專利名稱：一種汽車踏板傳感裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種傳感裝置，特別涉及一種汽車踏板傳感裝置。
背景技術：
隨著汽車和電子技術的發展以及人們對汽車的安全性、舒適性要求的提高，在汽車上安裝的電子傳感元件也在增多，使汽車的智能化也在提高。然而，電子傳感元件由于磨損、電磁干擾、灰塵、潮氣、振動等影響，導致在實際使用中的可靠性不易保證，最典型的事件就是2009年11月至2010年的年初，日本豐田汽車公司的汽車因為加速踏板和制動系統的問題在全球召回了接近800萬輛汽車，使豐田汽車的聲譽和業績遭受到嚴重損失，當然， 這里也有零件加工質量和管理的因素。然而，電子傳感元件的先天缺陷也是重要的因素，如一種加速踏板傳感器就是由兩個互相獨立的電位器構成的一種位置傳感裝置，汽車上的控制單元E⑶在發動機運行期間時刻監控這兩個傳感器的功能和可信度，其中一個傳感器失靈時，使用另一個作為替代。理論上這樣的傳感器可以循環使用300萬次，而在實際不同的環境條件下差異就會很大了，并且強烈的電磁干擾會影響傳感器的正確信號輸出，從而在一些極端條件下造成事故的發生。同時，現有的加速踏板傳感器主要是位置傳感器，當我們需要了解其變化速度時仍有較大的困難。另外，隨著機動車保有量的增加，行駛在公路上的車輛也越來越多，但誰也不能保證每個駕駛員都是處于最佳的駕駛狀態，并且其中還包括不少的新手和經驗不足的人員， 在面對突發事件時驚慌失措的忙亂中錯把加速踏板當作制動踏板而猛踩下去造成嚴重事故的發生。即使是根據統計學原理的小概率事件來分析，在如此巨大數量的機動車保有量以及每天行駛在路面上的龐大數量上來說，這樣的事件就會成為了一種必然發生的事件而在現實生活中經常出現，事實也證明了這點。在緊急時刻的制動操作變成了加速操作，在沒有其他的幫助下一定會發生嚴重的事故。為解決該問題，許多人提出了多種方案，但由于沒有更好的加速踏板傳感器和制動踏板傳感器，或者現有可用的傳感裝置過于復雜及成本高而難以普及，使這些方案很難投入實際的應用中。從上面的分析可以看出，現實需要一種經濟、可靠、耐用、靈敏度高的加速踏板傳感器和制動踏板傳感器。
發明內容本發明的目的在于克服上述現有技術中的不足，提供一種汽車踏板傳感裝置。本發明結構簡單、設計合理、成本低且使用方式靈活、靈敏度高、使用效果好，抗電磁干擾，具有廣闊的市場應用前景。為實現上述目的，本發明采用的技術方案是一種汽車踏板傳感裝置，其特征在于包括安裝在踏板下面的至少一個光纖彎曲敏感元件，所述光纖彎曲敏感元件內包含的信號光纖通過光纜串聯，光纜的至少一端連接有測試單元，所述測試單元與車輛的控制單元ECU連接；所述光纖彎曲敏感元件包括導桿一和與導桿一滑動配合且固定于車體上的殼體，導桿一一端與所述踏板下底面通過鉸鏈三連接，所述導桿一另一端伸入殼體內部并與一曲線形支架的一端接觸連接，曲線形支架的另一端固定于殼體的內壁上，在所述曲線形支架內部相對兩側布設有多個A側變形齒和多個B側變形齒，多個A側變形齒和多個B側變形齒之間呈交錯布設且二者的頭部間形成供一個或多個信號光纖穿過的曲線形通道，所述A側變形齒和B側變形齒對應布設在信號光纖的兩側。上述的一種汽車踏板傳感裝置，所述信號光纖的至少一端設置有光反射裝置且其另一端與一 1 X 2光分路器的輸入端相接，且所述1 X 2光分路器的輸出端與測試單元相接。上述的一種汽車踏板傳感裝置，所述導桿一與曲線型支架之間設置有一隔板，所述隔板與殼體的內壁為滑動配合。上述的一種汽車踏板傳感裝置，所述光纖彎曲敏感元件內設置有供所述曲線型支架下端部安裝的固定支架，所述固定支架上以螺紋連接方式安裝有調整螺桿且調整螺桿上固定有底板，所述曲線形支架上端部上方布設有平墊且平墊與隔膜之間布設有輔助彈簧， 且所述曲線形支架卡裝在平墊與底板之間。本發明與現有技術相比具有以下優點1、結構簡單、加工制作簡便、投入成本低且使用方式靈活、靈敏度高。2、測試單元可采用光源-光功率計或光時域反射計等現有的設備就可以投入使用。