一种失效自诊断及自保护踏板装置和控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种失效自诊断及自保护踏板装置和控制方法，在加速踏板（2）上加设一号加速踏板开度传感器（1）和二号加速踏板开度传感器（7），在制动踏板（8）上设置制动踏板随动顶杆（9）和制动失效开关（11），以及在整车电力电控系统中增设超级电容。本发明专利技术的失效自诊断及自保护踏板装置通过在车辆加速踏板上设置两路具有独立供电、独立信号采集功能的踏板开度传感器，用来消除车辆加速踏板使用过程中的干扰和误差；在车辆加速踏板上还设置有压力开关，实现识别驾驶员是否踩踏车辆加速踏板并诊断车辆加速踏板是否失效；以及在车辆制动踏板上设置随动顶杆及制动失效开关，实现车辆制动踏板的失效自诊断和自保护。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电动汽车踏板装置的诊断保护
，具体涉及一种失效自诊断及自保护踏板装置和控制方法。
技术介绍
加速踏板为司机控制车辆速度的关键装置。传统燃油车采用的拉线油门用细钢绳直接将加速踏板与节气门相连，加速踏板踩下的深浅与节气门的开合大小相对应，是一种纯机械结构。而新型车辆尤其是纯电动车普遍采用电子油门，电子油门没有拉线，而由踏板位置传感器和加速踏板组成，此时加速踏板踩下的深浅位置变化转换为输出的信号，一般为电压值。通过标定踏板零开度和最大开度的所对应电压，车辆的电子控制单元(ElectronicControlUnit，ECU)就能通过采样该电压值的变化确定油门踏板的深浅位置变化，进而给出驾驶员期望的动力输出。但这一构型非常依赖传感器的精度，对踏板的正确回位也有较高要求；其工作过程中所受干扰也难以通过传统机械结构修正，一旦传感器断电，加速踏板便会完全失效，处于悬置状态。可见，电子加速踏板存在一定的通讯误差和失效风险。制动踏板为司机控制车辆制动减速的关键装置。液压制动系统由于其反应灵敏、易维护在乘用车上被广泛采用。它通过液压杠杆原理将驾驶员施加在踏板上的制动力放大后作用于制动器上完成车辆制动减速。关于电动汽车踏板装置的诊断保护，公开号为CN104890531A的中国专利技术专利公开了一种双路加速踏板信号控制方法，该技术方案采用双路电压模拟信号输出至整车控制器，对加速踏板传感器信号失效模式做出对应的控制策略，增加控制精确性。但是其方案仅是利用电压变换产生一个额外的电压信号，并不是通过设置额外独立供电工作的传感器来识别驾驶员意图，一旦其所用踏板位置传感器失效，便无法起到作用；同时，其方案中对失效模式的判断仅考虑了电压是否在正常范围内，即其电压信号值并非与驾驶员踩下踏板意图一一对应，因此并不具备处理如加速踏板变形、卡壳等失效故障的能力。目前，在纯电动车上普遍采用了制动能量回收系统。制动初始时的制动力主要由电机反拖提供，其后再由液压制动系统完成对车辆进一步减速。液压制动需要制动回路密封性完好，一旦制动液泄露，制动力便会大大降低甚至完全失效，俗称制动“踩爆”。液压制动系统并没有气路制动系统的“断气制动”装置，因此一旦制动液压不足，现有系统中车辆无法及时提供有效的制动作用。
技术实现思路
鉴于现有技术中的电子加速踏板存在通讯误差和失效风险，无法对车辆提供有效的制动作用，本专利技术设计一种具有失效自诊断及自保护功能的踏板装置，在车辆加速踏板上设置两路具有独立供电、独立信号采集功能的踏板开度传感器，用于消除车辆加速踏板使用过程中的干扰和误差；在车辆加速踏板上还设置有压力开关，用于识别驾驶员是否踩踏车辆加速踏板并诊断车辆加速踏板是否失效；此外，在车辆制动踏板上还设置有随动顶杆及制动失效开关，用于车辆制动踏板的失效自诊断和自保护。本专利技术的失效自诊断及自保护控制方法通过解析上述传感器信息，对失效模式进行判断，进而结合当前车辆状态控制电机及电池系统对车辆进行主动保护。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案。一种失效自诊断及自保护踏板装置，包括整车电力电控系统、整车控制器、仪表、动力电池系统、电机控制器、电机、后桥、右后轮、左后轮、加速踏板和制动踏板，所述整车控制器连接加速踏板、制动踏板、仪表和电机控制器，电机控制器连接动力电池系统和电机，电机连接后桥，后桥连接右后轮及左后轮，整车电力电控系统协同整车控制器、动力电池系统和电机控制器实现整车的动力驱动和控制；所述加速踏板上设置有一号加速踏板开度传感器和二号加速踏板开度传感器，所述制动踏板上设置有制动踏板随动顶杆和制动失效开关，所述整车电力电控系统增设超级电容；所述加设于加速踏板上的一号加速踏板开度传感器和二号加速踏板开度传感器具有额外的单独供电系统和单独采集信号系统，所述一号加速踏板开度传感器和所述二号加速踏板开度传感器的工作原理、结构、工作电压相同，所述一号加速踏板开度传感器和所述二号加速踏板开度传感器分别安装于加速踏板的加速踏板随动转轴两侧，所述一号加速踏板开度传感器为正常方式安装工作，所述二号加速踏板开度传感器按照与一号加速踏板开度传感器反向的方式安装工作；所述制动踏板上设置制动踏板随动顶杆，所述制动踏板随动顶杆的前端设置制动失效开关；所述整车电力电控系统增设的超级电容并联于动力电池系统旁侧。优选的是，所述加速踏板的受力区域设置加速踏板压力开关，驾驶员向加速踏板施力时加速踏板压力开关闭合，驾驶员未向加速踏板施力时则加速踏板压力开关断开。在上述任一技术方案中优选的是，所述加速踏板的连接部件还包括加速踏板回位弹簧、加速踏板支座和加速踏板随动转轴。在上述任一技术方案中优选的是，所述加速踏板压力开关设置在加速踏板上部的受力区域，所述加速踏板的下部与加速踏板随动转轴和加速踏板支座连接，所述加速踏板随动转轴部位装置加速踏板回位弹簧且转轴两侧分别装置一号加速踏板开度传感器和二号加速踏板开度传感器。在上述任一技术方案中优选的是，所述制动踏板的连接部件还包括制动踏板支座和制动踏板转轴，所述制动踏板支座两侧设置有滑槽。在上述任一技术方案中优选的是，所述制动踏板通过制动踏板转轴与制动踏板支座连接，所述制动踏板随动顶杆的顶端固定于制动踏板底部，所述制动踏板随动顶杆的底端安装于制动踏板支座的滑槽上。本专利技术还公开了一种失效自诊断及自保护踏板装置的控制方法，包括如上任一项所述的失效自诊断及自保护踏板装置，该方法包括：通过在加速踏板上加设一号加速踏板开度传感器和二号加速踏板开度传感器来实现加速踏板的失效自诊断及自保护，在加速踏板上加设的这两个开度传感器具有额外的单独供电系统和单独采集信号系统且工作原理、结构、工作电压相同，其中，一号加速踏板开度传感器安装于加速踏板随动转轴的一侧并且采用正常方式安装工作，踏板开度增大则输出信号增大，而二号加速踏板开度传感器安装于加速踏板随动转轴的另一侧并按照与一号加速踏板开度传感器反向的方式安装工作，踏板开度增大则输出信号减小；通过在制动踏板上设置制动踏板随动顶杆和制动失效开关以及在整车电力电控系统增设超级电容来实现制动踏板的失效自诊断及自保护，制动踏板随动顶杆的顶端固定于制动踏板底部，制动踏板随动顶杆的底端安装于制动踏板支座的滑槽上，制动踏板随动顶杆的前端设置制动失效开关，整车电力电控系统增设的超级电容并联于动力电池系统旁侧。在上述任一技术方案中优选的是，通过在加速踏板上加设一号加速踏板开度传感器和二号加速踏板开度传感器来实现加速踏板的失效自诊断及自保护，标定用0～100来表示踏板开度变化范围，在零开度时，将一号加速踏板开度传感器标定为0，二号加速踏板开度传感器标定为100，在满开度时则将一号加速踏板开度传感器标定为100，二号加速踏板开度传感器标定为0，当这两个踏板开度传感器最终输出信号为：踏板在某一开度时，一号加速踏板开度传感器信号值为X，二号加速踏板开度传感器信号值为Y，则输出踏板开度为：α＝(X+(100-Y))÷2对这两个踏板开度传感器信号设置防误差失效保护阈值M1和M2，一号加速踏板开度传感器描述开度值为X，二号加速踏板开度传感器描述开度值为(100-Y)，若这两个值的差值N不大于M1，则进入正常模式，两信号值相加除以2作为当前踏板开度值，即：α＝(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种失效自诊断及自保护踏板装置，包括整车电力电控系统、整车控制器、仪表、动力电池系统、电机控制器、电机、后桥、右后轮、左后轮、加速踏板(2)和制动踏板(8)，所述整车控制器连接加速踏板(2)、制动踏板(8)、仪表和电机控制器，所述电机控制器连接动力电池系统和电机，所述电机连接后桥，所述后桥连接右后轮及左后轮，所述整车电力电控系统协同整车控制器、动力电池系统和电机控制器实现整车的动力驱动和控制，其特征在于：所述加速踏板(2)上设置有一号加速踏板开度传感器(1)和二号加速踏板开度传感器(7)，所述制动踏板(8)上设置有制动踏板随动顶杆(9)和制动失效开关(11)，所述整车电力电控系统增设超级电容；所述加设于加速踏板(2)上的一号加速踏板开度传感器(1)和二号加速踏板开度传感器(7)具有额外的单独供电系统和单独采集信号系统，所述一号加速踏板开度传感器(1)和所述二号加速踏板开度传感器(7)的工作原理、结构、工作电压相同，所述一号加速踏板开度传感器(1)和所述二号加速踏板开度传感器(7)分别安装于加速踏板(2)的加速踏板随动转轴(6)两侧，所述一号加速踏板开度传感器(1)为正常方式安装工作，所述二号加速踏板开度传感器(7)按照与一号加速踏板开度传感器(1)反向的方式安装工作；所述制动踏板(8)上设置制动踏板随动顶杆(9)，所述制动踏板随动顶杆(9)的前端设置制动失效开关(11)；所述整车电力电控系统增设的超级电容并联于动力电池系统旁侧。...

