一种集成式踏板及手动挡汽车的制作方法

1.本发明用于手动挡汽车领域，更具体涉及到手动挡汽车上午离合器踏板与油门踏板控制技术。

背景技术：

2.手动挡汽车相较于自动挡汽车具有驾驶体验感强、油耗低、价格低等特点。但由于有油门踏板、离合器踏板和制动踏板三个踏板需要控制，相应的在操作难度上比自动挡汽车更复杂，驾驶负荷更大。
3.针对此问题，现有技术有提出用于驾驶的组合踏板装置，左脚控制油门踏板，右脚控制三合一踏板，可控制发动机至怠速和起步转速、离合器分合、刹车制动和脱开。车起步行走时，启动发动机至怠速，右脚踩三合一踏板块从o位至i位，楔块向上，离合器摇臂打开，怠速控制线回位，使油门踏板块空置，油门拉线回位，离合器分开，发动机保持怠速。手动进挡，右脚松回三合一踏板块，使油门至起步转速，离合器合闭，此时刹车未制动，车缓慢起步，左脚踩油门踏板块，按需行驶。如要停车，右脚踩三合一踏板至ii位，发动机即回怠速，离合器分开，刹车制动车停下。

技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明提出一种集成式踏板及手动挡汽车，在保留手动挡汽车原有特点及优点前提下，通过减少踏板数量，优化其操作难度，降低驾驶员操作负荷，为手动挡汽车提供更轻松的驾乘体验和更高的性价比。
5.本发明的技术方案如下本发明第一方面提供一种集成式踏板，应用于手动挡汽车，所述集成式踏板集成原离合器踏板和原油门踏板功能，所述集成式踏板的总行程为a点到d点，总行程分为ab、bc和cd三段。a点为踏板上止点，对应于离合器完全分离状态，离合器半结合点位于bc之间，c点对应于离合器完全压紧状态， d点为踏板下止点。
6.所述集成式踏板从a点
→
c点对应离合器从完全分离到压紧即原离合器踏板开度100%
→
0%，从b点
→
d点对应油门从关闭到全开即原油门踏板开度0%
→
100%。
7.所述集成式踏板连接有踏板位置传感器， 踏板位置传感器将位置信号传递给ecu，ecu经过分析、判断所述集成式踏板的行程位置，发出指令给驱动电机和离合器控制机构，控制油门和离合器至对应的开度，实现对发动机节气门和离合器的控制。
8.采用以上技术方案，本发明核心内容是对集成式踏板行程进行分段定义，选择合适的行程位置匹配离合器半结合点。将踏板总行程分为三段：ab为离合器单独作用段；bc为离合器踏板与油门踏板共同作用段，定义为起步辅助段；cd为油门踏板单独作用段。将a点定义为踏板上止点，d点定义为踏板下止点。a点相对于离合器定义为，离合器完全分离状态，可参考对应于传统离合器踏板下止点。c点相对于离合器定义为离合器完全压紧状态，可参考对应于传统离合器踏板上止点。离合器半结合点位于bc之间。
9.因此，本发明相较于传统手动挡汽车，特点在于离合器踏板与油门踏板的集成，踏板上下分布对于离合器状态与传统车相反。通过发动机及时响应集成式踏板信号，在不同的踩踏速率下，到达离合器半结合点时，发动机转速都能提升拉升到一个理想的区间值。
10.本发明在第二方面，还提供一种手动挡汽车，所述汽车配置有以上所述的集成式踏板。
11.本发明的优点如下：通过发明的技术方案可以取消手动挡汽车离合器踏板，仅通过踩踏该集成式踏板,即实现对离合器结合状态及发动机扭矩输出控制。本发明可以实现离合器到达半结合点之前拉高发动机转速，预防发动机熄火。通过本发明，减低了手动挡驾驶员起步负荷，并且可以实现松油时空挡滑行，油耗进一步降低。
12.本发明在成本上，需要增加控制离合器的电机，但取消离合器踏板总成，成本变动不大。
附图说明
13.图1为集成式踏板行程分段示意图。
14.图2为集成式踏板连接图。
具体实施方式
15.下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的描述：本发明主要涉及到离合器踏板和油门踏板的集成，目的是在不改变手动汽车原有特征基础上改善其驾驶操作模式，降低驾驶员操作负荷。
16.实施例1：参见图1，集成式踏板的总行程为a点到d点，总行程分为ab、bc和cd三段，对踏板进行分段标定。
17.a点为踏板上止点，对应于离合器完全分离状态，d点为踏板下止点，对应于原油门踏板开度为完全打开。
18.离合器半结合点位于bc之间，c点对应于离合器完全压紧状态。
19.即，集成式踏板行程ac段替代原离合器踏板，a
→
c对应原离合器踏板开度100%
→
0%。集成式踏板行程bd段替代原油门踏板，b
→
d对应原油门踏板开度0%
→
100%。
20.bc段为原离合器和油门踏板共同作用区间，区间内设置有离合器半结合点，离合器半结合点位置靠近b点，离合器半结合点位置的选择可根据实际情况向c点偏移。
21.踏板自由状态：如图1所示集成式踏板完全释放，处于自由状态，踏板顶点位于上止点a。当前对应的离合器状态为完全分离状态，对应于原有离合器踏板为踩踏离合器踏板至底部，原离合器踏板开度100%；对应于原有油门踏板为完全自由状态，踏板开度为0%。
22.具体地，以上a、b、c、d位置的选择，是通过对油门特性和离合器特性标定获得。其中ab为离合器单独作用段，该段离合器状态的标定与车速、制动踏板状态有关，并根据车辆当前状态与准备进入的状态分别进行标定匹配；bc为离合器踏板与油门踏板共同作用段，定义为起步辅助段，该阶段的作用是实现车辆的平稳起步；cd为油门踏板单独作用段，该阶
段作用为实现车辆的加速。最后根据车辆的行驶状态选择合适的行程位置与离合器的工作状态进行匹配，通过踩踏集成式踏板,实现对离合器结合状态及发动机扭矩输出控制。需要说明的是，油门特性的标定也是其核心特征点。油门特性标定时，注意控制ab段驾驶员期望扭矩值，一般将其赋值为零。
