CN1970358A - 傻瓜汽车 - Google Patents

Abstract

一种可以克服错将油门当刹车的更安全更易驾驶更节约油耗的汽车，称为“傻瓜汽车”。其主要特征是使用辅助驾驶分体机器人，称为傻瓜车机器人。该车设计了三种驾驶方式以适合各种驾驶员：左脚刹车右脚油门式、单脚控制复合刹车踏板式和传统式。左脚踏板和右脚刹车踏板联动，均可以刹车，允许左脚负责刹车，右脚控制最右侧的油门。当左右两脚同时踩下时，刹车优先，油门被强行关闭。刹车踏板是一个油门和刹车的复合刹车踏板，用于控制车速，初始位移约有5厘米力度较小的反比例控制的油门。油门踏板安装了开关，用于解除和恢复定速行驶。傻瓜车机器人能控制MT汽车为AMT，在低速小负荷时可以自动控制对称的一半汽缸的轮换工作，并能保护汽车。

Description

傻瓜汽车

所属技术领域

本发明涉及一种能克服突发紧急状态下误将油门当刹车的汽车，并能使MT变为AMT，能在低速小负荷时对称关闭一半汽缸的工作，进一步简化操作，可以适用任何人以任意调控而不损伤车的汽车，称为“傻瓜汽车”，具体应用到轿车后称该轿车为“傻瓜轿车”，应用到客车、货车、商用车、越野车、重型车等车型后分别称为傻瓜客车、傻瓜货车、傻瓜商用车、傻瓜越野车、傻瓜重型车等，并可以将现有使用着的汽车改装为傻瓜汽车。

背景技术

本人于同年8月8日申请了“傻瓜”轿车，申请号是200510036347.2，本专利是对该专利的进一步完善和补充。

1、目前公知的汽车最不安全的设计是右脚同时控制油门和刹车：

汽车从产生到现在，已经历了相当长的时间，早期由于技术限制，第一，不能按选择的车速自动控制油门；其次，为了禁止同时踩下油门和刹车，两者设计在相邻，由右脚分时控制，沿用至今。因为踩油门踏板使车加速，踩刹车踏板使车减速，两者是反作用力的，禁止同时工作，只能分时工作。

一脚控制油门和刹车两个踏板的致命缺点是容易导致交通事故的发生。因为当行驶着的车前突然发现有障碍物必须及时紧急刹车时，时间分秒必争，人的大脑专注于前方险情，专注于方向盘的控制，对脚的指挥出现混乱，或者就没有时间移动右脚离开油门到刹车位置上，错将油门当成刹车，本来可以避免的交通事故，最终导致严重事故的发生，这是目前公知的汽车最不安全的设计。

2、目前公知的易操控的汽车仍不够安全：

目前公知的易操控汽车是自动挡AT汽车、自动机械挡AMT汽车和无级变速CVT汽车，驾驶员无须知道也无須控制什么时候换什么挡，但是，不良的操作仍然会导致汽车的损伤，例如，汽车前进中误将挡位推到了倒车挡，极容易打坏齿轮，导致汽车瘫痪。

3、在自动挡AT轿车中，耗油量高出手动挡轿车约15％～20％，结构复杂，可维修性差。

4、在CVT轿车中，目前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。

5、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。

6、众所周知，小排量的汽车比大排量的油耗低，因为汽车的最经济油耗是在发动动转速转入中速的时候，高于1.0排量的汽车多数情况下汽车在低速运转，排量越大，工作转速越低，偏离最经济油耗工作转速越远。在目前的市场中，在低速小负荷的行驶时，还没有发现能自动转入1/2最大排量工作的汽车。

发明内容

为了克服现有汽车的易将油门当刹车的设计缺陷，为了加强汽车的误操作保护，减少汽车的故障率，延长汽车的使用寿命，为了节约燃油，为了克服AMT自动换挡的不平稳，为了操作更简单，本发明“傻瓜汽车”提供了解决以上目标的汽车。还能将MT汽车变成为AMT汽车，能在低速小负荷时自动控制两半均对称的汽缸的轮换工作，工作的一半汽缸要对称是为了减少不平衡引起的振动，这里所说的对称是指工作的一半汽缸点火时间要间隔均匀。并设计了三种驾驶方式：传统右脚控制刹车和油门式、单脚控制复合刹车踏板式和左脚刹车右脚油门式。

傻瓜汽车的安全驾驶原理：1、如果是手动挡汽车，则由傻瓜机器人控制离合器和换挡，成为AMT汽车。2、在现有的刹车踏板上面叠加力度较小的反比例控制的脚控油门，踩下该刹车踏板，初始位移约有5厘米力度较小的位移，油门按踩下的位移成反比例减少，直到关闭。继续踩下，需要较大的力度，脚会感觉到开始进入刹车状态。不踩时，油门将会自动控制，使车辆均匀加速到设定的速度后保持匀速。在无障碍物驾驶过程中，右脚可以不用踩任何踏板，在有障碍物或者要减速时，只须踩下刹车踏板即可，从技术上克服了当前汽车误将油门当刹车的缺点。为了超车，为了大负载上坡有力，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。3、左脚踏板和右脚的刹车踏板联动，允许左脚分管刹车，右脚控制最右侧的油门。当左右两脚同时踩下时，刹车优先，油门被强行关闭。

