專利名稱：一種汽車油門踏板誤踩檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種汽車油門踏板誤踩檢測裝置摶術(shù)領(lǐng)域:本實用新型屬于汽車安全駕駛領(lǐng)域以及信號自動檢測領(lǐng)域，具體地說是用于汽車油門踏板誤踩的汽車油門踏板誤踩檢測裝置。技術(shù)背景:針對油門誤踩檢測與處理，目前的方法與裝置可分為兩類。一類采用機械裝置，在踩踏油門踏板的力度過大時觸發(fā)機械機構(gòu)(參見“梅哲文，李曉佳，王明環(huán)，彭偉，汽車油門防誤踩緊急剎車裝置，機械設(shè)計與制造，no. 10，pp. 201-203, 2010”；參見“張樂然，汽車緊急制動誤踩油門智能補救裝置，實用新型專利，專利號200420007200. 1，2005”)。機械裝置雖然能夠有效防止油門踏板誤踩，但對車輛的改動較大。一類采用單片機與傳感器構(gòu)成檢測系統(tǒng)。一種已有的檢測裝置采用兩個光耦導(dǎo)通的時間差計算油門踏板的下踩速度檢測油門踏板誤踩，因?qū)蓚€光耦的依賴性大，其可靠性難以保證(參見“陳松， 張娜，基于AT89S52單片機的誤踩油門控制器的設(shè)計，西昌學(xué)院學(xué)報-自然科學(xué)版，vol.23，no. 3，pp. 73-75，2009”)。另一種已有的檢測裝置采用加速度計采集油門踏板的加速信號檢測油門踏板誤踩。采用微動開關(guān)或加速度計檢測，雖然對車輛的改動較小，但其可靠性較低，特別是在車輛顛簸時易出現(xiàn)誤動作(參見“鄭直，肖和業(yè)，劉彥森，王傳清，張燕妮，基于單片機的智能剎車控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)，計算機測量與控制，vol. 17，no. 5，pp. 878-880, 2009”)。目前的汽車油門踏板誤踩檢測方法與裝置，存在的缺陷之一是需要車輛進行較大改動；存在的缺陷之二是可靠性較差。發(fā)明內(nèi)容:本實用新型的目的在于提供一種能夠克服對車輛改動大可靠性差、提高可用性的汽車油門踏板誤踩檢測裝置。本實用新型的技術(shù)方案是一種汽車油門踏板誤踩檢測檢測裝置，該裝置包括用于檢測油門踏板是否復(fù)原的油門踏板復(fù)原限位開關(guān)，用于檢測油門踏板是否到達下限位置的油門踏板下踏限位開關(guān)，用于采集和處理數(shù)據(jù)的單片機，用于檢測油門踏板位置的旋轉(zhuǎn)編碼器、用于過濾和轉(zhuǎn)換信號的光電隔離器、用于觸發(fā)所述誤踩油門開關(guān)量輸出的繼電器和用于發(fā)出報警信息的誤踩油門指示燈；其中，所述油門踏板復(fù)原限位開關(guān)和油門踏板下踏限位開關(guān)與所述單片機連接，所述旋轉(zhuǎn)編碼器通過光電隔離器與所述單片機連接，所述繼電器以及所述誤踩油門指示燈與所述單片機連接。進一步，汽車油門踏板誤踩檢測裝置，該裝置還包括用于與數(shù)據(jù)輸出的串行口輸出模塊，所述串行口輸出模塊與所述單片機連接。本專利與已有的油門踏板誤踩檢測技術(shù)的不同在于采用油門踏板和車輛加速雙重檢測，有效的降低了漏檢概率。即使利用油門踏板的下踩速度和到達位置未能檢測出結(jié)果，通過測量速度信號檢測車輛的加速度，仍然可以給出檢測結(jié)果信號。此外，該裝置對車輛改動小，成本低。


[0013]圖I為實用新型油門踏板誤踩檢測系統(tǒng)原理框圖。圖2為本實用新型的汽車油門踏板誤踩檢測方法的流程圖。圖3為本實用新型實施例的電路原理圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本實用新型的技術(shù)方案做進一步i兌明。如圖I為發(fā)明油門踏板誤踩檢測裝置原理框圖。本實用新型油門踏板誤踩檢測裝置，該裝置包括用于檢測油門踏板是否復(fù)原的油門踏板復(fù)原限位開關(guān)，用于檢測油門踏板是否到達下限位置的油門踏板下踏限位開關(guān)，用于采集和處理數(shù)據(jù)的單片機，用于檢測油門踏板位置的旋轉(zhuǎn)編碼器、用于過濾和轉(zhuǎn)換信號的光電隔離器、繼電器，用于發(fā)出報警信息的誤踩油門指示燈，用于與數(shù)據(jù)輸出的串行口輸出模塊，；其中，所述油門踏板復(fù)原限位開關(guān)和油門踏板下踏限位開關(guān)與所述單片機連接，所述旋轉(zhuǎn)編碼器通過光電隔離器與所述單 片機連接，所述繼電器以及所述誤踩油門指示燈與所述單片機連接。