CN107826064B - 电动汽车加速踏板信号修正电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了的电动汽车加速踏板信号修正电路，行程信号采集电路、极限位置信号触发电路、正常位置信号优化电路，两路检测信号经LC、差动噪声抑制滤波后，进行比例加法运算、1/2比例衰减运算，得出两路测量信号的平均值，提高了测量精度；踩下加速踏板在正常位置时（平均值信号为0.5V‑4.5V），进行缓冲隔离、差值运算、修正，使传送到档位控制模块检测的加速踏板位置信号对应的速度信号与实际速度信号一致，有利于控制器ECU有效、准确的控制电动汽车运行状态；踩下加速踏板到下限位置时（平均值信号高于4.5V），晶闸管VTL1触发导通，光电隔离后输出低电平有效中断信息到制动控制模块进行紧急制动，提高了电动汽车运行的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，特别是涉及电动汽车加速踏板信号修正电路。
背景技术
在电动汽车行驶过程中，加速传感器采集加速踏板加速信号，传递给控制器ECU，控制器ECU经过分析、判断，通过执行机构ABS控制电机输出的转速和功率，实现加速踏板踏下时转速升高，抬起时转速下降，传感器采集的微弱信号在传输过程易衰减且受外界环境干扰，准确性、可靠性差，且加速踏板位置与电动汽车行驶的实际速度有误差，造成控制器ECU不能根据加速踏板信号有效、准确的控制电动汽车运行状态，甚至造成电动汽车失控，引发交通事故。
所以本发明提供一种新的方案来解决此问题。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供电动汽车加速踏板信号修正电路，具有构思巧妙、人性化设计的特性，通过双路传感器检测、修正，使传送到档位控制模块检测的加速踏板位置信号对应的速度信号与实际速度信号一致，有利于控制器ECU有效准确的控制电动汽车运行状态，异常信号时低电平有效中断信息到制动控制模块进行紧急制动，提高了电动汽车运行的安全性。
其解决的技术方案是，包括行程信号采集电路、极限位置信号触发电路、正常位置信号优化电路，其特征在于，所述行程信号采集电路将两路位移传感器采集的0-5V加速踏板行程位移信号，经电阻R1、R2、电感L1、L2、电容C2、C3、C4组成的滤波电路、运算放大器AR1为核心的加法电路进行比例加法运算、运算放大器AR2为核心的比例放大电路进行1/2比例运算，得出两路测量信号的平均值，平均值信号一路加到晶闸管VTL1、稳压管Z1、电阻R10、电容C4组成的极限位置信号触发电路，位置信号过高时，晶闸管VTL1触发导通，光电隔离后输出中断信息到制动控制模块进行紧急制动，另一路经电阻R11传输到电压跟随器AR3的输入端，缓冲隔离后信号进入运算放大器AR5为核心的减法器与检测的速度信号进行减法运算得出差值信号，差值信号经电阻R15加到运算放大器AR4为核心的加法电路的反相输入端与同时流入的缓冲隔离后号进行加法运算，计算出修正测量数据传输到档位控制模块；
所述正常位置信号优化电路包括电压跟随器AR3，电压跟随器AR3的同相输入端经电阻R11、稳压管Z2接滤除多余噪声信号后的原始测量信号，电压跟随器AR3的反相输入端通过电阻R12连接电压跟随器AR3的输出端，电压跟随器AR3的输出端缓冲隔离后信号一路进入运算放大器AR5的同相输入端与运算放大器AR5的反向输入端检测的电动汽车速度信号反相比例减法运算，调节反馈电阻R13和电位器RP1的阻值，可调节反相比例系数，运算放大器AR5的输出端输出的差值信号经电阻R15 加到运算放大器AR4的反相输入端与同时流入的缓冲隔离后号进行反相比例加法运算，调节反馈电阻R16和电阻R14、电阻R15的阻值，可调节反相比例系数，计算出修正测量数据传输到档位控制模块。
优选地，所述极限位置信号触发电路包括晶闸管VTL1，晶闸管VTL1的阳极和稳压管Z1的负极连接滤除多余噪声信号后的原始测量信号，晶闸管VTL1的控制极分别连接电容C4的一端、电阻R10的一端，晶闸管VTL1的阴极分别连接电容C4的另一端、电阻R10的另一端、电阻R18的一端，电阻R18的另一端连接光电耦合器U1 的引脚1，光电耦合器U1 的引脚2通过电阻R19连接地，光电耦合器U1 的引脚3连接地，光电耦合器U1 的引脚4经上拉电阻R10连接到制动控制模块进行紧急制动。
由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：
