一种汽车油门踏板及汽车紧急制动辅助系统

摘要

本发明公开了一种汽车油门踏板，它包括基板，基板上设有面板，面板可沿基板的厚度方向移动以使得面板在远离基板的初始位置和靠近基板的工作位置之间往复切换，所述基板上设有推力机构，基板上设有传感器。一种汽车紧急制动辅助系统，包括用于降低车辆行驶速度的电子制动器、控制器和上述的汽车油门踏板，所述汽车油门踏板上的传感器将检测得到的过程变量转换成检测信号传输至控制器内，所述控制器通过检测信号控制电子制动器启闭。本发明提供一种汽车油门踏板及汽车紧急制动辅助系统，其可以在操作人员的右脚抬离油门踏板的初级就给出紧急制动信号，从而大大减小了紧急制动的反应时间。

权利要求

1.一种汽车油门踏板，它包括基板(1)，其特征在于：所述的基板(1)上设有面板(2)，面板(2)可沿基板(1)的厚度方向h移动以使得面板(2)在远离基板(1)的初始位置(2a)和靠近基板(1)的工作位置(2b)之间往复切换，所述基板(1)上设有用于驱使面板(2)朝远离基板(1)的方向移动的推力机构，所述基板(1)上设有传感器(3)，用于检测面板(2)远离基板(1)时面板(2)的过程变量；

所述的基板(1)内设有一气腔(1.1)，气腔(1.1)内设有一活塞杆(4)，活塞杆(4)的上端贯穿基板(1)至与面板(2)连接，活塞杆(4)的下端安装有一活塞(5)，所述活塞(5)通过活塞杆(4)与面板(2)联动，所述活塞(5)的下端面与气腔的内壁合围形成工作腔(1.2)，所述的传感器(3)为气压传感器，所述的气压传感器安装于工作腔(1.2)内，用于检测活塞(5)随面板(2)移动至工作腔(1.2)体积变大时工作腔(1.2)内的气压变化速率；

所述气腔(1.1)内位于活塞(5)的下方设有一隔片(6)，隔片(6)的外缘与气腔(1.1)的内侧壁密封，所述隔片(6)的上端面、气腔(1.1)的内侧壁和活塞(5)的下端面合围形成工作腔(1.2)，所述隔片(6)上设有中心通孔(6.1)和若干仅供工作腔(1.2)内的空气排出的单向阀(7)。

2.根据权利要求1所述的汽车油门踏板，其特征在于：所述的传感器(3)为速度传感器，用于检测面板(2)远离基板(1)时面板(2)的位移速度。

3.根据权利要求1所述的汽车油门踏板，其特征在于：所述的活塞杆(4)的上端与面板(2)之间通过万向接头(8)连接。

4.根据权利要求3所述的汽车油门踏板，其特征在于：所述的推力机构包括若干顶针(9)，基板(1)上设有与各顶针(9)滑动配合的安装孔(1.3)，顶针(9)沿竖直方向滑动配合于安装孔(1.3)内，所述安装孔(1.3)内设有推力弹簧(10)，推力弹簧(10)的下端与安装孔(1.3)的内表面相抵靠，推力弹簧(10)的上端与顶针(9)的下端面相抵靠，以使得顶针(9)的上端露置于基板(1)外且与面板(2)的下端面相抵靠。

5.根据权利要求1所述的汽车油门踏板，其特征在于：所述基板(1)和面板(2)之间设有若干沿基板(1)的厚度方向h设置的导向杆(11)，导向杆(11)的上端与面板(2)固定，所述基板(1)上设有与各导向杆(11)滑动配合的导向孔(1.4)，导向杆(11)位于导向孔(1.4)内的下端沿径向外凸形成限位凸缘(11.1)，所述导向孔(1.4)的内侧壁沿径向内凹形成与限位凸缘(11.1)相配合的台阶面(1.4.1)，当推力机构驱使面板(2)远离基板(1)至初始位置(2a)时所述导向杆(11)随面板(2)移动至所述限位凸缘(11.1)的上端面与台阶面(1.4.1)相抵靠。

