[发明专利]一种主动反馈式汽车油门踏板装置

说明书

技术领域

本发明属于汽车驾驶辅助系统技术领域，特别涉及汽车领域的一种油门踏板机械装置。

背景技术

油门踏板又称加速踏板，是汽车燃料供给系统的一部分，属于汽车的关键配件之一。传统拉线式油门踏板主要由踏板支架、油门踏板、油门拉线、复位弹簧等组成，油门踏板直接通过油门拉线与发动机节气门机械连接。随着汽车电子技术的发展，现在汽车广泛使用电子油门踏板，其结构组成主要为踏板支架、油门踏板、角位移传感器、复位弹簧等；角位移传感器与油门踏板同轴机械连接，角位移传感器的信号经踏板控制系统采集处理后，发送至车辆CAN总线网络，发动机电子控制单元ECU通过CAN网络读取油门踏板位置，从而控制节气门开度和车辆速度。可见传统拉线式油门踏板和电子油门踏板机械结构相似，只是改变了信号的传递方式：传统拉线式油门踏板采用机械信号的传递方式，而电子油门踏板采用电信号的传递方式。如今电子技术在汽车上广泛应用，使得汽车的控制正在快速地向智能化、网络化方向发展。然而无论是传统拉线式油门踏板，还是电子油门踏板，都是一个独立的控制单元，均未能融入到当今汽车智能化、网络化的其它控制系统中；且其功能也都是唯一的，即驾驶员通过控制油门踏板踩踏量，来控制发动机进气量，从而控制发动机转速和汽车行驶速度；因此上述油门踏板统称为普通油门踏板。随着技术的进步，以及对汽车功能要求的提高，作为汽车上少数几个可以进行人机信息交互的单元，人们希望油门踏板能够实现更多的功能；然而普通油门踏板其实仅仅起到了单向信息传递的作用，即驾驶员通过油门踏板将控制意图作用于汽车，而汽车却不能通过油门踏板将行车信息反向作用于驾驶员。并且不同类型的驾驶员在实际道路行驶过程中，尤其是在城市道路跟车过程中，对油门踏板控制趋向不同，导致自车行驶速度、跟车时距、制动行为的不同，在行车安全性和燃油经济性方面产生很大的差异。在相同的行车工况下，激进的驾驶员会踩下较大的踩踏量，造成较高的车速和较小的跟车时距，为了避免事故，进而发出更多的制动行为；这种驾驶行为不仅具有很高的危险性，而且还造成巨大的燃油浪费，降低了汽车的燃油经济性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有普通油门踏板技术功能的不足，提供一种主动反馈式汽车油门踏板装置。该油门踏板装置能融入到汽车整车控制网络中，与汽车其它控制系统结合使用，不仅能够实现普通油门踏板对发动机节气门和车速的控制；而且可以作为一类汽车驾驶辅助系统，以触觉反馈的形式通过油门踏板主动向驾驶员反馈行车状态信息，实现人机信息双向交互，引导驾驶员改善驾驶行为，合理控制油门开度和行车速度，避免加速过度、频繁制动等不良驾驶行为；或者在汽车遇到潜在危险时，能够向驾驶员发出危险信息警告，及时规避潜在危险。此外，驾驶员不要求其提供信息警告或不注重油耗时，可以通过车载电子控制系统关闭该踏板装置的主动反馈作用，使其仅处于普通油门踏板工作模式。

本发明专利解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

本发明提出的一种主动反馈式汽车油门踏板装置，其特征在于，该装置主要由踏板支架、控制电机－小齿轮轴系、踏板转轴轴系构成；控制电机－小齿轮轴系、踏板转轴轴系均安装在踏板支架上；该控制电机－小齿轮轴系主要由控制电机、第一传动拨叉轴、第二传动拨叉轴、小齿轮组成；控制电机通过自身法兰安装在踏板支架上，控制电机的信号输入线通过CAN总线网络与整车电子控制单元ECU相连接；第一传动拨叉轴固定安装在控制电机的输出轴上；第二传动拨叉轴与第一传动拨叉轴通过其拨叉同轴连接，且第一传动拨叉轴和第二传动拨叉轴的拨叉在周向预先设定一自由转动角度（即形成一段周向空行程）；小齿轮固定安装在第二传动拨叉轴上；该踏板转轴轴系主要由角位移传感器、踏板转轴、油门踏板、复位弹簧、扇形齿轮组成；角位移传感器固定安装在踏板支架上，角位移传感器输入轴与踏板转轴同轴机械连接，角位移传感器的信号经踏板控制系统采集处理后，发送至车辆CAN总线网络；油门踏板周向固定安装在踏板转轴上；复位弹簧套在踏板转轴上，两端分别固定在油门踏板和踏板支架上；扇形齿轮固定安装在踏板转轴上；控制电机－小齿轮轴系上的小齿轮与踏板转轴轴系上的扇形齿轮啮合传动，实现两个轴系的动力传送。

该技术方案的关键特征在于：所述第一传动拨叉轴和第二传动拨叉轴的啮合传动拨叉在周向预先设定一自由转动角度的取值范围为50°～140°；采用小齿轮与扇形齿轮啮合传动方式不仅起到减速增扭的作用，还减少了油门踏板的自由转动惯量和整体结构尺寸。

本发明的主动反馈式汽车油门踏板装置的特点及其能达到的效果如下：