CN208254812U - 油门踏板信号模拟器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油门踏板信号模拟器，其中，该模拟器包括：油门踏板信号采集端，用以连接踏板传感器；采样滤波电路，采样滤波电路的输入端与油门踏板信号采集端相连，采样滤波电路通过油门踏板信号采集端对踏板传感器检测到的油门踏板开度信号进行采样滤波；控制单元，包括ADC转换器和DAC转换器，ADC转换器与采样滤波电路的输出端相连，ADC转换器对滤波后的油门踏板开度信号进行AD转换，控制单元通过对转换后的AD值进行分析和判断以识别踏板传感器的引脚信息，并根据踏板传感器的引脚信息和用户输入的油门踏板开度指令，通过DAC转换器获得模拟油门踏板开度信号，以及将模拟油门踏板开度信号发送至车辆电控系统。

Description

油门踏板信号模拟器

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，特别涉及一种油门踏板信号模拟器。

背景技术

在对车辆的动力经济性的开发过程中，需对部分油门开度下的动力性能进行测试，测试人员需要通过踩踏或者油门限位器等机械控制方式将油门踏板开度固定在某一位置，这样会造成测试的精确度较低，误差较大，且在测试的过程中可能会出现信号波动的现象，增加了测试人员的操作难度和劳动强度。

相关技术中，通过运算放大电路和滑动变阻器对原车油门踏板的输出信号进行处理，以得到模拟电压信号，从而固定油门开度值。然而，采用滑动变阻器和运算放大电路，存在运算放大器的零漂以及滑动变阻器可调节性的问题，得到的电压信号的精度较低，稳定性较差。此外，油门踏板传感器在连接时需要人工测量判断其各个引脚对应的信号类型，而且，油门踏板传感器安装位置紧凑、线束较短，操作难度较大，可能还需要破线，损坏原车线路。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种油门踏板信号模拟器，不仅能够提高模拟油门踏板开度信号的精度和稳定性，更加准确地对油门踏板的开度进行模拟，从而更加准确地对车辆的部分油门开度下的动力性能进行测试，而且能够自动识别踏板传感器的引脚信息，大大降低操作难度。

为达到上述目的，本实用新型提出了一种油门踏板信号模拟器，包括：油门踏板信号采集端，所述油门踏板信号采集端用以连接踏板传感器；采样滤波电路，所述采样滤波电路的输入端与所述油门踏板信号采集端相连，所述采样滤波电路通过所述油门踏板信号采集端对所述踏板传感器检测到的油门踏板开度信号进行采样滤波；控制单元，所述控制单元包括ADC转换器和DAC转换器，所述ADC转换器与所述采样滤波电路的输出端相连，所述ADC转换器对滤波后的油门踏板开度信号进行AD转换，所述控制单元通过对转换后的AD值进行分析和判断以识别所述踏板传感器的引脚信息，并根据所述踏板传感器的引脚信息和用户输入的油门踏板开度指令，通过所述DAC转换器获得模拟油门踏板开度信号，以及将模拟油门踏板开度信号发送至车辆电控系统。

根据本实用新型实施例的油门踏板信号模拟器，通过控制单元中的ADC转换器对滤波后的油门踏板开度信号进行AD转换，并通过控制单元对转换后的AD值进行分析和判断以识别所述踏板传感器的引脚信息，以及根据踏板传感器的引脚信息和用户输入的油门踏板开度指令，通过DAC转换器获得模拟油门踏板开度信号，并将模拟油门踏板开度信号发送至车辆电控系统。由此，不仅能够提高模拟油门踏板开度信号的精度和稳定性，以更加准确地对油门踏板的开度进行模拟，从而更加准确地对车辆的部分油门开度下的动力性能进行测试，而且能够自动识别踏板传感器的引脚信息，大大降低操作难度。

另外，根据本实用新型提出的油门踏板信号模拟器还可以具有如下附加的技术特征：

具体地，所述油门踏板信号模拟器还包括：数据选择器单元，所述数据选择器单元的第一输入端与所述油门踏板信号采集端相连，所述数据选择器单元的控制端与所述控制单元相连，所述数据选择器单元的第二输入端与所述DAC转换器的输出端相连，所述数据选择器单元的输出端与所述车辆电控系统相连，所述数据选择器单元在所述控制单元的控制下以第一模式工作时，将所述模拟油门踏板开度信号发送至所述车辆电控系统。

