CN206987970U - 一种无人驾驶汽车油门系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车技术领域，具体涉及一种无人驾驶汽车油门系统，包括油门组件，包括油门踏板，与所述油门踏板连接的发动机，与所述发动机连接的并且与所述油门踏板电性连接的节气门部件，以及分别与所述油门踏板，发动机和节气门部件电性连接的第一电子控制单元；以及控制组件，包括车载智能端，分别与所述车载智能端和所述油门组件电性连接的人工/自动驾驶切换模块，以及分别与所述车载智能端，发动机和节气门部件电性连接的第二电子控制单元。

Description

一种无人驾驶汽车油门系统

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，具体涉及一种无人驾驶汽车油门系统。

背景技术

随着汽车技术的发展，智能交通系统得到了越来越广泛的应用。汽车油门机构是驾驶员控制汽车发动机转速功率和行车速度的装置，属于汽车的关键配件之一。传统的机械式油门踏板和电子油门踏板，都是通过驾驶员脚踩油门踏板来进行操作。需要提出一个适合无人驾驶汽车使用的油门装置，实现自动和人工两种驾驶模式之间的自由切换，使汽车更智能化。

实用新型内容

本实用新型针对目前汽车只能通过脚踩油门踏板进行变速的问题，提出一种无人驾驶汽车油门系统，让汽车在自动和人工两种驾驶模式之间快速切换互不影响，提高汽车油门机构的智能化程度。

为了实现上述技术效果，本实用新型提供了一种无人驾驶汽车油门系统，包括

油门组件，包括油门踏板，与所述油门踏板连接的发动机，与所述发动机连接的并且与所述油门踏板电性连接的节气门部件，以及分别与所述油门踏板，发动机和节气门部件电性连接的第一电子控制单元；以及

控制组件，包括车载智能端，分别与所述车载智能端和所述油门组件电性连接的人工/自动驾驶切换模块，以及分别与所述车载智能端，发动机和节气门部件电性连接的第二电子控制单元。

进一步的，所述油门踏板上设有与所述第一电子控制单元电性连接的主踏板传感器，以及与所述第一电子控制单元电性连接的副踏板传感器。

进一步的，所述节气门部件包括安装于所述发动机进气管内的节气门组，设于所述发动机输出轴上的节气门开度传感器，安装于所述发动机进气管一侧的节气门执行器，以及与所述节气门执行器电性连接的节气门电子控制器；其中

所述节气门电子控制器通过Motor+(+)和Motor-(-)驱动直流伺服电机，TPS1和TPS2分别是正向和反向的节气门开度反馈信号，它通过节气门体内部的一对高精度电位器获取当前开度下相应的电压反馈值，该反馈值与节气门打开角度成线性变化。

进一步的，所述节气门电子控制器分别与所述第一电子控制单元和第二电子控制单元电性连接。

进一步的，所述发动机上还连接有与所述节气门电子控制器电性连接的发动机转速传感器，以及变速器，其中

所述变速器上安装有与所述节气门电子控制器电性连接的车速传感器。

进一步的，所述节气门电子控制器还与所述主踏板传感器和所述副踏板传感器电性连接。

进一步的，所述节气门组包括传动机构，设于所述传动机构内的齿轮，以及设于所述传动机构内与所述齿轮连接的执行电机；以及

所述齿轮上设有节气门，所述齿轮一侧还连接有一复位弹簧。

进一步的，所述传动机构设置齿轮一端套设有一外罩；所述外罩的上端部设有进气口，所述外罩的下端部设有进气歧管。

进一步的，所述无人驾驶汽车油门系统还包括一设于方向盘上的用于切换人工或自动驾驶模式并且与所述人工/自动驾驶切换模块电性连接的拨杆。

又一方面，本实用新型还提供了一种无人驾驶汽车油门系统，油门组件，包括油门踏板，与所述油门踏板连接的发动机，与所述发动机连接的并且与所述油门踏板电性连接的节气门部件，以及分别与所述油门踏板，发动机和节气门部件电性连接的第一电子控制单元；以及

