专利名称：一种汽车踏板传感装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种传感装置，特别涉及一种汽车踏板传感装置。
背景技术：
随着汽车和电子技术的发展以及人们对汽车的安全性、舒适性要求的提高，在汽车上安装的电子传感元件也在增多，使汽车的智能化也在提高。然而，电子传感元件由于磨损、电磁干扰、灰尘、潮气、振动等影响，导致在实际使用中的可靠性不易保证，最典型的事件就是2009年11月至2010年的年初，日本丰田汽车公司的汽车因为加速踏板和制动系统的问题在全球召回了接近800万辆汽车，使丰田汽车的声誉和业绩遭受到严重损失，当然， 这里也有零件加工质量和管理的因素。然而，电子传感元件的先天缺陷也是重要的因素，如一种加速踏板传感器就是由两个互相独立的电位器构成的一种位置传感装置，汽车上的控制单元E⑶在发动机运行期间时刻监控这两个传感器的功能和可信度，其中一个传感器失灵时，使用另一个作为替代。理论上这样的传感器可以循环使用300万次，而在实际不同的环境条件下差异就会很大了，并且强烈的电磁干扰会影响传感器的正确信号输出，从而在一些极端条件下造成事故的发生。同时，现有的加速踏板传感器主要是位置传感器，当我们需要了解其变化速度时仍有较大的困难。另外，随着机动车保有量的增加，行驶在公路上的车辆也越来越多，但谁也不能保证每个驾驶员都是处于最佳的驾驶状态，并且其中还包括不少的新手和经验不足的人员， 在面对突发事件时惊慌失措的忙乱中错把加速踏板当作制动踏板而猛踩下去造成严重事故的发生。即使是根据统计学原理的小概率事件来分析，在如此巨大数量的机动车保有量以及每天行驶在路面上的庞大数量上来说，这样的事件就会成为了一种必然发生的事件而在现实生活中经常出现，事实也证明了这点。在紧急时刻的制动操作变成了加速操作，在没有其他的帮助下一定会发生严重的事故。为解决该问题，许多人提出了多种方案，但由于没有更好的加速踏板传感器和制动踏板传感器，或者现有可用的传感装置过于复杂及成本高而难以普及，使这些方案很难投入实际的应用中。从上面的分析可以看出，现实需要一种经济、可靠、耐用、灵敏度高的加速踏板传感器和制动踏板传感器。
发明内容本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种汽车踏板传感装置。本发明结构简单、设计合理、成本低且使用方式灵活、灵敏度高、使用效果好，抗电磁干扰，具有广阔的市场应用前景。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种汽车踏板传感装置，其特征在于包括安装在踏板下面的至少一个光纤弯曲敏感元件，所述光纤弯曲敏感元件内包含的信号光纤通过光缆串联，光缆的至少一端连接有测试单元，所述测试单元与车辆的控制单元ECU连接；所述光纤弯曲敏感元件包括导杆一和与导杆一滑动配合且固定于车体上的壳体，导杆一一端与所述踏板下底面通过铰链三连接，所述导杆一另一端伸入壳体内部并与一曲线形支架的一端接触连接，曲线形支架的另一端固定于壳体的内壁上，在所述曲线形支架内部相对两侧布设有多个A侧变形齿和多个B侧变形齿，多个A侧变形齿和多个B侧变形齿之间呈交错布设且二者的头部间形成供一个或多个信号光纤穿过的曲线形通道，所述A侧变形齿和B侧变形齿对应布设在信号光纤的两侧。上述的一种汽车踏板传感装置，所述信号光纤的至少一端设置有光反射装置且其另一端与一 1 X 2光分路器的输入端相接，且所述1 X 2光分路器的输出端与测试单元相接。上述的一种汽车踏板传感装置，所述导杆一与曲线型支架之间设置有一隔板，所述隔板与壳体的内壁为滑动配合。上述的一种汽车踏板传感装置，所述光纤弯曲敏感元件内设置有供所述曲线型支架下端部安装的固定支架，所述固定支架上以螺纹连接方式安装有调整螺杆且调整螺杆上固定有底板，所述曲线形支架上端部上方布设有平垫且平垫与隔膜之间布设有辅助弹簧， 且所述曲线形支架卡装在平垫与底板之间。本发明与现有技术相比具有以下优点1、结构简单、加工制作简便、投入成本低且使用方式灵活、灵敏度高。2、测试单元可采用光源-光功率计或光时域反射计等现有的设备就可以投入使用。