6.根据权利要求1所述的汽车油门踏板，其特征在于：所述基板(1)和面板(2)之间靠近面板(2)外侧壁的位置设有一密封件(12)，密封件(12)沿面板(2)的周向延伸形成一首尾相连的闭环结构。

7.根据权利要求1所述的汽车油门踏板，其特征在于：所述的传感器(3)为力传感器，用于检测面板(2)远离基板(1)时面板(2)的内应力变化速率。

8.一种汽车紧急制动辅助系统，其特征在于：它包括用于降低车辆行驶速度的电子制动器(13)、控制器(14)和上述权利要求1-6中任意一项的汽车油门踏板，所述汽车油门踏板上的传感器(3)将检测得到的过程变量转换成检测信号传输至控制器(14)内，所述控制器(14)通过检测信号控制电子制动器(13)启闭。

说明书

一种汽车油门踏板及汽车紧急制动辅助系统

技术领域

[0001] 本发明涉及汽车安全系统的技术领域，具体地是一种汽车油门踏板及汽车紧急制动辅助系统。

背景技术

[0002] 随着汽车技术的发展，对于汽车安全性能的要求是汽车发展中重要的考虑因素。在相关的现有技术中，汽车安全系统主要包括主动安全系统和被动安全系统，而主动安全系统中的EBA系统，其又称为电子控制制动辅助系统，即在操作人员踩踏刹车踏板的过程中，刹车踏板的踩踏速率来做出判断是否属于紧急制动情况，若属于紧急制动情况则EBA系统介入，提供主动刹车减速。由此可见，上述现有的EBA系统可以在操作人员踩踏刹车踏板的初期迅速介入，从而缩短操作人员从踩踏刹车踏板的初期到刹车踏板移动至最大踩踏力所在位置的时间。因此，可以使得车辆的有效刹车时间延长，提高了紧急制动的成功率，缩短了紧急制动不及时而导致的交通事故。

[0003] 但是不难看出，这一现有的EBA系统，其最大的弊端在于需要操作人员踩踏刹车踏板后才能依据刹车踏板的踩踏速率得出判断。而在实际行车过程中，现有的车辆较多的使用右脚控制油门和刹车，当遇到紧急制动的情况时操作人员的紧急制动过程包括以下步骤，1)需要先把右脚从油门踏板上抬起，2)其次移动右脚找准刹车踏板的位置，3)最后才是踩踏刹车踏板。因此，现有技术的EBA系统仅仅只能缩短上述步骤3中的耗时，无法解决步骤1和步骤2中的耗时长的问题。而在上述步骤中，步骤1和步骤2所需的反应时间是远远大于步骤3踩踏过程的反应时间的。

[0004] 因此，在汽车行业内，急需一种可以在紧急制动的情况下，缩短操作人员在步骤1和步骤2中的反应时间，从而减少由于紧急制动不及时而导致的交通事故。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的其中一个技术问题是：提供一种汽车油门踏板，其可以在操作人员的右脚抬离油门踏板的初级就给出紧急制动信号，从而大大减小了紧急制动的反应时间。

[0006] 本发明所要解决的另一个技术问题是：提供一种汽车紧急制动辅助系统，其可以在操作人员的右脚抬离油门踏板的初级就使得车辆自主减速，从而大大减小了操作人员急刹的反应时间。

