CN103134691A - 加速踏板故障检测系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种加速踏板故障检测系统和方法，所述踏板故障检测系统具有加速踏板、踏板臂、传感器，所述传感器被配置为解译施加到加速踏板的力，所述传感器还被配置为向车辆控制系统发送作为传感器输出的信号，其中，车辆控制系统被配置为：使传感器输出与加速踏板位置相关联，并在给定加速踏板位置的情况下读取的传感器输出不切实际时指示故障情况。

Description

加速踏板故障检测系统和方法
技术领域
本发明的一个或多个实施例总体上涉及一种用于控制机动车辆中的加速踏板的系统和方法。更具体地讲，本发明的一个或多个实施例涉及一种用于防止因踏板故障或失灵而导致的意外加速的系统和方法，其包括对具有传感器的加速踏板的改进设计，所述系统和方法能够在不同的范围和踏板位置检测意外的加速踏板故障。
背景技术
在机动车辆中，加速踏板用于调节来自于驾驶员的动力需求。在调节驾驶员所需的加速度或动力的量的过程中，现有的加速踏板通常使用双轨电阻式传感器(two-track resistive sensor)或三轨电阻式传感器(three-trackresistive sensor)来检测故障或失灵。例如，双轨加速踏板利用具有不同的传递函数的两个电阻式传感器来表达加速踏板位置或踏板行程和运动。在许多故障发生时，双轨加速踏板中的两个电阻式传感器的使用或者三轨加速踏板中的三个电阻式传感器的使用对这些故障提供了成功的检测。例如，在具有双轨电阻式传感器的踏板中，一个传感器中的故障能够被其他功能性操作的传感器检测到，这是因为两个电阻式传感器的传递函数不同。然而，当双轨电阻式传感器和三轨电阻式传感器如它们的传递函数所描述的那样操作时，这些传感器可能不能检测到未被各个电阻式传感器捕获的故障。另外，双轨电阻式传感器和三轨电阻式传感器不能检测到可能会发生故障的特定条件。例如，当由于(例如)踏板臂的腐蚀或者阻碍(诸如垫子的使用或放置不当)而使加速踏板在不同位置受阻或被卡时，现有的传感器可能无法检测到发生加速踏板故障的故障情况。在这样的情况下，基于双轨电阻式传感器或三轨电阻式传感器的加速踏板将报告加速踏板的固定位置，而这样的固定位置不是驾驶员所请求或期望的。能够清楚地证明其自身为加速踏板失调(disturbance)的这些故障情况通常被传达给车辆系统控制器，并最终会影响机动车辆的动力输出，结果产生不准确的动力输出需求。因此，为了满足驾驶员对动力输出或加速度的期望，加速踏板系统具有检测这样的失调的能力以及防止意外的加速踏板故障的能力会是有利的。
因此，一些现有的加速踏板包括力传感器，该力传感器安装在加速踏板上，以检测与加速踏板的各个位置有关的被施加到加速踏板的力。然而，即便是在加速踏板上包括力传感器的现有系统也没有被设计成检测导致上述故障的条件。另外，许多现有的检测系统在其正在检测什么故障情况以及如何应对这些故障情况方面是有限的。因此，需要一种能够检测故障情况并且能够防止在机动车辆中出现意外的加速踏板系统故障的系统。
发明内容
根据各个示例性实施例，本发明提供一种用于检测加速踏板系统故障的系统和方法。本发明还提供一种包括车辆控制系统的加速踏板系统中的加速踏板故障检测系统，所述踏板故障检测系统包括：加速踏板；踏板臂；传感器，被配置为解译施加到加速踏板的力，所述传感器还被配置为向车辆控制系统发送作为传感器输出的信号，其中，车辆控制系统被配置为：使传感器输出与加速踏板位置相关联，并在给定加速踏板位置的情况下读取的传感器输出不切实际时指示故障情况。
本发明还提供一种加速踏板系统中的加速踏板故障检测系统，其中，当传感器输出表示小的力，而加速踏板位置适中或处于离开静止位置的大约50％时，指示踏板故障情况。
本发明还提供一种加速踏板系统中的加速踏板故障检测系统，其中，当传感器输出表示小的力，而加速踏板位置高或处于离开静止位置的大约100％时，指示踏板故障情况。
本发明还提供一种加速踏板系统中的加速踏板故障检测系统，其中，当传感器输出表示大的力，而加速踏板位置低或处于离开静止位置的大约0％时，指示传感器错误。
本发明还提供一种加速踏板系统中的加速踏板故障检测系统，其中，当传感器输出表示适中的力，而加速踏板位置低或处于离开静止位置的大约0％时，指示传感器错误。
