一种电动汽车低速行驶提示装置的制作方法

本实用新型涉及电学领域，更具体涉及一种电动汽车低速行驶提示装置。

背景技术：

智能控制(intelligentcontrols)在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。信息技术、计算技术的快速发展及其他相关学科的发展和相互渗透，也推动了控制科学与工程研究的不断深入，控制系统向智能控制系统的发展已成为一种趋势。

电动汽车(纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车等)在纯电动模式下启动或者以低速行驶时，平均车外噪声与传统内燃机车辆相比有明显的降低，使得道路的其他使用者，包括行人、自行车等，特别是盲人和有视觉障碍的人不容易察觉到车辆的接近，从而容易导致发生交通事故。

据外媒报道，来自美国国家公路交通安全管理局(nhtsa)的一项研究显示，混合动力车(电动行驶模式下)或者电动汽车引发行人事故和骑车者事故的可能性分别增加了37％、57％。

针对电动汽车的低速行驶安全性问题，美国国家高速公路安全委员会(nhtsa)、日本国土交通省(mlit)、联合国欧洲经济委员会(unece)世界车辆法规协调论坛(wp29)等近年来做了大量的研究和讨论，一致确定在具有纯电动行驶模式的电动汽车上，需配备能够在低速行驶时发出警示提示音的装置，以减小和行人发生交通事故的概率。国内各汽车制造商在电动汽车领域的投入以及产出越来越大，为了避免因为过于安静造成的意外事故，有必要设计电动汽车低速行驶提示装置。

中国专利公开号cn109703455a公开了一种环境自适应的电动汽车低速行驶警示系统及方法，由车速信号采集单元、档位信号采集单元、环境噪声采集单元、计算与处理单元和扬声器模块组成；计算与处理单元根据车速信号和档位信号合成模拟发动机运转的基本噪声信号，根据行驶环境噪声信号对基本噪声信号进行影响修正，合成模拟传统发动机的运转声音信号；扬声器模块根据合成模拟传统发动机的运转声音信号，发出声音对车辆附近道路行人进行安全提醒。该实用新型通过对行驶环境噪声的采集，并对低速行驶警示系统的报警声音进行修正，避免出现安静环境下较大的报警声音引起环境噪声污染，而嘈杂环境下报警音量小报警提示作用不明显的问题。但是其警示系统没有设置唤醒单元，电路响应慢，不能起到及时提醒行人的作用。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术的电动汽车低速行驶中警示系统响应慢，不能起到及时提醒行人的作用，易引发交通事故的问题。

本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种电动汽车低速行驶提示装置，包括电源模块、can模块、主控模块、lpf模块以及功放模块，所述主控模块分别与电源模块、can模块以及lpf模块连接，所述电源模块通过外部接口与电动汽车的电源连接，所述can模块通过外部接口与电动汽车的can总线连接，所述功放模块与所述lpf模块连接；所述电源模块包括主电源单元和唤醒单元，所述唤醒单元包括电容c215、电阻r203、电容c216、电阻r204、三极管q202、三极管q203、电阻r205、电容c217以及电阻r206，所述电容c215的一端与电阻r203的一端连接并接电动汽车的kl15信号线，电阻r203的另一端接三极管q202的基极，电容c216的一端以及电阻r204的一端均接电阻r203的另一端，三极管q202的集电极接三极管q203的集电极，三极管q203的基极接电阻r205的一端，电容c217的一端接电阻r205的一端，电阻r206的一端接电容c217的一端，电容c215的另一端、电容c216的另一端、电阻r204的另一端、三极管q202的发射极、三极管q203的发射极、电阻r205的另一端以及电容c217的另一端均接地。

本实用新型的电源模块的唤醒单元接通电动汽车的kl15信号引线以后，发送信号至主控模块，唤醒电动汽车低速行驶提示装置，在刚接通引线即唤醒低速行驶装置启动，且唤醒单元响应速度快，起到及时提醒行人的作用，避免引发交通事故的问题，主控模块通过can模块接收从电动车can总线的指令信号，获取档位、车速、使能信号以及音源选择信号；主控芯片再根据档位、车速、使能信号以及音源选择信号选择对应的输出音源输出pwm信号，lpf模块处理主控模块产生的pwm信号，把调制后的pwm信号转换成模拟信号，消除信号中的高频成分，进入功放模块，发出警示提示的声音，从而在启动或者低速行驶过程中，提示行人注意，避免引发交通事故。

