帶有巡航功能的車用手控油門的控制系統的制作方法

專利名稱：帶有巡航功能的車用手控油門的控制系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及車用油門裝置的控制系統，主要是指一種帶有巡航功能的車用手 控油門的控制系統。該系統適用于以燃油、燃氣、混合動力、電能、氫能、太陽能，以及其他混 合能源作為動力的車輛。
背景技術：
車禍造成大量人員傷亡和財產損失已經成為危害人類生命安全的第一公害。汽車 作為現代文明的標志性產物和廣泛進入家庭的公共產品，對其安全性要求更高的今天，減 少車禍受到了社會的廣泛關注。發明者自70年代起作為創傷外科醫生、科主任收治過大量車禍傷病人。發現在嚴 重的車禍事故中，有近5%的事故原因為駕駛員在遭遇緊急情況下踩剎車時錯踩為油門，造 成人員傷亡和財產損失，這已經成為汽車安全事故的一個重要方面。80年代中，發明者開始 研究汽車剎車與油門的關系，企圖找到一種防止錯踩油門的方法，并為此學會了駕駛汽車。 反復的研究和駕駛實踐確認，將汽車油門與剎車放置于同位變由一只腳采操控是汽車設計 中硬件安排上存在安全隱患的缺陷。多年來，發明者查閱過大量資料及專利，發現不少發明 人相繼提出了多種發明方案企圖解決這一問題。然而，這些方案都未能脫離油門與剎車放 置于同位的設計思路，不能從根本上解決潛藏的危險因素。本發明者認為，解決這一危險因 素的辦法是改變駕駛模式一取消腳踏油門，用手控油門的方法取代。其理由在于A、剎車與油門的同位放置，違反了防止危險因素的基本原則，未能從硬件的設置 和操作程序上防止誤操作現代汽車設計中有很多優秀的安全設計。比如，自動擋車不在駐車擋位或空擋位 就不能啟動汽車，當然防止了一起動車就突然加速前行的危險；再如，自動擋車從空擋位可 以輕松下壓到前進擋，而必須按壓鎖定鍵或拐彎上推才能進入倒擋，防止誤操作時自動擋 的損害或車輛突然倒行撞人或碰撞。而剎車與油門的同位放置有如內服與外用藥品同位存 放、無菌與污染物品混存、操作按鍵與自毀按鍵相鄰設置一樣，都可能釀成事故或危險的發 生。出現踩剎車錯踩油門的失誤除了駕駛員在操作中沒能按照本身并不安全的駕駛模式 (即右腳必須在剎車時及時、準確的從油門回到剎車位置)完成動作外，更為主要的責任在 于汽車設計中未能從硬件的安排或操作程序上防范該錯誤的發生。B、剎車與油門的同位放置，使剎車動作成為一個復雜的信息處理過程在日常的車輛碰撞事故中，不少原因是駕駛員踩剎車時錯踩油門。這其中存在駕 駛操作的失誤，同時也顯現出現行車輛設計中將剎車與油門并列于同一只腳操作范圍可能 導致的潛在危險。從人機工程學的角度看，駕駛員的運動協調性可以訓練提高，但是，在需 要緊急剎車時，面對兩個相反功能的踏板，駕駛員必須要經歷判斷(靠本體感覺加記憶確 定右腳現在的位置)、選擇(是直接踩剎車或先離開油門踏板再踩剎車)、執行(離開油門 踏板，踩踏記憶中的剎車踏板位置)這樣多個信息處理環節才能完成剎車動作。其中任何 一個環節上的錯誤，都可能導致錯踩油門而釀成車禍。[0008]C、人的判斷和操作失誤是客觀存在的，因剎車與油門的同位放置，而發生踩剎車 錯踩油門的失誤是可能的特別在緊急情況下發生判斷或操作失誤的機率會更高。“國外學者曾專門研究一 家短程航空公司受過專業訓練飛行員的駕駛情況，發現駕駛中的差錯平均4分鐘出現一 次，但這些差錯都被及時的發現與糾正了，故飛行還是安全的(請參閱馬宗晉、鄭成功編 《中國交通災害》)。即使訓練有素的駕駛員，在緊急情況下也會發生“踩剎車錯踩油門，，的 失誤。在遭遇緊急或意外情況下，駕駛員出于條件反射，會急踩剎車。由于個人的精神狀 態，條件反射的形成模式或操控能力等的差異(即概念協調性之間或運動協調性之間的差 異)，初學者、過度緊張、疲勞、注意力不集中及飲酒后等情況下均有較高發生誤踏油門的機 率。一旦剎車時誤踩為油門，則發生碰撞或車禍是不可避免的，更為嚴重的是可能產生車毀 人亡的悲劇。不少車禍勘察現場沒有發現剎車痕跡的或者剎車痕跡太短的，絕大多數并非 剎車失靈，而是誤踏油門或先誤踏油門再糾正為剎車而失去制動時機所致。D、剎車與油門的同位放置，讓右腳擔負油門與剎車兩個駕駛控制鍵，不符合生理 學和人機工程學原理發明者對于汽車駕駛中主要部件(1-10位)操控的頻率及肢體分布作過分析、排 隊(以左舵車為例)。如自動擋車主要駕駛部件操控頻率排序為方向盤(雙手)；2、油門踏板(右腳)；3、剎車踏板(右腳)；4、方向燈及車燈(左 手)；5、自動擋把手(右手)；6、手閘(右手)；7、空調(右手)；8、啟動開關(右手)；9、雨 刷(右手)；10、危險警示燈(右手)。手動擋車主要駕駛部件操控頻率排序為方向盤(雙手)；2、油門踏板(右腳)；3、離合器(左腳)；4、手動擋把手(右手)； 5、剎車踏板(右腳)；6、方向燈及車燈(左手)；7、手閘(右手)；8、空調(右手)；9、啟動 開關(右手)；10、雨刷(右手)。在人類進化的過程中，手的功能和被賦予的任務是越來越多，而下肢和腳的功能 則不斷退化，最終主要承擔站立負重和行走的任務。