本實(shí)用新型涉及測(cè)速技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種測(cè)速裝置及汽車。

背景技術(shù)：

車速是車輛的重要參數(shù)之一，常用于各種需要車速信號(hào)的設(shè)備或系統(tǒng)中。隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，為了滿足人們對(duì)車輛的不同需求，通常需要在原有汽車上外接其他設(shè)備，例如車輛計(jì)價(jià)器，這些設(shè)備需要使用汽車的行駛速度，以便實(shí)現(xiàn)計(jì)價(jià)或者其他功能。

現(xiàn)有技術(shù)中，這些外接設(shè)備一般都是通過(guò)外接信號(hào)線與汽車內(nèi)部設(shè)置的車速傳感裝置連接，以便獲得汽車的車速信號(hào)。

但是，這種獲取車速信號(hào)的方式需要對(duì)汽車進(jìn)行破拆并布線，會(huì)影響汽車的外觀，布線不合適時(shí)又會(huì)影響其他設(shè)備的穩(wěn)定性。而外部設(shè)部通過(guò)單獨(dú)的加速度計(jì)傳感器直接測(cè)量車速時(shí)，又會(huì)在顛簸路面出現(xiàn)測(cè)不準(zhǔn)的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種測(cè)速裝置及汽車，以解決現(xiàn)有技術(shù)外接設(shè)備直接通過(guò)加速度計(jì)傳感器測(cè)速測(cè)不準(zhǔn)的問(wèn)題。

本實(shí)用新型提供一種測(cè)速裝置，包括：加速度計(jì)傳感器，用于測(cè)量汽車的加速度；陀螺儀傳感器，與汽車車輪的徑向平面呈預(yù)設(shè)夾角，用于測(cè)量車輪的角速度；控制器，控制器與加速度計(jì)傳感器以及陀螺儀傳感器通信連接，用于根據(jù)預(yù)設(shè)公式將加速度計(jì)傳感器以及陀螺儀傳感器測(cè)得的加速度和角速度信息換算成車輪脈沖數(shù)及汽車的行駛速度；電源，與加速度計(jì)傳感器、陀螺儀傳感器以及控制器電連接。

如上所述的測(cè)速裝置，其中，加速度計(jì)傳感器設(shè)置在車輪的軸心方向上。

如上所述的測(cè)速裝置，其中，加速度計(jì)傳感器和陀螺儀傳感器集成為一六軸傳感器。

如上所述的測(cè)速裝置，其中，包括電路板，六軸傳感器安裝在電路板上。

如上所述的測(cè)速裝置，其中，電路板設(shè)置有導(dǎo)電的夾持部，夾持部與電路板之間形成有用于固定電源的容納腔。

如上所述的測(cè)速裝置，其中，包括殼體，電路板安裝在殼體內(nèi)，且與殼體的徑向平面形成預(yù)設(shè)夾角。

如上所述的測(cè)速裝置，其中，包括由殼體的內(nèi)壁向內(nèi)延伸形成的安裝凸臺(tái)，安裝凸臺(tái)與殼體的徑向平面形成預(yù)設(shè)夾角；電路板固定在安裝凸臺(tái)上。

如上所述的測(cè)速裝置，其中，預(yù)設(shè)夾角的范圍為82度到89度。

如上所述的測(cè)速裝置，其中，還包括通信模塊，通信模塊與控制器通信連接，用于將行駛速度傳輸給外部設(shè)備。

本實(shí)用新型還提供一種汽車，包含車體、測(cè)速裝置和外部設(shè)備；測(cè)速裝置可拆卸地安裝在車輪上；測(cè)速裝置與外部設(shè)備通信連接，用于為外部設(shè)備提供行駛速度。

本實(shí)用新型提供的測(cè)速裝置及汽車通過(guò)加速度計(jì)傳感器和陀螺儀傳感器來(lái)獲取車速信號(hào)，通過(guò)陀螺儀傳感器獲取的角速度對(duì)汽車加速度計(jì)傳感器獲取到的加速度進(jìn)行校正，可以獲得顛簸路面準(zhǔn)確的車速。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型測(cè)速裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本實(shí)用新型測(cè)速裝置的安裝示意圖；

