一種實現(xiàn)加速踏板位置信號自定義控制的裝置制造方法
【專利摘要】一種實現(xiàn)加速踏板位置信號自定義控制的裝置，包含：微控制單元、油門踏板、制動踏板、上位機(jī)、高速數(shù)/模模塊、整車線束和整車電池。采用本實用新型的裝置，可以通過改變輸入至整車線束的信號，從信號的角度直接定義加速踏板位置信號，從而通過上位機(jī)，方便地編輯油門變化規(guī)律，具有很好的靈活性。
【專利說明】一種實現(xiàn)加速踏板位置信號自定義控制的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及控制技術(shù)，本實用新型尤其涉及實現(xiàn)加速踏板位置信號自定義的控制技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]通常，車輛在進(jìn)行某些法規(guī)測試或者相關(guān)標(biāo)定時，例如，對變速箱換擋規(guī)律進(jìn)行標(biāo)定等等，需要油門開度按一定規(guī)律變化。
[0003]如果通過肌力(通常是腳踩)去控制加速踏板，是不可能實現(xiàn)對加速踏板位置信號的自定義進(jìn)行精確控制的，而且通過肌力去精確控制油門，會導(dǎo)致車輛駕駛者的精力過度集中于腳部用力對油門的控制，而不利于實驗時行車的安全。
[0004]對于這一問題，現(xiàn)有的解決方式是，
[0005](i)通過CAN總線讀取加速踏板位置信號，并顯示在電腦屏幕或者其他設(shè)備上，駕駛員根據(jù)所顯示的加速踏板位置信號來控制油門。該方式屬于肌力控制的一種。對于讓油門保持的工作狀況，該方式的效果尚可，但對駕駛員的操控技術(shù)要求較高。而對于油門快速變化的工作狀況，該方法就難以獲得理想的效果了。
[0006]通過機(jī)器人來驅(qū)動加速踏板。該方式的缺點(diǎn)在于，實驗之前需要標(biāo)定踏板行程和電信號之間的對應(yīng)關(guān)系。該方法對設(shè)備的安裝也有較高的要求。另外，機(jī)器人的成本高昂，體積大，不適合隨車實驗。
[0007]本實用新型所公開的裝置是通過改變輸入至整車線束的信號，從信號的角度直接定義加速踏板位置信號，可以通過上位機(jī)，方便地編輯油門變化規(guī)律，具有很好的靈活性。
實用新型內(nèi)容
[0008]本實用新型的一個目的在于提供一種實現(xiàn)加速踏板位置信號自定義控制的裝置。
[0009]按照本實用新型的一個方面，提供了一種實現(xiàn)加速踏板位置信號自定義控制的裝置，包含:微控制單元；油門踏板，與微控制單元的模/數(shù)端口耦合；制動踏板，與微控制單元的輸入端口耦合；上位機(jī)，通過串口模塊與微控制單元耦合，用來根據(jù)油門踏板的位置信號，自定義車輛的油門特性，并下載至微控制單元中；高速數(shù)/模模塊，微控制單元的輸出端通過串行外設(shè)接口與數(shù)/模模塊的輸入端耦合；整車線束，所述高速數(shù)/模模塊的輸出和整車線束耦合；整車電池，用來通過車載線束對油門踏板和微控制單元供電。
[0010]按照本實用新型第一個方面提供的裝置中，油門踏板中集成有加速踏板位置傳感器，用來探測所述油門踏板的位置，并且，所述油門踏板與所述微控制單元的輸入端的耦合是通過集成在所述油門踏板中的所述加速踏板位置傳感器與所述微控制單元的輸入端的耦合來實現(xiàn)的。
[0011]在按照本實用新型第一個方面提供的裝置中，加速踏板位置傳感器與微控制單元的輸入端的耦合是通過第一輸入接口耦合到微控制單元的A/D0端口和A/D1端口來實現(xiàn)的。
[0012]在按照本實用新型第一個方面提供的裝置中，高速數(shù)/模模塊的輸出端還并聯(lián)連接到所述微控制單元的A/D2端口和A/D3端口。在按照本實用新型第一個方面提供的裝置中，高速數(shù)/模模塊與整車線束的耦合是通過將高速數(shù)/模模塊的輸出端和一輸出接口耦合，然后再將輸出接口和整車線束耦合來實現(xiàn)的，并且高速數(shù)/模模塊和輸出接口之間串接有常閉開關(guān)，常閉開關(guān)靠近輸出接口的一側(cè)并聯(lián)有下拉至地電位的下拉電阻。