一種力反饋雙動式汽車安全油門控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種力反饋雙動式汽車安全油門控制系統(tǒng)，屬于汽車配件設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]由于傳統(tǒng)的油門踏板都是一次快速下壓而實現(xiàn)汽車的快速加速功能，特別是在排量較大、加速性能較好的車輛上，處于急加速狀態(tài)的汽車其車速飆升速度過快，使得駕駛者對車速進行有效控制的反應(yīng)時間較短，不利于車輛的安全行駛。如果駕駛者對汽車性能不熟悉，或者駕駛技術(shù)不熟練，在遇到緊急情況的時候，駕駛者在慌亂狀態(tài)下有可能誤將油門當作剎車而快速踩踏，使得本應(yīng)剎車的操作反而變?yōu)榧奔铀?，這種誤操作往往釀成重大的交通事故。從近年來的各類新聞報道中可以發(fā)現(xiàn)，對汽車加速性能不熟悉而導(dǎo)致車速失控，以及誤將油門作為剎車進行緊急制動而引發(fā)的各種惡性交通事故屢見不鮮，每年由此引發(fā)的人身傷亡與財產(chǎn)損失極為慘重。因此，有必要開發(fā)一種操作安全可靠，油門控制狀態(tài)的信息反饋準確清晰，同時又無需對汽車駕駛者的駕駛習(xí)慣做較大更改的力反饋雙動式油門控制系統(tǒng)，這樣可以有效地減少因誤操作而引發(fā)的交通事故，保護人身與財產(chǎn)的損失。
[0003]通過油門控制系統(tǒng)的踏板控制單元實現(xiàn)對駕駛員油門踏板操作動作的辨識，并且根據(jù)不同的動作實現(xiàn)對油門的不同控制模式的切換，同時判斷駕駛員的錯誤操作動作，采取相應(yīng)的保護性控制策略，從而避免交通事故的發(fā)生。其優(yōu)點是:針對目前大部分電控發(fā)動機的車輛，采用帶電控單元的油門控制系統(tǒng)可以方便的實現(xiàn)油門控制單元與發(fā)動機電控單元的通訊，可以及時準確的將不同的供油控制策略通過發(fā)動機ECU加以執(zhí)行，只需要將現(xiàn)有的踏板更換為本系統(tǒng)，并為本系統(tǒng)提供電源接入，同時接入發(fā)動機ECU通訊線路即可。其優(yōu)點是:力反饋雙動式汽車安全油門控制系統(tǒng)在原汽車踏板上安裝電控單元、傳感器、電控阻尼器及駕駛室聲、光信號，全套系統(tǒng)體積較小，大部分零部件依靠電路信號線聯(lián)接，走線比較靈活，因此對汽車及發(fā)動機的改動較??；整套系統(tǒng)依靠電信號控制，機械部件少，因此系統(tǒng)反應(yīng)迅速可靠性高。
[0004]目前，機械式的油門踏板或者油門剎車聯(lián)動系統(tǒng)已經(jīng)有了很多研宄，這些研宄表明，對于早期的機械式節(jié)氣門(汽油車輛)或者高壓油泵供油柱塞齒條(柴油車輛)控制噴油量的車輛能夠起到相應(yīng)的控制作用，而對于當前普遍使用的電控燃油噴射系統(tǒng)的車輛則無法適用(裝有依靠電子油門踏板及ECU進行油量控制的發(fā)動機)，這些車輛安裝有電子踏板，通過踏板向發(fā)動機ECU發(fā)送相應(yīng)的供油量控制信號。因此，需要根據(jù)使用電控燃油噴射系統(tǒng)的車輛的具體情況，設(shè)計與之相配套的安全油門控制系統(tǒng)，而該系統(tǒng)必須與車輛搭載的發(fā)動機及汽車相關(guān)電控系統(tǒng)相互匹配與兼容。需要在一套能感知當前油門控制狀態(tài)，并且可有效避免誤操作的油門控制系統(tǒng)，實現(xiàn)駕駛者對發(fā)動機供油的有效控制，從而達到汽車安全的加速控制。因此，需要設(shè)計一套帶有力反饋的雙動式汽車安全油門控制系統(tǒng)，以利于在配備電控系統(tǒng)的汽車上實際使用?