优选的，所述主电源单元包括双向稳压二极管d201、二极管d202、顺序编号的电容c201至电容c212、电感l201、电阻r201、电阻r202、稳压二极管d209、场效应管q201以及保险丝f201，所述双向稳压二极管d201的一端与二极管d202的阳极连接并接电动汽车的kl30信号线，电容c201至电容c203的一端均与二极管d202的阴极连接，电感l201的一端与电容c203的一端连接，电容c204至电容c206的一端均与电感l201的另一端连接，稳压二极管d209的阴极接电容c206的另一端，稳压二极管d209的阳极接场效应管q201的栅极，电阻r20的一端以及电容c207的一端均接稳压二极管d209的阴极，电容c207的另一端接稳压二极管d209的阳极；电阻r202的一端接电阻r201的另一端，电阻r202的另一端接场效应管q201的栅极，场效应管q201的漏极接稳压二极管d209的阴极，保险丝f201并联在场效应管q201的源极和漏极之间，电容c208至电容c212的一端均接场效应管q201的源极，双向稳压二极管d201的另一端以及电容c201至电容c212的另一端均接地；三极管q202的集电极接电阻r20的另一端。主电源单元作为常电给装置中其他电路板做低功耗供电用，电动汽车的kl30信号线接通则本实用新型提供的装置通电。

优选的，所述电动汽车低速行驶提示装置还包括稳压模块，稳压模块包括电容c218、芯片u201、电阻207、顺序编号的电容c222至电容c226、电阻r208、电感l202、二极管d205以及芯片u202，所述芯片u201的第一引脚接接场效应管q201的源极，电容c218的一端接芯片u201的第一引脚，电容c218的另一端接芯片u201的第五引脚并接地；芯片u201的第三引脚和第六引脚接地，芯片u201的第四引脚通过电阻r207接地；电感l202的一端以及二极管d205的阴极连接并接芯片u201的第二引脚，电容c222并联在电阻r208两端，电阻r208的一端接芯片u201的第四引脚，电阻r208的另一端接电感l202的另一端；电容c223至电容c226的一端均接到电感l202的另一端，芯片u202的第三引脚接电感l202的另一端；二极管d205的阳极、电容c223至电容c226的另一端以及芯片u202的第一引脚均接地；芯片u202的第三引脚作为电源vcc_5v端口，芯片u202的第二引脚与芯片u202的第四引脚连接并作为电源vcc_3v3端口。

优选的，所述芯片u201的型号为lm2596，芯片u202的型号为tlv1117-33。稳压模块中芯片u201性价比较高，功能和稳定性强，具有很好的线性和负载调节特性，支持定压输出，也支持可调输出，灵活性够，在系统升级及改装上有一定的积极作用。

优选的，所述can模块包括芯片u301、电容c301、电容c303、电容c304、电阻r301、电阻r302、电阻r303、双向稳压二极管d301以及双向稳压二极管d302，芯片u301的第三引脚接电源vcc_5v，电容c301的一端接电源vcc_5v，电容c301的另一端接地；芯片u301的第二引脚接地，芯片u301的第八引脚通过电阻r301接地；芯片u301的第七引脚接电容c303的一端，芯片u301的第六引脚接电容c304的一端，电容c303的另一端以及电容c304的另一端均接地；电阻r302的一端接芯片u301的第七引脚，电阻r303的一端接芯片u301的第六引脚，电阻r302的另一端与电阻r303的另一端连接；双向稳压二极管d301的一端接电阻r302的一端，双向稳压二极管d302的一端接电阻r303的一端，双向稳压二极管d301的另一端接双向稳压二极管d302的另一端并接地；双向稳压二极管d301的一端与电动汽车can总线的canh引线连接，双向稳压二极管d302的一端与电动汽车can总线的canl引线连接。本实用新型的can模块属于高速、低功耗的can收发器，适用于12v系统，可直接与3v-5v的微控制器接口连接，传送速率达1mbit/s，收发器在断电或处于低功耗模式时，在总线上不可见，待机模式可以通过总线唤醒。

优选的，所述芯片u301的型号为tja1042。

优选的，所述主控模块的型号为mke06z64，所述电阻r206的另一端接主控模块的第四十九引脚，芯片u301的第一引脚接主控模块的第五引脚，芯片u301的第四引脚接主控模块的第六引脚。该主控模块内置存储器，存储空间，不用单独再使用存储模块，系统节省成本；另外，这款芯片抗干扰能力强，比较稳定，在产生提示音时无误差，不失真。

