汽车防误踩加速踏板控制系统研究设计.doc

.编号：1332120174本科毕业论文汽车防误踩加速踏板控制系统研究院 系：电子科学与工程系姓 名：杨军伟学 号：0932120174专 业：汽车服务工程年 级：2009级指导教师：杨 勇职 称：讲 师完成日期：2013年5月20日.摘 要随着人民生活水平的提高，我国汽车保有量增长迅速，目前平均每十人拥有一辆汽车。但是大量新驾驶员缺乏驾驶经验，心理素质不高，在遇到一些危急复杂情况时，由于紧张慌乱，容易误踩加速踏板，造成车速突然提高，这必然导致危险状况的发生，造成严重交通事故。论文对防误踩加速踏板控制系统进行了研究，分析了驾驶员误踩加速踏板的情况及特点，提出了防误踩加速踏板控制系统的总体方案，进行了元件的选型和硬件电路的设计，并给出了系统控制流程。该系统在汽车上的应用可以避免紧急情况下误踩加速踏板，提高了行车安全性，具有一定的应用价值。关键词：汽车；误踩加速踏板；制动Abstract With the improvement of peoples living standard, the number of automobile in our country increasing quickly, average ten people own a car. But a large number of drivers lack experience and have a poor psychological quality, often making a faulty operation of accelerator because of nervous in dangerous situations, this will lead to a dangerous situation and cause serious traffic accident because the speed of the car increase suddenly. Anti-faulty operation of accelerator system is researched in the paper, the situation and characteristics of drivers faulty operation of accelerator is analyzed, and the Anti-faulty operation of accelerator system control scheme is put forward, the system control process was given and the components is selected and the hardware circuit is designed. The application of this system in automobile can avoid faulty operation of accelerator in case of emergency, it also raises traffic safety and possess applicable value. Keywords: Automobile; Faulty Operation Of Accelerator; Brake 目 录1 绪论11.1研究背景和意义11.2国内外研究现状21.3研究方法和研究内容32防误踩加速踏板控制系统的总体设计52.1系统总体方案52.2系统工作原理63 防误踩加速踏板控制系统的硬件设计73.1系统元件的选型73.1.1角度传感器的选型73.1.2数模转换器的选型83.1.3测距模块的选型93.1.4系统单片机的选型103.2系统控制电路133.2.1系统信号输入电路图133.2.2报警系统电路图133.2.3系统液压制动原理图143.2.4加速踏板信号屏蔽电路图154系统控制流程175总结17参考文献20致谢21.1 绪论1.1研究背景和意义近几年来，随着经济水平的提高，我国汽车保有量持续增加。