所述串行口輸出模塊與所述單片機連接。圖2為本實用新型的汽車油門踏板誤踩檢測方法的流程圖。本實用新型汽車油門踏板誤踩檢測的檢測方法，具體包括以下步驟步驟I :單片機上電，主程序初始化；步驟2 :所述主程序根據(jù)設(shè)定的周期，采集車輛的速度、油門踏板復(fù)原限位開關(guān)和油門踏板下踏限位開關(guān)的狀態(tài)，利用旋轉(zhuǎn)編碼器對當(dāng)前油門踏板的下踩速度和油門踏板位置進行采集，將采集結(jié)果經(jīng)光電隔離器送給所述主程序，所述主程序利用油門踏板的當(dāng)前位置和上次位置，計算油門踏板的下踩速度；利用車輛速度的當(dāng)前值和上次采樣值，計算車輛的加速度；步驟3 :所述主程序?qū)⑸鲜霾襟E計算得到油門踏板的下踩速度、車輛加速度與系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)定的閾值進行智能分析，具體條件如下(I)當(dāng)油門踏板速度超過0. I m/s時，視為誤踩；(2)油門踏板到達下踏限位時，視為誤踩；(3)車輛的加速度超過2 m/s2時，視為誤踩。步驟4 :所述主程序根據(jù)步驟3的結(jié)果，置誤踩油門標(biāo)志，通過誤踩油門指示燈顯示預(yù)警信息，同時通過所述旋轉(zhuǎn)編碼器SI對油門踏板所處的位置進行采樣，若油門踏板到達復(fù)原限位所述主程序清除誤踩油門標(biāo)志；重復(fù)步驟2。圖3為本實用新型實施例的電路原理圖。電源模塊U1、二極管D1、電容Cl和C2構(gòu)成直流電源轉(zhuǎn)換電路。直流24V電源I經(jīng)電源模塊Ul轉(zhuǎn)換為直流5V電源3，電源地2為公共地。旋轉(zhuǎn)編碼器SI的電源“ + ”端接至直流24V電源1，旋轉(zhuǎn)編碼器SI的電源端接至電源地2。旋轉(zhuǎn)編碼器SI的信號經(jīng)三極管電平轉(zhuǎn)換后接入光電隔離器，經(jīng)光電隔離后接入單片機U3的輸入P2. 4端和P2. 5端。其中，旋轉(zhuǎn)編碼器SI的信號“A”端與三極管Tl的基極連接，同時在Tl的基極和直流24V電源I之間接入電阻Rl，Tl的集電極和直流5V電源3之間接入電阻R3，Tl的發(fā)射極接至光電隔離器U2的第一路光耦輸入端。第一路光耦的輸出端接入單片機U3的P2. 4端，同時在第一路光耦的輸出端和直流5V電源3之間接入電阻R5。旋轉(zhuǎn)編碼器SI的信號“B”端與三極管T2的基極連接，同時在T2的基極和直流24V電源I之間接入電阻R2，T2的集電極和直流5V電源3之間接入電阻R4，Tl的發(fā)射極接至光電隔離器U2的第二路光耦輸入端。第二路光耦的輸出端接入單片機U3的P2. 5端，同時在第二路光耦的輸出端和直流5V電源3之間接入電阻R6。單片機U3的P2. 2端和P2. 3端用于油門踏板復(fù)原限位開關(guān)S2和油門踏板下踏限位開關(guān)S3信號的輸入。油門踏板復(fù)原限位開關(guān)S2 —端接電源地2，另一端接單片機U3的P2. 3端。在單片機U3的P2. 3端和直流5V電源3之間接入電阻R7。當(dāng)油門踏板復(fù)原限位開關(guān)S2閉合時，單片機U3的P2. 3端輸入為低電平；當(dāng)油門踏板復(fù)原限位開關(guān)S2打開時，單片機U3的P2. 3端輸入為高電平。油門踏板下踏限位開關(guān)S3 —端接電源地2，另一端接單片機U3的P2. 2端。在單片機U3的P2.2端和直流5V電源3之間接入電阻R8。當(dāng)油門踏板下踏限位開關(guān)S3閉合時，單片機U3的P2.2端輸入為低電平；當(dāng)油門踏板 下踏限位開關(guān)S3打開時，單片機U3的P2.2端輸入為高電平。速度信號4經(jīng)過Rll和R12分壓后接入單片機U3的A/D輸入Pl. O端。單片機U3的P3. O端和P3. I端用于串行口輸入和輸出，分別連接到串行口模塊U4的TlI端和RlO端。串行口模塊U4的TlO端、RlI端與電源地2構(gòu)成串行口通訊的發(fā)送、接收和地三個信號端。單片機U3的P2. 0端用于繼電器輸出。單片機U3的P2. 0端連接三極管T3的基極，三極管T3的基極與直流5V電源3之間接入電阻R9，三極管T3的發(fā)射極接電源地2，三極管T3的集電極接繼電器Jl和用于誤踩油門指示燈的發(fā)光二極管D2及電阻R10，繼電器Jl的另一端接至直流24V電源I。