优选的，所述lpf模块包括电阻r401、电容c401、电阻r402、电容c402、电阻r403以及电容c403，电阻r401的一端与主控模块的第二十六引脚连接，电阻r401的另一端与电阻r402的一端连接，电容c401的一端与电阻r401的另一端连接，电阻r402的另一端与电容c403的一端连接，电容c402的一端与电阻r402的另一端连接，电容c403的另一端与电阻r403的一端连接，电容c401的另一端、电容c402的另一端以及电阻r403的另一端均接地；所述功放模块包括电容c410、电阻r407、电阻r408、电容c409、芯片u403以及喇叭，所述电容c410的一端与电容c403的另一端连接，电容c410的另一端与电阻r407的一端连接，电阻r407的另一端与电阻r408的一端连接，芯片u403的第一引脚接地，芯片u403的第二引脚和第三引脚连接并通过电容c409接地，芯片u403的第四引脚接电阻r407的另一端，芯片u403的第五引脚接电阻r408的另一端，芯片u403的第六引脚接电源vcc_5v，芯片u403的第七引脚接地，芯片u403的第八引脚接喇叭的正端，芯片u403的第五引脚接喇叭的负端。lpf模块是低通滤波器，是处理主控模块产生的pwm信号，把调制后的pwm信号转换成模拟信号，消除信号中大部分的高频成分，剩下直流部分，进入功放模块，发出理想的警示提示的声音。

优选的，所述存储模块包括电阻r410、芯片u402、电阻r411以及电阻r412，所述电阻r410的一端接主控模块的第五十三引脚，电阻r410的另一端接芯片u402的第一引脚，芯片u402的第二引脚接主控模块的第五十四引脚，芯片u402的第三引脚接电源vcc_3v3，芯片u402的第四引脚接地，芯片u402的第五引脚接电阻r411的一端，电阻r411的另一端接主控模块的第五十九引脚，芯片u402的第六引脚接电阻r412的一端，电阻r412的另一端接主控模块的第六十引脚，芯片u402的第七引脚接芯片u402的第八引脚并接电源vcc_3v3。存储模块作为备用存储单元，便于存储更多的提示音，可以使得声音的多样性，客户可以根据喜好调整提示音样式，也可以不要该存储模块，由主控制模块直接产生提示音。

本实用新型的优点在于：本实用新型的电源模块的唤醒单元接通电动汽车的kl15信号引线以后，发送信号至主控模块，唤醒电动汽车低速行驶提示装置，在刚接通引线即唤醒低速行驶装置启动，且唤醒单元响应速度快，起到及时提醒行人的作用，避免引发交通事故的问题，主控模块通过can模块接收从电动车can总线的指令信息，获取档位、车速、使能信号以及音源选择信号；主控芯片再根据档位、车速、使能信号以及音源选择信号选择对应的输出音源输出pwm信号，lpf模块处理主控模块产生的pwm信号，把调制后的pwm信号转换成模拟信号，消除信号中的高频成分，进入功放模块，发出警示提示的声音，从而在启动或者低速行驶过程中，提示行人注意，避免引发交通事故。

附图说明

图1为本实用新型实施例所公开的一种电动汽车低速行驶提示装置的提示装置的结构框图；

图2为本实用新型实施例所公开的一种电动汽车低速行驶提示装置的提示装置中电源模块原理图；

图3为本实用新型实施例所公开的一种电动汽车低速行驶提示装置的提示装置中稳压模块原理图；

图4为本实用新型实施例所公开的一种电动汽车低速行驶提示装置的提示装置中can模块原理图；

图5为本实用新型实施例所公开的一种电动汽车低速行驶提示装置的提示装置中主控模块原理图；

图6为本实用新型实施例所公开的一种电动汽车低速行驶提示装置的提示装置中lpf模块以及功放模块原理图；

图7为本实用新型实施例所公开的一种电动汽车低速行驶提示装置的提示装置中存储模块原理图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种电动汽车低速行驶提示装置，包括电源模块、can模块、主控模块、lpf模块以及功放模块，所述主控模块分别与电源模块、can模块以及lpf模块连接，所述电源模块通过外部接口与电动汽车的电源连接，所述can模块通过外部接口与电动汽车的can总线连接，所述功放模块与所述lpf模块连接。

如图2所示，所述电源模块包括主电源单元和唤醒单元，所述唤醒单元包括电容c215、电阻r203、电容c216、电阻r204、三极管q202、三极管q203、电阻r205、电容c217以及电阻r206，所述电容c215的一端与电阻r203的一端连接并接电动汽车的kl15信号线，电阻r203的另一端接三极管q202的基极，电容c216的一端以及电阻r204的一端均接电阻r203的另一端，三极管q202的集电极接三极管q203的集电极，三极管q203的基极接电阻r205的一端，电容c217的一端接电阻r205的一端，电阻r206的一端接电容c217的一端，电容c215的另一端、电容c216的另一端、电阻r204的另一端、三极管q202的发射极、三极管q203的发射极、电阻r205的另一端以及电容c217的另一端均接地。