据公安部统计，截至2012年6月，汽车保有量已达1.14亿多辆。考驾照的人数更是日益增多，众多马路新手开始上路，然而大量新驾驶员驾驶经验缺乏，心理素质不高，在遇到一些危险情况时，由于精神紧张慌乱，容易误踩加速踏板造成车速突然提高，这必然导致危险状况的发生，容易造成交通事故。调查发现，驾驶员误踩加速踏板的原因是多方面的，概括起来主要有以下几种：(1) 新手上路，对突发情况不能迅速正确应对，慌乱中误把加速踏板当作制动踏板；(2) 驾驶员身体素质欠佳，心神不专，误将加速踏板当制动踏板；(3) 驾驶员酒后驾车，由于酒精对人中枢神经起抑制作用，导致驾驶员判断能力和操作能力降低，遇到突发情况时处置不当，导致误踩加速踏板；(4) 麻痹心理，尤其是晴天路况好，驾驶员容易思想松懈，注意力不集中，突遇险情，措手不及，发生误踩事故；(5) 疲劳驾驶，由于思维反应不敏捷，容易发生误踩操作。(6) 异常天气（如雨、雪、雾）时，能见度低，突发险情，容易发生误踩事故。我国每年发生因误踩加速踏板造成的交通事故的概率约为万分之一，尽管概率不高，但乘于庞大的汽车保有量，仍是非常大的数字。在构建和谐社会、创建社会主义现代化文明的大背景下，大力发展汽车产业，实现汽车的多功能性和高安全性是汽车产业的发展方向。论文将着力于研究汽车安全性中加速踏板防误踩部分，旨在对提高对此部分的探索研究和学习认识。论文进行了汽车防误踩加速踏板控制系统的研究，在驾驶员踩加速踏板时，系统通过测距装置、加速踏板角度传感器测得的数据分析判断驾驶员踩加速踏板的真正目的，在误踩时实现紧急制动而非加速，从而达到防止误踩加速踏板的目的，能有效防止事故的发生。该系统在车辆上的应用可以帮助驾驶员应对危急情况，提高行车安全。1.2国内外研究现状如今，鉴于汽车安全性能愈来愈受到人们的重视，汽车防误踩加速踏板系统在国内都有很多研究案例，但是实际能够量产装车的设计十分罕见，只有极为少量的高档车配备了加速踏板防误踩装置，而且配备的成本较高，对大家来说也很陌生，没有得到推广,普及更是困难。以下对已获专利的两种装置进行简单介绍。2003年，江西省南昌市华东交通大学机电学院申请的专利汽车防误踩油门紧急制动装置：一种汽车防误踩油门紧急制动装置包括油门踏板踏板拉杆，踏板拉杆与油门转轴固接，油门转轴与另一转轴间设置啮合齿轮，另一转轴通过离合器与连接块相连，连接块上设有制动拉杆，制动拉杆与汽车制动拉线及紧急熄火拉线相连在驾驶者急踩油门后触出发一系列装置，最后达到制动及紧急熄火1。江西省峡江县教育体育局申请的专利-操作方便的汽车防误加油门装置：一种操作方便的汽车防误加油门装置，油门踏板和刹车踏板分离设置，其特征是：油门踏板和刹车踏板设置在一条竖线上，并在同一平面上，油门踏板在前，刹车踏板在后，使驾驶员右脚在驾驶过程中能同时踩在油门踏板和刹车踏板上；在油门踏板的最前端用一无伸缩的软带连接一个快速制动装置当驾驶者踩油门并触及这个快速制动装置，汽车就会制动2。国内其他相关研究有：湖南大学的陈义荣，进行了汽车自动刹车系统的应用，由超声模块进行探测，在距离过近时，由MCU控制制动3。长安大学的郑楚清，进行了基于阈值分析的防误踩加速踏板系统设计研究。江南大学的刘媛，进行了一体化刹车油门的创新性设计，设计了新型侧压式安全油门，实现了定速巡航、油门和刹车踏板电气互锁等功能4。国外也有很多汽车防误踩加速踏板系统设计案例，有的已经装配汽车。日产汽车新开发的“误踩踏板紧急辅助系统（带有停车检测功能）”将配备于Nissan改款车型上，这款车将在日本及其他一些亚洲国家销售。误踩踏板紧急辅助技术旨在减少车辆在停车场等场所发生的碰撞事故，包括因驾驶员误踩踏板可能造成的与墙体的撞击事故。通过使用全景式监控影像系统的四个摄像头以及超声声纳，系统可以检测车辆是否处于停车场中，以及在车辆行进方向上是否存在墙体等障碍物。在必要情况下，误踩踏板紧急辅助系统将自动控制加速功能，并在存在碰撞风险的情况下进行紧急制动。