3、通过在信号光纤上安装光反射装置达到提高测试灵敏度的监测。4、本装置根据驾驶人踩加速踏板而使之移动的位置和速度并与事先确定的数据比对来判断是否误操作，并及时由控制单元控制车辆刹车减速。如一般在紧急时刻制动踏板的操作基本上驾驶员都是以最快的速度踩到踏板位置的尽头，而车辆行驶的加速中驾驶人对加速踏板的这种操作就非常少，特别是在交通拥挤的闹市区，通过识别加速踏板的误操作并及时更正，可以避免紧急时刻因为误踩加速踏板而造成的严重事故。5、测试精度高，安装方便，并具有良好的抗电磁干扰能力，可以替代通常使用的电子元件的加速踏板传感器和/或制动踏板的传感器。6、可以事先通过采集众多的样本数据而形成一个或多个标准人的加速踏板和/ 或制动踏板的操作数据，使驾驶人方便选择；也可以是驾驶人自行采集个人的驾驶习惯数据而作为控制单元的加速踏板误操作判断数据。7、在个别极端情况下，刹车装置的液压油管因为磨损而漏油导致刹车制动力不足，使车辆出现事故，然而当油管有微量渗漏时首先出现的是制动操作中制动踏板的位移和位移的速率与实际车辆的制动效果不相符的情况，通过本发明装置的使用，可以在最初的阶段就发现问题的存在并给予警告，督促进行维修，从而防止严重事故的发生。综上所述，本发明结构简单、设计合理、加工制作方便、成本低且使用方式灵活、灵敏度高、使用效果好，实用价值高，抗电磁干扰，能有效监测加速踏板的误操作和刹车系统的不稳定性问题，以及可以在紧急时刻由控制单元ECU实施对车辆的制动，避免严重的事故发生，该装置具有广阔的市场应用前景。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。
[0020]图1为本发明实施例1的结构示意图。[0021]图2为本发明实施例1中光纤敏感元件的结构示意图。[0022]图3为本发明曲线型壳体的结构示意图。[0023]图4为本发明实施例2的结构示意图。[0024]图5为本发明实施例2中弹簧的内部结构示意图。[0025]图6为本发明实施例3的结构示意图。[0026]图7为图6中A处的局部放大示意图。[0027]图8为本发明实施例4的结构示意图。[0028]附图标记说明[0029]1-光缆；2-铰链一；3-铰链二 ；4-铰链三；4-1-A侧变形齿；4-2-B侧变形齿5-测试单元；7-控制单元ECU ；8-导杆一；9-壳体；10"隔板；11-底边；12-踏板；13-油管；14-制动主缸；15-固定支架；16-调整螺杆；17-底板；18-车体；19-曲线型壳体；20-平垫；21-辅助弹簧；22-导杆二 ； 33-信号光纤；36-锯齿形支架；38-弹簧； 40-波纹管；[0038]41-管壁。
具体实施方式
实施例1如图1、图2和图3所示的一种汽车踏板传感装置，包括安装在踏板12下面的至少一个光纤弯曲敏感元件，所述踏板12通过铰链一 2固定在车体18上，所述踏板12为加速踏板或制动踏板，所述光纤弯曲敏感元件内包含的信号光纤33通过光缆1串联，光缆1的至少一端连接有测试单元5，所述测试单元5与车辆的控制单元E⑶7连接；所述光纤弯曲敏感元件包括导杆一 8和与导杆一 8滑动配合且固定于车体18上的壳体9，导杆一 8 一端与所述踏板12下底面通过铰链三4连接，所述导杆一 8另一端伸入壳体9内部并与一曲线形支架的一端接触连接，曲线形支架的另一端固定于壳体9的内壁上，在所述曲线形支架内部相对两侧布设有多个A侧变形齿4-1和多个B侧变形齿4-2，多个A侧变形齿4-1和多个B侧变形齿4-2之间呈交错布设且二者的头部间形成供一个或多个信号光纤33穿过的曲线形通道，所述A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2对应布设在信号光纤33的两侧。通过安装有制动主缸14和导杆二 22，以及导杆二 22通过铰链二 3的连接构成的是制动踏板装置。而没有制动主缸14和导杆二 22时，该装置使加速踏板装置。本实施例中，所述曲线形支架为曲线形壳体19，多个A侧变形齿4-1和多个B侧变形齿4-2对应布设在曲线形壳体19的内壁上。