CN1887613A - 汽车手动加速方式及实现装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车手动加速方式及实现装置，包括：手动加速开关、加速传感器、节气门位置传感器、制动传感器、控制电路和节气门驱动电机。其特征在于：在汽车方向盘或驾驶操作台上安装一个与传感器及控制电路连接的手动加速开关取代原来的脚踏式加速踏板，驾驶者用手动加速开关控制汽车加速；当汽车处于制动状态时，就无法同时进行加速操作。本发明使驾驶者的手和脚分别控制汽车的加速和制动操作，可以从根本上杜绝驾驶者在需要紧急制动时误踩加速踏板而导致的交通事故。同时，由于本发明采用电传操控技术取代传统的机械液压式控制方式，使系统结构大大简化，汽车的操控响应也更准确和快速，因此具有很好的经济效益和广阔的市场前景。
Description
技术领域
本发明属汽车技术领域，特别是涉及一种汽车手动加速方式及实现装置。
背景技术
现在汽车的加速与制动控制都是通过驾驶者的右脚动作来实现的：需要加速时用右脚踩下加速踏板；需要制动时也是用右脚踩下制动踏板。
虽然这种布局方式在现代汽车控制上被广泛采用，但从安全驾驶的角度看，这种方式并不科学，存在很大的安全隐患。这是由于汽车加速踏板与制动踏板的距离很近，在某些情况下，如驾驶者偶尔走神、疲劳、醉酒或面对紧急情况需要紧急制动时，都极有可能发生混淆而误将加速踏板当成制动踏板快速踩下，而一旦这样的情况发生，汽车不但不会停止反而会更加无法控制。
正是由于现在汽车存在的这种设计缺欠，每年都会导致大量本不该发生的交通事故发生，造成大量的人员伤亡和财产损失。
我们知道，汽车速度控制是通过改变节气门的开启角度来实现的：改变了节气门的开启角度就改变了汽车发动机的进气量，也就改变了发动机的输出功率，从而使汽车实现加速或减速的目的。
因此，只要能够对节气门进行准确控制，我们完全可以找到其他更科学合理的车速控制方式来取代传统的汽车加速方式。
发明内容
本发明的目的就是提供一种汽车手动加速方式及实现装置，对传统的汽车加速控制方式进行改进，使汽车的操作结构更科学、更合理，使汽车的驾驶变得更简单、更安全，从根本上杜绝发生交通事故的隐患。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：汽车手动加速方式及实现装置，包括：手动加速开关、加速传感器、节气门位置传感器、制动传感器、控制电路和节气门驱动电机。其特征在于：在汽车方向盘或驾驶操作台上安装一个与传感器及控制电路连接的手动加速开关取代原来的脚踏式加速踏板，驾驶者用手动加速开关控制汽车速度。装置满足制动优先原则，即当汽车处于制动状态时，加速操作被屏蔽，发动机处于怠速状态，直至制动取消。
所述的手动加速开关是复位式扳挚开关、复位式导程开关以及其他与汽车加速踏板具有相同机械属性的机械电子装置。
所述的手动加速开关是安装在方向盘上、方向盘立柱上或驾驶操作台上的。
所述的加速传感器安装在手动加速开关上并与控制电路的输入口连接，其输出数据代表手动加速开关当前的开启位置；所述的节气门位置传感器安装在汽车节气门转轴上并与控制电路的输入口连接，其输出数据代表汽车节气门当前的开启角度；所述的制动状态传感器安装在汽车制动器上并与控制电路的输入口连接，该传感器为状态量传感器，仅有两种输出状态：“高”电平或“低”电平，分别代表汽车的“有制动状态”和“无制动状态”。
所述的控制电路由中央处理器及相应外围电路组成，控制电路内部还有一个步进电机控制模块。控制电路根据各个传感器输出的实时监测信息计算产生相应的驱动信号来驱动节气门驱动电机，并对节气门驱动电机的转动方向以及转动角度进行控制。
所述的节气门驱动电机为带有齿轮减速器的步进电机，电机转轴通过齿轮减速器与汽车节气门转轴连接，步进电机转动时带动汽车节气门转动使其开启或闭合。
相对于传统技术，本发明的有益效果是：