人類現在使用的工具、機械、設備、樂 器等，基本靠手來操作。下肢和腳頂多起到輔助的作用。這是符合生理學和人機工程學原理的。從以上排序可以看出，剎車與油門的同位放置，使右腳在駕駛中所擔當的任務和 操作頻度比單手的操作頻度還高(自動擋車)或相近(手動擋車)。如此復雜的操控任務 和勞動強度必然使右腳易于疲勞或出現差錯。這顯然不符合生理學或人機工程學原理。E、解決剎車與油門的同位放置，最好的辦法是將油門與剎車分置，其中移開油門 是首選在實際的使用中，由于剎車需要較大的力量和行程，相比之下，將油門移開更為合 理。同時，油門的操控應該是比較精細的動作，因而放置到雙手來操控會有利于駕駛的平穩 狀態。當然，對于自動擋車，還有一個可供選擇的方案是將油門或剎車移到左腳。由于這種 模式容易與手動擋車的駕駛模式相混淆，故不可取。綜上所述，現行汽車設計中將油門與剎車同位放置，交由同一只腳操控是存在安 全隱患也不符合生理學及人機工程學原理的。在采用分置方案解決這一矛盾時，取消腳踏 油門是首選。因而，取消腳踏油門，用手控油門的方法取代是必須的。[0020]應該指出的是，現行油門與剎車的設計在汽車使用手動擋和機械式化油器的年代 是當時的最佳選擇。發明者曾經在機械式化油器車輛上應用油門控制拉線經駕駛臺引入 汽車方向盤下方改為手控的方式企圖取代腳踏油門，以后又使用步進電機和電磁閥等機械 電子控制方式控制油門效果均不理想。近年來，電子技術廣泛應用于汽車，發動機的供油 改為電噴，發動機的整體控制使用微電腦，使發動機的進氣、噴油、點火等程序受控于微電 腦，而微電腦則根據節氣門位置傳感器、進氣歧管壓力傳感器、空氣流量傳感器、發動機轉 速傳感器、冷卻液溫度傳感器等多個傳感器的信息結合腳踏油門信號大小來決定燃油的噴 發量、節氣門的開度和點火時間等，最終達到完全燃燒、減少污染物排放和實現最大功率的 效果。為了深入研究微電腦對發動機和油門的控制，以及巡航系統的工況，發明者于2007 年換購了一臺MAZDA6，WAGN2. 3轎車，并進行了多種試驗，使手控油門的電子化取得很大進 展。本發明者在去年9月申報PCT接獲國際檢索報告時，得知公開號CN1887613A(金 城)的發明專利中，是用手控開關驅動步進電機來控制汽車節氣門的大小，從而控制發動 機的轉速而實現汽車的加速。現代汽車都采用集中控制系統，控制器通過對多個子系統信 息的集中和復雜的控制運算，對各子系統進行協調，將車輛的動力傳動及行駛性能控制到 最佳水平。顯然，單純直接調整節氣門的開度不能進入集中控制系統進而使整個發動機的 工況達到協調配合。同時，僅僅調整汽車節氣門也必然使發動機微電腦不能實現閉環控制， 可能導致燃油不能完全燃燒和實現發動機最大功率。再者，該發明手控開關為彈性可回位 開關。根據說明書中“如駕駛者的手離開加速板摯(1)，加速板摯⑴將由于回位彈簧⑵ 的作用回復到初始位置，相應的，節氣門(9)也將完全關閉，此時汽車進入怠速行駛狀態。 通過本發明的上述原理可知，在駕駛者處理緊急狀態或操作汽車進行急轉彎時，因為精神 緊張和注意力高度集中，人體的自然反應使雙手回放在方向盤上進行操作，再無法實施加 速操作，從而杜絕了危險操作或誤操作的發生，使駕駛更安全。”也就是說，在汽車加速的整 個過程中必須要有一只手始終按壓開關，這將不能保證雙手握持方向盤的安全駕駛要求。 同時也增加了手的疲勞，特別長途駕駛將難以實現。如果汽車在上坡位急轉彎，按照以上的 說明，“再無法實施加速操作”，汽車靠怠速將不能行走。另外，汽車駕駛中，處理緊急情況 不是僅僅靠剎車就能完成的，特殊情況下的加速操作可能比單純的剎車更能躲避危險。在 發明方案的實施中，增加一套機械去改動節氣門，將不能體現現代汽車發動機集中控制系 統的優勢，同時移開現行燈光和雨刷兩個操作鍵都將較大的改動現行汽車的設計。以上幾 個方面的問題，將使該專利難以實現。本發明者在CN201291771Y (王佑夫)CN101407176A (王佑夫)兩個專利的基礎 上，制作完成了手控油門的試驗裝置，并于2009年8月1日起安裝在粵B05C76馬自達6， WAGN2. 3轎車上，在深圳市區和長途行駛中試驗。至2009年12月31日，已安全行駛13000 多公里。初步的試驗證實，手控油門的技術方案是可行的。2009年12月20日，中國工程 院汽車專業郭孔輝院士來深參加項目鑒定時，專門聽取了本專利的情況匯報，并與另一位 資深汽車專業專家陳唐民教授一起乘坐試驗車輛。從深圳市區到深港西部通道再返回，行 程共計50多公里。兩位專家對手控油門的整體駕駛情況表示滿意。郭院士指出，手控油門 系統的設計合理、簡單，使用方便，具有安全性和巡航功能，值得進一步研究和推廣。并在12 月28日參加廣東省科技廳舉辦的“廣東省關鍵汽車零部件產業技術路線圖技術壁壘會議”上將“車用手控油門的控制方法及其系統”發明作為深圳市有發展前景的四個項目之一在 會上作了簡單介紹。發明者在對手控油門項目作深入地研究和實際應用后，并在申報PCT的基礎上提 出了進一步的發明如下。
