誤踩油門的應(yīng)急處理控制裝置的研究

謝華輝等

摘 要：該文針對駕駛?cè)嗽诰o急狀況下，由于誤踩油門而引發(fā)惡性事故的問題，設(shè)計出一種誤踩油門應(yīng)急處理控制裝置。裝置通過分析正常踩油門和緊急情況下踩油門的作用力不同，判斷油門踩下時是否為誤踩。壓力模式進行判斷優(yōu)勢在于有行程或沒有行程的時候裝置均可動作。該文介紹了誤踩油門的應(yīng)急處理控制裝置系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，詳細說明系統(tǒng)組成及工作原理。實驗表明系統(tǒng)易于實現(xiàn)并取得較好效果，具有廣泛的應(yīng)用前景，有較好的實用價值。

關(guān)鍵詞：壓力傳感 誤踩油門 MCU 制動

中圖分類號：U46 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（a）-0066-02

汽車工業(yè)迅速發(fā)展，在日常生活中，人們緊張時，誤把油門當作剎車而釀成許多重大車禍。判斷誤踩油門實現(xiàn)剎車對人民生命安全能提供更好保護。制動系統(tǒng)在車輛安全中扮演重要角色?，F(xiàn)代應(yīng)急系統(tǒng)多均以時變檢測加速度為判斷標準[1]。但臨界加速度在某程度上不一定能體現(xiàn)實際加速度，造成潛在危險。因此該文開發(fā)在有且全行程或沒行程均動作的壓力模式系統(tǒng)輔助現(xiàn)代剎車應(yīng)急系統(tǒng)。

該文采用單片機與Kiel軟件作為設(shè)計平臺，使用proteus軟件進行電路繪圖和仿真調(diào)試，開發(fā)一個基于壓力傳感器的誤踩油門控制系統(tǒng)，能有效對誤踩油門進行判斷并啟動制動程序，實現(xiàn)實時壓力檢測和輸出制動命令。

1 總體方案確定

運動控制系統(tǒng)[2]是由運動需求、運動控制器、驅(qū)動控制器、執(zhí)行器以及反饋單元構(gòu)成的，系統(tǒng)設(shè)計如圖1。設(shè)計采用壓力模式：在油門安裝壓力檢測器，不同情況下腳和踏板間作用力是不同的，單片機判斷信號是否大于一定值，若是則輸出信號給驅(qū)動、警報和顯示電路。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計部分

信號轉(zhuǎn)換部分：其由應(yīng)變片、放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器組成。應(yīng)變片與三個500Ω電阻組成電橋。施加的壓力越大，電阻變化越大，電壓差越大。電壓差經(jīng)過INA122的放大，輸出小于等于5V電壓。放大倍數(shù)為。電信號送到模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，ADC0804根據(jù)控制芯片控制轉(zhuǎn)換電壓，輸出八位二進制數(shù)字。

控制部分：其由單片機、一個按鍵和兩個按鈕組成，SW1接在設(shè)置邊時，單片機工作狀態(tài)，調(diào)設(shè)壓力低限值。當SW1接在動作邊時，單片機工作。

顯示部分：其由四位共陽極數(shù)碼管和三極管等組成。

驅(qū)動部分：其由LED燈、蜂鳴器、TIL133和三極管等組成。當壓力小于設(shè)定值時，P2.1工作，綠燈亮，蜂鳴器、黃燈和紅燈不工作。當壓力值大于低限小于高限值時，P2.2和P2.0工作，黃燈亮和蜂鳴器響，光耦工作，推力電磁鐵工作為半負荷；當壓力值大于高限值時，綠燈不亮，黃燈和紅燈亮蜂鳴器響，電磁鐵為全負荷。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計部分

誤踩油門控制器單片機軟件程序采用C語言編寫[4]，可讀性強，程序存于單片機的FLASH中。軟件流程設(shè)計如圖2。誤踩油門控制器的程序包括參數(shù)的初始化，應(yīng)變片受力的判斷和標準參數(shù)的比較等。

4 試驗設(shè)定及數(shù)據(jù)分析

系統(tǒng)反應(yīng)閥值N

根據(jù)駕駛員的年齡、性別差異，正常踩油門和緊急下誤踩油門的作用力大小不同。為確定系統(tǒng)反應(yīng)閾值N，設(shè)計本實驗：在本校師生中按照性別、年齡挑選有一定駕駛經(jīng)驗的60人，分成6組。其中男、女各30人，再按年齡分為3組，分別是青年（20—30歲）、中年（30—55歲）、老年（55—65歲），每個年齡段10人。對正常踩油門、超車踩油門、緊急情況踩剎車（模擬緊急情況誤踩油門）三種情況進行采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)如表1。

數(shù)據(jù)分析：由表1并結(jié)合實際（女性老年人緊急誤踩油門作用力最小），為區(qū)分緊急情況下的誤踩油門，初步取系統(tǒng)反應(yīng)閾值N=76。

5 結(jié)語

該文論證了防誤踩油門系統(tǒng)的理論可能性，系統(tǒng)能根據(jù)信息采集模塊的信號判斷油門是否被誤踩，并采取有效的制動措施，并提出一種硬件的實現(xiàn)方案。并對實際電路進行試驗，得到較好的效果，易于實現(xiàn)，具有一定的應(yīng)用價值。

參考文獻

[1] 駱美富，郭海濤.一種新型的汽車防誤踩油門踏板系統(tǒng)的設(shè)計[J].科技通報，2013，29（3）：180-191.

[2] 班華，李長友.運動控制系統(tǒng)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012：13-15.

[3] 王衛(wèi)星.單片機原理與應(yīng)用開發(fā)技術(shù)[M].北京：中國水利水電出版社，2009：15-24.

[4] 朱鳴華，劉旭麟，楊微，等.C語言程序設(shè)計教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007：53-58.endprint