汽車(chē)防誤踩加速踏板強(qiáng)制制動(dòng)裝置

徐昭，王立明，鄧麗麗

引言

隨著我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，汽車(chē)正在快速進(jìn)入普通家庭，越來(lái)越多人正在走向汽車(chē)駕駛的行列。在行車(chē)過(guò)程中，特別是初學(xué)駕車(chē)者，遇到緊急情況時(shí)錯(cuò)把加速踏板當(dāng)作制動(dòng)踏板而引發(fā)的交通事故時(shí)有發(fā)生，而目前汽車(chē)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，無(wú)法防止此類誤操作所帶來(lái)的不良后果。

為此，研究設(shè)計(jì)一種安全可靠、工作穩(wěn)定、在誤踩加速踏板時(shí)能實(shí)施強(qiáng)制制動(dòng)的裝置，對(duì)有效化解緊急情況時(shí)駕駛員誤踩加速踏板所帶來(lái)的危害、防止交通事故的發(fā)生、保護(hù)人民生命和財(cái)產(chǎn)安全具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

在國(guó)內(nèi)，華東交通大學(xué)李駿研究的“汽車(chē)防誤踩油門(mén)緊急制動(dòng)裝置”（2004年），主要由加速踏板拉桿、單向離合器等組成。加速踏板拉桿與加速踏板轉(zhuǎn)軸固連，加速踏板轉(zhuǎn)軸與另一轉(zhuǎn)軸間設(shè)有嚙合齒輪，另一轉(zhuǎn)軸通過(guò)單向離合器與連接塊相連，連接塊上設(shè)有制動(dòng)拉桿，制動(dòng)拉桿與制動(dòng)拉索相連。當(dāng)出現(xiàn)緊急情況駕駛員誤踩加速踏板時(shí)，踏板拉桿帶動(dòng)加速踏板轉(zhuǎn)軸、嚙合齒輪使另一轉(zhuǎn)軸快速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)軸上的單向離合器就使連接塊與轉(zhuǎn)軸固連而帶動(dòng)制動(dòng)拉桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使汽車(chē)停車(chē)。正常情況下，駕駛員慢踩加速踏板，單向離合器不工作。[1]但“當(dāng)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)軸上的單向離合器就使連接塊與轉(zhuǎn)軸固連”，在實(shí)際應(yīng)用中較難實(shí)現(xiàn)。

鄭州輕型汽車(chē)制造廠賈佳鵬研究的“防誤踩油門(mén)裝置的設(shè)計(jì)構(gòu)想”（2006年），核心元件是加裝加速踏板承接力度傳感器。在加速踏板的力度（或速度、或加速度）達(dá)到設(shè)定值后，觸發(fā)傳感器產(chǎn)生動(dòng)作信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。[2]該裝置如何將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)椴忍ぬぐ暹\(yùn)動(dòng)，仍是個(gè)需要研究的問(wèn)題。而且可以想象，在需要緊急制動(dòng)時(shí)，用直流串激電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)制動(dòng)踏板，可能比較慢，很難達(dá)不到迅速制動(dòng)、避免危險(xiǎn)的目的。

國(guó)外有關(guān)防誤踩加速踏板裝置的研究開(kāi)展較早，實(shí)現(xiàn)的方式與國(guó)內(nèi)的相近，但技術(shù)也都不太成熟，因此均沒(méi)有得到推廣應(yīng)用。

3、本裝置研發(fā)情況

3.1 設(shè)計(jì)的目的

為了防止現(xiàn)有汽車(chē)在緊急制動(dòng)時(shí)駕駛員誤踩加速踏板可能引發(fā)的交通事故，本裝置在正常踩踏加速踏板（即慢踩加速踏板）時(shí)不起強(qiáng)制制動(dòng)作用，汽車(chē)正常行駛；而在快速踩踏加速踏板（即遇緊急情況駕駛員誤將加速踏板當(dāng)作制動(dòng)踏板踩踏）時(shí)則可使汽車(chē)強(qiáng)制制動(dòng)并停車(chē)。在放松加速踏板后，該裝置能夠自動(dòng)解除制動(dòng)，使汽車(chē)迅速恢復(fù)到制動(dòng)前的狀態(tài)。

