一种个性化智能加速踏板装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种个性化智能加速踏板系统及控制方法，其特征在于，包括：踏板力传感器；踏板；踏板齿条；传感器模块；转轴；转轴齿轮；阻力电机；基座；踏板转轴；踏板转轴螺栓；扭转弹簧；以及安装驾驶员前部的摄像头；电子控制单元(ECU)。本发明专利技术的个性化智能踏板系统能智能识别驾驶员加速踏板操纵特性，控制阻力电机产生最适应的踏板力反馈，增强驾驶体验，提高驾驶舒适性，同时能智能识别驾驶员加速踏板误操作，防止驾驶员紧急时将加速踏板误操作为制动踏板，提高了驾驶安全性。

A personalized intelligent accelerator pedal device and its control method

The invention discloses a personalized intelligent accelerator pedal system and a control method, which includes: pedal force sensor; pedal; pedal rack; sensor module; rotating shaft; shaft gear; resistance motor; base; pedal rotating shaft; pedal shaft bolt; torsion spring; and installation of driver front part. Like head; electronic control unit (ECU). The individualized intelligent pedal system of the invention can intelligently identify the driver's acceleration pedal control characteristic, control the resistance motor to produce the most adaptable pedal force feedback, enhance the driving experience, improve the driving comfort, and can identify the driver's accelerator pedal misoperation, and prevent the driver from taking the accelerator pedal misoperation as a system in emergency. Move the pedal, improve driving safety.

【技术实现步骤摘要】
一种个性化智能加速踏板装置及其控制方法
本专利技术涉及汽车
，具体涉及一种个性化智能加速踏板装置及其控制方法。
技术介绍
随着新能源汽车及发动机技术发展，电子油门踏板已逐渐取代了传统的机械拉索式油门踏板。电子油门踏板使用踏板位置或角度传感器来反映加速踏板开度，并将信号传给控制器，实现对动力的精确控制。现有的电子油门踏板都是通过机械结构去模拟传统机械拉索式油门的踏板力，踏板力特性固定，虽然已有技术能调节踏板力，但也仅是通过机械结构简单调节，无法做到针对驾驶员的不同做到智能精确调节控制。事实上，不同性别以及不同年龄的驾驶员偏好踏板力反馈不同，例如对于壮年男性可能需要较大的踏板力，而女性可能期望较小的踏板力。驾驶员在车辆行驶过程中，需长时间操纵加速踏板，踏板力过大或过小都会增加驾驶员的疲劳程度，影响驾驶体验。
技术实现思路