1.符合人体工程学原理，手、脚控制动作分开，各司其职，从根本上避免误操作的发生，减少事故发生。
2.由于本发明采用电传控制技术取代传统的机械液压式控制方式，使系统结构大大简化，成本降低，而汽车的操控响应却更准确和快速。
3.本发明可以方便地与其他电子系统连接，实现汽车驾驶的智能控制，复合当前智能交通建设的发展方向。
因此本发明具有很好的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本发明的示意图。
图中：加速扳挚(1)，回位弹簧(2)，加速传感器(3)控制电路(4)、节气门驱动电机(5)、制动状态传感器(6)转动踏板(7)、发动机进气管(8)、节气门(9)节气门位置传感器(10)
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
见图1：在本实施例中，包括：加速扳挚(1)、回位弹簧(2)、加速传感器(3)、控制电路(4)、节气门驱动电机(5)、制动状态传感器(6)、节气门位置传感器(10)。
加速传感器(3)的输出信号与加速扳挚(1)的当前开启位置为一一对应关系，改变加速扳挚(1)的开启位置，加速传感器(3)的输出信号也会相应发生变化，该信号被送入控制电路(4)的输入口。
节气门位置传感器(10)的输出信号与节气门(9)的当前开启角度为一一对应关系，节气门(9)的当前开启角度发生变化，节气门位置传感器(10)的输出信号也会相应发生变化，该信号被送入控制电路(4)的输入口。
控制电路(4)由中央处理器及相应外围电路组成，控制电路内部还包括一个步进电机控制模块。加速传感器(3)和节气门位置传感器(10)送来的模拟信号经控制电路(4)的A/D转换电路实现模数转换后送入中央处理器。
中央处理器根据加速传感器(3)输出的加速扳挚(1)的当前开启位置数据并参照节气门位置传感器(10)输出的节气门(9)的实际开启角度的数据，计算出相应的步进电机驱动数据，输出到步进电机控制模块。步进电机控制模块根据该数据来控制节气门驱动电机(5)的转动方向以及转动角度。
节气门驱动电机(5)的转动轴经齿轮减速器与节气门(9)的转动轴连接，当节气门驱动电机(5)转动时将带动节气门(9)的转动，使节气门(9)的开启角度发生变化，从而改变汽车发动机的输出功率。
因此，加速扳挚(1)的当前开启位置和节气门(9)的当前开启角度通过控制电路(4)和节气门驱动电机(5)实现了一一对应关系：加速扳挚(1)开启变大，节气门(9)的开启角度也变大；加速扳挚(1)开启变小，节气门(9)的开启角度也变小。
控制电路(4)通过监测节气门位置传感器(10)输出的反馈信号可以不断地修正节气门(9)的开启角度，使这种对应关系更加准确和可靠。
驾驶者在对汽车进行加速操作时，只要扳动加速扳挚(1)，使节气门(9)开启角度增大，汽车发动机的输出功率相应增加，汽车就进入加速状态。
如将加速扳挚(1)开启在某一位置并保持不变，节气门(9)就开启在相应的角度，汽车发动机的输出功率也会在某一数值保持稳定，此时汽车保持匀速运动状态。如在该位置上增大或减小加速扳挚(1)的开启幅度，汽车就相应地进入加速或减速状态。
如驾驶者的手离开加速扳挚(1)，加速扳挚(1)将由于回位弹簧(2)的作用回复到初始位置，相应地，节气门(9)也将完全关闭，此时汽车进入怠速行驶状态。
通过本发明的上述原理可知，在驾驶者处理紧急状态或操作汽车进行急转弯时，因为精神紧张和注意力高度集中，人体的自然反应使双手回放在方向盘上进行操作，无法再无法实施加速操作，从而杜绝了危险操作或失误操作的发生，使驾驶更安全。
在本发明中，制动传感器(6)为状态量传感器，它的输出量只有两个：“0”或“1”，无制动时输出为“0”；有制动时输出为“1”。该状态量被送入控制电路(4)的中央处理器，中央处理器对其进行实时监控并对变化做出相应响应。
