CN107972488B - 教练车主动安全防护系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种教练车主动安全防护系统，包括整车控制器、方向盘控制器和与所述方向盘控制器相连的方向盘总成，所述方向盘总成上固定有用于采集驾驶员心率的心率采集机构，所述心率采集机构与所述方向盘控制器相连，所述方向盘控制器与所述整车控制器相连，所述整车控制器与电机控制器相连，所述电机控制器与驱动电机相连，所述整车控制器还经加速踏板屏蔽模块与加速踏板总成相连。本发明采用上述结构的教练车主动安全防护系统，通过设置心率采集机构，避免了学员在刚开始练习驾驶技术时，因为对车辆操控不熟悉和遇到紧急情况紧张而造成的车辆误操作，既保护了学员安全，又降低了经济损失。

Description

教练车主动安全防护系统
技术领域
本发明涉及一种汽车安全防护技术，尤其涉及一种教练车主动安全防护系统。
背景技术
随着汽车产业发展，汽车已经越来越多的进入人们的生活，学习车辆驾驶技术的学员急速增加。但是由于部分学员属于初次接触驾驶汽车，当在学习中遇到紧急情况时，无法对车辆做出正确操作，往往因为慌乱误将加速踏板当成制动踏板，而现有的教练车并不具备针对此的安全防护系统，从而导致不必要的事故发生。
发明内容
本发明的目的是提供一种教练车主动安全防护系统，通过设置心率采集机构，避免了学员在刚开始练习驾驶技术时，因为对车辆操控不熟悉和遇到紧急情况紧张而造成的车辆误操作，既保护了学员安全，又降低了经济损失。
为实现上述目的，本发明提供了一种教练车主动安全防护系统，包括整车控制器、方向盘控制器和与所述方向盘控制器相连的方向盘总成，所述方向盘总成上固定有用于采集驾驶员心率的心率采集机构，所述心率采集机构与所述方向盘控制器相连，所述方向盘控制器与所述整车控制器相连，所述整车控制器与电机控制器相连，所述电机控制器与驱动电机相连，所述整车控制器还经加速踏板屏蔽模块与加速踏板总成相连。
优选的，所述心率采集机构包括关于所述方向盘总成的圆心对称布置的第一心率脉搏传感器和用于校准所述第一心率脉搏传感器的第二心率脉搏传感器。
优选的，所述方向盘控制器为TM899微控制器，所述第一心率脉搏传感器的第一输出端与所述TM899微控制器的AIN引脚相连，所述第一心率脉搏传感器的第二输出端与所述第二心率脉搏传感器的第一输出端串联后与所述 TM899微控制器的COM1引脚相连，所述第二心率脉搏传感器的第二输出端与所述TM899微控制器的AIP引脚相连，所述TM899微控制器的VDD引脚和OUT 引脚均与所述整车控制器输入端相连，所述整车控制器输出端与所述电机控制器输入端相连，所述电机控制器输出端与所述驱动电机相连。
优选的，所述整车控制器输出端上还连接有用于紧急制动的ABS控制器和用于屏蔽加速踏板信号的所述加速踏板屏蔽模块。
优选的，所述加速踏板屏蔽模块为由光电耦合器、三极管和继电器构成的加速踏板屏蔽电路，所述光电耦合器的发光器输入端经电阻R11接地，所述发光器输出端与所述整车控制器的P0.4引脚相连，所述光电耦合器的受光器输入端连接VCC，所述受光器输出端经电阻R12连接所述三极管基极，所述三极管的发射极 接地，所述三极管的集电极与所述继电器的线圈一端相连，所述线圈另一端与VCC相连，所述线圈两端还并联有保护二极管CT，所述继电器静触点与所述整车控制器输出端相连，所述继电器的动断触点接在所述加速踏板总成的加速踏板传感器和变速器控制器之间，所述继电器的动合触点接地。
优选的，所述心率采集机构经卡扣卡接在所述方向盘总成靠近所述驾驶员的一侧。
一种安全防护方法，整车进入启动状态后，所述第一心率脉搏传感器采集所述驾驶员的初始心率值L1,所述第二心率脉搏传感器采集所述驾驶员的校准心率值L2，并将所述初始心率值L1和所述校准心率值L2传入所述方向盘控制器进行比较校准，确定所述初始心率值L1是否为常规心率值L，即当 (所述初始心率值L1-所述校准心率值L2)/所述校准心率值L2>＝设定误差值H时，所述初始心率值L1不为所述常规心率值L，继续取值，直至(所述初始心率值L1-所述校准心率值L2)/所述校准心率值L2<所述设定误差值H，则取当前所述初始心率值L1为所述常规心率值L，并将当前所述常规心率值 L写入所述方向盘控制器，所述第一心率脉搏传感器继续采集所述驾驶员实时心率L3并传入所述方向盘控制器，所述方向盘控制器将所述实时心率L3 与所述常规心率值L进行比较，确定心率变化率V＝(所述实时心率L3-所述常规心率值L)/所述常规心率值L，当所述心率变化率V>＝110％且<130％时，进入一级响应状态，即所述整车控制器经所述加速踏板屏蔽模块屏蔽所述加速踏板总成发送的加速信号，直至整车重新启动；当所述心率变化率V>＝130％时，所述整车控制器屏蔽所述加速踏板总成加速信号的同时，经所述电机控制器控制所述驱动电机进入制动发电模式，且控制ABS控制器进入紧急制动状态，直至整车重新启动。