[0007] 针对上述第一个技术问题，本发明所采取的技术方案是：提供一种汽车油门踏板，它包括基板，其特征在于：所述的基板上设有面板，面板可沿基板的厚度方向移动以使得面板在远离基板的初始位置和靠近基板的工作位置之间往复切换，所述基板上设有用于驱使面板朝远离基板的方向移动的推力机构，所述基板上设有传感器，用于检测面板远离基板时面板的过程变量。通过油门踏板上得到急刹时候的检测信息，其比较与刹车踏板上得到的检测信息所需的人员反应时间大大缩短，当操作人员在遇到紧急情况下，其可以在本能反应下抬脚，这一反应时间远远小于操作人员需要抬脚然后找准刹车踏板踩踏所需要的反应时间，并且腿部肌肉做抬升动作和抬升后再次踩踏这一动作相比较，所需要的运动时间也会得到大大的减小，综合而言，通过油门踏板上采集紧急制动的信号所需要的时间是远远小于刹车踏板上采集紧急制动信号的时间的。其最终所能达到的有益效果是减小汽车由于紧急制动不及时而导致的交通事故。

[0008] 所述的传感器为速度传感器，用于检测面板远离基板时面板的位移速度。通过位移传感器可以得到面板相对于基板的移动速度，这一移动速度的变化可以得出操作人员的右脚在做出从油门踏板切换到刹车踏板的过程中是正常的减速制动还是紧急状态下的急刹。即正常减速制动过程右脚抬起速率平缓，油门踏板的面板始终贴合右脚脚底，因此面板不与基板相对移动或者移动速率小，而在紧急制动过程中，右脚是迅速远离油门踏板的，因此，面板在推力机构的作用下以最大速度复位，因此传感器的检测信号迅速得出控制信号，完成车辆的自主刹车系统的介入。

[0009] 所述的基板内设有一气腔，气腔内设有一活塞杆，活塞杆的上端贯穿基板至与面板连接，活塞杆的下端安装有一活塞，所述活塞通过活塞杆与面板联动，所述活塞的下端面与气腔的内壁合围形成工作腔，所述的传感器为气压传感器，所述的气压传感器安装于工作腔内，用于检测活塞随面板移动至工作腔体积变大时工作腔内的气压变化速率。通过气压的变化可以转换成面板的位移速度，从而得出面板的移动速度，其相对于直接的速度传感器，可以避免速度传感器安装位置的影响，并且检测精度高，灵敏度好。另外，避免面板单边翘动过程中导致的面板各个部位位移速度不均的问题。

[0010] 所述气腔内位于活塞的下方设有一隔片，隔片的外缘与气腔的内侧壁抵靠且密封，所述隔片的上端面、气腔的内侧壁和活塞的下端面合围形成工作腔，所述隔片上设有中心通孔和若干仅供工作腔内的空气排出的单向阀。通过隔片可以实现工作腔的排气和吸气，在时间压差检测的基础上，可以避免长途行车过程中，持续踩踏面板，而导致工作腔长时间处于高压过程对于传感器的损伤。

[0011] 所述的活塞杆的上端与面板之间通过万向接头连接。通过万向接头可以调节面板的摆动角度，更加贴合用户的脚底，使得用户踩踏油门的过程中舒适度好。

[0012] 所述的推力机构包括若干顶针，基板上设有与各顶针滑动配合的安装孔，顶针沿竖直方向滑动配合于安装孔内，所述安装孔内设有推力弹簧，推力弹簧的下端与安装孔的内表面相抵靠，推力弹簧的上端与顶针的下端面相抵靠，以使得顶针的上端露置于基板外且与面板的下端面相抵靠。

[0013] 所述基板和面板之间设有若干沿基板的厚度方向设置的导向杆，导向杆的上端与面板固定，所述基板上设有与各导向杆滑动配合的导向孔，导向杆位于导向孔内的下端沿径向外凸形成限位凸缘，所述导向孔的内侧壁沿径向内凹形成与限位凸缘相配合的台阶面，当推力机构驱使面板远离基板至初始位置时所述导向杆随面板移动至限位凸缘的上端面与台阶面相抵靠。

[0014] 所述基板和面板之间靠近面板外侧壁的位置设有一密封件，密封件沿面板的周向延伸形成一首尾相连的闭环结构。通过密封件，可以对于面板和基板之间形成防护，避免杂质颗粒进入面板和基板之间，造成卡壳现象。

