CN201646413U - 一种汽车定速巡航系统控制开关装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车定速巡航系统领域，提供一种汽车定速巡航系统控制开关装置，类似现有同类装置，其特征是：通过对推子或旋钮的操作实现定速巡航功能的启动、解除和设定，可对所设定车速进行任意加、减速灵活调控，无低速、道路限制；脚掌离开油门踏板时，就立即启动定速巡航功能、恢复巡航车速；脚掌踩踏油门踏板时，就立即解除定速巡航功能，有效提高定速巡航系统使用率；其还包含A/D转换器；其推子为直线位移传感器，旋钮为角位移传感器，嵌入安装在方向盘面板上或方向盘附近，也可嵌入安装在换挡杆手柄上；将直线位移传感器或角位移传感器信号输出端与定速巡航系统电子控制单元(ECU)的A/D转换器信号输入端相连。

Description

一种汽车定速巡航系统控制开关装置 

(一)技术领域：

本实用新型涉及汽车定速巡航系统领域。 

(二)背景技术：

随着汽车工业的发展和人民生活水平的提高，汽车保有量不断增加，相应获得汽车驾驶资格的人员也不断增加，然而所造成的重大交通伤亡事故也随之增多。 

尽管目前市场上汽车安全装置不断出现并不断完善，自动化程度不断提高，如安全带、安全气囊、ABS防抱死系统以及定速巡航系统和智能汽车防撞系统。但长期以来，并不能完全杜绝交通事故。其中，由于汽车驾驶员不能及时有效紧急制动甚至误踩踏油门所造成的交通事故占有极高比例。 

究其缘由，还是由于现有汽车油门操控系统与刹车操控系统存在一定的矛盾缺陷造成。目前国内外各种汽车通常采用的三踏板操控系统是上世纪二十年代美国人亨利·福特1928年发明的，即离合器踏板、刹车踏板和油门踏板，多少年来，除自动变速器出现后免去了离合器踏板，其它一直未更新改进过。这两操控系统不能让驾驶员在驾驶途中“聚精会神掌握方向盘，一心一意踩踏刹车踏板”。在汽车正常行驶时驾驶员右脚必须始终踩踏油门踏板控制油门大小，同时需要频繁地在油门踏板与刹车踏板之间变换。当遇到紧急情况需要立即刹车制动时，由于驾驶员必须让右脚预先离开油门踏板，然后再踩踏刹车踏板减速制动车辆，这样显然就存在一个人的大脑思维、分析、判断的反应过程和脚掌移动动作过程，由于这样系列过程至少浪费了0.5秒时间，耽搁了最宝贵的第一制动时间，而不能及时有效紧急制动汽车，往往就很容易酿成交通碰撞事故。如汽车车速60公里/小时行驶，0.5秒时间就可以跑出8.33米，相当于延长了汽车制动距离，从而增加了危险系数。另外对于心理素质较差和初学的驾驶员，由于油门踏板与刹车踏板的踩踏动作相同，则时常发生踩空，或在慌乱中误把油门踏板当成刹车踏板猛踩踏，结果适得其反，使得本来可以避免的交通碰撞事故发生了，轻微的变得严重了。 

汽车定速巡航系统(CRUISE CONTROL SYSTEM缩写为CCS，又称为定速巡航行驶装置，速度自动控制系统，自动驾驶系统等)。目前现有汽车定速巡航系统控制开关的SET/-(设定/减速键)、RES/+(恢复/加速键)均采用机械式开关按键或薄膜开关按键，给出的是开关导通信号。现有汽车定速巡航系统基本功能与操作方式：打开定速巡航系统主开关，启动系统初始化待命，用右脚踩踏油门踏板调整控制所需车速； 

(1)车速设定：当车速稳定后，按击SET/--(设定/减速键)，就能存储该时间的行驶速度设定车速，并能保持这速度行驶； 

(2)消除功能：当按击CAN(解除键)或踩下离合踏板或踩下刹车踏板或将换挡杆置于“P”、“R”、“N”、“1”位置立即解除定速巡航功能，但是，上述调控的速度继续存储； 

(3)恢复功能：当定速巡航解除后，按击RES/+(恢复/加速键)具备自动记忆功能，恢复原设定车速； 

(4)速度微调加、减速；在定速的状态下，按击RES/+(恢复/加速键)，每次加速2公里。按击SET/--(设定/减速键)，每次减速2公里； 

(5)速度连续加速、减速；在定速的状态下，连续按击RES/+(恢复/加速键)，连续加速，松手后回到原定车速定速行驶(超车时用)。按击SET/-(设定/减速键)，连续减速，松手后以当时车速定速行驶。 

