關(guān)于車輛行駛過(guò)程中駕駛?cè)蒎e(cuò)性改造的探討

摘 要：自汽車進(jìn)入我們的生活時(shí)起，交通事故的發(fā)生也越來(lái)越多，而在這些交通事故之中，錯(cuò)把油門當(dāng)做剎車而釀成的交通事故占據(jù)了很大一部分比例。由此可見車輛行駛過(guò)程中駕駛?cè)蒎e(cuò)性改造變得必不可少。本文將對(duì)于現(xiàn)有的保護(hù)裝置進(jìn)行整理和比較，最后提出相對(duì)完善的建議。

關(guān)鍵詞：智能剎車系統(tǒng);單片機(jī);交通安全

0.引言

隨著我國(guó)綜合國(guó)力的不斷提升，公路建設(shè)及公路交通得到了飛速的發(fā)展。公路運(yùn)輸及交通的跨越式發(fā)展，以及人民生活水平日益提升，使得我國(guó)居民的汽車保有量逐年增多。但在公路交通飛速發(fā)展的同時(shí)，交通事故也逐年增多，而其中有很多是因?yàn)轳{駛員在慌亂中將油門當(dāng)成剎車，釀成了慘劇。因此，對(duì)于突發(fā)狀況時(shí)車輛駕駛的容錯(cuò)性改造就顯得尤為重要。經(jīng)研究，可見目前所有誤踩油門保護(hù)裝置都由兩部分組成，即：信號(hào)采集模塊、反應(yīng)制動(dòng)模塊。故本文從此處著手，進(jìn)行整理與分析。

1.信號(hào)采集方法

1.1速度與加速度法

通過(guò)在剎車上安裝剎車檢測(cè)電路，采用多個(gè)光敏二極管聯(lián)合作用以確定開始計(jì)時(shí)的時(shí)間，當(dāng)檢測(cè)到踏板速度上限時(shí)，光敏二極管未接到來(lái)自另一個(gè)二極管的光線則開始計(jì)時(shí);同理，當(dāng)檢測(cè)到踏板速度的下限位時(shí)停止計(jì)時(shí)，將該段時(shí)間與設(shè)置的限定時(shí)間作比較，以判定司機(jī)是否踩踏油門過(guò)快。而加速度法就是在油門踏板底部安裝加速度傳感器，誤踩油門時(shí)的踩踏速度與加速度都是正常踩踏的幾倍甚至幾十倍，研究人員通過(guò)選取100位不同年齡駕駛員踩踏加速度測(cè)試數(shù)據(jù)得出：正常情況踩踏板加速度大多小于10 ，而誤踩油門加速度可達(dá)到120 ，在考慮安全等因素的條件下，取一合理閾值，將收集到的加速度信號(hào)與之作比較，進(jìn)而得出是否為誤踩。

1.2電磁感應(yīng)法

利用電磁感應(yīng)設(shè)計(jì)智能識(shí)別系統(tǒng)，通過(guò)切割磁感線所得到電流的大小以判斷是否為誤踩剎車。本設(shè)計(jì)通過(guò)在油門連桿上安裝磁鐵，磁鐵穿過(guò)安裝在車體之上的線圈，當(dāng)司機(jī)踩踏油門時(shí)，線圈內(nèi)會(huì)因磁鐵切割磁感線從而獲得感應(yīng)電流。在正常情況下，由于油門緩慢踩下，線圈內(nèi)感應(yīng)電流較小，電磁鐵無(wú)力吸引銜鐵下落;當(dāng)誤踩油門時(shí)，由于司機(jī)快速踩下油門，導(dǎo)致線圈內(nèi)出現(xiàn)很大的感應(yīng)電流。通過(guò)感應(yīng)電流的大小從而確定是否誤踩油門當(dāng)做剎車。

1.3心理識(shí)別法

有學(xué)者經(jīng)長(zhǎng)期調(diào)查與實(shí)驗(yàn)指出，當(dāng)駕駛員誤將油門當(dāng)做剎車時(shí)會(huì)有一個(gè)關(guān)鍵性動(dòng)作——死死將踏板踩到底，而這一動(dòng)作在正常踩踏油門時(shí)并不會(huì)出現(xiàn)。且許多駕駛?cè)说慕?jīng)驗(yàn)使得他們踩剎車時(shí)有可能會(huì)懸空踩踏，而踩油門時(shí)絕對(duì)不會(huì)懸空踩踏。故可認(rèn)為，當(dāng)油門踏板被踩踏到極限位置并繼續(xù)被施加壓力，且懸空踩踏油門這兩大特征兼具或其中一個(gè)特征出現(xiàn)時(shí)可認(rèn)為駕駛?cè)苏`踩油門，以此來(lái)進(jìn)行后續(xù)設(shè)計(jì)。

2.反應(yīng)制動(dòng)模塊

2.1機(jī)械式

國(guó)內(nèi)研究學(xué)者設(shè)計(jì)出由外箱體和內(nèi)箱體兩部分組成的急剎車系統(tǒng)，二箱體之間設(shè)有復(fù)位彈簧，內(nèi)箱體鏈接剎車連接帶和油門踏板連接帶，中部設(shè)轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上安裝帶槽棘輪和齒輪，將油門與之進(jìn)行連接。正常情況下踩踏時(shí)，油門踏板連接帶拉動(dòng)帶槽棘輪使之轉(zhuǎn)動(dòng)，再帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪再帶動(dòng)與之嚙合的帶槽齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使之拉動(dòng)油門連接帶，以保證踩油門的正常加速。若在緊急情況下誤踩了油門踏板，由于踩油門加速度過(guò)大，使油門踏板拉動(dòng)帶槽棘輪，由于轉(zhuǎn)軸向下牽引力大于附加彈簧的彈力，使得附加彈簧被壓縮，內(nèi)箱體帶動(dòng)繞在內(nèi)箱體拉環(huán)上的剎車連接帶，使汽車剎車，同時(shí)，油門連接帶不再被拉動(dòng)，從而起到緊急剎車的作用。此裝置考慮到車體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，故采用汽車外接的形式，在不需要時(shí)可進(jìn)行拆卸。本裝置制作成本低、安裝方便，克服了之前機(jī)構(gòu)只能實(shí)現(xiàn)防止油門誤踩但并沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行剎車的不足之處，在誤踩油門這一領(lǐng)域做出了很大的貢獻(xiàn)。