[0015] 所述的传感器为力传感器，用于检测面板远离基板时面板的内应力变化速率。

[0016] 针对上述第二个技术问题，本发明所采用的技术方案是：提供一种汽车紧急制动辅助系统，它包括用于降低车辆行驶速度的电子制动器、控制器和上述的汽车油门踏板，所述汽车油门踏板上的传感器将检测得到的过程变量转换成检测信号传输至控制器内，所述控制器通过检测信号控制电子制动器启闭。

[0017] 采用以上结构后，本发明的一种汽车油门踏板及汽车紧急制动辅助系统与现有技术相比具有以下优点：首先，缩短了急刹的反应时间，通过的电子制动器可以较早的对车辆做出减速动作，因此减小了车辆因为急刹不及时而导致的交通事故，其次，通过气压传感器检测气压值的变化速度得出的面板移速信息，其较速度传感器检测的更加精准稳定，最后，通过顶针形式的推力机构配合万向接头的设计，可以使得面板与基板之间实现小角度范围可调，由此利于面板贴合操作人员右脚的脚底，提高用户的舒适度。

附图说明

[0018] 图1是本发明的汽车油门踏板的结构示意图。

[0019] 图2为图1中“A”区域的局部放大示意图。

[0020] 图3为图2中“C”区域的局部放大示意图。

[0021] 图4为图1中“B”区域的局部放大示意图。

[0022] 图5是本发明的汽车油门踏板置于汽车紧急制动辅助系统内的控制原理图。

[0023] 图6为图5中“D”区域的局部放大示意图。

[0024] 其中，1、基板，1.1、气腔，1.2、工作腔，1.3、安装孔，1.4、导向孔，1.4.1、台阶面，2、面板，2a、初始位置，2b、工作位置，3、传感器，4、活塞杆，5、活塞，6、隔片，6.1、中心通孔，7、单向阀，8、万向接头，9、顶针，10、推力弹簧，11、导向杆，11.1、限位凸缘，12、密封件，13、电子制动器，14、控制器，15、堵头；

[0025] h是指基板的厚度方向。

具体实施方式

[0026] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

[0027] 如图1至图4所示，本发明提供一种汽车油门踏板，它包括基板1，其特征在于：所述的基板1上设有面板2，面板2可沿基板1的厚度方向h移动以使得面板2在远离基板1的初始位置2a和靠近基板1的工作位置2b之间往复切换，即面板2可以从初始位置2a移动至工作位置2b，或者从工作位置2b复位至初始位置2a，所述基板1上设有用于驱使面板2朝远离基板1的方向移动的推力机构，所述基板1上设有传感器3，用于检测面板2远离基板1时面板2的过程变量。上述的过程变量是指面板2在远离基板1的过程中面板2及与面板2有连接关系的部件产生的变化量，其可以是宏观上的变化量，例如速度、加速度、位移等，也可以是微观上的变化量，例如内应力、压力、形变等。通过对于过程变量的判断得出操作人员对于油门踏板的不用应用场景，以便于汽车中控系统及时做出有益助力，例如汽车主动安全系统中的ABS、EBD、TCS、ESP、EBA等系统的及时介入。

