專(zhuān)利名稱(chēng)：一種汽車(chē)油門(mén)踏板誤踩檢測(cè)方法及其檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專(zhuān)利屬于汽車(chē)安全駕駛領(lǐng)域以及信號(hào)自動(dòng)檢測(cè)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是用于汽車(chē)油門(mén)踏板誤踩的汽車(chē)油門(mén)踏板誤踩檢測(cè)方法及其裝置。技術(shù)背景
針對(duì)油門(mén)誤踩檢測(cè)與處理，目前的方法與裝置可分為兩類(lèi)。一類(lèi)采用機(jī)械裝置，在踩踏油門(mén)踏板的力度過(guò)大時(shí)觸發(fā)機(jī)械機(jī)構(gòu)(參見(jiàn)“梅哲文，李曉佳，王明環(huán)，彭偉，汽車(chē)油門(mén)防誤踩緊急剎車(chē)裝置，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，no. 10，pp. 201-203, 2010”；參見(jiàn)“張樂(lè)然， 汽車(chē)緊急制動(dòng)誤踩油門(mén)智能補(bǔ)救裝置，實(shí)用新型專(zhuān)利，專(zhuān)利號(hào)200420007200. 1，2005”)。機(jī)械裝置雖然能夠有效防止油門(mén)踏板誤踩，但對(duì)車(chē)輛的改動(dòng)較大。一類(lèi)采用單片機(jī)與傳感器構(gòu)成檢測(cè)系統(tǒng)。一種已有的檢測(cè)裝置采用兩個(gè)光耦導(dǎo)通的時(shí)間差計(jì)算油門(mén)踏板的下踩速度檢測(cè)油門(mén)踏板誤踩，因?qū)蓚€(gè)光耦的依賴(lài)性大，其可靠性難以保證(參見(jiàn)“陳松，張娜，基于 AT89S52單片機(jī)的誤踩油門(mén)控制器的設(shè)計(jì)，西昌學(xué)院學(xué)報(bào)-自然科學(xué)版，vol. 23，no. 3， PP. 73-75, 2009”)。另一種已有的檢測(cè)裝置采用加速度計(jì)采集油門(mén)踏板的加速信號(hào)檢測(cè)油門(mén)踏板誤踩。采用微動(dòng)開(kāi)關(guān)或加速度計(jì)檢測(cè)，雖然對(duì)車(chē)輛的改動(dòng)較小，但其可靠性較低， 特別是在車(chē)輛顛簸時(shí)易出現(xiàn)誤動(dòng)作(參見(jiàn)“鄭直，肖和業(yè)，劉彥森，王傳清，張燕妮，基于單片機(jī)的智能剎車(chē)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，vol. 17’ no. 5，pp. 878-880， 2009”)。目前的汽車(chē)油門(mén)踏板誤踩檢測(cè)方法與裝置，存在的缺陷之一是需要車(chē)輛進(jìn)行較大改動(dòng)；存在的缺陷之二是可靠性較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠克服對(duì)車(chē)輛改動(dòng)大可靠性差、提高可用性的汽車(chē)油門(mén)踏板誤踩檢測(cè)方法及其裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種汽車(chē)油門(mén)踏板誤踩檢測(cè)的檢測(cè)方法，其特征在于，具體包括以下步驟
步驟1 單片機(jī)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(chē)輛的速度、油門(mén)踏板復(fù)原限位開(kāi)關(guān)和油門(mén)踏板下踏限位開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，利用旋轉(zhuǎn)編碼器對(duì)當(dāng)前油門(mén)踏板的下踩速度和油門(mén)踏板位置進(jìn)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(mén)踏板的當(dāng)前位置和上次位置，計(jì)算油門(mén)踏板的下踩速度；利用車(chē)輛速度的當(dāng)前值和上次采樣值，計(jì)算車(chē)輛的加速度；
步驟3 所述主程序?qū)⑸鲜霾襟E計(jì)算得到油門(mén)踏板的下踩速度、車(chē)輛加速度與系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)行智能分析，具體條件如下
