CN107031641B - 一种车辆加速踏板信号干预控制系统及方法 - Google Patents

一种车辆加速踏板信号干预控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种车辆加速踏板信号干预控制系统及方法，属于车辆硬线信号处理技术领域。控制单元采集加速踏板原始信号，并接受自动离合器控制单元发过来的状态请求信号，通过以上信息判断控制模式，按照相应控制模式的控制策略对原始信号进行处理后虚拟输出给发动机管理系统使用。其优点在于：具备CAN通讯功能，可以接收发动机及车辆状态，可以接收自动离合器状态，在发动机控制逻辑不响应自动离合器的扭矩需求的情况下，通过对加速踏板的控制实现对发动机扭矩的请求，成本低，技术先进可以兼容多种车型，容易实现产业化。

Description

一种车辆加速踏板信号干预控制系统及方法
技术领域
本发明属于车辆硬线信号处理技术领域，是应用于手动挡车辆匹配自动离合器系统时涉及的带油换挡技术，可广泛应用于自动离合器系统与发动机管理系统无通讯无扭矩协调的任何车型，。
背景技术
手动挡车辆取消离合器踏板，采用一套电机驱动的操纵机构系统来代替离合器踏板的功能，这套系统叫自动离合器系统，安装了自动离合器系统的手动挡车辆驾驶员在进行驾驶操作的时候会出现踩着油门踏板进行换挡操作的情况，此时离合器分离，发动机端会因为突然卸负载而转速飙升飞车的情况，驾驶性差。为了不出现这种带油换挡发动机转速飙升的情况，就要在明知道加速踏板有开度的情况下，还要允许进行换挡操作。
由于车辆的发动机管理系统大多数情况不会主动的响应此工况下的降扭请求，除非在主机厂协调的情况下联合开发此项功能，因此，开发了本发明中所述的加速踏板信号干预系统，就是可以保证无发动机管理系统响应的情况下实现带油换挡的时候主动收油降扭，换挡结束后又可以快速的恢复供油，满足驾驶需求。
发明内容
本发明提供一种车辆加速踏板信号干预控制系统及方法，目的是保证无发动机管理系统响应的情况下实现带油换挡的时候主动收油降扭，换挡结束后又可以快速的恢复供油，满足驾驶需求。
本发明采取的技术方案是：
一种车辆加速踏板信号干预控制系统，包括：控制单元、线束、支架，所述控制单元与上位机通讯，支持使用标定工具系统采集数据，以便系统分析，还支持在线标定工作，还与整车CAN总线进行数据传输，在CAN总线上获取整车发动机转速信息、车速信息、驾驶员扭矩需求信息、自动离合器状态请求信息，向CAN总线发送干预前的踏板开度信息，其电源来自与蓄电池电联接的发动机控制单元，通过硬线向发动机控制单元发送干预后的加速踏板信号，经发动机控制单元计算分析控制节气门体总成的开度；
线束连接加速踏板、控制单元、发动机控制单元，向控制单元供电；
支架将控制单元固定在整车上。
所述的控制单元包含一个电源模块，处理蓄电池电压，给整个系统提供电源；
一个模拟信号调理电路，采集并处理传感器信息；
一个开关信号调理电路，采集整车钥匙门开关信号；
一个信号输出模块，利用数字电位器，输出虚拟加速踏板信号，通过继电器选择输出加速踏板信号的来源；
一个上位机通讯模块与上位机通讯，完成程序刷写并支持在线标定。
一种车辆加速踏板信号干预控制方法：
控制单元采集加速踏板原始信号，并接受自动离合器控制单元发过来的状态请求信号，通过以上信息判断控制模式，按照相应控制模式的控制策略对原始信号进行处理后虚拟输出给发动机管理系统使用；具体如下：
(一)系统初始化控制方法如下：
S101RTI初始化：需配置寄存器，完成：①关闭所有中断，②设置中断时钟，③清空所有寄存器标志位，④打开RTI中断；
S102ADC初始化：设置ADC模块的寄存器，来读取加速踏板信号，完成：①设置转换分辨率为10位，②清空所有标志位，③设置转换序列长度，④设置冻结模式的行为，⑤设置结果数据对齐标准，⑥设置转换时钟频率，⑦不允许自动比较一个序列的独立转换；
S103SPI初始化：依数字电位器SPI通讯格式配置寄存器，完成：①设置波特率，②允许SPI通讯，③设置SPI的操作模式，④设置SPI时钟相位，⑤设置SPI时钟模式，⑥设置SPI发送massage的格式；
S104CAN模块初始化：①提出模块初始化请求(寄存器中INITRQ位置1)，②进入初始化后使能CAN模块(INITACK＝＝1，表明进入初始化)；③设置时钟来源(见表4)；④禁止自环检测模式(寄存器中LOOPB置0，禁止此模式)；⑤禁止只听模式；⑥设置波特率⑦选择标识符验收；⑧设置ID比较数据寄存器；⑨请求退出初始化模式(寄存器中INITRQ位置0)；⑩等待normal模式确认；开接收缓冲区满中断；关闭发送缓冲区空中断；
