CN201816590U - 带有巡航功能的车用手控油门的控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种带有巡航功能的车用手控油门的控制系统；该系统包括——手控油门调节装置含手控油门系统和手控巡航系统、油门信号中央处理装置、发动机微电脑、执行器，系统产生的油门调节信号经中央处理装置处理后取代脚踏油门信号输入发动机微电脑，用以控制汽车的加、减速，并实现巡航。适用于以燃油、燃气、混合动力、电能、氢能、太阳能，以及其他混合能源作为动力的车辆；本实用新型的核心是对汽车驾驶的肢体功能设计按照生理学和人机工程学的原理进行优化，改变驾驶模式，提高驾驶的安全性和舒适性，并彻底解决由刹车导致误踩油门的现象发生。

Description

带有巡航功能的车用手控油门的控制系统 

技术领域

本实用新型涉及车用油门装置的控制系统，主要是指一种带有巡航功能的车用手控油门的控制系统。该系统适用于以燃油、燃气、混合动力、电能、氢能、太阳能，以及其他混合能源作为动力的车辆。 

背景技术

车祸造成大量人员伤亡和财产损失已经成为危害人类生命安全的第一公害。汽车作为现代文明的标志性产物和广泛进入家庭的公共产品，对其安全性要求更高的今天，减少车祸受到了社会的广泛关注。 

发明者自70年代起作为创伤外科医生、科主任收治过大量车祸伤病人。发现在严重的车祸事故中，有近5％的事故原因为驾驶员在遭遇紧急情况下踩刹车时错踩为油门，造成人员伤亡和财产损失，这已经成为汽车安全事故的一个重要方面。80年代中，发明者开始研究汽车刹车与油门的关系，企图找到一种防止错踩油门的方法，并为此学会了驾驶汽车。反复的研究和驾驶实践确认，将汽车油门与刹车放置于同位变由一只脚采操控是汽车设计中硬件安排上存在安全隐患的缺陷。多年来，发明者查阅过大量资料及专利，发现不少发明人相继提出了多种发明方案企图解决这一问题。然而，这些方案都未能脱离油门与刹车放置于同位的设计思路，不能从根本上解决潜藏的危险因素。本发明者认为，解决这一危险因素的办法是改变驾驶模式--取消脚踏油门，用手控油门的方法取代。其理由在于： 

A、刹车与油门的同位放置，违反了防止危险因素的基本原则，未能从硬件的设置和操作程序上防止误操作： 

现代汽车设计中有很多优秀的安全设计。比如，自动挡车不在驻车挡位或空挡位就不能启动汽车，当然防止了一起动车就突然加速前行的危险；再如，自动挡车从空挡位可以轻松下压到前进挡，而必须按压锁定键或拐弯上推才能进入倒挡，防止误操作时自动挡的损害或车辆突然倒行撞人或碰撞。而刹车与油门的同位放置有如内服与外用药品同位存放、无菌与污染物品混存、操作按键与自毁按键相邻设置一样，都可能酿成事故或危险的发生。出现踩刹车错踩油门的失误除了驾驶员在操作中没能按照本身并不安全的驾驶模式(即右脚必须在刹车时及时、准确的从油门回到刹车位置)完成动作外，更为主要的责任在于汽车设计中未能从硬件的安排或操作程序上防范该错误的发生。 

B、刹车与油门的同位放置，使刹车动作成为一个复杂的信息处理过程： 

在日常的车辆碰撞事故中，不少原因是驾驶员踩刹车时错踩油门。这其中存在驾驶操作的失误，同时也显现出现行车辆设计中将刹车与油门并列于同一只脚操作范围可能导致的潜在危险。从人机工程学的角度看，驾驶员的运动协调性可以训练提高，但是，在需要紧急刹车时，面对两个相反功能的踏板，驾驶员必须要经历判断(靠本体感觉加记忆确定右脚现在的位置)、选择(是直接踩刹车或先离开油门踏板再踩刹车)、执行(离开油门踏板，踩踏记忆中的刹车踏板位置)这样多个信息处理环节才能完成刹车动作。其中任何一个环节上的错误，都可能导致错踩油门而酿成车祸。 

C、人的判断和操作失误是客观存在的，因刹车与油门的同位放置，而发生踩刹车错踩油门的失误是可能的： 

特别在紧急情况下发生判断或操作失误的机率会更高。“国外学者曾专门研究一家短程航空公司受过专业训练飞行员的驾驶情况，发现驾驶中的差错平均4分钟出现一次，但这些差错都被及时的发现与纠正了，故飞行还是安全的(请 参阅马宗晋、郑成功编：《中国交通灾害》)。即使训练有素的驾驶员，在紧急情况下也会发生“踩刹车错踩油门”的失误。在遭遇紧急或意外情况下，驾驶员出于条件反射，会急踩刹车。由于个人的精神状态，条件反射的形成模式或操控能力等的差异(即概念协调性之间或运动协调性之间的差异)，初学者、过度紧张、疲劳、注意力不集中及饮酒后等情况下均有较高发生误踏油门的机率。一旦刹车时误踩为油门，则发生碰撞或车祸是不可避免的，更为严重的是可能产生车毁人亡的悲剧。不少车祸勘察现场没有发现刹车痕迹的或者刹车痕迹太短的，绝大多数并非刹车失灵，而是误踏油门或先误踏油门再纠正为刹车而失去制动时机所致。 

D、刹车与油门的同位放置，让右脚担负油门与刹车两个驾驶控制键，不符合生理学和人机工程学原理： 

发明者对于汽车驾驶中主要部件(1-10位)操控的频率及肢体分布作过分析、排队(以左舵车为例)。如自动挡车主要驾驶部件操控频率排序为： 

方向盘(双手)；2、油门踏板(右脚)；3、刹车踏板(右脚)；4、方向灯及车灯(左手)；5、自动挡把手(右手)；6、手闸(右手)；7、空调(右手)；8、启动开关(右手)；9、雨刷(右手)；10、危险警示灯(右手)。 

