CN103552520B - 混合动力汽车加速踏板信号处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混合动力汽车加速踏板信号处理方法，旨在解决现有加速踏板信号处理方法不完善、不能满足混合动力汽车对加速踏板的准确性和可靠性的要求的问题，本方法包括以下步骤：一、加速踏板信号的前期处理，对两路加速踏板信号进行前期处理，得到处理后的加速踏板信号以及表征加速踏板信号错误状态的标识符，包括1）两路加速踏板信号的并行处理；2）两路加速踏板信号同步校验；二、加速踏板信号的后续处理及故障诊断代码的处理，依据步骤一得到的表征加速踏板信号错误状态的标识符，同时进行加速踏板信号的后续处理及故障诊断代码的处理，包括以下步骤：1）加速踏板信号的后续处理；2）加速踏板信号故障诊断代码的处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种混合动力汽车加速踏板的信号处理方法，更确切地说，本发明涉及一种混合动力汽车加速踏板信号的实时处理和故障诊断的方法。
背景技术
随着当今能源的日益匮乏和环境污染的不断加深，节能环保已成为一个世界性的重要话题。目前，传统车节能潜力有限，纯电动汽车电池技术难题还未突破，节能环保效果显著地混合动力汽车越来越引起了汽车工业的重视。
混合动力汽车中，根据两个动力源的工作状况可以划分不同的工种模式，而模式的划分以及动力源在各个模式下的工作负荷都与加速踏板信号有着紧密的联系。因此，加速踏板信号对混合动力汽车的经济性和动力性有着不可忽视的重要作用。另外加速踏板信号还对车辆的安全性、平顺性有严重影响。因此，针对混合动力汽车加速踏板信号的处理显得尤为重要。
现有的很多传统车上已经装备了电子油门，也有了相应的针对传统车的加速踏板信号的处理方法。但是，由于混合动力汽车中，对加速踏板信号的准确性和可靠性提出了更高的要求，因此传统汽车中加速踏板信号处理的方法不再适用于混合动力汽车。
现有的一些专利如中国专利公开号为CN101676140A,公开日为2010年3月24日，发明名称为“机动车油门加速监控器”，该发明在油门上加装加速传感器，当加速传感器检测到油门加速度过大时，切断油路甚至刹车处理，从而消除由于紧急刹车踩错油门造成的严重后果。中国专利公布号为CN102371900A,公布日为2012年3月14日，发明名称为“一种汽车电子油门控制系统”，该发明利用驾驶员在紧张情况下紧握方向盘的特点，在方向盘上加装握力传感器，当握力信号大于设定值时，控制发动机管理模块忽视电子油门传递过来的加速信号从而防止驾驶员将油门当刹车踩而造成交通事故。中国专利公布号为CN102555903A,公布日为2012年7月11日，发明名称为“一种油门踏板误踩检测方法及其检测装置”，该发明通过检测油门下踩速度或是否超过阈值或者车辆加速度是否超过阈值来得出油门踏板是否误踩。中国专利公布号为CN101947939A,公布日为2011年1月19日，发明名称为“一种中度混合动力汽车加速踏板故障诊断及处理方法”该发明对加速信号进行了滤波处理、超限诊断和合理性诊断，最后根据加速踏板的不同故障对信号进行不同的处理。该发明中，当加速踏板和制动踏板同时踩下或者两路加速踏板信号差值超过一定范围后，将加速踏板信号用零代替。这样会导致当从上述两种错误状态恢复到正确状态时加速踏板信号会从之前的零突变到当前的信号值，造成加速踏板信号的突变，对平顺性造成严重影响，甚至还会发生危险。该专利中没有考虑两路加速踏板信号其中一路信号失效时的情况。该专利中提到当“信号超过限值时，即将对应的超限标志位置1”，可是后续未提及超限标志位的用途；该专利中提到了无故障、轻度故障和严重故障时对信号分别进行不同的处理，但是却并未给出轻度故障和无故障时的定义。
综上所述，传统车的加速踏板信号处理方法不能满足混合动力汽车的要求；现有的加速踏板方面的专利多针对加速踏板误踩的情况，而针对混合动力的加速踏板信号处理的方法却不够完善。
发明内容
本发明旨在解决现有加速踏板信号处理方法不完善、不能满足混合动力汽车对加速踏板的准确性和可靠性的要求的问题，提出一种合理、完善的带有故障诊断代码存储功能的混合动力汽车加速踏板信号处理方法。
为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：
一种混合动力汽车加速踏板的信号处理方法，包括以下步骤：
步骤一、加速踏板信号的前期处理，对两路加速踏板信号进行前期处理，得到处理后的加速踏板信号以及表征加速踏板信号错误状态的标识符，包括以下步骤：
1）两路加速踏板信号的并行处理；同时分别对两个单路加速踏板信号依次进行A/D转换与标定、第一次滤波处理、最大/最小门限限定处理、超限状态确认、错误状态判定、单路信号输出仲裁、第二次滤波处理，得到处理后的两个单路加速踏板信号以及分别表征两个单路加速踏板信号错误状态的标识符；
2）两路加速踏板信号同步校验，将步骤1）处理后的两个单路加速踏板信号进行同步校验，校验后得到表征加速踏板信号错误状态的标识符；
步骤二、加速踏板信号的后续处理及故障诊断代码的处理，依据步骤一得到的表征加速踏板信号错误状态的标识符，同时进行加速踏板信号的后续处理及故障诊断代码的处理，包括以下步骤：
1）加速踏板信号的后续处理，对经过步骤一前期处理后的加速踏板信号及表征加速踏板信号错误状态的标识符进行两路信号仲裁和驾驶员误操作修正；
