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带有巡航功能的车用手控油门的控制系统技术方案

技术编号:5106862 阅读:197 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本实用新型专利技术提供一种带有巡航功能的车用手控油门的控制系统;该系统包括——手控油门调节装置含手控油门系统和手控巡航系统、油门信号中央处理装置、发动机微电脑、执行器,系统产生的油门调节信号经中央处理装置处理后取代脚踏油门信号输入发动机微电脑,用以控制汽车的加、减速,并实现巡航。适用于以燃油、燃气、混合动力、电能、氢能、太阳能,以及其他混合能源作为动力的车辆;本实用新型专利技术的核心是对汽车驾驶的肢体功能设计按照生理学和人机工程学的原理进行优化,改变驾驶模式,提高驾驶的安全性和舒适性,并彻底解决由刹车导致误踩油门的现象发生。(*该技术在2020年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及车用油门装置的控制系统,主要是指一种带有巡航功能的车用手 控油门的控制系统。该系统适用于以燃油、燃气、混合动力、电能、氢能、太阳能,以及其他混 合能源作为动力的车辆。
技术介绍
车祸造成大量人员伤亡和财产损失已经成为危害人类生命安全的第一公害。汽车 作为现代文明的标志性产物和广泛进入家庭的公共产品,对其安全性要求更高的今天,减 少车祸受到了社会的广泛关注。专利技术者自70年代起作为创伤外科医生、科主任收治过大量车祸伤病人。发现在严 重的车祸事故中,有近5%的事故原因为驾驶员在遭遇紧急情况下踩刹车时错踩为油门,造 成人员伤亡和财产损失,这已经成为汽车安全事故的一个重要方面。80年代中,专利技术者开始 研究汽车刹车与油门的关系,企图找到一种防止错踩油门的方法,并为此学会了驾驶汽车。 反复的研究和驾驶实践确认,将汽车油门与刹车放置于同位变由一只脚采操控是汽车设计 中硬件安排上存在安全隐患的缺陷。多年来,专利技术者查阅过大量资料及专利,发现不少专利技术 人相继提出了多种专利技术方案企图解决这一问题。然而,这些方案都未能脱离油门与刹车放 置于同位的设计思路,不能从根本上解决潜藏的危险因素。本专利技术者认为,解决这一危险因 素的办法是改变驾驶模式一取消脚踏油门,用手控油门的方法取代。其理由在于A、刹车与油门的同位放置,违反了防止危险因素的基本原则,未能从硬件的设置 和操作程序上防止误操作现代汽车设计中有很多优秀的安全设计。比如,自动挡车不在驻车挡位或空挡位 就不能启动汽车,当然防止了一起动车就突然加速前行的危险;再如,自动挡车从空挡位可 以轻松下压到前进挡,而必须按压锁定键或拐弯上推才能进入倒挡,防止误操作时自动挡 的损害或车辆突然倒行撞人或碰撞。而刹车与油门的同位放置有如内服与外用药品同位存 放、无菌与污染物品混存、操作按键与自毁按键相邻设置一样,都可能酿成事故或危险的发 生。出现踩刹车错踩油门的失误除了驾驶员在操作中没能按照本身并不安全的驾驶模式 (即右脚必须在刹车时及时、准确的从油门回到刹车位置)完成动作外,更为主要的责任在 于汽车设计中未能从硬件的安排或操作程序上防范该错误的发生。B、刹车与油门的同位放置,使刹车动作成为一个复杂的信息处理过程在日常的车辆碰撞事故中,不少原因是驾驶员踩刹车时错踩油门。这其中存在驾 驶操作的失误,同时也显现出现行车辆设计中将刹车与油门并列于同一只脚操作范围可能 导致的潜在危险。从人机工程学的角度看,驾驶员的运动协调性可以训练提高,但是,在需 要紧急刹车时,面对两个相反功能的踏板,驾驶员必须要经历判断(靠本体感觉加记忆确 定右脚现在的位置)、选择(是直接踩刹车或先离开油门踏板再踩刹车)、执行(离开油门 踏板,踩踏记忆中的刹车踏板位置)这样多个信息处理环节才能完成刹车动作。其中任何 一个环节上的错误,都可能导致错踩油门而酿成车祸。C、人的判断和操作失误是客观存在的,因刹车与油门的同位放置,而发生踩刹车 错踩油门的失误是可能的特别在紧急情况下发生判断或操作失误的机率会更高。“国外学者曾专门研究一 家短程航空公司受过专业训练飞行员的驾驶情况,发现驾驶中的差错平均4分钟出现一 次,但这些差错都被及时的发现与纠正了,故飞行还是安全的(请参阅马宗晋、郑成功编 《中国交通灾害》)。即使训练有素的驾驶员,在紧急情况下也会发生“踩刹车错踩油门,,的 失误。