一種汽車誤踩油門安全制動(dòng)系統(tǒng)及其制動(dòng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)屬于自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域以及車載智能控制領(lǐng)域的汽車安全保護(hù)裝置，具體涉及一種汽車誤踩油門安全制動(dòng)系統(tǒng)及其制動(dòng)方法，用來預(yù)防在汽車需緊急制動(dòng)時(shí)，駕駛?cè)苏`將油門當(dāng)做制動(dòng)踏板突然踩下導(dǎo)致交通安全事故。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，我國(guó)汽車保有量顯著提高，使得交通環(huán)境日趨緊張的同時(shí)，每年新增駕駛?cè)说臄?shù)量也突飛猛進(jìn)，駕駛?cè)说恼w駕車水平不容樂觀，在汽車行駛過程中，當(dāng)遇緊急情況亟需制動(dòng)時(shí)，由于駕駛?cè)瞬僮鞑皇炀氁约扒榫w緊張等原因，出現(xiàn)誤踩油門而引發(fā)交通事故的報(bào)道屢見不鮮。目前普遍應(yīng)用的汽車上并沒有對(duì)誤踩油門的安全保護(hù)裝置，而現(xiàn)有的相關(guān)研發(fā)專利也存在諸多缺陷。
[0003]開發(fā)一種誤踩油門安全保護(hù)裝置主要面臨兩個(gè)關(guān)鍵問題:一是如何判別正常踩踏油門還是誤踩油門，并及時(shí)作出反應(yīng)；二是確保識(shí)別的準(zhǔn)確性，避免“誤識(shí)別”引發(fā)更嚴(yán)重的后果。經(jīng)現(xiàn)有的研發(fā)專利檢索發(fā)現(xiàn)，目前采用的判別誤踩油門的方式主要有以下兩種:第一種是在油門踏板及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的某處安裝位置傳感器或限位器，通過油門踏板下踏量判別或限制誤踩。第二種是通過安裝在油門踏板或油門踏板傳動(dòng)軸上的速度/加速度/壓力傳感器檢測(cè)踩踏油門踏板的速度/加速度/壓力等信息，當(dāng)被檢測(cè)量超出某一預(yù)設(shè)值，判別此時(shí)為誤踩。不難發(fā)現(xiàn)，第一種方案存在明顯的缺陷:起作用遲緩，制動(dòng)前行駛距離遠(yuǎn)，不能及時(shí)制動(dòng)。第二種方案中，誤踩識(shí)別裝置(即所述的傳感器)與駕駛?cè)私佑|更容易，抗干擾能力差，比如加速踏板自由行程或傳動(dòng)機(jī)構(gòu)間隙的變化都會(huì)引起踩踏速度及踩踏力發(fā)生變化，更容易出現(xiàn)“誤識(shí)別”現(xiàn)象，導(dǎo)致更嚴(yán)重的后果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種汽車誤踩油門安全制動(dòng)系統(tǒng)及其制動(dòng)方法，技術(shù)方案如下:
[0005]一種汽車誤踩油門安全制動(dòng)系統(tǒng)，包括控制開關(guān)模塊、誤踩識(shí)別模塊以及制動(dòng)控制模塊，各模塊之間通過CAN總線相連；所述控制開關(guān)模塊包括手控開關(guān)模塊和/或聲控開關(guān)模塊；所述誤踩識(shí)別模塊主要由安裝在供油管路中的流量傳感器和數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)組成；所述制動(dòng)控制模塊包括誤踩油門制動(dòng)控制ECU以及受ECU控制的步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)。
[0006]所述手控開關(guān)模塊主要包括安裝在汽車方向盤右輻條上的手控開關(guān)，使駕駛?cè)嗽诰o急情況下順勢(shì)按下此開關(guān)。
[0007]所述聲控開關(guān)模塊包括并聯(lián)在CAN總線上的聲傳感器、說話人識(shí)別模塊、語音識(shí)別模塊以及與誤踩識(shí)別模塊共用的數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)。
[0008]所述說話人識(shí)別模塊和語音識(shí)別模塊均分別包括預(yù)處理單元、特征提取單元、訓(xùn)練單元和識(shí)別單元。