23.实施例2:本实施例是结合图2对集成式踏板连接图对集成式踏板工作原理进行进一步描述说明：集成式踏板1连接有踏板位置传感器2， 踏板位置传感器2将感知的信号通过线束传递给ecu 3，ecu经过分析、判断，并发出指令给驱动电机6和离合器控制机构4。驱动电机6控制发动机节气门7的开度，以调整可燃气的流量。离合器控制机构4接收ecu指令，并通过调整离合器5间隙，实现离合器的结合和分离。
24.以下，针对起步工况和换挡工况对集成式踏板工作原理进行更具体说明：车辆起步时，集成式踏板处于完全释放的自由状态，将换挡杆直接推入1挡，a
→
b为离合器空行程，踏板位置传感器将位置信号传递给ecu，ecu发出指令给离合器控制机构，使离合器间隙逐渐减小。到达b点，踏板位置传感器将位置信号传递给ecu，电机接收到ecu指令驱动节气门执行机构，增加节气门开度，此时发动机开始飞转速。离合器半结合点在bc点之间（靠近b点）。b
→
c到达半结合点之前，离合器控制机构进一步使离合器间隙收缩，发动机转速持续升高 ，注意半结合点的选择，发动机转速飞升不能过高，不能引起明显空吹。到达半结合点之后，离合器控制机构进一步使离合器压紧。发动机转速先降后升，起步完成。
25.车辆行驶过程中，换挡时，需松开集成式踏板，踏板位置传感器将位置信号传递给ecu，离合器控制器接收ecu指令使离合器完全分离，拨动换挡杆到达目标挡位，完成换挡。
26.实施例3：在进一步的实施例中，说明以上集成式踏板在手动挡汽车上的具体应用，控制过程包括：s1、获取整车控制器相关信号，相关信号包括：车速信号、手刹信号、制动信号、巡航信号等。
27.s2、将收集到的信号通过控制器中预设逻辑进行条件判断，识别到驾驶员意图。
28.s3、由识别到的驾驶员意图，进行条件计算，输出集成式踏板位置信号对应的工作状态。
29.将相关信号识别为驾驶员意图，具体包括：1、若车速信号为0 km/h，且制动信号和手刹信号任一或者两个表征正在工作，识别为驾驶员意图为静态用车。所述集成式踏板上止点对应离合器完全分离，下止点对应油门开度100%。
30.2、若车速信号为0 km/h，且制动信号和手刹信号都表征未工作，识别到驾驶员意图为准备起步。所述集成式踏板上止点对应离合器完全分离，下止点对应油门开度100%；3、若车速信号不为0 km/h，且制动信号表征未工作，集成式踏板信号表征工作，识别到驾驶员意图为加速。所述集成式踏板上止点对应离合器完全分离，下止点对应油门开度100%。
31.4、若车速信号不为0 km/h，且制动信号表征工作，集成式踏板信号表征未工作，识别到驾驶员意图为减速。此时，输出集成式踏板位置信号对应的工作状态为：所述集成式踏板上止点对应离合器完全分离，下止点对应油门开度100%。
32.5、若车速信号从高车速降低至预设固定车速值，且制动信号表征未工作，集成式踏板信号表征未工作，识别到驾驶员意图为蠕行用车。所述集成式踏板上止点对应离合器完全结合，下止点对应油门开度100%。
33.6、若车速信号大于预设固定车速值，且制动信号、集成式踏板信号都表征未工作，巡航信号表征不在巡航状态，识别到驾驶员意图为准备换挡或者减速。所述集成式踏板上止点对应离合器完全分离，下止点对应油门开度100%。
34.7、若车速信号大于预设固定车速值，且制动信号、集成式踏板信号都表征未工作，巡航信号表征在巡航状态，识别到驾驶员意图为匀速行驶。所述集成式踏板上止点对应离合器完全结合，下止点对应油门开度100%。
35.实施例4：在另一个实例中，通过判断上述步骤识别用户有加速需求，当前状态集成式踏板行程ac段替代原有离合器踏板，a
→
c对应原离合器踏板开度100%
→
0%。ca踏板行程bd段替代原有油门踏板，b
→
d对应原油门踏板开度0%
→
100%，直至触发离合器与油门踏板共同作用区间位置信号。bc段为离合器和油门踏板共同作用区间，同时还在该区间内设置有离合器半结合点，离合器半结合点位置靠近b点，离合器半结合点位置的选择可根据实际情况向c点偏移。
36.同样通过判断上述步骤识别用户有加速需求，当前状态ca踏板行程ac段替代原有离合器踏板，a
→
c对应原离合器踏板开度100%
→
0%。ca踏板行程bd段替代原有油门踏板，b
→
d对应原油门踏板开度0%
→
100%，直至触发离合器与油门踏板共同作用区间位置信号。bc段为离合器和油门踏板共同作用区间，同时还在该区间内设置有离合器半结合点，离合器半结合点位置靠近b点，离合器半结合点位置的选择可根据实际情况向c点偏移。
37.同样通过判断上述步骤识别用户有减速或者换挡需求，当前状态ca踏板行程ac段替代原有离合器踏板，a
→
c对应原离合器踏板开度100%
→
0%。ca踏板行程bd段替代原有油门踏板，b
→
d对应原油门踏板开度0%
→
100%，直至触发离合器与油门踏板共同作用区间位置信号。bc段为离合器和油门踏板共同作用区间，同时还在该区间内设置有离合器半结合点，离合器半结合点位置靠近b点，离合器半结合点位置的选择可根据实际情况向c点偏移。
38.同样通过判断上述步骤识别用户有蠕行或者巡航需求，通过控制集成式踏板上的离合器部分，以使集成式踏板离合器部分始终让离合器保持结合状态，油门踏板的信号传输方式与传统油门踏板相同。
39.以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
40.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