2）加速踏板信号故障诊断代码的处理，将步骤一得到的表征加速踏板信号错误状态的标识符按照一定规则进行编码，然后对故障再次确认后将代码存储起来。
本发明所述的一种混合动力汽车加速踏板的信号处理方法，其中，步骤一加速踏板信号的前期处理中所述的两路加速踏板信号的并行处理具体包括以下步骤：
（1）A/D转换与标定：混合动力汽车整车控制器HCU同时分别读取两个单路加速踏板的电压信号，对两路加速踏板信号分别进行A/D转换，然后对得到的数字信号进行标定，得到第一路加速踏板信号和第二路加速踏板信号，；
（2）第一次滤波处理：HCU同时对经过上述步骤（1）A/D转换与标定后得到的两个单路加速踏板信号分别进行滤波处理，分别得到滤波后的第一路加速踏板信号和滤波后的第二路加速踏板信号；两路加速踏板信号滤波处理的主要目的是去除信号中的干扰噪声，其中滤波参数值的确定一方面要能够去除信号中的干扰噪声，另一方面还要尽量保持滤波前后信号不失真；
（3）最大/最小门限限定处理，HCU分别对经过上述步骤（2）第一次滤波处理后得到的两个单路加速踏板信号进行最大/最小门限限定处理：对于每个单路加速踏板信号，当第一次滤波处理后得到的加速踏板信号超过预设最大门限值时，将预设最大门限值作为最大/最小门限限定处理后的该路加速踏板信号输出值，同时给定该路加速踏板信号超限标识符为第一类标识符；当第一次滤波处理后得到的加速踏板信号小于预设最小门限时，将预设最小门限值作为最大/最小门限限定处理后的该路加速踏板信号输出值，同时给定该路加速踏板信号超限标识符为第一类标识符；当第一次滤波处理后得到的加速踏板信号处于预设最小门限值和预设最大门限值之间时，直接输出第一次滤波处理后得到的加速踏板信号，同时给定该路加速踏板信号超限标识符为第二类标识符；
（4）超限状态确认，HCU分别依据经过上述步骤（3）最大/最小门限限定处理后得到的两个单路加速踏板信号超限标识符确认两路加速踏板信号超限状态：对于每个单路加速踏板信号，当加速踏板信号超限标识符为第一类标识符持续的时间大于第一预设时长时，判定该路加速踏板信号为确定超限错误，并给定该路加速踏板信号超限确认标识符为确定标识符;当加速踏板信号超限标识符为第一类标识符持续的时间小于第一预设时长时，判定该路加速踏板信号为不确定超限错误，并给定该路加速踏板信号超限确认标识符为不确定标识符;
（5）错误状态判定，HCU分别对两路加速踏板信号进行错误状态判定处理：对于每个单路加速踏板信号，将错误状态类型分为信号正确状态、不确认错误状态、恢复错误状态及确认错误状态四类，HCU根据经过上述步骤（3）最大/最小门限限定处理和步骤（4）超限状态确认后得到的该路加速踏板信号的超限标识符和超限确认标识符，判断该路加速踏板信号的错误状态类型，并给定该路加速踏板信号的错误状态标识符；
（6）单路信号输出仲裁，HCU分别对两路加速踏板信号进行单路信号输出仲裁，对于每个单路加速踏板信号，HCU依据经过上述步骤（5）错误状态判定得到的单路加速踏板信号的错误状态标识符来确定该路信号的输出规则：当单路加速踏板信号的错误状态标识符为确认错误状态标识符时，仲裁后的加速踏板信号输出为零；当单路加速踏板信号的错误状态标识符为不确认错误状态标识符时，仲裁后的加速踏板信号输出为上述步骤（3）最大/最小门限限定处理中前一步长的输出信号；当单路加速踏板信号的错误状态标识符为正确标识符或者为恢复错误状态标识符时，仲裁后的加速踏板信号输出为上述步骤（3）最大/最小门限限定处理后输出的信号输出值；
（7）第二次滤波处理，HCU将上述步骤（6）单路信号输出仲裁得到的两路输出信号进行分别第二次滤波处理。二次滤波主要目的是减小信号由错误状态恢复到正确状态时，其值从0突变到当前值的冲击，其中滤波参数值的确定一方面要能够去除上述的突变，另一方面还要尽量保持滤波前后信号不失真。
本发明所述的一种混合动力汽车加速踏板的信号处理方法，其中，步骤一加速踏板信号的前期处理中所述的两路加速踏板信号同步校验具体包括以下步骤：
（1）同步异常标识：HCU将经过所述的两路加速踏板信号的并行处理后得到的两个单路加速踏板信号做差，并提取绝对值，当绝对值大于预设确定门限值时，给定同步异常标识为第一类标识；当绝对值小于预设确定门限值时，给定同步异常标识为第二类标示；
（2）同步异常确认：当经过前一步骤同步异常标识出的同步异常标识为第一类标识的持续时间大于第二预设时长时，判定为确认同步异常，给定同步异常确认标识符为确认异常标识符；当上述步骤（1）同步异常标识为第一类标识的持续时间小于第二预设时长时，判定为不确认同步异常，给定同步异常确认标识符为不确认异常标识符；
（3）同步错误状态判定：将故障类型分为同步正常型、不确认同步异常型、恢复同步异常型和确认同步异常型，HCU根据经过上述步骤（1）同步异常标识和步骤（2）同步异常确认后得到的同步异常标识和同步异常确认标识符，给定信号的同步错误状态标识符。
本发明所述的一种混合动力汽车加速踏板的信号处理方法，其特征在于，所述步骤二加速踏板信号的后续处理及故障诊断代码的处理中所述的加速踏板信号的后续处理具体包括以下步骤：
（1）两路信号仲裁，混合动力汽车整车控制器HCU依据经过上述步骤一加速踏板信号的前期处理后得到的错误状态标识符和同步错误标识符进行加速踏板信号仲裁：若两路信号均出错或者同步检测出错，则输出常值0，即加速踏板信号输出值为零;若第一路加速踏板信号出错，则输出第二路加速踏板信号值，即加速踏板信号输出值为第二路加速踏板信号值;若第二路加速踏板信号出错，则输出第一路加速踏板信号值，即加速踏板信号输出值为第一路加速踏板信号值;若两路信号均未出错且同步也未出错，则输出两路加速踏板信号中较小的一路，即加速踏板信号输出值为两路加速踏板信号中信号值较小的一路加速踏板信号的信号值；