控制组件，包括与所述第一电子控制单元电性连接的车载智能端，以及分别与所述车载智能端和所述油门组件电性连接的人工/自动驾驶切换模块。

本无人驾驶汽车油门系统的有益效果是，通过人工/自动驾驶切换模块，快速切换自动和人工两种驾驶模式；

进一步的，在自动驾驶模式的状态下，驾驶员可以脚踩油门踏板，有油门踏板上的住踏板传感器传递信号给车载智能端，由车载智能端控制接触自动控制模式，进入人工驾驶模式。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是实施例1的无人驾驶汽车油门系统整体示意图；

图2是实施例1的无人驾驶汽车油门系统的结构示意图；

图3是实施例1的节气门组的结构示意图；

图4是实施例1的无人驾驶汽车油门系统的电气结构图；

图5是实施例1中通过人工/自动驾驶切换模块切换两种驾驶模式的工作流程；

图6是实施例1中通过脚踩油门踏板把自动驾驶模式切换成人工驾驶模式的工作流程；

图7是实施例2中的无人驾驶汽车油门系统整体示意图；

图8实施例3中通过人工/自动驾驶切换模块切换两种驾驶模式的工作流程；

图9是实施例2中通过脚踩油门踏板把自动驾驶模式切换成人工驾驶模式的工作流程。

图中：油门踏板1、发动机2、第一电子控制单元3、车载智能端4、人工/自动驾驶切换模块5、第二电子控制单元6、主踏板传感器7、节气门组8、节气门开度传感器9、节气门执行器10、节气门电子控制器11、发动机转速传感器12、车速传感器13、传动机构14、齿轮15、执行电机16、节气门17、复位弹簧18、外罩19、进气口20、进气歧管21、拨杆22。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

实施例1

参照图1至图6所示，本实用新型提供了一种无人驾驶汽车油门系统，包括

油门组件，包括油门踏板1，与所述油门踏板1连接的发动机2，与所述发动机2连接的并且与所述油门踏板1电性连接的节气门部件，以及分别与所述油门踏板1，发动机2和节气门部件电性连接的第一电子控制单元3；以及

控制组件，包括车载智能端4，分别与所述车载智能端4和所述油门组件电性连接的人工/自动驾驶切换模块5，以及分别与所述车载智能端4，发动机2和节气门部件电性连接的第二电子控制单元6。

人工/自动驾驶切换模块5可以用于快速切换自动和人工两种驾驶模式。

具体的，所述油门踏板1上设有与所述第一电子控制单元3电性连接的主踏板传感器7，以及与所述第一电子控制单元3电性连接的副踏板传感器。保证油门踏板1与节气门部件的连接高度可靠，为了精确和备用，设置两个踏板传感器。

所述节气门部件包括安装于所述发动机2进气管内的节气门组8，设于所述发动机2输出轴上的节气门开度传感器9，安装于所述发动机2进气管一侧的节气门执行器10，以及与所述节气门执行器10电性连接的节气门电子控制器11；执行器由一个直流伺服电机和相关的传动部件组成。

其中，所述节气门电子控制器11通过Motor+(+)和Motor-(-)驱动直流伺服电机，TPS1和TPS2分别是正向和反向的节气门开度反馈信号，它通过节气门体内部的一对高精度电位器获取当前开度下相应的电压反馈值，该反馈值与节气门打开角度成线性变化。直流电机比步进电机移动快，随动性能好，符合节气门电子控制器11的性能要求。

