CN106438060B - 一种数字模拟双信号电子油门及其防误踩方法 - Google Patents

一种数字模拟双信号电子油门及其防误踩方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种数字模拟双信号电子油门及其防误踩方法，电子油门包含踏板总成、一对磁钢、踏板位置传感器和信号处理电路盒；一对磁钢对应设置在踏板总成的转轴上，随转轴转动；踏板位置传感器设置在踏板总成所在处，用于感应踏板的行程，并输出相应的频率数字信号和模拟信号给信号处理电路盒；信号处理电路盒用于将接收到的频率数字信号进行光电隔离处理、频率测量、标度转换、数模转换后作为主信号输出、将接收到的模拟信号去干扰后作为从信号输出。当油门踏板位置信号从最小值到最大值所用时间小于设定值时，信号处理电路盒输出怠速信号作为主信号，防止误将油门当刹车。本发明结构简单，使用方便，具有较大的推广价值。

Description

一种数字模拟双信号电子油门及其防误踩方法
技术领域
本发明涉及电子油门领域，尤其涉及一种数字模拟双信号电子油门及其防误踩方法。
背景技术
目前汽车、拖拉机电子油门都是采用踏板位置信号传感器和信号处理电路合成在一起装在油门踏板总成上，这种电子油门结构体积较大，不利于有些微小型汽车、拖拉机油门踏板在有效空间的安装布置。
而传统的田间作业拖拉机都另带有手油门装置，成本高、操作不便，增加了手油门布置空间。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种数字模拟双信号电子油门及其防误踩方法。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种数字模拟双信号电子油门，包含踏板总成、一对磁钢、踏板位置传感器和信号处理电路盒；
所述一对磁钢对应设置在所述踏板总成的转轴上，随所述踏板总成的转轴转动；
所述踏板位置传感器设置在所述踏板总成所在处，用于感应踏板总成中踏板的行程，并输出相应的频率数字信号和模拟信号给所述信号处理电路盒；
所述信号处理电路盒用于将接收到的频率数字信号进行光电隔离处理、频率测量、标度转换、数模转换后作为主信号输出、将接收到的模拟信号去干扰后作为从信号输出。
作为本发明一种数字模拟双信号电子油门进一步的优化方案，所述踏板位置传感器包含双路可编程线性霍尔传感器、信号去干扰预处理电路和信号数字化V/F转换电路；
所述双路可编程线性霍尔传感器包含第一线性霍尔块和第二线性霍尔块；
所述第一线性霍尔块的输出端子依次通过所述信号去干扰预处理电路、信号数字化V/F转换电路和所述信号处理电路盒相连，其中，所述信号去干扰预处理电路用于对第一线性霍尔块的输出信号进行去干扰处理，并将处理后的信号传递给所述信号数字化V/F转换电路；所述信号数字化V/F转换电路用于将接收到的信号V/F转换后作为和踏板的行程相对应的频率数字信号输出至所述信号处理电路盒；
所述第二线性霍尔块的输出端子和所述信号处理电路盒相连，用于将其输出信号作为和踏板的行程相对应的模拟信号输出至所述信号处理电路盒。
作为本发明一种数字模拟双信号电子油门进一步的优化方案，所述信号处理电路盒包含光电隔离电路、中央处理器、信号数模转换电路和模拟信号去干扰电路；
所述模拟信号去干扰电路的输入端和所述第二线性霍尔块的输出端子相连，用于将和踏板的行程相对应的模拟信号去干扰处理后作为从信号输出；
所述信号数模转换电路依次通过中央处理器、光电隔离电路和所述信号数字化V/F转换电路的输出端相连，其中：
所述光电隔离电路用于对和踏板的行程相对应的频率数字信号进行光电隔离处理后传递给所述中央处理器；
所述中央处理器用于对接收到的频率数字信号进行频率测量和标度转换、使其成为和踏板的行程相对应的数字量，并将该数字量传递给所述信号数模转换电路；
所述信号数模转换电路用于将接收到的数字量转化为模拟信号作为主信号输出。
作为本发明一种数字模拟双信号电子油门进一步的优化方案，还包含手油门开关，所述手油门开关和所述中央处理器电气相连，用于向所述中央处理器传输手油门开关状态信号；
所述中央处理器在手油门开关导通时，对当前和踏板的行程相对应的数字量进行锁存、将当前和踏板的行程相对应的数字量持续传递给所述数模转换电路；在手油门开关断开时，对接收到的频率数字信号进行频率测量和标度转换、使其成为和踏板的行程相对应的数字量，并将该数字量传递给所述信号数模转换电路。
本发明还公开了一种基于该数字模拟双信号电子油门的防止将油门当刹车的方法，包含以下步骤：
步骤1），当和踏板的行程对应的数字量等于预设的第一数字量阈值时，中央处理器开始计时；
步骤2），若计时小于预设的时间阈值时，和踏板的行程对应的数字量等于预设的第二数字量阈值时，将怠速信号输出至信号数模转换电路，使得怠速信号作为主信号进行输出。