1, 加速踏板顶面和底面分别设置位移传感器，两路检测信号经LC、差动噪声抑制滤波后，进行比例加法运算、1/2比例衰减运算，得出两路测量信号的平均值，提高了测量精度；踩下加速踏板在正常位置时（平均值信号为0.5V-4.5V），进行缓冲隔离、差值运算、修正，使传送到档位控制模块检测的加速踏板位置信号对应的速度信号与实际速度信号一致，有利于控制器ECU有效、准确的控制电动汽车运行状态；
2，踩下加速踏板到下限位置时（平均值信号高于4.5V），晶闸管VTL1触发导通，光电隔离后输出低电平有效中断信息到制动控制模块进行紧急制动，提高了电动汽车运行的安全性。
附图说明
图1为本发明电动汽车加速踏板信号修正电路的模块图。
图2为本发明电动汽车加速踏板信号修正电路的电路原理图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图2对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。
实施例一，电动汽车加速踏板信号修正电路，所述行程信号采集电路将两路位移传感器采集的0-5V加速踏板行程位移信号，经电阻R1、R2、电感L1、L2、电容C2、C3、C4组成的滤波电路、运算放大器AR1为核心的加法电路进行比例加法运算、运算放大器AR2为核心的比例放大电路进行1/2比例运算，得出两路测量信号的平均值，平均值信号一路加到晶闸管VTL1、稳压管Z1、电阻R10、电容C4组成的极限位置信号触发电路，位置信号过高时（高于4.5V时），晶闸管VTL1触发导通，光电隔离后输出低电平有效中断信息到制动控制模块进行紧急制动，位置信号正常时（0V-4.5V时），经电阻R11传输到电压跟随器AR3的输入端，缓冲隔离后信号进入运算放大器AR5为核心的减法器与检测的速度信号进行减法运算得出差值信号，差值信号经电阻R15加到运算放大器AR4为核心的加法电路的反相输入端与同时流入的缓冲隔离后号进行加法运算，计算出修正测量数据，使传送到档位控制模块检测的加速踏板位置信号对应的速度信号与实际速度信号一致；所述正常位置信号优化电路首先对0.5V-4.5V的平均值信号进行缓冲隔离、差值运算、修正，使传送到档位控制模块检测的加速踏板位置信号对应的速度信号与实际速度信号一致，包括电压跟随器AR3，电压跟随器AR3的同相输入端经电阻R11、稳压管Z2接滤除多余噪声信号后的原始测量信号，电压跟随器AR3的反相输入端通过电阻R12连接电压跟随器AR3的输出端，电压跟随器AR3的输出端缓冲隔离后信号一路进入运算放大器AR5的同相输入端与运算放大器AR5的反向输入端检测的电动汽车速度信号（电动汽车速度信号可由型号为BW-1002的速度传感器检测所得，此为现有技术，在此不再详述）反相比例减法运算，电容C6为电动汽车速度信号的滤波电容，调节反馈电阻R13和电位器RP1的阻值，可调节反相比例系数，运算放大器AR5的输出端输出的差值信号（此为修正信号）经电阻R15 加到运算放大器AR4的反相输入端与同时流入的缓冲隔离后信号进行反相比例加法运算，调节反馈电阻R16和电阻R14、电阻R15的阻值，可调节反相比例系数，计算出修正测量数据传输到档位控制模块，使传送到档位控制模块检测的加速踏板位置信号对应的速度信号与实际速度信号一致。
实施例二，在实施例一的基础上，所述极限位置信号触发电路用于当踩下加速踏板到下限位置时，晶闸管VTL1触发导通，光电隔离后输出中断信息到制动控制模块进行紧急制动，包括晶闸管VTL1，晶闸管VTL1的阳极和稳压管Z1的负极连接平均值信号，当平均值信号高于稳压管Z1的稳压值4.5V时，4.5V经电阻R10分压后加到晶闸管VTL1的控制极，电容C4为缓冲电容，晶闸管VTL1导通，晶闸管VTL1的阴极电压为晶闸管VTL1阳极电压，此电压经电阻R18 连接到光电耦合器U1 的引脚1，光电耦合器U1 的引脚2通过电阻R19连接地，光电耦合器U1导通，由于光电耦合器U1 的引脚3连接地，光电耦合器U1 的引脚4分别连接电阻R10的一端、制动控制模块，电阻R10的另一端连接电源+5V，光电隔离后输出低电平有效中断信息到制动控制模块，进行紧急制动。
实施例三，在实施例二的基础上，所述行程信号采集电路包括型号为WY-01的位移传感器H1、位移传感器H2，位移传感器H1的引脚1连接电源+12V，位移传感器H1的引脚3连接地，电容C1为位移传感器H1的电源滤波电容，位移传感器H2的引脚1连接电源+12V，位移传感器H2的引脚3连接地，电容C2为位移传感器H1的电源滤波电容，位移传感器H1的引脚2输出检测加速踏板顶面到底面的行程位移信号转换的0-5V电压信号和位移传感器H2检测加速踏板底面到顶面的行程位移信号转换的0-5V电压信号，进入电阻R1、R2、电感L1、L2、电容C2、C3、C4组成的滤波电路，其中感L1、电容C2构成位移传感器H1输出电压的LC滤波，其中感L2、电容C4构成位移传感器H2输出电压的LC滤波，电容C2、C3、C4为两路电压信号的差动噪声抑制电容，调节电容C3可调节噪声滤波性能，滤除多余噪声信号后将原始测量信号分别经电阻R3、R4传输到运算放大器AR1的反相输入端，运算放大器AR1的同相输入端通过平衡电阻R6连接地，电阻R5为反馈电阻，其构加法电路进行比例加法运算，之后经电阻R7送入运算放大器AR2的反相输入端，运算放大器AR2的同相输入端通过平衡电阻R9连接地，电阻R8为反馈电阻，其构成比例放大电路，设置电阻R8和电阻R7的比值为1:2，进行1/2比例运算，得出两路测量信号的平均值。