（2）驾驶员误操作修正：当驾驶员同时踩踏加速踏板和制动踏板时，HCU对加速踏板的信号进行修正。根据当前车速通过查表算法得到一个修正系数k，k为一个0到1之间的数，且其数值随着车速的增大而减小，修正后，加速踏板信号处理的最终输出结果为经过上述步骤（1）两路信号仲裁后得到加速踏板信号输出值与修正系数k的乘积。
本发明所述的一种混合动力汽车加速踏板的信号处理方法，其特征在于，所述步骤二加速踏板信号的后续处理及故障诊断代码的处理中所述的加速踏板信号故障诊断代码的处理具体包括以下步骤：
（1）故障诊断代码编写：混合动力汽车整车控制器HCU根据经过所述步骤一加速踏板信号的前期处理中错误状态判定和两路加速踏板信号同步校验后得到的两路加速踏板信号错误状态标识符和同步错误状态标识符来确定故障类型，并编写故障诊断代码；
（2）故障诊断代码存储。
与现有技术相比本发明的有益效果是：
1.对两路加速踏板信号分别采用二次滤波，避免了加速踏板信号由错误状态恢复到正确状态时信号值的剧烈波动，能有效提高车辆的平顺性和安全性。
2.当两路加速踏板信号其中一路失效时，采用另外一路信号，减低了加速踏板整体的故障率。
3.对加速踏板信号故障状态编写故障诊断代码并存储，为后续故障诊断提供了方便。
4.通过车速调整加速踏板和制动踏板同时踩踏时的加速踏板信号修正系数，在误踩时对信号的处理更加合理。
5.全面综合利用最大最小值限制、二次滤波、同步检测、信号仲裁和故障代码存储，全面和准确的对加速踏板信号进行处理。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1为本发明所述的混合动力汽车加速踏板信号处理方法的整体流程图；
图2为本发明所述的混合动力汽车加速踏板信号处理方法的单路加速踏板信号处理流程图；
图3为本发明所述的混合动力汽车加速踏板信号处理方法的实施例中第一路加速踏板信号处理过程图；
图4为本发明所述的混合动力汽车加速踏板信号处理方法的实施例中第二路加速踏板信号处理过程图；
图5为图3局部区域放大图；
图6为图4局部区域放大图；
图7为本发明所述的混合动力汽车加速踏板信号处理方法的实施例中两路信号同步校验处理过程图；
图8为本发明所述的混合动力汽车加速踏板信号处理方法的实施例中两路加速踏板信号输出仲裁图；
图9为本发明所述的混合动力汽车加速踏板信号处理方法的实施例中编写故障诊断代码时各位状态图；
图10为本发明所述的混合动力汽车加速踏板信号处理方法的实施例中存储故障诊断代码时各位状态图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的描述：
参阅图1，本发明所述的混合动力汽车加速踏板信号处理的流程分为两个步骤：步骤一为加速踏板信号的前期处理，包括两路加速踏板信号的并行处理和两路加速踏板信号的同步校验；步骤二为加速踏板信号的后续处理及故障诊断代码的处理，其中加速踏板信号的后续处理包括两路信号仲裁和驾驶员误操作修正，加速踏板信号故障诊断代码的处理包括故障诊断代码编写和故障诊断代码存储。
首先加速踏板信号经过步骤一的加速踏板信号的前期处理，得到处理后的加速踏板信号以及表征加速踏板信号错误状态的标识符；然后依据处理后的加速踏板信号以及表征加速踏板信号错误状态的标识符进行第二部分加速踏板信号的后续处理及故障诊断代码的处理。
本发明所述的混合动力汽车加速踏板信号处理方法包括以下步骤：
步骤一、加速踏板信号的前期处理，参阅图1，加速踏板信号的前期处理包括两路加速踏板信号的并行处理和两路加速踏板信号的同步校验，经该步骤处理后，得到处理后的加速踏板信号以及表征加速踏板信号错误状态的标识符。其具体的流程如下：
1）两路加速踏板信号的并行处理：同时分别对两个单路加速踏板信号，即第一路加速踏板信号与第二路加速踏板信号进行A/D转换与标定、第一次滤波处理、最大/最小门限限定处理、超限状态确认、错误状态判定、单路信号输出仲裁、第二次滤波处理，得到处理后的两个单路加速踏板信号以及分别表征两个单路加速踏板信号错误状态的标识符；
参阅图2，本发明所述的两路加速踏板信号的同时并行处理的步骤如下：
（1）A/D转换与标定：
混合动力汽车整车控制器（HCU）同时分别读取两路加速踏板电压信号，即第一路加速踏板电压信号与第二路加速踏板电压信号、对两路加速踏板信号分别进行A/D转换，然后对得到的数字信号进行标定，得到第一路加速踏板信号acc1和第二路加速踏板信号acc2。例如：假设加速踏板供电电压为5V，其正常的工作电压范围为0.5V-4.5V,若此时读取到的第一路加速踏板电压信号为accV1,则A/D后的值为accV1/5,定标后得到的第一路加速踏板信号acc1=(accV1/5-0.5/5)·[(100%-0)/(4.5/5-0.5/5)]。（acc1、acc2信号正常时，其取值范围为0-100%，对应的电压信号即为电子油门开度为0-100%时的电压信号）。
（2）第一次滤波处理：
HCU对A/D转换与标定步骤得到的第一路加速踏板信acc1和第二路加速踏板信号acc2分别同时进行滤波处理，分别得到滤波后的第一路加速踏板信号acc1f1和滤波后的第二路加速踏板信号acc2f1。对第一路加速踏板信acc1和第二路加速踏板信号acc2滤波处理的主要目的是去除信号中的干扰噪声，其中滤波参数值的确定一方面要能够去除信号中的干扰噪声，另一方面还要尽量保持滤波前后信号不失真。