手动挡车主要驾驶部件操控频率排序为： 

方向盘(双手)；2、油门踏板(右脚)；3、离合器(左脚)；4、手动挡把手(右手)；5、刹车踏板(右脚)；6、方向灯及车灯(左手)；7、手闸(右手)；8、空调(右手)；9、启动开关(右手)；10、雨刷(右手)。 

在人类进化的过程中，手的功能和被赋予的任务是越来越多，而下肢和脚的功能则不断退化，最终主要承担站立负重和行走的任务。人类现在使用的工 具、机械、设备、乐器等，基本靠手来操作。下肢和脚顶多起到辅助的作用。这是符合生理学和人机工程学原理的。 

从以上排序可以看出，刹车与油门的同位放置，使右脚在驾驶中所担当的任务和操作频度比单手的操作频度还高(自动挡车)或相近(手动挡车)。如此复杂的操控任务和劳动强度必然使右脚易于疲劳或出现差错。这显然不符合生理学或人机工程学原理。 

E、解决刹车与油门的同位放置，最好的办法是将油门与刹车分置，其中移开油门是首选： 

在实际的使用中，由于刹车需要较大的力量和行程，相比之下，将油门移开更为合理。同时，油门的操控应该是比较精细的动作，因而放置到双手来操控会有利于驾驶的平稳状态。当然，对于自动挡车，还有一个可供选择的方案是将油门或刹车移到左脚。由于这种模式容易与手动挡车的驾驶模式相混淆，故不可取。 

综上所述，现行汽车设计中将油门与刹车同位放置，交由同一只脚操控是存在安全隐患也不符合生理学及人机工程学原理的。在采用分置方案解决这一矛盾时，取消脚踏油门是首选。因而，取消脚踏油门，用手控油门的方法取代是必须的。 

应该指出的是，现行油门与刹车的设计在汽车使用手动挡和机械式化油器的年代是当时的最佳选择。发明者曾经在机械式化油器车辆上应用油门控制拉线经驾驶台引入汽车方向盘下方改为手控的方式企图取代脚踏油门，以后又使用步进电机和电磁阀等机械电子控制方式控制油门效果均不理想。近年来，电子技术广泛应用于汽车，发动机的供油改为电喷，发动机的整体控制使用微电脑，使发动机的进气、喷油、点火等程序受控于微电脑，而微电脑则根据节气 门位置传感器、进气歧管压力传感器、空气流量传感器、发动机转速传感器、冷却液温度传感器等多个传感器的信息结合脚踏油门信号大小来决定燃油的喷发量、节气门的开度和点火时间等，最终达到完全燃烧、减少污染物排放和实现最大功率的效果。为了深入研究微电脑对发动机和油门的控制，以及巡航系统的工况，发明者于2007年换购了一台MAZDA6，WAGN2.3轿车，并进行了多种试验，使手控油门的电子化取得很大进展。 

本发明者在去年9月申报PCT接获国际检索报告时，得知公开号CN1887613A(金城)的发明专利中，是用手控开关驱动步进电机来控制汽车节气门的大小，从而控制发动机的转速而实现汽车的加速。现代汽车都采用集中控制系统，控制器通过对多个子系统信息的集中和复杂的控制运算，对各子系统进行协调，将车辆的动力传动及行驶性能控制到最佳水平。显然，单纯直接调整节气门的开度不能进入集中控制系统进而使整个发动机的工况达到协调配合。同时，仅仅调整汽车节气门也必然使发动机微电脑不能实现闭环控制，可能导致燃油不能完全燃烧和实现发动机最大功率。再者，该发明手控开关为弹性可回位开关。根据说明书中“如驾驶者的手离开加速板挚(1)，加速板挚(1)将由于回位弹簧(2)的作用回复到初始位置，相应的，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，再无法实施加速操作，从而杜绝了危险操作或误操作的发生，使驾驶更安全。”也就是说，在汽车加速的整个过程中必须要有一只手始终按压开关，这将不能保证双手握持方向盘的安全驾驶要求。同时也增加了手的疲劳，特别长途驾驶将难以实现。如果汽车在上坡位急转弯，按照以上的说明，“再无法实施加速操作”，汽车靠怠速将不 能行走。另外，汽车驾驶中，处理紧急情况不是仅仅靠刹车就能完成的，特殊情况下的加速操作可能比单纯的刹车更能躲避危险。在发明方案的实施中，增加一套机械去改动节气门，将不能体现现代汽车发动机集中控制系统的优势，同时移开现行灯光和雨刷两个操作键都将较大的改动现行汽车的设计。以上几个方面的问题，将使该专利难以实现。 

本发明者在CN201291771Y(王佑夫)CN101407176A(王佑夫)两个专利的基础上，制作完成了手控油门的试验装置，并于2009年8月1日起安装在粤B05C76马自达6，WAGN2.3轿车上，在深圳市区和长途行驶中试验。至2009年12月31日，已安全行驶13000多公里。初步的试验证实，手控油门的技术方案是可行的。2009年12月20日，中国工程院汽车专业郭孔辉院士来深参加项目鉴定时，专门听取了本专利的情况汇报，并与另一位资深汽车专业专家陈唐民教授一起乘坐试验车辆。从深圳市区到深港西部通道再返回，行程共计50多公里。两位专家对手控油门的整体驾驶情况表示满意。郭院士指出，手控油门系统的设计合理、简单，使用方便，具有安全性和巡航功能，值得进一步研究和推广。并在12月28日参加广东省科技厅举办的“广东省关键汽车零部件产业技术路线图技术壁垒会议”上将“车用手控油门的控制方法及其系统”发明作为深圳市有发展前景的四个项目之一在会上作了简单介绍。 

