專利名稱：汽車路面識(shí)別裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種汽車路面識(shí)別裝置，可判斷出路面的好壞，從而提示駕駛者注意。
背景技術(shù)：
當(dāng)今，汽車的迅猛發(fā)展，使許多的普通百姓也有了自己的汽車，但也引入了一系列的交通問題，交通事故層出不窮，究其部分原因，駕駛員對(duì)路面沒有理性認(rèn)識(shí)，以致在路面狀況較差又高速行駛的情況下急剎車、急轉(zhuǎn)彎導(dǎo)致車輛打滑失控。如果有一種裝置幫助駕駛者識(shí)別出路面的好壞，并提示駕駛者注意不要超速行駛，會(huì)避免許多事故的發(fā)生。
本實(shí)用新型在行車過程中不停的通過傳感器監(jiān)測(cè)路面狀況，并將其分成10個(gè)檔位在LED燈上顯示出來，以提醒駕駛員在不同的路面不要超過其極限速度行駛，如果在當(dāng)前的路面狀況下超出其極限速度，系統(tǒng)還會(huì)自動(dòng)報(bào)警，以保障行車安全。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種汽車路面識(shí)別裝置，可識(shí)別出路況，并將路況顯示出來。
本實(shí)用新型的主要目的就是提供一種汽車路面識(shí)別裝置，可在汽車的車速超過現(xiàn)行路況的極限速度時(shí)，提示駕駛者注意。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出的一種汽車路面識(shí)別裝置，包括控制模塊、車速傳感器、輪速傳感器和輸出模塊，所述控制模塊響應(yīng)車速傳感器和輪速傳感器的輸出信號(hào)，所述控制模塊的輸出端與輸出模塊相連，所述控制模塊將經(jīng)過處理得出的路況輸出到輸出模塊。
優(yōu)選的，所述輸出模塊包括相連的放大電路和LED顯示器，所述放大電路與控制模塊的輸出端相連。
所述LED顯示器為十段LED顯示器。
還包括連接在輪速傳感器和控制模塊之間的、用于將輪速信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的信號(hào)調(diào)理電路。
進(jìn)一步的改進(jìn)是還包括鑰匙信號(hào)輸入電路、繼電器、汽車電源和電源變換模塊，所述繼電器的輸入端響應(yīng)鑰匙信號(hào)輸入電路的信號(hào)，輸出端為汽車電源和電源變換模塊之間提供通路。
更進(jìn)一步的改進(jìn)是所述鑰匙信號(hào)輸入電路還耦合到控制模塊。
本實(shí)用新型的又一改進(jìn)是還包括超速報(bào)警模塊，所述超速報(bào)警模塊與控制模塊相連。
更進(jìn)一步的改進(jìn)是還包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器，所述控制模塊還響應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器的輸出信號(hào)。
還包括用于檢測(cè)車速傳感器、輪速傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的故障檢測(cè)模塊和故障報(bào)警模塊，所述故障檢測(cè)模塊的輸出端與控制模塊相連，所述故障報(bào)警模塊的輸入端與控制模塊相連。
由于車輛的重量大于車輪的重量幾百倍，因此車輛的慣性比車輪的慣性大很多倍，由此可知，在外力的作用下，如路面不平、剎車、踩油門，車速是不能突變的，其變化程度較緩慢，而輪速的變化則是瞬時(shí)的。假設(shè)車輪和地面是緊密貼合的，則輪速始終等于車速，同步于車速變化。而實(shí)際情況則不然，地面提供給車輪的摩擦力是有限的，這就造成，輪速和車速的非同步變化，而差異的大小正好反映了路面狀況的好壞。本實(shí)用新型正是采用這個(gè)原理，利用輪速信號(hào)和車速信號(hào)的差異來判別路面狀況的好壞。
本實(shí)用新型的有益效果是1)可識(shí)別出路況并通過輸出模塊顯示出來，輸出模塊采用十段LED顯示時(shí)，通過指示燈來表示路況的好壞，駕駛者可以很直觀的知道路況的好壞，可以根據(jù)路況來控制行駛的速度。2)設(shè)置超速報(bào)警裝置，當(dāng)車速超過該路況下的極限速度時(shí)，報(bào)警提示駕駛者，保證駕駛的安全。3)用發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來修正輪速信號(hào)和車速信號(hào)的計(jì)算結(jié)果，使路況的判斷更準(zhǔn)確。4)設(shè)置故障檢測(cè)模塊和故障報(bào)警模塊，當(dāng)車速傳感器、輪速傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器有異常時(shí)，則報(bào)警提示駕駛者，更全面的保證了安全駕駛。
