CN112172522B - 一种自动挡型汽车防误踩油门装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自动挡型汽车防误踩油门装置，包括刹车机构壳体，刹车机构壳体右侧设置油门机构壳体，刹车机构壳体与油门机构壳体内腔相连通，刹车机构壳体内部设置刹车旋转轴，刹车旋转轴转动连接刹车踏板臂，刹车踏板臂端部连接刹车踏板；油门机构壳体内部设置油门旋转轴，油门旋转轴转动连接油门推板臂，油门推板臂连接油门推板。本发明的一种自动挡型汽车防误踩油门装置，通过在踏板上完成制动或油门操作，添加油门锁止保持装置和制动保护装置，提升了本装置的实用性和安全性，避免驾驶员遇到紧急情况误踩油门的现象，增加了交通安全性，降低了成本。

Description

一种自动挡型汽车防误踩油门装置

技术领域

本发明属于电力设备技术领域，具体涉及一种自动挡型汽车防误踩油门装置。

背景技术

当今，自动档车型越来越普及，传统的手动档刹车、油门、离合结构被简化为刹车和油门两个踏板。然而在驾驶时，很多经验不足的驾驶员在遇到紧急情况时，经常将油门踏板和刹车踏板搞混乱，慌乱中将油门踏板当做刹车踏板紧急踩下，从而造成严重的事故，多年来不时会有误踩油门而发生的重大事故的新闻报道。目前市面上针对油门防误踩的技术，例如自动踩刹车功能，油门制动控制系统等，需要先行判断驾驶员是否误踩，增加了系统延时，另外，电子技术在使用时无法及时处理路面的紧急情况，在技术普及和实际应用中都存在问题。现有技术急需一种能够有效阻止驾驶员误踩油门的机械装置，增加系统的可靠性，有效避免驾驶员误踩油门的现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动挡型汽车防误踩油门装置，解决了现有的自动档车型驾驶员紧急情况误踩油门的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种自动挡型汽车防误踩油门装置，包括刹车机构壳体，所述刹车机构壳体右侧设置油门机构壳体，刹车机构壳体与油门机构壳体内腔相连通，刹车机构壳体内部设置刹车旋转轴，刹车旋转轴转动连接刹车踏板臂，刹车踏板臂端部连接刹车踏板；油门机构壳体内部设置油门旋转轴，油门旋转轴转动连接油门推板臂，油门推板臂连接油门推板。

本发明的特点还在于，

油门旋转轴上设置滑动变阻器b，滑动变阻器b包括油门电刷和油门电刷轨道，油门电刷电连接油门电子盒，油门电刷与油门电刷轨道相连，电刷连接油门推板臂末端，油门电刷轨道与油门旋转轴的轴向垂直设置。

油门旋转轴竖直设置在油门机构壳体内部，油门旋转轴上套接油门推板臂，油门旋转轴与油门推板臂之间安装反向弹簧，油门推板背面设置轨道，轨道滑动连接滚轮A，油门推板臂端部连接滚轮A。

刹车旋转轴水平设置于刹车机构壳体内部，刹车旋转轴上设置滑动变阻器a，滑动变阻器a包括刹车电刷和刹车电刷轨道，刹车电刷与刹车踏板臂末端连接，刹车电刷轨道与刹车旋转轴垂直放置，刹车电刷轨道通过螺丝固定于刹车机构壳体内，刹车电刷电连接刹车电子盒。

油门旋转轴下方连接锥形阻力装置，锥形阻力装置包括阻力锥体和阻力帽，阻力锥体连接油门旋转轴底端，阻力帽与刹车踏板臂之间连接阻力连杆。

油门旋转轴套接油门推板臂的位置固定连接油门推板臂反向连杆，油门推板臂反向连杆与油门推板臂相对设置，油门推板臂反向连杆上连接滚轮B。

刹车踏板臂上设置三角斜向曲面装置，三角斜向曲面装置为平面朝上弧面朝下的扇形板状结构，在扇形板侧面开设滑道，扇形侧面下方竖直固定一段平面轨道结构，平面轨道连通滑道，平面轨道与滑道尺寸对应匹配，平面轨道与滑道内部滑动连接滚轮B。