（3）HCU分别对第一路加速踏板信号acc1f1和第二路加速踏板信号acc2f1进行最大/最小门限限定处理：
HCU将第一次滤波处理后得到的第一路加速踏板信号acc1f1进行最大/最小门限限定处理（取最大门限值accMax为100%，最小门限值accMin为0）：当第一次滤波处理后得到的第一路加速踏板信号超过预设最大门限值accMax时，将预设最大门限值accMax作为最大/最小门限限定处理后的第一路加速踏板信号输出值acc1mn，即acc1mn=accMax，同时给定第一路加速踏板信号超限标识符ove1=1；当第一次滤波处理后得到的第一路加速踏板信号小于预设最小门限accMin时，将预设最小门限值accMin作为最大/最小门限限定处理后的第一路加速踏板信号输出值acc1mn，即acc1mn=accMin，同时给定第一路加速踏板信号超限标识符ove1=1；当第一次滤波处理后得到的第一路加速踏板信号大于预设最小门限值accMin而小于预设最大门限值accMax时，直接输出第一次滤波处理后得到的加速踏板信号acc1f1，即acc1mn=acc1f1，即同时给定第一路加速踏板信号超限标识符ove1=0；
同时，HCU将第一次滤波处理后得到的第二路加速踏板信号acc2f1进行最大/最小门限限定处理（取最大门限值accMax为100%，最小门限值accMin为0）：当第一次滤波处理后得到的第二路加速踏板信号超过预设最大门限值accMax时，将预设最大门限值accMax作为最大/最小门限限定处理后的第二路加速踏板信号输出值acc2mn，即acc2mn=accMax，同时给定第二路加速踏板信号超限标识符ove2=1；当第一次滤波处理后得到的第二路加速踏板信号小于预设最小门限accMin时，将预设最小门限值accMin作为最大/最小门限限定处理后的第二路加速踏板信号输出值acc2mn，即acc2mn=accMin，同时给定第二路加速踏板信号超限标识符ove2=1；当第一次滤波处理后得到的第二路加速踏板信号大于预设最小门限值accMin而小于预设最大门限值accMax时，直接输出第一次滤波处理后得到的第二路加速踏板信号acc2f1，即acc2mn=acc2f1，同时给定第二路加速踏板信号超限标识符ove2=0；
（4）HCU分别对第一路加速踏板信号输出值acc1mn和第二路加速踏板信号输出值acc2mn进行超限状态确认处理。
HCU依据最大/最小门限限定处理步骤得到的第一路加速踏板信号超限标识符ove1确定该路加速踏板信号的错误状态，当ove1=1持续的时间大于预设时长t1时，判定为确定超限错误，给定超限确认标识符ovt1=1;当ove1=1持续的时间小于预设时长t1时，判定为不确定超限错误，给定超限确认标识符ovt1=0;
同时，HCU依据最大/最小门限限定处理步骤得到的第二路加速踏板超限标识符ove2确定第二路加速踏板信号的错误状态，当ove2=1持续的时间大于t1时，判定为确定超限错误，给定超限确认标识符ovt2=1;当ove2=1持续的时间小于t1时，判定为不确定超限错误，给定超限确认标识符ovt2=0;
（5）HCU分别对第一路加速踏板信号和第二路加速踏板信号进行错误状态判定处理。
将单路加速踏板信号错误状态类型分为信号正确状态、不确认错误状态、恢复错误状态及确认错误状态四类，HCU根据最大/最小门限限定处理和超限状态确认得到的第一路加速踏板信号的超限标识符ove1和超限确认标识符ovt1，判断第一路加速踏板信号的错误状态类型，并给定第一路加速踏板信号的错误状态标识符err1。具体规则及含义如下表：当ove1=0&&ovt1=0时，err1=0，即为信号正确状态；当ove1=1&&ovt1=0时，err1=1，即为不确认错误状态；当ove1=0&&ovt1=1时，err1=2，即为恢复错误状态；当ove1=1&&ovt1=1时，err1=3，即为确认错误状态。
表1第一路加速踏板信号错误状态定义
同时，HCU根据最大/最小门限限定处理和超限状态确认得到的第二路加速踏板信号超限标识符ove2和超限确认标识符ovt2，给定第二路加速踏板信号的错误状态标识符err2。具体规则及含义如下表：当ove2=0&&ovt2=0时，err2=0，即为信号正确状态；当ove2=1&&ovt2=0时，err2=1，即为不确认错误状态；当ove2=0&&ovt2=1时，err2=2，即为恢复错误状态；当ove2=1&&ovt2=1时，err2=3，即为确认错误状态。
表2第二路加速踏板信号错误状态定义
（6）HCU对第一路加速踏板信号与第二路加速踏板信号分别进行单路信号输出仲裁：
HCU依据错误状态判定步骤得到的第一路加速踏板信号错误状态标识符err1，来确定信号的输出规则。当信号的错误状态为确认错误状态，即err1=3时，输出仲裁后的加速踏板信号acc1ar等于0，即acc1ar=0；当信号的错误状态为不确认错误状态，即err1=1时，仲裁后的加速踏板信号acc1ar等于最大/最小门限限定处理步骤中前一步长的输出信号（实际的控制器一般采用定步长进行计算，车辆中一般采用的步长为0.01s，在这里即将0.01s前的最大/最小门限限定处理的输出信号作为当前的仲裁后的加速踏板信号）；当信号的错误状态为信号正确状态或者处于恢复错误状态，即err1=0||err1=2时，仲裁后的加速踏板信号acc1ar等于最大/最小门限限定处理后输出的信号输出值acc1mn，即acc1ar=acc1mn；