(1)當(dāng)油門(mén)踏板速度超過(guò)0.1 m/s時(shí)，視為誤踩；
(2)油門(mén)踏板到達(dá)下踏限位時(shí)，視為誤踩；
(3)車(chē)輛的加速度超過(guò)2m/s2時(shí)，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(mén)標(biāo)志，通過(guò)誤踩油門(mén)指示燈顯
3示預(yù)警信息，同時(shí)通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)編碼器對(duì)油門(mén)踏板所處的位置進(jìn)行采樣，若油門(mén)踏板到達(dá)復(fù)原限位所述主程序清除誤踩油門(mén)標(biāo)志；重復(fù)步驟2。本發(fā)明的另一目的是提供上述汽車(chē)油門(mén)踏板誤踩檢測(cè)檢測(cè)方法的檢測(cè)裝置，該裝置包括用于檢測(cè)油門(mén)踏板是否復(fù)原的油門(mén)踏板復(fù)原限位開(kāi)關(guān)，用于檢測(cè)油門(mén)踏板是否到達(dá)下限位置的油門(mén)踏板下踏限位開(kāi)關(guān)，用于采集和處理數(shù)據(jù)的單片機(jī)，用于檢測(cè)油門(mén)踏板位置的旋轉(zhuǎn)編碼器、用于過(guò)濾和轉(zhuǎn)換信號(hào)的光電隔離器、用于發(fā)出誤踩油門(mén)開(kāi)關(guān)量信號(hào)的繼電器和用于發(fā)出報(bào)警信息的誤踩油門(mén)指示燈；其中，所述油門(mén)踏板復(fù)原限位開(kāi)關(guān)和油門(mén)踏板下踏限位開(kāi)關(guān)與所述單片機(jī)連接，所述旋轉(zhuǎn)編碼器通過(guò)光電隔離器與所述單片機(jī)連接，所述繼電器和所述誤踩油門(mén)指示燈與所述單片機(jī)連接。進(jìn)一步，汽車(chē)油門(mén)踏板誤踩檢測(cè)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(jī)連接。本發(fā)明與已有的油門(mén)踏板誤踩檢測(cè)技術(shù)的不同在于
采用油門(mén)踏板和車(chē)輛加速雙重檢測(cè)，有效的降低了漏檢概率。即使利用油門(mén)踏板的下踩速度和到達(dá)位置未能檢測(cè)出結(jié)果，通過(guò)測(cè)量速度信號(hào)檢測(cè)車(chē)輛的加速度，仍然可以給出檢測(cè)結(jié)果信號(hào)。此外，該裝置對(duì)車(chē)輛改動(dòng)小，成本低。


圖1為本發(fā)明油門(mén)踏板誤踩檢測(cè)系統(tǒng)原理框圖。圖2為本發(fā)明的汽車(chē)油門(mén)踏板誤踩檢測(cè)方法的流程圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合jy本實(shí)施例對(duì)本發(fā)日月的技術(shù)方案做講一 ^iH兌曰月。如圖1為發(fā)明油門(mén)踏板誤踩檢測(cè)裝置原理框圖。本發(fā)明油門(mén)踏板誤踩檢測(cè)裝置，該裝置包括用于檢測(cè)油門(mén)踏板是否復(fù)原的油門(mén)踏板復(fù)原限位開(kāi)關(guān)，用于檢測(cè)油門(mén)踏板是否到達(dá)下限位置的油門(mén)踏板下踏限位開(kāi)關(guān)，用于采集和處理數(shù)據(jù)的單片機(jī)，用于檢測(cè)油門(mén)踏板位置的旋轉(zhuǎn)編碼器、用于過(guò)濾和轉(zhuǎn)換信號(hào)的光電隔離器、用于發(fā)出誤踩油門(mén)開(kāi)關(guān)量信號(hào)的繼電器，用于發(fā)出報(bào)警信息的誤踩油門(mén)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(mén)踏板復(fù)原限位開(kāi)關(guān)和油門(mén)踏板下踏限位開(kāi)關(guān)與所述單片機(jī)連接，所述旋轉(zhuǎn)編碼器通過(guò)光電隔離器與所述單片機(jī)連接，所述繼電器和所述誤踩油門(mén)指示燈與單片機(jī)連接。所述串行口輸出模塊與所述單片機(jī)連接。圖2為本發(fā)明的汽車(chē)油門(mén)踏板誤踩檢測(cè)方法的流程圖。