发明者在对手控油门项目作深入地研究和实际应用后，并在申报PCT的基础上提出了进一步的发明如下。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种带有巡航功能的车用手控油门的控制系统。该独立的手控油门控制系统产生的油门调节信号取代脚踏油门信号输入发动机微电脑，用以控制汽车的加、减速，并实现巡航。前期，可在增设手控油门的 同时保留脚踏油门，并通过使用转换开关的方式选择手控油门或脚踏油门中的操控方式之一。待手控油门操作熟练后，再行取消脚踏油门。 

本实用新型的核心是对汽车驾驶的肢体功能设计按照生理学和入机工程学的原理进行优化，改变驾驶模式，提高驾驶的安全性和舒适性，减轻脚部的操控强度，也提升车辆的整体性能，最终实现取消脚踏油门，改为手控油门的目标，并彻底解决由刹车导致误踩油门的现象的发生。 

实现本实用新型的技术方案是：这种带有巡航功能的车用手控油门的控制系统，适用于以燃油、燃气、混合动力、电能、氢能、太阳能，以及其他混合能源作为动力的自动挡或手动挡车辆，左舵车或右舵车，其方法包括手控油门操控方法、手控巡航操控方法和脚踏油门操控方法；其中： 

所述脚踏油门操控方法是指保留原脚踏油门操控系统； 

所述手控油门操控方法是指同时增设可独立操控的手控油门操控系统； 

所述手控巡航操控方法指同时增设手控巡航操控系统； 

其中：手控油门操控信号、手控巡航操控信号、脚踏油门操控信号分别经油门信号中央处理装置再进入发动机微电脑来控制汽车节气门的进气量、燃油混合气体的浓度或其他方式加速快慢，实现对汽车发动机的加速、减速、定功率巡航； 

其中：手控油门操控信号、手控巡航操控信号、脚踏油门操控信号分别经油门信号中央处理装置可分别实现在定功率巡航基础上的累加或累减。 

上述方法还包括： 

所述手控油门操控方法包括： 

A、设置手控油门操控系统，在脚踏油门操控系统与手控油门操控系统之间 设置转换开关； 

B、经转换开关将操控系统选择转换至手控油门操控系统； 

C、用手控制油门； 

D、用脚控制刹车； 

E、脚刹车与手控油门之间为联控； 

F、手控油门的信号经油门信号中央处理装置再进入发动机微电脑控制汽车的加速和减速； 

G、脚刹车灯接通信号经油门信号中央处理装置将手控油门加速信号清零，使发动机微电脑控制发动机回到怠速； 

H、设置手控巡航操控系统，经油门信号中央处理装置再进入发动机微电脑控制汽车的加速、减速和定功率巡航； 

I、脚刹车与手控油门操控系统和巡航操控系统之间为联控； 

所述手控油门操控系统包括在左舵车方向盘左下方7至9点位或右舵车方向盘右下方3至5点位设置一手控弹性拨片式可回位油门调节装置，其基底固定于方向盘固定轴上，该手控弹性拨片式可回位油门调节装置应满足当某只手拇示指和虎口把握方向盘时，该手的中指、无名指、小指可方便操控手控弹性拨片式可回位油门调节装置而不影响灯光或雨刷控制杆的操控为准，该手控弹性拨片式可回位油门调节装置将加、减速度信号经过油门信号中央处理装置中的油门信号处理模块电路发送给发动机微电脑来控制汽车的加速和减速，同时还经过信号显示电路将油门信号大小以1-15或20个级数值显示在显示器上，便于驾驶员操控； 

所述手控巡航操控系统包括在左舵车方向盘右下方3至5点位或右舵车方向 盘左下方7至9点位设置一手控滚轮定功率巡航控制装置，其基底固定在方向盘固定轴上，该手控滚轮定功率巡航控制装置应满足当某只手把握方向盘时，该手的食指、中指、无名指可方便操控滚轮定功率巡航控制装置而不影响灯光或雨刷的操控为准，手动挡车在换挡把手上增设一如上的手控滚轮定功率巡航控制装置，以手握换挡把手时食、中指可方便操控为准；以上滚轮定功率巡航控制装置将加、减速度信号经过油门信号中央处理装置中的油门信号处理模块电路发送给发动机微电脑来控制汽车的加速、减速和定功率巡航，同时还经过信号显示电路将油门信号大小以1-15或20个级数值显示在显示器上，便于驾驶员操控。 

所述脚踏刹车与手控油门操控系统之间的联控包括： 

a、脚踩刹车踏板，首先刹车灯接通信号经油门信号中央处理装置中的油门信号处理模块将手控油门操控系统油门加速信号清零，发动机微电脑控制发动机回到怠速状态； 

b、继续踩刹车踏板，制动系统开始工作；刹车灯接通期间，手控油门操控系统的继续加速信号无效，发动机维持怠速状态； 

c、刹车结束，抬起刹车踏板，刹车踏板复位，刹车灯断开； 

d、手控油门操控系统必须先回到零位然后才能恢复重新加速、减速工作； 

所述脚刹车与手控巡航操控系统之间的联控包括： 

a、脚踩刹车踏板，首先刹车灯接通的单个信号经油门信号中央处理装置中的油门信号处理模块将手控巡航操控系统的巡航信号清零，发动机微电脑控制发动机回到怠速状态； 

b、继续踩刹车踏板，制动系统开始工作；同时手控巡航操控系统重新工作， 可应用手控巡航操控系统的巡航调节装置加速或减速； 

c、刹车结束，抬起刹车踏板，刹车踏板复位； 

d、巡航操控系统恢复正常工作。 

所述手控弹性拨片式可回位油门调节装置包括： 

a、连续按压手控弹性拨片式可回位油门调节装置的拨片，油门处于累积加速状态； 

b、连续放松手控弹性拨片式可回位油门调节装置的拨片，油门处于累积减速状态； 

c、控制手控弹性拨片式可回位油门调节装置的拨片不动，油门处于定级状态； 

d、完全放松手控弹性拨片式可回位油门调节装置的拨片，油门回到初始状态； 

e、手控弹性拨片式可回位油门调节装置的拨片在按压加速中的任何位置时踩踏刹车踏板，油门信号清零，回到初始状态；此时，继续按压弹性拨片，油门的加速无效，必须将弹性拨片完全回位，才能重新加速； 