3.2 本裝置的結(jié)構(gòu)與工作原理

如圖1所示，本裝置主要由加速踏板1、加速踏板油缸2、浮動(dòng)閥3、儲(chǔ)液室4、重閥5、單向閥彈簧6、單向閥7、重閥彈簧8、制動(dòng)踏板油缸9、制動(dòng)踏板10、制動(dòng)踏板油缸11、杠桿、加速踏板油缸杠桿12等組成。

圖中，加速踏板1的下方和制動(dòng)踏板10的上方分別通過(guò)加速踏板油缸杠桿12和制動(dòng)踏板油缸杠桿11鉸接一加速踏板油缸2和制動(dòng)踏板油缸9，加速踏板油缸2一路通過(guò)浮動(dòng)閥3與儲(chǔ)液室4相通，另一路通過(guò)重閥5和單向閥7總成與制動(dòng)踏板油缸9相通。浮動(dòng)閥3左側(cè)壓力低時(shí)處于浮動(dòng)狀態(tài)，即開(kāi)啟狀態(tài)，使油液與儲(chǔ)液室4相通，壓力高時(shí)浮動(dòng)閥3則處于關(guān)閉狀態(tài)。重閥5上端設(shè)有使其落座關(guān)閉的重閥彈簧8，重閥5內(nèi)部設(shè)有單向閥7及單向閥彈簧6，重閥5上端內(nèi)側(cè)為單向閥7的閥座。重閥5下端壓力低時(shí)將在重閥彈簧8和重閥自重的作用下處于關(guān)閉狀態(tài)，壓力高時(shí)則打開(kāi)使油液進(jìn)入制動(dòng)踏板油缸9。單向閥7在單向閥彈簧6的作用下通常處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)制動(dòng)踏板油缸9的壓力高時(shí)則打開(kāi)使油液流回加速踏板油缸2。

正常行駛時(shí)，踩踏加速踏板較慢。當(dāng)慢踩加速踏板1時(shí)，由于加速踏板油缸2的液壓力上升慢，浮動(dòng)閥3不能關(guān)嚴(yán)，油液便進(jìn)入儲(chǔ)液室4，而重閥5在其重力和重閥彈簧8的作用下關(guān)閉，油液不能進(jìn)入制動(dòng)踏板油缸 9，因此制動(dòng)踏板不動(dòng)作，即慢踩加速踏板時(shí)，此裝置不起作用，汽車(chē)正常行駛。

當(dāng)遇緊急情況，駕駛員快速誤踩加速踏板1時(shí)，加速踏板油缸2的液壓力迅速上升，浮動(dòng)閥3在液壓力作用下關(guān)閉，同時(shí)單向閥7在液壓力和單向閥彈簧6彈簧力的作用下關(guān)閉，重閥5便在液壓力的作用下克服重閥彈簧8而打開(kāi)，油液便進(jìn)入制動(dòng)踏板油缸9推動(dòng)制動(dòng)踏板10實(shí)施強(qiáng)制制動(dòng)，使汽車(chē)減速停車(chē)，達(dá)到防誤踩加速踏板強(qiáng)制制動(dòng)的目的。

當(dāng)危險(xiǎn)解除，放松加速踏板1時(shí)，加速踏板將在其回位彈簧屬汽車(chē)固有部件，圖中未畫(huà)出的作用下回位。重閥5在制動(dòng)踏板油缸9的液壓力和重閥自重的作用下落座關(guān)閉，與此同時(shí)，單向閥7在液壓力的作用下打開(kāi)，使制動(dòng)踏板油缸9中的壓力降低，解除制動(dòng)，恢復(fù)常態(tài)。

3.3 關(guān)鍵技術(shù)

⑴在加速踏板的下方和制動(dòng)踏板的上方分別設(shè)置加速踏板油缸和制動(dòng)踏板油缸，加速踏板油缸一路通過(guò)浮動(dòng)閥與儲(chǔ)液室相通，另一路通過(guò)重閥和單向閥總成與制動(dòng)踏板油缸相通。其核心技術(shù)是：慢踩加速踏板時(shí)浮動(dòng)閥處于浮動(dòng)狀態(tài)，即開(kāi)啟狀態(tài)，快踩加速踏板時(shí)浮動(dòng)閥處于關(guān)閉狀態(tài)。