圖3為本實(shí)用新型測(cè)速裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型測(cè)速裝置殼體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖4的局部剖視圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1：測(cè)速裝置； 11：六軸傳感器；

111：加速度計(jì)傳感器； 112：陀螺儀傳感器；

12：控制器； 13：電路板；

131：夾持部； 14：電源；

15：通信模塊； 16：殼體；

161：安裝凸臺(tái)； φ：預(yù)設(shè)夾角；

2：車輪徑向平面。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，本實(shí)用新型不局限于下述的具體實(shí)施方式。

圖1為本實(shí)用新型測(cè)速裝置的結(jié)構(gòu)框圖，圖2為本實(shí)用新型測(cè)速裝置的安裝示意圖，圖3為本實(shí)用新型測(cè)速裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

請(qǐng)結(jié)合圖1至圖3，本實(shí)施例提供的測(cè)速裝置1，包括：加速度計(jì)傳感器111，用于測(cè)量汽車的加速度；陀螺儀傳感器112，與汽車車輪徑向平面2呈預(yù)設(shè)夾角φ，用于測(cè)量車輪的角速度；控制器12，控制器12與加速度計(jì)傳感器111以及陀螺儀傳感器112通信連接，用于根據(jù)預(yù)設(shè)公式將加速度計(jì)傳感器111以及陀螺儀傳感器112測(cè)得的加速度和角速度信息換算成車輪脈沖數(shù)及汽車的行駛速度；電源14，與加速度計(jì)傳感器111、陀螺儀傳感器112以及控制器12電連接。

具體地，加速度計(jì)傳感器111輸出的是正弦波，路況平坦時(shí)，其輸出的波形比較穩(wěn)定，路況顛簸時(shí)，其波形不規(guī)則。當(dāng)加速度計(jì)傳感器111的周期性變化比較穩(wěn)定的時(shí)候,就能根據(jù)其脈沖數(shù)計(jì)算出實(shí)際行駛速度。陀螺儀傳感器112一般量程較小，如果使其測(cè)量方向與車輪角速度方向一致時(shí)，測(cè)量結(jié)果可能會(huì)超出其量程，但是通過(guò)將陀螺儀傳感器112的測(cè)量方向旋轉(zhuǎn)到與車輪角速度方向成預(yù)設(shè)角度φ，即將陀螺儀傳感器112安裝在與汽車車輪徑向平面2呈預(yù)設(shè)夾角φ的位置上，其測(cè)得的角速度相當(dāng)于實(shí)際車輪角速度乘以預(yù)設(shè)夾角φ的余弦，就能保證陀螺儀傳感器112測(cè)得的數(shù)據(jù)不超過(guò)其量程。但是由于預(yù)設(shè)夾角φ隨著使用時(shí)間的增加會(huì)發(fā)生變化，所以陀螺儀傳感器112測(cè)得的角速度準(zhǔn)確性無(wú)法得到保證，但是其測(cè)得的角速度的變化趨勢(shì)較為準(zhǔn)確，即角加速度的值是準(zhǔn)確的。

當(dāng)路況平坦時(shí)，控制器12把加速度計(jì)傳感器111的輸出轉(zhuǎn)換成車速信號(hào)輸出；當(dāng)路況顛簸時(shí)，加速度計(jì)傳感器111輸出的波形不穩(wěn)定，這時(shí)可以依靠陀螺儀傳感器112將其根據(jù)預(yù)設(shè)公式恢復(fù)成該時(shí)間段的穩(wěn)定波形。即控制器12依靠陀螺儀傳感器112測(cè)得的角速度波形，根據(jù)角速度與角加速度的公式得到角加速度的波形，根據(jù)角加速度與加速度的公式可以得到該顛簸時(shí)間段加速度的波形，以此替換加速度計(jì)傳感器111在該顛簸時(shí)間段的波形。由此，加速度計(jì)傳感器111測(cè)量的波形可以恢復(fù)為穩(wěn)定的波形，根據(jù)其脈沖數(shù)可以得到實(shí)際車速。上述控制器12工作過(guò)程中所依靠的預(yù)設(shè)公式為角速度與角加速度的公式以及角加速度與加速度的公式可以參見教科書、技術(shù)手冊(cè)或者其他公開的技術(shù)資料。

