CN201566495U - 串联式汽车电子油门安全节油控制装置 - Google Patents

Abstract

一种串联式汽车电子油门安全节油控制装置。它由一电子控制单元组成，串联于电子油门踏板与发动机控制单元ECU信号传输线路之间。正常工作时，踏板位置电信号电连接于电子控制单元进行判断，在油门踩踏较猛时，由电子控制单元平缓输出电信号至与之电连接的发动机控制单元ECU，并告警，在油门踩踏太猛时，电子控制单元输出发动机怠速电信号、制动电信号并告警，在正常平缓踩踏油门时，电子控制单元还原输出电信号，提高汽车电子油门的安全、节油性能，本实用新型禁用或出现故障时，踏板位置电信号直接电连接于发动机控制单元ECU操作油门。本实用新型未利用发动机控制单元ECU进行控制，所以不必修改ECU程序。

Description

串联式汽车电子油门安全节油控制装置

所属技术领域

本实用新型涉及一种汽车电子油门控制装置，尤其是串联于电子油门踏板与发动机控制单元ECU信号传输线路之间的串联式汽车电子油门安全节油控制装置。

背景技术

汽车在起步、行驶过程中，驾驶员踩踏油门不均匀，速度不平稳，会增加油耗，特别是在紧急情况下，由于汽车油门踏板和制动踏板都由驾驶员右脚控制，驾驶员很容易将油门当刹车踩踏，造成误操作油门，导致汽车不仅不能减速制动，反而加速猛冲，引发严重的交通事故。

对于误操作油门现象，人们想出了不少的办法，近期专利申请号：200710305532.6公布了一个利用发动机控制单元ECU检测油门位移变化再进行减油门、制动操作的方法。该方法克服了以前采用机械结构，对原车改动较大，成本较高，影响新车设计的不足，更加安全可靠。但同时也存在一个问题，即需要由制造商对发动机控制单元ECU的程序进行修改，已有汽车的车主不能自行升级程序，甚至一些汽车ECU不能升级等，会带来很多麻烦。对于油耗问题，人们更多关注的是发动机油耗本省，而对油门踩踏不平稳造成的耗油现象人们的关注较少。

发明内容

为能更好的解决开车踩踏油门不平缓，增加耗油以及将油门当刹车误操作而引发的浪费油、交通事故问题，克服修改发动机控制单元ECU程序的不便利。本实用新型提供一种串联式汽车电子油门安全节油控制装置，该装置不必修改发动机控制单元ECU程序，能够在油门踩踏较猛时，平缓输出电信号给发动机控制单元ECU，并告警，在油门踩踏太猛时，输出发动机怠速电信号、制动电信号并告警，在正常平缓踩踏油门时，还原输出电信号，提高汽车电子油门的安全、节油性能。踩踏较猛、太猛的判断标准及平缓输出标准可自行设定。对于已有汽车本实用新型通过电缆接插件串联于电子油门踏板外部与发动机控制单元ECU电信号传输线路之间，用户可以自行安装，对于新车也可将本实用新型直接串联于电子油门踏板内部与发动机控制单元ECU电信号传输线路之间，与电子油门踏板合为一体成为一个产品安装。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

随着电子技术的发展，电子油门踏板由于采用柔性导线连接，占据的空间小，便于汽车的设计，已经逐渐取代了拉线式的机械油门踏板。本实用新型由一电子控制单元组成，电子控制单元串联于电子油门踏板与发动机控制单元ECU信号传输线路之间。电子控制单元设有开关组件，信号处理组件，告警组件，设置组件，踏板位置电信号输入电缆，踏板位置电信号输出端口，制动电信号输出电缆。开关组件设有电源开关和继电器，继电器公共电极与踏板位置电信号输入电缆信号线电连接，继电器常闭电极与踏板位置电信号输出端口信号线及信号处理组件设有的DAC芯片信号输出口电连接，继电器常开电极与信号处理组件设有的单片机信号采集口电连接。告警组件设有告警信号输出装置和告警信号输出电缆，告警信号输出装置和告警信号输出电缆与信号处理组件电连接。设置组件设有按钮1、按钮2、指示灯和非易失性存储芯片，所述按钮1、按钮2、指示灯和非易失性存储芯片与信号处理组件电连接。非易失性存储芯片，存有驾驶员设置的油门踩踏较猛、太猛的判断标准也即增量极限值A2、A1及平缓输出标准也即增量速率V1。启用且正常工作时，能够使踩踏汽车电子油门踏板产生的踏板位置电信号，不直接接入发动机控制单元ECU操作油门，而是让电信号电连接于电子控制单元，由电子控制单元对信号进行判断，在油门踩踏较猛时，由电子控制单元平缓输出电信号至与之电连接的发动机控制单元ECU，并告警，在油门踩踏太猛时，电子控制单元输出发动机怠速电信号、制动电信号并告警，在正常平缓踩踏油门时，电子控制单元还原输出电信号，提高汽车电子油门的安全、节油性能。踩踏较猛、太猛的判断标准及输出标准可通过电子控制单元由驾驶员自行设定。本实用新型禁用或出现故障时，能够使踩踏汽车电子油门踏板产生的踏板位置电信号，直接电连接于发动机控制单元ECU操作油门，以适应个别车主的个性化要求，同时在本实用新型工作故障或修理、调试车辆时，不会影响原车正常工作。