本發(fā)明汽車(chē)油門(mén)踏板誤踩檢測(cè)的檢測(cè)方法，具體包括以下步驟 步驟1 單片機(jī)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(chē)輛的速度、油門(mén)踏板復(fù)原限位開(kāi)關(guān)和油門(mén)踏板下踏限位開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，利用旋轉(zhuǎn)編碼器對(duì)當(dāng)前油門(mén)踏板的下踩速度和油門(mén)踏板位置進(jìn)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(mén)踏板的當(dāng)前位置和上次位置，計(jì)算油門(mén)踏板的下踩速度；利用車(chē)輛速度的當(dāng)前值和上次采樣值，計(jì)算車(chē)輛的加速度；
步驟3 所述主程序?qū)⑸鲜霾襟E計(jì)算得到油門(mén)踏板的下踩速度、車(chē)輛加速度與系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)行智能分析，具體條件如下
(1)當(dāng)油門(mén)踏板速度超過(guò)0.1 m/s時(shí)，視為誤踩；
(2)油門(mén)踏板到達(dá)下踏限位時(shí)，視為誤踩；
(3)車(chē)輛的加速度超過(guò)2m/s2時(shí)，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(mén)標(biāo)志，通過(guò)誤踩油門(mén)指示燈顯示預(yù)警信息，同時(shí)通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)編碼器對(duì)油門(mén)踏板所處的位置進(jìn)行采樣，若油門(mén)踏板到達(dá)復(fù)原限位所述主程序清除誤踩油門(mén)標(biāo)志；重復(fù)步驟2。圖3為本發(fā)明實(shí)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MV電源1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Sl的電源“ + ”端接至直流MV電源1，旋轉(zhuǎn)編碼器的電源“_”端接至電源地2。旋轉(zhuǎn)編碼器的信號(hào)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(jī) U3的輸入P2. 4端和P2. 5端。其中，旋轉(zhuǎn)編碼器Sl的信號(hào)“A”端與三極管Tl的基極連接， 同時(shí)在Tl的基極和直流MV電源1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(jī)U3的P2. 4端，同時(shí)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Sl的信號(hào)“B”端與三極管T2的基極連接，同時(shí)在T2的基極和直流MV電源1 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(jī)U3的P2. 5端，同時(shí)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(jī)U3的P2. 2端和P2. 3端用于油門(mén)踏板復(fù)原限位開(kāi)關(guān)S2和油門(mén)踏板下踏限位開(kāi)關(guān)S3信號(hào)的輸入。油門(mén)踏板復(fù)原限位開(kāi)關(guān) S2 一端接電源地2，另一端接單片機(jī)U3的P2. 3端。在單片機(jī)U3的P2. 3端和直流5V電源 3之間接入電阻R7。當(dāng)油門(mén)踏板復(fù)原限位開(kāi)關(guān)S2閉合時(shí)，單片機(jī)U3的P2. 3端輸入為低電平；當(dāng)油門(mén)踏板復(fù)原限位開(kāi)關(guān)S2打開(kāi)時(shí)，單片機(jī)U3的P2. 3端輸入為高電平。油門(mén)踏板下踏限位開(kāi)關(guān)S3 —端接電源地2，另一端接單片機(jī)U3的P2. 2端。在單片機(jī)U3的P2. 2端和直流5V電源3之間接入電阻R8。當(dāng)油門(mén)踏板下踏限位開(kāi)關(guān)S3閉合時(shí)，單片機(jī)U3的P2. 2 端輸入為低電平；當(dāng)油門(mén)踏板下踏限位開(kāi)關(guān)S3打開(kāi)時(shí)，單片機(jī)U3的P2. 2端輸入為高電平。 