具体地，所述油门踏板信号模拟器还包括模式开关，所述模式开关与所述控制单元相连，所述模式开关用以接收用户输入的模式指令，所述控制单元根据所述用户输入的模式指令控制所述数据选择器单元在第一模式和第二模式之间切换，其中，所述数据选择器单元以第二模式工作时将所述踏板传感器检测到的油门踏板开度信号发送至所述车辆电控系统。

具体地，所述数据选择器单元包括多个二选一的数据选择器。

具体地，所述ADC转换器包括六个采样通道，其中，所述控制单元根据六个采样通道的AD值判断所述踏板传感器的类型和连接情况。

具体地，所述油门踏板信号模拟器还包括电源单元，所述电源单元分别与车用低压电源和所述控制单元相连，所述电源单元根据所述车用低压电源提供的直流电给所述控制单元供电。

具体地，所述油门踏板信号模拟器还包括显示单元，所述显示单元与所述控制单元相连，所述显示单元用以显示所述用户输入的油门踏板开度指令和所述数据选择器单元的工作模式。

具体地，所述油门踏板信号模拟器还包括键盘单元，其中，所述油门踏板开度指令通过所述键盘单元输入。

具体地，所述踏板传感器的类型包括3引脚油门踏板传感器和6引脚油门踏板传感器。

附图说明

图1为根据本实用新型实施例的油门踏板信号模拟器的方框示意图；

图2为根据本实用新型第一方面实施例的油门踏板信号模拟器的方框示意图；

图3为根据本实用新型第二方面实施例的油门踏板信号模拟器的方框示意图；

图4为根据本实用新型第三方面实施例的油门踏板信号模拟器的方框示意图；

图5为根据本实用新型一个具体实施例的6引脚油门踏板传感器的引脚信息；

图6为根据本实用新型一个具体实施例的二选一的数据选择器的工作原理图；

图7为根据本实用新型第四方面实施例的油门踏板信号模拟器的方框示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图来描述本实用新型实施例的油门踏板信号模拟器10。

图1为根据本实用新型实施例的油门踏板信号模拟器的方框示意图。

如图1所示，本实用新型实施例的油门踏板信号模拟器10，包括油门踏板信号采样端A、采样滤波电路100、控制单元200。

其中，油门踏板信号采集端A用以连接踏板传感器；采样滤波电路100的输入端与油门踏板信号采集端A相连，采样滤波电路100通过油门踏板信号采集端A对踏板传感器检测到的油门踏板开度信号进行采样滤波；控制单元200包括ADC转换器210和DAC转换器220，ADC转换器210与采样滤波电路100的输出端相连，ADC转换器210对滤波后的油门踏板开度信号进行AD转换，控制单元200通过对转换后的AD值进行分析和判断以识别踏板传感器的引脚信息，并根据踏板传感器的引脚信息和用户输入的油门踏板开度指令，通过DAC转换器220获得模拟油门踏板开度信号，以及将模拟油门踏板开度信号发送至车辆电控系统。

在本实用新型的一个实施例中，踏板传感器的类型可包括3引脚油门踏板传感器和6引脚油门踏板传感器。踏板传感器可实时对油门踏板的开度进行检测，以生成电压信号，即油门踏板开度信号。踏板传感器输出的油门踏板开度信号通过油门踏板采集端A，可输入至采样滤波电路100。采样滤波电路100对该油门踏板开度信号进行采样滤波处理后，可将处理后的油门踏板开度信号输入ADC转换器210。ADC转换器210对该处理后的油门踏板开度信号进行AD转换，可将该处理后的电压信号转换成数字量，即可将处理后的电压信号转换成AD值。控制单元200通过对该AD值进行分析和判断后，可识别踏板传感器的引脚信息。

其中，ADC转换器210可包括六个采样通道，其中，控制单元200可根据六个采样通道的AD值判断踏板传感器的类型和连接情况。

在本实用新型的一个实施例中，可将ADC转换器210的六个采样通道AD1～AD6对应的采样值分别设定为V1、V2、V3、V4、V5、V6。如果满足V1＝V2＝V3＝0，则控制单元200可判定没有连接踏板传感器或者踏板传感器连接不良。

