CN1912787A - “傻瓜”轿车 - Google Patents

Abstract

一种简化操作，可以任意调控的节能型和换挡平稳的汽车，称为“傻瓜”轿车，扩深应用到所有汽车，通称为“傻瓜”汽车，包括傻瓜货车、傻瓜客车、傻瓜商用车等。傻瓜轿车的主要特征是使用辅助驾驶分体机器人，由中央控制器、工作方式选择器、自动离合器、电子脚刹、电子手刹、电子油门、众多的传感器和执行器等组成，能使MT汽车变为AMT，能根据负载大小和车速控制换挡，按耗油少和动力性好为目的，自动调节发动机处于最优的转速和输出力矩状态。精确控制发动机转速配合离合器的动作，换挡时车速平稳。众多传感器和精确控制确保不当操作不会损伤汽车，同时简化的操作对驾驶员的要求降至最低，确保行车安全。

Description

“傻瓜”轿车

所属技术领域

本发明涉及一种能使MT变为AMT，并进一步简化操作，可以适用任何人并可以任意调控而不损伤的轿车，称为“傻瓜”轿车，扩深应用到各种汽车后通称为“傻瓜”汽车，例如：傻瓜客车、傻瓜货车、傻瓜商用车、傻瓜越野车、傻瓜重型车等。

背景技术

目前，公知的易操控轿车是自动挡AT轿车、自动机械挡AMT轿车和无级变速CVT轿车，驾驶员无须知道也无須控制什么时候换什么挡，但是，脚的操控仍然复杂，在油门和刹车之间不断来回控制，在道路障碍和行人繁杂的市区，仍然令初学者难以适应，特别是年纪大的人和妇女，有心想开车却不敢开。

此外，在自动挡AT轿车、自动机械挡AMT轿车和无级变速CVT轿车中，AT轿车耗油量高出约15％～20％，结构复杂，可维修性差，已经不受欢迎，CVT轿车真正实用正在开始，而且也只能应用于小功率的轿车中，寿命和可靠性还不稳定，未能推广。最省油最简单最可靠仍然是由MT改造而来的AMT轿车，制约AMT轿车发展的是自动换挡的平稳性仍不够，电子技术的应用还不够深。

发明内容

为了克服现有的轿车操作不够简单，为了克服初学者或者是不熟练者又或者是不了解轿车构造原理的驾驶员的胡乱操作对轿车的伤害，为了减少轿车的故障率，延长轿车的使用寿命，为了节约燃油，为了克服AMT自动换挡的不平稳，本发明“傻瓜”轿车提供了解决以上五个目标的轿车。

“傻瓜”轿车不但操作简单，初学者、不熟练者或者是对于不了解轿车构造原理的驾驶员的误操调控，均不会损伤轿车，而且减少了轿车的故障率，延长了轿车的使用寿命，同时节约燃油，还能将MT轿车变成为AMT轿车。

“傻瓜”轿车的组成：在普通轿车基础上增加汽车辅助控制装置，称之为辅助驾驶分体机器人，能模仿有经验的老司机和专业技术超群的汽车工程师，辅助驾驶员精确控制汽车的行驶和细心养护汽车。该机器人功能强大，控制精确，能控制发动机处于最隹工作状态：最省油、最低排放、最隹动力和最耐用。该车对驾驶员的驾驶技术要求降至最低，操作简单，行车安全，不当操作不会损伤汽车。结构和工作原理如说明书附图1和附图2。

辅助驾驶分体机器人的结构组成：如图1，原来的手动挡换上了如说明书附图2所示的工作方式选择器。“分体机器人”能检测发动机的转速、离合器原动轴转速、离合器被动轴转速、车速、工作方式选择位置、工作方式操纵手柄销控开关状态、脚刹车状态位置、手刹车状态位置、油门踏板位置。能根据检测结果分析出负载大小、该不该换挡，该换什么挡、要不要加油、加多少油等。能控制节气门开度、离合器的离与合及其离合快慢、挡位控制或者变速控制，使发动机处于相应的工作模式：多种节能模式或多种动力模式。