本专利技术设计开发了一种个性化智能加速踏板装置，本专利技术的专利技术目的是根据驾驶员的不同调节踏板力特性，产生更好的踏板力反馈。本专利技术设计开发了一种个性化智能加速踏板装置的控制方法，本专利技术的专利技术目的之一是根据驾驶员的不同对踏板进行更合理的反馈力调节，提高驾驶体验，减轻驾驶员的疲劳。本专利技术的专利技术目的之二是识别驾驶员加速踏板误操作，提高驾驶安全性。本专利技术提供的技术方案为：一种个性化智能加速踏板装置，包括：踏板主体，其底部设置第一通孔；踏板齿条，其一端与所述踏板主体固定安装；踏板力传感器，其安装在所述踏板主体上；基座，其一端设置第二通孔，另一端设置平行的第一平板和第二平板，所述第一平板和第二平板之间具有一定的容置空间，并且在所述第一平板和第二平板上加工有对称的通孔；第一转轴，其同时穿过所述第一通孔和第二通孔，使所述踏板主体和所述基座通过所述第一转轴转动连接；第二转轴，其同时穿过所述第一平板和第二平板上的通孔，所述第二转轴上加工有贯穿的键槽；转轴齿轮，其能够同时与所述键槽和所述踏板齿条相匹配；转角传感器，其固定在所述第一平板和第二平板的容置空间中，所述转角传感器的电刷臂与所述第二转轴同步旋转；阻力电机，其固定在所述第二平板的外侧，其输出轴与所述第二转轴固定连接并且能够共同转动；扭转弹簧，其套设在所述第一转轴上，所述扭转弹簧的伸长端分别固定在所述踏板主体和所述基座上。优选的是，所述踏板主体包括：圆槽，其设置在所述踏板主体正面，用于固定所述踏板力传感器；以及矩形槽，其设置在所述踏板主体反面，用于固定所述踏板齿条。优选的是，所述踏板主体反面的底部设置梯形槽，其用于容置所述扭转弹簧；以及所述梯形槽的坡面上设置矩形槽，用于固定所述扭转弹簧的伸长端。优选的是，所述基座的一端两侧加工凸台，其上对应设置所述第二通孔；以及所述凸台之间的部分加工圆底矩形槽，用于容置所述扭转弹簧，所述矩形槽底部加工有矩形深槽，用于固定所述扭转弹簧的伸长端。优选的是，所述第二转轴一端的端面具有向外延伸的圆台，其两侧对称向外延伸设置耳部；所述转角传感器的电刷臂卡合槽，其能够与耳部匹配卡合。一种个性化智能加速踏板装置的控制方法，包括如下步骤：步骤一、电子控制单元监测驾驶员面部，识别驾驶员性别，根据驾驶员性别初选阻力特性曲线库；步骤二、驾驶员操纵加速踏板，电子控制单元监测驾驶员的踏板力和踏板开度，采用BP神经网络模型或者模糊逻辑实现驾驶员踏板操纵特性的辨识，辨识结果在初选的阻力特性曲线库中确定对应的阻力特性曲线；步骤三、电子控制单元将确定的阻力特性曲线输出至阻力电机的控制模块，根据踏板开度，阻力电机的控制模块基于确定的阻力特性曲线实时输出输出相应的阻力矩，形成合适踏板力反馈到踏板。优选的是，在所述步骤三中，当踏板力变化率大于as，踏板开度变化率大于ts，并且识别驾驶员表情为惊恐或者惊慌，电子控制单元判断此时为误操作，不输出控制指令至动力单元，且通过CAN总线与制动系统通信，产生制动，同时控制阻力电机输出最大阻力。优选的是，在所述步骤三中，当踏板开度保持不变时，所述阻力电机不工作。优选的是，在所述步骤一中，所述阻力特性曲线库包括男性库和女性库。优选的是，在所述步骤二中，所述阻力特性曲线包括强阻力特性曲线、中阻力特性曲线和弱阻力特性曲线。本专利技术与现有技术相比较所具有的有益效果：1、本专利技术可通过控制阻力电机产生良好的踏板力反馈，可完全模拟传统机械拉线式加速踏板操纵感觉，增强驾驶体验；2、本专利技术可智能识别不同驾驶员及操纵特性，从而智能调节加速踏板的踏板力反馈，针对每个驾驶员提供最适应的踏板力反馈，减少驾驶员的疲劳，提高驾驶舒适性；3、本专利技术能识别驾驶员加速踏板误操作，防止驾驶员紧急时将加速踏板误操作为制动踏板，保障整车及驾驶员安全。附图说明图1为本专利技术所述的一种个性化智能加速踏板装置三维爆炸视图。图2为本专利技术所述的一种个性化智能加速踏板装置的踏板的正面三维视图。图3为本专利技术所述的一种个性化智能加速踏板装置的踏板的反面三维视图。图4为本专利技术所述的一种个性化智能加速踏板装置的基座的三维视图。图5为本专利技术所述的一种个性化智能加速踏板装置的传感器模块的三维视图。图6为本专利技术所述的一种个性化智能加速踏板装置的传感器模块的三维视图。图7为本专利技术所述的一种个性化智能加速踏板装置的转轴的三维视图。图8为本专利技术所述的一种个性化智能加速踏板装置的阻力电机的三维视图。图9为本专利技术所述的一种个性化智能加速踏板装置的电气连接关系简图。图10为本专利技术所述的一种个性化智能加速踏板装置的控制方法的流程图。图11为本专利技术所述的一种个性化智能加速踏板装置的防误操作控制方法的流程图。图12为本专利技术所述的一种个性化智能加速踏板装置的阻力特性曲线确定的流程图。图13为本专利技术所述的一种个性化智能加速踏板装置的曲线型阻力特性曲线图。图14为本专利技术所述的一种个性化智能加速踏板装置的控制方法的BP神经网络结构简图。