本實(shí)用新型的特征及優(yōu)點(diǎn)將通過實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。

圖1是本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)方框圖；圖2是信號(hào)調(diào)理電路的電路圖；圖3是輪速數(shù)據(jù)處理流程圖；圖4是本實(shí)用新型的一種實(shí)施例進(jìn)行路況識(shí)別的流程圖；圖5是系統(tǒng)自診斷流程圖；圖6是本實(shí)用新型的另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)方框圖圖7是電源變換模塊的電路圖。
具體實(shí)施方式具體實(shí)施例一、如圖1所示，車速傳感器、輪速傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器分別和信號(hào)調(diào)理電路相連，經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路的變換，輸出到控制模塊?？刂颇K采用單片機(jī)。輪速傳感器的信號(hào)是頻率和幅值與輪速成正比的準(zhǔn)正弦波信號(hào)，單片機(jī)不能直接從中提取到輪速信號(hào)，必須進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換成頻率與輪速成正比的方波信號(hào)，信號(hào)調(diào)理電路的原理圖如圖2所示，信號(hào)由輸入端Ue輸入，經(jīng)過變換后由C4的正端輸出。單片機(jī)對(duì)輸入的車速傳感器、輪速傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)先進(jìn)行處理，圖3所示，即是對(duì)輪速傳感器信號(hào)的處理過程，車速傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器數(shù)據(jù)處理的算法類似。計(jì)算出當(dāng)前的車速、輪速和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速后，還需要計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)的加減速，將車速和輪速進(jìn)行比較，當(dāng)車速小于輪速時(shí)，可能車輪相對(duì)路面有滑動(dòng)，但這并不一定說明就是路況不好，還要看發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速情況。如果發(fā)動(dòng)機(jī)處于勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則車速和輪速的比較結(jié)果可直接說明路況。如果發(fā)動(dòng)機(jī)處于加速狀態(tài)，則說明此時(shí)駕駛者在踩油門，輪速本身就大于車速，所以車速和輪速的比較結(jié)果需要消除發(fā)動(dòng)機(jī)加速度的影響。如果發(fā)動(dòng)機(jī)處于減速狀態(tài)，則說明此時(shí)駕駛者在踩剎車，輪速本身就小于車速，所以車速和輪速的比較結(jié)果也需要消除發(fā)動(dòng)機(jī)加速度的影響。控制模塊根據(jù)車速信號(hào)、輪速信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)的加速度計(jì)算出反映路況的路面附著系數(shù)，即路面和車輪的靜摩擦系數(shù)，將路況信息輸出到輸出模塊，本實(shí)施例中的輸出模塊包括放大電路和十段LED顯示器，放大電路接受控制模塊的輸出結(jié)果，經(jīng)過放大電路的驅(qū)動(dòng)，點(diǎn)亮相應(yīng)的LED指示燈。一般來說，附著系數(shù)大于0.5的路面屬于好的，附著系數(shù)小于0.4的路面是壞的，十個(gè)指示燈全亮起表示附著系數(shù)為1，五個(gè)指示燈亮起表示附著系數(shù)為0.5。
通常，有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員都清楚在什么路況下以什么速度來行駛，但個(gè)別情況下或?qū)τ谛碌鸟{駛員，有可能會(huì)高速行駛在路況不太好的路面。為保證駕駛的安全性，控制汽車的車速不超過當(dāng)前路況的極限速度，本實(shí)施例還設(shè)計(jì)了超速報(bào)警模塊，超速報(bào)警模塊與控制模塊相連，當(dāng)車速不超過當(dāng)前路況的極限速度，控制模塊控制超速報(bào)警模塊報(bào)警以提示駕駛者。路面的特征主要指其附著系數(shù)，低附著系數(shù)的路面不允許高速行駛，主要是為了防止出現(xiàn)制動(dòng)距離過長(zhǎng)、側(cè)滑等危險(xiǎn)情況，制動(dòng)距離跟路面、車速、車輛的本體參數(shù)有關(guān)，在一定的車輛條件下，極限速度是指最小制動(dòng)距離為50米的車速。
為保證車速傳感器、輪速傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的工作正常，本實(shí)施例還設(shè)計(jì)了故障檢測(cè)模塊和故障報(bào)警模塊，故障檢測(cè)模塊不斷檢測(cè)車速傳感器、輪速傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器，有異常時(shí)，將異常信號(hào)輸出到控制模塊，控制模塊控制故障報(bào)警模塊報(bào)警以提示駕駛者，更全面的保證駕駛的安全。
另外車速傳感器所感知的車速信號(hào)可以從儀表盤口輸入，為方波信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器所感知的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)也從儀表盤口輸入，為方波信號(hào)，所以車速傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的輸出端可以不通過信號(hào)調(diào)理電路而耦合到控制模塊。
本實(shí)施例的工作過程如圖4所示，包括以下步驟1、系統(tǒng)初始化系統(tǒng)初始化模塊工作于上電時(shí)，對(duì)單片機(jī)的端口、內(nèi)部寄存器、高速模塊、定時(shí)模塊、PWM模塊、EEPROM模塊、通信模塊進(jìn)行初始化。
2、系統(tǒng)自診斷對(duì)傳感器進(jìn)行自檢、并檢查故障碼。其流程圖如圖5所示。
3、數(shù)據(jù)處理處理從傳感器輸入的各種信號(hào)，包括濾波和計(jì)算，輪速傳感器數(shù)據(jù)處理流程圖如圖3所示，其中車速傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器數(shù)據(jù)處理的算法類似。
4、故障檢測(cè)在系統(tǒng)的主模塊里嵌入一個(gè)故障檢測(cè)模塊是為了使系統(tǒng)能實(shí)時(shí)的檢測(cè)到傳感器的故障。
5、路面識(shí)別路面識(shí)別是根據(jù)輪速信號(hào)和車速信號(hào)來判斷路面狀況的。由于車輛的重量大于車輪的重量幾百倍，因此車輛的慣性比車輪的慣性大很多倍，由此可知，在外力的作用下，如路面不平、剎車、踩油門，車速是不能突變的，其變化程度較緩慢，而輪速的變化則是瞬時(shí)的。假設(shè)車輪和地面是緊密貼合的，則輪速始終等于車速，同步于車速變化。而實(shí)際情況則不然，地面提供給車輪的摩擦力是有限的，這就造成，輪速和車速的非同步變化，而差異的大小正好反映了路面狀況的好壞。路面識(shí)別模塊正是采用這個(gè)原理，利用輪速信號(hào)和車速信號(hào)來判別路面狀況的好壞。
6、輸出結(jié)果負(fù)責(zé)對(duì)各種計(jì)算結(jié)果輸出到指示燈，故障指示燈、超速報(bào)警燈、路面狀況指示燈。
具體實(shí)施例二、如圖6所示，與具體實(shí)施例一不同的是在具體實(shí)施例一的基礎(chǔ)上增加了鑰匙信號(hào)的控制。所述繼電器的輸入端響應(yīng)鑰匙信號(hào)輸入電路的信號(hào)，輸出端提供汽車電源和電源變換模塊之間的通路。汽車電源是波動(dòng)的12V電源，而路況識(shí)別裝置需要的是穩(wěn)定且波紋小的5V電源，因此必須進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換，其原理圖如圖7所示，汽車電源電壓VBATT輸入電源變換模塊后，經(jīng)芯片TA7900S/F的變壓，在VREG輸出+5V電壓。當(dāng)鑰匙插入點(diǎn)火開關(guān)并轉(zhuǎn)動(dòng)到第二檔時(shí)，鑰匙信號(hào)輸入電路輸出一電平信號(hào)到繼電器的輸入端，控制繼電器將汽車電源和電源變換模塊接通，電源變換模塊對(duì)路面識(shí)別裝置的各部分供電。當(dāng)鑰匙信號(hào)發(fā)生時(shí)，繼電器工作，繼電器是整個(gè)系統(tǒng)的電源開關(guān)，當(dāng)鑰匙不在點(diǎn)火開關(guān)時(shí)，鑰匙信號(hào)輸入電路輸出另一電平信號(hào)到繼電器的輸入端，控制繼電器將汽車電源和電源變換模塊斷開，電源變換模塊不工作，從而路面識(shí)別裝置也不工作，可節(jié)約電源，延長(zhǎng)裝置的使用壽命。
為了保證鑰匙信號(hào)的準(zhǔn)確性，鑰匙信號(hào)輸入電路還輸出到控制模塊，如果繼電器發(fā)生了誤動(dòng)作，繼電器將汽車電源和電源變換模塊接通，但控制模塊并沒有接收到鑰匙轉(zhuǎn)動(dòng)到第二檔的信號(hào)，則控制模塊控制繼電器將汽車電源和電源變換模塊斷開，保證鑰匙信號(hào)控制的準(zhǔn)確性。
權(quán)利要求1.一種汽車路面識(shí)別裝置，其特征在于包括控制模塊、車速傳感器、輪速傳感器和輸出模塊，所述控制模塊響應(yīng)車速傳感器和輪速傳感器的輸出信號(hào)，所述控制模塊的輸出端與輸出模塊相連，所述控制模塊將經(jīng)過處理得出的路況輸出到輸出模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車路面識(shí)別裝置，其特征在于所述輸出模塊包括相連的放大電路和LED顯示器，所述放大電路與控制模塊的輸出端相連。
3.如權(quán)利要求2所述的汽車路面識(shí)別裝置，其特征在于所述LED顯示器為十段LED顯示器。
4.如權(quán)利要求1所述的汽車路面識(shí)別裝置，其特征在于還包括連接在輪速傳感器和控制模塊之間的、用于將輪速信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的信號(hào)調(diào)理電路。
5.如權(quán)利要求1所述的汽車路面識(shí)別裝置，其特征在于還包括鑰匙信號(hào)輸入電路、繼電器、汽車電源和電源變換模塊，所述繼電器的輸入端響應(yīng)鑰匙信號(hào)輸入電路的信號(hào)，輸出端為汽車電源和電源變換模塊之間提供通路。
6.如權(quán)利要求5所述的汽車路面識(shí)別裝置，其特征在于所述鑰匙信號(hào)輸入電路還耦合到控制模塊。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的汽車路面識(shí)別裝置，其特征在于還包括超速報(bào)警模塊，所述超速報(bào)警模塊與控制模塊相連。
8.如權(quán)利要求7所述的汽車路面識(shí)別裝置，其特征在于還包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器，所述控制模塊還響應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器的輸出信號(hào)。
9.如權(quán)利要求8所述的汽車路面識(shí)別裝置，其特征在于還包括用于檢測(cè)車速傳感器、輪速傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的故障檢測(cè)模塊和故障報(bào)警模塊，所述故障檢測(cè)模塊的輸出端與控制模塊相連，所述故障報(bào)警模塊的輸入端與控制模塊相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種汽車路面識(shí)別裝置，包括控制模塊、車速傳感器、輪速傳感器和輸出模塊，所述控制模塊響應(yīng)車速傳感器和輪速傳感器的輸出信號(hào)，所述控制模塊的輸出端與輸出模塊相連，所述控制模塊將經(jīng)過處理得出的路況輸出到輸出模塊。本實(shí)用新型可識(shí)別出路況并通過指示燈來表示路況的好壞，駕駛者可以很直觀的知道路況的好壞，可以根據(jù)路況來控制行駛的速度。
文檔編號(hào)G07C5/08GK2862042SQ20052003585
公開日2007年1月24日 申請(qǐng)日期2005年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月17日
發(fā)明者王平 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司