优选的，所述设定误差值H取0.01。
因此，本发明采用上述结构的教练车主动安全防护系统，通过设置心率采集机构，避免了学员在刚开始练习驾驶技术时，因为对车辆操控不熟悉和遇到紧急情况紧张而造成的车辆误操作，既保护了学员安全，又降低了经济损失。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的实施例一种教练车主动安全防护系统的结构框图；
图2为本发明的实施例一种教练车主动安全防护系统的电路原理图；
图3为本发明的实施例一种教练车主动安全防护系统的心率采集机构安装结构图。
其中：1、心率采集机构；10、第一心率脉搏传感器；11、第二心率脉搏传感器；2、方向盘控制器；3、整车控制器；4、ABS控制器；5、驱动电机；6、加速踏板总成；7、加速踏板屏蔽模块；8、电机控制器。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
图1为本发明的实施例一种教练车主动安全防护系统的结构框图，如图 1所示，本发明提供了一种教练车主动安全防护系统，包括整车控制器3、方向盘控制器2和与方向盘控制器2相连的方向盘总成，方向盘总成上固定有用于采集驾驶员心率的心率采集机构1，心率采集机构1与方向盘控制器2 相连，方向盘控制器2与整车控制器3相连，整车控制器3与电机控制器8 相连，电机控制器8与驱动电机5相连，整车控制器3还经加速踏板屏蔽模块7与加速踏板总成6相连，通过设置心率采集机构1，当学员产生误操作时肾上腺素分泌增加,促使心跳急剧加快，直至整车控制器3接收的心率信息超过设定值时，控制驱动电机5制动的同时屏蔽加速信号，从而避免了学员在刚开始练习驾驶技术时，因为对车辆操控不熟悉和遇到紧急情况紧张而造成的车辆误操作，既保护了学员安全，又降低了经济损失。
图3为本发明的实施例一种教练车主动安全防护系统的心率采集机构1 安装结构图，如图3所示，心率采集机构1包括关于方向盘总成的圆心对称布置的第一心率脉搏传感器10和用于校准第一心率脉搏传感器10的第二心率脉搏传感器11，具体的，心率采集机构1经卡扣卡接在方向盘总成靠近驾驶员的一侧，安装便捷，便于维修。
图2为本发明的实施例一种教练车主动安全防护系统的电路原理图，如图2所示，方向盘控制器2为TM899微控制器，第一心率脉搏传感器10的第一输出端与TM899微控制器的AIN引脚相连，第一心率脉搏传感器10的第二输出端与第二心率脉搏传感器11的第一输出端串联后与TM899微控制器的COM1引脚相连，第二心率脉搏传感器11的第二输出端与TM899微控制器的 AIP引脚相连，TM899微控制器的VDD引脚和OUT引脚均与整车控制器3输入端相连，整车控制器3输出端与电机控制器8输入端相连，电机控制器8输出端与驱动电机5相连，整车控制器3输出端上还连接有用于紧急制动的ABS 控制器4和用于屏蔽加速踏板信号的加速踏板屏蔽模块7。加速踏板屏蔽模块7为由光电耦合器、三极管和继电器构成的加速踏板屏蔽电路，光电耦合器的发光器输入端经电阻R11接地，发光器输出端与整车控制器3的P0.4引脚相连，光电耦合器的受光器输入端连接VCC，受光器输出端经电阻R12连接三极管基极，三极管的发射极 接地，三极管的集电极与继电器的线圈一端相连，线圈另一端与VCC相连，线圈两端还并联有保护二极管CT，继电器静触点与整车控制器3输出端相连，继电器的动断触点接在加速踏板总成6的加速踏板传感器和变速器控制器之间，继电器的动合触点接地，实现当整车控制器3接收到的心率信息大于设定值时，整车控制器3向光电耦合器发送电信号，经光电耦合器过滤后输出到三极管基极，然后由三极管集电极流向继电器线圈，动断触点断开，动合触点闭合，实现加速踏板的信号屏蔽。
一种安全防护方法，整车进入启动状态后，第一心率脉搏传感器10采集驾驶员的初始心率值L1,第二心率脉搏传感器11采集驾驶员的校准心率值 L2，并将初始心率值L1和校准心率值L2传入方向盘控制器2进行比较校准，确定初始心率值L1是否为常规心率值L，即当(初始心率值L1-校准心率值 L2)/校准心率值L2>＝设定误差值H时，优选的，设定误差值H取0.01，初始心率值L1不为常规心率值L，继续取值，直至(初始心率值L1-校准心率值L2)/校准心率值L2<设定误差值H，则取当前初始心率值L1为常规心率值L，并将当前常规心率值L写入方向盘控制器2，第一心率脉搏传感器10 继续采集驾驶员实时心率L3并传入方向盘控制器2，方向盘控制器2将实时心率L3与常规心率值L进行比较，确定心率变化率V＝(实时心率L3-常规心率值L)/常规心率值L，当心率变化率V>＝110％且<130％时，进入一级响应状态，即整车控制器3经加速踏板屏蔽模块7屏蔽加速踏板总成6发送的加速信号，直至整车重新启动；当心率变化率V>＝130％时，整车控制器3屏蔽加速踏板总成6加速信号的同时，经电机控制器8控制驱动电机5进入制动发电模式，且控制ABS控制器4进入紧急制动状态，直至整车重新启动。
