CN203965852U - 一种实现加速踏板位置信号自定义控制的装置 - Google Patents

Abstract

一种实现加速踏板位置信号自定义控制的装置，包含：微控制单元、油门踏板、制动踏板、上位机、高速数/模模块、整车线束和整车电池。采用本实用新型的装置，可以通过改变输入至整车线束的信号，从信号的角度直接定义加速踏板位置信号，从而通过上位机，方便地编辑油门变化规律，具有很好的灵活性。

Description

一种实现加速踏板位置信号自定义控制的装置

技术领域

本实用新型涉及控制技术，本实用新型尤其涉及实现加速踏板位置信号自定义的控制技术。

背景技术

通常，车辆在进行某些法规测试或者相关标定时，例如，对变速箱换挡规律进行标定等等，需要油门开度按一定规律变化。

如果通过肌力(通常是脚踩)去控制加速踏板，是不可能实现对加速踏板位置信号的自定义进行精确控制的，而且通过肌力去精确控制油门，会导致车辆驾驶者的精力过度集中于脚部用力对油门的控制，而不利于实验时行车的安全。

对于这一问题，现有的解决方式是，

(i) 通过CAN总线读取加速踏板位置信号，并显示在电脑屏幕或者其他设备上，驾驶员根据所显示的加速踏板位置信号来控制油门。该方式属于肌力控制的一种。对于让油门保持的工作状况，该方式的效果尚可，但对驾驶员的操控技术要求较高。而对于油门快速变化的工作状况，该方法就难以获得理想的效果了。

通过机器人来驱动加速踏板。该方式的缺点在于，实验之前需要标定踏板行程和电信号之间的对应关系。该方法对设备的安装也有较高的要求。另外，机器人的成本高昂，体积大，不适合随车实验。

本实用新型所公开的装置是通过改变输入至整车线束的信号，从信号的角度直接定义加速踏板位置信号，可以通过上位机，方便地编辑油门变化规律，具有很好的灵活性。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种实现加速踏板位置信号自定义控制的装置。

按照本实用新型的一个方面，提供了一种实现加速踏板位置信号自定义控制的装置，包含：微控制单元；油门踏板，与微控制单元的模/数端口耦合；制动踏板，与微控制单元的输入端口耦合；上位机，通过串口模块与微控制单元耦合，用来根据油门踏板的位置信号，自定义车辆的油门特性，并下载至微控制单元中；高速数/模模块，微控制单元的输出端通过串行外设接口与数/模模块的输入端耦合；整车线束，所述高速数/模模块的输出和整车线束耦合；整车电池，用来通过车载线束对油门踏板和微控制单元供电。

按照本实用新型第一个方面提供的装置中，油门踏板中集成有加速踏板位置传感器，用来探测所述油门踏板的位置，并且，所述油门踏板与所述微控制单元的输入端的耦合是通过集成在所述油门踏板中的所述加速踏板位置传感器与所述微控制单元的输入端的耦合来实现的。

在按照本实用新型第一个方面提供的装置中，加速踏板位置传感器与微控制单元的输入端的耦合是通过第一输入接口耦合到微控制单元的A/D0端口和A/D1端口来实现的。

在按照本实用新型第一个方面提供的装置中，高速数/模模块的输出端还并联连接到所述微控制单元的A/D2端口和A/D3端口。在按照本实用新型第一个方面提供的装置中，高速数/模模块与整车线束的耦合是通过将高速数/模模块的输出端和一输出接口耦合，然后再将输出接口和整车线束耦合来实现的，并且高速数/模模块和输出接口之间串接有常闭开关，常闭开关靠近输出接口的一侧并联有下拉至地电位的下拉电阻。在按照本实用新型第一个方面提供的装置中，制动踏板中集成有制动踏板位置传感器，用来探测制动踏板的位置，并且，制动踏板与微控制单元的输入端的耦合是通过集成在制动踏板中的制动踏板位置传感器与微控制单元的输入端的耦合来实现的。在按照本实用新型第一个方面提供的装置中，制动踏板位置传感器与微控制单元的输入端的耦合是通过第二输入接口耦合到微控制单元的输入端的。在按照本实用新型第一个方面提供的装置中，微控制单元的DO1端和DO1端耦合有由状态指示灯和蜂鸣器组成的串联电路，用来指示装置的工作状态以及是否出现故障。在按照本实用新型第一个方面提供的装置中，整车电池通过接地方式，对所述油门踏板、所述微控制单元、下拉电阻以及整车线束进行供电。采用本实用新型的装置，可以通过改变输入至整车线束的信号，从信号的角度直接定义加速踏板位置信号，从而通过上位机，方便地编辑油门变化规律，具有很好的灵活性。