总结现有汽车防误踩加速踏板控制系统的相关资料，可以看到国内外对其研究还是比较多的，部分研究已经取得了一定的成果，但各类侧重点有所区别，根据控制方法，主要分为纯机械控制、电子控制方案、机电一体化控制方案，创新型设计方案等。各个方案有其优点缺点，有的研究很深入且取得了不错的效果。按照不同控制方式可分为表1-2所示几种方案。表1-2 控制方案分类及特点类别特点控制特点纯机械类利用踩加速踏板的力度触发紧急制动装置机电合一类利用各种传感器的数据由单片机，ECU等控制器激发机械控制装置纯继电器控制类将各系统继电器自锁或者互锁控制汽车油路和制动踏板牵引装置创新型设计类重新设计加速制动踏板系统，比如将加速和制动踏板合二为一虽然已有的汽车防误踩加速踏板系统种类很多，但是真正可以大规模普及的几乎没有，这也说明现有设计不能很好满足人们需要，存在不足之处。总结分析已有的防误踩加速踏板控制系统，它们存在以下问题：(1) 大部分装置只存在理论上或试验台上的可行性，没有考虑汽车自身内部结构，不能满足所有车型。(2) 对一些纯机械类型的设计，可靠性有待研究，且功能单一。(3) 几乎没有设计防误踩加速踏板报警装置，设计上有缺陷。(4) 现有设计不够智能，不能应对复杂的行车环境，甚至有时发生“误判”。(5) 不难发现，真正从实用性、可靠性、经济性的角度去全面思考设计的并不多，而把设计转化为产品投入生产的更少。现有的防误踩油门技术已不能满足对其普及化、经济化、多样化的发展要求。1.3研究方法和研究内容首先，通过查阅文献资料了解有关汽车防误踩加速踏板控制系统的最新研究进展；其次，对已有的研究成果进行总结分析，找出其优点和不足之处；最后根据实际需要，合理设计防误踩加速踏板控制系统总体方案。在设计时力求在兼顾系统经济性、可靠性、实用性的前提下合理选择系统元器件，设计系统的控制电路。论文研究内容是根据驾驶员误踩加速踏板的原因，分析驾驶员误踩加速踏板的各种情况及特点，提出防误踩加速踏板控制系统的总体方案，进行元件的选型和硬件电路的设计，并给出系统控制流程。在设计中对系统中各个问题进行探讨分析，力争求实创新。主要包括以下几个方面：（1）绪论。阐述论文的选题背景，研究目的及意义，国内外研究现状。（2）防误踩加速踏板控制系统的总体设计。提出系统总体方案，给出系统工作原理流程图。（3）防误踩加速踏板控制系统的硬件设计。进行系统元器件的选型，给出系统的控制电路，并对各个问题探讨分析。（4）给出系统控制流程图，详细解释控制过程。（5）总结。2防误踩加速踏板控制系统的总体设计2.1系统总体方案驾驶员误踩加速踏板的主要原因是没有细心驾驶、麻痹大意，论文设计了一套具有车距提醒功能，且在驾驶员加速时可以分析判断驾驶员踩加速踏板真正目的系统。在驾驶员误踩误加速踏板时，通过系统控制电路自动刹车，切断加速信号，从而避免误踩造成交通事故，提高行车安全性。根据设计需求在汽车上加装超声波测距传感器、在加速踏板上安装角度传感器，如图2-1所示。这两个传感器取得汽车当前行驶车距，驾驶员加速信号后传递给系统单片机，经过单片机分析判断驾驶员踩加速踏板的真正目的，同时做出相对应的反馈，针对各种情况采取控制措施。系统单片机声光报警装置系统控制开关加速踏板角度传感器超声波模块图2-1 系统元件分布图驾驶员误踩加速踏板的情况有两种：一种情况是应踩刹车却误踩油门，这时其踩加速踏板的角速度与正常加速时有明显的可分辨性，这可以作为我们判断驾驶员误踩的依据；另一种情况是车辆间距很小的情况下，驾驶员踩加速踏板的速度正常，但是踩下的角度过大，即加油过度。这两种情况都会造成车速瞬间提高，很容易引发交通事故，都可归为误踩加速踏板。对这两种情况采取的控制方案如下。（1）踩加速踏板的角速度过大 汽车正常行驶时，系统不间断通过超声波测距模块，加速踏板角度传感器采集车距S、角度。根据监测信息，若驾驶员误踩加速踏板的角速度大于误踩判定角速度0，系统将发出“误踩油门”的报警音提醒驾驶员，同时自动刹车，屏蔽错误的加速信号，从而达到防误踩控制。