CN103182937B - 一种踏板信号处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种踏板信号处理方法，包括如下步骤：中央处理单元按设定频率采集踏板传感器的踏板信号，判断是否有踏板信号的值位于所述最大值和最小值构成的区间之外，如果有，则开始计时，并开始记录采集的踏板信号总数和其中位于所述最大值和最小值构成的区间之外的踏板信号数量，到达设定时间后，计算位于所述最大值和最小值构成的区间之外的踏板信号数量与踏板信号总数的比值，如果所述比值大于允许值，则判断为出现故障，中央处理单元不输出踏板信号。该踏板信号处理方法对电子踏板输出的踏板信号进行处理，确保错误的踏板信号不会被输出。

Description

一种踏板信号处理方法

技术领域

本发明涉及一种踏板信号处理方法。

背景技术

在电动汽车或者混合动力汽车中，加速踏板一般是电子踏板，电子踏板上设有踏板传感器，当驾驶人员踩踏踏板时，踏板传感器采集电子踏板的转动角度，将所述转动角度变成电信号发送给相应的控制单元，控制单元据此控制发动机的喷油量或者电动机的功率大小，以实现车辆的动力输出。

对车辆而言，加速踏板是很重要的部件，如果电子踏板出错，向相应的控制单元发送错误的电信号，则可能对行车安全产生影响，甚至可能导致更严重的后果。比如说，驾驶人员只是轻踩电子踏板，但电子踏板输出超出实际踩踏角度的电信号，则车辆会以超出驾驶人员预期的方式加速，可能让驾驶人员措手不及，影响行车安全，甚至导致交通事故。因此，对电子踏板而言，安全性很重要。

发明内容

本发明针对上述对电子踏板安全性的要求，提供一种踏板信号处理方法，该踏板信号处理方法对电子踏板输出的踏板信号进行处理，确保错误的踏板信号不会被输出。

本发明一种方案的踏板信号处理方法，包括中央处理单元和与中央处理单元相连的踏板传感器，其中，中央处理单元中存储有踏板传感器正常工作时输入的踏板信号的最大值和最小值，所述踏板信号处理方法包括如下步骤：

中央处理单元按设定频率采集踏板传感器的踏板信号，判断是否有踏板信号的值位于所述最大值和最小值构成的区间之外，如果有，则开始计时，并开始记录采集的踏板信号总数和其中位于所述最大值和最小值构成的区间之外的踏板信号数量，到达设定时间后，计算位于所述最大值和最小值构成的区间之外的踏板信号数量与踏板信号总数的比值，如果所述比值大于允许值，则判断为出现故障，中央处理单元不输出踏板信号。

进一步地，出现故障后，所述踏板信号处理方法还包括步骤3.2：中央处理单元继续按设定频率从踏板传感器采集踏板信号，并开始计时，同时开始记录采集的踏板信号总数和其中位于所述最大值和最小值构成的区间之外的踏板信号数量，到达设定时间后，计算位于所述最大值和最小值构成的区间之外的踏板信号数量与踏板信号总数的比值，如果所述比值小于恢复值，则判断为故障消失，中央处理单元输出踏板信号；如果所述比值大于或等于恢复值，则判断为故障未消失；

如果在上一次执行步骤3.2中判断为故障未消失，则中央处理单元重复执行步骤3.2，直到判断故障消失。

进一步地，中央处理单元采集踏板信号后，先对踏板信号进行一阶递归滤波处理，然后再进行判断，一阶递归滤波处理的公式如下：Yn=aXn+(1–a)Yn-1

其中：Xn为未经滤波的第n次踏板信号；Yn为第n次滤波后的踏板信号；Yn-1为第n-1次滤波后的踏板信号，a为系数，取0-1之间的任意值。

进一步地，所述设定频率为0.1毫秒。

进一步地，所述设定时间为0.1秒。

进一步地，所述允许值为50%。

进一步地，所述恢复值为1%。

本发明的有益效果是：本发明中，如果中央处理单元发现有踏板信号超出正常范围(即位于所述最大值和最小值构成的区间之外)，则开始计时，并计算设定时间内超出正常范围的踏板信号数量与该设定时间内踏板信号总数的比值，如果所述比值大于允许值，则判断为出现故障，中央处理单元不输出踏板信号。确保了车辆的安全性。

本发明另一种方案的踏板信号处理方法，包括中央处理单元和与中央处理单元相连的第一踏板传感器和第二踏板传感器，其中，中央处理单元中存储有两个踏板传感器正常工作时同时输入的两个踏板信号之间的最大差值和最小差值，所述踏板信号处理方法包括如下步骤：