同时，HCU依据错误状态判定步骤得到的第二路加速踏板信号错误状态标识符err2，来确定信号的输出规则。当信号的错误状态为确认错误状态，即err2=3时，输出仲裁后的加速踏板信号acc2ar等于0，即acc2ar=0；当信号的错误状态为不确认错误状态，即err2=1时，仲裁后的加速踏板信号acc2ar等于最大/最小门限限定处理步骤中前一步长的输出信号（实际的控制器一般采用定步长进行计算，车辆中一般采用的步长为0.01s，在这里即将0.01s前的最大/最小门限限定处理的输出信号作为当前的仲裁后的加速踏板信号）；当信号的错误状态为信号正确状态或者处于恢复错误状态，即err2=0||err2=2时，仲裁后的加速踏板信号acc2ar等于最大/最小门限限定处理+后输出的信号输出值acc2mn，即acc2ar=acc2mn；
（7）第二次滤波处理：
HCU依据对第一路加速踏板信号与第二路加速踏板信号分别进行单路信号输出仲裁步骤得到的输出信号acc1ar和输出信号acc2ar进行第二次滤波，得到输出信号sig1和输出信号sig2。为确保安全性，加速信号出现故障时需要立刻减小到0。为了减小信号由错误状态恢复到正确状态时的冲击，不能让信号值从0突变到当前值。故二次滤波器在信号处于上升沿时滤波，信号处于下降沿时不滤波。二次滤波主要目的是减小信号由错误状态恢复到正确状态时，其值从0突变到当前值的冲击，其中滤波参数值的确定一方面要能够去除上述的突变，另一方面还要尽量保持滤波前后信号不失真。
2）两路加速踏板信号同步校验：将经过两路加速踏板信号的并行处理步骤的第一路加速踏板信号与第二路加速踏板信号进行同步校验，校验后得到表征第一路加速踏板信号与第二路加速踏板信号错误状态的标识符；
（1）同步异常标识：
HCU将由第二次滤波处理步骤得到的输出信号sig1与输出信号sig2做差，并取绝对值，即n=|sig1-sig2|。当n大于预设确定门限值n0时，给定同步异常标识syu=1；当n小于预设确定门限值n0时，给定同步异常标识syu=0；
（2）同步异常确认：
当同步异常标识步骤中同步异常标识syu=1持续的时间大于预设时长t3时，判定为确认同步异常，给定同步异常确认标识符syc=1；当syu=1且持续的时间小于预设时长t3时，判定为不确认同步异常，给定同步异常确认标识符syc=0；
（3）同步错误状态判定：
将故障类型分为同步正常型、不确认同步异常型、恢复同步异常型和确认同步异常型，HCU根据同步异常确认步骤和同步错误状态判定步骤得到的同步异常标识syu和同步异常确认标识符syc，给定信号的同步错误状态标识符sye。具体规则及含义如下表：当syu=0&&syc=0时，sye=0，即为同步正常型；当syu=1&&syc=0时，sye=1，即为不确认同步异常型；当syu=0&&syc=1时，sye=2，即为恢复同步异常型；当syu=1&&syc=1时，sye=3，即为确认同步异常型。
表3同步错误状态标识符状态定义
步骤二、加速踏板信号的后续处理及故障诊断代码的处理：
在步骤一中进行了加速踏板信号的前期处理后，可以得到处理后的加速踏板信号sig1和加速踏板信号sig2以及表征加速踏板信号错误状态的信号err1、err2和sye。依据err1、err2和sye对信号sig1和信号sig2进行第二部分加速踏板信号的后续处理及故障诊断代码的处理。其中，加速踏板信号的后续处理和加速踏板信号的故障诊断代码的处理是同时进行的。
1）加速踏板信号的后续处理：
加速踏板信号的后续处理包括两路信号仲裁和驾驶员误操作修正。首先加速踏板信号经过加速踏板信号的前期处理，可以得到处理后的加速踏板信号以及表征加速踏板信号错误状态的标识符；然后依据得到的处理后的加速踏板信号以及表征加速踏板信号错误状态的标识符进行两路信号仲裁和驾驶员误操作修正。具体步骤如下：
（1）两路信号仲裁
HCU依据第二次滤波处理步骤和两路信号同步校验得到的错误状态标识符err1、err2和同步错误标识符sye进行加速踏板信号仲裁。若两路信号均出错或者同步检测出错，即[（err1=1||err1=3）&&（err2=1||err2=3）]||(sye=1||sye=3),则输出常值0，即加速踏板信号输出值sigM=0;若第一路加速踏板信号出错，即err1=1||err1=3，则输出第二路加速踏板信号值，即sigM=sig2;若第二路加速踏板信号出错，即err2=1||err2=3，则输出第一路加速踏板信号值，即sigM=sig1；若两路信号均未出错且同步也未出错，即当(err1=0||err1=2)&&(err2=0||err2=2)&&(sye=0||sye=2)时，输出两路加速踏板信号中较小的一路，即sigM=min（sig1，sig2）。
（2）驾驶员误操作修正
当驾驶员同时踩踏加速踏板和制动踏板时，驾驶员的意图是加速还是制动不明确。这时，HCU对加速踏板的信号进行修正。根据当前车速通过查表算法得到一个修正系数k（k为一个0到1之间的数，且随着车速的增大而减小），修正后最终加速踏板信号为sigLast=k·sigM。sigLast即为加速踏板信号处理的最终输出结果。
2）加速踏板信号故障诊断代码的处理
加速踏板信号故障诊断代码的处理包括故障诊断代码编写和故障诊断代码存储。HCU首先将加速踏板信号的前期处理步骤中得到的表征加速踏板信号错误状态的标识符按照一定规则进行编码，然后对故障再次确认后将代码存储起来，具体实施步骤如下：
（1）故障诊断代码编写：