所述手控滚轮定功率巡航控制装置包括： 

a、向一个方向滚动手控滚轮定功率巡航控制装置的滚轮，油门处于累积加速状态； 

b、向相反方向滚动手控滚轮定功率巡航控制装置的滚轮，油门处于累积减速状态； 

c、停止滚动手控滚轮定功率巡航控制装置的滚轮，油门处于定功率巡航状态； 

d、手控滚轮定功率巡航控制装置的滚轮在任何位置，只要踩踏刹车，在刹车灯接通的瞬间，油门信号清零，发动机回到怠速，此时在继续踩踏刹车的同时，手控滚轮定功率巡航控制装置将恢复功能，可以加速、减速。 

所述脚踏油门操控系统包括： 

在踩踏刹车踏板的情况下，脚踏油门加速信号清零，油门踏板必须回复零位才能从新加油；在踩踏刹车踏板的同时，脚踏油门踏板如果受到意外压力或回位不良的情况下，油门加速信号将无效，避免油门事故造成异常加油。 

所述手控油门操控方法和手控巡航操控方法包括将所述手控弹性拨片式可回位油门调节装置或手控滚轮巡航控制装置所产生的电流或电压或磁力或光度或位移或压力或声波或震动或编码器的信号大小变化，经有线输入模式或无线输入模式输入油门信号中央处理装置中的油门信号处理模块，其累加或累减所产生的信号再发送到发动机微电脑；或者将手控弹性拨片式可回位油门调节装置或手控滚轮巡航控制装置所产生的信号大小变化经有线输入模式或无线输入模式直接发送到发动机微电脑，微电脑中增加油门信号中央处理装置的软、硬件，再把这些信号转换成指令来控制发动机的怠速、加速、减速或巡航。 

所述手控油门系统油门级数大小、油门模式选择的手控或脚控、车辆制动情况均在显示系统中有显示，该显示可在油门中央处理装置上或直接重组于仪表盘上。 

所述手控油门操控信号、手控巡航操控信号、脚踏油门操控信号同时进入油门信号中央处理装置，经转换开关选择，可分别使用手控油门操控加手控巡航操控或者脚踏油门操控加手控巡航操控，其中脚踏油门的加油也实现分级和显示，并能在巡航的基础上实现累加和累减。 

所述选择开关选择使用带巡航功能的手控油门系统时，脚踏油门被旷置， 脚部只有刹车一个踏板，将能够加用一个可拆卸的套入原刹车踏板的加长加大的刹车踏板，外侧端45度角倾斜、90度弧形卷曲4-5厘米，覆盖油门踏板，使右脚踩踏刹车更方便、放置符合生理也更舒适。 

增加一个油门紧急复位键，设置于所述方向盘下方的手控滚轮定功率巡航控制装置的滚轮下方或位于驾驶台仪表盘的油门中央处理装置上或仪表盘上，位置以正常操作时不易碰触而又便于寻找为准；按压该键，油门中央处理装置瞬间断电，回复油门初始设置，其与脚踏刹车信号灯接通信号对油门信号的清零和手控油门弹性回位调节装置在踩踏刹车清零后必须回到零位才能重新加油的三个设置，将有效杜绝油门加速系统出现误操作或异常加油的状况。 

实现上述技术方案的系统包括： 

一手控油门系统； 

一手控巡航系统； 

一脚踏油门系统； 

一脚控刹车系统； 

一脚控刹车系统与手控油门系统和手控巡航系统的联控系统；其中： 

所述手控油门系统包括——手控油门调节装置、油门信号中央处理装置、发动机微电脑、执行器，其中手控油门装置经油门信号中央处理装置、发动机微电脑与执行器连接；或者包括手控油门调节装置、油门信号遥控发射器，油门信号遥控接收器、油门信号中央处理装置、发动机微电脑、执行器，其中手控油门调节装置经油门信号遥控发射器、油门信号遥控接收器、油门信号中央处理装置、微电脑与执行器连接； 

所述手控巡航系统包括——手控滚轮定功率巡航装置、油门信号中央处理 装置、发动机微电脑、执行器，其中手控滚轮定功率巡航装置经油门信号中央处理装置、发动机微电脑与执行器连接；或者包括手控滚轮当功率巡航装置、油门信号遥控发射器、油门信号遥控接收器、油门信号中央处理装置、发动机微电脑、执行器，其中手控滚轮定功率巡航装置经油门信号遥控发射器、油门信号遥控接收器、油门信号中央处理装置、微电脑与执行器连接； 

所述脚踏油门系统是指原有脚踏油门系统； 

所述脚控刹车系统包括——刹车踏板及联动轴、刹车总泵，ABS系统、刹车分泵、车轮转速传感器，车轮制动器； 

所述联控系统包括刹车踏板及联动轴、刹车信号灯电路、手控油门调节装置、手控滚轮定功率巡航装置、油门信号中央处理装置、发动机微电脑、执行器，其中手控油门调节装置和手控滚轮定功率巡航装置分别经油门信号中央处理装置、刹车信号灯电路、发动机微电脑与执行器连接； 

