基于整车控制器的踏板故障诊断方法技术

技术编号:17733342 阅读:46 留言:0更新日期:2018-04-18 11:02
本发明专利技术公开了一种基于整车控制器的踏板故障诊断方法,在纯电动汽车中,整车控制器采集加速踏板与制动踏板的信号,综合车辆的当前运行状态与电机外特性,计算出踏板深度对应的需求扭矩,并将需求扭矩通过CAN通信发送给电机控制器控制电机输出相应扭矩。因此,踏板信号对整车动力性与安全性等方面起到重要作用。本发明专利技术针对踏板输出信号故障及驾驶员误操作加速踏板故障提出诊断方法,并提出相应的处理策略,提高了车辆对踏板输出信号容错能力与驾驶员误操作加速踏板的保护性能,为车辆安全行驶提供一定保障。

Fault diagnosis method of pedal based on vehicle controller

【技术实现步骤摘要】
基于整车控制器的踏板故障诊断方法
:本专利技术涉及基于整车控制器的踏板故障诊断方法,其属于电动汽车整车控制器故障诊断

技术介绍
:随着环境污染与能源紧张问题的加剧,世界各国都在积极发展新能源技术。高性能的纯电动汽车具有结构简单、低噪声、无污染等优势,因而发展纯电动汽车来取代传统燃油汽车是有效解决环境恶化和能源危机的重要途径。整车控制器作为纯电动汽车的核心部件之一,它对整车能量管理、驱动/制动控制、整车安全、故障诊断等方面起到重要作用。整车控制器根据驾驶员对加速踏板、制动踏板、档位的操作来解释驾驶员的操作意图,并综合各个控制单元的当前状态做出最优协调控制,以保障纯电动汽车运行时的动力性、安全性以及可靠性。现有技术实现了整车控制器的主要功能,但对车辆关键零部件的故障诊断等方面仍有欠缺,如当踏板发生短路、断路等故障以及在紧急情况时驾驶员误将加速踏板当制动踏板操作,若整车控制器未能正确解释驾驶意图,此时整车控制便会发生故障,故障严重时会导致交通事故发生,对车辆的安全行驶以及人身安全产生很大影响。因此,整车控制器对踏板信号的采集及故障诊断功能十分重要。
技术实现思路
:本专利技术是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种基于整车控制器的踏板故障诊断方法。本专利技术所采用的技术方案有:一种基于整车控制器的踏板故障诊断方法,采用双路成比例输出形式来实现踏板故障检测,其中信号1输出电压是信号2输出电压的2倍,步骤如下:步骤(1)、根据加速踏板输出信号特性,将踏板故障分为以下两种:故障1、踏板输出信号超出正常电压范围;故障2、踏板输出的两路电压信号不成两倍比例关系;步骤(2)、在整车控制器中对两路采样信号加权计算得到加速踏板最终采样值,计算公式为:ACC_Pedal=α*ACC_Pedal1+β*ACC_Pedal2(1)其中α、β分别为信号1、信号2的权重,且α+β=1,ACC_Pedal1为信号1采集量,ACC_Pedal2为信号2采集量,ACC_Pedal为最终得到的踏板采集量;步骤(3)、当踏板信号发生故障1时所有状况分为三种:信号1发生故障、信号2发生故障、信号1、信号2同时发生故障;信号1发生该故障时,则调整α的权重,即则α其降为0,并报二级故障上传仪表,此时完全由信号2计算踏板深度;信号2发生该故障时,则调整β的权重,即则β其降为0,并报二级故障上传仪表,此时完全由信号1计算踏板深度;信号1、信号2同时发生该故障时,该故障情况下,无可信用的踏板信号,因而整车控制器中对踏板采样的最终值赋0,即需求扭矩降为0,是车辆平稳减速运行,发生该故障情况时,整车控制器报四级故障,提示驾驶员需停车处理;步骤(4)、在踏板信号未发生故障1情况下,即踏板输出的两路信号都在正常电压范围之内,再判断踏板的两路输出信号是否发生故障2,故障2包括以下几种情况:信号1发生故障2、信号2发生故障2、信号1、信号2同时发生故障2;故障判定方法:当踏板信号受到干扰发生故障2时,即信号1与信号2不成2倍比例关系时,比较k-1时刻与k时刻信号1变化率Δx_1及信号2的变化率Δx_2,将计算的踏板两路输出信号变化