现有定速巡航系统虽然能将右脚从油门踏板上解放出来，放置到刹车踏板上，可以克服上述的缺陷，保证右脚可以在第一时间有效制动汽车。但是，该系统本身也存在以下缺陷：由于该系统控制开关装置在定速巡航状态下的车速调控功能只能对车速微调，导致该系统设定车速后，即在定速巡航的状态下，控制开关调控车速的工作效率太低，即使厂家简单改变软件提高控制开关调控车速的工作效率，仍然不能灵活调控车速，即又失去速度微调加、减速功能；所以厂家为了安全起见，只能采取保守的设计理念，设定低于时速60公里时系统自动解除功能限制使用；而且对道路条件有着苛刻的限制，必须在高速公路或全封闭路上使用；在非封闭路上路况复杂，例如在国道上，一些小型机动车动力不足的影响，城市街道行人过街以及红绿灯路口会给巡航汽车造成障碍。这时该系统即使无时速60公里的自动解除功能限制使用，也不能象油门踏板那样灵活控制车速，定速巡航也无实际意义反而因为解除、设定操作开关动作复杂变得更加麻烦。尽管也有将汽车智能防撞系统和定速巡航系统整合在一起，遇到障碍物时能自动减速或采取制动措施，但是，由于该技术复杂，稳定性差，成本高昂，且从驾驶人员心理作用来说，属于被动措施，不能让驾驶人员绝对信赖。所以综上所述现有定速巡航系统使用率并不高，不能及时有效紧急制动甚至误踩踏油门踏板的安全隐患问题仍然一直伴随困扰我们。 

(三)发明内容：

为此，克服现有汽车定速巡航系统存在的缺陷，发明一种汽车定速巡航系统控制开关装置，对于提高汽车的安全性、经济性和环保性意义非常重大。本实用新型的目的提供一种能灵活调控车速高效率的汽车定速巡航系统控制开关装置，并对现有的定速巡航系统开关控制功能优化。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种汽车定速巡航系统控制开关装置，包含定速巡航系统电子控制单元ECU及其CAN通讯模块和安装在方向盘面板上或方向盘附近的定速巡航系统主开关以及与离合踏板、刹车踏板或和换挡杆置于“P”、“R”、“N”位置联动一起的联动解除键；其特征是：所述定速巡航系统控制开关装置还包含推子或旋钮；定速巡航系统电子控制单元ECU还包含A/D转换器，其中推子为直线位移传感器，旋钮为角位移传感器，嵌入安装在方向盘面板上靠近方向盘轮圈位置或方向盘附近定速巡航手柄上，也可以嵌入安装在换挡杆手柄上；推子或旋钮旁边也可以带有定速巡航速度的刻度标示；将直线位移传感器或角位移传感器信号输出端接出的柔性导线接入定速巡航系统电子控制单元ECU的A/D转换器信号输入端。 

本实用新型控制方法：将调节点在推子或旋钮的开始端至其末端中各点位置，系统所读取的位移电信号数值赋予对应的定速巡航车速数值，即推子或旋钮的调节点位移幅度的大小 与位移电信号数值与巡航车速数值均成正比例关系；当推子或旋钮的调节点在开始端位置，系统所读取的位移电信号数值赋予定速巡航车速数值设定为0公里/小时，即在此开始端位置赋予定速巡航的启动与解除功能，当推子或旋钮的调节点离开开始端位置就立即启动定速巡航、回到开始端位置就立即解除定速巡航；当推子或旋钮的调节点在末端位置，系统所读取的位移电信号数值赋予定速巡航车速数值设定为系统限制的最高定速巡航车速；调整巡航车速，其变化量的大小取决于推子或旋钮的调节点位移幅度的大小，推子或旋钮的调节点位移动作的快慢决定定速巡航车速调控的工作效率快慢；系统每读取一个单位时间推子或旋钮的位移电信号数值，就根据该位移电信号数值所对应巡航车速数值设定巡航车速开始定速巡航，直到系统读取下一个单位时间推子或旋钮的位移电信号数值，系统再根据该位移电信号数值所对应定速巡航车速数值设定巡航车速，按照此新车速定速巡航，系统自始至终按照如此工作方式循环往复工作；当系统读取到开关信号就立即解除定速巡航功能，即系统所设定定速巡航车速数值立即归零，推子或旋钮的设置失效；当系统读取到程序设定的油门踏板位移传感器最低数值位移电信号就立即解除定速巡航功能，即系统所设定定速巡航车速数值立即归零，推子或旋钮的设置失效；当系统未读取到程序设定的油门踏板位移传感器最低数值位移电信号时，只要能读取到推子或旋钮的位移电信号数值变化超过程序设定的正、负某一极限值时，就立即启动定速巡航功能，所设定定速巡航车速数值对应于变化后的位移电信号数值。 