附图说明

图1示意示出本实用新型实现加速踏板位置信号自定义的控制装置。

具体实施方式

下面参照附图，描述本实用新型的实现加速踏板位置信号自定义的控制装置。

如图1所示。

首先，上位机11定义待试车辆的油门特性（比如让油门信号呈线性变化或者阶跃变化，等等），并通过串口模块12，将所定义的油门特性下载至微控制单元（MCU，Micro Control Unit）中。

上位机是相对于下位机而言的。上位机指的是可以直接发出指令的计算机。下位机是直接控制设备、获取设备状况的计算机。

上位机通常是个人电脑或者主机，其屏幕上显示各种信号的变化。而下位机一般是单片机或从属计算机。上位机发出的指令首先给下位机，下位机根据指令解释成相应的时序信号直接控制相应的设备。下位机还不时地读取设备的状态数据并反馈给上位机。

油门踏板113中，集成有加速踏板位置传感器，用来探测油门踏板113的位置。

和油门踏板113中所集成的加速踏板位置传感器，均由整车电池通过整车线束19来供电。

通过串行外设接口（SPI，Serial Peripheral Interface）总线与高速数/模(D/A)模块16耦合，用以控制高速D/A模块16输出的二路电信号至整车线束19。

输入到MCU13的数/模（A/D）端口的信号有：

从集成在油门踏板113内的加速踏板位置传感器，通过第一输入接口输入到MCU13的A/D0端口和A/D1端口的信号，以及

从高速数/模（D/A）模块16的输出端反馈到MCU13的A/D2和A/D3二端口的信号和通过第二输入接口输入到MCU13的制动踏板位置传感器的信号，这里，制动踏板位置传感器集成在制动踏板114内，用来探测制动踏板的位置。

的数字输出端口(DO0)和（DO2）对串接的状态指示灯14和蜂鸣器15实施控制，用于指示本实用新型的装置的工作状态（例如，控制器是否上电、通信是否正常、是否正常点亮、是否异常熄灭）以及是否出现故障（例如，控制器供电电压不足，高速数/模（D/A）模块输出信号与上位机设置的油门特性不符，等等，当有故障发生时蜂鸣器报警）。

本实用新型的装置的输出接口18和整车线束19之前串联着一个常闭开关17。

常闭开关17与输出接口18之间的下拉电阻电路110下拉至信号地。

下面将结合具体实例说明本装置的工作方式。

实验前，首先让车辆处于熄火状态，将加速踏板位置传感器的输出接头与整车线束19分离。

由于加速踏板位置传感器是集成在油门踏板113内的，所以，将加速踏板位置传感器的输出接头与整车线束19分离也就是将油门踏板113的输出接头与整车线束19分离。

图1中，所绘出的状态已经是加速踏板位置传感器的输出接头与整车线束19分离后的状态。

这里，将加速踏板位置传感器的输出接头与整车线束19分离，指的是将车辆在正常状态下的油门踏板位置传感器和整车线束19分离开。这样，就可以将本实用新型的装置串联于其中。

随后，在不破坏制动踏板位置传感器与整车线束19的连接的情况下，将加速踏板位置传感器的输出接头与第一输入接口连接，并引出制动踏板位置传感器信号。

加速踏板位置传感器输出接头与第一输入接口的连接方式一般采用线束三通的形式（即，如图1中所示出的油门踏板113的一个输入和两个输出的情况）。而制动踏板114的输出信号既可以输入到原来的整车线束19，也可以输入到本实用新型装置的第二输入接口中。图1中只标识出制动踏板114是输入到本实用新型的装置的第二输入接口的连线形式。

由于采用了本实用新型的装置，本实用新型的装置的输出接口18替代了加速踏板位置传感器输出接头原本与整车线束19的直接连接。

上位机11通过串口线与串口模块12连接，并由测试人员通过目测，确保启动开关处于关断OFF状态，而紧急停止开关17（即图1中所示的常闭开关17）处于接通ON状态。

接着，旋动点火钥匙给车辆上电，但不要启动车辆的发动机。此时，整车电池通过整车线束19向加速踏板位置传感器和其它构件供电，并且启动上位机11、在上位机中定义好实验中油门踏板113的位置信号的变化特性，通过第一输入接口下载至MCU内的闪存（Flash）中。