在遭遇紧急或意外情况下,驾驶员出于条件反射,会急踩刹车。由于个人的精神状 态,条件反射的形成模式或操控能力等的差异(即概念协调性之间或运动协调性之间的差 异),初学者、过度紧张、疲劳、注意力不集中及饮酒后等情况下均有较高发生误踏油门的机 率。一旦刹车时误踩为油门,则发生碰撞或车祸是不可避免的,更为严重的是可能产生车毁 人亡的悲剧。不少车祸勘察现场没有发现刹车痕迹的或者刹车痕迹太短的,绝大多数并非 刹车失灵,而是误踏油门或先误踏油门再纠正为刹车而失去制动时机所致。D、刹车与油门的同位放置,让右脚担负油门与刹车两个驾驶控制键,不符合生理 学和人机工程学原理专利技术者对于汽车驾驶中主要部件(1-10位)操控的频率及肢体分布作过分析、排 队(以左舵车为例)。如自动挡车主要驾驶部件操控频率排序为方向盘(双手);2、油门踏板(右脚);3、刹车踏板(右脚);4、方向灯及车灯(左 手);5、自动挡把手(右手);6、手闸(右手);7、空调(右手);8、启动开关(右手);9、雨 刷(右手);10、危险警示灯(右手)。手动挡车主要驾驶部件操控频率排序为方向盘(双手);2、油门踏板(右脚);3、离合器(左脚);4、手动挡把手(右手); 5、刹车踏板(右脚);6、方向灯及车灯(左手);7、手闸(右手);8、空调(右手);9、启动 开关(右手);10、雨刷(右手)。在人类进化的过程中,手的功能和被赋予的任务是越来越多,而下肢和脚的功能 则不断退化,最终主要承担站立负重和行走的任务。人类现在使用的工具、机械、设备、乐 器等,基本靠手来操作。下肢和脚顶多起到辅助的作用。这是符合生理学和人机工程学原理的。从以上排序可以看出,刹车与油门的同位放置,使右脚在驾驶中所担当的任务和 操作频度比单手的操作频度还高(自动挡车)或相近(手动挡车)。如此复杂的操控任务 和劳动强度必然使右脚易于疲劳或出现差错。这显然不符合生理学或人机工程学原理。E、解决刹车与油门的同位放置,最好的办法是将油门与刹车分置,其中移开油门 是首选在实际的使用中,由于刹车需要较大的力量和行程,相比之下,将油门移开更为合 理。同时,油门的操控应该是比较精细的动作,因而放置到双手来操控会有利于驾驶的平稳 状态。当然,对于自动挡车,还有一个可供选择的方案是将油门或刹车移到左脚。由于这种 模式容易与手动挡车的驾驶模式相混淆,故不可取。综上所述,现行汽车设计中将油门与刹车同位放置,交由同一只脚操控是存在安 全隐患也不符合生理学及人机工程学原理的。在采用分置方案解决这一矛盾时,取消脚踏 油门是首选。因而,取消脚踏油门,用手控油门的方法取代是必须的。应该指出的是,现行油门与刹车的设计在汽车使用手动挡和机械式化油器的年代 是当时的最佳选择。专利技术者曾经在机械式化油器车辆上应用油门控制拉线经驾驶台引入 汽车方向盘下方改为手控的方式企图取代脚踏油门,以后又使用步进电机和电磁阀等机械 电子控制方式控制油门效果均不理想。近年来,电子技术广泛应用于汽车,发动机的供油 改为电喷,发动机的整体控制使用微电脑,使发动机的进气、喷油、点火等程序受控于微电 脑,而微电脑则根据节气门位置传感器、进气歧管压力传感器、空气流量传感器、发动机转 速传感器、冷却液温度传感器等多个传感器的信息结合脚踏油门信号大小来决定燃油的喷 发量、节气门的开度和点火时间等,最终达到完全燃烧、减少污染物排放和实现最大功率的 效果。为了深入研究微电脑对发动机和油门的控制,以及巡航系统的工况,专利技术者于2007 年换购了一台MAZDA6,WAGN2. 3轿车,并进行了多种试验,使手控油门的电子化取得很大进 展。本专利技术者在去年9月申报PCT接获国际检索报告时,得知公开号CN1887613A(金 城)的专利技术专利中,是用手控开关驱动步进电机来控制汽车节气门的大小,从而控制发动 机的转速而实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有巡航功能的车用手控油门的控制系统,其特征是包括:一手控油门系统;一手控巡航系统;一脚踏油门系统;一脚控刹车系统;一脚控刹车系统与手控油门系统和手控巡航系统的联控系统;其中:所述手控油门系统包括--手控油门调节装置、油门信号中央处理装置、发动机微电脑、执行器,其中手控油门装置经油门信号中央处理装置、发动机微电脑与执行器连接;或者包括手控油门调节装置、油门信号遥控发射器,油门信号遥控接收器、油门信号中央处理装置、发动机微电脑、执行器,其中手控油门调节装置经油门信号遥控发射器、油门信号遥控接收器