（2）与障碍物间距过小时，踩下加速踏板的角度过大在停车入库时，汽车与其他车辆或障碍物的间距很小，这时驾驶员对油门的操作虽然比较缓和。但是，一旦驾驶员没有掌握好力度加油过度，很可能将造成车辆碰撞事故，这种情况也是误踩加速踏板。对于这种情况的误踩，由于不能再像第一种情况判断是否误踩，可以考虑通过控制踩下加速踏板的角度值防止加油过度。在车距较小情况下，当系统判定驾驶员踩加速踏板的角度大于误踩判定角度0时,系统将自动刹车，屏蔽错误的加速信号，避免误踩事故发生。系统复位功能可以让驾驶员随时复位系统。该系统兼具安全距离提醒功能，当超声波探得车辆进入安全车距S0时，系统会发出“注意车距”的提醒音。该系统的供电线路连接在点火开关上，点火开关打开时系统开启，熄火后系统关闭，驾驶员也可在不需要的情况下手动选系统的开关。根据以上设计思路，图2-2给出了基于单片机控制的系统工作原理框图。图2-2 系统原理框图2.2系统工作原理如图2-2所示，整个系统包括超声波测距模块、加速踏板角度传感器、数模转换器、AT89S51单片机、警示电路、电控液压阀电路、制动泵电路、加速信号屏蔽电路、制动液压力传感器和系统复位电路等。超声波测距模块测得车距S后,直接把车距信息传递给单片机；加速踏板角度传感器测得踏板转角后，通过数模转换把这角度信号转变为单片机可接收的电信号。单片机得到这两个数据后经过一系列分析判定，然后通过警示电路、液压制动电路、加速信号屏蔽电路进行防误踩控制。3防误踩加速踏板控制系统的硬件设计3.1 系统元件的选型3.1.1 角度传感器的选型汽车防误踩加速踏板控制系统中，角度传感器是关键部件，承担着踩加速踏板时瞬时转角的采集和信号传递，对其可靠性、使用寿命等都有严格要求。传统的角度传感器基于多种原理，如电阻分压效应、光电效应、霍尔效应、磁阻效应等。磁阻角度传感器采用高性能集成磁敏感元件，利用磁信号的感应是非接触的特点，配合微处理器进行智能化信号处理制成的新一代角度传感器，其提供的输出信号几乎不受磁场变动、磁温度系数、磁传感器距离与位置变动的影响5。基于本设计的需要我们选用了LP06M4R1AB磁阻角度传感器，其在汽车、工业机械、航天工程、国防工业上都有广泛的应用，该传感器外形如图3-1。图3-1 角度传感器 LP06M4R1AB磁阻角度传感器的优点和性能如下。（1）无触点、高灵敏度、接近无限转动寿命、无噪声、高重复性、高频响应特性好。（2）非接触位置检测功能，是满足苛刻环境应用需求的理想选择。（3）此传感器对外只有三个接口，一个为VCC，一个为模拟电压输出，一个为GND，角度变化非常精确，体积小，重量轻。可靠角度测量达到180。（4）当角度为0时，角度传感器电压输出为1.12V左右；当角度为180度时，角度传感器输出电压为3.2V左右。3.1.2数模转换器的选型AD转换就是模数转换，也就是把模拟信号转换成数字信号。常用的AD转换器有：积分型、逐次逼近型、并行比较型/串并行型。基于本次系统设计的要求，选用ADC0809模数转换器6。ADC0809是一款8通道复用的8位AD转换器，数据获取的关键部分是它的8位模/数转换器。这个部分主要是由3部分组成：256R的阶梯网络，连续逼近的电阻，和比较器。连续逼近电阻（SAR）通过8次迭代去大约逼近输入电压，只要输出是几位，就需要几次迭代。SAR通过8组开关组和比较器完成获取输入电压对应参考电压的数字信号。ADC0809可以和单片机直接接口。引脚图如图3-2所示。图3-2 ADC0809引脚结构ADC0809各脚功能如下：D7-D0：8位数字量输出引脚。IN0-IN7：8位模拟量输入引脚。VCC：+5V工作电压。GND：接地。REF（+）：参考电压正端。REF（-）：参考电压负端。START：A/D转换启动信号输入端。ALE：地址锁存允许信号输入端。（以上两种信号用于启动A/D转换）EOC：转换结束信号输出引脚，开始转换时为低电平，当转换结束时为高电平。OE：输出允许控制端，用以打开三态数据输出锁存器。CLK：时钟信号输入端（一般为500KHz）。A、B、C：地址输入线。