發明內容本實用新型的目的是提供一種帶有巡航功能的車用手控油門的控制系統。該獨立 的手控油門控制系統產生的油門調節信號取代腳踏油門信號輸入發動機微電腦，用以控制 汽車的加、減速，并實現巡航。前期，可在增設手控油門的同時保留腳踏油門，并通過使用 轉換開關的方式選擇手控油門或腳踏油門中的操控方式之一。待手控油門操作熟練后，再 行取消腳踏油門。本實用新型的核心是對汽車駕駛的肢體功能設計按照生理學和入機工程學的原 理進行優化，改變駕駛模式，提高駕駛的安全性和舒適性，減輕腳部的操控強度，也提升車 輛的整體性能，最終實現取消腳踏油門，改為手控油門的目標，并徹底解決由剎車導致誤踩 油門的現象的發生。實現本實用新型的技術方案是這種帶有巡航功能的車用手控油門的控制系統， 適用于以燃油、燃氣、混合動力、電能、氫能、太陽能，以及其他混合能源作為動力的自動擋 或手動擋車輛，左舵車或右舵車，其方法包括手控油門操控方法、手控巡航操控方法和腳踏 油門操控方法；其中所述腳踏油門操控方法是指保留原腳踏油門操控系統；所述手控油門操控方法是指同時增設可獨立操控的手控油門操控系統；所述手控巡航操控方法指同時增設手控巡航操控系統；其中手控油門操控信號、手控巡航操控信號、腳踏油門操控信號分別經油門信號 中央處理裝置再進入發動機微電腦來控制汽車節氣門的進氣量、燃油混合氣體的濃度或其 他方式加速快慢，實現對汽車發動機的加速、減速、定功率巡航；其中手控油門操控信號、手控巡航操控信號、腳踏油門操控信號分別經油門信號 中央處理裝置可分別實現在定功率巡航基礎上的累加或累減。上述方法還包括所述手控油門操控方法包括A、設置手控油門操控系統，在腳踏油門操控系統與手控油門操控系統之間設置 轉換開關；B、經轉換開關將操控系統選擇轉換至手控油門操控系統；C、用手控制油門；D、用腳控制剎車；E、腳剎車與手控油門之間為聯控；F、手控油門的信號經油門信號中央處理裝置再進入發動機微電腦控制汽車的加 速和減速；G、腳剎車燈接通信號經油門信號中央處理裝置將手控油門加速信號清零，使發動 機微電腦控制發動機回到怠速；[0041]H、設置手控巡航操控系統，經油門信號中央處理裝置再進入發動機微電腦控制汽 車的加速、減速和定功率巡航；I、腳剎車與手控油門操控系統和巡航操控系統之間為聯控；所述手控油門操控系統包括在左舵車方向盤左下方7至9點位或右舵車方向盤右 下方3至5點位設置一手控彈性撥片式可回位油門調節裝置，其基底固定于方向盤固定軸 上，該手控彈性撥片式可回位油門調節裝置應滿足當某只手拇示指和虎口把握方向盤時， 該手的中指、無名指、小指可方便操控手控彈性撥片式可回位油門調節裝置而不影響燈光 或雨刷控制桿的操控為準，該手控彈性撥片式可回位油門調節裝置將加、減速度信號經過 油門信號中央處理裝置中的油門信號處理模塊電路發送給發動機微電腦來控制汽車的加 速和減速，同時還經過信號顯示電路將油門信號大小以1-15或20個級數值顯示在顯示器 上，便于駕駛員操控；所述手控巡航操控系統包括在左舵車方向盤右下方3至5點位或右舵車方向盤 左下方7至9點位設置一手控滾輪定功率巡航控制裝置，其基底固定在方向盤固定軸上，該 手控滾輪定功率巡航控制裝置應滿足當某只手把握方向盤時，該手的食指、中指、無名指可 方便操控滾輪定功率巡航控制裝置而不影響燈光或雨刷的操控為準，手動擋車在換擋把手 上增設一如上的手控滾輪定功率巡航控制裝置，以手握換擋把手時食、中指可方便操控為 準；以上滾輪定功率巡航控制裝置將加、減速度信號經過油門信號中央處理裝置中的油門 信號處理模塊電路發送給發動機微電腦來控制汽車的加速、減速和定功率巡航，同時還經 過信號顯示電路將油門信號大小以1-15或20個級數值顯示在顯示器上，便于駕駛員操控。所述腳踏剎車與手控油門操控系統之間的聯控包括a、腳踩剎車踏板，首先剎車燈接通信號經油門信號中央處理裝置中的油門信號處 理模塊將手控油門操控系統油門加速信號清零，發動機微電腦控制發動機回到怠速狀態；b、繼續踩剎車踏板，制動系統開始工作；剎車燈接通期間，手控油門操控系統的繼 續加速信號無效，發動機維持怠速狀態；C、剎車結束，抬起剎車踏板，剎車踏板復位，剎車燈斷開；d、手控油門操控系統必須先回到零位然后才能恢復重新加速、減速工作；所述腳剎車與手控巡航操控系統之間的聯控包括a、腳踩剎車踏板，首先剎車燈接通的單個信號經油門信號中央處理裝置中的油門 信號處理模塊將手控巡航操控系統的巡航信號清零，發動機微電腦控制發動機回到怠速狀 態；b、繼續踩剎車踏板，制動系統開始工作；同時手控巡航操控系統重新工作，可應 用手控巡航操控系統的巡航調節裝置加速或減速；C、剎車結束，抬起剎車踏板，剎車踏板復位；d、巡航操控系統恢復正常工作。所述手控彈性撥片式可回位油門調節裝置包括a、連續按壓手控彈性撥片式可回位油門調節裝置的撥片，油門處于累積加速狀 態；b、連續放松手控彈性撥片式可回位油門調節裝置的撥片，油門處于累積減速狀 態；
