一种力反馈双动式汽车安全油门控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种力反馈双动式汽车安全油门控制系统，属于汽车配件设备技术领域。
【背景技术】
[0002]由于传统的油门踏板都是一次快速下压而实现汽车的快速加速功能，特别是在排量较大、加速性能较好的车辆上，处于急加速状态的汽车其车速飙升速度过快，使得驾驶者对车速进行有效控制的反应时间较短，不利于车辆的安全行驶。如果驾驶者对汽车性能不熟悉，或者驾驶技术不熟练，在遇到紧急情况的时候，驾驶者在慌乱状态下有可能误将油门当作刹车而快速踩踏，使得本应刹车的操作反而变为急加速，这种误操作往往酿成重大的交通事故。从近年来的各类新闻报道中可以发现，对汽车加速性能不熟悉而导致车速失控，以及误将油门作为刹车进行紧急制动而引发的各种恶性交通事故屡见不鲜，每年由此引发的人身伤亡与财产损失极为惨重。因此，有必要开发一种操作安全可靠，油门控制状态的信息反馈准确清晰，同时又无需对汽车驾驶者的驾驶习惯做较大更改的力反馈双动式油门控制系统，这样可以有效地减少因误操作而引发的交通事故，保护人身与财产的损失。
[0003]通过油门控制系统的踏板控制单元实现对驾驶员油门踏板操作动作的辨识，并且根据不同的动作实现对油门的不同控制模式的切换，同时判断驾驶员的错误操作动作，采取相应的保护性控制策略，从而避免交通事故的发生。其优点是:针对目前大部分电控发动机的车辆，采用带电控单元的油门控制系统可以方便的实现油门控制单元与发动机电控单元的通讯，可以及时准确的将不同的供油控制策略通过发动机ECU加以执行，只需要将现有的踏板更换为本系统，并为本系统提供电源接入，同时接入发动机ECU通讯线路即可。其优点是:力反馈双动式汽车安全油门控制系统在原汽车踏板上安装电控单元、传感器、电控阻尼器及驾驶室声、光信号，全套系统体积较小，大部分零部件依靠电路信号线联接，走线比较灵活，因此对汽车及发动机的改动较小；整套系统依靠电信号控制，机械部件少，因此系统反应迅速可靠性高。
[0004]目前，机械式的油门踏板或者油门刹车联动系统已经有了很多研宄，这些研宄表明，对于早期的机械式节气门(汽油车辆)或者高压油泵供油柱塞齿条(柴油车辆)控制喷油量的车辆能够起到相应的控制作用，而对于当前普遍使用的电控燃油喷射系统的车辆则无法适用(装有依靠电子油门踏板及ECU进行油量控制的发动机)，这些车辆安装有电子踏板，通过踏板向发动机ECU发送相应的供油量控制信号。因此，需要根据使用电控燃油喷射系统的车辆的具体情况，设计与之相配套的安全油门控制系统，而该系统必须与车辆搭载的发动机及汽车相关电控系统相互匹配与兼容。需要在一套能感知当前油门控制状态，并且可有效避免误操作的油门控制系统，实现驾驶者对发动机供油的有效控制，从而达到汽车安全的加速控制。因此，需要设计一套带有力反馈的双动式汽车安全油门控制系统，以利于在配备电控系统的汽车上实际使用。【实用新型内容】