2.2電子式

電子式顧名思義就是使用單片機(jī)的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)剎車制動(dòng)。國(guó)內(nèi)有研究人員使用8051單片機(jī)對(duì)信息進(jìn)行接收、分析處理以及最后發(fā)出相應(yīng)的指令。信息采集部分大多通過(guò)電路形式對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集，而電路所傳來(lái)的大多為電阻或電壓信號(hào)，但單片機(jī)并不能對(duì)電阻信號(hào)進(jìn)行識(shí)別和處理，故要將模擬電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換成為模擬電壓信號(hào)一并進(jìn)行處理。之后再將電壓信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸入單片機(jī)。之后通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的分析處理，若判定為誤操作，便要輸出信號(hào)讓執(zhí)行機(jī)構(gòu)開始工作。執(zhí)行機(jī)構(gòu)以汽車自身的ASR系統(tǒng)為制動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)，當(dāng)判定為誤操作時(shí)，輸出電路向制動(dòng)總泵隔離電磁閥和蓄能器隔離電磁閥充電，使這兩個(gè)閥門動(dòng)作關(guān)閉總泵油路，打開蓄能器油路，高壓制動(dòng)液經(jīng)ABS控制閥進(jìn)入驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)分泵進(jìn)行制動(dòng)。當(dāng)松開油門踏板時(shí)，系統(tǒng)復(fù)位。且當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到誤操作時(shí)，需要有驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作，且還需要有驅(qū)動(dòng)電流來(lái)驅(qū)動(dòng)電磁閥工作以保證整個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)正常工作，故使用放大電路來(lái)放大單片機(jī)輸出電流以保證整個(gè)裝置的順利運(yùn)行。

3.探討

3.1在信號(hào)采集方面

對(duì)于車輛行駛過(guò)程中駕駛的容錯(cuò)性改造這個(gè)課題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者都做出了不同程度上的研究，但縱觀所有研究，都可以發(fā)現(xiàn)其中的不足之處，故筆者就此作出探討和設(shè)想。對(duì)于信號(hào)采集的方法而言，無(wú)論是速度加速度法、電磁感應(yīng)法還是基于駕駛員心理的方法，都不能保證在事故發(fā)生時(shí)準(zhǔn)確的作出判斷或者誤判，若在高速公路之上駕駛?cè)顺嚧罅Σ葎x車時(shí)，該系統(tǒng)做出反應(yīng)，則后果不堪設(shè)想。故可將其中互不干擾的兩種方法合二為一共同判定，如將電磁感應(yīng)法與基于駕駛?cè)诵睦淼母袘?yīng)方法結(jié)合起來(lái)，就可以大大提高判定的精確性。

3.2在信息處理方面

不論是機(jī)械式還是電子式都存在兩個(gè)很明顯的問(wèn)題：（1）剎車時(shí)未開啟危險(xiǎn)報(bào)警閃光燈提示后車;（2）未劃分速度區(qū)間進(jìn)行制動(dòng)。針對(duì)第一個(gè)問(wèn)題，若系統(tǒng)做出自動(dòng)判斷時(shí)不能亮起危險(xiǎn)警報(bào)燈提示后車，即使自動(dòng)剎車保證本車的安全，也會(huì)因后車追尾而釀成二次事故，并沒(méi)有很好地保證駕駛?cè)说纳?cái)產(chǎn)安全。對(duì)于第二個(gè)問(wèn)題，筆者認(rèn)為可按照30km/h和60km/h的速度區(qū)間做出不同的制動(dòng)反映。即當(dāng)車速低于30km/h時(shí)，可緊急制動(dòng)剎車，當(dāng)車速處于30km/h-60km/h之間時(shí)緩慢制動(dòng)剎車，當(dāng)車速處于60km/h以上時(shí)系統(tǒng)采取制動(dòng)措施減緩車輛行駛速度，若駕駛?cè)嗽?.5s之內(nèi)自行采取制動(dòng)措施，則系統(tǒng)指令結(jié)束，若司機(jī)未在規(guī)定時(shí)間內(nèi)采取制動(dòng)措施，車輛將在不影響自身安全的情況下迅速制動(dòng)停車。以更好地降低事故率。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于提高汽車主動(dòng)安全性的研究還有很長(zhǎng)一段路程要走，且國(guó)內(nèi)現(xiàn)有理論都缺乏實(shí)際應(yīng)用，筆者期望本文能為之后的研究提供參考。

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作者簡(jiǎn)介：

張?zhí)耢o，出生年月：1998年6月，性別：女，民族：漢族，籍貫（精確到市）：山西省運(yùn)城市芮城縣，當(dāng)前職務(wù)：學(xué)生，當(dāng)前職稱：無(wú)，學(xué)歷：本科在讀，研究方向：道路橋梁與渡河工程.