为便于编码和存储，故障诊断代码用一个8位的二进制数表示。每位对应一个故障类型，该位为1时，表示发生该故障；该位为0时，表示未发生该故障。HCU根据错误状态判定步骤和两路加速踏板信号同步校验步骤得到的来确定故障类型。故障类型定义及故障诊断代码编码规则如下表：当err1=0&&err2=0&&（sye=1||sye=3）时，故障类型为同步故障，该故障类型对应故障代码中的第1位；当err1=1||err1=3时，故障类型为第一路信号发生故障，该故障类型对应故障代码中的第2位；当err2=1||err2=3时，故障类型为第二路信号发生故障，该故障类型对应故障代码中的第3位；当err1=0&&err2=0&&sye=2时，故障类型为从同步故障中恢复，该故障类型对应故障代码中的第4位；当err1=2时，故障类型为第一路信号从故障中恢复，该故障类型对应故障代码中的第5位；当err2=2时，故障类型为第二路信号从故障中恢复，该故障类型对应故障代码中的第6位；故障代码中的第7位和第8位为保留位。
表4故障类型定义及诊断代码编码规则
编码后得到故障诊断代码dig_c。
（2）故障诊断代码存储：
只有在故障诊断代码编写中得到的故障代码dig_c被再次确认后，才能写入内存。
以同步故障诊断代码存储的处理为例，在一个操作循环（驾驶员转动钥匙给整车上电到驾驶员再次转动钥匙使整车下电），对Bit1=1出现的次数进行计数，计数变量为cou（初始值为0），计数上限位cul,计数下限为cll（cul和cll取值参照ISO14229）。当出现同步故障时，计数变量加1，即当Bit1=1时，cou=cou+1；当未出现同步故障时，计数变量减1，即当Bit1！=1时，cou=cou-1；当计数器变量超过计数上限时，计数变量值为计数上限值，即cou>=cul时，令cou=cul；当计数变量超过计数下限且出现同步故障时，计数器归零，即当cou<=cll&&Bit1=1，cou=0；当计数变量超过计数下限且未出现同步故障时，计数变量为计数下限值，即cou<=cll&&Bit1=0，cou=cll；当cou=cul时，将Bit1赋值1，直到当cou=cll时，将Bit1重新赋值0。表2中其他故障类型的赋值同上。最终得到需要被存储的故障代码dig_d。最后，将故障代码dig_d写入车载的EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，电可擦可编程只读存储器)中。
实施例：
实测的加速踏板电压模拟信号在很长的时间段内才会偶尔出现出错的情况。故直接用作输入信号时，不便于集中体现本发明提出算法中对各种错误情况处理的优越性，另外，模拟信号不便于计算机存储和处理。故本实施例基于实测的0-50s加速踏板数字信号，重新构造加速踏板信号，使得加速踏板信号可能出现的各种错误情况均集中在这个时间段内。构造后的信号参阅图3和图4中第一行的两个图，分别为第一路加速踏板信号acc1和第二路加速踏板信号acc2。
参阅图3和图4中第二行的两个图，首先分别对第一路加速踏板信acc1和第二路加速踏板信acc2进行第一次滤波处理处理，得到第一次滤波处理后得到的第一路加速踏板信号acc1f1和第一次滤波处理后得到的第二路加速踏板信号acc2f1。由图3可知，经过第一次滤波处理后加速踏板信号的斜率均略有减小，如图3中时间大约2.5s处可以看出信号由之前的突变信号经滤波后边的有了一定的斜率。更主要的是，第一次滤波滤除了部分干扰噪声造成的信号错误（信号值超过门限值max），如图3中时间为5s左右的一部分信号。
参阅图2，HCU对两路加速踏板信号进行第一次滤波处理后，紧接着对得到的信号acc1f1和acc2f1作最大/最小门限限定处理，得到最大/最小门限限定处理后的第一路加速踏板信号输出值acc1mn和最大/最小门限限定处理后的第二路加速踏板信号输出值acc2mn，超限标识符分别为ove1和ove2，处理结果参阅图3和图4中第三行和第四行的四个图。结合第一次滤波后得到的信号acc1f1和acc2f1可知，经过最大/最小门限限定处理后，acc1f1和acc2f1超过信号上限max的部分被限定到了max处，同时，在acc1f1和acc2f1超过信号上限max的时刻，对超限标识符ove1和超限确认标识符ove2分别赋值1。acc1f1和acc2f1不超过信号上限max的部分不作处理，与上一步得到的信号acc1f1和acc2f1一致，同时，对超限标识符ove1和ove2分别赋值0。
参阅图2，HCU对两路加速踏板进行最大/最小门限限定处理后，根据得到的第一路加速踏板信号限标识符ove1和第二路加速踏板信号限标识符ove2，来进行超限状态确认。以图3中超限确认标识符ovt1为例，参照由第四行得到的ove1，图3中第五行在20s-25s间ove1出现了为1的时刻，但是持续的短，小于t1，故ovt1在该时刻仍为0；而在25s-30s间，ove1为1的时间持续较长，大于t1，故ovt1在该时刻为1；同理，可得到如侧图4中第五行的信号ovt2。
参阅图3和图4中的第4行和第5行，结合表1和表2，得到两路加速踏板的错误状态标识符err1和err2。err1和err2即为最后单路加速踏板信号输出中的信号的错误状态量。图3和图4中第4行和第5行两路信号26s-27.5s区间的局部放大图如图5和图6所示。