因此，本发明采用上述结构的教练车主动安全防护系统，通过设置心率采集机构，避免了学员在刚开始练习驾驶技术时，因为对车辆操控不熟悉和遇到紧急情况紧张而造成的车辆误操作，既保护了学员安全，又降低了经济损失。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种教练车主动安全防护系统，包括整车控制器、方向盘控制器和与所述方向盘控制器相连的方向盘总成，其特征在于：所述方向盘总成上固定有用于采集驾驶员心率的心率采集机构，所述心率采集机构与所述方向盘控制器相连，所述方向盘控制器与所述整车控制器相连，所述整车控制器与电机控制器相连，所述电机控制器与驱动电机相连，所述整车控制器还经加速踏板屏蔽模块与加速踏板总成相连；
所述心率采集机构包括关于所述方向盘总成的圆心对称布置的第一心率脉搏传感器和用于校准所述第一心率脉搏传感器的第二心率脉搏传感器；
根据上述教练车主动安全防护系统的安全防护方法，整车进入启动状态后，所述第一心率脉搏传感器采集所述驾驶员的初始心率值L1，所述第二心率脉搏传感器采集所述驾驶员的校准心率值L2，并将所述初始心率值L1和所述校准心率值L2传入所述方向盘控制器进行比较校准，确定所述初始心率值L1是否为常规心率值L，即当(所述初始心率值L1-所述校准心率值L2)/所述校准心率值L2＞＝设定误差值H时，所述初始心率值L1不为所述常规心率值L，继续取值，直至(所述初始心率值L1-所述校准心率值L2)/所述校准心率值L2＜所述设定误差值H，则取当前所述初始心率值L1为所述常规心率值L，并将当前所述常规心率值L写入所述方向盘控制器，所述第一心率脉搏传感器继续采集所述驾驶员实时心率L3并传入所述方向盘控制器，所述方向盘控制器将所述实时心率L3与所述常规心率值L进行比较，确定心率变化率V＝(所述实时心率L3-所述常规心率值L)/所述常规心率值L，当所述心率变化率V＞＝110％且＜130％时，进入一级响应状态，即所述整车控制器经所述加速踏板屏蔽模块屏蔽所述加速踏板总成发送的加速信号，直至整车重新启动；当所述心率变化率V＞＝130％时，所述整车控制器屏蔽所述加速踏板总成加速信号的同时，经所述电机控制器控制所述驱动电机进入制动发电模式，且控制ABS控制器进入紧急制动状态，直至整车重新启动。
2.根据权利要求1所述的一种教练车主动安全防护系统，其特征在于：所述方向盘控制器为TM899微控制器，所述第一心率脉搏传感器的第一输出端与所述TM899微控制器的AIN引脚相连，所述第一心率脉搏传感器的第二输出端与所述第二心率脉搏传感器的第一输出端串联后与所述TM899微控制器的COM1引脚相连，所述第二心率脉搏传感器的第二输出端与所述TM899微控制器的AIP引脚相连，所述TM899微控制器的VDD引脚和OUT引脚均与所述整车控制器输入端相连，所述整车控制器输出端与所述电机控制器输入端相连，所述电机控制器输出端与所述驱动电机相连。
3.根据权利要求2所述的一种教练车主动安全防护系统，其特征在于：所述整车控制器输出端上还连接有用于紧急制动的ABS控制器和用于屏蔽加速踏板信号的所述加速踏板屏蔽模块。
4.根据权利要求3所述的一种教练车主动安全防护系统，其特征在于：所述加速踏板屏蔽模块为由光电耦合器、三极管和继电器构成的加速踏板屏蔽电路，所述光电耦合器的发光器输入端经电阻R11接地，所述发光器输出端与所述整车控制器的P0.4引脚相连，所述光电耦合器的受光器输入端连接VCC，所述受光器输出端经电阻R12连接所述三极管基极，所述三极管的发射极 接地，所述三极管的集电极与所述继电器的线圈一端相连，所述线圈另一端与VCC相连，所述线圈两端还并联有保护二极管CT，所述继电器静触点与所述整车控制器输出端相连，所述继电器的动断触点接在所述加速踏板总成的加速踏板传感器和变速器控制器之间，所述继电器的动合触点接地。
5.根据权利要求4所述的一种教练车主动安全防护系统，其特征在于：所述心率采集机构经卡扣卡接在所述方向盘总成靠近所述驾驶员的一侧。
6.根据权利要求1所述的一种教练车主动安全防护系统，其特征在于：所述设定误差值H取0.01。
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