[0028] 虽然从附图中可以看出，基板1和面板2是等宽的，但是所述的面板2可以是覆盖整个基板1的上端面，也可以是小于基板1的上端面的尺寸。

[0029] 上述的所述基板1上设有传感器3应当广义的理解为基板1所在空间的任意位置，其包括但不限于基板1的内部，也可以是基板1与面板2之间，也可以是面板2上。

[0030] 如图5所示，所述的传感器3为速度传感器，用于检测面板2远离基板1时面板2的位移速度。所述传感器3安装于基板1和面板2之间。

[0031] 如图2所示，所述的基板1内设有一气腔1.1，气腔1.1内设有一活塞杆4，活塞杆4的上端贯穿基板1至与面板2连接，活塞杆4的下端安装有一活塞5，所述活塞5通过活塞杆4与面板2联动，所述活塞5的下端面与气腔的内壁合围形成工作腔1.2，所述的传感器3为气压传感器，所述的气压传感器安装于工作腔1.2内，用于检测活塞5随面板2移动至工作腔1.2体积变大时工作腔1.2内的气压变化速率，通过气压变化速率和工作腔的横截面积可以计算得出活塞5的移动速度，因此也就可以得到面板2的移动速度。

[0032] 作为优选，所述气腔1.1为沿基板1的厚度方向加工成型的一个通孔，通孔背离面板2的一端通过堵头15封堵，堵头15上设有泄压通孔，以使得活塞5静止时所述工作腔1.2内的气压通过泄压通孔铸件变化至与大气压相等。

[0033] 如图2和3所示，所述气腔1.1内位于活塞5的下方设有一隔片6，隔片6的外缘与气腔1.1的内侧壁密封，所述隔片6的上端面、气腔1.1的内侧壁和活塞5的下端面合围形成工作腔1.2，所述隔片6上设有中心通孔6.1和若干仅供工作腔1.2内的空气排出的单向阀7。所述的隔片6上沿中心通孔6.1的周向间隔设有多个单向阀安装通孔，各单向阀7分别安装于各自的单向阀安装通孔内。

[0034] 作为优选，所述的隔片6与气腔1.1的内侧壁之间滑动配合，气腔1.1的内侧壁上形成用于限制隔片6沿竖直方向上行的限位面，隔片6背离工作腔1.2的一侧设有一预紧弹簧17，所述预紧弹簧17的下端与气腔1.1固定，预紧弹簧17的上端与隔片6的下端面相抵靠，所述预紧弹簧17在自身弹力作用驱使隔片6上行至隔片6的上端面与限位面相抵靠。由此，使得隔片6在工作腔1.2吸气的过程中静止，工作腔1.2仅通过隔片6上的中心通孔6.1吸气，因此通过传感器3(气压传感器)可以计算工作腔的压力变化速率，从而得出面板2的移动速度。而在面板2下行时，工作腔1.2内高于大气压的压力可以带动隔片6克服预紧弹簧17的弹力下行，由此保护单向阀7，避免操作人员加速过程对于单向阀7的损伤。

[0035] 如图2所示，所述的活塞杆4的上端与面板2之间通过万向接头8连接。

[0036] 如图1和图4所示，所述的推力机构包括若干顶针9，基板1上设有与各顶针9滑动配合的安装孔1.3，顶针9沿竖直方向滑动配合于安装孔1.3内，所述安装孔1.3内设有推力弹簧10，推力弹簧10的下端与安装孔1.3的内表面相抵靠，推力弹簧10的上端与顶针9的下端面相抵靠，以使得顶针9的上端露置于基板1外且与面板2的下端面相抵靠，所述推力弹簧10的上端推动顶针9的上端朝面板2所在位置移动至顶针9的上端与面板2的下端面相抵靠。

[0037] 所述的推力机构为若干的弹性体，各弹性体均匀分布于基板1和面板2之间，弹性体的下端与基板1固定，弹性体的上端与面板2的下端面相抵靠。

[0038] 所述的推力机构包括若干顶针9，基板1上设有与各顶针9滑动配合的安装孔1.3，顶针9沿竖直方向滑动配合于安装孔1.3内，所述安装孔1.3内设有气囊，所述的气囊固定于安装孔1.3内，且气囊内充入高压空气，气囊的上端与顶针9的下端面相抵靠，用于推动顶针9的上端露置于基板1外且与面板2的下端面相抵靠。