节气门部件是控制空气进入发动机2的可控阀门。节气门开度传感器9用于随时监控节气门的开度。

所述节气门电子控制器11分别与所述第一电子控制单元3和第二电子控制单元6电性连接。

所述发动机2上还连接有与所述节气门电子控制器11电性连接的发动机转速传感器12，以及变速器，其中

所述变速器上安装有与所述节气门电子控制器11电性连接的车速传感器13。

所述节气门电子控制器11还与所述主踏板传感器7和所述副踏板传感器电性连接。

优选的，所述节气门组8包括传动机构14，设于所述传动机构14内的齿轮15，以及设于所述传动机构14内与所述齿轮15连接的执行电机16；以及

所述齿轮15上设有节气门17，所述齿轮15一侧还连接有一复位弹簧18。

所述传动机构14设置齿轮15一端套设有一外罩19；所述外罩19的上端部设有进气口20，所述外罩19的下端部设有进气歧管21。

优选的，所述无人驾驶汽车油门系统还包括一设于方向盘上的用于切换人工或自动驾驶模式并且与所述人工/自动驾驶切换模块5电性连接的拨杆22。通过拨动拨杆22，快速切换人工和自动驾驶模式，并且设置在方向盘上，更加贴近手边，操作更加便捷。

并且通过油门踏板1上的主踏板传感器7，驾驶员可以通过直接踩油门踏板1切换成手动控制模式。当主踏板传感器7受损或者损坏时，副踏板传感器开启，继续接替主踏板传感器7的工作。

本实用新型的工作原理为：在人工驾驶模式情况下，主踏板传感器7将驾驶员需要加速或减速的信息传递给节气门电子控制器11，节气门电子控制器11根据得到的信息，计算出相应的最佳节气门17位置，发出控制信号给节气门执行器10，由节气门执行器10将节气门17开到计算出的最佳节气门17的开度位置。节气门电子控制器11由第一电子控制单元3连接控制，节气门电子控制器11根据由第一电子控制单元3得到的节气门位置传感器信息、发动机转速传感器12信号、车速传感器13的信息对节气门17的最佳位置进行不断的修正，使节气门17的开度达到司机所需要的理想位置。

在自动驾驶模式下，由第二电子控制单元6控制节气门电子控制器11，根据车载智能端4计算得到的信息，由车载智能端4将信息传递给第二电机控制单元，并由第二电子控制单元6将信息传递给由节气门电子控制器11，由节气门电子控制器11计算出相应的最佳节气门位置，发出控制信号给节气门执行器10，由节气门执行器10将节气门17开到计算出的最佳节气门17的开度位置。节气门电子控制器11根据第二电子控制单元6得到的节气门位置传感器信息、发动机转速传感器12信号、车速传感器13的信息对节气门17的最佳位置进行不断的修正，使节气门17的开度达到司机所需要的理想位置。