中央处理单元按设定频率同步采集两个踏板传感器的踏板信号，判断同时采集的两个踏板信号的差值是否在所述最大差值和最小差值构成的区间之外，如果是，则开始计时，并开始记录采集的单个踏板传感器的踏板信号总数和两个踏板信号的差在所述最大差值和最小差值构成的区间之外的次数，到达设定时间后，计算两个踏板信号的差在所述最大差值和最小差值构成的区间之外的次数与单个踏板传感器的踏板信号总数的比值，如果所述比值大于允许值，则判断为出现故障，中央处理单元不输出踏板信号。

进一步地，出现故障后，所述踏板信号处理方法还包括步骤5.2：中央处理单元继续按设定频率同步采集两个踏板传感器的踏板信号，并开始计时，同时开始记录采集的单个踏板传感器的踏板信号总数和两个踏板信号的差在所述最大差值和最小差值构成的区间之外的次数，到达设定时间后，计算两个踏板信号的差在所述最大差值和最小差值构成的区间之外的次数与单个踏板传感器的踏板信号总数的比值，如果所述比值小于恢复值，则判断为故障消失，中央处理单元输出踏板信号；如果所述比值大于或等于恢复值，则判断为故障未消失；

如果在上一次执行步骤5.2中判断为故障未消失，则中央处理单元重复执行步骤5.2，直到判断故障消失。

本发明的有益效果是：本发明中，如果中央处理单元发现有踏板信号超出正常范围(即位于所述最大差值和最小差值构成的区间之外)，则开始计时，并计算设定时间内超出正常范围的踏板信号数量与该设定时间内单个踏板传感器的踏板信号总数的比值，如果所述比值大于允许值，则判断为出现故障，中央处理单元不输出踏板信号。确保了车辆的安全性。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明一种实施方式的踏板信号处理方法，包括中央处理单元和与中央处理单元相连的第一踏板传感器和第二踏板传感器，中央处理单元按设定频率分别从第一踏板传感器和第二踏板传感器中采集踏板信号。中央处理单元可以是各种智能处理部件，本实施方式中优选为单片机，必要时，还包括其它相关外围部件。所述设定频率由中央处理单元的工作频率决定，可以是工作频率的1倍、2倍或其它倍数，不同智能处理部件的工作频率不同，具体可查阅相关的技术资料，此处不作更多说明。为了下面描述的方便，本实施方式中将设定频率定为0.1毫秒，即中央处理单元每隔0.1毫秒采集一次第一踏板传感器的踏板信号和第二踏板传感器的踏板信号，对第一踏板传感器和第二踏板传感器的踏板信号的采集是同时进行的，所述踏板信号在本实施方式中为电压信号。中央处理单元采集两个踏板传感器的踏板信号后，按如下步骤进行处理。

步骤一：中央处理单元对采集的第一踏板传感器的踏板信号进行一阶递归滤波处理。一阶递归滤波处理的公式如下：Yn=aXn+(1–a)Yn-1

其中：Xn为未经滤波的第n次踏板信号；Yn为第n次滤波后的踏板信号；Yn-1为第n-1次滤波后的踏板信号，a为系数，取0-1之间的任意值。

a的取值越大，滤波后的踏板信号越接近滤波前的踏板信号，但信号曲线(以时间为横轴，踏板信号为纵轴形成的曲线)的波动性越大，反之亦然。因此需要进行多次试验，最终确定合适的a的值，本实施方式中取a=0.7。

步骤二：中央处理单元对采集的第二踏板传感器的踏板信号进行一阶递归滤波处理，具体处理方式与步骤一相同。

步骤三：中央处理单元中预先存储有第一踏板传感器正常工作时输入的的踏板信号的最大值和最小值，所述最小值是踏板未被踩下时中央处理单元采集的第一踏板传感器的踏板信号经过上述滤波处理后的值，所述最大值是踏板被踩到底时中央处理单元采集的第一踏板传感器的踏板信号经过上述滤波处理后的值。中央处理单元按设定频率采集第一踏板传感器的踏板信号并进行滤波处理后，判断是否有踏板信号的值位于所述最大值和最小值之外，如果有，则开始计时，并开始记录采集的踏板信号总数和其中位于所述最大值和最小值之外的踏板信号数量，到达设定时间后，计算位于所述最大值和最小值之外的踏板信号数量与踏板信号总数的比值，如果所述比值大于允许值，则判断为出现故障，中央处理单元不输出踏板信号(或者让输出的踏板信号为零，也相当于不输出踏板信号)。

所述踏板信号的值位于所述最大值和最小值之外，是指踏板信号的值位于所述最大值和最小值构成的区间之外。举例来说，所述最小值是5，所述最大值是10，则最小值和最大值构成的区间为【5-10】，设踏板信号的值为V；则当V<5或V>10时，踏板信号的值位于最大值和最小值构成的区间之外；当5≤V≤10时，踏板信号的值位于最大值和最小值构成的区间之内。说明一点，上述数字5和10只是举例说明时用的数字，并不是实际的最小值和最大值。