本实用新型所涉及的装置可以单独成一个产品，通过电缆接插件串联于电子油门踏板外部与发动机控制单元ECU电信号传输线路之间，也可将本实用新型直接串联于电子油门踏板内部与发动机控制单元ECU电信号传输线路之间，与电子油门踏板合为一体成为一个产品安装。本实用新型未利用发动机控制单元ECU进行控制，所以不必修改ECU程序。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型所涉及的装置串联于电子油门踏板与发动机控制单元ECU电信号传输线路之间，将电信号截留，采取先判断，再输出的方法，可以在误操作油门或加油门较猛的不安全节油操作实施之前将其发现，并输出相应安全节油电信号，提高了油门的安全、节油性能。

2、本实用新型判别误操作油门或加油门较猛是在油门踩踏过程中进行，不必等到油门被踩踏到底，或油门已加到很大，提高了***反应速度。

3、本实用新型可以通过电子控制单元改变设定值大小来改变踩踏较猛、太猛的判断标准及平缓输出标准，可适应不同驾驶人群的个性需求。

4、本实用新型可以通过电子控制单元启用或禁用，以适应个别车主的个性化要求，同时在本***工作故障或修理、调试车辆时，不会影响原车正常工作。

5、主要利用汽车原有器件实现新功能，另增元件较少，适用于车辆生产或改装，成本低廉，实现简单，不必修改发动机控制单元ECU程序。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型实施方式中TBQ-9电子油门踏板的角度位置与输出电压关系图。

图2是油门踏板输出的实际位置信号与本实用新型输出的位置信号比较图。

图3是本实用新型线路连接及工作原理图。

图4是实施例1组合连接图。

图5是实施例2组合连接图。

图中：V-电子油门踏板电压轴，D-电子油门踏板踏板角度位置轴，O-坐标原点，Vs1-电子油门踏板输出信号线，Vs2-电子油门踏板输出信号线，a-信号线Vs1怠速电压，b-信号线Vs2怠速电压，c-信号线Vs1最高电压，d-信号线Vs2最高电压，e-踏板最大角度位移，T-信号时间轴，t0-信号时刻点，t1-信号时刻点，t2-信号时刻点，t3-信号时刻点，t4-信号时刻点，t5-信号时刻点，t6-信号时刻点，t7-信号时刻点，t8-信号时刻点，t9-信号时刻点，1-电子控制单元，2-电子油门踏板TBQ-9，3-发动机控制单元ECU电信号输入电缆，4-壳体，11-开关组件，11-S1-开关单元电源开关，12-信号处理组件，13-告警组件，13-SP1-告警喇叭，13-D2-告警指示灯，14-设置组件，14-S2-设置组件按钮1，14-S3-设置组件按钮2，14-D3-设置组件指示灯，21-电子油门踏板TBQ-9踏板位置电信号输出端口，J1-踏板位置电信号输入电缆，J2-踏板位置电信号输出端口，J3-制动电信号输出电缆，J4-告警电信号输出电缆。