如果不满足V1＝V2＝V3＝0，且满足V4＝V5＝V6＝0，则控制单元200可判定踏板传感器为3引脚油门踏板传感器，此时，可比较V1、V2和V3的大小，最大值可为电源引脚的采样值，即与最大值的ADC转换器210的采样通道相对应的3引脚油门踏板传感器的引脚可为电源引脚；最小值可为地引脚的采样值，即与最小值的ADC转换器210的采样通道相对应的3引脚油门踏板传感器的引脚可为地引脚；中间值可为信号引脚采样值，即与中间值的ADC转换器210的采样通道相对应的3引脚油门踏板传感器的引脚可为信号引脚。

如果不满足V1＝V2＝V3＝0，且不满足V4＝V5＝V6＝0，则控制单元200可判定踏板传感器为6引脚油门踏板传感器，并可比较V1、V2、V3、V4、V5和V6的大小。较大的两个值可为电源引脚的采样值，即与较大的两个值的两个ADC转换器210的采样通道相对应的两个6引脚油门踏板传感器的引脚可为电源引脚；较小的两个值可为地引脚的采样值，即与较小的两个值的两个ADC转换器210的采样通道相对应的两个6引脚油门踏板传感器的引脚可为地引脚；中间的两个值可为信号引脚的采样值，即与中间的两个值的两个ADC转换器210的采样通道相对应的两个6引脚油门踏板传感器的引脚可为信号引脚。举例而言，当V1≥V6＞V3＞V4＞V2≥V5时，较大的两个值为V1和V6，与ADC转换器210的两个采样通道AD1和AD6相对应的6引脚油门踏板传感器的两个引脚可为电源引脚；较小的两个值为V2和V5，与ADC转换器210的两个采样通道AD2和AD5相对应的6引脚油门踏板传感器的两个引脚可为地引脚；中间的两个值为V3和V4，与ADC转换器210的两个采样通道AD3和AD4相对应的6引脚油门踏板传感器的两个引脚可为信号引脚。其中，与采样通道AD3相对应的6引脚油门踏板传感器的引脚可为高电压信号引脚，与采样通道AD4相对应的6引脚油门踏板传感器的引脚可为低电压引脚，通过采集高电压信号和低电压信号的极值，可对模拟油门踏板的开度的范围进行标定。

需要说明的是，在识别踏板传感器的引脚信息时，需要测试人员将油门踏板踩到底，即可控制油门踏板的开度达到最大值，以更加准确地识别踏板传感器的引脚信息。

由此，控制单元200通过对ADC转换器210各个采样通道得到的AD值进行分析比较，判断踏板传感器的连接状态，并判断踏板传感器的类型，以及识别踏板传感器的引脚信息，相比于通过人工测量判断的方式识别踏板传感器的引脚信息，操作更加简单高效。

在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，油门踏板信号模拟器10还可包括键盘单元300，其中，油门踏板开度指令可通过键盘单元300输入。也就是说，测试人员在测试过程中可通过踏板传感器检测油门踏板的开度，并通过键盘单元300输入相应的油门踏板开度指令，其中，该油门踏板开度指令可为数字信号。DAC转换器220可将该数字信号转换成模拟信号，即DAC转换器220可将油门踏板开度指令转换成相应的踏板开度模拟信号(模拟油门踏板开度信号)。

在本实用新型的一个实施例中，如图3所示，油门踏板信号模拟器10还可包括数据选择器单元400，其中，数据选择器单元400的第一输入端与油门踏板信号采集端A相连，数据选择器单元400的控制端与控制单元200相连，数据选择器单元400的第二输入端与DAC转换器220的输出端相连，数据选择器单元400的输出端与车辆电控系统相连，数据选择器单元400在控制单元200的控制下以第一模式工作时，将模拟油门踏板开度信号发送至车辆电控系统。

进一步地，如图4所示，油门踏板信号模拟器10还可包括模式开关500，其中，模式开关500与控制单元200相连，模式开关500用以接收用户输入的模式指令，控制单元200根据用户输入的模式指令控制数据选择器单元400在第一模式和第二模式之间切换，其中，数据选择器单元400以第二模式工作时将踏板传感器检测到的油门踏板开度信号发送至车辆电控系统。