本发明具体使用时，型号为WY-01的位移传感器H1、位移传感器H2分别检测的加速踏板顶面到底面的行程位移信号转换的0-5V电压信号和底面到顶面的行程位移信号转换的0-5V电压信号，进入电阻R1、R2、电感L1、L2、电容C2、C3、C4组成的滤波电路，滤除多余噪声信号，获得原始测量信号，分别经电阻R3、R4传输到运算放大器AR1的反相输入端，运算放大器AR1的同相输入端通过平衡电阻R6连接地，电阻R5为反馈电阻，其构加法电路进行比例加法运算，之后经电阻R7送入运算放大器AR2的反相输入端，运算放大器AR2的同相输入端通过平衡电阻R9连接地，电阻R8为反馈电阻，其构成比例放大电路，进行1/2比例运算，得出两路测量信号的平均值，提高了测量精度，正常位置信号时（平均值信号0.5V-4.5V）的平均值信号经电压跟随器AR3缓冲隔离后信号一路进入运算放大器AR5的同相输入端与运算放大器AR5的反向输入端检测的电动汽车速度信号反相比例减法运算，运算放大器AR5的输出端输出差值信号（此为修正信号）经电阻R15 加到运算放大器AR4的反相输入端与同时流入的缓冲隔离后信号进行反相比例加法运算，调节反馈电阻R16和电阻R14、电阻R15的阻值，可调节反相比例系数，计算出修正测量数据传输到档位控制模块，使传送到档位控制模块检测的加速踏板位置信号对应的速度信号与实际速度信号一致，有利于控制器ECU有效、准确的控制电动汽车运行状态；下限位置信号时（平均值信号高于稳压管Z1的稳压值4.5V），4.5V经电阻R10分压后加到晶闸管VTL1的控制极，晶闸管VTL1导通，晶闸管VTL1的阴极电压为晶闸管VTL1阳极电压，此电压经电阻R18 连接到光电耦合器U1 输入端，光电耦合器U1导通，输出低电平有效中断信息到制动控制模块，进行紧急制动，提高了电动汽车运行的安全性。
以上所述是结合具体实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施仅局限于此；对于本发明所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本发明技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本发明保护范围之内。
Claims (3)
1.电动汽车加速踏板信号修正电路，包括行程信号采集电路、极限位置信号触发电路、正常位置信号优化电路，其特征在于，所述行程信号采集电路将两路位移传感器采集的0-5V加速踏板行程位移信号，经电阻R1、R2、电感L1、L2、电容C2、C3、C4组成的滤波电路、运算放大器AR1为核心的加法电路进行比例加法运算、运算放大器AR2为核心的比例放大电路进行1/2比例运算，得出两路测量信号的平均值，平均值信号一路加到晶闸管VTL1、稳压管Z1、电阻R10、电容C5组成的极限位置信号触发电路，位置信号过高时，晶闸管VTL1触发导通，光电隔离后输出中断信息到制动控制模块进行紧急制动，另一路经电阻R11传输到电压跟随器AR3的输入端，缓冲隔离后信号进入运算放大器AR5为核心的减法器与检测的速度信号进行减法运算得出差值信号，差值信号经电阻R15加到运算放大器AR4为核心的加法电路的反相输入端与同时流入的缓冲隔离后号进行加法运算，计算出修正测量数据传输到档位控制模块；
所述正常位置信号优化电路包括电压跟随器AR3，电压跟随器AR3的同相输入端经电阻R11、稳压管Z2接滤除多余噪声信号后的原始测量信号，电压跟随器AR3的反相输入端通过电阻R12连接电压跟随器AR3的输出端，电压跟随器AR3的输出端缓冲隔离后信号一路进入运算放大器AR5的同相输入端与运算放大器AR5的反向输入端检测的电动汽车速度信号反相比例减法运算，调节反馈电阻R13和电位器RP1的阻值，可调节反相比例系数，运算放大器AR5的输出端输出的差值信号经电阻R15 加到运算放大器AR4的反相输入端与同时流入的缓冲隔离后号进行反相比例加法运算，调节反馈电阻R16和电阻R14、电阻R15的阻值，可调节反相比例系数，计算出修正测量数据传输到档位控制模块。
