本申请是申请号为2016100070573、申请日为2016年1月5日、名称为“一种油门控制系统”的分案申请。
本发明涉及一种测量控制领域，具体涉及一种汽车急刹车时防止司机误踩油门的油门控制设备。
背景技术
随着世界经济与科学技术的发展，在汽车日益普及的同时，交通事故也频繁发生。因为汽车驾驶员的误操作而酿成重大事故者不在少数，这就需要依靠相应技术水平的提高来加以避免。其中，汽车在行驶过程，当前方突然出现特殊情况，如：人员突然横穿道路、前方车辆急刹车等，因为司机的心里紧张或反应不及，本应进行紧急刹车，却误踩了油门，因此往往造成车辆撞人或车辆追尾等车毁人亡的重大事故。
尽管世界上至今围绕汽车工业而发展起来的科技已经相当发达，而且，人们在不断地追寻企图实现汽车完全能够自动驾驶的技术装置和方法，但是，到目前为止，仍然没有技术先进和工艺成熟的自动驾驶汽车，现有车辆仍需依靠人工驾驶，尤其是汽车遇到紧急状态，需要紧急刹车时，完全需要依靠驾驶员的临场表现，才能保证驾驶的安全，因此，汽车具备急刹车防误踩自动控制技术是完全必要的。
现有的防止误踩油门的装置往往是从油门踏板处着手，但是，从油门踏板处添加测速装置往往效果不是很理想，会对油门控制带来干扰，而且由于油门及其连杆等是活动部件，传感器没有合适的位置安装，也容易对传感器带来损伤。
现有技术中，有人提出了通过输油管路两侧的压差来监视对油门的误踩。但是，这种方式是在气缸中的油量已经加大之后，才进行的反馈，具有明显滞后性。
技术实现要素：
因此，针对上述问题，本申请的发明人提出了一种防误操作油门控制方法，所述油门控制方法包括：
利用节气门位置传感器测量节气门的开放位置；
接收节气门的开放位置信号，并且基于该信号对所述制动单元进行控制；
利用油门误踩判断模块基于其开放位置的变化速率判断油门是否被误踩，并且，如果判断油门被误踩，则发出误踩信号给制动单元，所述油门误踩判断模块绘制节气门尺寸的变化速率曲线，该曲线以时间为横轴，以节气门开口占总开口的百分比为纵轴，并且以0.01-0.2s为周期，计算变化速率曲线在这段时间内的覆盖面积增量，并且计算该增量相对于上一个周期的覆盖面积与预定基础值的和的比值，当该比值达到阈值后，则判断为油门误踩，
利用制动单元接收误踩信号，并在接收到误踩信号后，控制输油阀门闭合以切断燃油供给；并且驱动刹车控制器件，控制刹车装置进行刹车，
所述方法还包括，在驾驶员车座的靠背处安装背部压力传感器，用于测量驾驶员背部抵靠车座的压力，当背部压力超过阈值并且油门踩踏曲线也满足相应阈值要求时，发出误踩指令。
另一方面，本发明提供一种防误操作油门控制设备，其特征在于，所述油门控制设备包括：节气门位置传感器、控制单元、制动单元，
所述节气门位置传感器安装在车辆节气门上，用于测量节气门的开放位置；
所述控制单元与所述节气门位置传感器相连，用于接收节气门的开放位置信号，并且基于该信号对所述制动单元进行控制；
所述制动单元在所述控制单元的控制下，发出制动信号。
进一步地，所述控制单元包括油门误踩判断模块，所述油门误踩判断模块基于开放位置的变化速率判断油门是否被误踩，并且，如果判断油门被误踩，则发出误踩信号给所述制动单元。
进一步地，所述制动单元与车辆的燃油控制阀相连接，所述制动单元在接收到误踩信号后，控制所述燃油控制阀闭合以切断燃油供给；并且/或者
所述制动单元与车辆的刹车控制器件相连，所述制动单元在接收到误踩信号后，驱动所述刹车控制器件，进而控制刹车装置进行刹车。
进一步地，所述油门控制系统还包括压差传感器，所述压差传感器包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器安装在所述燃油控制阀的上游侧，所述第二压力传感器安装在所述燃油控制阀的下游侧。
进一步地，所述油门控制系统还包括节气门行程获取模块，所述节气门行程获取模块从所述节气门位置传感器接收节气门的位置信号，并获取节气门的最大开口位置值，并且基于该位置信号确定节气门的当前开口与最大开口的比率。
进一步地，所述油门控制系统还包括指纹采集模块、指纹存储模块，所述指纹采集模块安装于方向盘的内侧，用于采集驾驶人员的指纹信息，并且将所采集的指纹信息存储在指纹存储模块，所述控制单元将当前驾驶人员的指纹信息与其驾驶期间所述节气门位置传感器的运动特性相关联。
进一步地，所述油门控制设备还包括指纹匹配模块，每当车辆启动时，所述控制单元驱动所述指纹采集模块读取驾驶人员的指纹信息，并且所述指纹匹配模块将所读取的驾驶人员的指纹信息与所述指纹存储模块中存储的指纹信息进行匹配，并读取出当前驾驶人员的驾驶历史数据，所述控制单元基于该驾驶历史数据为驾驶人员设置油门误踩阈值。
本发明的控制系统基于节气门的信号作为触发条件，控制输油管的阀门，通常情况下，节气门都是自身带有位置传感器的，因此本发明的系统可以利用现有的传感器，不需要额外增加传感器。
此外，本发明的控制系统根据不同驾驶人员的技术娴熟程度针对性地为不同驾驶员设置不同的误踩阈值，为新的驾驶人员设定较低的误踩判断阈值，进而更好地保证其安全，为误踩情况较少的熟练驾驶人员提供较高的误踩判断阈值，减少误判。
附图说明
图1给出了本发明的油门控制设备的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本实施例中的油门控制设备包括：控制单元100、节气门位置传感器110、刹车传感器111、制动单元120。
控制单元100包括节气门开口判断模块101、输油控制模块102、油门误踩判断模块103、学习模块104、报警模块105。
制动单元120包括输油阀门121、刹车驱动模块122、刹车恢复模块123。
控制单元100与节气门位置传感器110彼此通信，前者从后者接收节气门位置信号。节气门开口判断模块101基于节气门位置传感器110所传输过来的位置信号判断节气门开口的大小，节气门开口的大小可以用当前开口占节气门总开口尺寸的百分比来表示，也可以用节气门的开口截面积来表示。节气门用来控制空气进入引擎的一道可控阀门，空气进入进气管后和汽油混合新成可燃气体。
节气门位置传感器110安装在车辆节气门上，用于测量节气门的位置。通常情况下，一般的车辆都包含有节气门位置传感器，在这种情况下，本发明的系统可以利用车辆固有的节气门位置传感器，而不需要额外增加位置传感器。
节气门开口判断模块101基于节气门位置传感器110所测得的节气门的位置，计算节气门当前的开口尺寸。
油门误踩判断模块103实时地采集节气门尺寸的信息，并且计算节气门尺寸的变化速率曲线，当节气门尺寸的变化速率超过预定阈值时，油门误踩判断模块103发出误踩信号。
在另一种实现方式中，不采用输油阀门121而采用输气阀门，即在节气门管路上额外增加一个阀门，用于控制空气的流入。一旦输气阀门关闭，则节气门失效。
在一种优选实现方式中，油门误踩判断模块103绘制节气门尺寸的变化速率曲线，该曲线以时间为横轴，以节气门开口占总开口的百分比为纵轴，并且以0.01-0.2s为周期，计算变化速率曲线在这段时间内的覆盖面积增量，并且计算该增量相对于上一个周期的覆盖面积与预定基础值的和的比值，当该比值达到阈值后，则判断为油门误踩。本发明采用了与常规不同的误踩判断方式，是基于增量/(基础量+上一周期覆盖量)，来判断阈值。这种方式可以减少误判。
输油控制模块102基于油门误踩判断模块所发出的信号向输油阀门发出控制信号，控制输油阀门121关闭。
输油阀门121安装在汽车的输油管路中，能够控制输油管路的通断。输油阀门121一旦接收到关闭信号，就切断输油管路。需要说明的是，输油阀门121是独立于油门的控制链路的一个单独的阀门，输油阀门一旦关闭，即便如何再踩油门，发动机的送油量都不会增加。