如图5所示，本实用新型一种无人驾驶汽车油门系统通过人工/自动驾驶切换模块5切换两种驾驶模式的工作流程为：

步骤100：驾驶员拨动拨杆22；

步骤101：人工/自动驾驶切换模块5给车载智能端4发送信号；

步骤102：车载智能端48关闭当前驾驶模式，开启另一种驾驶模式；

步骤10301：当开启人工驾驶模式的时候，驾驶员脚踩油门踏板1；

步骤10401：油门主踏板传感器7向第一电子控制单元3发送位置信号；

步骤10501：第一电子控制单元3向节气门电子控制器11输出指令；

步骤10601：节气门电子控制器11控制节气门17调节其开度；

步骤10701：节气门开度传感器9将节气门17的实时位置反馈给第一电子控制单元3；

步骤10302：当开启自动驾驶模式的时候，车载智能端4计算出当前所需的节气门17开度；

步骤10402：车载智能端4把信号传递给第二电子控制单元6；

步骤10502：第二电子控制单元6向节气门电子控制器11输出指令；

步骤10602：节气门电子控制器11控制节气门17调节其开度；

步骤10702：节气门开度传感器9将节气门17的实时位置反馈给第二电子控制单元6。

如图6所示，本实用新型一种无人驾驶汽车油门系统通过脚踩油门踏板1把自动驾驶模式切换成人工驾驶模式的工作流程为：

步骤200：驾驶员脚踩油门踏板1；

步骤201：油门主踏板传感器7向驾驶切换模块发送信号；

步骤202：驾驶切换模块把信号传递给车载智能端4；

步骤203：车载智能端4关闭自动驾驶模式，开启人工驾驶模式；

步骤204：油门主踏板传感器7向第一电子控制单元3发送位置信号；

步骤205：第一电子控制单元3向节气门电子控制器11输出指令；

步骤206：节气门电子控制器11控制节气门17调节其开度；

步骤207：节气门开度传感器9将节气门17的实时位置反馈给电子控制单元。

实施例2

参照图7至图9所示，本实施例和实施例1结构大致相同，唯一不同的在于取消了第二电子控制单元6，只采用第一电子控制单元3与油门踏板1，发动机2，节气门部件和车载智能端4电性连接。

具体的，本无人驾驶汽车油门系统包括：

油门组件，包括油门踏板1，与所述油门踏板1连接的发动机2，与所述发动机2连接的并且与所述油门踏板1电性连接的节气门部件，以及分别与所述油门踏板1，发动机2和节气门部件电性连接的第一电子控制单元3；以及

控制组件，包括与所述第一电子控制单元3电性连接的车载智能端4，以及分别与所述车载智能端4和所述油门组件电性连接的人工/自动驾驶切换模块5。

本实用新型的工作原理为：在人工驾驶模式情况下，主踏板传感器7将驾驶员需要加速或减速的信息传递给节气门电子控制器11，节气门电子控制器11根据得到的信息，计算出相应的最佳节气门17位置，发出控制信号给节气门17执行器10，由节气门执行器10将节气门17开到计算出的最佳节气门17的开度位置。节气门电子控制器11由第一电子控制单元3连接控制，节气门电子控制器11根据由第一电子控制单元3得到的节气门位置传感器信息、发动机转速传感器12信号、车速传感器13的信息对节气门17的最佳位置进行不断的修正，使节气门17的开度达到司机所需要的理想位置。

在自动驾驶模式下，由第二电子控制单元6控制节气门电子控制器11，根据车载智能端4计算得到的信息，由车载智能端4将信息传递给第二电机控制单元，并由第二电子控制单元6将信息传递给由节气门电子控制器11，由节气门电子控制器11计算出相应的最佳节气门17位置，发出控制信号给节气门执行器10，由节气门执行器10将节气门17开到计算出的最佳节气门17的开度位置。节气门电子控制器11根据第二电子控制单元6得到的节气门位置传感器信息、发动机转速传感器12信号、车速传感器13的信息对节气门17的最佳位置进行不断的修正，使节气门17的开度达到司机所需要的理想位置。