工作方式选择器的技术方案：采用如附图2所示的推拉移动(或者旋转)方法操纵工作方式选择器的挡位杆，控制汽车的工作方式为手动(1、2、3、4、5)挡(可选顶)、倒车挡(必选项)、停车挡(必选项)、自动挡(必选项)、定速自动挡(可选预)和定距自动挡(可选预)。操纵手柄有定位销和销控开关，销控开关复位后对工作方式的选择进行确认，销控开关按下后复位前，轿车仍按原先的工作方式工作。手动挡按挡位低高顺序离开停止挡位排列。定速挡位可以是一个连续可变的电位器，也可以是单个或多个可以分别预设的独立的不连续的挡位。附图2(a)(b)(c)。

脚踏板刹车器的技术方案：安装了踏板位置传感器，并在刚踏下的初始行程产生一个位移和电信号，并在各种功能方式状态下，刹车踏板被初始踏下的很少一段行程，拥有绝对优先权强制控制汽车关闭节气门，同时，当车速低怠速行车的车速的两倍时，拥有绝对优先权强制控制汽车离合器离开。

脚踏板油门的技术方案：安装了踏板位置传感器，并在刚踏下的初始行程产生一个电信号，控制汽车离合器闭合。

手动刹车器的技术方案：复位位置安装了复位控制开关，在汽车手动刹车的状态下，拥有绝对优先权强制控制汽车工作于停止方式。手动刹车器的手柄安装了人工控制的强制停止工作方式复位开关，用于起步。

“分体机器人”的软件控制功能技术方案：可以控制手动挡机械变速器(MT)成为AMT，也可以控制CVT变速器。在手动挡等各种工作方式状态下，都没有人工控制的离合器，而是均采用自动控制离合器，确保变速器齿轮的安全。在定速自动方式状态或者在定距自动方式状态下，人工控制油门踏板被踏下后，定速自动状态或者在定距自动状态被暂时解除，汽车速度可以超过设定值，发动机的转速从经济转速向大功率大力矩转速增加(用于超车和上陡坡)，人工控制油门踏板复位后，会自动取消刚才的解除，回复到原先的定速自动工作方式或者定距自动工作方式。

简化轿车驾驶操作的技术方案：使用足够的传感器，先进的执行器，单片机，配以科学的硬件电路和巧妙的软件编程，相当于将老司机的丰富经验和专业技术超群的汽车工程师的技术一并溶入到单片机中央控制单元中。

简化脚的控制的技术方案：采用节约燃油的定速行驶，驾驶员根据道路、环境、天气等情况，选择期望的行驶车速，本发明的分体机器人会根据路面的情况，负荷的大小，当时的车速，计算出最合适参数控制轿车的挡位和油门，使轿车发动机以最低的油耗转速驱动轿车行驶在设定的车速上。驾驶员无须控制换挡和油门，只须控制方向盘。脚在空闲中休息。想减速，可以拉低设定车速，也可以轻踩下刹车踏板，在踏板的初始小行程中，会发出信号，以绝对优先权关闭油门。如果关闭油门的减速不够，继续踩下刹车踏板，油门会仍然关闭，同时会进行刹车或者ABS刹车，进一步降低车速。踩下越多，刹车作用越显著。急速踩下刹车踏板时，会引起急刹车。由于轿车工作于经济油耗状态，动力性相对会差一些，为了超车，为了大负载上坡，可以踩下油门踏板，速度可以超过设定值，放开踏板，车速会自动恢复设定值。

解决误操作对轿车的伤害技术方案是：针对面向广大驾驶员的多功能傻瓜轿车，在定速自动挡基础上，增加了手动挡，普通自动挡，在高级傻瓜轿车中还增加了定距自动挡，为此，采用如下技术方案防止误操作造成对汽车的损害。

①自动挡行驶中工作方式切换到手动前进挡：在自动挡行驶过程中，如果人为调到手动挡，CAC控制系统会自动控制油门和挡位，直到车速适合该挡的车速范围才转入人工控制的某挡位。

②自动挡行驶中工作方式切换到手动倒车挡：在自动挡行驶过程中，如果人为调到倒车挡，CAC控制系统会自动关闭油门，直到车速为零后，才转入人工控制的倒车挡位，并由油门控制车速。