ADC0809对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是05V，若信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。CLK为时钟输入信号线。因ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号必须由外界提供，通常使用频率为500KHZ，VREF（），VREF（）为参考电压输入。3.1.3测距模块的选型汽车与障碍物间的距离检测需要使用测距传感器。在防误踩油门控制系统中，车用测距传感器的性能及精度会在很大程度上影响整个系统的性能，因此需要对车用测距的测量方法进行研究。（1）激光测距传感器激光传感器利用激光的方向性强和传光性好的特点，它工作时先由激光传感器对准障碍物发射激光脉冲，经障碍物反射后向各个方向散射，部分散射光返回到接受传感器，能接受其微弱的光信号，从而记录并处理光脉冲发射到返回所经历的时间即可测定距离，即用往返时间的一半乘以光速就能得到距离。其优点是测量的距离远、速度快、测量精确度高、量程范围大，缺点是对人体存在安全问题，而且制作的难度大成本也比较高。（2）红外线测距传感器红外线测距传感器利用的就是红外线信号在遇到障碍物其距离的不同则其反射的强度也不同，根据这个特点从而对障碍物的距离的远近进行测量的。其优点是成本低廉，使用安全，制作简单，缺点就是测量精度低，方向性也差，测量距离近。（3）超声波传感器超声波是一种超出人类听觉极限的声波其振动频率是高于20 kHz的机械波。超声波测距原理是超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即：s=340t/2。超声波具有振动频率高、波长短、绕射现象小而且方向性好还能够为反射线定向传播等优点，在中、长距离测量时，超声波传感器的精度和方向性都要大大优于红外线传感器7。根据对以上三种传感器性能的比较，虽然能明显看出来激光传感器是比较理想的选择，但是它的价格却比较高，而且安全度不够高。从安全性，成本、方向性等方面综合考虑，超声波传感器更适合设计要求。基于本次设计的需求我们选择了SP-40-38F超声波测距模块,其测量范围在0.105.00m，测量精度1cm，可以满足系统要求。SP-40-38F超声波模块距离检测方便，测试距离精确，功耗也低，稳定性好。此模块价格便宜，只占用单片机的2 个IO 口，测试简单方便。其与单片机的连接方式是：2 脚接P3.1 口，3 脚接P1.0 口，1 脚接地，4 脚接5V电压。3.1.4系统单片机的选型单片机更是是系统控制的核心，所以对单片机的选择非常重要，一个合适的单片机可以最大化的简化系统操作。一般的情况下来讲，选择单片机时要需要考虑的几个方面有8：（1）单片机最基本性能参数指标。例如：执行一条指令的速度、程序存储器的容量，I/O口的引脚数量等。（2）单片机的存储介质。例如：对于程序存储器来说，最好选用的是Flash的存储器。（3）单片机对工作的温度范围的要求。例如：在进行设计户外的产品时，就必须要选用工业级的芯片，以达到温度范围的要求。（4）单片机的功耗。例如，如果信号线取电只能提供几毫安的电流，所以为了能满足低功耗的要求这个时候选用STC的单片机是最合适的。（5）单片机在市面上的销售渠道是否畅通、其价格是否便宜。（6）单片机的保密性是否很好，单片机的抗干扰的性能如何等。（7）单片机的封装形式。封装的形式多种多样，例如：双列直插封装、PLCC封装及表面贴附等。根据本系统设计的实际要求，选择AT89S51单片机做为本设计的单片机使用，它是由ATMEL公司生产的高性能、低功耗的CMOS 8位单片机9。AT89S51单片机具有以下几个性能特点：4 k字节的闪存片内程序存储器，128字节的数据存储器，32个外部输入和输出口，2个全双工串行通信口，看门狗电路，5个中断源，2个16位可编程定时计数器，片内震荡和时钟电路且全静态工作并由低功耗的闲置和掉电模式。