在驾驶者未采取制动措施时，制动传感器(6)输出状态为“0”，控制电路(4)正常工作，驾驶者的所以加速操作都能正常实现。
当驾驶者踩下汽车的制动踏板(7)汽车进入制动状态时，无论制动幅度大小，制动传感器(6)的输出状态都转变为“1”。控制电路(4)的中央处理器监测到该变化后，首先，立即发出指令，使节气门驱动电机(5)反向转动，强行关闭节气门(9)，使发动机回复到怠速运行。节气门位置传感器(10)的反馈数据可以使控中央处理器准确控制节气门驱动电机(5)的运转，直至节气门(9)完全关闭；其次，屏蔽加速传感器(3)的输入数据，控制电路(4)不再对加速扳挚(1)的位置变化产生响应，此时驾驶者的任何加速操作都是无效的。
当驾驶者松开制动踏板(7)，制动传感器(6)的输出状态恢复为“0”，制动状态解除，控制电路(4)将重新回复到正常工作状态。
因此，即使驾驶者在进行制动的同时有控制汽车加速的误操作，也可以被本发明装置所屏蔽而使发动机转入怠速运转，直至制动状态解除，这就是前文所述的“制动优先原则”。
作为优选，本发明的加速扳挚安装在汽车方向盘支柱上，距离方向盘下方3-4CM，即通常汽车的灯光扳挚或雨刮器扳挚的放置位置，操作方式也与灯光扳挚或雨刮器扳挚的操作方式相同。
灯光扳挚或雨刮器扳挚可以改换到其他的合适位置。
这样放置的好处是：
1.驾驶者在正常操作方向盘时，张开手指即可轻松操作加速扳挚，符合现在的操作习惯，不易疲劳。
2.驾驶者只能在直线行驶或缓慢转向时进行加速操作，在快速转向时，因自然反应，驾驶者要双手紧握方向盘，无法同时进行加速操作，从而避免了事故的隐患。
作为优选，本发明的加速扳挚(1)还可以以按钮形式组合安装在方向盘或换档手柄上，这样放置的好处是：不会改变灯光扳挚或雨刮器扳挚的原有布局，符合现在的操作习惯。缺点是容易产生疲劳。
Claims (6)
1.汽车手动加速方式及实现装置，包括：手动加速开关、加速传感器、节气门位置传感器、制动传感器、控制电路和节气门驱动电机。其特征在于：在汽车方向盘或驾驶操作台上安装一个与传感器及控制电路连接的手动加速开关取代原来的脚踏式加速踏板，驾驶者用手动加速开关控制汽车加速；装置满足制动优先原则，即当汽车处于制动状态时，加速操作被屏蔽，发动机处于怠速状态，直至制动取消。
2.根据权利要求1所述的汽车手动加速方式及实现装置，其特征在于：所述的手动加速开关是复位式扳挚开关、复位式导程开关以及其他与汽车加速踏板具有相同机械属性的机械电子装置。
3.根据权利要求1、2所述的汽车手动加速方式及实现装置，其特征在于：所述的手动加速开关是安装在方向盘上、方向盘立柱上或驾驶操作台上的。
4.根据权利要求1所述的汽车手动加速方式及实现装置，其特征在于：所述的加速传感器安装在手动加速开关上并与控制电路的输入口连接，其输出数据代表手动加速开关当前的开启位置；所述的节气门位置传感器安装在汽车节气门转轴上并与控制电路的输入口连接，其输出数据代表汽车节气门当前的开启角度；所述的制动状态传感器安装在汽车制动器上并与控制电路的输入口连接，该传感器为状态量传感器，仅有两种输出状态：“高”电平或“低”电平，分别代表汽车的“有制动状态”和“无制动状态”。
5.根据权利要求1、4所述的汽车手动加速方式及实现装置，其特征在于：所述的控制电路由中央处理器及相应外围电路组成，控制电路内部还有一个步进电机控制模块。控制电路根据各个传感器送入的实时监测信息计算产生相应的驱动信号来驱动节气门驱动电机，并控制节气门驱动电机的转动方向以及转动角度。
6.根据权利要求1、5所述的汽车手动加速方式及实现装置，其特征在于：所述的节气门驱动电机为带有齿轮减速器的步进电机，电机转轴通过齿轮减速器与汽车节气门转轴连接，步进电机转动时带动汽车节气门转动使其开启或闭合。
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