⑵重閥上端設(shè)有使其落座關(guān)閉的重閥彈簧，重閥內(nèi)部設(shè)有單向閥及單向閥彈簧，重閥上端內(nèi)側(cè)為單向閥的閥座。

⑶加速踏板油缸和制動(dòng)踏板油缸分別通過(guò)杠桿與加速踏板和制動(dòng)踏板鉸接，制動(dòng)踏板油缸直徑小于加速踏板油缸直徑。

4、本裝置評(píng)述

4.1 設(shè)計(jì)的科學(xué)性先進(jìn)性

目前，國(guó)內(nèi)外汽車(chē)均沒(méi)有設(shè)置防誤踩加速踏板強(qiáng)制制動(dòng)裝置。就目前的相關(guān)研究來(lái)看，大多存在誤踩加速踏板時(shí)裝置反應(yīng)不靈敏、強(qiáng)制制動(dòng)后不能迅速解除制動(dòng)、工作不可靠等弊端；且結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，不適合中、低檔轎車(chē)及貨車(chē)裝用。

與現(xiàn)有的研究相比，本裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便、工作可靠、能從根本上消除誤踩加速踏板引發(fā)的不良后果，且成本低廉，便于所有汽車(chē)裝用。

4.2 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

該裝置具有以下特點(diǎn)：

⑴該裝置在正常慢踩踏加速踏板時(shí)不起強(qiáng)制制動(dòng)作用；而在誤將加速踏板當(dāng)作制動(dòng)踏板快踩時(shí)則可使汽車(chē)強(qiáng)制制動(dòng)并停車(chē)。在放松加速踏板后，該裝置能夠自動(dòng)解除制動(dòng)。

⑵以液壓的方式設(shè)計(jì)防誤踩加速踏板強(qiáng)制裝置，方法新穎。

⑶采用液壓元件判斷和區(qū)分快踩和慢踩加速踏板，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠。

⑷強(qiáng)制制動(dòng)放松加速踏板后，采用組合閥實(shí)現(xiàn)自動(dòng)解除制動(dòng)，結(jié)構(gòu)獨(dú)特。

⑸該裝置安全可靠、工作穩(wěn)定、成本低廉、裝用方便，對(duì)有效化解緊急情況時(shí)駕駛員誤踩加速踏板所帶來(lái)的危害、防止交通事故的發(fā)生、保護(hù)人民生命和財(cái)產(chǎn)安全具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

4.3 符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)情況

本裝置符合 GB7258-2012《機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行安全技術(shù)條件》的制動(dòng)系“7.1 基本要求”、“7.2 行車(chē)制動(dòng)”以及“7.3應(yīng)急制動(dòng)”的相關(guān)規(guī)定。同時(shí)，由于本裝置在正常踩踏加速踏板時(shí)不起作用，因此符合“7.13 路試檢驗(yàn)制動(dòng)性能”的相關(guān)要求，并符合《中華人民共和國(guó)道路交通安全法》的相關(guān)規(guī)定。

5、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益與推廣應(yīng)用前景

5.1 經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益

目前，我國(guó)汽車(chē)保有量過(guò)億，如果所有汽車(chē)加裝該裝置，則具有極為可觀的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的發(fā)展前景。若汽車(chē)加裝一套本裝置增價(jià)為800元，每套利潤(rùn)為300元，如果1/10的在用汽車(chē)裝用本裝置，則本項(xiàng)目產(chǎn)值為 80億元，利潤(rùn)為30億元。

安全是最大的節(jié)約。該裝置的推廣應(yīng)用，預(yù)計(jì)能減少1%-1.5%左右的交通事故，能有效保護(hù)人民生命與財(cái)產(chǎn)安全。同時(shí)由于可在一定程度上減少交通事故，因而可減少交通堵塞概率，減輕交警、保險(xiǎn)等系統(tǒng)的人力投入，因此，社會(huì)效益明顯。

5.2 推廣應(yīng)用前景

隨著我國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)保有量的日益增長(zhǎng)，交通運(yùn)輸安全也愈來(lái)愈成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，人們對(duì)交通運(yùn)輸安全廣泛重視為本裝置的推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)；我國(guó)數(shù)以億計(jì)的汽車(chē)為本系統(tǒng)的推廣應(yīng)用提供了契機(jī)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、改裝容易、適用于所有車(chē)型，為本裝置的推廣應(yīng)用創(chuàng)造了條件。

[1] 李駿.汽車(chē)防誤踩油門(mén)緊急制動(dòng)裝置.http://www.patent-cn.com/B60R/CN2625214.shtml,2004,12.

[2] 賈佳鵬.防誤踩油門(mén)裝置的設(shè)計(jì)構(gòu)想[J].汽車(chē)電氣,2006,08:25-27.