图2中：上半部分输出信号曲线为本实用新型输出的位置信号，下半部分输出信号曲线为油门踏板输出的实际位置信号。

具体实施方式

本具体实施方式以图3-5中“南京奥联汽车电子电器有限公司”生产的TBQ-9电子油门踏板2为例，具体描述如何将踩踏该电子油门踏板的操作，经过本实用新型处理后，达到安全、节油的目的。该电子油门踏板踩踏时产生的电信号是电压信号。图1是TBQ-9电子油门踏板2的角度位置与输出电压关系图，其中电子油门踏板信号线Vs1输出电压值是电子油门踏板信号Vs2输出电压值的两倍，踏板未踩时，信号线Vs1怠速电压a为0.75伏特，信号线Vs2怠速电压b为0.375伏特，踏板踩到底时，信号线Vs1最高电压c为4.1伏特，信号线Vs2最高电压c为2.05伏特，踏板最大角度位移e为17度。如图3所示，电子油门踏板TBQ-9踏板位置电信号输出端口21及发动机控制单元ECU电信号输入电缆3与踏板位置电信号输入电缆J1相同有6根引线，Vcc1、GND1、Vs1为一组信号输出，Vcc1、GND1、Vs1为另一组信号输出，Vcc1与GND1，Vcc2与GND2之间工作电压都为5V。本实用新型工作电源来自于发动机控制单元ECU电信号输入电缆3的Vcc2与GND2。电子油门踏板TBQ-9的工作电源来自于发动机控制单元ECU电信号输入电缆3的Vcc1与GND1，Vcc2与GND2。

图3是本实用新型线路连接及工作原理图，本实用新型由一电子控制单元1组成，电子控制单元1包含：开关组件11，信号处理组件12，告警组件13，设置组件14，踏板位置电信号输入电缆J1，踏板位置电信号输出端口J2，制动电信号输出电缆J3。

如图3所示，发动机控制单元ECU电信号输入电缆3与踏板位置电信号输出端口J2电连接，电子油门踏板TBQ-9踏板位置电信号输出端口21与踏板位置电信号输入电缆J1电连接，踏板位置电信号输入电缆J1与踏板位置电信号输出端口J2除Vs1、Vs2外，其它四根引线顺序电连接，踏板位置电信号输入电缆J1的Vs1、Vs2与开关组件11的继电器K2公共电极电连接，开关组件11的继电器K2常闭电极与踏板位置电信号输出端口J2的Vs1、Vs2及信号处理组件12的DAC芯片U2信号输出口电连接，开关组件11的继电器K2常开电极与信号处理组件12的单片机U1的信号采集口电连接，信号处理组件12与告警组件13电连接，信号处理组件12与设置组件14电连接，信号处理组件12与制动电信号输出电缆J3电连接。

将开关组件11中的电源开关S1闭合，信号处理组件12的单片机U1型号：C8051F530-IT，该单片机具有ADC功能及DAC芯片U2型号：AD5302上电工作，本实用新型启用且正常工作时，单片机U1使开关组件11中的继电器K2吸合，电子油门踏板TBQ-9踏板位置电信号输出端口21的两路信号线Vs1、Vs2与单片机U1的信号采集口电连接，使踩踏汽车电子油门踏板产生的踏板位置电信号，不直接接入发动机控制单元ECU操作油门，而是让电信号先接入电子控制单元，信号采集口以T1本具体实施方式取值1.5ms为周期，连续采集两路踏板位置电信号线Vs1、Vs2输出的信号值，单片机U1对采集到的信号增量当前电压值减上一周期电压值进行判断下面以采集信号线Vs2输出的信号为例：

1、如图2中t4-t5输出电压，信号增量大于或等于预先设定的增量极限值A1本具体实施方式取值10mV/ms，则认为油门踩踏太猛，单片机U1立即使与之电连接的DAC芯片U2输出发动机怠速时所对应的踏板位置电信号0.375V，通过踏板位置电信号输出端口J2输出至发动机控制单元ECU电信号输入电缆3，同时单片机U1输出紧急制动电信号至制动电信号输出电缆J3，告警信号1提示驾驶员刚才油门踩踏太猛，已造成误踩，应采取制动至告警组件13，之后，如图2中t7-t8输出电压，只有当单片机U1采集到踏板位置电信号为发动机怠速时所对应的踏板位置电信号0.375V时，则认为油门完全松开，才解除紧急制动电信号和告警信号1；

2、如图2中O-t0输出电压，信号增量大于或等于预先设定的增量极限值A2本具体实施方式取值5mV/ms，小于A1，则认为油门踩踏较猛，单片机U1立即使与之电连接的DAC芯片U2按照预设的增量速率V1本具体实施方式取值3mV/ms通过踏板位置电信号输出端口J2平缓的输出电信号至发动机控制单元ECU电信号输入电缆3，同时单片机U1输出告警信号2提示驾驶员油门踩踏较猛，应适当松油门至告警组件13，之后，如图2中t2时刻点，采集到的踏板位置电信号值与平缓输出的位置电信号相等时，以V1平缓输出的规则和告警信号2解除，如果信号增量大于A1，则同第1条，同时以V1平缓输出的规则和告警信号2解除；

