CN109473010A - 一种驾驶教学方法及辅助驾驶教学的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种驾驶教学方法及辅助驾驶教学的装置，涉及驾驶教学领域，其中，一种驾驶教学方法是教练在副驾驶位置上通过模拟装置进行操作，通过教练车ECU将操作信号反馈至其线控系统，实现教练车的操控并将动作反馈至主驾驶位供学员体会；一种辅助驾驶教学的装置包括支架，支架上固设有方向盘装置和刹车装置；方向盘装置设置有带限位功能的齿轮副，用于模拟方向盘打死时的转动角度和反向盘的力反馈；还包括控制器、用于监测方向盘轴的旋转角度的角度传感器和用于监测踏板的行走行程的位移传感器，控制器分别与角度传感器和位移传感器电联，该方法和装置可让学员快速掌握方向盘转动和汽车转弯的配合关系，提高学车效率，增强教学体验。

Description

一种驾驶教学方法及辅助驾驶教学的装置

技术领域

本发明涉及驾驶教学领域，具体为一种驾驶教学方法及辅助驾驶教学的装置。

背景技术

在学车过程中，新手学员对于行车时方向盘转动和汽车转弯的配合关系没有明确概念，造成方向盘转动角度和速度不合适，学车困难甚至于存在安全隐患。而现有的机动车驾驶教学过程中，通常是由教练在副驾驶位对主驾驶位的学员进行指导和指挥，通过指挥让学员操作，逐步摸索和明确方向盘转动和汽车转弯的配合关系，学会驾驶技能。这种方式，耗时较长，学车效率低。对于一些学员而言，在初学驾驶时其注意力更多集中在路况上面，而难以分心听从教练的指挥，这导致部分学员和教练之间在驾驶教学时存在冲突，影响学员学车体验，亦影响教练教学心情。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种辅助驾驶教学的装置。该装置可模拟方向盘转动情况，让学员快速掌握方向盘转动和汽车转弯的配合关系，提高学车效率，使学车体验更佳。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种驾驶教学的方法，是在教练车的副驾驶位上设置方向盘装置，所述方向盘装置包括模拟方向盘和检测模拟方向盘转角的角度传感器，所述角度传感器与教练车的ECU连接；

在驾驶教学过程中，教练在副驾驶位对模拟方向盘进行操作，所述角度传感器将模拟方向盘角度传输至ECU，在ECU的控制下，教练车在其线控转向系统的作用下带动主驾驶位的方向盘转动和教练车转向；

学员在主驾驶位感受方向盘转动并观察路况，掌握汽车转弯和方向盘转动的配合关系。

进一步的，在教练车的副驾驶位内还设置刹车装置和油门装置，所述刹车装置包括刹车踏板和用于检测刹车踏板位移量的位移传感器，所述油门装置包括油门踏板和用于检测油门踏板位移量的位移传感器，两个所述位移传感器均与教练车的ECU连接；在驾驶教学过程中，教练在副驾驶位踩踏刹车踏板，所述位移传感器将刹车踏板的位移量传输至ECU，在ECU的控制下，教练车的线控刹车系统开始工作，完成教练车制动；教练在副驾驶位踩踏油门踏板，其对应的位移传感器将油门踏板的位移量传输至ECU，在ECU的控制下教练车的线控油门系统开始工作，调节喷油量，完成教练车的动力调整；

在教练车的主驾驶位设置有模拟反馈装置，模拟反馈装置包括刹车反馈踏板和油门反馈踏板，刹车反馈踏板和油门反馈踏板均设有控制其动作的电机，两个所述电机均与控制器电联；教练在副驾驶位操作刹车踏板和油门踏板时，刹车反馈踏板和油门反馈踏板在控制器的控制下，由其对应的电机带动其进行动作，学员在主驾驶位可对其进行直观感受，获得真实的驾车体验。