最后，将车辆熄火，并拔出钥匙，等待预定时间。这里所说的预定时间是可以人为设置的，通常大于30s，只要使得总线休眠即可。

在完成上述实验的前期准备工作后，就可以开始进行实验了。

车辆实验开始时，再次确认启动开关115处于关断OFF状态，而紧急停止开关17（即前面所称的常闭开关17）处于接通ON状态。

然后，使车辆点火，并启动发动机。此刻，由于启动开关115处于关断OFF状态，本实用新型的装置通过输出接口18所输出的电信号的特性与加速踏板位置传感器输入到第一输入接口11的输出信号的特性完全相同。

实验中，当需要油门踏板113的位置信号按照上位机11所设定好的规律变化（如让油门信号线性变化或者阶跃变化等）时，按下启动开关115，使其处于接通ON状态。本实用新型的装置通过输出接口18输出的信号随即按照上位机11中设定好的规律发生变化。

如果在实验的过程中，再次按下启动开关115，使其处于关断OFF状态，或者驾驶员在实验过程中踩下制动器，则本实用新型的装置通过输出接口18输出的信号，与油门踏板113中的加速踏板位置传感器的输出信号相同。

上位机11所定义的油门特性，往往是油门踏板113的位置信号随时间变化的规律。按下启动开关115后，在车辆的实验时间超过上位机11所定义的油门踏板113的位置信号的变化规律时间的长度之后，本实用新型的装置的输出信号与油门踏板113中的位置传感器的输出信号完全相同。

在上述测试过程中，如果本实用新型的装置出现故障，可以按下紧急停止开关17，硬线切断本实用新型的装置的输出信号与整车线束19的连接。并且，耦合在紧急停止开关17与整车线束19之间的下拉电阻电路110和输出接口18被下拉至信号地。所以，在按下紧急停止开关17以后，输入至整车线束19的电信号幅值为0，这样，就确保了实验的安全性。

上文中，参照附图1描述了本实用新型的具体实施例。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本实用新型的原理和精神的情况下，还可以对本实用新型的上述实施例作某些修改和变更。实施例的描述仅仅是为了使本领域中的普通技术人员能够理解、实施本实用新型，不应当将本实用新型理解仅仅限于这些实施例。本实用新型的保护范围由权利要求书所限定。

Claims (9)

1.一种实现加速踏板位置信号自定义控制的装置，包含：

微控制单元；

油门踏板，与所述微控制单元的模/数端口耦合；

制动踏板，与所述微控制单元的输入端口耦合；

上位机，通过串口模块与所述微控制单元耦合，用来根据所述油门踏板的位置信号，自定义车辆的油门特性，并下载至所述微控制单元中；

高速数/模模块，所述微控制单元的输出端通过串行外设接口与所述数/模模块的输入端耦合；

整车线束，所述高速数/模模块的输出和所述整车线束耦合；

整车电池，用来通过所述车载线束对所述油门踏板和所述微控制单元供电。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述油门踏板中集成有加速踏板位置传感器，用来探测所述油门踏板的位置，并且，所述油门踏板与所述微控制单元的的输入端的耦合是通过集成在所述油门踏板中的所述加速踏板位置传感器与所述微控制单元的输入端的耦合来实现的。

3.如权利要求2所述的装置，其中，所述加速踏板位置传感器与所述微控制单元的输入端的耦合是通过第一输入接口耦合到所述微控制单元的A/D0端口和A/D1端口来实现的。

4.如权利要求1所述的装置，其中，所述高速数/模模块的输出端还并联连接到所述微控制单元的A/D2端口和A/D3端口。

5.如权利要求1所述的装置，其中，所述高速数/模模块与所述整车线束的耦合是通过将所述高速数/模模块的输出端和一输出接口耦合，然后再将所述输出接口和所述整车线束耦合来实现的，并且所述高速数/模模块和所述输出接口之间串接有常闭开关，所述常闭开关靠近所述输出接口的一侧并联有下拉至地电位的下拉电阻。

6.如权利要求1所述的装置，其中，所述制动踏板中集成有制动踏板位置传感器，用来探测所述制动踏板的位置，并且，所述制动踏板与所述微控制单元的输入端的耦合是通过集成在所述制动踏板中的所述制动踏板位置传感器与所述微控制单元的输入端的耦合来实现的。

7.如权利要求6所述的装置，其中，所述制动踏板位置传感器与所述微控制单元的输入端的耦合是通过第二输入接口耦合到所述微控制单元的输入端的。

8.如权利要求1所述的装置，其中，所述微控制单元的DO1端和DO1端耦合有由状态指示灯和蜂鸣器组成的串联电路，用来指示所述装置的工作状态以及是否出现故障。

9.如权利要求5所述的装置，其中，所述整车电池通过接地方式，对所述油门踏板、所述微控制单元、下拉电阻以及整车线束进行供电。