CN105313692A - 油门踏板、车辆控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种油门踏板、车辆控制方法及系统。所述油门踏板包括：踏板；底座，适于将所述油门踏板固定在车辆底盘上；踏板连杆，所述踏板连杆的第一端与所述踏板连接，第二端与所述底座连接，所述第一端与第二端相对设置；所述底座内部设置有适于改变所述油门踏板力矩和行程的控制组件。所述油门踏板可以有效地改变发动机输出的扭矩以及变速器进行档位切换时所需要的油门踏板开度，也就有效地改变了车辆的动力性能，因此可以提高在不同驾驶模式下的用户体验。

Description

油门踏板、车辆控制方法及系统

技术领域

本发明涉及车辆控制领域，具体涉及一种油门踏板、车辆控制方法及系统。

背景技术

目前，自动档汽车均具备不同的驾驶模式，驾驶员可以选择不同的驾驶模式，以满足对驾驶的需求。比如，普通的自动档汽车可以具备D档以及S档两种驾驶模式，而高档的自动档汽车除D档以及S档两种驾驶模式以外，还可以具备Sport+档、Comfort档等驾驶模式。

在根据驾驶员的驾驶模式切换操作更换车辆的驾驶模式时，驾驶模式切换操作所产生的信号通常先发送至变速箱控制器，变速箱控制器根据所述信号产生对应的驾驶模式切换请求并发送至发动机控制器，发动机控制器在接收到所述切换请求后，根据油门踏板的开度值调整发动机扭矩的输出，至此完成车辆不同驾驶模式之间的切换过程。

然而，在上述驾驶模式切换的过程中，不同驾驶模式之间的区别仅在于车辆行驶的档位不同，使得每种驾驶模式下，对车辆动力性能的改变很小，最终导致用户在该驾驶模式下的体验很少。

发明内容

本发明实施例解决的问题是如何改变车辆的动力性能，提高不同驾驶模式下的用户体验。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种油门踏板，所述油门踏板包括：

踏板；

底座，适于将所述油门踏板固定在车辆底盘上；

踏板连杆，所述踏板连杆的第一端与所述踏板连接，第二端与所述底座连接，所述第一端与第二端相对设置；

所述底座内部设置有适于改变所述油门踏板力矩和行程的控制组件。

可选地，所述油门踏板还包括：弹簧组件，所述控制组件通过控制所述弹簧组件的形变来改变所述油门踏板的力矩和行程。

可选地，所述控制组件的第一端与所述弹簧组件连接，第二端与所述底盘连接，所述第一端与第二端相对设置。

可选地，所述控制组件的第一端与所述弹簧组件连接，第二端与所述底座连接，所述第一端与第二端相对设置。

可选地，所述控制组件包括：驱动部件以及与所述驱动部件连接的限位部件，所述弹簧组件套接在所述限位部件上。

可选地，所述驱动部件为步进电机。

可选地，所述限位部件包括：与所述驱动部件连接的限位螺杆以及与所述限位螺杆螺纹连接的螺帽，所述限位螺杆上与所述驱动部件连接的一端为设置有螺纹的一端。

可选地，所述弹簧组件为可变刚度弹簧组件。

本发明实施例还提供了一种车辆控制系统，所述系统包括：

变速箱控制器，适于接收驾驶模式切换操作所产生的驾驶模式切换信号，并根据所述驾驶模式切换信号切换所述车辆的驾驶模式；

发动机控制器，适于获取所述车辆切换后的驾驶模式，并根据所述车辆切换后的驾驶模式产生相应的控制信号；

上述的油门踏板，适于根据所述控制信号控制所述车辆油门踏板的行程和力矩。

本发明实施例还提供了一种车辆控制方法，所述方法包括：

接收驾驶模式切换操作所产生的驾驶模式切换信号，根据所述驾驶模式切换信号切换所述车辆的驾驶模式；

获取所述车辆切换后的驾驶模式，并根据所述车辆切换后的驾驶模式产生相应的控制信号；

根据所述控制信号控制所述车辆油门踏板的力矩和行程。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：

由于油门踏板的底座内部设置有控制组件，且所述控制组件可以改变所述油门踏板的力矩及行程，进而可以有效地改变发动机输出的扭矩以及变速器进行档位切换时所需要的油门踏板开度，也就有效地改变了车辆的动力性能，因此可以提高在不同驾驶模式下的用户体验。