③手动挡行驶中工作方式切换到定速自动挡：CAC控制系统会自动按设定车速控制。手动挡行驶中切换到自动挡方式，相当于定速值为零的定速挡，速度由油门控制。

④驻车：停车拉手刹会使工作方式自动进入停车挡。

节约燃油的技术方案：采用MT变速器，在分体机器人的控制下，变为AMT变速器，达到手动挡轿车的最高节约燃油状态。同时，在自动挡和定速挡中，已经按照节约燃油的模式进行编程。

对MT挡位进行平稳控制的技术方案：CAC控制系统速度传感器对离合器的输入轴和输出轴的转速进行监测，通过对油门的控制，控制输入轴转速，在下陡坡和大负载造成对车速增加过快时，通过对刹车的控制，控制输出轴的转速。当离合器的输入轴和输出轴的转速基本相等时CAC控制系统控制离合器合上，通过对车速的加速度的控制，实现平稳换挡。

附图说明

下面结合附图和“傻瓜”汽车的驾驶方法对本发明进一步说明：

(1)手动挡方式驾驶(与传统的手动挡车相比，离合器由CAC系统自动控制，确保误操作不损伤汽车。)：

在任何方式状态下都可以进入本状态，汽车会自动适应该状态，驾驶员只需要选择挡位，不需要控制离合器。挡位按顺序排列，想跳挡可以超越。

(2)自动方式驾驶(即普通的自动换挡方式，驾驶员只需要控制方向盘、刹车和加油)：

在任何方式状态下都可以进入本状态，汽车会自动适应该状态。

在停车状态起步时，踩下刹车，选择自动工作方式或自动定速000工作方式(行驶中可以随时改变为定速方式驾驶)，放开脚刹后，放开手动刹车的同时，踩下加速加力踏板(初始行程电信号会使离合器接通)，汽车即会按你的操作起步加速行驶，和普通自动挡汽车一样。当踩下刹车踏板后，并且车速低于怠速行走车速的两倍时，离合器会自动离开。

(3)定速自动方式驾驶(只须控制方向盘和刹车，行车自动在最省油状态)：

在任何方式状态下都可以进入本状态，汽车会自动适应该状态。

①起步：踩下刹车，放开手动刹车，选择自动定速速度值(行驶中可以随时改变)，快速放开刹车后，汽车即会使人感觉舒适地起步加速行驶，直到设定速度时恒速行驶。

②减速与刹车：在达到或者没有达到设定速度前，轻踩刹车踏板(1～3cm)，汽车会自动关闭油门。再继续踩刹车踏板(超过3cm)，汽车会开始ABS刹车，急速踩刹车踏板，汽车会自动关闭油门并急刹车和控制离合器离开。

③超车与陡坡：需要快速超车或者在陡坡时，踩下加速加力踏板，踩得越深，效果越显著，车速可以高于设定值，由加速加力踏板控制，不踩下加速加力踏板，车速回到设定值。

(4)定距自动方式驾驶(高级傻瓜车使用)：

在任何方式状态下都可以进入本状态，汽车会自动适应该状态，驾驶员只需要控制方向盘，汽车会自动与前车保持6倍急刹车安全距离(根据路面摩擦系数可以人工选择)的自动速度下行驶(和前车等速)，高速时距离会自动变远，前车减速过快导致车距进入4倍安全距离后，会引起本车自动刹车，前车急刹车导致车距进入2倍安全距离后，会引起本车自动急刹车。

(5)驻车：停车拉手刹会使方式选择停车。

(6)存库或入车位：可以用手动1和倒车，也可以用自动或者定速000和倒车。

具体实施方式

在图1中，“傻瓜”轿车的一种典型实例是，分体机器人的CAC中央控制器安装于工作方式选择器的下面，与工作方式选择器成为一体化结构装置，并置于轿车原先的手动挡操纵位置。原先的手动挡操纵器已经拆除，由换挡执行器替代并置于变速器附近。

换挡执行器有两种形式，外置式用于现有的标准的手动挡变速器，内置式是专门设计便于电控制的，和变速器一体的执行器。

外置式换挡执行器由四个电磁位移执行器或者由四个带减速的小电机位移执行器组成。上下左右各置一个，上控制器用于进入1、3、5档，下控制器用于进入2、4、倒档，左控制器用于进入1、2档，右控制器用于进入5、倒档，要使轿车进人1、2、3、4、5挡和倒车挡，分别控制左上、左下、上、下、右上、右下位移执行器通电即可。