傻瓜汽车的组成：在普通汽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，简称傻瓜车机器人，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离合、换挡和油门，使发动机处于最省油、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，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和软件控制功能技术方案：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”可以控制手动挡机械变速器(MT)成为AMT，也可以按设定速度控制AT、AMT和CVT汽车的油门。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、油门踏板位置等。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(有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控制杆，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(可选顶)和定距自动挡(可选顶)。从停止挡开始，手动挡按挡位低高顺序排列。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。

脚踏板刹车器的技术方案：安装了踏板位置传感器，并在刚踏下至正式刹车前的初始行程(约5厘米)产生一个位移电信号，位移电信号用于反比例控制油门大小，并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，拥有绝对优先权强制控制汽车处于空挡，确保发动机不熄火。

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，控制汽车解除定速和恢复定速。

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，即强制处于空挡和强制油门为零。手动刹车器的手柄安装了人工控制的复位开关，用于起步前可以入挡和可以控制油门。

解决误操作对汽车的伤害的技术方案是：除使用足够的传感器检测和保护以外，还采用以下技术方案：

①自动挡行驶中切换到手动前进挡时，傻瓜车机器人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该挡位。

②自动挡行驶中切换到倒车挡时，傻瓜车机器人会自动关闭油门，直到车速为零后，才转入倒车挡位。

③手动挡行驶中切换到定速自动挡时，傻瓜车机器人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，在傻瓜车机器人的控制下，变为AMT变速器，达到手动挡汽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：傻瓜车机器人通过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，当离合器的输入轴和输出轴的转速基本相等时快速换挡，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：

在以下的任何方式中，左脚踏板和右脚的刹车踏板联动，允许左脚分管刹车，右脚分管油门。允许左右两脚同时踩下刹车和油门，当左右两脚同时踩下时，刹车优先，油门被强行关闭。

也可以在定速挡行驶时，只用右脚控制刹车踏板(实际上是减油刹车复合踏板)，实质上已经控制油门和刹车，在真正的刹车起作用前是油门收减程度的控制。

也可以按传统方式只用右脚分时控制刹车和油门。

(1)手动挡方式驾驶(与传统的手动挡车相比，离合器由傻瓜车机器人自动控制，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。挡位接顺序排列，想跳挡可以超越。

(2)自动方式(即速度为零的定速方式)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，选择自动定速工作方式，并拉下速度控制杆到速度为0的位置(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，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。

(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)，放开脚刹车后，汽车即会使人感觉舒适地均匀加速起步，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(1～5cm)，汽车会自动关闭油门。再继续踩刹车踏板(超过5cm)，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，踩下油门(加速加力)踏板，踩得越深，效果越显著，车速可以高于设定值，由油门控制，不踩下油门踏板，车速回到设定值。

(4)定距自动方式驾驶(专高级傻瓜车使用)：

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0和倒车。

具体实施方式

在图1中，傻瓜汽车的一种典型实例是，傻瓜车机器人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，并置于汽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。

外置式换挡执行器可以由二个三位式的带减速的小电机执行器组成，也可以由四个二位式电磁位移执行器组成，还可以是四个二位式带减速的小电机位移执行器组成。采用四个二位式的执行器，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，要使汽车进入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。

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，分别由曲轴转速和汽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、一种更安全更易驾驶更节油的汽车，称为“傻瓜汽车”，具体应用到轿车后称为“傻瓜轿车”，应用在其他各种汽车后，称为“傻瓜客车”、“傻瓜货车”、“傻瓜商用车”、“傻瓜越野车”、“傻瓜重型车”等。由普通汽车加装辅助驾驶控制装置而成，该装置称为“傻瓜车机器人”，又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：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。左脚踏板和右脚的刹车踏板联动，允许左脚分管刹车，右脚控制最右侧的油门。当左右两脚同时踩下时，刹车优先，油门被强行关闭。

3、根据权利1所述的汽车，其特征2是：刹车踏板是一个油门和刹车的复合踏板，即在现有的刹车踏板上面叠加力度较小的反比例控制的油门。不踏时，油门大小由傻瓜车机器人按设定速度控制，踩下该刹车跳板，油门按踩下的位移成反比例减少，直到关闭，继续踩下，需要较大的力度，脚会感觉到开始进入刹车状态。

4、根据权利1所述的汽车，其特征3是：采用推拉直线移动(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：定速自动挡(必选项)、停车挡(必选项)、倒车挡(必选项)、手动(1、2、3、4、5)挡(可选顶)和定距自动挡(可选顶)。

5、根据权利1和权利4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，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所述的汽车，其特征5是：傻瓜车机器人是一个分体辅助驾驶机器人，可以控制离合器和机械换挡；可以在低速小负荷时自动控制两半均对称的汽缸的轮换工作。可以控制AT、AMT、CVT汽车按设定速度行驶时的油门，或者设定距离行驶的油门；可以控制刹车，可以用在现有的汽车上使汽车成为傻瓜汽车。

7、根据权利1所述的汽车，其特征6是：手动刹车器复位位置安装了手刹车检测开关，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。手动刹车器手柄位置安装了人工控制的复位开关。

8、根据权利1所述的汽车，其特征7是：傻瓜车机器人控制的AMT外置式换挡执行器，可以由二个三位式的带减速的小电机执行器组成，也可以由四个二位式电磁位移执行器组成，还可以是四个二位式带减速的小电机位移执行器组成。

9、根据权利1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小电机。