刹车传感器111与刹车踏板或刹车驱动器相连接，用于实时测量驾驶人员踩刹车的速度和距离。刹车传感器111也与控制单元100相连接，并且将刹车传感器所测得的刹车数据实时传送给控制单元100。
学习模块104接收刹车传感器111和节气门位置传感器110所采集的数据，并且学习模块104存储刹车传感器111和节气门位置传感器110所测得的数据。学习模块104主要用于分析和学习驾驶人员的驾驶习惯并判断驾驶人员是否经常出现误踩油门状况。比如，学习模块104记录并判断在一段时间内驾驶人员加大油门和踩刹车的时间间隔，如果驾驶人员经常出现加大油门之后，在小于1秒或小于0.5秒内就进行踩刹车操作的情况，则学习模块104判定该驾驶人员为危险人群，并且对于这样的人群，降低油门误踩判断模块103的判断阈值，使其等于或大于该驾驶人员在加大油门和踩刹车之间的平均时间间隔。
具体而言，本发明的油门控制设备在初始状态下，会给每台车辆相同的油门误踩判断阈值，该油门误踩阈值可以为节气门开口增大速率的阈值，这一阈值根据不同车型会存在一定差异，可以事先根据经验值判断。但是，实际上，每个驾驶人对车辆的驾驶水平和习惯可能是不一样的，因此，对于不同水平的驾驶人，判断阈值需要不断地调整。因此，针对这一问题，本发明的学习模块104还具有一特殊功能，其记录这样的情形：在节气门开口迅速增加之后预定时间内(例如，0.5s、0.3s、0.2s或1s)，刹车传感器111测得刹车信号。这说明驾驶人在猛踩了油门之后，立即又去踩刹车，进而说明驾驶人之前是误踩油门。即，学习模块将驾驶人以高于预定速率踩油门后踩刹车的行为认定为误踩油门。
制动单元120与车辆的燃油控制阀相连接，制动单元120在接收到误踩信号后，控制所述输油阀门闭合以切断燃油供给。优选地，制动单元120还与车辆的刹车控制器件相连，制动单元120的刹车驱动模块122在接收到误踩信号后，驱动刹车控制器件，进而控制刹车装置进行刹车。优选地，所述刹车恢复模块123采用刹车缓释模块。在所述制动单元进行制动后，所述刹车缓释模块能够以预定速率缓慢释放刹车。这样做的好处是，由于制动单元往往是在驾驶人误踩油门后进行的制动，所以制动较急，驾驶人来不及反应，而如果制动后制动单元不释放刹车，则可能会对后续车辆带来影响甚至产生追尾，而如果立即释放刹车，则驾驶人往往还来不及反应，因此，采用该缓释模块，可以保证行车安全的同时，给驾驶人以反应时间。
所述油门控制设备还包括压差传感器，所述压差传感器包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器安装在所述燃油控制阀的上游侧，所述第二压力传感器安装在所述燃油控制阀的下游侧。
所述油门控制设备还包括节气门行程获取模块，所述节气门行程获取模块从所述节气门位置传感器接收节气门的位置信号，并且基于该位置信号确定节气门的最大开口位置值。
经模拟实验验证，本发明的油门控制设备能有效地防止油门误踩所带来的车辆误加速。
在另一种优选实现方式中，所述油门控制设备还包括背部压力传感器，所述背部压力传感器安装在驾驶员车座的靠背出，用于测量驾驶员背部抵靠车座的压力。在该优选实现方式中，将背部压力和油门踩踏判断相结合，当背部压力超过阈值并且油门踩踏曲线也满足上面实施例的要求时，发出误踩指令，判断更加准确。这是因为，实际上，当驾驶员想要紧急刹车时，其往往会比较紧张，瞬间大力抵靠靠背，同时使劲踩踏刹车，将两种判断结合起来，判断更加有效。
虽然上面结合本发明的优选实施例对本发明的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本发明的示意性实现方式的解释，并非对本发明包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本发明范围的限制，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本发明保护范围之内。