一种辅助驾驶教学的装置，包括支架、方向盘装置和刹车装置，所述方向盘装置和刹车装置均固定在所述支架上；

所述方向盘装置包括齿轮箱、方向盘轴、齿轮轴、大齿轮、小齿轮、方向盘、限位块a和限位块b，所述方向盘与所述方向盘轴的一端固定连接，所述方向盘轴和齿轮轴均可转动的设置于所述齿轮箱内，所述方向盘轴上固定套接有小齿轮，所述齿轮轴上固定套接有大齿轮，所述小齿轮和大齿轮啮合，所述限位块a与所述齿轮箱固定连接，所述限位块b与所述大齿轮的侧面固定连接，所述限位块a和限位块b共面设置；

所述刹车装置包括支座、销轴和踏板，所述踏板的一端与所述支座通过销轴铰接，所述销轴上套接有扭转弹簧，所述扭转弹簧的两端分别与所述踏板和支座固定连接；

还包括控制器、角度传感器和位移传感器，所述角度传感器用于监测所述方向盘轴的旋转角度，所述位移传感器用于监测所述踏板的行走行程，所述控制器分别与所述角度传感器和位移传感器电联。

进一步的，还包括磁粉离合器和电机，所述磁粉离合器与电机均与所述支架固定连接，所述电机的输出端与所述齿轮轴的一端通过所述磁粉离合器连接，所述磁粉离合器和电机均与所述控制器电联。

进一步的，所述小齿轮与大齿轮的齿数比为1:3。

进一步的，所述支座的端部设置有限位挡板，所述踏板与所述限位挡板接触设置。

进一步的，所述限位块a和限位块b均选用橡胶材质。

进一步的，所述支架包括两个平行设置的支撑杆，所述支撑杆的下部呈弧形，所述支撑杆的弧形部选用弹性材质，所述支撑杆上套接有若干软性材质的防滑垫。

进一步的，所述支撑杆上铰接有若干连接杆，所述连接杆的另一端固定设置有吸盘，还包括抽气泵和若干气阀，若干所述气阀的一端分别与若干所述吸盘通过软管连通，其另一端通过软管与所述抽气泵连通。

进一步的，还包括模拟反馈装置和油门装置，

所述油门装置与所述刹车装置的结构相同，所述油门装置与所述支架固定连接；还包括用于监测所述油门装置的踏板行程的位移传感器a，所述位移传感器a与所述控制器电联；

所述模拟反馈装置包括基座，所述基座上固定设置有支架a和支架b，所述支架a上可转动的设置有销a，所述销a上固定套接有刹车反馈踏板，所述支架a上固定设置有电机a，所述电机a的输出轴与所述销a的一端固定连接；所述支架b上可转动的设置有销b，所述销b上固定套接有油门反馈踏板，所述支架b上固定设置有电机b，所述电机b的输出轴与所述销b的一端固定连接；所述电机a与电机b均与所述控制器电联。

本发明的有益效果是：

该驾驶教学方法可实现“手把手”式教学，即在学车过程中，在教练的操作下切身体会行车状况和方向盘的转动，快速掌握方向盘转动与汽车转弯的搭配关系，提高学习驾驶的效率，增强学习驾驶的体验。

该辅助驾驶教学的装置可用于上述驾驶教学的方法中，装置内设置有弹性支撑杆，可卡入设置于汽车的副驾驶位，并设置防滑垫及吸盘对其进行进一步固定，增强其稳定性，其安装方便，并可应用于不同车型，适用范围广；设置方向盘装置内设置齿轮传动副，利用齿轮传动机械效率损失以及结构阻力实现方向盘的力反馈，设置磁粉离合器和电机，进一步模拟驾车时的力反馈情况，更贴合实际驾车体验；设置限位块对齿轮副中大齿轮进行限位，利用大小齿轮啮合关系实现小齿轮的转动限位，模拟真车方向盘转动的实际情况，贴合实际驾车体验。