控制器可以是現(xiàn)有技術(shù)中任意一種如單片機(jī)、ARM芯片等，在此不做具體限定。

測(cè)速裝置1設(shè)置有電源14，電源14與加速度計(jì)傳感器111、陀螺儀傳感器112和控制器12電連接，輸出為3.3V的直流電，可以實(shí)現(xiàn)裝置的獨(dú)立供電。另外，電源可以是現(xiàn)有的供電設(shè)備，如紐扣電池或太陽(yáng)能電池等，在此不做具體限定。

由上述可知，本實(shí)施例提供的測(cè)速裝置通過(guò)加速度計(jì)傳感器、陀螺儀傳感器來(lái)獲取汽車的加速度和角加速度，控制器用陀螺儀傳感器獲取的角速度對(duì)汽車加速度計(jì)傳感器獲取的加速度進(jìn)行校正，可以獲得顛簸路面準(zhǔn)確的車速。

進(jìn)一步，加速度計(jì)傳感器111設(shè)置在車輪的軸心方向上。這個(gè)位置向心加速度為零，加速度計(jì)傳感器111測(cè)量到的值就是重力加速度。車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輸出的波形為從負(fù)9.8平方米/秒到正9.8平方米/秒的周期性變化的正弦波，便于控制器12進(jìn)行處理。具體地，如果由于安裝限制等問(wèn)題，加速度計(jì)傳感器無(wú)法準(zhǔn)確安裝在軸心方向，可將其安裝在盡量靠近軸心的位置。

在本實(shí)施例中，加速度計(jì)傳感器111和陀螺儀傳感器112集成為一六軸傳感器11。具體地，六軸傳感器11可以測(cè)量三個(gè)方向的加速度和三個(gè)方向的角速度，能夠滿足測(cè)量車速的需求。由于六軸傳感器11將加速度計(jì)傳感器111和陀螺儀傳感器112集成為一體，安裝及使用更加方便。

在本實(shí)施例中，測(cè)速裝置1還包括電路板13，六軸傳感器11安裝在電路板13上。電路板13設(shè)置有導(dǎo)電的夾持部131，夾持部131與電路板13之間形成有用于固定電源14的容納腔。

具體地，六軸傳感器11、控制器12焊接在電路板13上，電源14固定在電路板13的夾持部131上，夾持部131為導(dǎo)電材料，可以實(shí)現(xiàn)電源14與電路板13之間的電連接。同時(shí)，這種連接方式的電源拆裝方便，便于維護(hù)。

圖4為本實(shí)用新型測(cè)速裝置殼體的結(jié)構(gòu)示意，圖5為圖4的局部剖視圖。請(qǐng)結(jié)合圖4和圖5，測(cè)速裝置1還包括殼體16，電路板13安裝在殼體16中，且與殼體16的徑向平面形成預(yù)設(shè)夾角φ。殼體16的內(nèi)壁向內(nèi)延伸形成有安裝凸臺(tái)161，安裝凸臺(tái)161與殼體16的徑向平面形成預(yù)設(shè)夾角φ；電路板13固定在安裝凸臺(tái)161上。

具體地，殼體16還包括端蓋，端蓋與殼體16可拆卸連接，具體連接方式可以為卡接或螺接等，安裝時(shí)，先除去端蓋，再將電路板13安裝在殼體16的安裝凸臺(tái)161上，保證電路板13與安裝凸臺(tái)161平面平行，由于六軸傳感器11固定在電路板13上，安裝凸臺(tái)161與殼體16的徑向平面形成預(yù)設(shè)夾角φ，則六軸傳感器11與殼體16的徑向平面呈預(yù)設(shè)夾角φ，即陀螺儀傳感器112與殼體16的徑向平面呈預(yù)設(shè)夾角φ。優(yōu)選地，殼體16或端蓋設(shè)置有連接部，通過(guò)連接部可以將測(cè)速裝置1固定在車輪上，并使殼體16的徑向平面與車輪徑向平面2平行。