率Δx_1、Δx_2与标定值Δx_max比较,若Δx_1>Δx_max,则判定踏板输出的信号1发生故障2;若Δx_2>Δx_max,则判定信号2发生故障2;若Δx_1>Δx_max且Δx_2>Δx_max,则判定两路信号均发生故障2;若Δx_1<Δx_max且Δx_2<Δx_max,判定变化率较大的那一路信号故障;故障处理方法:若踏板输出信号1发生故障2,则修改信号1在计算公式(1)中的权重α为0,仅由踏板输出信号2计算踏板采样值,并报二级故障;若踏板输出信号2发生故障2,则修改信号2在计算公式(1)中的权重β为0,仅由踏板输出信号1计算踏板采样值,并报二级故障;若踏板输出的两路信号均发生故障2,且故障时间小于100ms,则采用前一时刻的变化率与前一时刻的采样值计算该时刻的踏板采样值,即:x(k)=x(k-1)+Δx(k-1);若故障时间大于100ms,则认定踏板上输出的两路信号发生严重故障,此时整车控制器计算的踏板信号采样值始终给0,令电机不输出扭矩,并报四级故障,限功率运行;若踏板输出两路信号的变化率均小于标定值Δx_max,且发生故障2时,比较两路信号的变化率Δx_1、Δx_2,采用变化率较小的输出信号作为踏板采样值的计算依据,使车辆以较小扭矩输出,保证车辆的安全行驶,并报二级故障。进一步地,加速踏板误操作故障诊断与处理方法:正常行驶与紧急制动时,踏板响应区别:角速度ω、角加速度α以及踏板输出开度的响应时间t,通过对这三个变量的标定,将实际检测到的踏板信号,通过单片机实时计算这三个变量,并与标定值角速度ω_max、角加速度α_max以及踏板输出开度的响应时间t_max作比较,当三者的实际检测值均大于标定值时,再借助车载雷达检测车辆与前方障碍物的距离L,综合判断驾驶员是否误踩加速踏板。进一步地,加速踏板误保护机制解除方法:驾驶员对踏板的二次操作解除误保护机制,使车辆按照踏板深度正常输出力矩。本专利技术具有如下有益效果:本专利技术针对踏板输出信号故障及驾驶员误操作加速踏板故障提出诊断方法,并提出相应的处理策略,提高了车辆对踏板输出信号容错能力与驾驶员误操作加速踏板的保护性能,为车辆安全行驶提供一定保障。附图说明:图1是加速踏板输出信号比例关系示意图。图2是踏板故障处理框图。图3是踏板输出故障信号示意图。图4是整车控制器采集最终的踏板信号示意图。图5是加速踏板误操作故障处理逻辑框图。具体实施方式:下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。在纯电动汽车中,整车控制器采集加速踏板与制动踏板的信号,综合车辆的当前运行状态与电机外特性,计算出踏板深度对应的需求扭矩,并将需求扭矩通过CAN通信发送给电机控制器控制电机输出相应扭矩。因此,踏板信号对整车动力性与安全性等方面起到重要作用。图1为加速踏板传感器特性曲线,它采用双路成比例输出形式来实现踏板故障检测,其中信号1输出电压是信号2输出电压的2倍。当加速踏板传感器发生短路、断路或者受到电磁干扰时,整车控制器可能采集到错误的模拟信号。根据加速踏板输出信号特性,可将踏板故障分为以下两种:故障1、踏板输出信号超出正常电压范围;故障2、踏板输出的两路电压信号不成两倍比例关系。本专利技术为提高加速踏板采集信号的容错性能,在整车控制器中对两路采样信号加权计算得到加速踏板最终采样值,计算公式为:ACC_Pedal=α*ACC_Pedal1+β*ACC_Pedal2(1)其中α、β分别为信号1、信号2的权重,且α+β=1,ACC_Pedal1为信号1采集量,ACC_Pedal2为信号2采集量,ACC_Pedal为最终得到的踏板采集量。整车控制器对采集的信号2放大两倍后与信号1进行加权计算最终踏板输出信号。正常情况下,两路信号的权重α、β分别为0.5,仅在发生故障时修改权重。如当踏板信号发生故障1时所有状况分为三种:信号1发生故障、信号2发生故障、信号1、信号2同时发生故障。信号1发生该故障时,则调整α的权重,即则α其降为0,并报二级故障上传仪本文档来自技高网...
基于整车控制器的踏板故障诊断方法