刹车踏板臂与刹车旋转轴之间设置刹车阻尼器，刹车阻尼器内部设置阻尼弹簧。

刹车电子盒和油门电子盒内部均安装位置传感器。

刹车机构壳体与油门机构壳体均采用金属外壳，油门推板臂反向连杆采用柔性钢材料。

本发明的有益效果是：通过在原有刹车踏板的结构上组合油门踏板，将油门踏板更改为横向操纵的油门推板，并紧密安放在刹车踏板右侧。驾驶员通过向下踩动刹车踏板控制汽车制动，向右侧推动油门推板并滑动脚掌控制汽车油门大小。本发明一种自动挡型汽车防误踩油门装置，不需要检测驾驶员是否误踩油门踏板，无时间延迟，高效可靠，成本也较低，可通过电气接口兼容，对目前通用汽车油门刹车结构具有普遍的适用性。

附图说明

图1是本发明一种自动挡型汽车防误踩油门装置的结构示意图；

图2是本发明一种自动挡型汽车防误踩油门装置的右视图；

图3是本发明一种自动挡型汽车防误踩油门装置油门机构壳体的剖视图；

图4是本发明一种自动挡型汽车防误踩油门装置刹车机构壳体的剖视图；

图5是本发明一种自动挡型汽车防误踩油门装置的内部俯视图。

图6是本发明一种自动挡型汽车防误踩油门装置锥形阻力装置的局部放大图。

图7是本发明一种自动挡型汽车防误踩油门装置制动保护装置局部放大图。

图8是本发明一种自动挡型汽车防误踩油门装置的油门刹车角度控制范围的分析图。

图中，1.刹车机构壳体，2.油门机构壳体，3.刹车踏板，4.油门推板，5.滚轮A，6.刹车踏板臂，7油门推板臂，8.刹车旋转轴，9.油门旋转轴，10.刹车电子盒，11.油门电子盒，12油门电刷，13.油门电刷轨道，14.锥形阻力装置，15.阻力锥体，16.阻力帽，17.油门推板臂反向连杆，18.刹车电刷，19.刹车电刷轨道，20.阻力连杆，21.滚轮B，22.三角斜向曲面装置，23.刹车阻尼器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供的一种自动挡型汽车防误踩油门装置，如图1所示，包括刹车机构壳体1，刹车机构壳体1右侧设置油门机构壳体2，刹车机构壳体1与油门机构壳体2内腔相连通，刹车机构壳体1内部设置刹车旋转轴8，刹车旋转轴8转动连接刹车踏板臂6，刹车踏板臂6端部连接刹车踏板3；油门机构壳体2内部设置油门旋转轴9，油门旋转轴9转动连接油门推板臂7，油门推板臂7连接油门推板4。

如图2所示，油门旋转轴9上套接油门推板臂7末端，油门旋转轴9上设置滑动变阻器b，滑动变阻器b包括油门电刷12和油门电刷轨道13，油门电刷12电连接油门电子盒11，如图4所示，油门电刷12与油门电刷轨道13相连，油门电刷12连接油门旋转轴9上油门推板臂7的末端，油门电刷轨道13与油门旋转轴9轴向垂直设置，油门电刷轨道13为曲面轨道，油门电刷轨道13通过螺丝固定在油门结构壳体2内部，保证油门电刷12跟随油门旋转轴9转动时紧贴油门电刷轨道13滑动，产生电信号。驾驶员向右滑动脚掌带动油门推板4向右滑动，油门推板臂7相对油门旋转轴9旋转，带动油门电刷12转动，并产生电信号传输给汽车电子控制单元ECU。

如图3所示，油门旋转轴9竖直设置在油门机构壳体2内部，油门旋转轴9与油门推板臂7之间安装反向弹簧，反向弹簧为油门推板臂7提供反作用力，并随着压力的变大而提供5～30N的阻力，反作用力大小为5+0.7xN，x为油门推板臂7的旋转角度，x大小为0°～35°，油门推板4背面设置轨道，轨道滑动连接滚轮A5，油门推板臂7端部连接滚轮A5，油门推板臂7与油门推板4通过滚轮A5连接，当驾驶员用右脚滑动油门推板4时，带动滚轮5滚动，保证油门推板4与驾驶员脚掌发力点相对静止。

