制方法还包括复原步骤，复原的步骤为：按下控制器上的复原按钮，启动复原程序，步进电机获得反向步进信号，步进电机输出轴反转，带动调整块和踏板压条逆转，踏板压条相对刹车踏板上抬，刹车踏板复原；同时，第一常闭开关、第二常闭开关闭合，第一常开开关、第二常开开关断开，切断线圈输入电流，解除线圈和铁芯的吸力，继续等待误踩油门的判断。

本发明的有益效果在于：

1、本发明的控制装置包括人体生理指标测量传感单元，人体生理指标测量传感单元实时采集人体生理指标信号，通过人体生理指标信号能够监测驾驶员是否在紧张情况下行车，判断是否驾驶员属于误踩油门操作，并能在驾驶员误踩油门情况下对车辆进行安全制动操作，保证驾驶员的行车安全。

2、本发明的控制方法中，首先判断线圈是否产生感应电动势，产生感应电动势则将感应电动势转换为油门踏板按压速度，然后将按压速度与预设阈值相比较，按压速度大于速度阈值的情况下将人体生理指标信号值与预设的人体生理指标阈值相比较，采集到的信号值大于人体生理指标阈值，则为油门误踩操作，进行油门踏板制动和刹车踏板制动，通过油门踏板按压速度和人体生理指标信号结合起来，对驾驶员是否在紧张情况下误踩油门情况进行准确判断并作相应的防误踩措施，保障了驾驶员的行车安全；本发明适用于初学驾驶、疲劳驾驶及心理素质较弱的人群，具有较好的应用前景，相比现有技术具有结构简单、体积小、安装方便、自动化程度高、安全可靠的优点。

附图说明

图1为本发明控制装置的结构示意图。

图2为图1中调整块的结构示意图。

图3为本发明控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1、图2所示，一种智能型防油门误踩自动控制装置，包括油门踏板控制单元ⅰ、处理器单元ⅱ、刹车踏板控制单元ⅲ、人体生理指标测量传感单元ⅳ，所述油门踏板控制单元ⅰ通过线圈导线8与处理器单元ⅱ相连，刹车踏板控制单元ⅲ通过步进电机导线16与处理器单元ⅱ相连，人体生理指标测量传感单元ⅳ佩戴在驾驶员的手臂上，人体生理指标测量传感单元ⅳ通过无线发射器与处理器单元ⅱ进行数据交换。

所述油门踏板控制单元ⅰ包括油门踏板2、连接轴3、铁芯4、磁铁5、线圈6、线圈固定架7，所述的油门踏板2安装在车体1上，线圈6固定架固定在车体1上，用转轴将线圈6安装在线圈固定架7上，且线圈6与线圈固定架7可相对转动，所述铁芯4的一端通过连接轴3铰接在油门踏板2前端，铁芯4的中部穿过线圈6，线圈6通过线圈导线8与处理器单元ⅱ相连，铁芯4的另一端设有磁铁5。

所述处理器单元ⅱ包括第一常闭开关9、第二常闭开关12、第一常开开关10、第二常开开关11、第一导线13、第二导线14、控制器15，所述第一常闭开关9、第二常闭开关12、第一常开开关10、第二常开开关11的一端均连接线圈导线8，第一常开开关10、第二常开开关11的另一端经第一导线13与控制器15的输入端相连，第一常闭开关9、第二常闭开关12的另一端经第二导线14与控制器15的输出端相连，所述控制器15与人体生理指标测量传感单元ⅳ进行无线数据传输。

所述刹车踏板控制单元ⅲ包括刹车踏板17、踏板压条18、压紧螺母19、调整块20、步进电机21，所述步进电机21固定在车体1上，步进电机21的控制端与控制器15相连，所述调整块20通过固定孔22固定安装在步进电机21的输出轴上，所述踏板压条18一端穿过调整块20的一字型槽23并用压紧螺母19固定在调整块20上，踏板压条18另一端压在刹车踏板17上，所述踏板压条18固定在调整块20上的位置可调，以匹配与刹车踏板17的接触位置。

所述人体生理指标测量传感单元ⅳ包括人体生理指标传感器和无线发射器，人体生理指标传感器佩戴在驾驶员的手臂上，用于采集人体的血压、心跳等生理信号，人体生理指标传感器的信号输出端与无线发射器相连，无线发射器与控制器15内的无线接收器进行无线数据传输。

一种上述的控制装置的智能型防油门误踩自动控制方法，包括以下步骤：

步骤一：控制器15判断线圈6是否产生感应电动势，若是，则将采集到的感应电动势转换为油门踏板按压速度，并进入步骤二，若否，则程序结束。

线圈6产生感应电动势的步骤为：按压油门踏板2，与油门踏板2相连接的铁芯4作弧线运动，而线圈6在线圈固定架7的约束下作旋转运动，从而铁芯4在线圈6内作切割磁力线直线运动，产生感应电动势，感应电动势与油门踏板按压速度成正比，感应电动势通过线圈导线8导入控制器15。

步骤二：控制器15将按压速度与预设阈值相比较，若按压速度小于速度阈值，则油门踏板按压速度适当，不属于误踩油门范畴，为正常操作，若按压速度大于或等于速度阈值，则说明油门踏板按压速度过快，有存在误踩油门操作的可能，进入步骤三。

步骤三：控制器15将人体生理指标测量传感单元ⅳ采集到的人体生理指标信号值与预设的人体生理指标阈值相比较，若采集到的信号值小于人体生理指标阈值，说明驾驶员在不紧张的情况下踩压油门，属于正常操作，若采集到的信号值大于或等于人体生理指标阈值，则说明驾驶员在紧张的情况下踩压油门，属于油门误踩操作，进入步骤四。

人体生理指标测量传感单元ⅳ采集人体生理指标信号的步骤为：人体生理指标测量传感单元ⅳ佩戴在驾驶员的手腕上，通过内置的人体生理指标传感器，感知驾驶员的人体生理指标的高低程度，人体生理指标的高低程度反应了驾驶员的紧张程度，再由内置的无线发射器传输数据，由控制器15中的无线接收器接收数据并处理。

步骤四：控制器15进行油门踏板2制动和刹车踏板17制动。

油门踏板2制动的步骤为：控制器15启动踏板制动程序，接通汽车电源，断开第一常闭开关9、第二常闭开关12，接通第一常开开关10、第二常开开关11，控制电流经第一导线13、第一常开开关10、第二常开开关11、线圈导线8后导入线圈6，通电线圈6产生磁场，铁芯4回吸，将油门踏板2顶回初始位置，实现油门踏板2制动。

刹车踏板17制动的步骤为：控制器15启动刹车制动程序，给步进电机21输入信号，步进电机21输出轴转动，带动调整块20和踏板压条18旋转，踏板压条18将刹车踏板17下压，实现刹车制动。

上述智能型防油门误踩自动控制方法还包括复原步骤，复原的步骤为：按下控制器15上的复原按钮，启动复原程序，步进电机21获得反向步进信号，步进电机21输出轴反转，带动调整块20和踏板压条18逆转，踏板压条18相对刹车踏板17上抬，刹车踏板17复原；同时，第一常闭开关9、第二常闭开关12闭合，第一常开开关10、第二常开开关11断开，切断线圈6输入电流，解除线圈6和铁芯4的吸力，继续等待误踩油门的判断。