其中，数据选择器单元400可包括多个二选一的数据选择器。

在本实用新型的一个实施例中，如图4所示，油门踏板信号模拟器10还可包括显示单元600，其中，显示单元600与控制单元200相连，显示单元600用以显示用户输入的油门踏板开度指令和数据选择器单元400的工作模式。

在本实用新型的一个具体实施例中，如图5所示，踏板传感器可为6引脚油门踏板传感器，6引脚油门踏板传感器的第一引脚和第五引脚可分别为5V电源引脚，6引脚油门踏板传感器的第三引脚和第六引脚可分别为地引脚，6引脚油门踏板传感器的第二引脚和第四引脚可分别为信号引脚，其中，第二引脚可为高电压引脚，第四引脚可为低电压引脚，第二引脚输出的电压信号为第四引脚输出的电压信号的两倍。如图6所示，数据选择器单元400可包括六个二选一的数据选择器，即第一至第六二选一的数据选择器。数据选择器单元400中的六个二选一的数据选择器的第一输入端b1～b6可对应地与6引脚油门踏板传感器的各个引脚相连。数据选择器单元400中的各二选一的数据选择器的控制端S1～S6可分别与控制单元200相连。数据选择器单元400中的六个二选一的数据选择器的第二输入端b1～b2可分别与DAC转换器220的输出端相连。数据选择器单元400中的各二选一的数据选择器的输出端Y1～Y6可分别与车辆电控系统相连。

当模拟开关500接收到用户输入的第二模式指令时，控制单元200可向数据选择器单元400中的六个二选一的数据选择器的控制端S1～S6均输入1，以控制数据选择器单元400中的各二选一的数据选择器的第一输入端与对应的输出端接通，以使踏板传感器检测到的油门踏板开度信号可通过数据选择器单元400中的二选一的数据选择器发送至车辆电控系统。

当模拟开关500接收到用户输入的第一模式指令时，控制单元200可分别向6引脚油门踏板传感器中的高电压引脚和低电压引脚所对应的二选一的数据选择器的控制端输入0，即可分别向第二二选一的数据选择器的控制端S2和第四二选一的数据选择器的控制端S4输入0，以控制第二二选一的数据选择器的第二输入端a2与输出端Y2接通，以及控制第四二选一的数据选择器的第二输入端a4与输出端Y4接通，从而使DAC转换器220可通过相应的数据选择器单元400中的二选一的数据选择器将模拟油门踏板开度信号发送至车辆控制系统。由此，可通过模拟油门踏板开度信号模拟油门踏板的开度，以准确地将油门踏板控制在固定开度，从而更加准确地对车辆的部分油门开度下的动力性能进行测试。

需要说明的是，上述实施例中的踏板传感器也可为3引脚油门踏板传感器，类似地，通过上述实施例的方法，控制单元200在模式开关500接收到用户输入的第一模式指令时，可控制数据选择器单元400以第一模式工作，以使DAC转换器220获得的模拟油门踏板开度信号可通过数据选择器单元400发送至车辆电控系统；控制单元200在模式开关500接收到用户输入的第二模式指令时，可控制数据选择器单元400以第二模式工作，以使踏板传感器检测到的油门踏板开度信号可通过数据选择器单元400发送至车辆电控系统。

其中，控制单元200根据用户输入的模式指令控制数据选择器单元400在第一模式和第二模式之间切换时，数据选择器单元400中的二选一的数据选择器可较为快速地切换其数据通道。例如，二选一的数据选择器的切换相应时间可小于40ns。

由此，控制单元200可根据用户输入的模式指令控制数据选择器单元400中的二选一的数据选择器切换数据通道，以快速地实现向车辆电控系统发送模拟油门踏板开度信号与向车辆电控系统发送油门踏板开度信号的切换，从而有效地避免踏板信号的丢失。

在本实用新型的一个实施例中，如图7所示，油门踏板信号模拟器还可包括电源单元700，其中，电源单元700分别与车用低压电源和控制单元200相连，电源单元700根据车用低压电源提供的直流电给控制单元200供电。其中，车用低压电源可为12V。

在本实用新型的一个实施例中，控制单元200可为单片机，单片机可内置12位精度的ADC转化器和12位精度的DAC转化器，12位精度的DAC转化器可确保输出的电压信号，即模拟油门踏板开度信号的精度较高，误差较小，例如，输出的电压信号的精度可为1mV，误差可在1mV内。