按照以上控制方法编写软件程序写入定速巡航系统电子控制单元ECU的单片机程序存储器中，从而获得如下的功能： 

应用定速巡航系统时，打开定速巡航系统主开关； 

在非定速巡航状态下，脚掌不踩踏油门踏板时，从推子开始端推动调节点或从旋钮开始端旋转调节点，就立即启动定速巡航功能并设定巡航车速；如推子或旋钮的调节点处于非开始端，则只要任意方向推动推子的调节点或旋转旋钮的调节点，就立即激活定速巡航功能并设定巡航车速，脚掌踩踏油门踏板时则所述动作无效；脚掌离开油门踏板时，就立即启动定速巡航功能、恢复定速巡航状态下所设的巡航车速定速巡航。 

在定速巡航状态下，正向、反向推动推子的调节点，调整巡航车速，调节点返回到开始端，就立即解除定速巡航功能；正向、反向旋转旋钮的调节点，调整巡航车速，调节点返回到开始端，就立即解除定速巡航功能；脚掌踩踏油门踏板或离合踏板或刹车踏板或将换挡杆置于“P”或“R”或“N”位置可立即解除定速巡航功能。 

本实用新型的有益效果：该装置由于其中推子或旋钮嵌入安装在方向盘面板上靠近方向盘轮圈位置或方向盘附近定速巡航手柄上，可以轻松实现手动车速调控，也可以嵌入安装在换挡杆手柄上更便于汽车转弯打方向时实现手动车速调控；推子或旋钮旁边也可以带有定速巡航速度的刻度标示，让车速调控更直观；该装置硬件结构简单、造价低廉，适于汽车普及生产或改装现有汽车；实现手控车速高度自动化，调整控制车速灵活方便，无最低车速限制，任何车速都可以定速巡航，大大提高定速巡航系统使用率，减少不必要的油门开度变化，可以使汽车的燃料供给与发动机功率之间处于最佳配合状态，节省燃料15％，并减少了废气的排放、达到节能减排效果；同时有效减少驾驶疲劳，快乐享受汽车驾驶乐趣；驾驶员驾车行 驶时，能让脚掌时刻放置在刹车踏板上待命，符合汽车安全驾驶三要素之一，即提前预防。当遇到紧急情况时甚至可以借助人体紧张时刻条件反射蹬脚的本能反应，不自觉地就踩踏下刹车踏板，能快速解除定速巡航功能、减速制动同时油门能瞬间减到最小，(对燃料类汽车而言达到发动机怠速状态)，使得行驶的汽车受到发动机的反向牵引力的牵制更好有效制动；省去驾驶员释放油门踩踏刹车的大脑意识反应过程和将脚掌由油门踏板到刹车踏板移动动作过程，从而避免浪费第一制动时间，快速果断有效制动汽车，杜绝心理素质较差和初学的驾驶员在慌乱中误把油门踏板当成刹车踏板踩踏的误操作，从而杜绝交通碰撞事故的发生，保障驾驶安全，属于一种主动安全装置。能保证汽车现有技术性能的正常发挥，也不对以后的汽车技术发展造成障碍。 

(四)附图说明：

图1，为本实用新型推子或旋钮的调节点位移幅度的大小与位移电信号数值、巡航车速数值的比例关系； 

图2，为本实用新型定速巡航系统控制开关装置推子安装在方向盘上的局部立体效果图； 

图3，为本实用新型定速巡航系统控制开关装置旋钮之一安装在方向盘上的局部立体效果图； 

图4，为本实用新型定速巡航系统控制开关装置旋钮之二安装在方向盘上的局部立体效果图； 

图5，为本实用新型定速巡航系统控制开关装置旋钮之三安装在换挡杆手柄上的局部立体效果图； 

图6，为本实用新型与油门系统电子控制单元(ECU)的结构方框简要示意图； 

图中，1：方向盘，2：定速巡航系统主开关，3：推子，4：旋钮，5：定速巡航系统电子控制单元ECU，6：A/D转换器，7：CAN通讯模块，15：联动解除键，8：方向盘面板，9：方向盘轮圈，10：油门踏板位移传感器，：11：油门系统电子控制单元(ECU)，12：换挡杆手柄。 

(五)具体实施方式：

关于一种汽车定速巡航系统控制开关装置的技术方案实施方式： 

请参照图2、图3、图4、图5、图6，制造一种汽车定速巡航系统控制开关装置，具有现有汽车定速巡航系统控制开关装置包含的定速巡航系统电子控制单元ECU(5)及其CAN通讯模块(7)和安装在方向盘面板(8)上或方向盘(1)附近的定速巡航系统主开关(2)以及与离合踏板、刹车踏板或和换挡杆置于“P”、“R”、“N”位置联动一起的联动解除键(15)，具有现有汽车定速巡航系统控制开关装置部分类似功能，如：将启动定速巡航系统主开关(2)打开系统初始化待命；在定速巡航状态下，脚掌踩踏油门踏板或离合踏板或刹车踏板或将换挡杆置于“P”或“R”或“N”位置可立即解除定速巡航功能；系统通过CAN通讯模块(7)直接共享读取下位机油门系统电子控制单元(ECU)(11)的油门踏板位移传感器(10)数字位移电信号。除此之外：所述定速巡航系统控制开关装置还包含推子(3)或旋钮(4)；定速巡航系统电子控制单元ECU(5)还包含A/D转换器(6)；其中推子(3)为直线位移传感器，旋钮(4)为角位移传感器，嵌入安装在方向盘面板(8)上靠近方向盘轮圈(9)位置或方向盘(1) 附近定速巡航手柄上如图2、图3、图4所示，也可以嵌入安装在换挡杆手柄(12)上如图5所示；推子(3)或旋钮(4)旁边也可以带有定速巡航速度的刻度标示；将推子(3)的直线位移传感器或旋钮(4)的角位移传感器信号输出端接出的柔性导线接入定速巡航系统电子控制单元ECU(5)的A/D转换器(6)信号输入端；当推动推子(3)或旋转旋钮(4)的调节点时，直线位移传感器或角位移传感器所读取一个单位时间推子(3)或旋钮(4)的位移模拟电信号的，经过A/D转换器(6)转换为数字位移电信号被系统读取，并根据该位移电信号数值和软件程序计算处理赋予对应的定速巡航车速数值并发出执行调整车速指令。 

请参照图1、图5，按照以下控制方法编写软件程序写入定速巡航系统电子控制单元ECU(5)的单片机程序存储器中。 

其控制方法：将调节点在推子(3)或旋钮(4)的开始端至其末端中各点位置，系统所读取的位移电信号数值赋予对应的定速巡航车速数值，即推子(3)或旋钮(4)的调节点位移幅度的大小与位移电信号数值与巡航车速数值均成正比例关系，如图1所示X轴表示巡航车速数值，Y轴表示推子(3)或旋钮(4)的位移电信号数值，斜线表示调节点位移幅度；当推子(3)或旋钮(4)的调节点在开始端位置，系统所读取的位移电信号数值赋予定速巡航车速数值设定为0公里/小时；即在此开始端位置赋予定速巡航的启动与解除功能，当推子(3)或旋钮(4)的调节点离开开始端位置就立即启动定速巡航、回到开始端位置就立即解除定速巡航；当推子(3)或旋钮(4)的调节点在末端位置，系统所读取的位移电信号数值赋予定速巡航车速数值设定为系统限制的最高定速巡航车速；调整巡航车速，其变化量的大小取决于推子(3)或旋钮(4)的调节点位移幅度的大小，推子(3)或旋钮(4)的调节点位移动作的快慢决定定速巡航车速调控的工作效率快慢；系统每读取一个单位时间推子(3)或旋钮(4)的位移电信号数值，就根据该位移电信号数值所对应巡航车速数值设定巡航车速开始定速巡航，直到系统读取下一个单位时间推子(3)或旋钮(4)的位移电信号数值，系统再根据该位移信号数值所对应定速巡航车速数值设定巡航车速，按照此新车速定速巡航，系统自始至终按照如此工作方式循环往复工作；当系统读取到开关信号就立即解除定速巡航功能，即系统所设定定速巡航车速数值立即归零，推子(3)或旋钮(4)的设置失效；当系统读取到程序设定的油门踏板位移传感器(10)最低数值位移电信号就立即解除定速巡航功能，即系统所设定定速巡航车速数值立即归零，推子(3)或旋钮(4)的设置失效；当系统未读取到程序设定的油门踏板位移传感器(10)最低数值位电信号时，只要能读取到推子(3)或旋钮(4)的位移电信号数值变化超过程序设定的正、负某一极限值时，就立即启动定速巡航功能，所设定定速巡航车速数值对应于变化后的位移电信号数值。 