步骤四：采用与上述步骤三相同的方法对第二踏板传感器的踏板信号进行故障判断。在本步骤中，所述最大值、最小值及设定时间可以与步骤三的相同，也可以不同。

除了步骤三和步骤四中对第一踏板传感器的踏板信号和第二踏板传感器的踏板信号分别进行故障判断外，还可以如下面的步骤五所述对两个踏板传感器的踏板信号进行综合故障判断。

步骤五：中央处理单元中预先存储有两个踏板传感器正常工作时输入的两个踏板信号之间的最大差值和最小差值，如果两个踏板传感器的规格相同，中央处理单元对两个踏板传感器的踏板信号都不进行放大处理，则所述最小差值可以为零。

中央处理单元按设定频率同步采集两个踏板传感器的踏板信号，判断同时采集的两个踏板信号的差是否在所述最大差值和最小差值构成的区间之外，如果在，则开始计时，并开始记录采集的单个踏板传感器的踏板信号总数和两个踏板信号的差在所述最大差值和最小差值构成的区间之外的次数，到达设定时间后，计算两个踏板信号的差在所述最大差值和最小差值构成的区间之外的次数与单个踏板传感器的踏板信号总数的比值，如果所述比值大于允许值，则判断为出现故障，中央处理单元不输出踏板信号(或者让输出的踏板信号为零，也相当于不输出踏板信号)。最大差值和最小差值构成的区间的定义方式参照上述最大值和最小值构成的区间，此处不再赘述。

上述的步骤三、步骤四和步骤五都是对输入中央处理单元的踏板信号进行故障判断，本实施方式中对上述三种故障判断方式都进行了描述。实际上，也可以只进行上述三种故障判断方式中的一种或两种，比如说，只进行步骤三或步骤四，当然，这种情形下，只需要设置一个踏板传感器即可；或者只进行步骤三和步骤五，或者只进行步骤四和步骤五；当然也可以步骤三、步骤四和步骤五都进行。

中央处理单元对输入的踏板信号进行上述的故障判断之后，如果没有判断为出现故障，则说明没有故障，中央处理单元选择其中一个踏板传感器的踏板信号进行处理后输出，具体的选择方式可以有多种，随机选择也可以，本实施方式中采用信号曲线的平滑性较好的那个进行输出。

如果按步骤三的方式判断为出现故障，则中央处理单元继续进行如下的操作：

步骤3.2：中央处理单元继续按设定频率从第一踏板传感器采集踏板信号，并开始计时，同时开始记录采集的踏板信号总数和其中位于所述最大值和最小值构成的区间之外的踏板信号数量，到达设定时间后，计算位于所述最大值和最小值构成的区间之外的踏板信号数量与踏板信号总数的比值，如果所述比值小于恢复值，则判断为故障消失，中央处理单元重新输出踏板信号；如果所述比值大于或等于恢复值，则判断为故障未消失，中央处理单元还是不输出踏板信号。

如果在上一次执行步骤3.2中判断为故障未消失，则中央处理单元重复执行步骤3.2，直到判断为故障消失。

如果按步骤五的方式判断为出现故障，则中央处理单元继续进行如下的操作：

5.2:中央处理单元继续按设定频率同步采集两个踏板传感器的踏板信号，并开始计时，同时开始记录采集的单个踏板传感器的踏板信号总数和两个踏板信号的差在所述最大差值和最小差值构成的区间之外的次数，到达设定时间后，计算两个踏板信号的差在所述最大差值和最小差值构成的区间之外的次数与单个踏板传感器的踏板信号总数的比值，如果所述比值小于恢复值，则判断为故障消失，中央处理单元重新输出踏板信号；如果所述比值大于或等于恢复值，则判断为故障未消失，中央处理单元还是不输出踏板信号。

如果在上一次执行步骤5.2中判断为故障未消失，则中央处理单元重复执行步骤5.2，直到判断为故障消失。

步骤5.2中，单个踏板传感器的踏板信号总数是指第一踏板传感器的踏板信号总数或者第二踏板传感器的踏板信号总数。

所述设定时间可根据具体需要取不同的值，本实施方式中将设定时间取值为0.1秒。

所述允许值可根据车辆的安全性要求及其它具体情况确定不同的数值，本实施方式中，所述允许值为50%。

所述恢复值可根据车辆的安全性要求及其它具体情况确定不同的数值，本实施方式中，所述恢复值为1%。

为了使输出的踏板信号的平滑性更好，中央处理单元可以在将踏板信号进行输出之前，先对要输出的踏板信号进行滑窗滤波处理。

本实施方式的踏板信号处理方法，通过设置两个踏板传感器对同一个踏板的踩踏角度进行检测，然后对第一踏板传感器的踏板信号进行上述步骤三所述的故障判断，对第二踏板传感器的踏板信号进行上述步骤四所述的故障判断，对第一踏板传感器和第二踏板传感器的踏板信号进行上述步骤五所述的故障判断，通过上述最多三个步骤的故障判断，确保了有故障的踏板信号不会被输出，确保了车辆的安全性。另外，判断为出现故障后，还能对故障是否消失进行判断，如果判断为故障已经消失，则可恢复正常的踏板信号输出。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种踏板信号处理方法，包括中央处理单元和与中央处理单元相连的踏板传感器，其特征在于，中央处理单元中存储有踏板传感器正常工作时输入的踏板信号的最大值和最小值，所述踏板信号处理方法包括如下步骤：