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0005]本實用新型要解決的技術(shù)問題是:本實用新型提供一種力反饋雙動式汽車安全油門控制系統(tǒng)，能使駕駛者清晰感知當前的油門控制狀態(tài)，準確掌握汽車加速模式，同時還能避免駕駛者混淆剎車與油門而出現(xiàn)誤操作，是一種操作方便可靠的帶有力反饋的雙動式汽車油門踏板控制系統(tǒng)。本實用新型可以方便快速通過對油門踏板的雙動操作實現(xiàn)緩加速與急加速的切換，通過對踏板阻尼力的控制，配合安裝在駕駛儀表板上的信號燈及蜂鳴器共同實現(xiàn)油門控制狀態(tài)的反饋，同時通過踏板力、油門位置與油門加速度的感知判斷誤操作信號，避免誤將油門當剎車的操作，通過上述功能可以減少對油門的各種誤操作，避免惡性交通事故，避免人員及財產(chǎn)的損失。
[0006]本實用新型技術(shù)方案是:一種力反饋雙動式汽車安全油門控制系統(tǒng)，主要由油門踏板1、油門踏板力傳感器2、油門踏板連桿3、油門加速度傳感器4、油門位置傳感器5、油門踏板控制單元6、儀表板信號燈7、駕駛室蜂鳴器8、油門踏板回位彈簧9、電磁阻尼器10組成；所述油門踏板I表面安裝有油門踏板力傳感器2，油門踏板I與車身連接處安裝有油門位置傳感器5及油門加速度傳感器4，油門踏板I通過油門踏板連桿3與油門加速度傳感器4連接，油門踏板連桿3與車身之間設(shè)有油門踏板回位彈簧9、電磁阻尼器10，油門踏板回位彈簧9位于電磁阻尼器10的下方；油門踏板力傳感器2、油門加速度傳感器4、油門位置傳感器5通過信號線聯(lián)接至油門踏板控制單元6，實現(xiàn)對駕駛員油門踏板控制動作信號的采集；油門踏板控制單元6通過信號線與電磁阻尼器10、儀表板信號燈7、駕駛室蜂鳴器8相聯(lián)接，通過控制電磁阻尼器10的輸出阻尼力、儀表板信號燈7的顯示信號和駕駛室蜂鳴器8的鳴響方式，將油門踏板的控制狀態(tài)以力、光、聲的信號形式及時反饋給駕駛者。
[0007]所述油門踏板控制單元6根據(jù)駕駛員的操作模式對儀表板信號燈7、駕駛室蜂鳴器8、電磁阻尼器10輸出不同的電壓信號，使安裝于駕駛室儀表板上的儀表板信號燈7和駕駛室蜂鳴器8輸出不同形式的光、聲信號，從而使駕駛者能清晰的感知當前的操作模式。同時，油門踏板控制單元6通過控制電磁阻尼器10輸出阻尼力的有無和阻尼力的大小使駕駛員能夠判斷當前的操作模式及油門控制狀態(tài)。
[0008]所述力反饋雙動式汽車安全油門控制系統(tǒng)的控制過程為:首先所述油門踏板控制單元6采集油門踏板力傳感器2、油門加速度傳感器4、油門位置傳感器5的輸出電壓；所述油門踏板控制單元6根據(jù)此三個傳感器來判斷駕駛員的操作模式；所述油門踏板控制單元6根據(jù)駕駛員的操作模式對儀表板信號燈7、駕駛室蜂鳴器8、電磁阻尼器10輸出不同的電壓信號，油門踏板控制單元6再將當前的駕駛員的操作模式通過安裝于駕駛室儀表板上的儀表板信號燈7和駕駛室蜂鳴器8使儀表板信號燈7、駕駛室蜂鳴器8以不同顏色的信號燈及不同頻率的蜂鳴方式使駕駛者能清晰的感知當前的油門控制狀態(tài)操作模式，通過電磁阻尼器10的阻尼力的有無、阻尼力的大小來判斷駕駛員的操作模式及油門的控制狀態(tài)，使駕駛者能清晰的感知當前的操作模式和油門控制狀態(tài)。
[0009]所述力反饋雙動式汽車安全油門控制系統(tǒng)的控制過程具體步驟如下:
[0010]Stepl、所述油門踏板控制單元6檢測油門踏板力傳感器2、油門加速度傳感器4、油門位置傳感器5的輸出電壓；
[0011]Step2、所述油門踏板控制單元6根據(jù)油門踏板力傳感器2、油門加速度傳感器4、油門位置傳感器5的輸出電壓來判斷駕駛員的操作模式:
[0012]當駕駛員連續(xù)兩次快速踩踏油門踏板I時，油門踏板回位彈簧9在兩次踩踏油門間隙實現(xiàn)踏板的快速回位，安裝于油門踏板連桿3上的油門加速度傳感器4經(jīng)油門踏板連桿3的連續(xù)兩次帶動后，輸出連續(xù)的兩個峰形電壓，油門位置傳感器5根據(jù)油門踏板I的位置輸出對應(yīng)的電壓值，油門踏板控制單元6根據(jù)油門加速度傳感器4輸出的電壓變化次數(shù)和變化速度及油門位置傳感器5輸出電壓的變化幅度，結(jié)合內(nèi)部的邏輯程序組判斷并識別為急加速控制模式；
[0013]當駕駛者一次平緩踩踏油門踏板I時，使油門加速度傳感器4的輸出電壓發(fā)生一次平緩的變化，則油門踏板控制單元6識別為緩加速控制模式；
[0014]當駕駛者一次急速踩踏油門踏板I到底時，并在一段時間內(nèi)不釋放油門踏板1，那么油門加速度傳感器4的輸出電壓發(fā)生一次快速的躍升，油門踏板力傳感器2與油門位置傳感器5根據(jù)踏板的力和踏板位置輸出最大的電壓值并在上述不釋放油門踏板I的一段時間內(nèi)保持不變，油門踏板控制單元6內(nèi)部的邏輯判斷程序識別該模式為誤操作模式；
[0015]Step3、所述油門踏板控制單元6根據(jù)駕駛員的操作模式對儀表板信號燈7、駕駛室蜂鳴器8、電磁阻尼器10輸出不同的電壓信號，使安裝于駕駛室儀表板上的儀表板信號燈7和駕駛室蜂鳴器8輸出不同形式的光、聲信號，從而使駕駛者能清晰地感知當前的操作模式。同時，油門踏板控制單元6通過控制電磁阻尼器10輸出阻尼力的有無和阻尼力的大小使駕駛員能夠判斷當前的操作模式及油門控制狀態(tài):
[0016]當駕駛員為急加速控制模式時，油門踏板控制單元6通過油門加速度傳感器4、油門位置傳感器5感知到駕駛員對油門踏板的兩次快速踩踏，油門踏板控制單元6把電壓信號傳給儀表板信號燈7，儀表板信號燈7顯示黃顏色“急加速”字樣；
[0017]與此同時，油門踏板控制單元6為駕駛室蜂鳴器8提供間歇式的電壓信號，使得蜂鳴器8發(fā)出間歇式的小音量鳴響，并將快速加大發(fā)動機噴油量的命令發(fā)送至發(fā)動機的ECU，從而實現(xiàn)發(fā)動機急加速的功能；
[0018]同時，油門踏板控制單元6向電磁阻尼器10提供勵磁電壓，且勵磁電壓隨油門位置傳感器5輸出電壓的變化而變化，即隨著油門踏板行程的加大，勵磁電壓加大，那么電磁阻尼器10的輸出阻力越大，此時駕駛者所感知到的油門踏板反饋力由油門踏板回位彈簧9、電磁阻尼器10同時提供，二者的合力將比普通的緩加速狀態(tài)下要明顯大一些，并且還隨著油門位置傳感器5所感知到的踏板行程越大，阻尼力越大，這樣駕駛者踩踏油門的腳能通過感知油門踏板回位彈簧9、電磁阻尼器10 二者的合力來分辨出不同的加速狀態(tài)及踏板所處的位置；
[0019]當駕駛員為緩加速控制模式時，油門踏板控制單元6通過油門加速度傳感器4、油門位置傳感器5感知到駕駛員對油門踏板的一次緩慢踩踏，油門踏板控制單元6把電壓信號傳給儀表板信號燈7，儀表板信號燈7顯示綠顏色“正常行駛”字樣；
[0020]此時不為駕駛室蜂鳴器8提供電壓信號，使得蜂鳴器8不發(fā)出鳴響，同時，油門踏板控制單元6將緩慢加大發(fā)動機噴油量的命令發(fā)送至發(fā)動機的ECU，從而實現(xiàn)發(fā)動機緩加速的功能；
[0021]同時油門踏板控制單元6對電磁阻尼器10不提供勵磁電壓，使其不工作，即不產(chǎn)生阻力，此時不同的油門行程的踏板反饋力只是油門踏板回位彈簧9提供的彈性阻力，這樣駕駛者踩踏油門的腳能感知通過油門踏板回位彈簧9的彈性阻力來輕易分辨出不同的加速狀態(tài)及踏板所處的位置；
[0022]當駕駛員為誤操作模式時，油門踏板控制單元6通過油門加速度傳感器4、油門位置傳感器5和油門踏板力傳感器2感知油門踏板I被快速而大力的踩踏