S105I/O初始化：通过配置数据方向寄存器，配置单片机I/O口，完成：①设置PS7为单片机输出口，作为数字电位器的片选信号；②设置PP0为单片机输出口，作为继电器1吸合控制脚的选择信号；③设置PP1为单片机输出口，作为继电器2吸合控制脚的选择信号；④设置PP3为单片机输出口，作为延时掉电的控制口，用于实现延时掉电的功能，⑤设置PP2为单片机输入口，作为开关量点火钥匙的读入口；
(二)任务调度控制方法如下：
任务行程表在main主循环中进行，并以RTI中断为时间基础，
S201RTI中断为实时中断，初始化中设置RTI，中断时间设置为5ms,以此作为建立任务的基础，中断发生时标志位置位,并退出中断；主循环中，当中断标志位置位后，进入任务行程表；
S202建立任务行程表，表中设立16个任务，每一次进入任务行程表时，计数加1；
S203判断计数当前值，以便执行相应任务，
S204通过任务调度完成程序运行，将上层逻辑程序在任务调度中调用，来实现加速踏板干预组件的功能；
(三)CAN通讯控制方法如下：
接收数据：在接收中断中进行，进入中断后对所接收到的总线上的信息进行选择和处理，根据CAN协议，将所需信息存入指定变量中，以供应用层调用；
发送数据：每格40ms发送一次协议中需要由干预组件发送的信息，用于反馈诊断等，发送信息需在发送中断中进行，将所有接收到的合法信息存入一个缓存数组中，定义此缓存数组需要足够大，确保不会丢失数据，之后在任务调度中处理此缓存数组；
每隔40ms发送一次协议中需要由干预组件发送的信息，用于反馈诊断，发送信息需在发送中断中进行：①发送前先要将发送中断使能；②将Massage存入寄存器；③此时若发送缓冲区为空，就回将寄存器中排队的信息发送；④发送完成后关闭发送中断；
(四)干预信号输出控制方法如下：
S301加速踏板信号诊断包括：
信号范围诊断：执行周期为5-10s，诊断开启，采样次数开始累加，两路电子踏板信号原始值高于或者小于标定原始值，则出错次数加一，当出错次数大于限值时，车载故障诊断系统报错，当采样次数大于限值时，诊断通过；
一致性诊断：如果两路电子踏板信号零位学习值差值的绝对值大于电子踏板零位学习偏差限值，则电子踏板信号一致性出错，一致性偏差限值由电子踏板加速位移查表得到，如果电子踏板两路信号的线性化值之差的绝对值大于一致性偏差限值，或者电子踏板信号一致性出错，则开始计数，发动机上电后电子踏板一致性诊断采样就开始，出现不一致则报错次数加一，当大于报错计数限值时OBD诊断报错，否则，报错次数减一；
S302计算踏板开度，加速踏板开度的计算封装到一个功能模型中，以供调用，执行周期为5ms，包括以下两个功能：
电子踏板位置计算，计算两路电子踏板传感器信号线性化值，计算两路电子踏板信号偏移量＝线性化值-最小学习值，计算权重，加速踏板位置计算为了保证踏板在空载时踏板加速位置为零，保证踏板误踩或扰动需要将原始值-加速踏板位置死区；
电子踏板零位学习，在零位学习模型中需调用最大值程序，最小值程序和滤波程序；
S303干预控制，干预组件逻辑根据计算得出的踏板开度，以收油策略和加油策略为逻辑得出干预后加速踏板信号电压；
S304最终信号输出将电压转换成SPI命令，控制电位器输出。打开SPI通讯，调用SPI模块中的子程序发送完成，完成输出；
(五)干预模式控制方法如下：
应用层逻辑控制受控于自动离合器控制单元发出的控制命令，由该命令以及干预组件的当前状况确定下一个工作周期的工作模式以及该模式下的标定量输出；
非干预模式：在此模式下组件输出仍为原始踏板信息，此时自动离合器控制单元发出的控制命令为0；
收油工作模式：在非干预模式下，满足条件自动离合器控制单元发出的控制命令为1，且原始踏板输出不为0，则进入收油工作模式，在此模式下，满足条件自动离合器控制单元发出的控制命令为2，则进入恢复供油模式，当在自动离合器控制单元发出的控制命令为1下持续400-600ms,则进入非干预模式；
恢复供油模式：在自动离合器控制单元发出的控制命令为2下，满足条件自动离合器控制单元发出的控制命令为1，则进入1模式；
(六)输出虚拟踏板信息控制方法如下：
将需输出的虚拟踏板信号电压量，通过逻辑转换，转换为SPI命令字，并在片选信号有效时发送；
S401为工作模式判断程序，最终会输出ACS_Commenderde的值；