或者，所述联控系统包括刹车踏板及联动轴、刹车信号灯电路、手控油门调节装置、手控滚轮定功率巡航装置、油门信号遥控发射器，油门信号遥控接收器、油门信号中来处理装置、发动机微电脑、执行器，其中手控油门调节装置和手控滚轮定功率巡航装置分别经油门信号遥控发射器、油门信号遥控接收器、油门信号中央处理装置、发动机微电脑与执行器连接。 

该系统还包括： 

所述油门信号中央处理装置包括油门信号处理模块、模数转换电路、数模转换电路、选择开关、显示模块，其中油门信号处理模块分别连接模数转换电路、数模转换电路、选择开关和显示模块。 

所述脚踏油门系统在驾驶员熟练掌握手控油门的操控后，可以取消脚踏油 门，并将脚踏刹车踏板右移、加长、加大占据原油门踏板的位置，右侧端45度角倾斜、90度弧形卷曲4-5厘米，踏板周围以弹性材料或手风琴折叠式风箱的方式与驾驶舱地面封闭，防止异物嵌顿造成刹车失灵，使右脚的踩踏轴线与驱干矢状面形成一定角度，右脚不踩刹车时可放松位放置于刹车踏板上，更加符合人机工程学和生理学原理。 

所述手控定功率巡航系统与原车定速巡航系统同时存在、选择其中之一使用；手控滚轮定功率巡航装置包括类似电脑鼠标的滚轮。 

本实用新型具有的有益效果：1、带有巡航功能的手控油门可以杜绝因“踩刹车错踩油门”而致的车祸，提高车辆驾驶的安全性；2、带有巡航功能的手控油门可以有效地缩短刹车的反应时间和刹车距离，有利于安全驾驶，减少车祸的发生；3、带有巡航功能的手控油门使没有巡航功能的车辆具备巡航功能，使车辆行驶更为平稳和易于操控，并降低油耗；4、带有巡航功能的手控油门信号在仪表盘上的显示，结合车辆发动机转速数据，将使驾驶员及时了解车辆供油系统和发动机的工况；同时还显示油门操控模式(手控或脚控)和制动状态；5、带有巡航功能的手控油门可以使刹车踏板右移并由外置式变为封闭式，杜绝了紧急转弯或刹车时因车内物品滚落于踏板下嵌顿，造成制动失灵的情况。也使车辆更加美观、舒适；6、带有巡航功能的手控油门将有效的减少右下肢的劳动强度，避免其疲劳或形成劳损、有利于健康、舒适驾驶；7、带有巡航功能的手控油门与刹车间的油门信号取消联控，使手控油门的驾驶操作程序与原程序基本相同，使手挡汽车在制动情况下可以加油，上坡位启动更为方便。8、带有巡航功能的手控油门可为保存了踩踏功能的下肢伤残人士提供操控安全的特种车辆(如膝关节以下假肢者或刹车踏板放置左侧)。9、带有巡航功能的手控油门在使用早期与脚踏油门的可选择性，将使本发明更快的为广大驾驶员所使用， 促成手控油门的早日普及。10、带有巡航功能的手控油门的油门紧急复位键加上刹车时油门取消联控和手控可回位油门调节装置及脚踏油门装置在刹车过程中失去继续加油功能，必须回复零位才能重新加油的设置将为油门误操作和突发的油门异常加速控制，提供一个安全保障。避免2009年11月起日本丰田公司在美国及全世界因丰田汽车无故突然自动加油而招回800多万辆车的类似事故发生。11、带有巡航功能的手控油门操作的跟从性很好，加油操控方便。其对巡航的设置、增加、减少都明显方便而又快于现行巡航系统，使驾驶操作更为便捷。12、带有巡航功能的手控油门使驾驶程序更加安全、清晰和简单，有利于初学者掌握驾驶技能。将使更多人士乐于享受汽车这一现代文明。 

附图说明

图1是本实用新型的信号线传递模式第一框图。 

图2是本实用新型的信号线传递模式第二框图。 

图3是本实用新型的遥控信号传递模式第三框图。 

图4是本实用新型的遥控信号传递模式第四框图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：(以左舵车为例) 

如图所示，本实用新型方法就是将一套独立的手控油门调节系统产生的油门调节信号取代脚踏油门信号输入发动机微电脑，用以控制汽车的加、减速，并实现巡航。推广早期使用转换开关选择手控或脚踏油门系统之一进行操控。待操作熟练，确认手控油门的优良模式后可取消脚踏油门系统完成仪使用手控油门的过渡。 

通过手来操作油门的大小，需要解决两个问题(以左舵车为例)：1、将左侧手控油门调节装置设置在方向盘圈内下的7至9点位(主要位)，汽车方向灯键 平面附近。设置手控油门弹性拨片可回位调节装置，基底固定于方向盘下的固定轴上。中指、无名指、小指几个指头均可操作。按压加油，松开减油。即只要向方向盘方向按压弹性拨片，油门将在1-15或20的级位上逐步增加；松开手指按压，弹性拨片回位，油门回到零位；右侧手控油门调节装置设置在方向盘圈内下的3至5点位(主要位)，汽车雨刷键平面附近。设置为手控滚轮定功率巡航调节装置，基底固定于方向盘下的固定轴上，为一弧形板状结构。其面向仪表盘方向有一个电脑鼠标式滚轮(垂直放置)。鼠标式滚轮向下拨加油，向上推减油。食指、中指、无名指几个指头均可操作，滚轮在任何位置都相对固定(按车型分级设置为1-15或20级位，使油门固定，实现巡航。手动挡车(次要位)相对固定)；且左右两手对油门的控制功能是并联的，即可以达到相互累加或累减的作用，从而实现车的加速或减速。同时，油门调节装置固定于一定位置时具备巡航的功能。2、刹车还是在脚上，这点不变。但刹车要增加一个功能，即刹车与油门联控取消功能。并形成两种控制方式。第一，当踩下刹车时，刹车灯接通的信号发送到油门信号中央处理装置将油门的加速信号清零。发动机回到怠速。第二，在刹车灯接通期间，左手的弹性拨片可回位调节装置不能加油。而右手的两个手控滚轮巡航调节装置在刹车灯信号接通瞬间清除油门加速信号以后恢复加速功能，这时制动开始动作，即在刹车的同时还可用右手手控给油，方便手挡汽车上坡位启动的操作。当刹车结束后，脚刹自动回位。 