在按照本實用新型第一個方面提供的裝置中，制動踏板中集成有制動踏板位置傳感器，用來探測制動踏板的位置，并且，制動踏板與微控制單元的輸入端的耦合是通過集成在制動踏板中的制動踏板位置傳感器與微控制單元的輸入端的耦合來實現(xiàn)的。在按照本實用新型第一個方面提供的裝置中，制動踏板位置傳感器與微控制單元的輸入端的耦合是通過第二輸入接口耦合到微控制單元的輸入端的。在按照本實用新型第一個方面提供的裝置中，微控制單元的DOl端和DOl端耦合有由狀態(tài)指示燈和蜂鳴器組成的串聯(lián)電路，用來指示裝置的工作狀態(tài)以及是否出現(xiàn)故障。在按照本實用新型第一個方面提供的裝置中，整車電池通過接地方式，對所述油門踏板、所述微控制單元、下拉電阻以及整車線束進(jìn)行供電。采用本實用新型的裝置，可以通過改變輸入至整車線束的信號，從信號的角度直接定義加速踏板位置信號，從而通過上位機(jī)，方便地編輯油門變化規(guī)律，具有很好的靈活性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1示意示出本實用新型實現(xiàn)加速踏板位置信號自定義的控制裝置。

【具體實施方式】
[0014]下面參照附圖，描述本實用新型的實現(xiàn)加速踏板位置信號自定義的控制裝置。
[0015]如圖1所示。
[0016]首先，上位機(jī)11定義待試車輛的油門特性(比如讓油門信號呈線性變化或者階躍變化，等等)，并通過串口模塊12，將所定義的油門特性下載至微控制單元(MCU，MicroControl Unit)中。
[0017]上位機(jī)是相對于下位機(jī)而言的。上位機(jī)指的是可以直接發(fā)出指令的計算機(jī)。下位機(jī)是直接控制設(shè)備、獲取設(shè)備狀況的計算機(jī)。
[0018]上位機(jī)通常是個人電腦或者主機(jī)，其屏幕上顯示各種信號的變化。而下位機(jī)一般是單片機(jī)或從屬計算機(jī)。上位機(jī)發(fā)出的指令首先給下位機(jī)，下位機(jī)根據(jù)指令解釋成相應(yīng)的時序信號直接控制相應(yīng)的設(shè)備。下位機(jī)還不時地讀取設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)并反饋給上位機(jī)。
[0019]油門踏板113中，集成有加速踏板位置傳感器，用來探測油門踏板113的位置。
[0020]和油門踏板113中所集成的加速踏板位置傳感器，均由整車電池通過整車線束19來供電。
[0021]通過串行外設(shè)接口(SPI, Serial Peripheral Interface)總線與高速數(shù)/模(D/A)模塊16耦合，用以控制高速D/A模塊16輸出的二路電信號至整車線束19。
[0022]輸入到MCU13的數(shù)/模(A/D)端口的信號有:
[0023]從集成在油門踏板113內(nèi)的加速踏板位置傳感器，通過第一輸入接口輸入到MCU13的A/D0端口和A/D1端口的信號，以及
[0024]從高速數(shù)/模(D/A)模塊16的輸出端反饋到MCU13的A/D2和A/D3 二端口的信號和通過第二輸入接口輸入到MCU13的制動踏板位置傳感器的信號，這里，制動踏板位置傳感器集成在制動踏板114內(nèi)，用來探測制動踏板的位置。
[0025]的數(shù)字輸出端口(DOO)和(D02)對串接的狀態(tài)指示燈14和蜂鳴器15實施控制，用于指示本實用新型的裝置的工作狀態(tài)(例如，控制器是否上電、通信是否正常、是否正常點(diǎn)亮、是否異常熄滅)以及是否出現(xiàn)故障(例如，控制器供電電壓不足，高速數(shù)/模(D/A)模塊輸出信號與上位機(jī)設(shè)置的油門特性不符，等等，當(dāng)有故障發(fā)生時蜂鳴器報警)。
[0026]本實用新型的裝置的輸出接口 18和整車線束19之前串聯(lián)著一個常閉開關(guān)17。
[0027]常閉開關(guān)17與輸出接口 18之間的下拉電阻電路110下拉至信號地。
[0028]下面將結(jié)合具體實例說明本裝置的工作方式。
[0029]實驗前，首先讓車輛處于熄火狀態(tài)，將加速踏板位置傳感器的輸出接頭與整車線束19分離。