本发明还提供一种加速踏板系统中的加速踏板故障检测系统，其中，当传感器输出表示适中的力，而加速踏板位置高或处于离开静止位置的大约100％时，指示可能的传感器错误。
本发明还提供一种加速踏板系统中的加速踏板故障检测系统，其中，当传感器输出表示大的力，而加速踏板位置适中或处于离开静止位置的大约50％时，指示可能的传感器错误。
本发明还提供一种加速踏板系统中的加速踏板故障检测系统，其中，故障情况因传感器错误所致。
本发明还提供一种加速踏板系统中的加速踏板故障检测系统，其中，故障情况因加速踏板失调所致。
本发明还提供一种加速踏板系统中的加速踏板故障检测系统，其中，加速踏板失调因踏板臂的腐蚀所致。
本发明还提供一种加速踏板系统中的加速踏板故障检测系统，其中，加速踏板失调因垫子放置不当所致。
本发明还提供一种加速踏板系统中的加速踏板故障检测系统，其中，传感器被配置为根据预定的力测量值来解译力。
本发明还提供一种加速踏板系统中的加速踏板故障检测系统，其中，车辆控制系统还被配置为：如果故障情况指示车辆安全问题，则向驾驶员发送通知。
本发明提供一种加速踏板系统中的加速踏板故障情况检测方法，所述方法包括：解译施加到加速踏板的力；将指示所述力的信号发送到车辆控制系统；测量加速踏板位置；使所述信号与加速踏板位置的测量值相关联，以检测故障情况或无故障情况；根据故障情况或无故障情况调节机动车辆的动力输出。
本发明还提供一种加速踏板系统中的加速踏板故障情况检测方法，其中，当加速踏板系统在无故障情况下操作时，允许动力输出。
本发明还提供一种加速踏板系统中的加速踏板故障情况检测方法，其中，当加速踏板系统在故障情况下操作时，不允许动力输出。
本发明还提供一种加速踏板系统中的加速踏板故障情况检测方法，所述方法还包括：如果故障情况指示安全问题，则提供反馈通知。
本发明还提供一种加速踏板系统中的加速踏板故障情况检测方法，所述方法还包括：如果故障情况持续，则向机动车辆的驾驶员提供警报。
本发明的其他目的和优点将在下面的描述中进行部分阐述，部分将通过描述而显而易见，或者可通过本发明的实施而了解。本发明的各种目的和优点将通过权利要求中具体指出的元件和组合来实现和获得。
应该理解的是，前面的总体描述和下面的详细描述均仅是示例性和说明性的，并非限制本发明。
包含在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并与所述描述一起用于解释本发明的原理。
附图说明
通过下面对与至少部分特点和优点一致的实施例进行的详细描述(该描述应参照附图进行考虑)，所述至少部分特点和优点将会是明显的，在附图中：
图1是示出根据本发明的加速踏板系统的示例性实施例的示意图，示出了加速踏板、传感器、踏板臂、车辆系统控制器和特定的车辆系统连接器；
图2A至图2C构成了示出本发明的示例性系统的使用方法的流程图，该流程图示出了基于来自传感器的反馈和加速踏板位置检测加速踏板系统故障情况的方法，
其中，图2A是示出在传感器输出小或未接合时检测加速踏板系统故障的方法的流程图，图2B是示出在传感器输出适中时检测加速踏板系统故障的方法的流程图，图2C是示出在传感器输出大或完全接合时检测加速踏板系统故障的方法的流程图。
尽管下面的详细描述提到了示出的示例性实施例，但是许多替代方案、变型和变化对于本领域技术人员来说将是明显的。因此，要求的主题意在被宽泛地看待。
具体实施方式
根据需要，在此公开本发明的详细实施例；然而，应该理解的是，公开的实施例仅仅是本发明的示例性实施例，本发明可以以各种及替代的形式体现。附图未必按比例绘制；一些特征可能会被夸大或最小化，以显示特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能上的细节不应该被解释为限制，而应仅仅被解释为用于教导本领域技术人员以各种方式使用本发明的代表性基准。
现在，将详细说明各个实施例，其示例在附图中示出。示出的示例性实施例并非意在限制本公开。相反，本公开意在涵盖替代方案、变型和等同物。
可通过由车辆的驾驶员向加速踏板施加力而由驾驶员提供的加速度需求来部分地控制车辆的速度和加速度。驾驶员对加速度的期望直接与驾驶员施加到加速踏板的力的量相关，从而当一定量的力被施加到加速踏板时，驾驶员期望从车辆得到推进扭矩或加速度形式的相关量的动力输出。用于检测加速踏板对施加的一定量的力的响应性以及由此产生的动力输出的可适应系统是满足驾驶员期望的重要组件。具体地讲，另外包括校正功能的用于检测加速踏板系统故障的系统是机动车辆中颇有价值的特征。故障情况越能被准确地识别和校正，车辆的加速踏板系统越能准确地向车辆控制系统传达驾驶员所需的合适的动力输出。故障情况的检测和校正既能给驾驶员提供更加准确的驾驶经验，又能提高机动车辆的操作安全性。故障情况的检测可向驾驶员另外提供与车辆安全有关的关键信息，诸如，如车辆稳定性问题和踏板腐蚀或劣化。
如在此所使用的，术语“故障情况”或其不同说法指的是导致加速踏板系统异常操作模式的任何情形。故障情况可能会因加速踏板失调(诸如，如由于地垫放置不当而导致的阻碍，或者妨碍加速踏板或踏板臂的功能性运动的腐蚀和/或碎片)所致。故障情况还可能会因传感器错误(例如，传感器因缺电而失灵、传感器错读数据输入或者传感器将错误信号发送到车辆控制系统)所致。
为了能准确地检测加速踏板系统的故障情况，本发明的各个示例性实施例考虑使用传感器来解译施加到加速踏板的力，并向车辆控制系统提供指示作为传感器输出(SENS)的力的一个或多个信号，所述车辆控制系统使用所述一个或多个信号来最终部分地产生机动车辆的准确的相应的动力输出。车辆控制系统还解译传达相对于静止的加速踏板位置的当前的加速踏板位置(APP)的信号。所述车辆控制系统使APP信号和SENS信号与其他车辆控制系统相关联，以检测并校正故障情况，从而提供准确的响应动力输出以满足驾驶员期望。
通常，车辆控制系统(VCS)(诸如，如动力系控制模块(PCM))使用基于双轨或三轨的加速踏板位置传递函数(为电压的函数)，所述传递函数分别检查两个或三个传递函数之间的一致性。然后，由此计算出加速踏板位置。例如，在传递函数之间的一致性检查通过之后，基于实际的踏板位置来确定加速踏板位置。在传递函数之间的一致性检查不匹配或未能达成的情况下，向车辆控制系统(VCS)报告保险的踏板位置，这将使得车轮处的扭矩最小并阻止机动车辆加速。
因此，根据各个示例性实施例，本发明提供一种用于检测加速踏板系统故障的系统和方法。如在图1的示意图中所示出的，加速踏板系统10可包括加速踏板12和传感器14。传感器14能够(例如)与加速踏板12一体地接合。加速踏板12可考虑具有任何机动车辆的加速踏板(包括标准的加速踏板或更加专用化的加速踏板)所具有的形状和尺寸。
加速踏板12还可附着到踏板臂16，踏板臂16(例如)通过车辆控制连接器18机械地和/或电子地与其他车辆系统(包括但不限于车辆控制系统20、车辆马达(未示出)和节气门(未示出))直接和/或间接地通信。车辆控制连接器18可考虑包括用于在车辆控制系统之间通信的必要的机械连接和电连接，并可包括例如机械式联接装置、电联接装置或无线联接装置或其组合。例如，本领域已知的是，控制器局域网(CAN)通常用作车辆控制系统之间的通信链路。类似地，串行外围接口(SPI)也用作内部车辆系统之间的通信链路。
传感器14可以是用于机动车辆中的各种已知传感器中的任何传感器，其包括但不限于负荷传感器、力传感器、压力传感器、压电传感器或应变仪电阻式传感器。传感器14可与加速踏板12一体地接合。在此所使用的术语“一体地接合”表示传感器14被布置为使得传感器14能够与加速踏板12机械地和/或电子地通信。例如，传感器14可嵌入在加速踏板12内，使得传感器14永久地位于加速踏板12内。传感器14还可考虑可拆卸地或非永久性地位于加速踏板12内。传感器14还可考虑被安置在加速踏板12内的预成型空腔中，或者可选地，传感器14可位于加速踏板12的顶部上，或者可部分地嵌入在加速踏板12中。可考虑进一步的实施例，在所述进一步的实施例中，传感器14可卡扣到加速踏板12中，或者可在加速踏板12上紧固或保持到位。传感器14还可考虑不被机械地附着到加速踏板12，而可与加速踏板12仅形成电连接。在传感器14和加速踏板12之间可考虑构造许多空间装置、机械装置和电装置，因此，在此描述的实施例并非意味着限制。