本实用新型供生产厂家使用的实施方案有二个， 

方案一：适用于旧车的改装 

现有的标准配置都不作改动。增加一套带有巡航功能的手控油门系统，包括： 

1、手控油门调节装置：方向盘左侧的手控弹性拨片式可回位油门调节装置， 方向盘右侧的手控滚轮定功率巡航装置(手动挡车再增加右手换挡把手上的手控滚轮定功率巡航装置)。 

2、油门信号中央处理装置：设置为一个小盒，放置于驾驶舱仪表盘或其附近。手控油门调节装置、脚踏油门、刹车信号灯等信号进入其中。油门分级大小、手控油门及脚踏油门模式转换、刹车信号均显示于小盒上的显示窗上。 

3、油门复位键：设置于油门信号中央处理装置盒上及方向盘右侧的手控滚轮定功率巡航装置上。 

以上系统产生及处理后的信号再输入发动机微电脑就能实现对发动机的加速、减速、巡航及怠速控制。并能选择手控油门加巡航功能模式或脚踏油门加巡航功能模式。 

方案二：实用于新车生产。 

除发动机微电脑和仪表盘外现有的标准配置都不作改动。增加一套带巡航功能的手控油门调节装置，包括： 

1、手控油门调节装置：方向盘左侧的手控弹性拨片式可回位油门调节装置，方向盘右侧的手控滚轮定功率手控巡航装置(手动挡车再增加右手换挡把手上的手控滚轮定功率巡航装置)。 

2、对发动机微电脑作适当改装，主要增加油门信号中央处理装置的软、硬件于微电脑内。同时手控油门调节装置、脚踏油门、刹车信号灯等信号直接进入微电脑中，经处理后实现对发动机的加速、减速、巡航及怠速控制。 

3、油门分级大小、手控油门及脚踏油门模式转换、刹车信号均显示于驾驶舱重组后的仪表盘上。油门复位键可设置于仪表盘上及方向盘右侧的手控滚轮定功率巡航装置上。 

如此，新车的生产仅在增加几个手控油门调节装置硬件的情况下加上调整发 动机微电脑和仪表盘的软硬件设置就能完成，将明显降低生产成本而增加不少功能。 

工作原理：(以左舵车为例) 

启动车，发动机处于怠速，挂上挡，车开始前行。用左手指操控安装在方向盘左内下方或右手指操控换挡把手上(手动挡车)任一手控油门，该手控油门如弹性拨片向方向盘按压加油、放松减油或如电脑鼠标上的滚轮一样(也可以采用调节音量的按压式、滑片式或旋转式可调开关)，向后滚动为加速(给油)，向前滚动为减速(收油)，其产生的信号进入油门信号中央处理装置再发送到发动机微电脑来控制发动机加速、减速、巡航或怠速。当刹车时，刹车灯接通信号发送到油门信号中央处理装置，使手控油门的加速信号取消(清零)，同时取消巡航功能，再到发动机微电脑将该信号转换成指令使发动机回到怠速；继续踩刹车踏板，刹车灯仍然接通，方向盘左侧的手控弹性拨片式可回位油门调节装置，不能加油，而右手的两个手控油门定功率巡航装置在刹车灯信号接通瞬间清除油门加速信号以后恢复加速功能，这时制动开始动作，即在刹车的同时还可用右手正常加速(给油)、减速(收油)工作(主要用于手动挡车上坡位启动)；当松开刹车踏板时，踏板复位，刹车结束，刹车灯关闭。这时可以使用任一手控油门调节装置操控汽车的加速、减速或巡航。实现了油门由脚控变为手控。 

手控油门系统与原车连接方式 

1.手控油门系统与原车经信号线连接方式； 

1)、手控油门调节装置信号经油门信号中央处理装置再进入发动机微电脑方式： 

在早期保留选择使用脚踏油门的情况下，脚踏油门信号和手控油门调节装 置的所有信号(可以有2-3个)与刹车灯信号同时进入一个油门信号中央处理装置，经处理装置对油门调节信号的选择和累加、累减处理后，其最后信号替代原油门传感器信号进入发动机微电脑，用以调节发动机的工况。当刹车灯接通信号进入油门信号中央处理装置时，就会取消所有油门调节信号(清零)。相当于脚踏油门完全松开的情况，发动机微电脑没有油门加速信号进入，发动机就会处于怠速状态。这种模式可以适合所有使用油门传感器和发动机微电脑控制的新、旧车辆。同时对于原车的其余部分不作改动，是最容易操作的模式。对于其他能源汽车也同样实用。 

2)、手控油门调节装置信号直接输入发动机微电脑(ECU)方式： 

手控油门调节装置的所有信号(可以有2-3个，脚踏油门在早期选择使用期间其信号同步进入)与刹车灯接通信号同时进入增加了油门信号中央处理装置软硬件的发动机微电脑，经微电脑对进入信号的累加或累减的处理加之多个相关传感器反馈信息(如进气歧管压力传感器、空气流量传感器、发动机转速传感器、冷却液温度传感器等)的修正后，其最后指令用以控制发动机的工况。当刹车灯接通信号有进入发动机微电脑时，微电脑就会取消所有油门调节信号(清零)，发出指令使发动机回到怠速状态，即油门回到零位。这比较适合新车生产，可降低生产成本。 