8[0058]C、控制手控彈性撥片式可回位油門調節裝置的撥片不動，油門處于定級狀態；d、完全放松手控彈性撥片式可回位油門調節裝置的撥片，油門回到初始狀態；e、手控彈性撥片式可回位油門調節裝置的撥片在按壓加速中的任何位置時踩踏 剎車踏板，油門信號清零，回到初始狀態；此時，繼續按壓彈性撥片，油門的加速無效，必須 將彈性撥片完全回位，才能重新加速； 所述手控滾輪定功率巡航控制裝置包括a、向一個方向滾動手控滾輪定功率巡航控制裝置的滾輪，油門處于累積加速狀 態；b、向相反方向滾動手控滾輪定功率巡航控制裝置的滾輪，油門處于累積減速狀 態；C、停止滾動手控滾輪定功率巡航控制裝置的滾輪，油門處于定功率巡航狀態；d、手控滾輪定功率巡航控制裝置的滾輪在任何位置，只要踩踏剎車，在剎車燈接 通的瞬間，油門信號清零，發動機回到怠速，此時在繼續踩踏剎車的同時，手控滾輪定功率 巡航控制裝置將恢復功能，可以加速、減速。所述腳踏油門操控系統包括在踩踏剎車踏板的情況下，腳踏油門加速信號清零，油門踏板必須回復零位才能 從新加油；在踩踏剎車踏板的同時，腳踏油門踏板如果受到意外壓力或回位不良的情況下， 油門加速信號將無效，避免油門事故造成異常加油。所述手控油門操控方法和手控巡航操控方法包括將所述手控彈性撥片式可回位 油門調節裝置或手控滾輪巡航控制裝置所產生的電流或電壓或磁力或光度或位移或壓力 或聲波或震動或編碼器的信號大小變化，經有線輸入模式或無線輸入模式輸入油門信號中 央處理裝置中的油門信號處理模塊，其累加或累減所產生的信號再發送到發動機微電腦； 或者將手控彈性撥片式可回位油門調節裝置或手控滾輪巡航控制裝置所產生的信號大小 變化經有線輸入模式或無線輸入模式直接發送到發動機微電腦，微電腦中增加油門信號中 央處理裝置的軟、硬件，再把這些信號轉換成指令來控制發動機的怠速、加速、減速或巡航。所述手控油門系統油門級數大小、油門模式選擇的手控或腳控、車輛制動情況均 在顯示系統中有顯示，該顯示可在油門中央處理裝置上或直接重組于儀表盤上。所述手控油門操控信號、手控巡航操控信號、腳踏油門操控信號同時進入油門信 號中央處理裝置，經轉換開關選擇，可分別使用手控油門操控加手控巡航操控或者腳踏油 門操控加手控巡航操控，其中腳踏油門的加油也實現分級和顯示，并能在巡航的基礎上實 現累加和累減。所述選擇開關選擇使用帶巡航功能的手控油門系統時，腳踏油門被曠置，腳部只 有剎車一個踏板，將能夠加用一個可拆卸的套入原剎車踏板的加長加大的剎車踏板，外側 端45度角傾斜、90度弧形卷曲4-5厘米，覆蓋油門踏板，使右腳踩踏剎車更方便、放置符合 生理也更舒適。增加一個油門緊急復位鍵，設置于所述方向盤下方的手控滾輪定功率巡航控制裝 置的滾輪下方或位于駕駛臺儀表盤的油門中央處理裝置上或儀表盤上，位置以正常操作時 不易碰觸而又便于尋找為準；按壓該鍵，油門中央處理裝置瞬間斷電，回復油門初始設置， 其與腳踏剎車信號燈接通信號對油門信號的清零和手控油門彈性回位調節裝置在踩踏剎
9車清零后必須回到零位才能重新加油的三個設置，將有效杜絕油門加速系統出現誤操作或 異常加油的狀況。實現上述技術方案的系統包括一手控油門系統；一手控巡航系統；一腳踏油門系統；一腳控剎車系統；—腳控剎車系統與手控油門系統和手控巡航系統的聯控系統；其中所述手控油門系統包括——手控油門調節裝置、油門信號中央處理裝置、發動機 微電腦、執行器，其中手控油門裝置經油門信號中央處理裝置、發動機微電腦與執行器連 接；或者包括手控油門調節裝置、油門信號遙控發射器，油門信號遙控接收器、油門信號中 央處理裝置、發動機微電腦、執行器，其中手控油門調節裝置經油門信號遙控發射器、油門 信號遙控接收器、油門信號中央處理裝置、微電腦與執行器連接；所述手控巡航系統包括——手控滾輪定功率巡航裝置、油門信號中央處理裝置、 發動機微電腦、執行器，其中手控滾輪定功率巡航裝置經油門信號中央處理裝置、發動機微 電腦與執行器連接；或者包括手控滾輪當功率巡航裝置、油門信號遙控發射器、油門信號遙 控接收器、油門信號中央處理裝置、發動機微電腦、執行器，其中手控滾輪定功率巡航裝置 經油門信號遙控發射器、油門信號遙控接收器、油門信號中央處理裝置、微電腦與執行器連 接；所述腳踏油門系統是指原有腳踏油門系統；所述腳控剎車系統包括——剎車踏板及聯動軸、剎車總泵，ABS系統、剎車分泵、車 輪轉速傳感器，車輪制動器；所述聯控系統包括剎車踏板及聯動軸、剎車信號燈電路、手控油門調節裝置、手控 滾輪定功率巡航裝置、油門信號中央處理裝置、發動機微電腦、執行器，其中手控油門調節 裝置和手控滾輪定功率巡航裝置分別經油門信號中央處理裝置、剎車信號燈電路、發動機 微電腦與執行器連接；或者，所述聯控系統包括剎車踏板及聯動軸、剎車信號燈電路、手控油門調節裝 置、手控滾輪定功率巡航裝置、油門信號遙控發射器，油門信號遙控接收器、油門信號中來 處理裝置、發動機微電腦、執行器，其中手控油門調節裝置和手控滾輪定功率巡航裝置分別 經油門信號遙控發射器、油門信號遙控接收器、油門信號中央處理裝置、發動機微電腦與執 行器連接。該系統還包括所述油門信號中央處理裝置包括油門信號處理模塊、模數轉換電路、數模轉換電 路、選擇開關、顯示模塊，其中油門信號處理模塊分別連接模數轉換電路、數模轉換電路、選 擇開關和顯示模塊。