速度信號(hào)4經(jīng)過(guò)Rll和R12分壓后接入單片機(jī)U3的A/D輸入Pl. 0端。單片機(jī)U3的P3. 0 端和P3. 1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(gè)信號(hào)端。單片機(jī)U3的P2. 0端用于繼電器輸出。單片機(jī)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(mén)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MV電源1。繼電器Jl的觸點(diǎn)的兩端7、8作為檢測(cè)結(jié)果的繼電器開(kāi)關(guān)輸出。此夕卜，晶振Yl與電容C3和C4構(gòu)成單片機(jī)U3的振蕩電路。電容C5和C6用于對(duì)直流5V電源 3濾波。單片機(jī)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(jī)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(jī)U3的P2. 5端 (即旋轉(zhuǎn)編碼器的B相脈沖)是否為1。若此時(shí)單片機(jī)U3的P2. 5端為1，則作為正轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)。 若此時(shí)單片機(jī)U3的P2. 5端為0，則作為反轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)在旋轉(zhuǎn)編碼器軸上安裝了一塊鋁條，用于模擬汽車(chē)油門(mén)踏板。鋁條的下方裝有彈簧，在不按壓鋁條時(shí)，鋁條依靠彈簧保持在固定位置，模擬油門(mén)踏板松開(kāi)。采用電阻Rll和電位器 R12分壓，用電位器R12的輸出電壓模擬車(chē)輛的速度信號(hào)。油門(mén)踏板速度的閾值設(shè)定為0. 1 m/s，車(chē)輛速度的閾值設(shè)定為14 m/s (即50. 4 km/h)，車(chē)輛加速度的閾值設(shè)定為2 m/s2。模擬實(shí)驗(yàn)中，下壓鋁條模擬油門(mén)動(dòng)作，按動(dòng)限位開(kāi)關(guān)模擬油門(mén)踏板到達(dá)油門(mén)踏板下踏限位開(kāi)關(guān)和油門(mén)踏板復(fù)原限位開(kāi)關(guān)，轉(zhuǎn)動(dòng)電位器R12模擬車(chē)輛速度信號(hào)的變化。模擬實(shí)驗(yàn)中，一旦快速按壓鋁條，或者按下油門(mén)踏板下踏限位開(kāi)關(guān)，誤踩油門(mén)指示燈都會(huì)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(shí)，以順時(shí)針?lè)较蚩焖俎D(zhuǎn)動(dòng)電位器R12旋鈕，模擬車(chē)輛高速情況下的突然快速加速。在此情況下，誤踩油門(mén)指示燈 D2能夠立即變亮。在誤踩油門(mén)指示燈變D2亮后，按下油門(mén)踏板復(fù)原限位開(kāi)關(guān)，誤踩油門(mén)指示燈D2滅。利用上述模擬實(shí)驗(yàn)，分別多次模擬了快速下踩油門(mén)踏板、油門(mén)踏板下踩到油門(mén)踏板下踏限位S3、車(chē)輛高速情況下的快速加速等情況，檢測(cè)系統(tǒng)均能快速、正確的點(diǎn)亮誤踩油門(mén)指示燈D2。模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的檢測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)油門(mén)踏板誤踩檢測(cè)功能。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明新型，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種汽車(chē)油門(mén)踏板誤踩檢測(cè)的檢測(cè)方法，其特征在于，具體包括以下步驟步驟1 