如图4所示，刹车旋转轴8水平设置于刹车机构壳体1内部，刹车旋转轴8上设置滑动变阻器a，滑动变阻器a包括刹车电刷18和刹车电刷轨道19，刹车电刷18与刹车踏板臂6的末端连接，刹车电刷轨道19与刹车旋转轴8垂直放置，刹车电刷轨道19通过螺丝固定于刹车机构壳体1内，刹车电刷18电连接刹车电子盒10，驾驶员向下踩踏刹车踏板3时，刹车踏板臂6相对刹车旋转轴8旋转，带动刹车电刷18转动，滑动变阻器a产生电信号传输给汽车电子控制单元ECU。

刹车踏板臂6与刹车旋转轴8之间设置刹车阻尼器23，刹车阻尼器23内部设置阻尼弹簧，阻尼弹簧与刹车踏板臂6相连，当刹车踏板臂6向下扭动时，刹车阻尼器23受到挤压并为刹车踏板臂6提供反作用力，根据驾驶员的发力习惯，反作用力大小为15+1.3yN，y为刹车踏板臂6旋转角度，y的范围为0°～35°，驾驶员撤离刹车踏板3时，刹车踏板会在此作用力下自动向上反弹回位，随着压力的变大而提供15～60N的阻力。

油门旋转轴9的下方连接锥形阻力装置14，具体结构如图6所示，锥形阻力装置14包括阻力锥体15和阻力帽16，阻力锥体15连接油门旋转轴9底端，阻力帽16与刹车踏板臂6之间连接阻力连杆20，阻力连杆20一头连接在刹车踏板臂6上，阻力连杆20另一头连接在阻力帽16上，与阻力锥体15组成油门锁止保持装置，当刹车踏板3没有动作时，y＝0°，阻力锥体15插入阻力帽16中，当油门旋转轴9旋转角度后，旋转角度x>0°时，阻力帽16产生阻力并阻止油门旋转轴9带动油门推板臂7的回弹，此时油门大小保持不变，当需要减小油门时，通过刹车踏板3向下微移(0°<y<5°)，带动阻力连杆20使阻力帽16与阻力锥体15产生间隙，阻力变小，油门旋转轴9带动油门推板臂7逐渐回弹，当刹车踏板3向下移动(y≥5°)使阻力帽16完全脱离阻力锥体15后，油门旋转轴9只受到回弹力，直接复位，此时油门旋转轴9旋转角度为0°，没有油门输入。

油门旋转轴9套接油门推板臂7的位置连接油门推板臂反向连杆17，油门推板臂反向连杆17与油门推板臂7相对设置，油门推板臂反向连杆17上连接滚轮B21，刹车踏板臂6上设置三角斜向曲面装置22，三角斜向曲面装置22的结构，如图7所示，三角斜向曲面装置22为平面朝上弧面朝下的扇形板状结构，在扇形板侧面开设滑道，滑道内部滑动连接滚轮B21，扇形侧面下方竖直固定一段平面轨道结构，平面轨道连通滑道，平面轨道与滑道尺寸对应匹配，滚轮B21在三角斜向曲面装置22的滑道和平面轨道滑动，从而组成制动保护装置。当油门旋转轴9转动后，油门推板臂反向连杆17带动滚轮B21向逆时针旋转，若此时驾驶员需要刹车，踩下刹车踏板3后，(y>5°)，三角斜向曲面装置22与滚轮B21接触，向下移动致使滚轮B21在三角斜向曲面装置22的曲面轨道滑动，带动油门推板臂反向连杆17向顺时针方向转动，当刹车踏板臂6向下转动20°时(y＝20°)，油门旋转轴9的旋转角度x＝0°，刹车踏板3继续下踩，滚轮B21进入三角斜向曲面装置22的垂直轨道，通过这种方式，避免了驾驶员踩下刹车时油门没有及时复位的情况。