[0030]由于加速踏板位置傳感器是集成在油門踏板113內(nèi)的，所以，將加速踏板位置傳感器的輸出接頭與整車線束19分離也就是將油門踏板113的輸出接頭與整車線束19分離。
[0031]圖1中，所繪出的狀態(tài)已經(jīng)是加速踏板位置傳感器的輸出接頭與整車線束19分離后的狀態(tài)。
[0032]這里，將加速踏板位置傳感器的輸出接頭與整車線束19分離，指的是將車輛在正常狀態(tài)下的油門踏板位置傳感器和整車線束19分離開。這樣，就可以將本實用新型的裝置串聯(lián)于其中。
[0033]隨后，在不破壞制動踏板位置傳感器與整車線束19的連接的情況下，將加速踏板位置傳感器的輸出接頭與第一輸入接口連接，并引出制動踏板位置傳感器信號。
[0034]加速踏板位置傳感器輸出接頭與第一輸入接口的連接方式一般采用線束三通的形式(即，如圖1中所示出的油門踏板113的一個輸入和兩個輸出的情況)。而制動踏板114的輸出信號既可以輸入到原來的整車線束19，也可以輸入到本實用新型裝置的第二輸入接口中。圖1中只標(biāo)識出制動踏板114是輸入到本實用新型的裝置的第二輸入接口的連線形式。
[0035]由于采用了本實用新型的裝置，本實用新型的裝置的輸出接口 18替代了加速踏板位置傳感器輸出接頭原本與整車線束19的直接連接。
[0036]上位機(jī)11通過串口線與串口模塊12連接，并由測試人員通過目測，確保啟動開關(guān)處于關(guān)斷OFF狀態(tài)，而緊急停止開關(guān)17 (即圖1中所示的常閉開關(guān)17)處于接通ON狀態(tài)。
[0037]接著,旋動點(diǎn)火鑰匙給車輛上電,但不要啟動車輛的發(fā)動機(jī)。此時,整車電池通過整車線束19向加速踏板位置傳感器和其它構(gòu)件供電，并且啟動上位機(jī)11、在上位機(jī)中定義好實驗中油門踏板113的位置信號的變化特性，通過第一輸入接口下載至MCU內(nèi)的閃存(Flash)中ο
[0038]最后，將車輛熄火，并拔出鑰匙，等待預(yù)定時間。這里所說的預(yù)定時間是可以人為設(shè)置的，通常大于30s，只要使得總線休眠即可。
[0039]在完成上述實驗的前期準(zhǔn)備工作后，就可以開始進(jìn)行實驗了。
[0040]車輛實驗開始時，再次確認(rèn)啟動開關(guān)115處于關(guān)斷OFF狀態(tài)，而緊急停止開關(guān)17(即前面所稱的常閉開關(guān)17)處于接通ON狀態(tài)。
[0041]然后，使車輛點(diǎn)火，并啟動發(fā)動機(jī)。此刻，由于啟動開關(guān)115處于關(guān)斷OFF狀態(tài)，本實用新型的裝置通過輸出接口 18所輸出的電信號的特性與加速踏板位置傳感器輸入到第一輸入接口 11的輸出信號的特性完全相同。
[0042]實驗中，當(dāng)需要油門踏板113的位置信號按照上位機(jī)11所設(shè)定好的規(guī)律變化(如讓油門信號線性變化或者階躍變化等)時，按下啟動開關(guān)115，使其處于接通ON狀態(tài)。本實用新型的裝置通過輸出接口 18輸出的信號隨即按照上位機(jī)11中設(shè)定好的規(guī)律發(fā)生變化。
[0043]如果在實驗的過程中，再次按下啟動開關(guān)115，使其處于關(guān)斷OFF狀態(tài)，或者駕駛員在實驗過程中踩下制動器，則本實用新型的裝置通過輸出接口 18輸出的信號，與油門踏板113中的加速踏板位置傳感器的輸出信號相同。
[0044]上位機(jī)11所定義的油門特性，往往是油門踏板113的位置信號隨時間變化的規(guī)律。按下啟動開關(guān)115后，在車輛的實驗時間超過上位機(jī)11所定義的油門踏板113的位置信號的變化規(guī)律時間的長度之后，本實用新型的裝置的輸出信號與油門踏板113中的位置傳感器的輸出信號完全相同。
[0045]在上述測試過程中，如果本實用新型的裝置出現(xiàn)故障，可以按下緊急停止開關(guān)17，硬線切斷本實用新型的裝置的輸出信號與整車線束19的連接。并且，耦合在緊急停止開關(guān)17與整車線束19之間的下拉電阻電路110和輸出接口 18被下拉至信號地。所以，在按下緊急停止開關(guān)17以后，輸入至整車線束19的電信號幅值為0，這樣，就確保了實驗的安全性。