3、如图2中t3-t4及t8-t9输出电压，信号增量小于A2，且无告警信号1、告警信号2输出，则认为油门踩踏正常，单片机U1立即使与之电连接的DAC芯片U2按采集到的踏板位置电信号值，通过踏板位置电信号输出端口J2输出电信号至发动机控制单元ECU电信号输入电缆3；

4、如图2中t4-t7输出电压，无论信号增量如何，只要单片机U1有告警信号1输出，则同第1条，如图2中t0-t1输出电压，单片机U1有告警信号2输出，则同第2条。

由电子控制单元1对信号进行上述判断，在油门踩踏较猛时，由电子控制单元1平缓输出电信号给发动机控制单元ECU，并告警，在油门踩踏太猛时，输出发动机怠速电信号、制动电信号并告警，在正常平缓踩踏油门时，还原输出电信号，提高汽车电子油门的安全、节油性能。

踩踏较猛、太猛的判断标准也即增量极限值A2、A1及平缓输出标准也即增量速率V1，可通过电子控制单元1的设置组件14由驾驶员自行设定，设定值由单片机U1存储于设置组件14中的EEPROM非易失性存储芯片U3型号：24C02内。设置方法如下：

驾驶员按压3次设置组件14中的按钮114-S2，设置组件14中的指示灯14-D3闪烁，告警组件13通过语音提示单片机程序进入设置增量极限值A1状态，驾驶员以自己的需要猛踩油门到底，设置组件14中的指示灯14-D3熄灭，单片机程序已将刚才采集到的两路信号增量最大值作为A1分别存于EEPROM非易失性存储芯片U3中，告警组件13通过语音提示设置A1完毕；驾驶员按压3次设置组件14中的按钮214-S3，设置组件14中的指示灯14-D3闪烁，告警组件13通过语音提示单片机程序进入设置增量极限值A2状态，驾驶员以自己的需要相对较猛踩踏油门到底，设置组件1中的指示灯14-D3熄灭，单片机程序已将刚才采集到的两路信号增量最大值作为A2分别存于EEPROM非易失性存储芯片U3中，告警组件13通过语音提示设置A2完毕，同时令两路信号各自的V1等于n本具体实施方式取值0.6倍的各自的A2分别存于EEPROM非易失性存储芯片U3中。在设置状态，本实用新型向发动机控制单元ECU电信号输入电缆3输出的电压信号为0V。其中A2小于A1，当A2大于等于A1时，则取消了平缓加油门降低耗油的功能。

将开关组件11中的电源开关11-S1断开，信号处理组件12不工作，本实用新型被禁用，以及本实用新型出现故障时，单片机U1使开关组件11中的继电器K2断开，电子油门踏板TBQ-9踏板位置电信号输出端口21直接与发动机控制单元ECU电信号输入电缆3电连接，能够使踩踏汽车电子油门踏板产生的踏板位置电信号，直接接入发动机控制单元ECU操作油门，以适应个别车主的个性化要求，同时在本实用新型工作故障或修理、调试车辆时，不会影响原车正常工作。

本实用新型的制动电信号输出电缆J3是预留的辅助电信号输出电缆，如果将该输出电缆与本实用新型之外的应急制动装置电连接，可在误操作油门时自动启动应急制动装置，在自动制动后，只要驾驶员踩着油门踏板不放松，就可以一直保持制动力。只要油门踏板完全松开，制动电信号输出电缆J3输出解除就能立即解除制动。

本实用新型的告警组件13可以实现声、光告警，以告知驾驶员是否误操作油门或加油门较猛。告警信号输出装置喇叭13-SP1、指示灯13-D2可以单独置于本实用新型内部，也可以将告警信号输出电缆J4电连接于汽车原有声或光的元器件中。

本具体实施方式的电子控制单元1以高速运行的汽车级单片机为核心，图3中所列所有具体器件型号只是作为一种选择。并不仅限于该具体型号，其他型号芯片实现相同功能，应在本实用新型权力要求范围内。