2、手控油门系统与原车经无线(遥控)信号连接方式： 

位于左手或右手的手控油门调节装置产生的各种信号，经发射装置产生的电磁、声波、光波(如红外线、兰牙等)由位于仪表盘位置的接收装置收到后进入增加的油门信号中央处理装置，作相应累加、累减、巡航或清零处理后的信号再替代原油门信号进入发动机微电脑参与对发动机工况的控制。或者以上所述的手控油门系统的信号经无线信号发射装置发送后由位于发动机微电脑的 接收装置接收，并由增加了油门信号中央处理装置软硬件的发动机微电脑作出油门累加、累减、巡航或清零的处理来控制发动机的工况。 

本带有巡航功能的手控油门技术适用于手排挡、自动排挡；左、右舵车辆。 

实施例：以左舵车为例，方向盘上的手控油门调节装置主要放置于7-9点方向盘圈内下位。形状为弹性拨片，基底固定于方向盘下固定轴上，以左手拇、示指和虎口握方向盘时中指、无名指、小指方便操控为准。弹性拨片往上压，油门加大，放松后自动回位，油门回零。右手在方向盘上的手控油门主要位置放置于方向盘的3-5点方向盘圈内下位，基底固定于方向盘下固定轴上。为固定弧形拨片加电脑鼠标式滚轮(纵向放置)，操作面向下，以右手拇指和虎口扶持方向盘时食指、中指、无名指方便操控为准。该滚轮为累加、累减模式，向下拨油门加大，向上推油门减小，在任何位置固定时，汽车处于巡航状态。以上设置可保持双手握持方向盘前行或转弯的安全驾驶模式又能方便加油。右手的手控油门次要位置放置于换挡把手上(实用于手动挡车)，形状类似于电脑鼠标滚轮，为任意位固定的累加、累减模式。往上拨加油，往下推减油(此方式比较适应大众习惯，如用力上拨滚轮，也可享受轰油的乐趣)。 

本实施例已成功安装在粤B05C76马自达6，WAGN2.3轿车上，自2009年8月1日起至12月31日已安全行驶了1万3千多公里. 

该车可以选取带巡航功能的手控油门系统操控，也可以选用带巡航功能的脚踏油门系统。如果使用手控油门在市区开车，当车辆起动后，双手在抓握方向盘的同时，可以左手中指、无名指按压油门弹性拨片加油或者右手食指、中指下拨鼠标滚轮到一定位置(如油门2-3级)后放手，车辆将保持一定速度前进(约40-60公里/小时)。如距离前车较远，可再用左手中、环指按压油门弹性拨片加速，跟近后放松；如前车速度较慢，可用右手示、中指上推鼠标拨轮到一 定位置(如油门1级)后放手，汽车将降低速度维持与前车距离。如前车停车，可踩踏刹车，油门取消为零，汽车停下，发动机回到怠速。当前车起动后，我车放开刹车，按上面同样方式从新加油跟随。如果使用手控或脚踏油门在高速公路上行车，车辆启动方式相同，达到满意行车速度后，右手鼠标滚轮固定于一定位置(如油门7-8级)，汽车将保持相应车速(约100-120公里/小时)。行车中，经历上、下坡时，可适当调高或调低巡航控制装置，以维持车速不变。这样，市区驾驶中使用手控油门仅需应用脚踏油门1/5到1/10左右的时间操控油门，郊区或高速公路上则只需1/50左右的时间操控油门，将不会增加手部太多的负担。油门的跟从性好，又可方便的设置巡航，既灵活简单，又舒适安全，没有了原来开车时脚部的疲劳感。当遭遇意外情况时，右脚可及时踩踏刹车而没有错踩油门的心理负担，将更为安全、快捷。特别在市区交通拥堵时，停停、走走，此时使用手控油门和脚踏刹车将能手脚轻松协调配合，及时跟从前车，避免了使用脚踏油门时右脚不断在油门与刹车间转换操控，既紧张又疲劳的情况。本实施例为初步功能试验，驾驶实践证实取消脚踏油门改为手控操作油门是完全可行的。如果仍然使用脚踏油门系统，在路面车辆较少和高速公路上行驶时，可以加用手控巡航系统，将减少右脚的负担，使驾驶舒适一些。 

通过上述实施例证明：带有巡航功能的车用手控油门的控制系统这一实用新型是可以实现的。 

本实用新型中的“油门”是泛指，凡是作用在机动车上的，以燃油、燃气、混合动力、电能、氢能、太阳能及其他混合能源作为动力的油控门、气控门、电控门、混合动力控门等的车辆加速装置都可以简称为“油门”。 

鉴于本技术，凡是以燃油、燃气、混合动力、电能、氢能、太阳能及其他混合能源作为动力的车辆，其加速控制系统均在本实用新型专利保护范畴之内。 

Claims (8)

1.一种带有巡航功能的车用手控油门的控制系统，其特征是包括：

一手控油门系统；

一手控巡航系统；

一脚踏油门系统；

一脚控刹车系统；

一脚控刹车系统与手控油门系统和手控巡航系统的联控系统；其中：

所述手控油门系统包括——手控油门调节装置、油门信号中央处理装置、发动机微电脑、执行器，其中手控油门装置经油门信号中央处理装置、发动机微电脑与执行器连接；或者包括手控油门调节装置、油门信号遥控发射器，油门信号遥控接收器、油门信号中央处理装置、发动机微电脑、执行器，其中手控油门调节装置经油门信号遥控发射器、油门信号遥控接收器、油门信号中央处理装置、微电脑与执行器连接；