附图说明

图1是本发明实施例中油门踏板的结构示意图；

图2是本发明实施例中一种控制组件与弹簧组件的结构示意图；

图3是图2中的控制组件压缩弹簧组件后的结构示意图；

图4是油门踏板的力矩和行程改变前，发动机输出的扭矩随发动机转速增加而变化的曲线；

图5是油门踏板的力矩和行程改变后，发动机输出的扭矩随发动机转速增加而变化的曲线；

图6油门踏板的力矩和行程改变前，变速箱内部不同档位之间进行切换的数据示意图；

图7是油门踏板的力矩和行程改变后，变速箱内部不同档位之间进行切换的数据示意图；

图8是本发明实施例中车辆控制系统的结构示意图；

图9是本发明实施例中车辆控制方法的流程图。

具体实施方式

目前，车辆具备不同的驾驶模式。以车辆具备D档及S档两种驾驶模式为例，当将车辆的驾驶模式从D档切换至S档时，改变的只是车辆行驶的档位，而因档位的不同所引起的对车辆动力性能的改变很小，最终导致用户在D档或者S档驾驶模式下的体验很少。

针对上述问题，本发明的实施例提供了一种油门踏板，所述油门踏板的底座内设置有控制组件，所述控制组件可以改变所述油门踏板的力矩和行程，进而可以改变车辆在某种驾驶模式下的动力性能，提高用户在所述驾驶模式下的用户体验。

如图1所示，本发明的实施例提供了一种油门踏板，所述油门踏板包括：踏板110，底座120，以及踏板连杆130。其中，所述踏板连杆130的第一端与所述踏板110连接，第二端与所述底座120连接，所述第一端与第二端相对设置。所述底座120适于将所述油门踏板固定在车辆的底盘10上，且所述底座120内部设置有可以改变所述油门踏板力矩和行程的控制组件(未示出)。

随着踏板力的增加，所述油门踏板的开度会发生变化。比如所述油门踏板由图中实线所示的开度变化至虚线所示的开度。由于油门踏板与发动机连接，当所述油门踏板的力矩和行程发生改变时，向所述踏板110施加同样的踏板力，所述油门踏板的开度值会增大，进而使得发动机输出的扭矩增大，以及使得变速器进行档位切换时所需要的油门踏板开度值减小，由此可以改变车辆的动力性能。以下分别对所述油门踏板的力矩和行程发生改变前后，发动机输出的扭矩的变化以及变速器进行档位切换时所需要的油门踏板开度值的变化进行说明：

如图2所示，在具体实施中，所述油门踏板还可以包括弹簧组件210。所述控制组件220可以通过控制所述弹簧组件210的形变来改变所述油门踏板的力矩和行程。

比如，在改变前，所述弹簧组件的长度为L₁，弹簧组件行程为S₁，此时对应的油门踏板的踏板力为F₁，油门踏板行程为M₁。通过所述控制组件220沿a方向压缩所述弹簧组件210，如图3所示，被压缩后，所述弹簧组件210的长度为L₂，L₁>L₂，此时对应的弹簧组件的行程为S₂，油门踏板行程为M₂。弹簧组件210的长度越小，弹簧组件210所发生的形变越大，弹簧组件210所产生的弹簧力也就越大，此时所述油门踏板可变化的角度减小。因此，当向油门踏板施加同样的踏板力时，改变后的油门踏板的开度值大于改变前油门踏板的开度值，对应地，改变前发动机输出的扭矩大于改变后发动机输出的扭矩。

图4为改变前，踏板力F₁的取值不同时，所对应的发动机输出扭矩变化示意图。图5为改变后，踏板力仍为F₁时，所对应的发动机输出扭矩变化示意图。如图4和图5所示，横坐标表示发动机的转速，纵坐标表示发动机输出的扭矩值，每一条数据线沿纵坐标方向分别对应踏板力F₁的值等于0N，5N，10N，……，100N时，发动机输出扭矩随着发动机的转速增加而变化的曲线。其中，图5中的数据线1表示发动机外特性扭矩，代表发动机的极限扭矩，1以下表示发动机的可用扭矩区间，1以上表示发动机超频扭矩区间，用于假设发动机标定的分布区域，本身不代表发动机的实际性能。

由图4及图5可以看出，发动机的扭矩随着发动机转速的增加而增加，并且，将图4与图5中踏板力F₁相同的两条曲线进行对比可知，当油门踏板的力矩和行程增大时，在发动机转速和踏板力相同的情况下，发动机输出的扭矩相应增大。以踏板力F₁的值等于50N时的数据线2为例，当发动机转速为2000rpm时，改变前发动机输出的扭矩约为175N.m,改变后输出的扭矩约为225N.m，改变后输出的扭矩大于改变前输出的扭矩。也就是说，在发动机转速以及踏板力相同的情况下，油门踏板的力矩和行程在改变前后，所对应的发动机输出的扭矩是不同的。当油门踏板的力矩和行程增大时，在发动机转速以及踏板力相同的情况下，发动机输出的扭矩也就增大，车辆的动力性能越好。反之，发动机输出的扭矩减小。