继续参阅图2，所述主电源单元包括双向稳压二极管d201、二极管d202、顺序编号的电容c201至电容c212、电感l201、电阻r201、电阻r202、稳压二极管d209、场效应管q201以及保险丝f201，所述双向稳压二极管d201的一端与二极管d202的阳极连接并接电动汽车的kl30信号线，电容c201至电容c203的一端均与二极管d202的阴极连接，电感l201的一端与电容c203的一端连接，电容c204至电容c206的一端均与电感l201的另一端连接，稳压二极管d209的阴极接电容c206的另一端，稳压二极管d209的阳极接场效应管q201的栅极，电阻r20的一端以及电容c207的一端均接稳压二极管d209的阴极，电容c207的另一端接稳压二极管d209的阳极；电阻r202的一端接电阻r201的另一端，电阻r202的另一端接场效应管q201的栅极，场效应管q201的漏极接稳压二极管d209的阴极，保险丝f201并联在场效应管q201的源极和漏极之间，电容c208至电容c212的一端均接场效应管q201的源极，双向稳压二极管d201的另一端以及电容c201至电容c212的另一端均接地；三极管q202的集电极接电阻r20的另一端。主电源单元作为常电给装置中其他电路板做低功耗供电用，电动汽车的kl30信号线接通则本实用新型提供的装置通电。

如图3所示，本实施例中选用一款具有宽电压输入、降压型电源管理单片集成电路的开关电压调节器lm2596，并通过kl30汽车电源供电信号线连接供电。lm2596系列是德州仪器(ti)生产的3a电流输出降压开关型集成稳压芯片，它内含固定频率振荡器(150khz)和基准稳压器(1.23v)，具备40v的宽电压输入特性，80ua的低功耗模式，并具有完善的保护电路、电流限制、热关断电路等。利用该器件只需极少的外围器件便可构成高效稳压电路。提供的有：3v、5v、12v及可调(-adj)等多个电压档次产品，同时具有很好的线性和负载调节特性。具体的，所述电动汽车低速行驶提示装置还包括稳压模块，稳压模块包括电容c218、芯片u201、电阻207、顺序编号的电容c222至电容c226、电阻r208、电感l202、二极管d205以及芯片u202，所述芯片u201的型号为lm2596，芯片u202的型号为tlv1117-33。所述芯片u201的第一引脚接接场效应管q201的源极，电容c218的一端接芯片u201的第一引脚，电容c218的另一端接芯片u201的第五引脚并接地；芯片u201的第三引脚和第六引脚接地，芯片u201的第四引脚通过电阻r207接地；电感l202的一端以及二极管d205的阴极连接并接芯片u201的第二引脚，电容c222并联在电阻r208两端，电阻r208的一端接芯片u201的第四引脚，电阻r208的另一端接电感l202的另一端；电容c223至电容c226的一端均接到电感l202的另一端，芯片u202的第三引脚接电感l202的另一端；二极管d205的阳极、电容c223至电容c226的另一端以及芯片u202的第一引脚均接地；芯片u202的第三引脚作为电源vcc_5v端口，芯片u202的第二引脚与芯片u202的第四引脚连接并作为电源vcc_3v3端口。本实用新型中稳压模块性价比较高，功能和稳定性强，具有很好的线性和负载调节特性，支持定压输出，也支持可调输出，灵活性够，在系统升级及改装上有一定的积极作用。

如图4所示，所述can模块包括芯片u301、电容c301、电容c303、电容c304、电阻r301、电阻r302、电阻r303、双向稳压二极管d301以及双向稳压二极管d302，芯片u301的第三引脚接电源vcc_5v，电容c301的一端接电源vcc_5v，电容c301的另一端接地；芯片u301的第二引脚接地，芯片u301的第八引脚通过电阻r301接地；芯片u301的第七引脚接电容c303的一端，芯片u301的第六引脚接电容c304的一端，电容c303的另一端以及电容c304的另一端均接地；电阻r302的一端接芯片u301的第七引脚，电阻r303的一端接芯片u301的第六引脚，电阻r302的另一端与电阻r303的另一端连接；双向稳压二极管d301的一端接电阻r302的一端，双向稳压二极管d302的一端接电阻r303的一端，双向稳压二极管d301的另一端接双向稳压二极管d302的另一端并接地；双向稳压二极管d301的一端与电动汽车can总线的canh引线连接，双向稳压二极管d302的一端与电动汽车can总线的canl引线连接。本实用新型的can模块属于高速、低功耗的can收发器，适用于12v系统，可直接与3v-5v的微控制器接口连接，传送速率达1mbit/s，收发器在断电或处于低功耗模式时，在总线上不可见，待机模式可以通过总线唤醒。