进一步地，油门踏板信号模拟器10还可包括单片机最小系统，单片机最小系统可分别与车用低压电源和单片机相连。其中，单片机最小系统可包括供电电路、时钟电路、复位电路、下载电路。电源单元700可包括供电电路，车用低压电源的直流电可输入供电电路，以使供电电路为单片机供电。

根据本实用新型实施例的油门踏板信号模拟器，通过控制单元中的ADC转换器对滤波后的油门踏板开度信号进行AD转换，并通过控制单元对转换后的AD值进行分析和判断以识别所述踏板传感器的引脚信息，以及根据踏板传感器的引脚信息和用户输入的油门踏板开度指令，通过DAC转换器获得模拟油门踏板开度信号，并将模拟油门踏板开度信号发送至车辆电控系统。由此，不仅能够提高模拟油门踏板开度信号的精度和稳定性，更加准确地对油门踏板的开度进行模拟，从而更加顺利地对车辆的部分油门开度下的动力性能进行测试，而且能够自动识别踏板传感器的引脚信息，大大降低操作难度。

需要说明的是，本实用新型实施例的油门踏板信号模拟器可在发动机台架试验时作为模拟踏板使用。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种油门踏板信号模拟器，其特征在于，包括：

油门踏板信号采集端，所述油门踏板信号采集端用以连接踏板传感器；

采样滤波电路，所述采样滤波电路的输入端与所述油门踏板信号采集端相连，所述采样滤波电路通过所述油门踏板信号采集端对所述踏板传感器检测到的油门踏板开度信号进行采样滤波；

控制单元，所述控制单元包括ADC转换器和DAC转换器，所述ADC转换器与所述采样滤波电路的输出端相连，所述ADC转换器对滤波后的油门踏板开度信号进行AD转换，所述控制单元通过对转换后的AD值进行分析和判断以识别所述踏板传感器的引脚信息，并根据所述踏板传感器的引脚信息和用户输入的油门踏板开度指令，通过所述DAC转换器获得模拟油门踏板开度信号，以及将所述模拟油门踏板开度信号发送至车辆电控系统。

2.如权利要求1所述的油门踏板信号模拟器，其特征在于，还包括：

数据选择器单元，所述数据选择器单元的第一输入端与所述油门踏板信号采集端相连，所述数据选择器单元的控制端与所述控制单元相连，所述数据选择器单元的第二输入端与所述DAC转换器的输出端相连，所述数据选择器单元的输出端与所述车辆电控系统相连，所述数据选择器单元在所述控制单元的控制下以第一模式工作时，将所述模拟油门踏板开度信号发送至所述车辆电控系统。

3.如权利要求2所述的油门踏板信号模拟器，其特征在于，还包括模式开关，所述模式开关与所述控制单元相连，所述模式开关用以接收用户输入的模式指令，所述控制单元根据所述用户输入的模式指令控制所述数据选择器单元在第一模式和第二模式之间切换，其中，所述数据选择器单元以第二模式工作时将所述踏板传感器检测到的油门踏板开度信号发送至所述车辆电控系统。

4.如权利要求2或3所述的油门踏板信号模拟器，其特征在于，所述数据选择器单元包括多个二选一的数据选择器。

5.如权利要求1所述的油门踏板信号模拟器，其特征在于，所述ADC转换器包括六个采样通道，其中，所述控制单元根据六个采样通道的AD值判断所述踏板传感器的类型和连接情况。

6.如权利要求1所述的油门踏板信号模拟器，其特征在于，还包括电源单元，所述电源单元分别与车用低压电源和所述控制单元相连，所述电源单元根据所述车用低压电源提供的直流电给所述控制单元供电。

7.如权利要求2所述的油门踏板信号模拟器，其特征在于，还包括显示单元，所述显示单元与所述控制单元相连，所述显示单元用以显示所述用户输入的油门踏板开度指令和所述数据选择器单元的工作模式。

8.如权利要求7所述的油门踏板信号模拟器，其特征在于，还包括键盘单元，其中，所述油门踏板开度指令通过所述键盘单元输入。

9.如权利要求5所述的油门踏板信号模拟器，其特征在于，所述踏板传感器的类型包括3引脚油门踏板传感器和6引脚油门踏板传感器。