如图8所示，本实用新型一种无人驾驶汽车油门系统通过人工/自动驾驶切换模块5切换两种驾驶模式的工作流程为：

步骤300：驾驶员拨动拨杆22；

步骤301：人工/自动驾驶切换模块5向车载智能端4发送信号；

步骤302：车载智能端4关闭当前驾驶模式，开启另一种驾驶模式；

步骤30301：当开启人工驾驶模式的时候，驾驶员脚踩油门踏板1；

步骤30401：油门主踏板传感器7向第一电子控制单元3发送位置信号；

步骤30501：第一电子控制单元3向节气门电子控制器11输出指令；

步骤30601：节气门电子控制器11控制节气门17调节其开度；

步骤30701：节气门开度传感器9将节气门17的实时位置反馈给电子控制单元；

步骤30302：当开启自动驾驶模式的时候，车载智能端48计算出当前所需要的节气门17开度；

步骤30402：车载智能端4把信号传递给第一电子控制单元3；

步骤30502：第一电子控制单元3向节气门电子控制器11输出指令；

步骤30602：节气门电子控制器11控制节气门17调节其开度；

步骤30702：节气门开度传感器9将节气门17的实时位置反馈给第一电子控制单元3。

如图9所示，本实用新型一种无人驾驶汽车油门系统通过脚踩油门踏板1把自动驾驶模式切换成人工驾驶模式的工作流程为：

步骤400：驾驶员脚踩油门踏板1；

步骤401：油门主踏板传感器7向人工/自动驾驶切换模块5发送信号；

步骤402：人工/自动驾驶切换模块5把信号传递给车载智能端4；

步骤403：车载智能端4关闭自动驾驶模式，开启人工驾驶模式；

步骤404：油门主踏板传感器7向第一电子控制单元3发送位置信号；

步骤405：第一电子控制单元3向节气门电子控制器11输出指令；

步骤406：节气门电子控制器11控制节气门17调节其开度；

步骤407：节气门开度传感器9将节气门17的实时位置反馈给第一电子控制单元3。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种无人驾驶汽车油门系统，其特征在于，包括

油门组件，包括油门踏板，与所述油门踏板连接的发动机，与所述发动机连接的并且与所述油门踏板电性连接的节气门部件，以及分别与所述油门踏板，发动机和节气门部件电性连接的第一电子控制单元；以及

控制组件，包括车载智能端，分别与所述车载智能端和所述油门组件电性连接的人工/自动驾驶切换模块，以及分别与所述车载智能端，发动机和节气门部件电性连接的第二电子控制单元。

2.根据权利要求1所述的无人驾驶汽车油门系统，其特征在于：所述油门踏板上设有与所述第一电子控制单元电性连接的主踏板传感器，以及与所述第一电子控制单元电性连接的副踏板传感器。

3.根据权利要求2所述的无人驾驶汽车油门系统，其特征在于：所述节气门部件包括安装于所述发动机进气管内的节气门组，设于所述发动机输出轴上的节气门开度传感器，安装于所述发动机进气管一侧的节气门执行器，以及与所述节气门执行器电性连接的节气门电子控制器；其中

所述节气门电子控制器通过Motor+(+)和Motor-(-)驱动直流伺服电机，TPS1和TPS2分别是正向和反向的节气门开度反馈信号，它通过节气门体内部的一对高精度电位器获取当前开度下相应的电压反馈值，该反馈值与节气门打开角度成线性变化。

4.根据权利要求3所述的无人驾驶汽车油门系统，其特征在于：所述节气门电子控制器分别与所述第一电子控制单元和第二电子控制单元电性连接。

5.根据权利要求4所述的无人驾驶汽车油门系统，其特征在于：所述发动机上还连接有与所述节气门电子控制器电性连接的发动机转速传感器，以及变速器，其中

所述变速器上安装有与所述节气门电子控制器电性连接的车速传感器。

6.根据权利要求5所述的无人驾驶汽车油门系统，其特征在于：所述节气门电子控制器还与所述主踏板传感器和所述副踏板传感器电性连接。

7.根据权利要求6所述的无人驾驶汽车油门系统，其特征在于：所述节气门组包括传动机构，设于所述传动机构内的齿轮，以及设于所述传动机构内与所述齿轮连接的执行电机；以及

所述齿轮上设有节气门，所述齿轮一侧还连接有一复位弹簧。

8.根据权利要求7所述的无人驾驶汽车油门系统，其特征在于：所述传动机构设置齿轮一端套设有一外罩；所述外罩的上端部设有进气口，所述外罩的下端部设有进气歧管。

9.根据权利要求8所述的无人驾驶汽车油门系统，其特征在于：所述无人驾驶汽车油门系统还包括一设于方向盘上的用于切换人工或自动驾驶模式并且与所述人工/自动驾驶切换模块电性连接的拨杆。

10.一种无人驾驶汽车油门系统，其特征在于：油门组件，包括油门踏板，与所述油门踏板连接的发动机，与所述发动机连接的并且与所述油门踏板电性连接的节气门部件，以及分别与所述油门踏板，发动机和节气门部件电性连接的第一电子控制单元；以及

控制组件，包括与所述第一电子控制单元电性连接的车载智能端，以及分别与所述车载智能端和所述油门组件电性连接的人工/自动驾驶切换模块。