附图说明

图1为本发明一种辅助驾驶教学的装置的正向结构示意图；

图2为方向盘装置的结构示意图；

图3为刹车装置的结构示意图；

图4为本发明一种辅助驾驶教学的装置的侧向结构示意图；

图5为模拟反馈装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

一种驾驶教学的方法，可于带线控技术的教练车上使用。该线控技术包括线控转向技术、线控油门技术和线控刹车技术。

其方法是，在教练车的副驾驶位上设置方向盘装置，该方向盘装置包括模拟方向盘和检测模拟方向盘转角的角度传感器，并将该角度传感器与教练车的ECU连接。

在驾驶教学过程中，教练在副驾驶位对模拟方向盘进行操作，所述角度传感器将模拟方向盘角度传输至ECU，在ECU的控制下，教练车在其线控转向系统的作用下带动主驾驶位的方向盘转动和教练车转向。学员在主驾驶位观察路况，并用手感受方向盘转动情况，实现“手把手”教学，快速掌握汽车转弯和方向盘转动的配合关系。

进一步的，在教练车的副驾驶位内还设置刹车装置和油门装置，所述刹车装置包括刹车踏板和用于检测刹车踏板位移量的位移传感器，所述油门装置包括油门踏板和用于检测油门踏板位移量的位移传感器，两个所述位移传感器均与教练车的ECU连接；在驾驶教学过程中，教练在副驾驶位踩踏刹车踏板，所述位移传感器将刹车踏板的位移量传输至ECU，在ECU的控制下，教练车的线控刹车系统开始工作，完成教练车制动，保证教学过程中的行车安全。教练在副驾驶位踩踏油门踏板，其对应的位移传感器将油门踏板的位移量传输至ECU，在ECU的控制下教练车的线控油门系统开始工作，调节喷油量，完成教练车的动力调整，实现教练在副驾驶位对教练车操控。

在教练车的主驾驶位设置有模拟反馈装置，模拟反馈装置包括刹车反馈踏板和油门反馈踏板，刹车反馈踏板和油门反馈踏板均设有控制其动作的电机，两个所述电机均与控制器电联。教练在副驾驶位操作刹车踏板和油门踏板时，刹车反馈踏板和油门反馈踏板在控制器的控制下，由其对应的电机带动其动作，学员在主驾驶位可对其进行直观感受，获得真实的驾车体验。

如图1至图5所示，一种辅助驾驶教学的装置，包括支架1、方向盘装置2和刹车装置3，方向盘装置2和刹车装置3均集成设置在支架1上。

方向盘装置2包括齿轮箱21、方向盘轴22、齿轮轴23、大齿轮24、小齿轮25、方向盘26、限位块a27和限位块b28。方向盘26与方向盘轴22的一端固定连接，方向盘轴22和齿轮轴23均可转动的设置于齿轮箱21内，方向盘轴22上固定套接有小齿轮25，齿轮轴23上固定套接有大齿轮24，小齿轮25和大齿轮24啮合。当转动方向盘26时，小齿轮25将带动大齿轮24转动，在转动过程中，因齿轮机构内部存在阻力以及机械效率的损失，方向盘26在转动过程中存在一定阻力，有效起到对方向盘26的力反馈模拟作用。

齿轮箱21上固设置限位块a27，大齿轮24的侧面上固定设置限位块b28，限位块a27和限位块b28共面设置，使得大齿轮24转动时存在极限位置，仅能在360度范围内转动。因现有汽车的方向盘向左打死或向右打死均只能在对应方向上转动方向盘一圈半多一点，而方向盘完全打死，汽车助力泵压力会大增，影响其寿命，故在实际转动时方向盘在一个方向上最多转动一圈半。为实现上述目的，优选的使小齿轮25与大齿轮24的齿数比为1:3，在上述限位块a27和限位块b28的作用下，大齿轮24仅能在一圈范围内转动，而小齿轮25仅能在三圈范围内转动，模拟出最多向右转动方向盘26一圈半和向左转动方向盘26一圈半的情况。此处优选的，限位块a27和限位块b28均选用橡胶材质，一方面在方向盘打死时避免刚性冲击，另一方面利用橡胶允许一定变形量的特性，模拟出实际驾车种方向盘打死时可比一圈半多的一部分转动，使该方向盘装置2的模拟更贴近实际驾车情况。