在刹车电子盒10和油门电子盒11内部均安装位置传感器，每个位置传感器采用电位计型位置传感器，电子盒11用于容纳油门或刹车传感器电子分析的装置，电子盒内置PCB电路板，将油门或刹车信号是转变为相应电压信号，并提供同ECU的接口；通过角度测量的变化区域，如图8所示，油门刹车角度控制范围分析图，刹车旋转轴的角度变化范围为0°～35°，0°～5°的范围为油门锁止解除区，完成解除油门锁止功能，同时兼顾刹车踏板防误触功能，在此期间不触发刹车的位置传感器，当y在5°～35°时，刹车位置传感器感应角度的变化范围为0°～30°，此时为刹车传感器的控制范围。油门旋转轴9的角度变化范围为0°～35°，当旋转角度在0°～5°时，属于油门推板的防误触区域，在此期间不触发油门的位置传感器，当油门旋转轴9的角度变化在5°～35°时，为油门位置传感器的控制范围。

本发明一种自动挡型汽车防误踩油门装置的工作过程，驾驶员通过脚掌踩下刹车踏板，完成制动操作，松开踏板，以脚后跟为轴，脚掌向右滑动，带动油门推板向右移动后，完成油门加油操作。当脚掌向右滑动时，由于油门锁止保持装置的作用，脚掌松开油门推板后不会立即回弹，需要减小油门时，驾驶员轻踩刹车踏板，油门推板逐渐回弹。为了避免油门旋转轴在踩下刹车后无法及时回弹的现象，制动保护装置可以保证驾驶员踩下刹车踏板后油门推板及时复位。这种结构的制动装置，能够避免驾驶员遇到紧急情况时错踩油门的情况，操作方便，结构简单，降低了成本。

本发明一种自动挡型汽车防误踩油门装置的工作原理，刹车机构壳体与油门机构壳体用于保护并容纳刹车装置和油门装置的相关部件；通过位置传感器将驾驶员操控的油门挡板、刹车踏板位置物理信号转换为电信号输出给汽车微控制器ECU；驾驶员通过脚掌踩踏，控制汽车制动；驾驶员通过右脚掌向右滑动，推动油门推板控制汽车油门，通过在内部添加制动保护装置和油门锁止保持装置，可以保证在刹车踏板臂完全踩下时，油门旋转轴恢复到最小值零位，角度为0°，油门锁止功能可以让驾驶员向右推动油门推板后固定保持当前油门旋转轴角度，不需要驾驶员一直要推挡油门推板动作才能保持油门，减少驾驶员必须一直操作才能维持油门带来的疲劳感。当需要减少油门时，只需向下轻踩刹车踏板油门推板即可缓速回弹。当快速踩下刹车踏板时，油门挡板在斜向曲面装置推动下快速回位归零。

因踩刹车和加油门时，采取的动作和用力方向截然不同，可避免驾驶员遇到紧急情况后因动作相同而错踩油门，同时驾驶人员在紧急情况下会形成向下急踩刹车的条件反射，而不会向右去推动油门，因而可在根本上避免刹车误动作，且不需要检测驾驶员是否误踩油门踏板，无时间延迟，高效可靠，成本也较低，而且电气接口兼容，也适合对目前通用汽车油门刹车结构进行改造升级。

当刹车踏板臂或油门推板臂从初始位置至完全触发位置运动过程中，滑动变阻器的电刷随旋转轴转动，产生阻值变化并将电信号通过电子盒传送给ECU，当刹车阻尼器受到挤压时，对刹车踏板臂施加阻止其运动的弹力，当油门旋转轴逆时针旋转时，内部反向弹簧施加反作用力，刹车踏板臂和油门推板臂所受到的阻力都会随着驾驶员的作用力而变大，唯一不同的是，因刹车踏板臂与油门推板臂的结构不同，故设置其刹车阻尼器和反向弹簧的反作用力各不相同。

本实施例中刹车机构壳体1与油门机构壳体2均采用金属外壳，油门推板臂反向连杆17采用柔性钢材料，利用柔性钢可以发生一定程度的形变，来保证驾驶员半坡起步时可以采用刹车油门结合的方式，当完全踩下刹车时，刹车踏板臂侧连的三角斜向曲面装置推动滚轮B并带动油门推板臂反向连杆复位，从而使油门推板复位，油门旋转轴角度为0°，完成制动保护功能，此时驾驶员向右推动油门推板，使油门推板臂反向连杆发生一定程度的形变，带动油门推板转动，进而完成车辆起步。