所述腳踏油門系統在駕駛員熟練掌握手控油門的操控后，可以取消腳踏油門，并 將腳踏剎車踏板右移、加長、加大占據原油門踏板的位置，右側端45度角傾斜、90度弧形卷 曲4-5厘米，踏板周圍以彈性材料或手風琴折疊式風箱的方式與駕駛艙地面封閉，防止異 物嵌頓造成剎車失靈，使右腳的踩踏軸線與驅干矢狀面形成一定角度，右腳不踩剎車時可放松位放置于剎車踏板上，更加符合人機工程學和生理學原理。所述手控定功率巡航系統與原車定速巡航系統同時存在、選擇其中之一使用；手 控滾輪定功率巡航裝置包括類似電腦鼠標的滾輪。本實用新型具有的有益效果1、帶有巡航功能的手控油門可以杜絕因“踩剎車錯 踩油門”而致的車禍，提高車輛駕駛的安全性；2、帶有巡航功能的手控油門可以有效地縮短 剎車的反應時間和剎車距離，有利于安全駕駛，減少車禍的發生；3、帶有巡航功能的手控油 門使沒有巡航功能的車輛具備巡航功能，使車輛行駛更為平穩和易于操控，并降低油耗；4、 帶有巡航功能的手控油門信號在儀表盤上的顯示，結合車輛發動機轉速數據，將使駕駛員 及時了解車輛供油系統和發動機的工況；同時還顯示油門操控模式(手控或腳控)和制動 狀態；5、帶有巡航功能的手控油門可以使剎車踏板右移并由外置式變為封閉式，杜絕了緊 急轉彎或剎車時因車內物品滾落于踏板下嵌頓，造成制動失靈的情況。也使車輛更加美觀、 舒適；6、帶有巡航功能的手控油門將有效的減少右下肢的勞動強度，避免其疲勞或形成勞 損、有利于健康、舒適駕駛；7、帶有巡航功能的手控油門與剎車間的油門信號取消聯控，使 手控油門的駕駛操作程序與原程序基本相同，使手擋汽車在制動情況下可以加油，上坡位 啟動更為方便。8、帶有巡航功能的手控油門可為保存了踩踏功能的下肢傷殘人士提供操 控安全的特種車輛(如膝關節以下假肢者或剎車踏板放置左側)。9、帶有巡航功能的手控 油門在使用早期與腳踏油門的可選擇性，將使本發明更快的為廣大駕駛員所使用，促成手 控油門的早日普及。10、帶有巡航功能的手控油門的油門緊急復位鍵加上剎車時油門取消 聯控和手控可回位油門調節裝置及腳踏油門裝置在剎車過程中失去繼續加油功能，必須回 復零位才能重新加油的設置將為油門誤操作和突發的油門異常加速控制，提供一個安全保 障。避免2009年11月起日本豐田公司在美國及全世界因豐田汽車無故突然自動加油而招 回800多萬輛車的類似事故發生。11、帶有巡航功能的手控油門操作的跟從性很好，加油操 控方便。其對巡航的設置、增加、減少都明顯方便而又快于現行巡航系統，使駕駛操作更為 便捷。12、帶有巡航功能的手控油門使駕駛程序更加安全、清晰和簡單，有利于初學者掌握 駕駛技能。將使更多人士樂于享受汽車這一現代文明。

圖1是本實用新型的信號線傳遞模式第一框圖。圖2是本實用新型的信號線傳遞模式第二框圖。圖3是本實用新型的遙控信號傳遞模式第三框圖。圖4是本實用新型的遙控信號傳遞模式第四框圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明(以左舵車為例)如圖所示，本實用新型方法就是將一套獨立的手控油門調節系統產生的油門調節 信號取代腳踏油門信號輸入發動機微電腦，用以控制汽車的加、減速，并實現巡航。推廣早 期使用轉換開關選擇手控或腳踏油門系統之一進行操控。待操作熟練，確認手控油門的優 良模式后可取消腳踏油門系統完成儀使用手控油門的過渡。通過手來操作油門的大小，需要解決兩個問題(以左舵車為例)1、將左側手控油
11門調節裝置設置在方向盤圈內下的7至9點位(主要位)，汽車方向燈鍵平面附近。設置手 控油門彈性撥片可回位調節裝置，基底固定于方向盤下的固定軸上。中指、無名指、小指幾 個指頭均可操作。按壓加油，松開減油。即只要向方向盤方向按壓彈性撥片，油門將在1-15 或20的級位上逐步增加；松開手指按壓，彈性撥片回位，油門回到零位；右側手控油門調節 裝置設置在方向盤圈內下的3至5點位(主要位)，汽車雨刷鍵平面附近。設置為手控滾輪 定功率巡航調節裝置，基底固定于方向盤下的固定軸上，為一弧形板狀結構。其面向儀表盤 方向有一個電腦鼠標式滾輪(垂直放置)。鼠標式滾輪向下撥加油，向上推減油。食指、中 指、無名指幾個指頭均可操作，滾輪在任何位置都相對固定(按車型分級設置為1-15或20 級位，使油門固定，實現巡航。手動擋車(次要位)相對固定)；且左右兩手對油門的控制 功能是并聯的，即可以達到相互累加或累減的作用，從而實現車的加速或減速。同時，油門 調節裝置固定于一定位置時具備巡航的功能。2、剎車還是在腳上，這點不變。但剎車要增 加一個功能，即剎車與油門聯控取消功能。并形成兩種控制方式。第一，當踩下剎車時，剎 車燈接通的信號發送到油門信號中央處理裝置將油門的加速信號清零。發動機回到怠速。 第二，在剎車燈接通期間，左手的彈性撥片可回位調節裝置不能加油。而右手的兩個手控滾 輪巡航調節裝置在剎車燈信號接通瞬間清除油門加速信號以后恢復加速功能，這時制動開 始動作，即在剎車的同時還可用右手手控給油，方便手擋汽車上坡位啟動的操作。