刹车装置3包括支座31、销轴32和踏板33。踏板33的一端与支座31通过销轴32铰接，销轴32上套接有扭转弹簧，扭转弹簧的两端分别与踏板33和支座31固定连接，可通过扭转弹簧模拟出实际驾车时刹车的力反馈情况。支座31的端部设置有限位挡板34，踏板33与限位挡板34接触设置，限位挡板34用于对踏板33的高位进行限位，使得该踏板33处于高位时扭转弹簧内储存有势能，可实现对踏板的反馈力。

该辅助驾驶教学的装置还包括控制器、角度传感器和位移传感器，角度传感器用于监测方向盘轴26的旋转角度，位移传感器用于监测踏板33的行走行程，控制器分别与角度传感器和位移传感器电联，控制器用于采集上述角度传感器和位移传感器反馈的信号数据。

该辅助驾驶教学的装置用于模拟驾驶时方向盘和刹车的真车环境，设置于教练车副驾驶位置上，其控制器与教练车的ECU连接。按上述驾驶教学方法，在驾驶教学时，行车过程中，由教练操作方向盘26，通过上述角度传感器感应方向盘26的旋转角度，并将之反馈给ECU，由ECU控制教练车转向助力系统工作，在该汽车转向时亦可带动主驾驶位方向盘转动。此时，学员可在主驾驶位感受方向盘转动的情况，获得真实环境的驾车体验。同理，该辅助驾驶教学的装置的位移传感器可感应踏板33的位置，并通过ECU控制教练车的自动刹车系统工作，增强教学时的安全性。

优选地，支架1包括两个平行设置的支撑杆11，支撑杆11的下部呈弧形，支撑杆11的弧形部选用弹性材质，在使用时可将支撑杆11下部卡入汽车副驾驶位置下部的空腔内，利用其弹力进行固定。支撑杆11上套接有若干软性材质的防滑垫，避免上述固定过程中对汽车副驾驶位的物件造成损伤，同时通过摩擦力使固定效果更好。支撑杆11上铰接有若干连接杆12，连接杆12的另一端固定设置有吸盘13，还包括抽气泵和若干气阀，若干气阀的一端分别与若干吸盘13通过软管连通，其另一端通过软管与抽气泵连通。在该支撑杆11下部卡入汽车副驾驶位后，可通过吸盘13的吸附力对其进行进一步固定，使其更为稳定。该设置可满足该装置在不同车型上的使用，适用性更强。

优选的，该辅助驾驶教学的装置还包括磁粉离合器4和电机5，磁粉离合器4与电机5均与支架1固定连接，电机5的一端与齿轮轴23的一端通过磁粉离合器4连接，磁粉离合器4和电机5均与控制器电联。一方面可通过对磁粉离合器4和电机5的控制进一步的对方向盘26的力反馈进行真实模拟，另一方面，当该装置用于副驾驶时，可在ECU的控制下完成方向盘26的自动回正。

进一步的，该辅助驾驶教学的装置还包括油门装置7，该油门装置7固定连接在支架1上。所述油门装置7与上述刹车装置3的结构相同，包括支座、销轴和油门踏板。其中油门踏板的一端与支座通过销轴铰接，销轴上套接有扭转弹簧，扭转弹簧的两端分别与油门踏板和支座固定连接，可通过扭转弹簧模拟出实际驾车时油门的力反馈情况。油门装置7内安装有用于监测油门装置7的踏板行程的位移传感器a，该位移传感器a与控制器电联，当踩动油门装置7的踏板时，位移传感器a将其位移信号传输至控制器，继而在汽车ECU的控制下，通过其自带的线控油门系统控制喷油量，给汽车提供动力。