通过按照以上控制方法编写软件程序写入定速巡航系统电子控制单元ECU(5)的单片机程序存储器中，从而获得如下的功能：请参照图2、图3、图4、图5，打开定速巡航系统主开关(2)，在非定速巡航状态下，脚掌不踩踏油门踏板时，从推子(3)开始端推动调节点或从旋钮(4)开始端旋转调节点，就立即启动定速巡航功能并设定巡航车速；如推子(3)或旋钮(4)的调节点处于非开始端，则只要任意方向推动推子(3)的调节点或旋转旋钮(4)的调节点，就立即激活定速巡航功能并设定巡航车速，脚掌踩踏油门踏板时则所述动作无效；脚掌离开油 门踏板时，就立即启动定速巡航功能、恢复定速巡航状态下所设的巡航车速定速巡航。在定速巡航状态下，正向、反向推动推子(3)的调节点，调整巡航车速，调节点返回到开始端，就立即解除定速巡航功能；正向、反向旋转旋钮(4)的调节点，调整巡航车速，调节点返回到开始端，就立即解除定速巡航功能；脚掌踩踏油门踏板或离合踏板或刹车踏板或将换挡杆置于“P”或“R”或“N”位置可立即解除定速巡航功能。 

驾驶员在驾驶汽车应用本实用新型时，由于其中推子(3)或旋钮(4)嵌入安装在方向盘面板(8)上靠近方向盘轮圈(9)位置或方向盘(1)附近定速巡航手柄上，可以轻松实现手动车速调控，嵌入安装在换挡杆手柄(12)上更便于汽车转弯打方向时实现手动车速调控；推子(3)或旋钮(4)旁边也可以带有定速巡航速度的刻度标示，让车速调控更直观；驾驶员可将脚掌从油门踏板上解放出来专门置于刹车踏板上面处于刹车制动待命状态；符合汽车安全驾驶三要素之一，即提前预防。 

操作方式：将打开定速巡航系统主开关主开关(2)启动系统初始化待命； 

(1)车速设定：正向、反向推动推子(3)的调节点或正向、反向旋转旋钮(4)的调节点，调整巡航车速即可设定车速； 

(2)解除功能：反向推动推子(3)的调节点返回到开始端，就立即解除定速巡航功能；反向旋转旋钮(4)的调节点返回到开始端，就立即解除定速巡航功能；脚掌踩踏油门踏板或离合踏板或刹车踏板或将换挡杆置于“P”或“R”或“N”位置可立即解除定速巡航功能； 

(3)恢复功能：当定速巡航解除后，只要任意方向推动推子(3)的调节点或旋转旋钮(4)的调节点，就立即激活定速巡航功能并设定巡航车速；脚掌离开油门踏板时，就立即启动定速巡航功能、恢复定速巡航状态下所设的巡航车速定速巡航； 

(4)速度灵活调整控制；在定速的状态下，调整巡航车速，其变化量的大小取决于推子(3)或旋钮(4)的调节点位移幅度的大小，推子(3)或旋钮(4)的调节点位移动作的快慢决定定速巡航车速调控的工作效率快慢； 

需要紧急刹车制动汽车时，脚掌可以由刹车制动待命状态，直接快速向下用力踩踏进入制动工作行程制动汽车；定速巡航功能直接解除，油门能瞬间减到最小，(对燃料类汽车而言达到发动机怠速状态)从而有效制动汽车。 

【本实用新型所述汽车泛指燃料类汽车、电动汽车、混合动力电动汽车、工程车、农用车和农业机械等一切汽车；本实用新型所述系统为定速巡航系统简称；本实用新型未详细表述的内容为该领域技术人员所公知的。】 

Claims (1)

1.一种汽车定速巡航系统控制开关装置，包含的定速巡航系统电子控制单元ECU(5)及其CAN通讯模块(7)和安装在方向盘面板(8)上或方向盘(1)附近的定速巡航系统主开关(2)以及与离合踏板、刹车踏板或和换挡杆置于“P”、“R”、“N”位置联动一起的联动解除键(15)；其特征是：所述定速巡航系统控制开关装置还包含推子(3)或旋钮(4)；定速巡航系统电子控制单元ECU(5)还包含A/D转换器(6)；其中推子(3)为直线位移传感器，旋钮(4)为角位移传感器，嵌入安装在方向盘面板(8)上靠近方向盘轮圈(9)位置或方向盘(1)附近定速巡航手柄上，也可以嵌入安装在换挡杆手柄(12)上；推子(3)或旋钮(4)旁边也可以带有定速巡航速度的刻度标示；将推子(3)的直线位移传感器或旋钮(4)的角位移传感器信号输出端接出的柔性导线接入定速巡航系统电子控制单元ECU(5)的A/D转换器(6)信号输入端。 

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