光纤弯曲敏感元件通过壳体9的底边11 用螺丝固定在车体18上，实际工作中，当驾驶员踏在加速踏板或制动踏板上时，使加速踏板或制动踏板移动，导致导杆一 8的位移，使位于壳体9内的曲线型壳体19两端距离发生变化，从而使曲线型壳体19内部相对两列A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2之间的距离改变，导致信号光纤33的弯曲曲率变化，在信号光纤33内部传输的光信号随之变化，通过测试单元5可以监测到该光信号的变化并计算得到加速踏板或制动踏板移动的位移和移动的速度，然后传递给控制单元ECU7进行下一步的工作。优选的，所述信号光纤33的至少一端设置有光反射装置且其另一端与1X2光分路器的输入端相接，且所述1X 2光分路器的输出端于测试处理单元相接，所述的光反射装置可以是光反射镜、光纤光栅或含有气泡的光纤。一种优选的做法是所述的导杆一 8与曲线型壳体19之间有一隔板10，所述的隔板 10与壳体9的内壁是滑动配合，这样可以防止灰尘以及其他污染物对壳体9内部曲线型壳体19的侵蚀。一种优选的做法是所述光纤弯曲敏感元件内设置有供所述曲线型壳体19下端部安装的固定支架15，固定支架15上以螺纹连接方式安装有调整螺杆16且调整螺杆16上固定有底板17，所述曲线形壳体19上端部上方布设有平垫20且平垫20与隔膜10之间布设有辅助弹簧21，且所述曲线形壳体19卡装在平垫20与底板17之间，这样可以对曲线型壳体19的状态进行手动调整。所述信号光纤33为外部包有多层保护层的光纤。所述信号光纤33外部包覆有一层防水材料层。在个别极端情况下，刹车装置的液压油管13因为磨损而漏油导致刹车制动力不足，使车辆出现事故，然而当油管13有微量渗漏时首先出现的是制动操作中制动踏板的位移和位移的速率与实际车辆的制动效果不相符的情况，通过本发明装置的使用，可以在最初的阶段就发现问题的存在并给予警告，督促进行维修，从而防止严重事故的发生。一种加速踏板误操作的识别方法和相应的安全处理措施，其特征是1)分别事先采集驾驶人的加速踏板和制动踏板的操作数据，包括不同的车速下， 每个踏板变化的位置及变化的速率，以及车辆的倾斜数据，作为控制单元ECU7的判断依据并存储在控制单元ECU7中的存储器中；2)车辆行驶中，在一定的频率下，控制单元ECU7分析加速踏板的每个操作并与存储器中形成的判断依据比对；3)当加速踏板的操作变化符合制动踏板的紧急时刻的操作时，控制单元ECU7将按照紧急时刻制动踏板的操作控制车辆的制动，包括刹车和启动ABS或EPS等辅助系统，而忽视加速踏板的操作，并同时车辆控制单元7ECU给出加速踏板误操作的告警提示灯。优选的，步骤1)中，可以是事先确定的一个或多个标准人的数据，驾驶员可以选择多个标准人中的一个的数据作为判断依据，或在此基本数据上采集个人的数据进行部分的修改。优选的，步骤1)中，若发现采集的加速踏板操作的数据与制动踏板操作的数据相互重叠或交叉时，即在某种情况下，控制单元ECU7不能分辨加速踏板是否误操作时，控制单元ECU7在存储该数据时拒绝使用该数据，并给予提示，或控制单元ECU7要求驾驶人指定在该种情况下是否判断为加速踏板的误操作。优选的，步骤幻中，控制单元ECU是根据同时判断出加速踏板的操作数据符合存储器中制动踏板的紧急时刻的操作数据以及加速踏板的操作数据不符合存储器中加速踏板的所有操作数据来做出加速踏板是误操作的判断。一种制动系统失效的判断方法以及紧急处理措施，其步骤是1)车辆行驶中，制动踏板被操作，制动踏板的传感装置将踏板移动的位置和移动的速率信息传递给车辆控制单元ECU7，同时车辆的车轮转速和车辆的加速度传感装置也分别把信息汇总到控制单元ECU7 ；2)控制单元ECU7比对按照踏板移动的位置和移动的速率信息使车辆应该具有的减速加速度的大小以及车轮的转速变化应该与车轮转速传感装置和车辆的加速度传感装置提供的实际车辆行驶信息相符，否则，判断制动系统失效；3)车辆控制单元ECU7将按照制动踏板传感装置提供的信息控制车辆的制动，包括刹车和启动ABS或EPS等辅助系统，并同时给出制动系统失效的告警提示灯。优选的，控制单元ECU7同时将车辆的倾斜传感装置提供的数据作为判断的数据项之一。因为上坡或下坡的不同对车辆的速度是有影响的。