进一步的，该辅助驾驶教学的装置还包括模拟反馈装置6，模拟反馈装置6包括基座，基座上固定设置有支架a61和支架b62，支架a61上可转动的设置有销a，销a上固定套接有刹车反馈踏板63，支架a61上固定设置有电机a65，电机a65的输出轴与销a的一端固定连接。支架b62上可转动的设置有销b，销b上固定套接有油门反馈踏板64，支架b62上固定设置有电机b66，电机b66的输出轴与销b的一端固定连接。电机a65与电机b66均与控制器电联。在该辅助驾驶教学的装置安装在教练车副驾驶上进行真车教学时，该模拟反馈装置6安装在主驾驶位置。教练在副驾驶上操控教练车的过程中，刹车装置3或油门装置7踩踏的情况被其对应的位移传感器实时采集并传输数据至控制器，在控制器的控制下，电机a65和电机b66作出相应动作，带动刹车反馈踏板63或油门反馈踏板64运动。学员在主驾驶位置亦可通过刹车反馈踏板63和油门反馈踏板64感受到教练操控汽车时的驾驶情况，获得真实、直观的驾驶体验。

另外，该辅助驾驶教学的装置亦可脱离教练车使用，用于虚拟驾驶系统中，通过显示屏模拟显示路况和行车状况构架虚拟环境，并将上述控制器采集的信号数据作为输入源接入该虚拟环境中，在进行虚拟驾驶时获得真车体验，使学车更为安全、方便。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种驾驶教学的方法，其特征在于，

在教练车的副驾驶位上设置方向盘装置，所述方向盘装置包括模拟方向盘和检测模拟方向盘转角的角度传感器，所述角度传感器与教练车的ECU连接；

在驾驶教学过程中，教练在副驾驶位对模拟方向盘进行操作，所述角度传感器将模拟方向盘角度传输至ECU，在ECU的控制下，教练车在其线控转向系统的作用下带动主驾驶位的方向盘转动和教练车转向；

学员在主驾驶位感受方向盘转动并观察路况，掌握汽车转弯和方向盘转动的配合关系。

2.根据权利要求1所述的一种驾驶教学的方法，其特征在于，

在教练车的副驾驶位内还设置刹车装置和油门装置，所述刹车装置包括刹车踏板和用于检测刹车踏板位移量的位移传感器，所述油门装置包括油门踏板和用于检测油门踏板位移量的位移传感器，两个所述位移传感器均与教练车的ECU连接；在驾驶教学过程中，教练在副驾驶位踩踏刹车踏板，所述位移传感器将刹车踏板的位移量传输至ECU，在ECU的控制下，教练车的线控刹车系统开始工作，完成教练车制动；教练在副驾驶位踩踏油门踏板，其对应的位移传感器将油门踏板的位移量传输至ECU，在ECU的控制下教练车的线控油门系统开始工作，调节喷油量，完成教练车的动力调整；

在教练车的主驾驶位设置有模拟反馈装置，模拟反馈装置包括刹车反馈踏板和油门反馈踏板，刹车反馈踏板和油门反馈踏板均设有控制其动作的电机，两个所述电机均与控制器电联；教练在副驾驶位操作刹车踏板和油门踏板时，刹车反馈踏板和油门反馈踏板在控制器的控制下，由其对应的电机带动其进行动作，学员在主驾驶位可对其进行直观感受，获得真实的驾车体验。