單片機(jī)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(chē)輛的速度、油門(mén)踏板復(fù)原限位開(kāi)關(guān)和油門(mén)踏板下踏限位開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，利用旋轉(zhuǎn)編碼器對(duì)當(dāng)前油門(mén)踏板的下踩速度和油門(mén)踏板位置進(jìn)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(mén)踏板的當(dāng)前位置和上次位置，計(jì)算油門(mén)踏板的下踩速度；利用車(chē)輛速度的當(dāng)前值和上次采樣值，計(jì)算車(chē)輛的加速度；步驟3 所述主程序?qū)⑸鲜霾襟E計(jì)算得到油門(mén)踏板的下踩速度、車(chē)輛加速度與系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)行智能分析，具體條件如下(1)當(dāng)油門(mén)踏板速度超過(guò)0.1m/s時(shí)，視為誤踩，(2)油門(mén)踏板到達(dá)下踏限位時(shí)，視為誤踩，(3)車(chē)輛的加速度超過(guò)2m/s2時(shí)，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(mén)標(biāo)志，通過(guò)誤踩油門(mén)指示燈顯示預(yù)警信息，同時(shí)通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)編碼器對(duì)油門(mén)踏板所處的位置進(jìn)行采樣，若油門(mén)踏板到達(dá)復(fù)原限位所述主程序清除誤踩油門(mén)標(biāo)志；重復(fù)步驟2。
2.一種汽車(chē)油門(mén)踏板誤踩檢測(cè)裝置，其特征在于，該裝置包括用于檢測(cè)油門(mén)踏板是否復(fù)原的油門(mén)踏板復(fù)原限位開(kāi)關(guān)，用于檢測(cè)油門(mén)踏板是否到達(dá)下限位置的油門(mén)踏板下踏限位開(kāi)關(guān)，用于采集和處理數(shù)據(jù)的單片機(jī)，用于檢測(cè)油門(mén)踏板位置的旋轉(zhuǎn)編碼器、用于過(guò)濾和轉(zhuǎn)換信號(hào)的光電隔離器、用于發(fā)出誤踩油門(mén)開(kāi)關(guān)量信號(hào)的繼電器和用于發(fā)出報(bào)警信息的誤踩油門(mén)指示燈；其中，所述油門(mén)踏板復(fù)原限位開(kāi)關(guān)和油門(mén)踏板下踏限位開(kāi)關(guān)與所述單片機(jī)連接，所述旋轉(zhuǎn)編碼器通過(guò)光電隔離器與所述單片機(jī)連接，所述繼電器以及所述誤踩油門(mén)指示燈與所述單片機(jī)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述汽車(chē)油門(mén)踏板誤踩檢測(cè)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(jī)連接。
全文摘要
本發(fā)明一種汽車(chē)油門(mén)踏板誤踩檢測(cè)方法及其檢測(cè)裝置，用于在駕駛員誤將油門(mén)踏板當(dāng)作制動(dòng)踏板快速下踩或者汽車(chē)快速加速時(shí)發(fā)出信號(hào)，利用安裝于油門(mén)踏板軸上的旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)油門(mén)踏板的下踩速度和踏板位置；對(duì)車(chē)輛速度進(jìn)行采樣，利用相鄰采樣時(shí)刻的速度差和采樣周期計(jì)算車(chē)輛的加速度。采用單片機(jī)進(jìn)行信號(hào)處理，在油門(mén)踏板的下踩速度或到達(dá)位置超過(guò)閾值時(shí)，或者車(chē)輛的加速度超過(guò)閾值時(shí)，單片機(jī)輸出油門(mén)踏板誤踩信號(hào)。本發(fā)明的有益效果是該裝置對(duì)車(chē)輛改動(dòng)小，成本低，采用油門(mén)踏板和車(chē)輛加速雙重檢測(cè)，有效的降低了漏檢概率。即使利用油門(mén)踏板的下踩速度和到達(dá)位置未能檢測(cè)出結(jié)果，通過(guò)測(cè)量速度信號(hào)檢測(cè)車(chē)輛的加速度，仍然可以給出檢測(cè)結(jié)果信號(hào)。
文檔編號(hào)B60Q9/00GK102555903SQ20121006889
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)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(qǐng)人:北京科技大學(xué)