根据图3和图4中第六行得到err1和err2，来确定信号的输出规则。以图4中第七行的第一路加速踏板信号的处理为例。当为确认错误，即err1=3时，输出仲裁后的加速踏板信号acc1ar=0，如图3中第七行25s-30s处；当为不确认错误，即err1=1时，输出经最大/最小门限限定处理后的信号在前一时刻的信号值，如图中第七行左侧图5s-10s和20s-30s区间出现的err1=1的情况；当信号正确或者处于恢复错误状态，即err1=0||err1=2时，输出acc2mn，即acc1ar=acc2mn；
参阅图3和图4中的第八行，HCU分别将两路信号输出仲裁得到的输出信号acc1ar和acc2ar进行第二次滤波得到输出信号sig1和sig2。滤波参数的选取既要使得信号不严重突变，又要保证滤波后的加速踏板信号对车辆的动力性不产生显著影响。本实例中，为保证良好的动力性，滤波参数选取较小，所以图3中第七行和第八行差别不显著，但是，仍可以看出第八行中信号的变化比第七行中缓慢。
两路信号同步校验的结果参阅图7。第二次滤波后得到的输出信号sig1与sig2做差并取绝对值，即n=|sig1-sig2|，如图7第一行所示。取门限值n0=10%，当n大于确定门限值n0时，给定同步异常标识syu=1；当n小于确定门限值n0时，给定同步异常标识syu=0，如图7第二行所示。当同步异常标识syu=1持续的时间大于t3时，判定为确认同步异常，给定同步异常确认标识符syc=1；当syu=1且持续的时间小于t3时，判定为不确认同步异常，给定同步异常确认标识符syc=0，如图7第三行所示。HCU根据同步异常标识syu和同步异常确认标识符syc，按照表3规则给定信号的同步错误状态标识符sye，结果如图7第四行所示。HCU依据图3和图4第六行中两路加速踏板信号的错误状态标识符err1、err2和图7第四行中同步错误标识符sye进行加速踏板信号仲裁。参阅图8，若两路信号均出错或者同步检测出错，即[（err1=1||err1=3）&&（err2=1||err2=3）]||(sye=1||sye=3),则输出常值0，即输出加速踏板信号值sigM=0;若第一路加速踏板信号出错，即err1=1||err1=3，则输出第二路加速踏板信号值，即sigM=sig2;若第二路加速踏板信号出错，即err2=1||err2=3，则输出第一路加速踏板信号值，即sigM=sig1；若两路信号均未出错且同步也未出错，即当(err1=0||err1=2)&&(err2=0||err2=2)&&(sye=0||sye=2)时，输出两路加速踏板信号中较小的一路，即sigM=min（sig1，sig2）。最终得到加速踏板仲裁后的输出如图8第六行所示所示。
本实例中不考虑驾驶员误操作故修正系数k=1，sigLast=k·sigM=sigM。
驾驶员误操作修正得到的输出信号sigLast即为加速踏板信号处理的最终输出结果，在本实例中sigLast=sigM，即sigLast如图6中第六行所示。
参照表4，根据错误状态标识符err1、err2和同步错误标识符sye，编写故障诊断代码，Bit1到Bit6的状态如图9所示。
对图9中各个障诊断代码表示的位上的故障状态计数，满足计数条件时将故障代码存储到EEPROM中。如图10所示，Bit2-Bit6表示的故障持续的时间较短，不满足故障存储条件，只有Bit1中的同步错误故障满足存储条件，故最终将该故障存储到EEPROM中，故障代码为dig_d=00000001。
Claims (5)
1.一种混合动力汽车加速踏板的信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、加速踏板信号的前期处理，对两路加速踏板信号进行前期处理，得到处理后的加速踏板信号以及表征加速踏板信号错误状态的标识符，包括以下步骤：
1)两路加速踏板信号的并行处理；同时分别对两个单路加速踏板信号依次进行A/D转换与标定、第一次滤波处理、最大/最小门限限定处理、超限状态确认、错误状态判定、单路信号输出仲裁、第二次滤波处理，得到处理后的两个单路加速踏板信号以及分别表征两个单路加速踏板信号错误状态的错误状态标识符；
2)两路加速踏板信号同步校验，将步骤1)处理后的两个单路加速踏板信号进行同步校验，校验后得到表征加速踏板信号同步错误状态的同步错误状态标识符；
步骤二、加速踏板信号的后续处理及故障诊断代码的处理，依据步骤一得到的表征加速踏板信号错误状态的标识符，同时进行加速踏板信号的后续处理及故障诊断代码的处理，包括以下步骤：
1)加速踏板信号的后续处理，对经过步骤一前期处理后的加速踏板信号及表征加速踏板信号错误状态的标识符进行两路信号仲裁和驾驶员误操作修正；
2)加速踏板信号故障诊断代码的处理，将步骤一得到的表征加速踏板信号错误状态的标识符按照一定规则进行编码，然后对故障再次确认后将代码存储起来。
2.按照权利要求1所述的一种混合动力汽车加速踏板的信号处理方法，其特征在于，所述步骤一加速踏板信号的前期处理中所述的两路加速踏板信号的并行处理具体包括以下步骤：
(1)A/D转换与标定：混合动力汽车整车控制器HCU同时分别读取两个单路加速踏板的电压信号，对两路加速踏板信号分别进行A/D转换，然后对得到的数字信号进行标定，得到第一路加速踏板信号和第二路加速踏板信号；
(2)第一次滤波处理：HCU同时对经过上述步骤(1)A/D转换与标定后得到的两个单路加速踏板信号分别进行滤波处理，分别得到滤波后的第一路加速踏板信号和滤波后的第二路加速踏板信号；