3.一种辅助驾驶教学的装置，其特征在于，包括支架（1）、方向盘装置（2）和刹车装置（3），所述方向盘装置（2）和刹车装置（3）均固定在所述支架（1）上；

所述方向盘装置（2）包括齿轮箱（21）、方向盘轴（22）、齿轮轴（23）、大齿轮（24）、小齿轮（25）、方向盘（26）、限位块a（27）和限位块b（28），所述方向盘（26）与所述方向盘轴（22）的一端固定连接，所述方向盘轴（22）和齿轮轴（23）均可转动的设置于所述齿轮箱（21）内，所述方向盘轴（22）上固定套接有小齿轮（25），所述齿轮轴（23）上固定套接有大齿轮（24），所述小齿轮（25）和大齿轮（24）啮合，所述限位块a（27）与所述齿轮箱（21）固定连接，所述限位块b（28）与所述大齿轮（24）的侧面固定连接，所述限位块a（27）和限位块b（28）共面设置；

所述刹车装置（3）包括支座（31）、销轴（32）和踏板（33），所述踏板（33）的一端与所述支座（31）通过销轴（32）铰接，所述销轴（32）上套接有扭转弹簧，所述扭转弹簧的两端分别与所述踏板（33）和支座（31）固定连接；

还包括控制器、角度传感器和位移传感器，所述角度传感器用于监测所述方向盘轴（22）的旋转角度，所述位移传感器用于监测所述踏板（33）的行走行程，所述控制器分别与所述角度传感器和位移传感器电联。

4.根据权利要求1所述的一种辅助驾驶教学的装置，其特征在于，还包括磁粉离合器（4）和电机（5），所述磁粉离合器（4）与电机（5）均与所述支架（1）固定连接，所述电机（5）的输出端与所述齿轮轴（23）的一端通过所述磁粉离合器（4）连接，所述磁粉离合器（4）和电机（5）均与所述控制器电联。

5.根据权利要求1所述的一种辅助驾驶教学的装置，其特征在于，所述小齿轮（25）与大齿轮（24）的齿数比为1:3。

6.根据权利要求1所述的一种辅助驾驶教学的装置，其特征在于，所述支座（31）的端部设置有限位挡板（34），所述踏板（33）与所述限位挡板（34）接触设置。

7.根据权利要求1所述的一种辅助驾驶教学的装置，其特征在于，所述限位块a（27）和限位块b（28）均选用橡胶材质。

8.根据权利要求1所述的一种辅助驾驶教学的装置，其特征在于，所述支架（1）包括两个平行设置的支撑杆（11），所述支撑杆（11）的下部呈弧形，所述支撑杆（11）的弧形部选用弹性材质，所述支撑杆（11）上套接有若干软性材质的防滑垫。

9.根据权利要求9所述的一种辅助驾驶教学的装置，其特征在于，所述支撑杆（11）上铰接有若干连接杆（12），所述连接杆（12）的另一端固定设置有吸盘（13），还包括抽气泵和若干气阀，若干所述气阀的一端分别与若干所述吸盘（13）通过软管连通，其另一端通过软管与所述抽气泵连通。

10.根据权利要求1所述的一种辅助驾驶教学的装置，其特征在于，还包括模拟反馈装置（6）和油门装置（7），

所述油门装置（7）与所述刹车装置（3）的结构相同，所述油门装置（7）与所述支架（1）固定连接；还包括用于监测所述油门装置（7）的踏板行程的位移传感器a，所述位移传感器a与所述控制器电联；

所述模拟反馈装置（6）包括基座，所述基座上固定设置有支架a（61）和支架b（62），所述支架a（61）上可转动的设置有销a，所述销a上固定套接有刹车反馈踏板（63），所述支架a（61）上固定设置有电机a（65），所述电机a（65）的输出轴与所述销a的一端固定连接；所述支架b（62）上可转动的设置有销b，所述销b上固定套接有油门反馈踏板（64），所述支架b（62）上固定设置有电机b（66），所述电机b（66）的输出轴与所述销b的一端固定连接；所述电机a（65）与电机b（66）均与所述控制器电联。