作为本发明基于该数字模拟双信号电子油门的防止将油门当刹车的方法进一步的优化方案，所述预设的第一数字量阈值为踏板最大行程的中值对应的数字量，所述预设的第二数字量阈值为踏板最大行程对应的数字量。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、踏板总成体积小，利于有些微小型汽车、拖拉机油门踏板在有效空间的安装布置；
2、具备手油门作用，去除了原车手油门，减小成本；
3、信号性能稳定线性好；
4、提高了行驶安全性，防止误将油门当刹车。
附图说明
图1是本发明中踏板位置传感器的电路示意图；
图2是本发明中信号处理电路盒的电路示意图；
图3是本发明的模块示意图；
图4是本发明的结构示意图。
图中，1-双路可编程线性霍尔传感器，2-信号去干扰预处理电路，3-信号数字化V/F转换电路，4-光电隔离电路，5-手油门开关，6-中央处理器，7-信号数模转换电路，8-模拟信号去干扰电路，9-踏板位置传感器，10-信号处理电路盒，11-电子油门固定底板，12-踏板回位弹簧，13-踏板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
如图3和图4所示,本发明公开了一种数字模拟双信号电子油门，包含踏板总成、一对磁钢、踏板位置传感器和信号处理电路盒；
所述一对磁钢对应设置在所述踏板总成的转轴上，随所述踏板总成的转轴转动；
所述踏板位置传感器设置在所述踏板总成所在处，用于感应踏板总成中踏板的行程，并输出相应的频率数字信号和模拟信号给所述信号处理电路盒；
所述信号处理电路盒用于将接收到的频率数字信号进行光电隔离处理、频率测量、标度转换、数模转换后作为主信号输出、将接收到的模拟信号去干扰后作为从信号输出。
所述踏板位置传感器包含双路可编程线性霍尔传感器、信号去干扰预处理电路和信号数字化V/F转换电路；
所述双路可编程线性霍尔传感器包含第一线性霍尔块和第二线性霍尔块；
所述第一线性霍尔块的输出端子依次通过所述信号去干扰预处理电路、信号数字化V/F转换电路和所述信号处理电路盒相连，其中，所述信号去干扰预处理电路用于对第一线性霍尔块的输出信号进行去干扰处理，并将处理后的信号传递给所述信号数字化V/F转换电路；所述信号数字化V/F转换电路用于将接收到的信号V/F转换后作为和踏板的行程相对应的频率数字信号输出至所述信号处理电路盒；
所述第二线性霍尔块的输出端子和所述信号处理电路盒相连，用于将其输出信号作为和踏板的行程相对应的模拟信号输出至所述信号处理电路盒。
所述信号处理电路盒包含光电隔离电路、中央处理器、信号数模转换电路和模拟信号去干扰电路；
所述模拟信号去干扰电路的输入端和所述第二线性霍尔块的输出端子相连，用于将和踏板的行程相对应的模拟信号去干扰处理后作为从信号输出；
所述信号数模转换电路依次通过中央处理器、光电隔离电路和所述信号数字化V/F转换电路的输出端相连，其中：
所述光电隔离电路用于对和踏板的行程相对应的频率数字信号进行光电隔离处理后传递给所述中央处理器；
所述中央处理器用于对接收到的频率数字信号进行频率测量和标度转换、使其成为和踏板的行程相对应的数字量，并将该数字量传递给所述信号数模转换电路；
所述信号数模转换电路用于将接收到的数字量转化为模拟信号作为主信号输出。
本发明一种数字模拟双信号电子油门还可以包含手油门开关，所述手油门开关和所述中央处理器电气相连，用于向所述中央处理器传输手油门开关状态信号；
所述中央处理器在手油门开关导通时，对当前和踏板的行程相对应的数字量进行锁存、将当前和踏板的行程相对应的数字量持续传递给所述数模转换电路；在手油门开关断开时，对接收到的频率数字信号进行频率测量和标度转换、使其成为和踏板的行程相对应的数字量，并将该数字量传递给所述信号数模转换电路。
本发明还公开了一种基于该数字模拟双信号电子油门的防止将油门当刹车的方法，包含以下步骤：
步骤1），当和踏板的行程对应的数字量等于预设的第一数字量阈值时，中央处理器开始计时；
步骤2），若计时小于预设的时间阈值时，和踏板的行程对应的数字量等于预设的第二数字量阈值时，将怠速信号输出至信号数模转换电路，使得怠速信号作为主信号进行输出。
所述预设的第一数字量阈值为踏板最大行程的中值对应的数字量。
所述预设的第二数字量阈值为踏板最大行程对应的数字量。
如图1和图2所示，VCC1、GND1向信号处理电路供电；VCC2、GND2向踏板位置传感器供电，其中，线性霍尔块HALl为第一线性霍尔块、线性霍尔块HAL2为第二线性霍尔块。