由于油门踏板的力矩和行程发生变化，还会对变速箱内部不同档位之间的切换产生一定影响。参见图6及图7，其中，图6为油门踏板的力矩和行程改变前，变速箱内部不同档位之间进行切换的数据示意图，图7为油门踏板的力矩和行程改变后，变速箱内部不同档位之间进行切换的数据示意图。如图6及图7所示，横坐标表示车速，纵坐标表示油门踏板的开度值，每条实线所表示的数据线沿横轴方向分别表示：在不同车速的情况下，档位自1档切换至2档，2档切换至3档，3档切换至4档，4档切换至5档，以及5档切换至6档时油门开度的变化曲线。每条虚线所表示的数据线自横轴的反方向分别表示：在不同车速的情况下，档位自6档切换5档，5档切换至4档，4档切换至3档，3档切换至2档，以及2档切换至1档时油门开度的变化曲线。

以数据线3为例，即以变速器内部由5档切换至6档时的油门开度变化曲线为例，改变前，变速器内部若要在车速约100km/h时，从5档切换至6档，需要油门踏板的开度值为44％，而改变后，若要在车速约100km/h时从5档切换至6档，需要的油门踏板的开度值仅为40％。也就是说，油门踏板的力矩和行程改变后，只需要更小的油门踏板的开度，即可达到档位切换时的车速。

由图4至图7可以看出，油门踏板的力矩和行程发生改变，不仅影响发动机输出的扭矩，而且对变速器内部不同档位之间进行切换产生一定影响，因此，本发明实施例中的油门踏板可以改变车辆的动力性能。

由于车辆具备多种驾驶模式，在具体实施中，可以根据用户的需求设定每种驾驶模式下油门踏板的力矩和行程的改变量，即：改变每种模式下车辆的动力性能，从而可以提高在不同驾驶模式下的用户体验。这样，用户在不同驾驶模式下，除了可以体验到车辆行驶的档位不同以外，还可以体验到油门踏板的力矩和行程所发生的变化，以及由油门踏板的力矩和行程发生变化所引起的发动机输出扭矩的变化以及变速箱进行不同档位切换时的变化。

比如，当用户希望在不同驾驶模式下，车辆的动力性能差距较大时，则可以将不同模式下对应的油门踏板830力矩和行程的改变量的差值增大。当用户希望在改变后的S档驾驶模式下，车辆的动力性能较改变前的S档驾驶模式下车辆的动力性能更好时，可以仅增大S档驾驶模式下油门踏板830力矩和行程的改变量。

如图2所示，在具体实施中，所述弹簧组件210与所述控制组件220之间可以存在多种位置关系。比如，所述控制组件220的第一端可以与所述弹簧组件210连接，第二端与所述底盘连接。或者，所述控制组件220的第一端与所述弹簧组件连接，第二端与所述底座连接。其中所述第一端和第二端相对设置。

在具体实施中，所述控制组件220可以采用多种结构实现。比如，所述控制组件可以包括驱动部件和限位部件。所述限位部件与所述驱动部件连接，所述弹簧组件可以套接在所述限位部件上。进一步地，所述驱动部件可以为步进电机，所述限位部件可以包括限位螺杆以及与所述限位螺杆螺纹连接的螺帽。将所述限位螺杆上设置有螺纹的一端与所述驱动部件连接，所述螺帽在所述步进电机的驱动下，压缩所述弹簧组件，使得所述弹簧组件产生更大的形变，以此改变所述弹簧组件的力矩和行程。

在具体实施中，可以将所述弹簧组件设置为可变刚度的弹簧组件，方便所述控制组件来控制所述弹簧组件的形变。

如图8所示，本发明的实施例还提供了一种车辆控制系统，所述系统可以包括变速箱控制器810，发动机控制器820，以及油门踏板830。

其中，当驾驶员进行驾驶模式切换操作以后，所述变速箱控制器810可以用于接收由所述驾驶模式切换操作所产生的驾驶模式切换信号，并根据所述驾驶模式切换信号切换所述车辆的驾驶模式。所述发动机控制器820在获取到所述车辆切换后的驾驶模式以后，根据所述车辆切换后的驾驶模式，产生相应的控制信号。所述油门踏板可以根据所述控制信号控制自身的力矩和行程。