2.如权利要求1所述电动汽车加速踏板信号修正电路，其特征在于，所述极限位置信号触发电路包括晶闸管VTL1，晶闸管VTL1的阳极和稳压管Z1的负极连接滤除多余噪声信号后的原始测量信号，晶闸管VTL1的控制极分别连接电容C5的一端、电阻R10的一端，晶闸管VTL1的阴极分别连接电容C5的另一端、电阻R10的另一端、电阻R18的一端，电阻R18的另一端连接光电耦合器U1 的引脚1，光电耦合器U1 的引脚2通过电阻R19连接地，光电耦合器U1的引脚3连接地，光电耦合器U1 的引脚4经上拉电阻R10连接到制动控制模块进行紧急制动。
3.如权利要求1所述电动汽车加速踏板信号修正电路，其特征在于，所述行程信号采集电路包括型号为WY-01的位移传感器H1、位移传感器H2，位移传感器H1检测的加速踏板顶面到底面的行程位移信号转换为0-5V电压信号和位移传感器H2检测的加速踏板底面到顶面的行程位移信号转换为0-5V电压信号，进入电阻R1、R2、电感L1、L2、电容C2、C3、C4组成的滤波电路，调节电容C3可调节噪声滤波性能，滤除多余噪声信号后将原始测量信号分别经电阻R3、R4传输到运算放大器AR1的反相输入端，运算放大器AR1的同相输入端通过平衡电阻R6连接地，电阻R5为反馈电阻，其构加法电路进行比例加法运算，之后经电阻R7送入运算放大器AR2的反相输入端，运算放大器AR2的同相输入端通过平衡电阻R9连接地，电阻R8为反馈电阻，其构成比例放大电路，设置电阻R8和电阻R7的比值为1:2，进行1/2比例运算，得出两路测量信号的平均值。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20190926 Address after: 224000 Qiaozhuang Village, Yanlong Street, Yandu District, Yancheng City, Jiangsu Province, 2 Groups and 1 Building (D) Applicant after: JIANGSU AIPAI ELECTRIC VEHICLE CO.,LTD. Address before: Nanyang City, Henan province 474450 Tao He Xiang Yang Huo Cun eight group No. 190 Applicant before: Yang Xin |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Electric vehicle accelerator pedal signal correction circuit Effective date of registration: 20210526 Granted publication date: 20191025 Pledgee: Yancheng Yandu sub branch of China Construction Bank Co.,Ltd. Pledgor: JIANGSU AIPAI ELECTRIC VEHICLE Co.,Ltd. Registration number: Y2021980004037 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20221025 Granted publication date: 20191025 Pledgee: Yancheng Yandu sub branch of China Construction Bank Co.,Ltd. Pledgor: JIANGSU AIPAI ELECTRIC VEHICLE CO.,LTD. Registration number: Y2021980004037 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Electric Vehicle Accelerator Pedal Signal Correction Circuit Effective date of registration: 20221026 Granted publication date: 20191025 Pledgee: Yancheng Yandu sub branch of China Construction Bank Co.,Ltd. Pledgor: JIANGSU AIPAI ELECTRIC VEHICLE CO.,LTD. Registration number: Y2022980019726 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |