带方向性的检测轮及车辆运行速度与方向同时检测的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种车辆运行状况的检测结构及其检测方法，具体是涉及一种带方向 性的检测轮及车辆运行速度和方向同时检测的方法。
【背景技术】
[0002] 在目前汽车的速度检测中，主要是通过转速传感器检测检测轮（或信号轮）的转 速来计算整车的车速。参见图1和图2,目前的检测轮工作原理为：在检测轮1上均匀地布 置相同的检测轮齿，所有齿的齿厚t相等，每当有一个检测轮齿通过转速传感器2时，转速 传感器就输出一个脉冲，该脉冲的起始点为该检测轮齿前端进入转速传感器的检测区域的 点，该脉冲的终止点为该检测轮齿尾端离开转速传感器的检测区域的点，先通过计算相邻 脉冲的起始点的时间间隔T，然后再通过计算得出检测轮的旋转速度。但由于转速传感器输 出的是矩形脉冲波，检测轮正向旋转和反向旋转时输出的脉冲波形是一样的，因此，无法判 断检测轮的旋转方向以确定汽车的运动方向。
[0003] 然而，对于自动控制的车辆而言，如自动变速箱，或自动驾驶系统，往往需要检测 车辆的行进方向，以防止车辆的行进方向与要求的行进方向相反，导致系统判断错误而产 生安全问题。
[0004] 对于电动汽车而言，由于电机具有正向旋转和反向旋转的功能，当电机控制器出 现异常时，会出现电机实际输出的旋转方向与实际需要的旋转方向相反，进而产生安全问 题。
[0005] 尽管通过整车定位系统能够计算出整车行驶方向，但由于存在定位精度、响应时 间、信号强度、通讯速度等问题，目前，还不能解决上述安全隐患。因此，汽车传动系统自身 需要一个能够同时检测车辆运行速度和方向的简单、可靠、快捷的结构和方法。
【发明内容】
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明提出一种带方向性的检测轮及车辆运行速度和方 向同时检测的方法，通过转速传感器对该带方向性的检测轮进行脉冲检测，借助控制系统 分析计算，能够同时得出检测轮的转速和旋转方向，进而可同时得知车辆的实际运行转速 和行进方向。
[0007] 本发明的技术方案是这样实现的：
[0008] 一种带方向性的检测轮，包括至少四个检测轮齿，所述检测轮齿间隔排布在所述 检测轮的圆周上，以车辆前进方向为正向，相邻两个所述检测轮齿的前端之间的距离或后 端之间的距离相等，以前端或后端为基准，所述检测轮齿的齿厚按顺序呈等差数列分布。
[0009] 作为本发明的进一步改进，所述检测轮上的检测轮齿按顺序分成两组及以上具有 相同数量检测轮齿的轮齿组合，每组轮齿组合内的检测轮齿的齿厚按顺序呈等差数列分 布，且每组轮齿组合内的检测轮齿的数量不少于三个。
[0010] 一种车辆运行速度与方向同时检测的方法，包括一转速传感器和检测轮，所述转 速传感器检测所述检测轮上的检测轮齿，并输出检测脉冲给外部控制系统；以车辆前进方 向为正向，所述检测脉冲的起始点为所述检测轮齿的前端进入所述转速传感器的检测区域 的点，所述检测脉冲的终止点为所述检测轮齿的后端离开所述转速传感器的检测区域的 点；定义检测脉冲的输出时间为脉冲宽度Tr，定义相邻检测脉冲的起始点的时间间隔为脉 冲周期T，所述控制系统通过计算比较脉冲宽度Tr与脉冲周期T的比值，并按如下公式：
【主权项】
1. 一种带方向性的检测轮（1)，其特征在于泡括至少四个检测轮齿（11)，所述检测轮 齿间隔排布在所述检测轮的圆周上，W车辆前进方向为正向，相邻两个所述检测轮齿的前 端之间的距离或后端之间的距离相等，W前端或后端为基准，所述检测轮齿的齿厚按顺序 呈等差数列分布。
2. 根据权利要求1所述的带方向性的检测轮，其特征在于：所述检测轮上的检测轮齿 按顺序分成两组及W上具有相同数量检测轮齿的轮齿组合，每组轮齿组合内的检测轮齿的 齿厚按顺序呈等差数列分布，且每组轮齿组合内的检测轮齿的数量不少于=个。
3. -种车辆运行速度与方向同时检测的方法，其特征在于：包括一转速传感器（2)和 权利要求1或2所述的检测轮（1)，所述转速传感器检测所述检测轮上的检测轮齿，并输出 检测脉冲给外部控制系统；W车辆前进方向为正向，所述检测脉冲的起始点为所述检测轮 齿的前端进入所述转速传感器的检测区域的点，所述检测脉冲的终止点为所述检测轮齿的 后端离开所述转速传感器的检测区域的点；定义检测脉冲的输出时间为脉冲宽度Tr，定义 相邻检测脉冲的起始点的时间间隔为脉冲周期T，所述控制系统通过计算比较脉冲宽度Tr 与脉冲周期T的比值，并按如下公式：
判定检测轮的旋转方向，并推导出车辆的行进方向；当检测脉冲比较的结果满足公式 1时，判定车辆行驶方向为前进方向；当检测脉冲比较的结果满足公式2,判定车辆行驶方 向为后退方向；当检测脉冲比较的结果满足公式3时，再检测一个检测轮齿，根据公式5或 6判断车辆的方向，当检测脉冲比较的结果满足5时，判定车辆行驶方向为前进方向，当检 测脉冲比较的结果满足6时，判定车辆行驶方向为后退方向；当检测脉冲比较的结果满足 公式4时，再检测一个检测轮齿，根据公式7或8判断车辆的方向，当检测脉冲比较的结果
满足7时，判定车辆行驶方向为前进方向，当检测脉冲比较的结果满足8时，判定车辆行驶 方向为后退方向； 其中，第n-1个、第n个、第n+1个、第n+2个检测轮齿的脉冲输出时间分别为Trn-1、 Trn、Trn+1、Trn+2 ;第n-2个检测脉冲起始点到第n-1个检测脉冲起始点时的间间隔为 Tn-2,第n-1个检测脉冲起始点到第n个检测脉冲起始点时的间间隔为化-1，第n个检测脉 冲起始点到第n+1个检测脉冲起始点时的间间隔为化，第n+1个检测脉冲起始点到第n+2 个检测脉冲起始点时的间间隔为化+1。
【专利摘要】本发明公开了一种带方向性的检测轮及车辆运行速度和方向同时检测的方法，通过转速传感器对该带方向性的检测轮进行脉冲检测，借助控制系统分析计算，能够同时得出检测轮的转速和旋转方向，进而可同时得知车辆的实际运行转速和行进方向。该带方向性的检测轮仅仅通过改变现有检测轮的检测轮齿，就可以检测出整车的实际行驶方向，能够解决现有技术中转速传感器只能从检测轮得出转速而无法确定方向的问题，从而解决了整车实际行驶方向与所需要的运动方向相反而产生的安全问题，消除整车运行的安全隐患。
【IPC分类】G01P3-50, G01P13-00
【公开号】CN104597278
【申请号】CN201510080124
【发明人】袁一卿, 涂乐平, 张寅 , 伍国强, 何祥延, 张秋雨, 刘广辉
【申请人】昆山德拉特兰传动科技有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年2月15日