[0009]一種汽車誤踩油門安全制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)方法:
[0010]步驟一:識(shí)別供油過速信號(hào)，誤踩識(shí)別模塊通過時(shí)域流量監(jiān)測(cè)方法，通過位于供油管路中的流量傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每段微小時(shí)間間隔At內(nèi)的供油量Λχ，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)的處理后，輸送至ECU，ECU根據(jù)接收到的反應(yīng)ΛΧ的電信號(hào)以及所述時(shí)間間隔At計(jì)算出供油速度以及供油加速度，當(dāng)供油速度以及供油加速度均超過設(shè)定閾值時(shí)，判斷出現(xiàn)供油過速，并向ECU輸出供油過速信號(hào)；
[0011]步驟二:識(shí)別控制開關(guān)信號(hào)，駕駛?cè)藛T緊急情況下觸發(fā)控制開關(guān)模塊，并將控制開關(guān)模塊觸發(fā)信號(hào)發(fā)送給ECU，其中觸發(fā)控制開關(guān)模塊，駕駛員可采用觸發(fā)手控開關(guān)模塊和/或觸發(fā)聲控開關(guān)模塊；
[0012]步驟三:判別誤踩油門，當(dāng)ECU同時(shí)接收到所述供油過速信號(hào)和控制開關(guān)模塊觸發(fā)信號(hào)時(shí)，判斷駕駛?cè)藶檎`踩油門；
[0013]步驟四:實(shí)施緊急制動(dòng)，當(dāng)步驟三判斷為誤踩油門時(shí)，ECU控制步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)節(jié)氣門瞬間關(guān)閉，發(fā)動(dòng)機(jī)停止供油，同時(shí)，ECU控制直流電機(jī)帶動(dòng)液壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)，將制動(dòng)液泵入制動(dòng)輪缸，推動(dòng)制動(dòng)器緊急制動(dòng)。
[0014]所述步驟二中，觸發(fā)手控開關(guān)模塊時(shí)駕駛?cè)藛T按下汽車方向盤右輻條上的手控開關(guān)，觸發(fā)手控開關(guān)模塊。
[0015]所述步驟二中，觸發(fā)聲控開關(guān)模塊時(shí)駕駛?cè)藛T輸出語音指令，語音指令輸入后經(jīng)過說話人識(shí)別模塊和語音識(shí)別模塊的預(yù)處理、特征提取、模式匹配后輸出識(shí)別結(jié)果，若識(shí)別結(jié)果與預(yù)設(shè)的“停車”或“剎車”等語音信息相匹配，則觸發(fā)控制開關(guān)模塊。
[0016]本發(fā)明帶來的有益效果是:
[0017]1、本發(fā)明能有效避免誤踩油門導(dǎo)致的交通事故；
[0018]2、采用流量傳感器直接檢測(cè)供油速度、加速度，配合安裝在方向盤上的手控開關(guān)模塊以及說話人識(shí)別功能的聲控系統(tǒng)判別誤踩，這種判別方法準(zhǔn)確性強(qiáng)，發(fā)生“誤識(shí)別”的概率大大降低，提高了安全性和可靠性；
[0019]3、采用CAN總線結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是信息的傳輸效率更高，布線更簡(jiǎn)單；
[0020]4、當(dāng)判別為誤踩后，ECU同時(shí)發(fā)出切斷供油以及緊急制動(dòng)指令，確保駕車安全；
[0021]5、不需對(duì)原車結(jié)構(gòu)做過大的改動(dòng)，因此整套方案實(shí)施起來相對(duì)容易。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
[0023]圖2為本發(fā)明系統(tǒng)安裝手控開關(guān)模塊和聲控開關(guān)模塊的結(jié)構(gòu)框圖；
[0024]圖3為本發(fā)明中手控開關(guān)的位置示意圖；
[0025]圖4為本發(fā)明中聲控開關(guān)模塊的說話人識(shí)別/語音識(shí)別過程原理圖。
[0026]圖中:
[0027]〗-手控開關(guān)模塊，I1-聲控開關(guān)模塊，ΠΙ-控制開關(guān)模塊，IV-誤踩識(shí)別模塊，V-制動(dòng)控制模塊；
[0028]A-手控開關(guān)。
【具體實(shí)施方式】
[0029]目前普遍應(yīng)用的電子油門是通過油門踏板上的油門位置傳感器將油門踏板深度信息傳給ECU，再由ECU驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)控制節(jié)氣門開度。本發(fā)明在此基礎(chǔ)上并聯(lián)一條控制支路，該支路主要由一個(gè)連接在CAN總線上的ECU以及原車節(jié)氣門步進(jìn)電機(jī)組成，當(dāng)ECU同時(shí)接收到供油過速信號(hào)以及語音指令信號(hào)時(shí)，ECU驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)使節(jié)氣門關(guān)閉，切斷供油。
[0030]本發(fā)明制動(dòng)控制模塊還包括一個(gè)直流電機(jī)，當(dāng)E⑶同時(shí)接收到供油過速信號(hào)以及語音指令信號(hào)時(shí)，ECU驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)使液壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)，向制動(dòng)輪缸中泵入制動(dòng)液，實(shí)施緊急制動(dòng)。
[0031]所述直流電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)所在的兩條線路均與原車結(jié)構(gòu)為并聯(lián)關(guān)系，工作互不影響。
[0032]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行說明:
[0033]如圖1所示，一種可控的汽車誤踩油門安全制動(dòng)系統(tǒng)，包括控制開關(guān)模塊II1、誤踩識(shí)別模塊IV以及制動(dòng)控制模塊V，各模塊之間通過CAN總線相連；所述誤踩識(shí)別模塊IV采用時(shí)域流量監(jiān)測(cè)方法，主要包括安裝在供油管路中的流量傳感器和數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)；所述制動(dòng)控制模塊V包括誤踩油門制動(dòng)控制ECU以及受ECU控制的步進(jìn)電機(jī)7和直流電機(jī)9。
[0034]如圖2所示，所述控制開關(guān)模塊III采用手控開關(guān)模塊I和聲控開關(guān)模塊II ;其中，手控開關(guān)模塊I為手控開關(guān)，聲控開關(guān)模塊II包括并聯(lián)在CAN總線上的聲傳感器、說話人識(shí)別模塊、語音識(shí)別模塊以及與誤踩識(shí)別模塊IV公用的數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)。
[0035]如圖3所示，所述手控開關(guān)安裝在汽車方向盤右輻條上，以方便駕駛?cè)嗽诰o急情況下順勢(shì)按下此開關(guān)。
[0036]如圖4所示，說話人識(shí)別模塊采用目前應(yīng)用廣泛的語音識(shí)別技術(shù)，包括預(yù)處理單元、特征提取單元、訓(xùn)練單元和識(shí)別單元。
[0037]本發(fā)明的制動(dòng)系統(tǒng)在具體實(shí)施過程中，其控制開關(guān)模塊不僅可以同時(shí)采用手控開關(guān)模塊和語音控制模塊的形式，還可以分別單獨(dú)采用手控開關(guān)模塊或語音控制模塊的方式，其相對(duì)應(yīng)的制動(dòng)控制模塊V和誤踩識(shí)別模塊IV均類似，此處不再贅述。
[0038]與上述本發(fā)明的制動(dòng)系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的制動(dòng)方法如下:
[0039]1、手動(dòng)控制模塊下的工作過程
[0040]如圖1、圖2和圖3所示，該汽車誤踩油門安全制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)方法如下:
[0041]步驟一