殼體可以使用現(xiàn)有技術(shù)中的任意非導(dǎo)電材料經(jīng)過(guò)常用的加工方法制造，如可以采用塑料經(jīng)過(guò)注塑而成。優(yōu)選地，殼體為塑料外殼，外形為圓柱形，但是殼體的外形可以是任意的，只要通過(guò)安裝凸臺(tái)的角度保證陀螺儀傳感器與車輪徑向平面的預(yù)設(shè)角度即可，在此不做具體限定。

本實(shí)施例中，預(yù)設(shè)夾角φ的范圍為82度到89度。具體地，陀螺儀傳感器112測(cè)得的角速度相當(dāng)于實(shí)際車輪角速度乘以預(yù)設(shè)夾角φ的余弦，當(dāng)預(yù)設(shè)夾角φ的范圍為82度到89度，其余弦值較小，對(duì)陀螺儀傳感器112量程的放大作用較大，就能保證陀螺儀傳感器112測(cè)得的數(shù)據(jù)不超過(guò)其量程。

另外，在殼體16的加工過(guò)程中，由于預(yù)設(shè)夾角φ較大，安裝凸臺(tái)161與殼體16徑向平面形成夾角接近90度，外殼16體積較大，加工困難，此時(shí)可以選擇六軸傳感器11的另一個(gè)方向來(lái)測(cè)量車輪角速度。由于六軸傳感器11可以測(cè)量三個(gè)方向的角速度，且三個(gè)方向互相垂直，當(dāng)測(cè)量方向與車輪角速度方向成預(yù)設(shè)夾角φ時(shí)，六軸傳感器11的另一個(gè)測(cè)量方向與車輪角速度方向的夾角為預(yù)設(shè)夾角φ的余角，即該測(cè)量方向的安裝平面與車輪徑向平面2的夾角為預(yù)設(shè)夾角φ的余角，此時(shí)安裝凸臺(tái)161與殼體16徑向平面的夾角也變?yōu)轭A(yù)設(shè)夾角φ的余角，殼體體積較小，加工方便。

本實(shí)施例中，測(cè)速裝置1還包括通信模塊15，通信模塊15與控制器12通信連接，用于將行駛速度傳輸給外部設(shè)備。具體地，通信模塊15可以為陶瓷天線，通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)姆绞綄⑿旭偹俣葌鬏斀o外部設(shè)備，比通過(guò)導(dǎo)線連接的方式更加方便，測(cè)速裝置的獨(dú)立性更強(qiáng)。

本實(shí)施例提供的測(cè)速裝置通過(guò)加速度計(jì)傳感器、陀螺儀傳感器來(lái)獲取加速度和角加速度，通過(guò)陀螺儀傳感器獲取的角速度對(duì)汽車加速度計(jì)傳感器獲取到的加速度進(jìn)行校正，可以獲得顛簸路面準(zhǔn)確的車速。

本實(shí)施例還提供一種汽車，包含車體、測(cè)速裝置和外部設(shè)備；測(cè)速裝置可拆卸地安裝在車輪上；測(cè)速裝置與外部設(shè)備通信連接，用于為外部設(shè)備提供行駛速度。

具體地，車體可以是現(xiàn)有技術(shù)中任意車型的車體結(jié)構(gòu)，外部設(shè)備可以是現(xiàn)有技術(shù)中任意需要車速信號(hào)的設(shè)備，如車輛計(jì)價(jià)器等，在此不作具體的限定。此外，本實(shí)施例中測(cè)速裝置結(jié)構(gòu)和功能與上述實(shí)施例相同，具體可參見上述實(shí)施例，在此不再進(jìn)行贅述。

由上述可知，本實(shí)施例提供的汽車可以在不拆裝車體的情況下給外部設(shè)備提供準(zhǔn)確車速信號(hào)，節(jié)省了人力成本，便于安裝和維護(hù)。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。