[0005]本实用新型要解决的技术问题是:本实用新型提供一种力反馈双动式汽车安全油门控制系统，能使驾驶者清晰感知当前的油门控制状态，准确掌握汽车加速模式，同时还能避免驾驶者混淆刹车与油门而出现误操作，是一种操作方便可靠的带有力反馈的双动式汽车油门踏板控制系统。本实用新型可以方便快速通过对油门踏板的双动操作实现缓加速与急加速的切换，通过对踏板阻尼力的控制，配合安装在驾驶仪表板上的信号灯及蜂鸣器共同实现油门控制状态的反馈，同时通过踏板力、油门位置与油门加速度的感知判断误操作信号，避免误将油门当刹车的操作，通过上述功能可以减少对油门的各种误操作，避免恶性交通事故，避免人员及财产的损失。
[0006]本实用新型技术方案是:一种力反馈双动式汽车安全油门控制系统，主要由油门踏板1、油门踏板力传感器2、油门踏板连杆3、油门加速度传感器4、油门位置传感器5、油门踏板控制单元6、仪表板信号灯7、驾驶室蜂鸣器8、油门踏板回位弹簧9、电磁阻尼器10组成；所述油门踏板I表面安装有油门踏板力传感器2，油门踏板I与车身连接处安装有油门位置传感器5及油门加速度传感器4，油门踏板I通过油门踏板连杆3与油门加速度传感器4连接，油门踏板连杆3与车身之间设有油门踏板回位弹簧9、电磁阻尼器10，油门踏板回位弹簧9位于电磁阻尼器10的下方；油门踏板力传感器2、油门加速度传感器4、油门位置传感器5通过信号线联接至油门踏板控制单元6，实现对驾驶员油门踏板控制动作信号的采集；油门踏板控制单元6通过信号线与电磁阻尼器10、仪表板信号灯7、驾驶室蜂鸣器8相联接，通过控制电磁阻尼器10的输出阻尼力、仪表板信号灯7的显示信号和驾驶室蜂鸣器8的鸣响方式，将油门踏板的控制状态以力、光、声的信号形式及时反馈给驾驶者。
[0007]所述油门踏板控制单元6根据驾驶员的操作模式对仪表板信号灯7、驾驶室蜂鸣器8、电磁阻尼器10输出不同的电压信号，使安装于驾驶室仪表板上的仪表板信号灯7和驾驶室蜂鸣器8输出不同形式的光、声信号，从而使驾驶者能清晰的感知当前的操作模式。同时，油门踏板控制单元6通过控制电磁阻尼器10输出阻尼力的有无和阻尼力的大小使驾驶员能够判断当前的操作模式及油门控制状态。
[0008]所述力反馈双动式汽车安全油门控制系统的控制过程为:首先所述油门踏板控制单元6采集油门踏板力传感器2、油门加速度传感器4、油门位置传感器5的输出电压；所述油门踏板控制单元6根据此三个传感器来判断驾驶员的操作模式；所述油门踏板控制单元6根据驾驶员的操作模式对仪表板信号灯7、驾驶室蜂鸣器8、电磁阻尼器10输出不同的电压信号，油门踏板控制单元6再将当前的驾驶员的操作模式通过安装于驾驶室仪表板上的仪表板信号灯7和驾驶室蜂鸣器8使仪表板信号灯7、驾驶室蜂鸣器8以不同颜色的信号灯及不同频率的蜂鸣方式使驾驶者能清晰的感知当前的油门控制状态操作模式，通过电磁阻尼器10的阻尼力的有无、阻尼力的大小来判断驾驶员的操作模式及油门的控制状态，使驾驶者能清晰的感知当前的操作模式和油门控制状态。
[0009]所述力反馈双动式汽车安全油门控制系统的控制过程具体步骤如下:
[0010]Stepl、所述油门踏板控制单元6检测油门踏板力传感器2、油门加速度传感器4、油门位置传感器5的输出电压；
[0011]Step2、所述油门踏板控制单元6根据油门踏板力传感器2、油门加速度传感器4、油门位置传感器5的输出电压来判断驾驶员的操作模式:
[0012]当驾驶员连续两次快速踩踏油门踏板I时，油门踏板回位弹簧9在两次踩踏油门间隙实现踏板的快速回位，安装于油门踏板连杆3上的油门加速度传感器4经油门踏板连杆3的连续两次带动后，输出连续的两个峰形电压，油门位置传感器5根据油门踏板I的位置输出对应的电压值，油门踏板控制单元6根据油门加速度传感器4输出的电压变化次数和变化速度及油门位置传感器5输出电压的变化幅度，结合内部的逻辑程序组判断并识别为急加速控制模式；
[0013]当驾驶者一次平缓踩踏油门踏板I时，使油门加速度传感器4的输出电压发生一次平缓的变化，则油门踏板控制单元6识别为缓加速控制模式；
[0014]当驾驶者一次急速踩踏油门踏板I到底时，并在一段时间内不释放油门踏板1，那么油门加速度传感器4的输出电压发生一次快速的跃升，油门踏板力传感器2与油门位置传感器5根据踏板的力和踏板位置输出最大的电压值并在上述不释放油门踏板I的一段时间内保持不变，油门踏板控制单元6内部的逻辑判断程序识别该模式为误操作模式；
[0015]Step3、所述油门踏板控制单元6根据驾驶员的操作模式对仪表板信号灯7、驾驶室蜂鸣器8、电磁阻尼器10输出不同的电压信号，使安装于驾驶室仪表板上的仪表板信号灯7和驾驶室蜂鸣器8输出不同形式的光、声信号，从而使驾驶者能清晰地感知当前的操作模式。同时，油门踏板控制单元6通过控制电磁阻尼器10输出阻尼力的有无和阻尼力的大小使驾驶员能够判断当前的操作模式及油门控制状态:
[0016]当驾驶员为急加速控制模式时，油门踏板控制单元6通过油门加速度传感器4、油门位置传感器5感知到驾驶员对油门踏板的两次快速踩踏，油门踏板控制单元6把电压信号传给仪表板信号灯7，仪表板信号灯7显示黄颜色“急加速”字样；
[0017]与此同时，油门踏板控制单元6为驾驶室蜂鸣器8提供间歇式的电压信号，使得蜂鸣器8发出间歇式的小音量鸣响，并将快速加大发动机喷油量的命令发送至发动机的ECU，从而实现发动机急加速的功能；
[0018]同时，油门踏板控制单元6向电磁阻尼器10提供励磁电压，且励磁电压随油门位置传感器5输出电压的变化而变化，即随着油门踏板行程的加大，励磁电压加大，那么电磁阻尼器10的输出阻力越大，此时驾驶者所感知到的油门踏板反馈力由油门踏板回位弹簧9、电磁阻尼器10同时提供，二者的合力将比普通的缓加速状态下要明显大一些，并且还随着油门位置传感器5所感知到的踏板行程越大，阻尼力越大，这样驾驶者踩踏油门的脚能通过感知油门踏板回位弹簧9、电磁阻尼器10 二者的合力来分辨出不同的加速状态及踏板所处的位置；
[0019]当驾驶员为缓加速控制模式时，油门踏板控制单元6通过油门加速度传感器4、油门位置传感器5感知到驾驶员对油门踏板的一次缓慢踩踏，油门踏板控制单元6把电压信号传给仪表板信号灯7，仪表板信号灯7显示绿颜色“正常行驶”字样；
[0020]此时不为驾驶室蜂鸣器8提供电压信号，使得蜂鸣器8不发出鸣响，同时，油门踏板控制单元6将缓慢加大发动机喷油量的命令发送至发动机的ECU，从而实现发动机缓加速的功能；
[0021]同时油门踏板控制单元6对电磁阻尼器10不提供励磁电压，使其不工作，即不产生阻力，此时不同的油门行程的踏板反馈力只是油门踏板回位弹簧9提供的弹性阻力，这样驾驶者踩踏油门的脚能感知通过油门踏板回位弹簧9的弹性阻力来轻易分辨出不同的加速状态及踏板所处的位置；
[0022]当驾驶员为误操作模式时，油门踏板控制单元6通过油门加速度传感器4、油门位置传感器5和油门踏板力传感器2感知油门踏板I被快速而大力的踩踏