本发明的各个示例性实施例还考虑使用一个以上的传感器来解译和发送当前的加速踏板位置(APP)信号和指示施加到加速踏板的力(SENS)的信号。加速踏板系统10可包括现有可用的车辆传感器，诸如，如一个或多个节气门位置传感器(未示出)、牵引控制传感器(未示出)和其他发动机传感器(未示出)。由于一些现有的车辆可能已经包括上述传感器，因此，本发明的特定实施例考虑仅使用加速踏板系统和车辆控制系统中现有的传感器。本发明的实施例还考虑根据需要包括另外的传感器的车辆控制系统，所述另外的传感器用于解译和发送用于本发明的系统和方法中的信号输出。
如图1所示，传感器14可位于加速踏板12内，从而传感器14被配置成解译由驾驶员施加于加速踏板12的力，并产生指示施加到加速踏板的力(SENS)的信号，SENS信号通过一个或多个车辆控制连接器18被传送到车辆控制系统20，所述一个或多个车辆控制连接器18可以是机械式联接装置、电联接装置或无线联接装置或其组合。车辆控制系统20还可被配置为接收传达相对于静止的加速踏板位置的当前的加速踏板位置(APP)的信号。在解译至少当前的加速踏板位置(APP)信号和指示施加到加速踏板的力(SENS)的信号时，车辆控制系统20可连同其他功能(诸如，如燃料经济性、废气排放、性能和操控性)一起解译该信息，以产生对驾驶员的动力输出需求作出响应的协调的动力输出(诸如，机动车辆的加速度)。在这一过程中，车辆控制系统20可考虑与其他车辆控制系统通信(即便其他车辆控制系统中有许多车辆控制系统在此没有具体描述)。例如，车辆控制系统20可考虑将信号(包括指示施加到加速踏板的力(SENS)和当前的加速踏板位置(APP)的信号)直接或间接地发送到例如节气门控制器、燃料喷射控制器、牵引控制系统和防抱死制动系统。还可考虑存在可被结合或集中在一起而形成另外不同的车辆控制系统的许多车辆控制系统，因此，车辆控制系统并非意味着相互排斥，并且车辆控制系统之间的一些重叠将被考虑在内。除指示施加到加速踏板的力(SENS)和当前的加速踏板位置(APP)的信号之外，车辆控制系统20还可考虑解译和发送各种各样的信号，所述信号包括但不限于来自节气门位置传感器的信号或来自其他发动机传感器的信号或其组合。
在操作期间，本发明的加速踏板系统10能够通过解译指示加速踏板系统内的故障情况的信号来检测加速踏板系统故障。故障情况可能会因加速踏板失调(诸如，如由于地垫放置不当而导致的阻碍，或者妨碍加速踏板或踏板臂的正常功能的腐蚀和/或碎片)所致。故障情况还可能会因传感器错误(例如，传感器因缺电而失灵、传感器错读数据输入或者传感器将错误信号解译或发送到车辆控制系统)所致。指示传感器错误和/或加速踏板失调的信号可被传送到车辆控制系统20。通常，在车辆控制系统(VSC)(诸如，例如，动力系控制模块(PCM))中通过PCM或VSC中的模拟通道读取传感器输入来执行该信息的传送，然后经由存储器读取或SPI或CAN链路提供结果。因此，车辆控制系统20对指示故障情况的信号进行处理，并发送具有关于如何处理故障情况的校正指示的附加信号和/或向驾驶员发送警报的附加信号。如果故障情况是因加速踏板失调所致，则所述校正指示可包括例如调节当前的加速踏板位置(APP)以与指示施加到加速踏板的力(SENS)的信号相关联的过程，或者可包括一连串的机械调节以除去妨碍加速踏板正常功能的任何碎片。如果故障情况是因传感器错误所致，则所述校正指示可包括例如复位命令。如果故障情况不能被立即校正或者故障情况给驾驶员造成了不安全的行车条件(即，带来了安全问题)，则所述校正指示还可向驾驶员发送警报，以警告驾驶员不建议操作机动车辆。通常，当输出轴扭矩或车轮扭矩比驾驶员实际期望的车轮扭矩大一定量时，引起安全问题。警报还可考虑提供建议的措施来校正故障情况，或者可选地，警报可提供令驾驶员遵循的安全指示。所述校正指示还可考虑包括受限操作策略(LOS)。在此所使用的术语“受限操作策略”或“LOS”指示这样的操作模式：驾驶员可能具有或可能不具有手动校正加速踏板系统故障的能力，因而，车辆控制系统20接管对加速踏板系统10的完全控制，以完成对当前的故障情况的校正。可选地，车辆控制系统20接管加速踏板系统10的完全控制，并可进入车辆的安全操作模式，即，将车轮扭矩降低至故障可被手动校正或者车辆可安全地减速或停止的值。因此，驾驶员可尝试将额外的力施加到加速踏板12，以除去碎片或移开放置不当的地垫(碎片或地垫放置不当导致加速踏板12失调)。这样，加速踏板12的故障可自校正或者失调可被消除(即，调节地垫的位置)，并且加速踏板12可返回到无故障情况。如果故障情况不能被校正，则所述校正指示还可考虑使机动车辆的操作完全停止。通常通过仪表盘以及车载诊断工具和诊断代码连同降低车轮扭矩使得车辆可安全地减速或停止的校正措施一起来提供校正指示和/或警报指示。
下表基于传感器输出(SENS)的范围和加速踏板位置(APP)之间的相关性示出了加速踏板系统10的不同故障情况的总结。
表1
表1示出了由检测加速踏板系统故障的方法得出的示例性结果，其包括导致故障情况的可能原因(即，加速踏板失调或传感器错误)。本发明还考虑响应于加速踏板系统故障提供对动力输出的建议性调节的系统。基于实际的车辆速度和故障保险加速踏板位置(诸如，静止的踏板位置)来计算动力输出。这将确保车轮扭矩足够低从而车辆可安全地减速或停止。
当将力施加到加速踏板12时，传感器14可解译所述力，并发送相关的传感器输出(SENS)信号。指示力的传感器输出(SENS)信号通过一连串的车辆控制连接器18被传送到车辆控制系统20。当前的加速踏板位置(APP)信号也通过一连串的车辆控制连接器18被传送到车辆控制系统20。车辆控制系统20解译所述信号并相应地调节机动车辆的动力输出响应。在这种情况下，如果传感器输出(SENS)信号在可接受的指示力的范围(诸如，当SENS小或未接合时的低踏板位置，当SENS适中时的适中踏板位置，以及当SENS大或完全接合时的高踏板位置)内，则基于实际的车辆速度和加速踏板位置计算动力输出。
如表1中所示，至少根据传感器14的输出(SENS)信号和加速踏板12的位置(APP)信号的组合，由车辆控制系统20解译的信号可指示包括特定故障情况的情况范围。如前所述，当车辆控制系统20认为加速踏板系统10未在正常或无故障情况下操作时(即，当加速踏板系统10未对驾驶员施加的力作出合适的响应时)，会出现故障情况。当车辆控制系统20确定加速踏板系统对驾驶员施加的力作出合适的响应时，车辆控制系统20允许相应量的动力输出。当车辆控制系统20确定加速踏板系统未对驾驶员施加的力作出合适的响应时，可能存在故障情况。故障情况可能会(例如)因传感器错误或加速踏板失调所致。
在正常的行车条件下，检测不到加速踏板12失调或传感器14错误。在本发明的示例性实施例中及根据上面的表1，传感器14的指示力的输出(SENS)可包括下述中的一种：(1)小或未接合；(2)适中；和(3)大或完全接合。在此所使用的术语“传感器输出”表示被发送到车辆控制系统20的输出信号，其指示当(例如)驾驶员将力施加到加速踏板12时由传感器14解译的力。相对于加速踏板的静止位置测量当前的加速踏板位置(APP)。加速踏板12的静止位置是假设加速踏板12在静止时所处的位置，在该静止位置，没有外力或干扰作用于加速踏板12。当前的加速踏板位置(APP)可包括下述中的一种：(1)低(LO)或离开静止位置0％；(2)适中(ME)或离开静止位置50％；和(3)高(HI)或离开静止位置100％。
在典型的机动车辆的正常操作条件下，当将力施加到加速踏板12时，车辆控制系统20结合其他车辆系统(包括但不限于点火和燃料喷射系统以及节气门系统)允许响应于驾驶员的需求和期望从机动车辆得到推进扭矩或加速度形式的协调的动力输出。在本发明特定的实施例中，描述了一种包括车辆控制系统20的加速踏板系统10中的加速踏板故障检测系统。所述踏板故障检测系统包括加速踏板12、踏板臂16、传感器14，传感器14被配置为解译施加到加速踏板12的力，传感器14还被配置为向车辆控制系统20发送作为传感器输出(SENS)的信号，其中，车辆控制系统20被配置为使传感器输出(SENS)与当前的加速踏板位置(APP)相关联，并且在给定加速踏板位置(APP)的情况下接收的传感器输出(SENS)不切实际时指示故障情况。
如表1所表示的，当传感器14的指示力的输出(SENS)小或未接合并且加速踏板位置(APP)低或离开静止位置0％(即，在静止位置)时，车辆控制系统20认为加速踏板系统在无错误或无故障(传感器14无错误或加速踏板12无失调)的情况下操作。当传感器14的指示力的输出(SENS)小或未接合并且加速踏板位置(APP)适中或离开静止位置50％时，车辆控制系统20认为加速踏板系统在因加速踏板失调所致的故障情况下操作。如前所述，加速踏板失调可因许多干扰所致，这些干扰包括但不限于：由地垫使用不当引起的阻碍、加速踏板系统的机械部件的腐蚀、有故障或受损的踏板臂16及其组合。当传感器14的指示力的输出(SENS)小并且当前的加速踏板位置(APP)高或离开静止位置100％时，车辆控制系统20认为加速踏板系统在因加速踏板失调所致的故障情况下操作。当传感器14的指示力的输出(SENS)适中并且当前的加速踏板位置(APP)低或离开静止位置0％时，车辆控制系统20认为加速踏板系统在因传感器14错误所致的故障情况下操作，并且车辆控制系统20认为加速踏板无错误或无故障。如前所述，传感器错误可因许多干扰所致，这些干扰包括但不限于：传感器因缺电而失灵、传感器错读数据输入或者传感器将错误信号解译或发送到车辆控制系统或其组合。当传感器14的指示力的输出(SENS)适中并且加速踏板位置(APP)适中或离开静止位置50％时，车辆控制系统20认为加速踏板系统在无错误或无故障的情况下操作。
当传感器输出(SENS)适中并且当前的加速踏板位置(APP)高或离开静止位置100％时，车辆控制系统20认为加速踏板系统在因可能的传感器14错误所致的故障情况下操作，并且车辆控制系统20认为加速踏板无错误或无故障。当传感器输出(SENS)大或完全接合并且当前的加速踏板位置(APP)低或离开静止位置0％时，车辆控制系统20认为加速踏板系统在因传感器14错误所致的故障情况下操作，并且车辆控制系统20认为加速踏板12无错误或无故障。当传感器14的指示力的输出(SENS)大或完全接合并且当前的加速踏板位置(APP)适中或离开静止位置50％时，车辆控制系统20认为加速踏板系统在因可能的传感器14错误所致的故障情况下操作，并且车辆控制系统20认为加速踏板12无错误或无故障。当传感器14的指示力的输出(SENS)大或完全接合并且当前的加速踏板位置(APP)高或离开静止位置100％时，车辆控制系统20认为加速踏板系统在无错误或无故障的情况下操作。
为了进一步说明本发明的加速踏板系统10及相关的加速踏板系统故障检测方法，图2A至图2C是示出加速踏板系统的示例性操作方法的流程图的各部分。在本发明特定的实施例中，描述了一种加速踏板系统10中的加速踏板故障情况检测方法。所述方法包括：将力施加到加速踏板12；解译施加到加速踏板12的力；向车辆控制系统20发送指示力(SENS)的信号；使该信号与当前的加速踏板位置(APP)的测量值相关联，以检测故障情况或无故障情况；根据故障情况或无故障情况调节机动车辆的动力输出。
因此，根据本发明的方法首先判断传感器14的指示力的输出(SENS)是小、适中还是大。图2A示出了当传感器14的指示力的输出(SENS)小(LO)时所遵循的示例性方法。图2B示出了当传感器14的指示力的输出(SENS)适中(ME)时所遵循的示例性方法。图2C示出了当传感器14的指示力的输出(SENS)大(HI)时所遵循的示例性方法。
在图2A中，在步骤100处，检测加速踏板系统10中的加速踏板故障情况的方法开始。在步骤102中，传感器14解译施加到加速踏板12(传感器14可与加速踏板12一体地接合)的力，并且传感器14向车辆控制系统20发送指示力的输出(SENS)。加速踏板系统10确定指示力的输出(SENS)是指示(1)小或未接合，(2)适中还是指示(3)大或完全接合。之后，如步骤104中所示，车辆控制系统20解译加速踏板位置(APP)。如在步骤104中，如果加速踏板位置(APP)低或离开静止位置0％(LO)，则车辆控制系统20认为加速踏板系统10在无错误或无故障的情况下操作，如步骤106(“踏板OK”)中所示。如步骤108中所示，车辆控制系统20将允许从机动车辆得到动力输出，诸如，推进扭矩或加速度。
如在步骤110中，如果加速踏板位置(APP)适中或离开静止位置50％，则车辆控制系统20认为加速踏板系统10在因加速踏板12故障所致的故障情况下操作(步骤112)。加速踏板12故障可能会因多种失调(诸如，踏板臂16的腐蚀或加速踏板12的机械干涉)所致。如在步骤114中所示，车辆控制系统20将允许从机动车辆得到减小的动力输出(诸如，推进扭矩或加速度)，并且车辆将进入受限操作策略(LOS)。在第二预定时间过后，设置警报系统来监测正常情况，并警告驾驶员加速踏板系统10中另外可能的失调。