【技术保护点】
一种基于整车控制器的踏板故障诊断方法,采用双路成比例输出形式来实现踏板故障检测,其中信号1输出电压是信号2输出电压的2倍,其特征在于:步骤如下:步骤(1)、根据加速踏板输出信号特性,将踏板故障分为以下两种:故障1、踏板输出信号超出正常电压范围;故障2、踏板输出的两路电压信号不成两倍比例关系;步骤(2)、在整车控制器中对两路采样信号加权计算得到加速踏板最终采样值,计算公式为:ACC_Pedal=α*ACC_Pedal1+β*ACC_Pedal2        (1)其中α、β分别为信号1、信号2的权重,且α+β=1,ACC_Pedal1为信号1采集量,ACC_Pedal2为信号2采集量,ACC_Pedal为最终得到的踏板采集量;步骤(3)、当踏板信号发生故障1时所有状况分为三种:信号1发生故障、信号2发生故障、信号1、信号2同时发生故障;信号1发生该故障时,则调整α的权重,即则α其降为0,并报二级故障上传仪表,此时完全由信号2计算踏板深度;信号2发生该故障时,则调整β的权重,即则β其降为0,并报二级故障上传仪表,此时完全由信号1计算踏板深度;信号1、信号2同时发生该故障时,该故障情况下,无可信用的踏板信号,因而整车控制器中对踏板采样的最终值赋0,即需求扭矩降为0,是车辆平稳减速运行,发生该故障情况时,整车控制器报四级故障,提示驾驶员需停车处理;步骤(4)、在踏板信号未发生故障1情况下,即踏板输出的两路信号都在正常电压范围之内,再判断踏板的两路输出信号是否发生故障2,故障2包括以下几种情况:信号1发生故障2、信号2发生故障2、信号1、信号2同时发生故障2;故障判定方法:当踏板信号受到干扰发生故障2时,即信号1与信号2不成2倍比例关系时,比较k‑1时刻与k时刻信号1变化率Δx_1及信号2的变化率Δx_2,将计算的踏板两路输出信号变化率Δx_1、Δx_2与标定值Δx_max比较,若Δx_1>Δx_max,则判定踏板输出的信号1发生故障2;若Δx_2>Δx_max,则判定信号2发生故障2;若Δx_1>Δx_max且Δx_2>Δx_max,则判定两路信号均发生故障2;若Δx_1<Δx_max且Δx_2<Δx_max,判定变化率较大的那一路信号故障;故障处理方法:若踏板输出信号1发生故障2,则修改信号1在计算公式(1)中的权重α为0,仅由踏板输出信号2计算踏板采样值,并报二级故障;若踏板输出信号2发生故障2,则修改信号2在计算公式(1)中的权重β为0,仅由踏板输出信号1计算踏板采样值,并报二级故障;若踏板输出的两路信号均发生故障2,且故障时间小于100ms,则采用前一时刻的变化率与前一时刻的采样值计算该时刻的踏板采样值,即:x(k)=x(k‑1)+Δx(k‑1);若故障时间大于100ms,则认定踏板上输出的两路信号发生严重故障,此时整车控制器计算的踏板信号采样值始终给0,令电机不输出扭矩,并报四级故障,限功率运行;若踏板输出两路信号的变化率均小于标定值Δx_max,且发生故障2时,比较两路信号的变化率Δx_1、Δx_2,采用变化率较小的输出信号作为踏板采样值的计算依据,使车辆以较小扭矩输出,保证车辆的安全行驶,并报二级故障。...

【技术特征摘要】
1.一种基于整车控制器的踏板故障诊断方法,采用双路成比例输出形式来实现踏板故障检测,其中信号1输出电压是信号2输出电压的2倍,其特征在于:步骤如下:步骤(1)、根据加速踏板输出信号特性,将踏板故障分为以下两种:故障1、踏板输出信号超出正常电压范围;故障2、踏板输出的两路电压信号不成两倍比例关系;步骤(2)、在整车控制器中对两路采样信号加权计算得到加速踏板最终采样值,计算公式为:ACC_Pedal=α*ACC_Pedal1+β*ACC_Pedal2(1)其中α、β分别为信号1、信号2的权重,且α+β=1,ACC_Pedal1为信号1采集量,ACC_Pedal2为信号2采集量,ACC_Pedal为最终得到的踏板采集量;步骤(3)、当踏板信号发生故障1时所有状况分为三种:信号1发生故障、信号2发生故障、信号1、信号2同时发生故障;信号1发生该故障时,则调整α的权重,即则α其降为0,并报二级故障上传仪表,此时完全由信号2计算踏板深度;信号2发生该故障时,则调整β的权重,即则β其降为0,并报二级故障上传仪表,此时完全由信号1计算踏板深度;信号1、信号2同时发生该故障时,该故障情况下,无可信用的踏板信号,因而整车控制器中对踏板采样的最终值赋0,即需求扭矩降为0,是车辆平稳减速运行,发生该故障情况时,整车控制器报四级故障,提示驾驶员需停车处理;步骤(4)、在踏板信号未发生故障1情况下,即踏板输出的两路信号都在正常电压范围之内,再判断踏板的两路输出信号是否发生故障2,故障2包括以下几种情况:信号1发生故障2、信号2发生故障2、信号1、信号2同时发生故障2;故障判定方法:当踏板信号受到干扰发生故障2时,即信号1与信号2不成2倍比例关系时,比较k-1时刻与k时刻信号1变化率Δx_1及信号2的变化率Δx_2,将计算的踏板两路输出信号变化率Δx_1、Δx_2与标定值Δx_max比较,若Δx_1&gt;Δx_max,则判定踏板输出的信号1发生故障2;若Δx_2&...

【专利技术属性】
技术研发人员:张雁泽孙健
申请(专利权)人:开沃新能源汽车集团有限公司
类型:发明
国别省市:江苏,32

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