优选的，所述芯片u301的型号为tja1042。

如图5所示，所述主控模块的型号为mke06z64，所述电阻r206的另一端接主控模块的第四十九引脚，芯片u301的第一引脚接主控模块的第五引脚，芯片u301的第四引脚接主控模块的第六引脚。该主控模块内置存储器，存储空间，不用单独再使用存储模块，系统节省成本；另外，这款芯片抗干扰能力强，比较稳定，在产生提示音时无误差，不失真。

如图6所示，所述lpf模块包括电阻r401、电容c401、电阻r402、电容c402、电阻r403以及电容c403，电阻r401的一端与主控模块的第二十六引脚连接，电阻r401的另一端与电阻r402的一端连接，电容c401的一端与电阻r401的另一端连接，电阻r402的另一端与电容c403的一端连接，电容c402的一端与电阻r402的另一端连接，电容c403的另一端与电阻r403的一端连接，电容c401的另一端、电容c402的另一端以及电阻r403的另一端均接地；所述功放模块包括电容c410、电阻r407、电阻r408、电容c409、芯片u403以及喇叭，所述电容c410的一端与电容c403的另一端连接，电容c410的另一端与电阻r407的一端连接，电阻r407的另一端与电阻r408的一端连接，芯片u403的第一引脚接地，芯片u403的第二引脚和第三引脚连接并通过电容c409接地，芯片u403的第四引脚接电阻r407的另一端，芯片u403的第五引脚接电阻r408的另一端，芯片u403的第六引脚接电源vcc_5v，芯片u403的第七引脚接地，芯片u403的第八引脚接喇叭的正端，芯片u403的第五引脚接喇叭的负端。lpf模块是低通滤波器，是处理主控模块产生的pwm信号，把调制后的pwm信号转换成模拟信号，消除信号中大部分的高频成分，剩下直流部分，进入功放模块，发出理想的警示提示的声音。

如图7所示，装置选用w25q64fv作为存储模块主芯片，w25q64是华邦公司推出的大容量spiflash产品，其容量为64mb。该25q系列的器件在灵活性和性能方面远远超过普通的串行闪存器件。w25q64将8m字节的容量分为128个块，每个块大小为64k字节，每个块又分为16个扇区，每个扇区4k个字节。w25q64的擦写周期多达10w次，可将数据保存达20年之久，支持2.7～3.6v的电压，支持标准的spi，还支持双输出/四输出的spi，最大spi时钟可达80mhz。所述存储模块包括电阻r410、芯片u402、电阻r411以及电阻r412，所述电阻r410的一端接主控模块的第五十三引脚，电阻r410的另一端接芯片u402的第一引脚，芯片u402的第二引脚接主控模块的第五十四引脚，芯片u402的第三引脚接电源vcc_3v3，芯片u402的第四引脚接地，芯片u402的第五引脚接电阻r411的一端，电阻r411的另一端接主控模块的第五十九引脚，芯片u402的第六引脚接电阻r412的一端，电阻r412的另一端接主控模块的第六十引脚，芯片u402的第七引脚接芯片u402的第八引脚并接电源vcc_3v3。存储模块作为备用存储单元，便于存储更多的提示音，可以使得声音的多样性，客户可以根据喜好调整提示音样式，也可以不要该存储模块，由主控制模块直接产生提示音。

本实用新型还提供一种电动汽车低速行驶提示装置的提示方法，所述方法包括：主控模块通过can模块接收从电动车can总线的指令信息，获取档位、车速、使能信号以及音源选择信号；主控芯片再根据档位、车速、使能信号以及音源选择信号选择对应的输出音源输出pwm信号，lpf模块处理主控模块产生的pwm信号，把调制后的pwm信号转换成模拟信号，消除信号中的高频成分，进入功放模块，发出警示提示的声音。

通过以上技术方案，一种电动汽车低速行驶提示装置中电源模块的唤醒单元接通电动汽车的kl15信号引线以后，发送信号至主控模块，唤醒电动汽车低速行驶提示装置，主控模块通过can模块接收从电动车can总线的指令信息，获取档位、车速、使能信号以及音源选择信号；主控芯片再根据档位、车速、使能信号以及音源选择信号选择对应的输出音源输出pwm信号，lpf模块处理主控模块产生的pwm信号，把调制后的pwm信号转换成模拟信号，消除信号中的高频成分，进入功放模块，发出警示提示的声音，从而在启动或者低速行驶过程中，提示行人注意，避免引发交通事故。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。