图15为本专利技术所述的一种个性化智能加速踏板装置的控制方法的直线型阻力特性曲线。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。如图1所示，本专利技术的一种个性化智能加速踏板系统的一种实现形式，包括踏板力传感器100，踏板200，踏板齿条250，传感器模块300，转轴400，转轴齿轮500，阻力电机600,基座700，踏板转轴800，踏板转轴螺栓810，扭转弹簧850安装驾驶员前部的摄像头950，电子控制单元(ECU)900。如图1、图2和图3所示，踏板200正面加工有圆槽220，圆槽220用于安装踏板力传感器100，同时圆槽220底部加工有小尺寸通孔，该通孔用于引出踏板力传感器100的线束；同时，踏板200正面加工有防滑槽，用于防止驾驶员脚底打滑，踏板反面加工有深度一定的矩形槽230，该矩形槽230底面加工有四个螺纹孔，该四个螺纹孔用以安装固定踏板齿条250；踏板200反面底部同时加工有梯形槽，用以容置扭转弹簧850，梯形槽的斜坡面部分沿踏板长度方向加工有矩形槽210，用以安装扭转弹簧850的一端伸长端以实现对扭转弹簧850的限位；除此之外，踏板200底部加工有圆形通孔240，该通孔240用以容置踏板转轴800，则踏板200可绕踏板转轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种个性化智能加速踏板装置，其特征在于，包括：踏板主体，其底部设置第一通孔；踏板齿条，其一端与所述踏板主体固定安装；踏板力传感器，其安装在所述踏板主体上；基座，其一端设置第二通孔，另一端设置平行的第一平板和第二平板，所述第一平板和第二平板之间具有一定的容置空间，并且在所述第一平板和第二平板上加工有对称的通孔；第一转轴，其同时穿过所述第一通孔和第二通孔，使所述踏板主体和所述基座通过所述第一转轴转动连接；第二转轴，其同时穿过所述第一平板和第二平板上的通孔，所述第二转轴上加工有贯穿的键槽；转轴齿轮，其能够同时与所述键槽和所述踏板齿条相匹配；转角传感器，其固定在所述第一平板和第二平板的容置空间中，所述转角传感器的电刷臂与所述第二转轴同步旋转；阻力电机，其固定在所述第二平板的外侧，其输出轴与所述第二转轴固定连接并且能够共同转动；扭转弹簧，其套设在所述第一转轴上，所述扭转弹簧的伸长端分别固定在所述踏板主体和所述基座上。

【技术特征摘要】
1.一种个性化智能加速踏板装置，其特征在于，包括：踏板主体，其底部设置第一通孔；踏板齿条，其一端与所述踏板主体固定安装；踏板力传感器，其安装在所述踏板主体上；基座，其一端设置第二通孔，另一端设置平行的第一平板和第二平板，所述第一平板和第二平板之间具有一定的容置空间，并且在所述第一平板和第二平板上加工有对称的通孔；第一转轴，其同时穿过所述第一通孔和第二通孔，使所述踏板主体和所述基座通过所述第一转轴转动连接；第二转轴，其同时穿过所述第一平板和第二平板上的通孔，所述第二转轴上加工有贯穿的键槽；转轴齿轮，其能够同时与所述键槽和所述踏板齿条相匹配；转角传感器，其固定在所述第一平板和第二平板的容置空间中，所述转角传感器的电刷臂与所述第二转轴同步旋转；阻力电机，其固定在所述第二平板的外侧，其输出轴与所述第二转轴固定连接并且能够共同转动；扭转弹簧，其套设在所述第一转轴上，所述扭转弹簧的伸长端分别固定在所述踏板主体和所述基座上。2.如权利要求1所述的个性化智能加速踏板装置，其特征在于，所述踏板主体包括：圆槽，其设置在所述踏板主体正面，用于固定所述踏板力传感器；以及矩形槽，其设置在所述踏板主体反面，用于固定所述踏板齿条。3.如权利要求1或2所述的个性化智能加速踏板装置，其特征在于，所述踏板主体反面的底部设置梯形槽，其用于容置所述扭转弹簧；以及所述梯形槽的坡面上设置矩形槽，用于固定所述扭转弹簧的伸长端。4.如权利要求3所述的个性化智能加速踏板装置，其特征在于，所述基座的一端两侧加工凸台，其上对应设置所述第二通孔；以及所述凸台之间的部分加工圆底矩形槽，用于容置所述扭转弹簧，所述矩形槽底部加工有矩形深槽，用于固定所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军年，罗正，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22