3、通過在信號光纖上安裝光反射裝置達到提高測試靈敏度的監測。4、本裝置根據駕駛人踩加速踏板而使之移動的位置和速度并與事先確定的數據比對來判斷是否誤操作，并及時由控制單元控制車輛剎車減速。如一般在緊急時刻制動踏板的操作基本上駕駛員都是以最快的速度踩到踏板位置的盡頭，而車輛行駛的加速中駕駛人對加速踏板的這種操作就非常少，特別是在交通擁擠的鬧市區，通過識別加速踏板的誤操作并及時更正，可以避免緊急時刻因為誤踩加速踏板而造成的嚴重事故。5、測試精度高，安裝方便，并具有良好的抗電磁干擾能力，可以替代通常使用的電子元件的加速踏板傳感器和/或制動踏板的傳感器。6、可以事先通過采集眾多的樣本數據而形成一個或多個標準人的加速踏板和/ 或制動踏板的操作數據，使駕駛人方便選擇；也可以是駕駛人自行采集個人的駕駛習慣數據而作為控制單元的加速踏板誤操作判斷數據。7、在個別極端情況下，剎車裝置的液壓油管因為磨損而漏油導致剎車制動力不足，使車輛出現事故，然而當油管有微量滲漏時首先出現的是制動操作中制動踏板的位移和位移的速率與實際車輛的制動效果不相符的情況，通過本發明裝置的使用，可以在最初的階段就發現問題的存在并給予警告，督促進行維修，從而防止嚴重事故的發生。綜上所述，本發明結構簡單、設計合理、加工制作方便、成本低且使用方式靈活、靈敏度高、使用效果好，實用價值高，抗電磁干擾，能有效監測加速踏板的誤操作和剎車系統的不穩定性問題，以及可以在緊急時刻由控制單元ECU實施對車輛的制動，避免嚴重的事故發生，該裝置具有廣闊的市場應用前景。下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
[0020]圖1為本發明實施例1的結構示意圖。[0021]圖2為本發明實施例1中光纖敏感元件的結構示意圖。[0022]圖3為本發明曲線型殼體的結構示意圖。[0023]圖4為本發明實施例2的結構示意圖。[0024]圖5為本發明實施例2中彈簧的內部結構示意圖。[0025]圖6為本發明實施例3的結構示意圖。[0026]圖7為圖6中A處的局部放大示意圖。[0027]圖8為本發明實施例4的結構示意圖。[0028]附圖標記說明[0029]1-光纜；2-鉸鏈一；3-鉸鏈二 ；4-鉸鏈三；4-1-A側變形齒；4-2-B側變形齒5-測試單元；7-控制單元ECU ；8-導桿一；9-殼體；10"隔板；11-底邊；12-踏板；13-油管；14-制動主缸；15-固定支架；16-調整螺桿；17-底板；18-車體；19-曲線型殼體；20-平墊；21-輔助彈簧；22-導桿二 ； 33-信號光纖；36-鋸齒形支架；38-彈簧； 40-波紋管；[0038]41-管壁。
具體實施方式
實施例1如圖1、圖2和圖3所示的一種汽車踏板傳感裝置，包括安裝在踏板12下面的至少一個光纖彎曲敏感元件，所述踏板12通過鉸鏈一 2固定在車體18上，所述踏板12為加速踏板或制動踏板，所述光纖彎曲敏感元件內包含的信號光纖33通過光纜1串聯，光纜1的至少一端連接有測試單元5，所述測試單元5與車輛的控制單元E⑶7連接；所述光纖彎曲敏感元件包括導桿一 8和與導桿一 8滑動配合且固定于車體18上的殼體9，導桿一 8 一端與所述踏板12下底面通過鉸鏈三4連接，所述導桿一 8另一端伸入殼體9內部并與一曲線形支架的一端接觸連接，曲線形支架的另一端固定于殼體9的內壁上，在所述曲線形支架內部相對兩側布設有多個A側變形齒4-1和多個B側變形齒4-2，多個A側變形齒4-1和多個B側變形齒4-2之間呈交錯布設且二者的頭部間形成供一個或多個信號光纖33穿過的曲線形通道，所述A側變形齒4-1和B側變形齒4-2對應布設在信號光纖33的兩側。通過安裝有制動主缸14和導桿二 22，以及導桿二 22通過鉸鏈二 3的連接構成的是制動踏板裝置。而沒有制動主缸14和導桿二 22時，該裝置使加速踏板裝置。本實施例中，所述曲線形支架為曲線形殼體19，多個A側變形齒4-1和多個B側變形齒4-2對應布設在曲線形殼體19的內壁上。