锥形阻力装置的阻力锥体从内而外分别由钢、粘接隔热层和NAO摩擦材料组成，阻力帽从内而外由NAO摩擦材料、粘接隔热层和钢组成，外层钢材料制成桶套状，包裹阻力锥体，另将阻力帽与阻力连杆相连，当阻力锥体完全插入阻力帽中时，由于内部摩擦力大于与阻力锥体相连的油门旋转轴的反作用力，当刹车踏板臂向下转动时，阻力连杆带动阻力帽向下脱离阻力锥体，此时摩擦力小于油门旋转轴的反作用力，油门旋转轴开始回弹，回弹的速度与阻力帽和阻力锥体的接触程度成正反比，阻力帽与阻力锥体完全脱离后，油门旋转轴只受到反作用力，快速直接复位，完成油门锁止回零功能。

Claims (6)

1.一种自动挡型汽车防误踩油门装置，其特征在于，包括刹车机构壳体（1），所述刹车机构壳体（1）右侧设置油门机构壳体（2），刹车机构壳体（1）与油门机构壳体（2）内腔相连通，刹车机构壳体（1）内部设置刹车旋转轴（8），刹车旋转轴（8）转动连接刹车踏板臂（6），刹车踏板臂（6）端部连接刹车踏板（3）；油门机构壳体（2）内部设置油门旋转轴（9），油门旋转轴（9）转动连接油门推板臂（7），油门推板臂（7）连接油门推板（4）；所述油门旋转轴（9）上设置滑动变阻器b，滑动变阻器b包括油门电刷（12）和油门电刷轨道（13），油门电刷（12）电连接油门电子盒（11），油门电刷（12）与油门电刷轨道（13）相连，油门电刷（12）连接油门推板臂（7）末端，油门电刷轨道（13）与油门旋转轴（9）轴向垂直设置；所述油门旋转轴（9）下方连接锥形阻力装置（14），锥形阻力装置（14）包括阻力锥体（15）和阻力帽（16），阻力锥体（15）连接油门旋转轴（9）底端，阻力帽（16）与刹车踏板臂（6）之间连接阻力连杆（20）；

所述油门旋转轴（9）套接油门推板臂（7）的位置固定连接油门推板臂反向连杆（17），油门推板臂反向连杆（17）与油门推板臂（7）相对设置，油门推板臂反向连杆（17）上连接滚轮B（21）；

所述刹车踏板臂（6）上设置三角斜向曲面装置（22），三角斜向曲面装置（22）为平面朝上弧面朝下的扇形板状结构，在扇形板侧面开设滑道，扇形侧面下方竖直固定一段平面轨道结构，平面轨道连通滑道，平面轨道与滑道尺寸对应匹配，平面轨道与滑道内部滑动连接滚轮B（21）。

2.根据权利要求1所述的一种自动挡型汽车防误踩油门装置，其特征在于，所述油门旋转轴（9）竖直设置在油门机构壳体（2）内部，油门旋转轴（9）上套接油门推板臂（7），油门旋转轴（9）与油门推板臂（7）之间安装反向弹簧，油门推板（4）背面设置轨道，轨道滑动连接滚轮A（5），油门推板臂（7）端部连接滚轮A（5）。

3.根据权利要求1所述的一种自动挡型汽车防误踩油门装置，其特征在于，所述刹车旋转轴（8）水平设置于刹车机构壳体（1）内部，刹车旋转轴（8）上设置滑动变阻器a，滑动变阻器a包括刹车电刷（18）和刹车电刷轨道（19），刹车电刷（18）与刹车踏板臂（6）末端连接，刹车电刷轨道（19）与刹车旋转轴（8）垂直放置，刹车电刷轨道（19）通过螺丝固定于刹车机构壳体（1）内，刹车电刷（18）电连接刹车电子盒（10）。

4.根据权利要求1所述的一种自动挡型汽车防误踩油门装置，其特征在于，所述刹车踏板臂（6）与刹车旋转轴（8）之间设置刹车阻尼器（23），刹车阻尼器（23）内部设置阻尼弹簧。

5.根据权利要求3所述的一种自动挡型汽车防误踩油门装置，其特征在于，所述刹车电子盒（10）和油门电子盒（11）内部均安装位置传感器。

6.根据权利要求1所述的一种自动挡型汽车防误踩油门装置，其特征在于，所述刹车机构壳体（1）与油门机构壳体（2）均采用金属外壳，油门推板臂反向连杆（17）采用柔性钢材料。

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