當剎車結 束后，腳剎自動回位。 本實用新型供生產廠家使用的實施方案有二個，方案一適用于舊車的改裝現有的標準配置都不作改動。增加一套帶有巡航功能的手控油門系統，包括1、手控油門調節裝置方向盤左側的手控彈性撥片式可回位油門調節裝置，方向 盤右側的手控滾輪定功率巡航裝置(手動擋車再增加右手換擋把手上的手控滾輪定功率 巡航裝置)。2、油門信號中央處理裝置設置為一個小盒，放置于駕駛艙儀表盤或其附近。手控 油門調節裝置、腳踏油門、剎車信號燈等信號進入其中。油門分級大小、手控油門及腳踏油 門模式轉換、剎車信號均顯示于小盒上的顯示窗上。3、油門復位鍵設置于油門信號中央處理裝置盒上及方向盤右側的手控滾輪定功 率巡航裝置上。以上系統產生及處理后的信號再輸入發動機微電腦就能實現對發動機的加速、減 速、巡航及怠速控制。并能選擇手控油門加巡航功能模式或腳踏油門加巡航功能模式。方案二 實用于新車生產。除發動機微電腦和儀表盤外現有的標準配置都不作改動。增加一套帶巡航功能的 手控油門調節裝置，包括1、手控油門調節裝置方向盤左側的手控彈性撥片式可回位油門調節裝置，方向 盤右側的手控滾輪定功率手控巡航裝置(手動擋車再增加右手換擋把手上的手控滾輪定 功率巡航裝置)。2、對發動機微電腦作適當改裝，主要增加油門信號中央處理裝置的軟、硬件于微 電腦內。同時手控油門調節裝置、腳踏油門、剎車信號燈等信號直接進入微電腦中，經處理 后實現對發動機的加速、減速、巡航及怠速控制。[0108]3、油門分級大小、手控油門及腳踏油門模式轉換、剎車信號均顯示于駕駛艙重組 后的儀表盤上。油門復位鍵可設置于儀表盤上及方向盤右側的手控滾輪定功率巡航裝置 上。
如此，新車的生產僅在增加幾個手控油門調節裝置硬件的情況下加上調整發動 機微電腦和儀表盤的軟硬件設置就能完成，將明顯降低生產成本而增加不少功能。工作原理(以左舵車為例)啟動車，發動機處于怠速，掛上擋，車開始前行。用左手指操控安裝在方向盤左內 下方或右手指操控換擋把手上(手動擋車)任一手控油門，該手控油門如彈性撥片向方向 盤按壓加油、放松減油或如電腦鼠標上的滾輪一樣(也可以采用調節音量的按壓式、滑片 式或旋轉式可調開關)，向后滾動為加速(給油)，向前滾動為減速(收油)，其產生的信 號進入油門信號中央處理裝置再發送到發動機微電腦來控制發動機加速、減速、巡航或怠 速。當剎車時，剎車燈接通信號發送到油門信號中央處理裝置，使手控油門的加速信號取消 (清零)，同時取消巡航功能，再到發動機微電腦將該信號轉換成指令使發動機回到怠速； 繼續踩剎車踏板，剎車燈仍然接通，方向盤左側的手控彈性撥片式可回位油門調節裝置，不 能加油，而右手的兩個手控油門定功率巡航裝置在剎車燈信號接通瞬間清除油門加速信號 以后恢復加速功能，這時制動開始動作，即在剎車的同時還可用右手正常加速(給油)、減 速(收油)工作(主要用于手動擋車上坡位啟動)；當松開剎車踏板時，踏板復位，剎車結 束，剎車燈關閉。這時可以使用任一手控油門調節裝置操控汽車的加速、減速或巡航。實現 了油門由腳控變為手控。手控油門系統與原車連接方式1.手控油門系統與原車經信號線連接方式；1)、手控油門調節裝置信號經油門信號中央處理裝置再進入發動機微電腦方式在早期保留選擇使用腳踏油門的情況下，腳踏油門信號和手控油門調節裝置的 所有信號(可以有2-3個)與剎車燈信號同時進入一個油門信號中央處理裝置，經處理裝 置對油門調節信號的選擇和累加、累減處理后，其最后信號替代原油門傳感器信號進入發 動機微電腦，用以調節發動機的工況。當剎車燈接通信號進入油門信號中央處理裝置時，就 會取消所有油門調節信號(清零)。相當于腳踏油門完全松開的情況，發動機微電腦沒有油 門加速信號進入，發動機就會處于怠速狀態。這種模式可以適合所有使用油門傳感器和發 動機微電腦控制的新、舊車輛。同時對于原車的其余部分不作改動，是最容易操作的模式。 對于其他能源汽車也同樣實用。2)、手控油門調節裝置信號直接輸入發動機微電腦(EOT)方式手控油門調節裝置的所有信號(可以有2-3個，腳踏油門在早期選擇使用期間其 信號同步進入)與剎車燈接通信號同時進入增加了油門信號中央處理裝置軟硬件的發動 機微電腦，經微電腦對進入信號的累加或累減的處理加之多個相關傳感器反饋信息(如進 氣歧管壓力傳感器、空氣流量傳感器、發動機轉速傳感器、冷卻液溫度傳感器等)的修正 后，其最后指令用以控制發動機的工況。當剎車燈接通信號有進入發動機微電腦時，微電腦 就會取消所有油門調節信號(清零)，發出指令使發動機回到怠速狀態，即油門回到零位。 這比較適合新車生產，可降低生產成本。2、手控油門系統與原車經無線(遙控)信號連接方式[0119]位于左手或右手的手控油門調節裝置產生的各種信號，經發射裝置產生的電磁、 聲波、光波(如紅外線、蘭牙等)由位于儀表盤位置的接收裝置收到后進入增加的油門信號 中央處理裝置，作相應累加、累減、巡航或清零處理后的信號再替代原油門信號進入發動機 微電腦參與對發動機工況的控制。