所述手控巡航系统包括——手控滚轮巡航装置、油门信号中央处理装置、发动机微电脑、执行器，其中手控滚轮巡航装置经油门信号中央处理装置、发动机微电脑与执行器连接；或者包括手控滚轮巡航装置、油门信号遥控发射器、油门信号遥控接收器、油门信号中央处理装置、发动机微电脑、执行器，其中手控滚轮巡航装置经油门信号遥控发射器、油门信号遥控接收器、油门信号中央处理装置、微电脑与执行器连接；

所述脚踏油门系统是指所述汽车的原有脚踏油门系统；

所述脚控刹车系统包括——所述汽车的原有刹车踏板及联动轴、刹车总泵，ABS系统、刹车分泵、车轮转速传感器，车轮制动器；

所述联控系统包括刹车踏板及联动轴、刹车信号灯电路、手控油门调节装 置、手控滚轮巡航装置、油门信号中央处理装置、发动机微电脑、执行器，其中手控油门调节装置和手控滚轮巡航装置分别经油门信号中央处理装置、刹车信号灯电路、发动机微电脑与执行器连接；

或者，所述联控系统包括刹车踏板及联动轴、刹车信号灯电路、手控油门调节装置、手控滚轮巡航装置、油门信号遥控发射器，油门信号遥控接收器、油门信号中央处理装置、发动机微电脑、执行器，其中手控油门调节装置和手控滚轮巡航装置分别经油门信号遥控发射器、油门信号遥控接收器、手控滚轮巡航装置、油门信号中央处理装置、发动机微电脑与执行器连接。

2.如权利要求1所述的带有巡航功能的车用手控油门的控制系统，其特征是所述手控油门调节装置包括在左舵车方向盘的左下方7至9点位或右舵车方向盘的右下方3至5点位设置一手控弹性拨片式可回位油门调节装置，其基底固定于方向盘固定轴上，该手控弹性拨片式可回位油门调节装置应满足当某只手拇、食指和虎口把握方向盘时，该手的中指、无名指、小指可方便操控手控弹性拨片式可回位油门调节装置而不影响灯光或雨刷控制杆的操控为准，该手控弹性拨片式可回位油门调节装置将加、减速度信号经过油门信号中央处理装置中的油门信号处理模块电路发送给发动机微电脑来控制汽车的加速和减速，同时还经过信号显示电路将油门信号大小以1-15或20个级数值显示在显示器上。

3.如权利要求1所述的带有巡航功能的车用手控油门的控制系统，其特征是所述手控滚轮巡航装置包括在左舵车方向盘的右下方3至5点位或右舵车方向盘的左下方7至9点位设置一手控滚轮定功率巡航控制装置，其基底固定在方向盘固定轴上，该手控滚轮定功率巡航控制装置应满足当某只手把握方向盘时，该手的食、中、无名指可方便操控滚轮定功率巡航控制装置而不影响雨刷或方向灯的操控为准，手动挡车在换挡把手上增设一如上的手控滚轮定功率巡航控 制装置，以手握换挡把手时，该手食、中指可方便操控为准；以上手控滚轮定功率巡航控制装置将加、减速度信号经过油门信号中央处理装置中的油门信号处理模块处理后发送给发动机微电脑来控制汽车的加速、减速和定功率巡航，同时还经过信号显示电路将油门信号大小以1-15或20个级数值显示在显示器上。

4.如权利要求1所述的带有巡航功能的车用手控油门的控制系统，其特征是所述油门信号中央处理装置增加一个油门紧急复位键，设置于所述方向盘的手控滚轮巡航控制装置的滚轮下方或位于驾驶台仪表盘的油门中央处理装置上或仪表盘上，位置以正常操作时不易碰触而又便于寻找为准；按压该键，油门中央处理装置断电，并恢复油门初始设置。

5.如权利要求2或3所述的带有巡航功能的车用手控油门的控制系统，其特征是所述手控弹性拨片式可回位油门调节装置或手控滚轮巡航控制装置所产生的电流或电压或磁力或光度或位移或压力或声波或震动或编码器的信号大小变化，经有线输入模式或无线输入模式输入油门信号中央处理装置中的油门信号处理模块，其累加或累减所产生的信号再发送到发动机微电脑；或者将手控弹性拨片式可回位油门调节装置或手控滚轮巡航控制装置所产生的信号大小变化经有线输入模式或无线输入模式直接发送到发动机微电脑，微电脑中增加油门信号中央处理装置的软、硬件，再把这些信号转换成指令来控制发动机的怠速、加速、减速或巡航。

6.如权利要求1所述的带有巡航功能的车用手控油门的控制系统，其特征是所述油门信号中央处理装置包括油门信号处理模块、模数转换电路、数模转换电路、选择开关、显示模块，其中油门信号处理模块分别连接模数转换电路、数模转换电路、选择开关和显示模块。 

7.如权利要求1所述的带有巡航功能的车用手控油门的控制系统，其特征是所述脚踏油门系统中的脚踏油门能够取消，脚踏刹车踏板能右移、并被加长、加大占据原油门踏板的位置，右侧端45度角倾斜、并90度弧形卷曲4-5厘米，所述脚踏刹车踏板周围采用弹性材料或采用手风琴折叠式风箱的结构方式与驾驶舱地面封闭，所述脚踏刹车踏板适于使右脚的踩踏轴线与驱干矢状面形成一定角度。

8.如权利要求1所述的带有巡航功能的车用手控油门的控制系统，其特征是所述手控定功率巡航系统与原车定速巡航系统同时存在，选择其中之一使用。 

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