本实用新型所涉及的装置可以单独成一个产品，通过电缆接插件串联于电子油门踏板外部与发动机控制单元ECU电信号传输线路之间，如图4所示。本实用新型所涉及的装置也可以直接串联于电子油门踏板内部与发动机控制单元ECU电信号传输线路之间，与电子油门踏板合为一体成为一个产品，如图5所示。本实用新型未利用发动机控制单元ECU进行控制，所以不需要修改ECU程序。

实施例1：本实施例便于现有汽车不更换电子油门踏板方案

本实施例将本实用新型所涉及的装置单独制成一个产品，通过电缆接插件串联于电子油

门踏板外部与发动机控制单元ECU电信号传输线路之间，如图4所示。具体如下：

图4中，将图3中的电子控制单元1做成电路板置于一壳体4内部。将开关组件11电源开关11-S1、设置组件(14)按钮114-S2、设置组件14按钮214-S3、设置组件14指示灯14-D3至于面板上，告警组件13告警喇叭13-SP1，告警组件13告警指示灯13-D2在面板上留有放音孔及指示灯孔。安装时将TBQ-9电子油门踏板2位置电信号输出端口21与踏板位置电信号输入电缆J1电连接，将发动机控制单元ECU电信号输入电缆3与壳体4侧方留的踏板位置电信号输出端口J2电连接。壳体4侧方引出的制动电信号输出电缆J3可以与本实用新型之外的应急制动装置电连接，壳体4侧方引出的告警信号输出电缆J4可与混合于汽车原有声或光的元器件电连接。

实施例2：本实施例便于节约成本

本实施例将本实用新型所涉及的装置直接串联于电子油门踏板内部与发动机控制单元ECU电信号传输线路之间，与电子油门踏板合为一体成为一个产品，如图5所示。具体如下：

图5中，将图3中的电子控制单元1做成电路板置于TBQ-9电子油门踏板2内部。将开关组件11电源开关11-S1、设置组件14按钮114-S2、设置组件14按钮2 14-S3、设置组件14指示灯14-D3至于面板上，告警组件13告警喇叭13-SP1，告警组件13告警指示灯13-D2在面板上留有放音孔及指示灯孔。在TBQ-9电子油门踏板2上方接口有制动电信号输出电缆J3、踏板位置电信号输出端口J2、告警信号输出电缆J4。安装时将发动机控制单元ECU电信号输入电缆3与TBQ-9电子油门踏板2上方接口的踏板位置电信号输出端口J2电连接。制动电信号输出电缆J3可以与本实用新型之外的应急制动装置电连接，告警信号输出电缆J4可与混合于汽车原有声或光的元器件电连接。

上述两个实施例的电路连接及信号判断及输出方式同具体实施方式描述。

Claims (6)

1.一种串联式汽车电子油门安全节油控制装置，由一电子控制单元组成，其特征是：所述电子控制单元串联于电子油门踏板与发动机控制单元ECU信号传输线路之间。

2.根据权利要求1所述的串联式汽车电子油门安全节油控制装置，其特征是：所述电子控制单元设有开关组件，信号处理组件，告警组件，设置组件，踏板位置电信号输入电缆，踏板位置电信号输出端口，制动电信号输出电缆。

3.根据权利要求1或2所述的串联式汽车电子油门安全节油控制装置，其特征是：所述开关组件设有电源开关和继电器，所述继电器公共电极与踏板位置电信号输入电缆信号线电连接，所述继电器常闭电极与踏板位置电信号输出端口信号线及信号处理组件设有的DAC芯片信号输出口电连接，所述继电器常开电极与信号处理组件设有的单片机信号采集口电连接。

4.根据权利要求1或2所述的串联式汽车电子油门安全节油控制装置，其特征是：所述告警组件设有告警信号输出装置和告警信号输出电缆，所述告警信号输出装置和告警信号输出电缆与信号处理组件电连接。

5.根据权利要求1或2所述的串联式汽车电子油门安全节油控制装置，其特征是：所述设置组件设有按钮1、按钮2、指示灯和非易失性存储芯片，所述按钮1、按钮2、指示灯和非易失性存储芯片与信号处理组件电连接。

6.根据权利要求1或5所述的串联式汽车电子油门安全节油控制装置，其特征是：所述非易失性存储芯片，存有驾驶员设置的油门踩踏较猛、太猛的判断标准也即增量极限值A2、A1及平缓输出标准也即增量速率V1。

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