张天宇，周志峰，顾苏菁，郑竹安，提艳，熊新

（盐城工学院，江苏 盐城 224001）

油门踏板安全辅助系统研究

张天宇，周志峰，顾苏菁，郑竹安，提艳，熊新

（盐城工学院，江苏 盐城 224001）

分析初学驾驶员行为意识(结合医学知识，对人的神经系统反馈使大脑做出相应意识进行研究，初步判定影响误操作的诱导因素)，应用逻辑门限值控制算法识别油门踏板误操作，正确判断后启动集成模糊-PID(比例-积分-微分)控制算法的防抱死制动系统(Anti-locked braking system, ABS)的安全辅助系统，保证了车辆的主动安全性。

医学；误操作；PID；安全

前言

当驾驶员突然发现前面有障碍物或偶遇紧急情况时，通过分析人和环境的闭环反馈系统并应用人体工程学原理可知，他们会下意识地猛踩制动踏板，但驾驶员尤其一些初学者会误踩油门踏板而酿成悲剧。如果安装安全辅助系统，则可以避免重大伤亡事故。

目前关于这方面的研究较少，国外 NISSAN（日产）公司研发的距离控制系统(Distance Control Assist System，DCA)能够控制汽车之间的合理距离，但不能有效的判定误操作行为；国内周春华、股继友提出的基于模糊控制的油门踏板系统，能够同时控制减油和制动，但参数集合难以获得。

结合人在紧张时，神经系统反馈，并影响到体内内分泌系统，进一步影响机体情绪而导致错误判断，通过干预这种诱因，将会降低误操作。

1 研究目标和内容

研究目标：

对驾驶员制动时误踩油门踏板的行为进行分析，根据分析结果研究相应的控制系统，尽可能的避免该类事故发生，提高汽车行驶的安全性。

研究内容：

应用医学知识分析驾驶员行为意识，对人的神经系统进行分析研究，通过医学统计学把主要的影响因素进行分类并进行分析，初步判定影响误操作的诱导因素。通过医疗方法(如心理调节等)可以减少一部分诱导因素，尽量减少一部分事故的发生。

利用AMESim软件建立油门踏板模型和15自由度整车动力学模型，分析驾驶员尤其初学者的行为意识，应用逻辑门限值控制算法识别油门踏板误操作，正确判断后启动集成了模糊-PID控制算法的ABS的安全辅助系统，实现车辆的主动安全。利用Matlab/Simulink和AMESim软件建立联合仿真平台，对控制算法进行验证。该控制系统应具有很好的实时性，能够满足实际的应用要求,并且能提高汽车行驶的安全性能。

2 拟解决的关键问题

1）通过医学统计学对驾驶员的行为意识进行分类总结，研究影响误操作的诱导因素；

2）油门踏板安全辅助系统要能准确识别油门踏板的误操作，并能与ABS系统对制动力进行很好的协调控制；

3）控制系统要能满足实时性的要求，快速识别误操作并采取相应的措施。

3 研究措施

研究方法：

1）应用医学统计学对驾驶员行为意识进行分析

2）利用AMESim软件建立油门踏板模型和15自由度整车动力学模型，并结合Matlab/Simulink进行联合仿真

实验手段：

以丰田普锐斯的ABS制动执行器为核心搭建试验台架，结合 dSPACE平台进行硬件在环仿真分析，开发基于MPC5604P的控制器，以丰田雅力士为平台进行实车验证。

关键技术：

1）总结出驾驶员误踩油门的诱导因素

2）准确快速识别驾驶员误操作的识别算法

3）基于模糊PID的ABS控制策略

4 总结

应用医学知识分析驾驶员行为意识，对人的神经系统进行分析研究，通过医学统计学把主要的因素进行分类并进行分析，初步判定影响误操作的诱导因素。通过医疗方法(如心理调节等)可以减少一部分诱导因素，尽量减少一部分事故的发生。

将逻辑门限值控制算法应用于油门踏板安全辅助系统中，并集成了模糊-PID控制算法的 ABS于其中，利用AMESim和Matlab/Simulink联合仿真技术构建了油门踏板辅助系统的虚拟仿真平台，在此基础上进行了典型工况的联合仿真验证。最后安装在实车上进行性能测试。

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Research of accelerator pedal safety assistant system

Zhang Tianyu, Zhou Zhifeng, Gu Sujing, Zheng Zhu'an, Ti Yan, Xiong Xin
( Yancheng Institute of Technology, Jiangsu Yancheng 224001）

Analysis of novice drivers behavior consciousness (a combination of medical knowledge, to the person's nervous system feedback allows the brain to make corresponding study consciousness, preliminary determine the induced factors influencing the wrong operation), application logic threshold control algorithm to identify the accelerator pedal mistakenly operation, correct judgment after the integration of fuzzy - PID (proportional integral differential) control algorithm of anti-lock brake system (Anti - locked style system, ABS) safety assistant system, ensure the vehicle active safety.

medical; misuse; PID; safety

CLC NO.: U461.9 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)12-93-02

U461.9 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2017)12-93-02

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.12.030

通讯作者：郑竹安(1984-)，男，江苏盐城人，盐城工学院汽车工程学院讲师，博士，主要从事新能源汽车技术研究。

国基自然科学基金资助项目（51405419），2016年大学生创新创业训练计划项目(YG2016156)。