[0046]上文中，參照附圖1描述了本實用新型的具體實施例。但是，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員能夠理解，在不偏離本實用新型的原理和精神的情況下，還可以對本實用新型的上述實施例作某些修改和變更。實施例的描述僅僅是為了使本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員能夠理解、實施本實用新型，不應(yīng)當(dāng)將本實用新型理解僅僅限于這些實施例。本實用新型的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書所限定。
【權(quán)利要求】
1.一種實現(xiàn)加速踏板位置信號自定義控制的裝置，包含: 微控制單元； 油門踏板，與所述微控制單元的模/數(shù)端口耦合； 制動踏板，與所述微控制單元的輸入端口耦合； 上位機(jī)，通過串口模塊與所述微控制單元耦合，用來根據(jù)所述油門踏板的位置信號，自定義車輛的油門特性，并下載至所述微控制單元中； 高速數(shù)/模模塊，所述微控制單元的輸出端通過串行外設(shè)接口與所述數(shù)/模模塊的輸入端f禹合； 整車線束，所述高速數(shù)/模模塊的輸出和所述整車線束耦合； 整車電池，用來通過所述車載線束對所述油門踏板和所述微控制單元供電。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述油門踏板中集成有加速踏板位置傳感器，用來探測所述油門踏板的位置，并且，所述油門踏板與所述微控制單元的的輸入端的耦合是通過集成在所述油門踏板中的所述加速踏板位置傳感器與所述微控制單元的輸入端的耦合來實現(xiàn)的。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述加速踏板位置傳感器與所述微控制單元的輸入端的耦合是通過第一輸入接口耦合到所述微控制單元的A/DO端口和A/D1端口來實現(xiàn)的。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述高速數(shù)/模模塊的輸出端還并聯(lián)連接到所述微控制單元的A/D2端口和A/D3端口。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述高速數(shù)/模模塊與所述整車線束的耦合是通過將所述高速數(shù)/模模塊的輸出端和一輸出接口耦合，然后再將所述輸出接口和所述整車線束耦合來實現(xiàn)的，并且所述高速數(shù)/模模塊和所述輸出接口之間串接有常閉開關(guān)，所述常閉開關(guān)靠近所述輸出接口的一側(cè)并聯(lián)有下拉至地電位的下拉電阻。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述制動踏板中集成有制動踏板位置傳感器，用來探測所述制動踏板的位置，并且，所述制動踏板與所述微控制單元的輸入端的耦合是通過集成在所述制動踏板中的所述制動踏板位置傳感器與所述微控制單元的輸入端的耦合來實現(xiàn)的。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述制動踏板位置傳感器與所述微控制單元的輸入端的耦合是通過第二輸入接口耦合到所述微控制單元的輸入端的。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述微控制單元的DOl端和DOl端耦合有由狀態(tài)指示燈和蜂鳴器組成的串聯(lián)電路，用來指示所述裝置的工作狀態(tài)以及是否出現(xiàn)故障。
9.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述整車電池通過接地方式，對所述油門踏板、所述微控制單元、下拉電阻以及整車線束進(jìn)行供電。
【文檔編號】G01M17/007GK203965852SQ201420266108
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】王雷雷, 夏天, 朱玙熹, 李壯運(yùn), 黃顯智, 樂美祺 申請人:上海通用汽車有限公司, 泛亞汽車技術(shù)中心有限公司