、油门信号中央处理装置、微电脑与执行器连接;所述手控巡航系统包括--手控滚轮巡航装置、油门信号中央处理装置、发动机微电脑、执行器,其中手控滚轮巡航装置经油门信号中央处理装置、发动机微电脑与执行器连接;或者包括手控滚轮巡航装置、油门信号遥控发射器、油门信号遥控接收器、油门信号中央处理装置、发动机微电脑、执行器,其中手控滚轮巡航装置经油门信号遥控发射器、油门信号遥控接收器、油门信号中央处理装置、微电脑与执行器连接;所述脚踏油门系统是指所述汽车的原有脚踏油门系统;所述脚控刹车系统包括--所述汽车的原有刹车踏板及联动轴、刹车总泵,ABS系统、刹车分泵、车轮转速传感器,车轮制动器;所述联控系统包括刹车踏板及联动轴、刹车信号灯电路、手控油门调节装 置、手控滚轮巡航装置、油门信号中央处理装置、发动机微电脑、执行器,其中手控油门调节装置和手控滚轮巡航装置分别经油门信号中央处理装置、刹车信号灯电路、发动机微电脑与执行器连接;或者,所述联控系统包括刹车踏板及联动轴、刹车信号灯电路、手控油门调节装置、手控滚轮巡航装置、油门信号遥控发射器,油门信号遥控接收器、油门信号中央处理装置、发动机微电脑、执行器,其中手控油门调节装置和手控滚轮巡航装置分别经油门信号遥控发射器、油门信号遥控接收器、手控滚轮巡航装置、油门信号中央处理装置、发动机微电脑与执行器连接。...

【技术特征摘要】
1.一种带有巡航功能的车用手控油门的控制系统,其特征是包括 一手控油门系统;一手控巡航系统; 一脚踏油门系统; 一脚控刹车系统;一脚控刹车系统与手控油门系统和手控巡航系统的联控系统;其中 所述手控油门系统包括——手控油门调节装置、油门信号中央处理装置、发动机微电 脑、执行器,其中手控油门装置经油门信号中央处理装置、发动机微电脑与执行器连接;或 者包括手控油门调节装置、油门信号遥控发射器,油门信号遥控接收器、油门信号中央处理 装置、发动机微电脑、执行器,其中手控油门调节装置经油门信号遥控发射器、油门信号遥 控接收器、油门信号中央处理装置、微电脑与执行器连接;所述手控巡航系统包括——手控滚轮巡航装置、油门信号中央处理装置、发动机微电 脑、执行器,其中手控滚轮巡航装置经油门信号中央处理装置、发动机微电脑与执行器连 接;或者包括手控滚轮巡航装置、油门信号遥控发射器、油门信号遥控接收器、油门信号中 央处理装置、发动机微电脑、执行器,其中手控滚轮巡航装置经油门信号遥控发射器、油门 信号遥控接收器、油门信号中央处理装置、微电脑与执行器连接; 所述脚踏油门系统是指所述汽车的原有脚踏油门系统;所述脚控刹车系统包括——所述汽车的原有刹车踏板及联动轴、刹车总泵,ABS系统、 刹车分泵、车轮转速传感器,车轮制动器;所述联控系统包括刹车踏板及联动轴、刹车信号灯电路、手控油门调节装置、手控滚 轮巡航装置、油门信号中央处理装置、发动机微电脑、执行器,其中手控油门调节装置和手 控滚轮巡航装置分别经油门信号中央处理装置、刹车信号灯电路、发动机微电脑与执行器 连接;或者,所述联控系统包括刹车踏板及联动轴、刹车信号灯电路、手控油门调节装置、手 控滚轮巡航装置、油门信号遥控发射器,油门信号遥控接收器、油门信号中央处理装置、发 动机微电脑、执行器,其中手控油门调节装置和手控滚轮巡航装置分别经油门信号遥控发 射器、油门信号遥控接收器、手控滚轮巡航装置、油门信号中央处理装置、发动机微电脑与 执行器连接。2.如权利要求1所述的带有巡航功能的车用手控油门的控制系统,其特征是所述手控 油门调节装置包括在左舵车方向盘的左下方7至9点位或右舵车方向盘的右下方3至5点 位设置一手控弹性拨片式可回位油门调节装置,其基底固定于方向盘固定轴上,该手控弹 性拨片式可回位油门调节装置应满足当某只手拇、食指和虎口把握方向盘时,该手的中指、 无名指、小指可方便操控手控弹性拨片式可回位油门调节装置而不影响灯光或雨刷控制杆 的操控为准,该手控弹性拨片式可回位油门调节装置将加、减速度信号经过油门信号中央 处理装置中的油门信号处理模块电路发送给发动机微电脑来控制汽车的加速和减速,同时 还经过信号显示电路将油门信号大小以1-15或20个级数值显示在显示器上。3.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员:王佑夫
申请(专利权)人:王佑夫
类型:实用新型
国别省市:94[中国|深圳]

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