机动车操控系统的制作方法

本实用新型涉及机动车控制领域，特别是涉及一种机动车操控系统。

背景技术：

由于现在汽车上的刹车和油门都由右脚控制，误将油门当成刹车踩而导致的恶性事故时有发生。如果遇到突发事件，驾驶员由于紧张也经常把油门误当刹车，引发恶性交通事故。

目前，汽车油门误操作保护装置一般来说有两种形式，一种是纯机械式，如机械联动装置、自动刹车驱动装置；第二种机械与电子结合式，如基于单片机的控制装置等。但这些装置都设计成独立工作。汽车的机械系统和电气系统是非常复杂的。这些装置如果跟汽车的其它系统不配合，整个汽车性能不稳定，有可能产生意想不到的危险。因而，现有产品在市场有较大需求的情况下也未得到广泛的推广。

技术实现要素：

基于此，本实用新型实施例提供一种机动车操控系统，以提高机动车系统的稳定性。

一种机动车操控系统，包括：用于检测机动车油门/刹车踩下力度的第一检测单元、用于检测机动车油门/刹车踩下的幅度的第二检测单元、微控制器和LIN总线单元；所述第一检测单元连接至微控制器的压力信号输入端、第二检测单元连接至微控制器的幅度信号输入端，所述微控制器的输出端通过所述LIN总线单元与车载主机系统连接。

本方案的有益效果：操控系统内的检测单元将检测到的信号发送到微控制器，微控制器通过LIN总线单元和机动车内的车载主机系统建立通信。操控系统和车载主机系统成为一体，减少很多复杂机械结构，大大提高了系统的可靠性。

附图说明

图1为一实施例的机动车操控系统的示意性结构图；

图2是另一实施例的机动车操控系统的示意性结构图。

具体实施方式

为了更进一步阐述本发明所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本发明的技术方案，进行清楚和完整的描述。

图1为一实施例的机动车操控系统的示意性结构图；如图1所示，一种机动车操控系统，包括：用于检测机动车油门/刹车踩下力度的第一检测单元110、用于检测机动车油门/刹车踩下的幅度的第二检测单元120、微控制器U1和LIN总线单元130；所述第一检测单元110连接至微控制器U1的压力信号输入端、第二检测单元120连接至微控制器U1的幅度信号输入端，所述微控制器U1的输出端通过所述LIN总线单元130与车载主机系统连接。

在本实施例中，所述机动车操控系统还包括用于将所述系统的外部电源电压输入端电压转换成微控制器U1的工作电压的稳压电路单元(图中未示出)；所述稳压电路单元的电压输出端和微控制器U1的电源端连接。

作为一优选实施例，第一检测单元110除了包括压力传感器，还有很多元器件。压力传感器用于检测机动车油门/刹车踩下力度。第二检测单元120除了包括编码器，还有很多元器件。编码器用于检测机动车油门/刹车踩下的幅度，油门/刹车踩下的幅度是指油门/刹车被踩下的距离。微控制器U1可以是单片机芯片，用来分析处理接收到的检测信号，并将处理后的信号通过LIN总线发送给机动车车载主机系统。LIN总线单元130包括LIN(Local Interconnect Network)总线，LIN总线是一种串行通讯网络，LIN联盟最初由奥迪、宝马、克莱斯勒、摩托罗拉、博世、大众和沃尔沃等整车厂及芯片制造商创立，用于实现汽车中的分布式电子系统控制，比如智能传感器和机动车车载主机系统之间的通讯。

通过分析紧张刹车和踩油门两个动作，发现紧急刹车一下子踩到底，力度大、幅度也大，进行时间不超过1秒，而加油门一般比较缓慢，力度轻缓，从开始接触油门到踩到底至少需要5秒以上(一般很少踩到底)。这样，微控制器U1通过对压力信号和幅度信号分析处理，可以判断出是踩油门/刹车还是异常情况，并把判断结果通过LIN单元发送到机动车车载主机系统，机动车车载主机系统根据接收到的判断结果，做出相应的动作。

操控系统内的检测单元将检测到的信号发送到微控制器，微控制器通过LIN总线单元和机动车内的车载主机系统建立通信。操控系统和车载主机系统成为一体，减少很多复杂机械结构，大大提高了系统的可靠性。

本机动车操控系统有多种应用场景，比如汽车、公交和巴士等，以下实施例以汽车为应用场景进行阐述。

图2是另一实施例的机动车操控系统的示意性结构图。如图2所示，且一并参照图1，一种汽车操控系统，包括：用于检测汽车油门/刹车踩下力度的第一检测单元110、用于检测汽车油门/刹车踩下的幅度的第二检测单元120、微控制器U1、LIN总线单元和用于将所述系统的外部电源电压输入端电压转换成微控制器U1的工作电压的稳压电路单元；所述稳压电路单元包括：稳压器VR1、第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3；所述稳压器VR1的输入端和所述系统的外部电源电压输入端、第一电容C1的一端分别连接，第一电容C1的另一端接地，所述稳压器VR1的输出端VCC和第二电容C2的一端、第三电容C3的一端、微控制器U1的电压端分别连接，第二电容C2的另一端、第三电容C3的另一端均接地，所述稳压器VR1的接地端接地。