如在步骤116中，如果加速踏板位置(APP)高(HI)或离开静止位置100％，则车辆控制系统20认为加速踏板系统10在因加速踏板12故障所致的故障情况下操作(步骤118)。如在步骤120中，车辆控制系统20将不允许动力输出，并且推进扭矩将不被允许。车辆将在预定时间过后停止运行。
在图2A中，在步骤102中，加速踏板系统10确定指示力的输出(SENS)是指示(1)小或未接合，(2)适中还是指示(3)大或完全接合。如果车辆控制系统20没有接收到传感器输出(SENS)小的信号(如步骤102中所示)，则车辆控制系统20可确定指示力的输出(SENS)适中，如图2B的步骤202所示。之后，车辆控制系统20解译加速踏板位置(APP)。如在步骤204中，如果加速踏板位置(APP)低或离开静止位置0％，则车辆控制系统20认为加速踏板系统10在因传感器14错误所致的故障情况下操作，并且加速踏板12无错误或无故障(步骤206)。如步骤208中所示，车辆控制系统20将允许从机动车辆得到减小的动力输出(诸如，推进扭矩或加速度)，并且车辆将进入受限操作策略(LOS)。在第二预定时间过后，设置警报系统来监测正常情况，并在故障情况指示车辆安全问题和/或指示加速踏板系统10中另外可能的失调和传感器14错误的情况下发送通知以警告驾驶员。
如在步骤210中，如果加速踏板位置(APP)适中或离开静止位置50％，则车辆控制系统20认为加速踏板系统10在正常或无故障情况下操作，并且加速踏板12无错误或无故障(步骤212)。如步骤214中所示，车辆控制系统20将允许从机动车辆得到动力输出(诸如，推进扭矩或加速度)。
如在步骤216中，如果加速踏板位置(APP)高或离开静止位置100％，则车辆控制系统20认为加速踏板系统10在因可能的传感器14错误所致的故障情况下操作，并且加速踏板12无错误或无故障(步骤218)。如在步骤220中，车辆控制系统20将允许动力输出，并且推进扭矩将被允许。设置警报，开始监测传感器的故障行为。
在图2A中，在步骤102中，加速踏板系统10确定指示力的输出(SENS)是指示(1)小或未接合，(2)适中还是指示(3)大或完全接合。如果车辆控制系统20没有接收到传感器输出(SENS)小的信号(如步骤102中所示)或者传感器输出(SENS)适中的信号(步骤202)，则车辆控制系统20可确定指示力的输出(SENS)大，如图2C的步骤302所示。之后，车辆控制系统20解译加速踏板位置(APP)。如在步骤304中，如果加速踏板位置(APP)低或离开静止位置0％，则车辆控制系统20认为加速踏板系统10在因传感器14错误所致的故障情况下操作，并且加速踏板12无错误或无故障(步骤306)。如步骤308中所示，车辆控制系统20将允许从机动车辆得到减小的动力输出(诸如，推进扭矩或加速度)，并且车辆将进入受限操作策略(LOS)。在第二预定时间过后，设置警报系统来监测正常情况，并警告驾驶员加速踏板系统10中另外可能的失调和传感器14错误。
如在步骤310中，如果加速踏板位置(APP)适中或离开静止位置50％，则车辆控制系统20认为加速踏板系统10在因可能的传感器14错误所致的故障情况下操作，并且加速踏板12无错误或无故障(步骤312)。如步骤314中所示，车辆控制系统20将允许动力输出，并且推进扭矩将被允许。设置警报，开始监测传感器的故障行为。
如在步骤316中，如果加速踏板位置(APP)高或离开静止位置100％，则车辆控制系统20认为加速踏板系统10在正常情况下操作(步骤318)。如在步骤320中，车辆控制系统20将允许动力输出，并且推进扭矩将被允许。
因此，如图1和图2A至图2C所示，本发明可提供用于检测加速踏板故障的可调节的系统和方法，以提高机动车辆的操作安全性并满足驾驶员的期望。
尽管已经根据示例性实施例公开了本发明，以便更好地理解本发明，但应该理解的是，在不脱离本发明的原理的情况下，本发明可以以各种方式体现。因此，尽管已经在利用被配置为解译施加到加速踏板的力的传感器方面公开了本发明，但是公开的教导对于各种数量和类型的传感器同样起作用。例如，本发明另外考虑使用被配置为解译施加到加速踏板的力并向车辆控制系统发送信号的一个或多个传感器。本发明还考虑使用一个或多个车辆控制系统，所述一个或多个车辆控制系统被配置为解译来自传感器的信号，并解译加速踏板位置，以检测和校正加速踏板故障情况。因此，本发明应该被理解为包括在不脱离权利要求所述的本发明的原理的情况下可实现的所有可能的实施例。