节气门执行器是一个带减速装置的电动机，和节气门之间用扭弹簧直接连接，也可以用拉伸弹簧连接节气门线轮。两种连接都必须能够在任何位置被刹车踏板踩下后强制回复到关闭位置。

离合器执行器是一个带减速器的可调速小电机。

离合器输入轴和输出轴速度传感器可以省略，分别由曲轴转速和轿车速度并根据挡位的位置换算得到。

手动刹车、脚刹、油门均和普通的一样，只是略作改动，增加了传感器。

Claims (10)

1、一种汽车，称为“傻瓜”轿车，扩深应用到其他各种汽车，通称为“傻瓜”汽车。包括“傻瓜”客车、“傻瓜”货车、“傻瓜”商用车、“傻瓜”越野车、“傻瓜”重型车等。由普通轿车加装辅助驾驶控制装置而成，该装置称为辅助驾驶分体机器人。

2、根据权利1所述的汽车，其特征1是：辅助驾驶分体机器人由CAC中央控制器、电子脚踏板刹车器、电子手动刹车器、电子加速加力脚踏板油门、汽车工作方式选择器、发动机曲轴转速或离合器原动轴转速检测器、离合器被动轴转速检测器、车速检测器、节气门控制执行器、离合器控制执行器、挡位控制执行器(对于CVT变速器称为变速控制执行器)等组成。

3、根据权利1和权利2所述的汽车，其特征2是：采用推拉移动(或者旋转)方法操纵工作方式选择器的控制杆，控制汽车的工作方式有手动(1、2、3、4、5)挡(可选顶)、倒车挡(必选项)、停车挡(必选项)、自动挡(必选项)、定速自动挡(可选顶)和定距自动挡(可选顶)。操纵手柄有定位销和销控开关，对工作方式的选择进行确认。CAC中央控制器置于工作方式选择控制器的下方，两者成为一体化结构。

4、根据权利1和权利2所述的汽车，其特征3是：在手动挡等各种工作方式状态下，都没有人工控制的离合器，而是均采用自动电控制离合器。

5、根据权利1和权利2所述的汽车，其特征4是：在定速自动方式状态或者在定距自动方式状态下，人工控制油门踏板被踩下后，定速自动状态或者在定距自动状态被暂时解除，汽车速度可以超过设定值，发动机的转速从经济转速向大功率大力矩转速增加(用于超车和大负荷上陡坡)，人工控制油门踏板复位后，会自动取消刚才的解除，回复到原先的定速自动工作方式或者定距自动工作方式。

6、根据权利1和权利2所述的汽车，其特征5是：手动挡按挡位低高顺序离开停止挡位排列。定速挡位可以是一个连续可变的电位器，也可以是多个可以分别预设的独立的不连续的挡位。

7、根据权利1和权利2所述的汽车，其特征6是：脚踏板刹车器安装了踏板位置传感器，并在刚踩下的初始行程产生一个位移和电信号，并在各种功能方式状态下，刹车踏板被初始踩下的很少一段行程，拥有绝对优先权强制控制汽车关闭节气门，同时，当车速低于怠速行车的车速的两倍时，拥有优先权控制汽车离合器离开。脚踏板油门安装了踏板位置传感器，并在刚踩下的初始行程产生一个电信号，控制汽车离合器合上，优先权次之。手动刹车器复位位置安装了复位控制开关，在汽车手动刹车的状态下，拥有绝对优先权强制控制汽车工作于停止方式。

8、根据权利1和权利2所述的汽车，其特征7是：外置式换挡执行器由四个电磁位移执行器或者由四个带减速的小电机位移执行器组成。上下左右各置一个，上控制器用于进入1、3、5档，下控制器用于进入2、4、倒档，左控制器用于进入1、2档，右控制器用于进入5挡和倒档，要使轿车进入1、2、3、4、5挡和倒车挡，分别控制左上、左下、上、下、右上、右下位移执行器通电即可。

9、根据权利1和权利2所述的汽车，其特征8是：节气门执行器是一个带减速装置的电动机，和节气门之间用扭转弹簧直接连接，也可以用拉伸弹簧连接节气门线轮。两种连接都必须能够在任何位置被刹车踏板踩下后强制回复到关闭位置。

10、根据权利1和权利2所述的汽车，其特征9是：离合器执行器是一个带减速器的可调速小电机。

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