[0039] 如图6所示，所述基板1和面板2之间设有若干沿基板1的厚度方向h设置的导向杆11，导向杆11的上端与面板2固定，所述基板1上设有与各导向杆11滑动配合的导向孔1.4，导向杆11位于导向孔1.4内的下端沿径向外凸形成限位凸缘11.1，所述导向孔1.4的内侧壁沿径向内凹形成与限位凸缘11.1相配合的台阶面1.4.1，当推力机构驱使面板2远离基板1至初始位置2a时所述导向杆11随面板2移动至所述限位凸缘11.1的上端面与台阶面1.4.1相抵靠。通过限位凸缘11.1和导向孔1.4内的台阶面1.4.1可以限制面板2朝远离基板1方向的移动行程，起到限位机构的目的。

[0040] 当然，作为优选，所述基板1上也可以设置额外的限位机构，用于限制面板2朝远离基板1方向的移动行程。所述限位机构包括安装于基板1外侧壁上的卡扣，面板2上设有与卡扣相配合的卡槽。

[0041] 进一步的实施例，所述的限位机构是指，所述的基板1和面板2之间通过限位拉索固定，从而实现二者相背运动的行程限位。

[0042] 如图1和图4所示，所述基板1和面板2之间靠近面板2外侧壁的位置设有一密封件12，密封件12沿面板2的周向延伸形成一首尾相连的闭环结构。

[0043] 所述的传感器3为力传感器，用于检测面板2远离基板1时面板2的内应力变化速率。

[0044] 一种汽车紧急制动辅助系统，其特征在于：它包括用于降低车辆行驶速度的电子制动器13、控制器14和上述权利要求1-8中任意一项的汽车油门踏板，所述电子制动器13上设有信号接收模块，所述汽车油门踏板上的传感器3将检测得到的过程变量转换成检测信号传输至控制器14内，所述控制器14将检测信号与控制器14内预置的设定值进行对比得出控制信号，如图4所示，所述的控制信号包括计算后得出的“Y”和“N”两个控制信号，所述的电子制动器13通过信号接收模块接收控制信号“Y”，以使得电子制动器13响应所述的控制信号“Y”启动，或者在控制信号“N”时不响应，使得电子制动器13维持关闭状态，当电子制动器13响应控制信号“Y”启动后将反馈信号发送至显示器，所述的显示器可以是集成于汽车中控面板上的警示灯或者警报器。所述的电子制动器13是指汽车自带的自主刹车系统，因此文中的电子制动器应当是可以理解为通过电子通讯信号即可控制汽车减速或者刹车的执行件，例如汽车的EBA系统中的电子制动器13，故此就不对这一电子制动器13的结构做出详细的阐述，在本领域中可以通过电子通讯信号控制汽车减速或者刹车的执行机构均应当属于本技术方案中的电子制动器13的范畴。而这一电子制动器13在本领域中应当属于常规部件，这一电子制动器13是本领域的普通技术人员可以通过行业内的公知常识而得到的技术。通过控制器14可以使得汽车自带的电子制动器13及时介入工作而做出刹车动作，由此大大降低了由于人反应时间的滞后而产生的交通事故。上述的控制器14可以是独立的控制单元或者处理器，也可以是集成在汽车中控系统中的一个单独的控制模块。

[0045] 现有技术的EBA系统的工作原理：在刹车踏板上设置速度传感器，通过检测刹车踏板踩踏过程中的速度判断操作人员是正常刹车还是急刹，由此通过传感器的检测信号得出控制信号，使得电子制动器可以介入急刹的过程，缩短急刹过程中刹车踏板从初始状态踩踏至刹车开始作用的位置的耗时。

[0046] 本技术方案的工作原理：在油门踏板上设置面板和传感器，通过检测面板的过程变量(例如移动速度，应力变化等)来判断操作人员是正常的抬起油门踏板还是紧急状况下的抬起油门踏板，从而较早的使得电子制动器介入，降低车速完成自主刹车。

[0047] 以上就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，凡在本发明独立要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。