在具体实施中，可以根据用户的需求进行设定每种驾驶模式所对应的油门踏板830力矩和行程的改变量。比如，当用户希望在不同驾驶模式下，车辆的动力性能差距较大时，则可以将不同模式下对应的油门踏板830力矩和行程的改变量的差值增大。当用户希望在改变后的S档驾驶模式下，车辆的动力性能较改变前的S档驾驶模式下车辆的动力性能更好时，可以仅增大S档驾驶模式下油门踏板830力矩和行程的改变量。

在具体实施中，所述系统可以采用上述实施例中所述的油门踏板，即：在所述油门踏板内部设置控制组件，由所述控制组件根据所述控制信号改变所述油门踏板的力矩和行程。具体可以参照上述实施例中的描述实施所述油门踏板，此处不再赘述。

为了使本领域技术人员更好地理解和实现本发明的实施例，以下对上述车辆控制系统所对应的方法进行详细描述。

如图9所示，本发明的实施例还提供了一种车辆控制方法，所述方法可以包括如下步骤：

步骤910：接收驾驶模式切换操作所产生的驾驶模式切换信号。

在具体实施中，所述驾驶模式切换操作可以是由驾驶员进行相应操作后所产生的。

步骤920：根据所述驾驶模式切换信号切换所述车辆的驾驶模式。

也就是说，所述驾驶模式切换信号与驾驶模式存在一定的对应关系，根据所述驾驶模式切换信号即可切换所述车辆的驾驶模式。

步骤930：获取所述车辆切换后的驾驶模式，并根据所述车辆切换后的驾驶模式产生相应的控制信号。

也就是说，车辆切换后的驾驶模式与所产生的控制信号存在一定的对应关系，根据车辆切换后的驾驶模式即可产生对应的控制信号。

步骤940：根据所述控制信号控制所述车辆油门踏板的力矩和行程。

在具体实施中，可以根据用户的需求预先设定每种驾驶模式下所述车辆油门踏板的力矩和行程的改变量。当接收到所述控制信号时，根据预先的设定，控制所述油门踏板的力矩和行程。

由步骤910至940可以看出，所述车辆控制方法，在用户进行驾驶模式的切换操作以后，通过一系列的信号转换，最终产生可以控制油门踏板的力矩和行程的控制信号，根据所述控制信号可以改变油门踏板的力矩和行程，也就改变了车辆在不同驾驶模式下的动力性能，有效提高了用户体验。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种油门踏板，其特征在于，包括：

踏板；

底座，适于将所述油门踏板固定在车辆底盘上；

踏板连杆，所述踏板连杆的第一端与所述踏板连接，第二端与所述底座连接，所述第一端与第二端相对设置；

所述底座内部设置有适于改变所述油门踏板力矩和行程的控制组件。

2.如权利要求1所述的油门踏板，其特征在于，还包括：弹簧组件，所述控制组件通过控制所述弹簧组件的形变来改变所述油门踏板的力矩和行程。

3.如权利要求2所述的油门踏板，其特征在于，所述控制组件的第一端与所述弹簧组件连接，第二端与所述底盘连接，所述第一端与第二端相对设置。

4.如权利要求2所述的油门踏板，其特征在于，所述控制组件的第一端与所述弹簧组件连接，第二端与所述底座连接，所述第一端与第二端相对设置。

5.如权利要求3或4所述的油门踏板，其特征在于，所述控制组件包括：驱动部件以及与所述驱动部件连接的限位部件，所述弹簧组件套接在所述限位部件上。

6.如权利要求5所述的油门踏板，其特征在于，所述驱动部件为步进电机。

7.如权利要求5所述的油门踏板，其特征在于，所述限位部件包括：与所述驱动部件连接的限位螺杆以及与所述限位螺杆螺纹连接的螺帽，所述限位螺杆上与所述驱动部件连接的一端为设置有螺纹的一端。

8.如权利要求2所述的油门踏板，其特征在于，所述弹簧组件为可变刚度弹簧组件。

9.一种车辆控制系统，其特征在于，包括：

变速箱控制器，适于接收驾驶模式切换操作所产生的驾驶模式切换信号，并根据所述驾驶模式切换信号切换所述车辆的驾驶模式；

发动机控制器，适于获取所述车辆切换后的驾驶模式，并根据所述车辆切换后的驾驶模式产生相应的控制信号；

如权利要求1至8任一项所述的油门踏板，适于根据所述控制信号控制所述车辆油门踏板的行程和力矩。

10.一种车辆控制方法，其特征在于，包括：

接收驾驶模式切换操作所产生的驾驶模式切换信号，根据所述驾驶模式切换信号切换所述车辆的驾驶模式；

获取所述车辆切换后的驾驶模式，并根据所述车辆切换后的驾驶模式产生相应的控制信号；

根据所述控制信号控制所述车辆油门踏板的力矩和行程。