光纖彎曲敏感元件通過殼體9的底邊11 用螺絲固定在車體18上，實際工作中，當駕駛員踏在加速踏板或制動踏板上時，使加速踏板或制動踏板移動，導致導桿一 8的位移，使位于殼體9內的曲線型殼體19兩端距離發生變化，從而使曲線型殼體19內部相對兩列A側變形齒4-1和B側變形齒4-2之間的距離改變，導致信號光纖33的彎曲曲率變化，在信號光纖33內部傳輸的光信號隨之變化，通過測試單元5可以監測到該光信號的變化并計算得到加速踏板或制動踏板移動的位移和移動的速度，然后傳遞給控制單元ECU7進行下一步的工作。優選的，所述信號光纖33的至少一端設置有光反射裝置且其另一端與1X2光分路器的輸入端相接，且所述1X 2光分路器的輸出端于測試處理單元相接，所述的光反射裝置可以是光反射鏡、光纖光柵或含有氣泡的光纖。一種優選的做法是所述的導桿一 8與曲線型殼體19之間有一隔板10，所述的隔板 10與殼體9的內壁是滑動配合，這樣可以防止灰塵以及其他污染物對殼體9內部曲線型殼體19的侵蝕。一種優選的做法是所述光纖彎曲敏感元件內設置有供所述曲線型殼體19下端部安裝的固定支架15，固定支架15上以螺紋連接方式安裝有調整螺桿16且調整螺桿16上固定有底板17，所述曲線形殼體19上端部上方布設有平墊20且平墊20與隔膜10之間布設有輔助彈簧21，且所述曲線形殼體19卡裝在平墊20與底板17之間，這樣可以對曲線型殼體19的狀態進行手動調整。所述信號光纖33為外部包有多層保護層的光纖。所述信號光纖33外部包覆有一層防水材料層。在個別極端情況下，剎車裝置的液壓油管13因為磨損而漏油導致剎車制動力不足，使車輛出現事故，然而當油管13有微量滲漏時首先出現的是制動操作中制動踏板的位移和位移的速率與實際車輛的制動效果不相符的情況，通過本發明裝置的使用，可以在最初的階段就發現問題的存在并給予警告，督促進行維修，從而防止嚴重事故的發生。一種加速踏板誤操作的識別方法和相應的安全處理措施，其特征是1)分別事先采集駕駛人的加速踏板和制動踏板的操作數據，包括不同的車速下， 每個踏板變化的位置及變化的速率，以及車輛的傾斜數據，作為控制單元ECU7的判斷依據并存儲在控制單元ECU7中的存儲器中；2)車輛行駛中，在一定的頻率下，控制單元ECU7分析加速踏板的每個操作并與存儲器中形成的判斷依據比對；3)當加速踏板的操作變化符合制動踏板的緊急時刻的操作時，控制單元ECU7將按照緊急時刻制動踏板的操作控制車輛的制動，包括剎車和啟動ABS或EPS等輔助系統，而忽視加速踏板的操作，并同時車輛控制單元7ECU給出加速踏板誤操作的告警提示燈。優選的，步驟1)中，可以是事先確定的一個或多個標準人的數據，駕駛員可以選擇多個標準人中的一個的數據作為判斷依據，或在此基本數據上采集個人的數據進行部分的修改。優選的，步驟1)中，若發現采集的加速踏板操作的數據與制動踏板操作的數據相互重疊或交叉時，即在某種情況下，控制單元ECU7不能分辨加速踏板是否誤操作時，控制單元ECU7在存儲該數據時拒絕使用該數據，并給予提示，或控制單元ECU7要求駕駛人指定在該種情況下是否判斷為加速踏板的誤操作。優選的，步驟幻中，控制單元ECU是根據同時判斷出加速踏板的操作數據符合存儲器中制動踏板的緊急時刻的操作數據以及加速踏板的操作數據不符合存儲器中加速踏板的所有操作數據來做出加速踏板是誤操作的判斷。一種制動系統失效的判斷方法以及緊急處理措施，其步驟是1)車輛行駛中，制動踏板被操作，制動踏板的傳感裝置將踏板移動的位置和移動的速率信息傳遞給車輛控制單元ECU7，同時車輛的車輪轉速和車輛的加速度傳感裝置也分別把信息匯總到控制單元ECU7 ；2)控制單元ECU7比對按照踏板移動的位置和移動的速率信息使車輛應該具有的減速加速度的大小以及車輪的轉速變化應該與車輪轉速傳感裝置和車輛的加速度傳感裝置提供的實際車輛行駛信息相符，否則，判斷制動系統失效；3)車輛控制單元ECU7將按照制動踏板傳感裝置提供的信息控制車輛的制動，包括剎車和啟動ABS或EPS等輔助系統，并同時給出制動系統失效的告警提示燈。