对本说明书和权利要求书来说，除非另外指出，否则表示数量、百分比或比例的所有数字及用于说明书和权利要求书中的其他数值应该被理解为在所有情况下均由术语“大约”修饰。因此，除非相反地指出，否则在书面的说明书和权利要求书中阐述的数值参数是可根据本发明设法获得的期望特性而变化的近似值。最起码并非企图限制将等同原则应用于权利要求书的范围，应该至少根据报告的有效数字的数目并通过应用普通的舍入技术来解释每个数值参数。
应该注意的是，如在本说明书和权利要求书中所使用的，除非清楚明确地限于一个指示物，否则单数形式包括复数指示物。因此，例如，对“传感器”的提及包括两个或多个不同的传感器。如在此所使用的，术语“包括”及其语法上的变型意在是非限制性的，因而，在列表中列举的项目不应该排除可代替所列项目或者可添加到所列项目的其他类似项目。
本领域技术人员将清楚的是，在不脱离本公开的教导的范围的情况下，可以对本公开的系统和方法进行各种变型和变化。通过考虑在此公开的本发明的实施和说明书，本公开的其他实施例对于本领域技术人员来说将是明显的。在此描述的实施例和说明书意在仅仅被认为是示例性的。
尽管在上面描述了示例性实施例，但是这些实施例并非意在描述了本发明所有可能的形式。相反，在说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，应该理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种改变。另外，实现的各个实施例的特征可被结合，以形成本发明的进一步的实施例。

Claims (15)

1.一种包括车辆控制系统的加速踏板系统中的加速踏板故障检测系统，所述踏板故障检测系统包括：
加速踏板；
踏板臂；
传感器，被配置为解译施加到加速踏板的力，所述传感器还被配置为向车辆控制系统发送作为传感器输出的信号，
其中，车辆控制系统被配置为：使传感器输出与加速踏板位置相关联，并在给定加速踏板位置的情况下读取的传感器输出不切实际时指示故障情况。
2.如权利要求1所述的系统，其中，当传感器输出表示小的力，而加速踏板位置适中或处于离开静止位置的大约50％时，指示踏板故障情况。
3.如权利要求1所述的系统，其中，当传感器输出表示小的力，而加速踏板位置高或处于离开静止位置的大约100％时，指示踏板故障情况。
4.如权利要求1所述的系统，其中，当传感器输出表示大的力，而加速踏板位置低或处于离开静止位置的大约0％时，指示传感器错误。
5.如权利要求1所述的系统，其中，当传感器输出表示适中的力，而加速踏板位置低或处于离开静止位置的大约0％时，指示传感器错误。
6.如权利要求1所述的系统，其中，当传感器输出表示适中的力，而加速踏板位置高或处于离开静止位置的大约100％时，指示可能的传感器错误。
7.如权利要求1所述的系统，其中，当传感器输出表示大的力，而加速踏板位置适中或处于离开静止位置的大约50％时，指示可能的传感器错误。
8.如权利要求1所述的系统，其中，故障情况因传感器错误所致。
9.如权利要求1所述的系统，其中，故障情况因加速踏板失调所致。
10.如权利要求9所述的系统，其中，加速踏板失调因踏板臂的腐蚀所致。
11.如权利要求9所述的系统，其中，加速踏板失调因垫子放置不当所致。
12.如权利要求1所述的系统，其中，传感器被配置为根据预定的力测量值来解译力。
13.如权利要求1所述的系统，其中，车辆控制系统还被配置为：如果故障情况指示车辆安全问题，则向驾驶员发送通知。
14.一种加速踏板系统中的加速踏板故障情况检测方法，所述方法包括：
解译施加到加速踏板的力；
将指示所述力的信号发送到车辆控制系统；
测量加速踏板位置；
使所述信号与测量的加速踏板位置相关联，以检测故障情况或无故障情况；
根据故障情况或无故障情况调节机动车辆的动力输出。
15.如权利要求14所述的方法，其中，当加速踏板系统在无故障情况下操作时，允许动力输出。
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