需要说明的是，微控制器U1的电压端是VDD_1、VDD_2、VDD_3和VDD_4四个端口。微控制器可以为STM32系列的单片机。STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。按性能分成两个不同的系列：STM32F103“增强型”系列和STM32F101“基本型”系列。增强型系列时钟频率达到72MHz，是同类产品中性能最高的产品；基本型时钟频率为36MHz，以16位产品的价格得到比16位产品大幅提升的性能，是16位产品用户的最佳选择。两个系列都内置32K到128K的闪存，不同的是SRAM的最大容量和外设接口的组合。时钟频率72MHz时，从闪存执行代码，STM32功耗36mA，是32位市场上功耗最低的产品，相当于0.5mA/MHz。微控制器在读取压力传感器和编码器的数据前，先进行IO口初始化和PIN口初始化，然后开中断。所述稳压电路单元用于将所述系统的外部电源电压输入端电压转换成微控制器U1的工作电压，即将12V电压转换成3.3V电压供单片机使用，此外，稳压单元内的电容能够确保电压转换的稳定性和可靠性。

所述第一检测单元包括：用于放大压力信号的运算放大器AR1、第一电阻R1、第二电阻R2、第四电阻R4、第五可调电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第四电容C4和压力传感器P2；所述运算放大器AR1的输出端和微控制器U1的压力信号输入端PA1连接。所述压力传感器P2和所述系统的外部电源电压输入端、第一电阻R1的一端、第二电阻R2的一端、第七电阻R7的一端、第五可调电阻R5的一端、运算放大器AR1的反向输入端分别连接；所述第一电阻R1的另一端和运算放大器AR1的输出端、第四电阻R4的一端分别连接；所述第二电阻R2的另一端和所述系统的外部电源电压输入端连接，第七电阻R7的另一端接地，第五可调电阻R5的另一端和第八电阻R8的一端连接，第八电阻R8的另一端接地，第五可调电阻R5的可调端和运算放大器AR1的同向输入端连接，所述运算放大器AR1的电源端还和所述系统的外部电源电压输入端，所述运算放大器AR1的接地端接地，第四电阻R4的另一端和第六电阻R6的一端、第四电容C4的一端、微控制器U1的压力信号输入端分别连接，第六电阻R6的另一端、第四电容C4的另一端均接地。

需要说明的是，第一检测单元内的运算放大器AR1，它连接在压力传感器和微控制器之间，用于压力传感器的前置放大。一般情况，压力传感器采集传感的信号较为微弱，且带有噪音，将采集的信号输入到预算放大器，能够放大采集信号的有用部分，去除噪音。

所述第二检测单元包括：第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第七电容C7、第八电容C8和编码器P4；所述编码器P4和第九电阻R9的一端、第十电阻R10的一端、所述系统的外部电源电压输入端分别连接，所述编码器P4的接地端接地，第九电阻R9的另一端和第十二电阻R12的一端、第八电容C8的一端、微控制器U1的第一幅度信号输入端PA9分别连接，第十二电阻R12的另一端、第八电容C8的另一端均接地；第十电阻R10的另一端和第十一电阻R11的一端、第七电容C7的一端、微控制器U1的第二幅度信号输入端PA10分别连接，第十一电阻R11的另一端、第七电容C7的另一端均接地。

需要说明的是，编码器作位置检测，用于检测油门踩下去多少，即踩下去的幅度。微控制器比较不同时刻的编码器数据可以得到踩油门的速度。

所述LIN总线单元包括：LIN总线芯片U2、LIN总线、二极管D1、第三电阻R3、第五电容C5和第六电容C6；所述微控制器U1的输出端和LIN总线芯片U2连接，所述LIN总线芯片U2通过LIN总线和车载主机系统连接，所述LIN总线芯片U2还和二极管D1的正极、第五电容C5的一端、第六电容C6的一端分别连接，所述LIN总线芯片U2的接地端接地，二极管D1的负极和第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端和第六电容C6的一端连接，第六电容C6的另一端接地，第五电容C5的一端还和所述系统的外部电源电压输入端连接，第五电容C5的另一端接地。

需要说明的是，微控制器上的VSS_1、VSS_2、VSS_3、VSS和EP端均接地。LIN总线芯片U2是一款汽车常用的LIN接口芯片，它能够将微控制器的输出信号转换成LIN总线格式的信号，然后经LIN总线传输到汽车的车载系统。LIN总线是一种串行通讯网络，LIN联盟最初由奥迪、宝马、克莱斯勒、摩托罗拉、博世、大众和沃尔沃等整车厂及芯片制造商创立，用于实现汽车中的分布式电子系统控制，比如智能传感器和汽车车载主机系统之间的通讯。

通过分析紧张刹车和踩油门两个动作，发现紧急刹车一下子踩到底、力度大、幅度也大，进行时间不超过1秒，而加油门一般比较缓慢，力度轻缓，从开始接触油门踏板到踩到底至少需要5秒以上(一般很少踩到底)。这样，微控制器U1通过对检测信号分析处理，可以判断出是踩油门还是刹车，并把判断结果通过LIN单元发送到机动车车载主机系统，机动车车载主机系统根据接收到的判断结果，做出相应的动作。操控系统的工作流程是微控制器首先读取压力传感器的压力信号和编码器的幅度信号，根据读取的检测信号，计算刹车/油门被踩下的幅度和速度，根据计算结果，判断是否正常，若不正常，向LIN总线发送异常情况，若正常，则结束。比如，操控系统的压力传感器和编码器安装在油门上，若微控制器通过计算判断出踩下的动作幅度小、速度慢，则属于正常的油门动作，若微控制器通过计算判断出踩下的动作幅度大、速度快，则属于把油门当刹车的误动作，是异常情况。

操控系统内的检测单元将检测到的信号发送到微控制器，微控制器通过LIN总线单元和机动车内的车载主机系统建立通信。操控系统和车载主机系统成为一体，减少很多复杂机械结构，此外，操控系统内有稳压电路单元，能够对系统稳定的供电，大大提高了系统的可靠性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。