【技术特征摘要】
1.一种失效自诊断及自保护踏板装置，包括整车电力电控系统、整车控制器、仪表、动力电池系统、电机控制器、电机、后桥、右后轮、左后轮、加速踏板(2)和制动踏板(8)，所述整车控制器连接加速踏板(2)、制动踏板(8)、仪表和电机控制器，所述电机控制器连接动力电池系统和电机，所述电机连接后桥，所述后桥连接右后轮及左后轮，所述整车电力电控系统协同整车控制器、动力电池系统和电机控制器实现整车的动力驱动和控制，其特征在于：所述加速踏板(2)上设置有一号加速踏板开度传感器(1)和二号加速踏板开度传感器(7)，所述制动踏板(8)上设置有制动踏板随动顶杆(9)和制动失效开关(11)，所述整车电力电控系统增设超级电容；所述加设于加速踏板(2)上的一号加速踏板开度传感器(1)和二号加速踏板开度传感器(7)具有额外的单独供电系统和单独采集信号系统，所述一号加速踏板开度传感器(1)和所述二号加速踏板开度传感器(7)的工作原理、结构、工作电压相同，所述一号加速踏板开度传感器(1)和所述二号加速踏板开度传感器(7)分别安装于加速踏板(2)的加速踏板随动转轴(6)两侧，所述一号加速踏板开度传感器(1)为正常方式安装工作，所述二号加速踏板开度传感器(7)按照与一号加速踏板开度传感器(1)反向的方式安装工作；所述制动踏板(8)上设置制动踏板随动顶杆(9)，所述制动踏板随动顶杆(9)的前端设置制动失效开关(11)；所述整车电力电控系统增设的超级电容并联于动力电池系统旁侧。2.如权利要求1所述的失效自诊断及自保护踏板装置，其特征在于：所述加速踏板(2)的受力区域设置加速踏板压力开关(3)，驾驶员向加速踏板(2)施力时加速踏板压力开关(3)闭合，驾驶员未向加速踏板(2)施力时则加速踏板压力开关(3)断开。3.如权利要求1所述的失效自诊断及自保护踏板装置，其特征在于：所述加速踏板(2)的连接部件还包括加速踏板回位弹簧(4)、加速踏板支座(5)和加速踏板随动转轴(6)。4.如权利要求2或3所述的失效自诊断及自保护踏板装置，其特征在于：所述加速踏板压力开关(3)设置在加速踏板(2)上部的受力区域，所述加速踏板(2)的下部与加速踏板随动转轴(6)和加速踏板支座(5)连接，所述加速踏板随动转轴(6)部位装置加速踏板回位弹簧(4)且转轴两侧分别装置一号加速踏板开度传感器(1)和二号加速踏板开度传感器(7)。5.如权利要求1所述的失效自诊断及自保护踏板装置，其特征在于：所述制动踏板(8)的连接部件还包括制动踏板支座(12)和制动踏板转轴(13)，所述制动踏板支座(12)两侧设置有滑槽(10)。6.如权利要求1或5所述的失效自诊断及自保护踏板装置，其特征在于：所述制动踏板(8)通过制动踏板转轴(13)与制动踏板支座(12)连接，所述制动踏板随动顶杆(9)的顶端固定于制动踏板(8)底部，所述制动踏板随动顶杆(9)的底端安装于制动踏板支座(12)的滑槽(10)上。7.一种失效自诊断及自保护踏板装置的控制方法，包括如权利要求1至6中任一项所述的失效自诊断及自保护踏板装置，其特征在于：通过在加速踏板(2)上加设一号加速踏板开度传感器(1)和二号加速踏板开度传感器(7)来实现加速踏板(2)的失效自诊断及自保护，在加速踏板(2)上加设的这两个开度传感器具有额外的单独供电系统和单独采集信号系统且工作原理、结构、工作电压相同，其中，一号加速踏板开度传感器(1)安装于加速踏板随动转轴(6)的一侧并且采用正常方式安装工作，踏板开度增大则输出信号增大，而二号加速踏板开度传感器(7)安装于加速踏板随动转轴(6)的另一侧并按照与一号加速踏板开度传感器(1)反向的方式安装工作，踏板开度增大则输出信号减小；通过在制动踏板(8)上设置制动踏板随动顶杆(9)和制动失效开关(11)以及在整车电力电控系统增设超级电容来实现制动踏板(8)的失效自诊断及自保护，制动踏板随动顶杆(9)的顶端固定于制动踏板(8)底部，制动踏板随动顶杆(9)的底端安装于制动踏板支座(12)的滑槽(10)上，制动踏板随动顶杆(9)的前端设置制动失效开关(11)，整车电力电控系统增设的超级电容并联于动力电池系统旁侧。8.如权利要求7所述的失效自诊断及自保护踏板装置的控制方法，其特征在于：通过在加速踏板(2)上加设一号加速踏板开度传感器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：林程，赵明杰，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11