单片机的引脚功能图如图3-3所示。图3-3 AT89S51单片机的引脚功能图单片机引脚功能：（1）电源引脚Vcc（40脚）：正电源的引脚，工作电压是5 V；GND（20脚）：接地端。（2）时钟电路引脚XTAL1和XTAL2为了产生时钟信号，在AT89S51单片机的芯片内部已经设置了一个反相放大器，其中XTAL1端口就是片内反相放大器的输入端，XTAL2端则是片内振荡器反相放大器的输出端 。单片机使用的工作方式是自激振荡的方式，XTAL1和XTAL2外接的是12 MHz的石英晶振，使内部振荡器按照石英晶振的频率频率进行振荡，从而就可以产生时钟信号。（3）复位RST（9脚）当振荡器运行时，只要有有两个机器周期即24个振荡周期以上的高电平在这个引脚出现时，那么就将会使单片机复位，复位后的P0口至P3口均置于高电平，这时程序计数器和特殊功能寄存器将全部清零。（4）输入输出口（I/O口）引脚P0口是一个三态的双向口，既可以作为数据和地址的分时复用口，又可以作为通用输入输出口。P0口在有外部扩展存储器时将会被作为地址/数据总线此时P0口就是一个真正的双向口；而在没有外部扩展存储器时，P0口也可以作为通用的I/O接口使用，但此时只是一个准双向口；另外，P0口的输出级具有驱动8个LSTTL负载的能力即输出电流不小于800 uA。P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，而P1口只有通用I/O接口一种功能，而且P1口能驱动4个LSTTL负载；在使用时通常不需要外接上拉电阻就能够直接驱动发光二极管；在端口置1时，其内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入端口用。对于输出功能，在单片机工作的时候，可以通过用程序指令控制单片机引脚输出高电平或低电平。P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，而且P2口具有驱动4个LSTTL负载的能力9。P2端口置1时，内部上拉电阻将端口的电位拉到高电平，作为输入口使用；在对内部的Flash程序存储器编程时，P2口接收高8位地址和控制信息，而在访问外部程序和16位外部数据存储器时，P2口就送出高8位地址。P3口也是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P3口能驱动4个LSTTL负载，这8个引脚还用于专门的第二功能9。P3口作为通用I/O口接口时，第二功能输出线为高电平。P3口置1时，内部上拉电阻将端口电位拉到高电平，作输入口使用；在对内部Flash程序存储器编程时，此端接控制信息。单片机最小系统是其他拓展系统的最基本的基础，单片机最小系统是指一个真正可用的单片机最小配置系统即单片机能工作的系统。对于AT89S51单片机，由于片内已经自带有了程序存储器，所以只要单片机外接时钟电路（接18、19号脚）和复位电路（接9号脚）就可以组成了单片机的最小系统了。单片机的最小系统如图3-4所示。图3-4 单片机最小系统原理图3.2系统控制电路3.2.1系统信号输入电路图根据以上选择的元器件，给出系统传感器的信号输入电路图，如图3-5所示。图 3-5 系统信号输入电路图3.2.2报警系统电路图报警模块通过单片机给定不同的信号利用扬声器发出两种报警音。报警系统电路图如图3-6所示。图3-6 报警系统电路图如图所示，该电路的M3720是双音效报警集成芯片，芯片内存储两种警示音效，可直接驱动扬声器放音。该报警电路的功能是：当超声波探测到的距离小于所设定的安全车距S0时，系统发出“注意车距”提醒声音；当系统判定驾驶员误踩加速踏板时发出“误踩油门”的警示音。单片机AT89S51判定达到报警条件后其P0.1或者P0.2口将发送一个低电平信号使报警系统发出不同警示音。M3720芯片各引脚功能是：1脚和2脚分别为芯片外接振荡电阻器；3脚4脚单片机为触发控制端，低电平触发有效；5脚VDD；8脚VSS分别为电源输入端与负极端。