(3)最大/最小门限限定处理，HCU分别对经过上述步骤(2)第一次滤波处理后得到的两个单路加速踏板信号进行最大/最小门限限定处理：对于每个单路加速踏板信号，当第一次滤波处理后得到的加速踏板信号超过预设最大门限值时，将预设最大门限值作为最大/最小门限限定处理后的该路加速踏板信号输出值，同时给定该路加速踏板信号超限标识符为第一类标识符；当第一次滤波处理后得到的加速踏板信号小于预设最小门限时，将预设最小门限值作为最大/最小门限限定处理后的该路加速踏板信号输出值，同时给定该路加速踏板信号超限标识符为第一类标识符；当第一次滤波处理后得到的加速踏板信号处于预设最小门限值和预设最大门限值之间时，直接输出第一次滤波处理后得到的加速踏板信号，同时给定该路加速踏板信号超限标识符为第二类标识符；
(4)超限状态确认，HCU分别依据经过上述步骤(3)最大/最小门限限定处理后得到的两个单路加速踏板信号超限标识符确认两路加速踏板信号超限状态：对于每个单路加速踏板信号，当加速踏板信号超限标识符为第一类标识符持续的时间大于第一预设时长时，判定该路加速踏板信号为确定超限错误，并给定该路加速踏板信号超限确认标识符为确定标识符；当加速踏板信号超限标识符为第一类标识符持续的时间小于第一预设时长时，判定该路加速踏板信号为不确定超限错误，并给定该路加速踏板信号超限确认标识符为不确定标识符；
(5)错误状态判定，HCU分别对两路加速踏板信号进行错误状态判定处理：对于每个单路加速踏板信号，将错误状态类型分为信号正确状态、不确认错误状态、恢复错误状态及确认错误状态四类，HCU根据经过上述步骤(3)最大/最小门限限定处理和步骤(4)超限状态确认后得到的该路加速踏板信号的超限标识符和超限确认标识符，判断该路加速踏板信号的错误状态类型，并给定该路加速踏板信号的错误状态标识符；
(6)单路信号输出仲裁，HCU分别对两路加速踏板信号进行单路信号输出仲裁，对于每个单路加速踏板信号，HCU依据经过上述步骤(5)错误状态判定得到的单路加速踏板信号的错误状态标识符来确定该路信号的输出规则：当单路加速踏板信号的错误状态标识符为确认错误状态标识符时，仲裁后的加速踏板信号输出为零；当单路加速踏板信号的错误状态标识符为不确认错误状态标识符时，仲裁后的加速踏板信号输出为上述步骤(3)最大/最小门限限定处理中前一步长的输出信号；当单路加速踏板信号的错误状态标识符为正确标识符或者为恢复错误状态标识符时，仲裁后的加速踏板信号输出为上述步骤(3)最大/最小门限限定处理后输出的信号输出值；
(7)第二次滤波处理，HCU将上述步骤(6)单路信号输出仲裁得到的两路输出信号分别进行第二次滤波处理。
3.按照权利要求1所述的一种混合动力汽车加速踏板的信号处理方法，其特征在于，所述步骤一加速踏板信号的前期处理中所述的两路加速踏板信号同步校验具体包括以下步骤：
(1)同步异常标识：HCU将经过所述的两路加速踏板信号的并行处理后得到的两个单路加速踏板信号做差，并提取绝对值，当绝对值大于预设确定门限值时，给定同步异常标识为第一类标识；当绝对值小于预设确定门限值时，给定同步异常标识为第二类标识；
(2)同步异常确认：当经过前一步骤同步异常标识出的同步异常标识为第一类标识的持续时间大于第二预设时长时，判定为确认同步异常，给定同步异常确认标识符为确认异常标识符；当上述步骤(1)同步异常标识为第一类标识的持续时间小于第二预设时长时，判定为不确认同步异常，给定同步异常确认标识符为不确认异常标识符；
(3)同步错误状态判定：将故障类型分为同步正常型、不确认同步异常型、恢复同步异常型和确认同步异常型，HCU根据经过上述步骤(1)同步异常标识和步骤(2)同步异常确认后得到的同步异常标识和同步异常确认标识符，给定信号的同步错误状态标识符。
4.按照权利要求1所述的一种混合动力汽车加速踏板的信号处理方法，其特征在于，所述步骤二加速踏板信号的后续处理及故障诊断代码的处理中所述的加速踏板信号的后续处理具体包括以下步骤：
(1)两路信号仲裁，混合动力汽车整车控制器HCU依据经过上述步骤一加速踏板信号的前期处理后得到的错误状态标识符和同步错误状态标识符进行加速踏板信号仲裁：若两路信号均出错或者同步检测出错，则输出常值0，即加速踏板信号输出值为零；若第一路加速踏板信号出错，则输出第二路加速踏板信号值，即加速踏板信号输出值为第二路加速踏板信号值；若第二路加速踏板信号出错，则输出第一路加速踏板信号值，即加速踏板信号输出值为第一路加速踏板信号值；若两路信号均未出错且同步也未出错，则输出两路加速踏板信号中较小的一路，即加速踏板信号输出值为两路加速踏板信号中信号值较小的一路加速踏板信号的信号值；
(2)驾驶员误操作修正：当驾驶员同时踩踏加速踏板和制动踏板时，HCU对加速踏板的信号进行修正；根据当前车速通过查表算法得到一个修正系数k，k为一个0到1之间的数，且其数值随着车速的增大而减小，修正后，加速踏板信号处理的最终输出结果为经过上述步骤(1)两路信号仲裁后得到加速踏板信号输出值与修正系数k的乘积。
5.按照权利要求1所述的一种混合动力汽车加速踏板的信号处理方法，其特征在于，所述步骤二加速踏板信号的后续处理及故障诊断代码的处理中所述的加速踏板信号故障诊断代码的处理具体包括以下步骤：
(1)故障诊断代码编写：混合动力汽车整车控制器HCU根据经过所述步骤一加速踏板信号的前期处理中错误状态判定和两路加速踏板信号同步校验后得到的两路加速踏板信号错误状态标识符和同步错误状态标识符来确定故障类型，并编写故障诊断代码；
(2)故障诊断代码存储。
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