技术特征：

1.一种集成式踏板，应用于手动挡汽车，其特征在于，所述集成式踏板集成原离合器踏板和原油门踏板功能，所述集成式踏板的总行程为a点到d点，总行程分为ab、bc和cd三段：a点为踏板上止点，对应于离合器完全分离状态，离合器半结合点位于bc之间，c点对应于离合器完全压紧状态， d点为踏板下止点；所述集成式踏板从a点
→
c点对应离合器从完全分离到压紧即原离合器踏板开度100%
→
0%， 从b点
→
d点对应油门从关闭到全开即原油门踏板开度0%
→
100%；所述集成式踏板连接有踏板位置传感器，踏板位置传感器将集成式踏板的位置信号传递给ecu，ecu经过分析、判断所述集成式踏板的行程位置，发出指令给驱动电机和离合器控制机构，控制油门和离合器至对应的开度位置，实现对发动机节气门和离合器的控制。2.根据权利要求1所述的集成式踏板，其特征在于，所述bc段为原离合器和原油门踏板共同作用区间，区间内设置有离合器半结合点，离合器半结合点位置靠近b点。3.根据权利要求1所述的集成式踏板，其特征在于，所述集成式踏板完全释放，处于自由状态时，踏板顶点位于上止点a，对应的离合器状态为完全分离状态，相当于原离合器踏板开度100%，对应于原油门踏板为完全自由状态，原油门踏板开度为0%。4.一种手动挡汽车，其特征在于，所述汽车配置有权利要求1所述的集成式踏板。

技术总结

本发明提供一种集成式踏板，应用于手动挡汽车，集成离合器踏板和油门踏板为一体，踏板总行程为分为AB、BC和CD三段。A点为踏板上止点，对应于离合器完全分离状态，离合器半结合点位于BC之间，C点对应于离合器完全压紧状态，D点为踏板下止点。从A点

技术研发人员：

韩欣成 姜震 田云

受保护的技术使用者：

重庆长安汽车股份有限公司

技术研发日：

2022.09.28

技术公布日：

2022/12/16