8脚电压为33.5V；扬声器驱动线路由7脚、8脚引出。3.2.3系统液压制动原理图图3-7是汽车制动系统原理图10。驾驶员踩下制动踏板，通过真空助力泵的助力，制动主缸推动刹车油流向四个制动分泵，从而实现制动。因此，考虑在制动油路的A点加装如图3-8所示的防误踩加速踏板制动系统，该系统有液压泵、液压泵电机、储压器、电控液压阀和相关制动液管路、电路等组成11。该系统的工作原理是：当系统判定驾驶员误踩加速踏板时，电控液压阀将在单片机控制下打开，阀门左侧的高压制动液迅速流进制动油路，实现快速制动。当驾驶员按下复位开关后，电控液压阀关闭。该系统的油压由储压器保持，当储压器压力不足时可通过单片机驱动液压泵电机增加压力，因此保证了系统永远有足够的制动压力。A图3-7 汽车制动系统原理图图3-8 防误踩制动系统示意图防误踩制动系统的电控液压阀控制电路如图3-9。当光电耦合器的1号线接收到单片机的P0.3发送来的电信号后，该信号经过光电耦合器的过滤经2号接线端输出到三极管基极，然后由集电极流向继电器，此时继电器导通使电控液压阀打开。电控液压阀打开后，系统就实现了自动刹车。图3-9 电控液压阀控制电路3.2.4加速踏板信号屏蔽电路图要想实现误踩时屏蔽油门踏板的加速信号，首先我们要明白电子节气门的工作原理（电子节气门是今后汽车发展的普遍趋势，本文对拉线式节气门不做讨论）。电子油门12的工作原理图如图3-10所示，驾驶员操纵加速踏板时，加速踏板位置传感器记录下加速踏板的位置，并将此信息传递给ECU，ECU根据此信息、废气排放、燃油消耗以及安全等因素，确定转矩及相应的节气门位置，一方面通过控制节气门体上的执行电机来控制节气门转动的相应角度，另一方面控制点火和喷射，使得发动机的实际转矩达到目标转矩。图3-10 电子油门的工作原理图3-11 加速踏板位置传感器电路图由图3-11可知可以通过控制加速踏板位置传感器的输出信号，在驾驶员误踩油门时，使ECU得不到加速信号，只得到有一个怠速信号，从而防止误踩事故的发生，下面介绍加速踏板位置传感器的工作原理。电位计型加速踏板位置传感器以分压电路为原理工作，ECU供给传感器5V电压。电子油门踏板通过转轴与传感器内部的滑动变阻器电刷连接，加速踏板位置传感器的位置改变时，电刷与接地端的电压发生改变，ECU将该电压转变成加速踏板的位置信号。加速踏板位置传感器同时输出两组信号给ECU，保证输出信号的可靠性。 加速踏板住置传感器元件内部具有两个相同线性的电位计，它的电路连接如图3-11所示，接线端子如下：1、2脚接+5V电源；3、5脚接地；4脚为信号线1、6脚为信号线2。根据电子油门的加速原理，可以通过图3-12所示电路进行加速信号屏蔽控制。当光电耦合器的1号线接收到单片机的P0.4发送来的电信号后，该信号经过光电耦合器的过滤后由2号接线端输出到三极管基极，然后由集电极流向继电器，此时继电器导通，继电器开关将导通到加速信号屏蔽电路，此屏蔽信号与原车的怠速信号一样。而错误的加速信号传递电路将被切断。由于加速踏板传感器有两路信号以保证信号的可靠，故需要同时切断两路信号，其控制原理是一样的这里不再重复叙述。图3-12 加速踏板信号屏蔽电路4系统控制流程车辆行驶过程系统不间断通过超声波测距模块，角度传感器测得车距S、加速踏板转过角度，然后由单片机计算出加速踏板角速度。得到这三个数据后系统单片机将根据图4-1所示的控制流程进行分析判断，然后通过报警电路、辅助刹车电路、加速信号屏蔽电路对各种情况做出控制。图4-1 系统控制流程图汽车防误踩加速踏板控制系统是分两种情况对驾驶员的误踩进行控制的。第一种情况是危急情况下驾驶员需要紧急制动，却误踩油门，此时加速踏板转动的角速度很大，系统将判断为误踩；第二种情况是车距较小，驾驶员缓慢加油时却加油过度，此时车距较小车速较快，系统也将判断其为误踩，这时踩加速踏板的角速度较小。以下是这两种情况的防误踩控制流程。 驾驶员踩加速踏板的角速度比较大车辆启动后系统通过传感器不间断得到车辆瞬时车距S、加速踏板转过角度、加速踏板角速度后，