或者以上所述的手控油門系統的信號經無線信號發射裝 置發送后由位于發動機微電腦的接收裝置接收，并由增加了油門信號中央處理裝置軟硬 件的發動機微電腦作出油門累加、累減、巡航或清零的處理來控制發動機的工況。本帶有巡航功能的手控油門技術適用于手排擋、自動排擋；左、右舵車輛。實施例以左舵車為例，方向盤上的手控油門調節裝置主要放置于7-9點方向盤 圈內下位。形狀為彈性撥片，基底固定于方向盤下固定軸上，以左手拇、示指和虎口握方向 盤時中指、無名指、小指方便操控為準。彈性撥片往上壓，油門加大，放松后自動回位，油門 回零。右手在方向盤上的手控油門主要位置放置于方向盤的3-5點方向盤圈內下位，基底 固定于方向盤下固定軸上。為固定弧形撥片加電腦鼠標式滾輪(縱向放置)，操作面向下， 以右手拇指和虎口扶持方向盤時食指、中指、無名指方便操控為準。該滾輪為累加、累減模 式，向下撥油門加大，向上推油門減小，在任何位置固定時，汽車處于巡航狀態。以上設置可 保持雙手握持方向盤前行或轉彎的安全駕駛模式又能方便加油。右手的手控油門次要位置 放置于換擋把手上(實用于手動擋車)，形狀類似于電腦鼠標滾輪，為任意位固定的累加、 累減模式。往上撥加油，往下推減油(此方式比較適應大眾習慣，如用力上撥滾輪，也可享 受轟油的樂趣)。本實施例已成功安裝在粵B05C76馬自達6，WAGN2. 3轎車上，自2009年8月1日 起至12月31日已安全行駛了 1萬3千多公里.該車可以選取帶巡航功能的手控油門系統操控，也可以選用帶巡航功能的腳踏油門系統。如果使用手控油門在市區開車，當車輛起動后，雙手在抓握方向盤的同時，可以左 手中指、無名指按壓油門彈性撥片加油或者右手食指、中指下撥鼠標滾輪到一定位置(如 油門2-3級)后放手，車輛將保持一定速度前進(約40-60公里/小時)。如距離前車較遠， 可再用左手中、環指按壓油門彈性撥片加速，跟近后放松；如前車速度較慢，可用右手示、中 指上推鼠標撥輪到一定位置(如油門1級)后放手，汽車將降低速度維持與前車距離。如 前車停車，可踩踏剎車，油門取消為零，汽車停下，發動機回到怠速。當前車起動后，我車放 開剎車，按上面同樣方式從新加油跟隨。如果使用手控或腳踏油門在高速公路上行車，車輛 啟動方式相同，達到滿意行車速度后，右手鼠標滾輪固定于一定位置(如油門7-8級)，汽車 將保持相應車速(約100-120公里/小時)。行車中，經歷上、下坡時，可適當調高或調低 巡航控制裝置，以維持車速不變。這樣，市區駕駛中使用手控油門僅需應用腳踏油門1/5到 1/10左右的時間操控油門，郊區或高速公路上則只需1/50左右的時間操控油門，將不會增 加手部太多的負擔。油門的跟從性好，又可方便的設置巡航，既靈活簡單，又舒適安全，沒有 了原來開車時腳部的疲勞感。當遭遇意外情況時，右腳可及時踩踏剎車而沒有錯踩油門的 心理負擔，將更為安全、快捷。特別在市區交通擁堵時，停停、走走，此時使用手控油門和腳 踏剎車將能手腳輕松協調配合，及時跟從前車，避免了使用腳踏油門時右腳不斷在油門與 剎車間轉換操控，既緊張又疲勞的情況。本實施例為初步功能試驗，駕駛實踐證實取消腳踏 油門改為手控操作油門是完全可行的。如果仍然使用腳踏油門系統，在路面車輛較少和高 速公路上行駛時，可以加用手控巡航系統，將減少右腳的負擔，使駕駛舒適一些。[0124]通過上述實施例證明帶有巡航功能的車用手控油門的控制系統這一實用新型是 可以實現的。本實用新型中的“油門”是泛指，凡是作用在機動車上的，以燃油、燃氣、混合動力、 電能、氫能、太陽能及其他混合能源作為動力的油控門、氣控門、電控門、混合動力控門等的 車輛加速裝置都可以簡稱為“油門”。鑒于本技術，凡是以燃油、燃氣、混合動力 、電能、氫能、太陽能及其他混合能源作 為動力的車輛，其加速控制系統均在本實用新型專利保護范疇之內。
權利要求1.一種帶有巡航功能的車用手控油門的控制系統，其特征是包括 一手控油門系統；一手控巡航系統； 一腳踏油門系統； 一腳控剎車系統；一腳控剎車系統與手控油門系統和手控巡航系統的聯控系統；其中 所述手控油門系統包括——手控油門調節裝置、油門信號中央處理裝置、發動機微電 腦、執行器，其中手控油門裝置經油門信號中央處理裝置、發動機微電腦與執行器連接；或 者包括手控油門調節裝置、油門信號遙控發射器，油門信號遙控接收器、油門信號中央處理 裝置、發動機微電腦、執行器，其中手控油門調節裝置經油門信號遙控發射器、油門信號遙 控接收器、油門信號中央處理裝置、微電腦與執行器連接；所述手控巡航系統包括——手控滾輪巡航裝置、油門信號中央處理裝置、發動機微電 腦、執行器，其中手控滾輪巡航裝置經油門信號中央處理裝置、發動機微電腦與執行器連 接；或者包括手控滾輪巡航裝置、油門信號遙控發射器、油門信號遙控接收器、油門信號中 央處理裝置、發動機微電腦、執行器，其中手控滾輪巡航裝置經油門信號遙控發射器、油門 信號遙控接收器、油門信號中央處理裝置、微電腦與執行器連接； 所述腳踏油門系統是指所述汽車的原有腳踏油門系統；所述腳控剎車系統包括——所述汽車的原有剎車踏板及聯動軸、剎車總泵，ABS系統、 剎車分泵、車輪轉速傳感器，車輪制動器；所述聯控系統包括剎車踏板及聯動軸、剎車信號燈電路、手控油門調節裝置、手控滾 輪巡航裝置、油門信號中央處理裝置、發動機微電腦、執行器，其中手控油門調節裝置和手 控滾輪巡航裝置分別經油門信號中央處理裝置、剎車信號燈電路、發動機微電腦與執行器 連接；或者，所述聯控系統包括剎車踏板及聯動軸、剎車信號燈電路、手控油門調節裝置、手 控滾輪巡航裝置、油門信號遙控發射器，油門信號遙控接收器、油門信號中央處理裝置、發 動機微電腦、執行器，其中手控油門調節裝置和手控滾輪巡航裝置分別經油門信號遙控發 射器、油門信號遙控接收器、手控滾輪巡航裝置、油門信號中央處理裝置、發動機微電腦與 執行器連接。