繼電器Jl的觸點的兩端7、8作為檢測結(jié)果的繼電器開關(guān)輸出。此外，晶振Yl與電容C3和C4構(gòu)成單片機U3的振蕩電路。電容C5和C6用于對直流5V電源3濾波。單片機U3的程序由主程序和中斷服務(wù)子程序構(gòu)成。在中斷服務(wù)子程序中，利用單片機U3的P2. 4端(即旋轉(zhuǎn)編碼器的A相脈沖)上升沿觸發(fā)中斷，檢查單片機U3的P2. 5端(即旋轉(zhuǎn)編碼器的B相脈沖)是否為I。若此時單片機U3的P2. 5端為I，則作為正轉(zhuǎn)計數(shù)。若此時單片機U3的P2. 5端為0，則作為反轉(zhuǎn)計數(shù)在旋轉(zhuǎn)編碼器軸SI上安裝了一塊鋁條，用于模擬汽車油門踏板。鋁條的下方裝有彈簧，在不按壓鋁條時，鋁條依靠彈簧保持在固定位置，模擬油門踏板松開。采用電阻RU和電位器R12分壓,用電位器R12的輸出電壓模擬車輛的速度信號，在單片機上設(shè)定油門踏板速度的閾值為0. I m/s,車輛速度的閾值為14 m/s(即50.4 km/h),車輛加速度的閾值為2 m/s2。模擬實驗中，下壓鋁條模擬油門動作，按動限位開關(guān)模擬油門踏板到達油門踏板下踏限位開關(guān)和油門踏板復(fù)原限位開關(guān)，轉(zhuǎn)動電位器R12模擬車輛速度信號的變化。模擬實驗中，一旦快速按壓鋁條，或者按下油門踏板下踏限位開關(guān)時，誤踩油門指示燈都會立即變亮。調(diào)整電位器R12旋鈕位置，在液晶屏上顯示的速度大于51 km/h時，以順時針方向快速轉(zhuǎn)動電位器R12旋鈕，模擬車輛高速情況下的突然快速加速。在此情況下，誤踩油門指示燈D2能夠立即變亮。在誤踩油門指示燈變D2亮后，按下油門踏板復(fù)原限位開關(guān)，誤踩油門指示燈D2滅。利用上述模擬實驗，分別多次模擬了快速下踩油門踏板、油門踏板下踩到油門踏板下踏限位S3、車輛高速情況下的快速加速等情況，檢測系統(tǒng)均能快速、正確的點亮誤踩油門指示燈D2。模擬實驗結(jié)果表明，設(shè)計的檢測系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)油門踏板誤踩檢測功能。以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種汽車油門踏板誤踩檢測裝置，其特征在于，該裝置包括 用于檢測油門踏板是否復(fù)原的油門踏板復(fù)原限位開關(guān)，用于檢測油門踏板是否到達下限位置的油門踏板下踏限位開關(guān)，用于采集和處理數(shù)據(jù)的單片機，用于檢測油門踏板位置的旋轉(zhuǎn)編碼器、用于過濾和轉(zhuǎn)換信號的光電隔離器、用于觸發(fā)所述誤踩油門開關(guān)量輸出的繼電器和用于發(fā)出報警信息的誤踩油門指示燈；其中，所述油門踏板復(fù)原限位開關(guān)和油門踏板下踏限位開關(guān)與所述單片機連接，所述旋轉(zhuǎn)編碼器通過光電隔離器與所述單片機連接，所述繼電器以及所述誤踩油門指示燈與所述單片機連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述汽車油門踏板誤踩檢測裝置，該裝置還包括用于與數(shù)據(jù)輸出的串行口輸出模塊，所述串行口輸出模塊與所述單片機連接。
專利摘要本實用新型一種汽車油門踏板誤踩檢測裝置，包括油門踏板復(fù)原開關(guān)、油門踏板下踏限位開關(guān)、旋轉(zhuǎn)編碼器、光電隔離器、單片機、繼電器和誤踩指示燈，在駕駛員誤將油門踏板當(dāng)作制動踏板快速下踩或者汽車快速加速時發(fā)出信號，利用安裝于油門踏板軸上的旋轉(zhuǎn)編碼器檢測下踩速度；利用相鄰采樣時刻的速度差和采樣周期計算車輛的加速度，在油門踏板的下踩速度或到達位置超過閾值時，或者車輛的加速度超過閾值時，輸出油門踏板誤踩信號。有益效果是該裝置對車輛改動小，成本低，油門踏板和車輛加速雙重檢測，有效的降低了漏檢概率。即使利用油門踏板的下踩速度和到達位置未能檢測出結(jié)果，通過測量速度信號檢測車輛的加速度，仍然可以給出檢測結(jié)果信號。
文檔編號B60Q9/00GK202499063SQ20122009811
公開日2012年10月24日 申請日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者尹怡欣, 徐令儀, 徐雅璠, 沈志忠 申請人:北京科技大學(xué)