優選的，控制單元ECU7同時將車輛的傾斜傳感裝置提供的數據作為判斷的數據項之一。因為上坡或下坡的不同對車輛的速度是有影響的。實施例2如圖4、圖5所示，本實施例中，與實施例1不同的是所述曲線形支架為彈簧38， A側變形齒4-1和B側變形齒4-2對應布設在彈簧38中相鄰相鄰兩圈彈簧絲之間，且A側變形齒4-1和B側變形齒4-2相互交錯布設。本實施例中，其余部分的結構、連接關系和工作原理均與實施例1相同。實施例3如圖6、圖7所示，本實施例中，與實施例1不同的是所述曲線形支架為波紋管 40，A側變形齒4-1和B側變形齒4-2對應布設在波紋管40的管壁41上內凹處的相對兩個側面上，且A側變形齒4-1和B側變形齒4-2相互交錯布設。本實施例中，其余部分的結構、連接關系和工作原理均與實施例1相同。實施例4如圖8所示，本實施例中，與實施例1不同的是所述曲線形支架為鋸齒形支架 36，且鋸齒形支架36由兩個個鋸齒板相扣而成，兩塊鋸齒板的相對面上布設有相互交錯對應的A側變形齒4-1和B側變形齒4-2。本實施例中，其余部分的結構、連接關系和工作原理均與實施例1相同。以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明作任何限制，凡是根據本發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變換，均仍屬于本發明技術方案的保護范圍內。
權利要求1.一種汽車踏板傳感裝置，其特征在于包括安裝在踏板(1 下面的至少一個光纖彎曲敏感元件，所述光纖彎曲敏感元件內包含的信號光纖(3 通過光纜(1)串聯，光纜(1) 的至少一端連接有測試單元(5)，所述測試單元( 與車輛的控制單元ECU (7)連接；所述光纖彎曲敏感元件包括導桿一(8)和與導桿一(8)滑動配合且固定于車體(18)上的殼體 (9)，導桿一⑶一端與所述踏板(12)下底面通過鉸鏈三⑷連接，所述導桿一⑶另一端伸入殼體(9)內部并與一曲線形支架的一端接觸連接，曲線形支架的另一端固定于殼體 (9)的內壁上，在所述曲線形支架內部相對兩側布設有多個A側變形齒(4-1)和多個B側變形齒G-2)，多個A側變形齒(4-1)和多個B側變形齒(4- 之間呈交錯布設且二者的頭部間形成供一個或多個信號光纖(3 穿過的曲線形通道，所述A側變形齒(4-1)和B側變形齒(4- 對應布設在信號光纖(3 的兩側。
2.根據權利要求1所述的一種汽車踏板傳感裝置，其特征在于所述信號光纖(33)的至少一端設置有光反射裝置且其另一端與一 1X2光分路器的輸入端相接，且所述1X2光分路器的輸出端與測試單元( 相接。
3.根據權利要求1所述的一種汽車踏板傳感裝置，其特征在于所述導桿一(8)與曲線型支架之間設置有一隔板(10)，所述隔板(10)與殼體(9)的內壁為滑動配合。
4.根據權利要求1所述的一種汽車踏板傳感裝置，其特征在于所述光纖彎曲敏感元件內設置有供所述曲線型支架下端部安裝的固定支架(15)，所述固定支架(1 上以螺紋連接方式安裝有調整螺桿(16)且調整螺桿(16)上固定有底板(17)，所述曲線形支架上端部上方布設有平墊00)且平墊00)與隔膜(10)之間布設有輔助彈簧(21)，且所述曲線形支架卡裝在平墊00)與底板(17)之間。
專利摘要本實用新型公開了一種汽車踏板傳感裝置，包括安裝在踏板下面的至少一個光纖彎曲敏感元件，光纖彎曲敏感元件內包含的信號光纖通過光纜串聯，光纜的至少一端連接有測試單元，測試單元與車輛的控制單元ECU連接；光纖彎曲敏感元件包括導桿一和與導桿一滑動配合且固定于車體上的殼體，導桿一一端與踏板下底面通過鉸鏈三連接，導桿一另一端伸入殼體內部并與一曲線形支架的一端接觸連接，曲線形支架的另一端固定于殼體的內壁上。本實用新型結構簡單、設計合理、靈敏度高、使用效果好，抗電磁干擾。
文檔編號B60K28/02GK201951256SQ20102066377
公開日2011年8月31日 申請日期2010年12月16日 優先權日2010年12月16日
發明者杜兵 申請人:西安金和光學科技有限公司