中央处理单元按设定频率采集踏板传感器的踏板信号，中央处理单元采集踏板信号后，先对踏板信号进行一阶递归滤波处理，然后再进行判断，一阶递归滤波处理的公式如下：Yn=aXn+(1–a)Yn-1，其中：Xn为未经滤波的第n次踏板信号；Yn为第n次滤波后的踏板信号；Yn-1为第n-1次滤波后的踏板信号，a为系数，取0-1之间的任意值，中央处理单元判断是否有踏板信号的值位于所述最大值和最小值构成的区间之外，如果有，则开始计时，并开始记录采集的踏板信号总数和其中位于所述最大值和最小值构成的区间之外的踏板信号数量，到达设定时间后，计算位于所述最大值和最小值构成的区间之外的踏板信号数量与踏板信号总数的比值，如果所述比值大于允许值，则判断为出现故障，中央处理单元不输出踏板信号。

2.如权利要求1所述的踏板信号处理方法，其特征在于，出现故障后，所述踏板信号处理方法还包括步骤3.2：中央处理单元继续按设定频率从踏板传感器采集踏板信号，并开始计时，同时开始记录采集的踏板信号总数和其中位于所述最大值和最小值构成的区间之外的踏板信号数量，到达设定时间后，计算位于所述最大值和最小值构成的区间之外的踏板信号数量与踏板信号总数的比值，如果所述比值小于恢复值，则判断为故障消失，中央处理单元输出踏板信号；如果所述比值大于或等于恢复值，则判断为故障未消失；

如果在上一次执行步骤3.2中判断为故障未消失，则中央处理单元重复执行步骤3.2，直到判断故障消失。

3.如权利要求1所述的踏板信号处理方法，其特征在于，所述设定频率为0.1毫秒。

4.如权利要求1所述的踏板信号处理方法，其特征在于，所述设定时间为0.1秒。

5.如权利要求1所述的踏板信号处理方法，其特征在于，所述允许值为50%。

6.如权利要求1所述的踏板信号处理方法，其特征在于，所述恢复值为1%。

7.一种踏板信号处理方法，包括中央处理单元和与中央处理单元相连的第一踏板传感器和第二踏板传感器，其特征在于，中央处理单元中存储有两个踏板传感器正常工作时同时输入的两个踏板信号之间的最大差值和最小差值，所述踏板信号处理方法包括如下步骤：

中央处理单元按设定频率同步采集两个踏板传感器的踏板信号，中央处理单元采集踏板信号后，先对踏板信号进行一阶递归滤波处理，然后再进行判断，一阶递归滤波处理的公式如下：Yn=aXn+(1–a)Yn-1，其中：Xn为未经滤波的第n次踏板信号；Yn为第n次滤波后的踏板信号；Yn-1为第n-1次滤波后的踏板信号，a为系数，取0-1之间的任意值，中央处理单元判断同时采集的两个踏板信号的差值是否在所述最大差值和最小差值构成的区间之外，如果是，则开始计时，并开始记录采集的单个踏板传感器的踏板信号总数和两个踏板信号的差在所述最大差值和最小差值构成的区间之外的次数，到达设定时间后，计算两个踏板信号的差在所述最大差值和最小差值构成的区间之外的次数与单个踏板传感器的踏板信号总数的比值，如果所述比值大于允许值，则判断为出现故障，中央处理单元不输出踏板信号。

8.如权利要求7所述的踏板信号处理方法，其特征在于，出现故障后，所述踏板信号处理方法还包括步骤5.2：中央处理单元继续按设定频率同步采集两个踏板传感器的踏板信号，并开始计时，同时开始记录采集的单个踏板传感器的踏板信号总数和两个踏板信号的差在所述最大差值和最小差值构成的区间之外的次数，到达设定时间后，计算两个踏板信号的差在所述最大差值和最小差值构成的区间之外的次数与单个踏板传感器的踏板信号总数的比值，如果所述比值小于恢复值，则判断为故障消失，中央处理单元输出踏板信号；如果所述比值大于或等于恢复值，则判断为故障未消失；

如果在上一次执行步骤5.2中判断为故障未消失，则中央处理单元重复执行步骤5.2，直到判断故障消失。