实施例2如图4、图5所示，本实施例中，与实施例1不同的是所述曲线形支架为弹簧38， A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2对应布设在弹簧38中相邻相邻两圈弹簧丝之间，且A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2相互交错布设。本实施例中，其余部分的结构、连接关系和工作原理均与实施例1相同。实施例3如图6、图7所示，本实施例中，与实施例1不同的是所述曲线形支架为波纹管 40，A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2对应布设在波纹管40的管壁41上内凹处的相对两个侧面上，且A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2相互交错布设。本实施例中，其余部分的结构、连接关系和工作原理均与实施例1相同。实施例4如图8所示，本实施例中，与实施例1不同的是所述曲线形支架为锯齿形支架 36，且锯齿形支架36由两个个锯齿板相扣而成，两块锯齿板的相对面上布设有相互交错对应的A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2。本实施例中，其余部分的结构、连接关系和工作原理均与实施例1相同。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种汽车踏板传感装置，其特征在于包括安装在踏板(1 下面的至少一个光纤弯曲敏感元件，所述光纤弯曲敏感元件内包含的信号光纤(3 通过光缆(1)串联，光缆(1) 的至少一端连接有测试单元(5)，所述测试单元( 与车辆的控制单元ECU (7)连接；所述光纤弯曲敏感元件包括导杆一(8)和与导杆一(8)滑动配合且固定于车体(18)上的壳体 (9)，导杆一⑶一端与所述踏板(12)下底面通过铰链三⑷连接，所述导杆一⑶另一端伸入壳体(9)内部并与一曲线形支架的一端接触连接，曲线形支架的另一端固定于壳体 (9)的内壁上，在所述曲线形支架内部相对两侧布设有多个A侧变形齿(4-1)和多个B侧变形齿G-2)，多个A侧变形齿(4-1)和多个B侧变形齿(4- 之间呈交错布设且二者的头部间形成供一个或多个信号光纤(3 穿过的曲线形通道，所述A侧变形齿(4-1)和B侧变形齿(4- 对应布设在信号光纤(3 的两侧。
2.根据权利要求1所述的一种汽车踏板传感装置，其特征在于所述信号光纤(33)的至少一端设置有光反射装置且其另一端与一 1X2光分路器的输入端相接，且所述1X2光分路器的输出端与测试单元( 相接。
3.根据权利要求1所述的一种汽车踏板传感装置，其特征在于所述导杆一(8)与曲线型支架之间设置有一隔板(10)，所述隔板(10)与壳体(9)的内壁为滑动配合。
4.根据权利要求1所述的一种汽车踏板传感装置，其特征在于所述光纤弯曲敏感元件内设置有供所述曲线型支架下端部安装的固定支架(15)，所述固定支架(1 上以螺纹连接方式安装有调整螺杆(16)且调整螺杆(16)上固定有底板(17)，所述曲线形支架上端部上方布设有平垫00)且平垫00)与隔膜(10)之间布设有辅助弹簧(21)，且所述曲线形支架卡装在平垫00)与底板(17)之间。
专利摘要本实用新型公开了一种汽车踏板传感装置，包括安装在踏板下面的至少一个光纤弯曲敏感元件，光纤弯曲敏感元件内包含的信号光纤通过光缆串联，光缆的至少一端连接有测试单元，测试单元与车辆的控制单元ECU连接；光纤弯曲敏感元件包括导杆一和与导杆一滑动配合且固定于车体上的壳体，导杆一一端与踏板下底面通过铰链三连接，导杆一另一端伸入壳体内部并与一曲线形支架的一端接触连接，曲线形支架的另一端固定于壳体的内壁上。本实用新型结构简单、设计合理、灵敏度高、使用效果好，抗电磁干扰。
文档编号B60K28/02GK201951256SQ20102066377
公开日2011年8月31日 申请日期2010年12月16日 优先权日2010年12月16日
发明者杜兵 申请人:西安金和光学科技有限公司