由于通过编程的线性霍尔块HALl、HAL2固定，一对磁钢N、S固定设置在踏板转轴上，所以，当驾驶员踏放油门踏板时带动与之固定连接的一对磁钢N、S一起转动，线性霍尔块HALl、HAL2表面磁场强度发生变化，线性霍尔块HALl在其输出端子输出一路信号，经信号去干扰预处理电路处理和信号数字化V/F转换电路转换后产生与电子油门踏板行程相对应的频率数字信号在踏板位置传感器的Fout端子输出；线性霍尔块HAL2在其输出端子输出一路的与从信号对应的模拟信号在踏板位置传感器的Aout端子输出。
踏板位置传感器输出的模拟信号经Aout端子传送到信号处理电路盒，通过模拟信号去干扰电路处理后，由信号处理电路和OUT2向外输出从信号。
踏板位置传感器输出的频率数字信号经Fout端子传送到信号处理电路，首先由光电隔离电路进行抗干扰整形处理，然后送入中央处理器进行频率测量、标度转换得出与电子油门踏板位置对应的数字量。
手油门开关导通状态时，该数字量锁存，传送给信号数模转换电路的数字量不随踏板位置变化，所以信号数模转换电路转换后的主信号OUT1保持不变，相当于手油门工作；
手油门开关断开状态时，中央处理器进行频率测量、标度转换得出与电子油门踏板位置对应的数字量跟随电子油门踏板位置变化，所以信号数模转换电路转换后的主信号OUT1对应电子油门踏板位置，相当于脚油门正常工作。
踏板的行程与电子油门主信号OUT1特性曲线如存在线性偏离较大区间时，通过中央处理器程序调整，将该区间频率与线性值构成补偿表格，当踏板在该区间位置时，根据测出的频率值用查表方法得到对应的线性数字量，实现信号性能稳定和线性度好。
设定一个0.5秒时间阈值，踏板每次在行程中间位置开始计时，大于0.5秒，踏板位置未到最大值，主信号OUT1输出由信号数模转换电路转换后的对应电子油门踏板位置信号，相当于脚油门正常工作。若踏板在行程中间位置开始计时，不大于0.5秒，踏板位置到达最大值，主信号OUT1输出电子油门踏板在怠速位置的信号，防止出现误将油门当刹车操作。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种数字模拟双信号电子油门，其特征在于，包含踏板总成、一对磁钢、踏板位置传感器和信号处理电路盒；
所述一对磁钢对应设置在所述踏板总成的转轴上，随所述踏板总成的转轴转动；
所述踏板位置传感器设置在所述踏板总成所在处，用于感应踏板总成中踏板的行程，并输出相应的频率数字信号和模拟信号给所述信号处理电路盒，所述信号处理电路盒设置在踏板总成外；
所述信号处理电路盒包含光电隔离电路、中央处理器、信号数模转换电路和模拟信号去干扰电路，用于将接收到的频率数字信号进行光电隔离处理、频率测量、标度转换、数模转换后作为主信号输出、将接收到的模拟信号去干扰后作为从信号输出；
还包括手油门开关，所述手油门开关和所述中央处理器电气相连，用于向所述中央处理器传输手油门开关状态信号；
所述中央处理器在手油门开关导通时，对当前和踏板的行程相对应的数字量进行锁存、将当前和踏板的行程相对应的数字量持续传递给所述数模转换电路；在手油门开关断开时，对接收到的频率数字信号进行频率测量和标度转换、使其成为和踏板的行程相对应的数字量，并将该数字量传递给所述信号数模转换电路。
2.根据权利要求1所述的数字模拟双信号电子油门，其特征在于，所述踏板位置传感器包含双路可编程线性霍尔传感器、信号去干扰预处理电路和信号数字化V/F转换电路；
所述双路可编程线性霍尔传感器包含第一线性霍尔块和第二线性霍尔块；
所述第一线性霍尔块的输出端子依次通过所述信号去干扰预处理电路、信号数字化V/F转换电路和所述信号处理电路盒相连，其中，所述信号去干扰预处理电路用于对第一线性霍尔块的输出信号进行去干扰处理，并将处理后的信号传递给所述信号数字化V/F转换电路；
所述信号数字化V/F转换电路用于将接收到的信号V/F转换后作为和踏板的行程相对应的频率数字信号输出至所述信号处理电路盒；
所述第二线性霍尔块的输出端子和所述信号处理电路盒相连，用于将其输出信号作为和踏板的行程相对应的模拟信号输出至所述信号处理电路盒。
3.根据权利要求2所述的数字模拟双信号电子油门，其特征在于，所述模拟信号去干扰电路的输入端和所述第二线性霍尔块的输出端子相连，用于将和踏板的行程相对应的模拟信号去干扰处理后作为从信号输出；
所述信号数模转换电路依次通过中央处理器、光电隔离电路和所述信号数字化V/F转换电路的输出端相连，其中：所述光电隔离电路用于对和踏板的行程相对应的频率数字信号进行光电隔离处理后传递给所述中央处理器；
所述中央处理器用于对接收到的频率数字信号进行频率测量和标度转换、使其成为和踏板的行程相对应的数字量，并将该数字量传递给所述信号数模转换电路；
所述信号数模转换电路用于将接收到的数字量转化为模拟信号作为主信号输出。
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