2.如權利要求1所述的帶有巡航功能的車用手控油門的控制系統，其特征是所述手控 油門調節裝置包括在左舵車方向盤的左下方7至9點位或右舵車方向盤的右下方3至5點 位設置一手控彈性撥片式可回位油門調節裝置，其基底固定于方向盤固定軸上，該手控彈 性撥片式可回位油門調節裝置應滿足當某只手拇、食指和虎口把握方向盤時，該手的中指、 無名指、小指可方便操控手控彈性撥片式可回位油門調節裝置而不影響燈光或雨刷控制桿 的操控為準，該手控彈性撥片式可回位油門調節裝置將加、減速度信號經過油門信號中央 處理裝置中的油門信號處理模塊電路發送給發動機微電腦來控制汽車的加速和減速，同時 還經過信號顯示電路將油門信號大小以1-15或20個級數值顯示在顯示器上。
3.如權利要求1所述的帶有巡航功能的車用手控油門的控制系統，其特征是所述手控 滾輪巡航裝置包括在左舵車方向盤的右下方3至5點位或右舵車方向盤的左下方7至9點 位設置一手控滾輪定功率巡航控制裝置，其基底固定在方向盤固定軸上，該手控滾輪定功率巡航控制裝置應滿足當某只手把握方向盤時，該手的食、中、無名指可方便操控滾輪定功 率巡航控制裝置而不影響雨刷或方向燈的操控為準，手動擋車在換擋把手上增設一如上的 手控滾輪定功率巡航控制裝置，以手握換擋把手時，該手食、中指可方便操控為準；以上手 控滾輪定功率巡航控制裝置將加、減速度信號經過油門信號中央處理裝置中的油門信號處 理模塊處理后發送給發動機微電腦來控制汽車的加速、減速和定功率巡航，同時還經過信 號顯示電路將油門信號大小以1-15或20個級數值顯示在顯示器上。
4.如權利要求1所述的帶有巡航功能的車用手控油門的控制系統，其特征是所述油門 信號中央處理裝置增加一個油門緊急復位鍵，設置于所述方向盤的手控滾輪巡航控制裝置 的滾輪下方或位于駕駛臺儀表盤的油門中央處理裝置上或儀表盤上，位置以正常操作時不 易碰觸而又便于尋找為準；按壓該鍵，油門中央處理裝置斷電，并恢復油門初始設置。
5.如權利要求2或3所述的帶有巡航功能的車用手控油門的控制系統，其特征是所述 手控彈性撥片式可回位油門調節裝置或手控滾輪巡航控制裝置所產生的電流或電壓或磁 力或光度或位移或壓力或聲波或震動或編碼器的信號大小變化，經有線輸入模式或無線輸 入模式輸入油門信號中央處理裝置中的油門信號處理模塊，其累加或累減所產生的信號再 發送到發動機微電腦；或者將手控彈性撥片式可回位油門調節裝置或手控滾輪巡航控制裝 置所產生的信號大小變化經有線輸入模式或無線輸入模式直接發送到發動機微電腦，微電 腦中增加油門信號中央處理裝置的軟、硬件，再把這些信號轉換成指令來控制發動機的怠 速、加速、減速或巡航。
6.如權利要求1所述的帶有巡航功能的車用手控油門的控制系統，其特征是所述油 門信號中央處理裝置包括油門信號處理模塊、模數轉換電路、數模轉換電路、選擇開關、顯 示模塊，其中油門信號處理模塊分別連接模數轉換電路、數模轉換電路、選擇開關和顯示模 塊。
7.如權利要求1所述的帶有巡航功能的車用手控油門的控制系統，其特征是所述腳踏 油門系統中的腳踏油門能夠取消，腳踏剎車踏板能右移、并被加長、加大占據原油門踏板的 位置，右側端45度角傾斜、并90度弧形卷曲4-5厘米，所述腳踏剎車踏板周圍采用彈性材 料或采用手風琴折疊式風箱的結構方式與駕駛艙地面封閉，所述腳踏剎車踏板適于使右腳 的踩踏軸線與驅干矢狀面形成一定角度。
8.如權利要求1所述的帶有巡航功能的車用手控油門的控制系統，其特征是所述手控 定功率巡航系統與原車定速巡航系統同時存在，選擇其中之一使用。
專利摘要本實用新型提供一種帶有巡航功能的車用手控油門的控制系統；該系統包括——手控油門調節裝置含手控油門系統和手控巡航系統、油門信號中央處理裝置、發動機微電腦、執行器，系統產生的油門調節信號經中央處理裝置處理后取代腳踏油門信號輸入發動機微電腦，用以控制汽車的加、減速，并實現巡航。適用于以燃油、燃氣、混合動力、電能、氫能、太陽能，以及其他混合能源作為動力的車輛；本實用新型的核心是對汽車駕駛的肢體功能設計按照生理學和人機工程學的原理進行優化，改變駕駛模式，提高駕駛的安全性和舒適性，并徹底解決由剎車導致誤踩油門的現象發生。
文檔編號B60W10/06GK201816590SQ20102011541
公開日2011年5月4日 申請日期2010年2月8日 優先權日2010年2月8日
發明者王佑夫 申請人:王佑夫