S402模式0为非干预模式，模式1为收油控制模式，模式2为恢复供油控制模式，模式3为备用模式，用于爬行增扭控制；
S403为0模式下即非干预模式下的输出，此时输出原始踏板信息；
S404为1模式下即收油控制模式下的输出，模式开始时记录当前原始踏板开度，并以标定步长将开度减小直至为零位电压值(零位电压值并不为零)；
S405为2模式下即恢复供油模式下的输出，将干预后的输出由零位电压值按照标定步长恢复至干预前踏板开度；
S406为3模式下即爬行增扭输出，在爬行工况将输出电压由零位电压以标定步长增加，直至保证车辆稳步爬行，直到车速达到7Km/h，退出模式3，进入模式0。
本发明的系统初始化控制方法中：所述S101RTI设置中断时钟时，以晶振时钟为时钟源，设置RTI时钟为200Hz，配置寄存器CPMURTI，将RTDEC位置位1。
本发明的任务调度控制方法中：在于所述任务子行程的执行时间为(5×2n)ms(n＝0，1，2…)，任务子行程接收任务行程的调用；
①5-8ms的任务子行程有1个，VDL_TaskGroup0_LoopX1，被所有任务行程调用；
②10-12ms的任务子行程有2个，VDL_TaskGroup0_LoopX2和VDL_TaskGroup1_LoopX2被所有任务行程间隔调用；
③20-25ms的任务子行程有4个，VDL_TaskGroup0_LoopX4、VDL_TaskGroup1_LoopX4、VDL_TaskGroup2_LoopX4和VDL_TaskGroup3_LoopX4被所有任务行程顺序调用，并且此4个子行程循环接受调用。
本发明的CAN通讯方法，所述接收到的合法信息存入一个缓存数组中，定义此缓存数组需要足够大，确保不会丢失数据，之后在任务调度中处理此缓存数组。
本发明的干预信号输出控制方法，所述控制干预后踏板信号输出流程为，开始进行踏板诊断然后计算当前踏板开度，在进行干预控制即模式判断与相应模式下的逻辑控制，最终输出干预后的信号。
本发明的干预控制方法，将干预组件对信号处理的功能分成几种模式，不同模式执行不同的程序，这样对于用matlab搭建应用层逻辑及调理清晰又方便程序调用。
本发明的虚拟信号输出方法，更新输出时，传输有效SPI指令，步骤如下：
①使能片选信号；
②调用SPI0_ExchangeWordData()，括号内为命令字；
③复位片选信号。命令字组成为：(channel<<8)+电压命令；
所选数字电位器为8位精度，因此：SPI发出命令字，数字电位器输出相应电压，完成功能需求。
本发明优点在于：兼容性强，成本低，具备CAN通讯功能，可以接收发动机及车辆状态，可以接收自动离合器状态，在发动机控制逻辑不响应自动离合器的扭矩需求的情况下，通过对加速踏板的控制实现对发动机扭矩的请求，成本低，技术先进可以兼容多种车型，容易实现产业化。
附图说明
图1是本发明的原理框架图；
图2是本发明控制单元00原理图；
图3是一种车辆加速踏板信号干预系统初始化示意图；
图4是一种车辆加速踏板信号干预控制方法的任务调度示意图；
图5是一种车辆加速踏板信号干预控制方法的干预输出控制流程图；
图6是一种车辆加速踏板信号干预系统模式选择流程图；
图中：控制单元00、支架10、线束20、加速踏板30、自动离合器控制单元40、整车CAN总线50、蓄电池60、节气门体总成70、发动机控制单元80、电源模块101、模拟电路调理模块102、开关处理电路103、信号输出模块104、上位机通讯模块105。
具体实施方式
包括控制单元00、支架10、线束20；
所述控制单元00与上位机通讯，支持使用标定工具系统采集数据，以便系统分析，还支持在线标定工作，与整车CAN总线50进行数据传输，在CAN总线上获取整车发动机转速信息、车速信息、驾驶员扭矩需求信息、自动离合器状态请求信息，向CAN总线发送干预前的踏板开度信息；其电源来自与蓄电池60电联接的发动机控制单元80；通过硬线向发动机控制单元80发送干预后的加速踏板30信号，经发动机控制单元80计算分析控制节气门体总成70的开度；
线束20连接加速踏板30、控制单元00、发动机控制单元80，向控制单元00供电。
支架10将控制单元固定在车辆上。
所述的控制单元00包含一个电源模块101，处理蓄电池电压，给整个系统提供电源；
一个模拟信号调理电路102，采集并处理传感器信息；
一个开关信号调理电路103，采集整车钥匙门开关信号；
一个信号输出模块104利用数字电位器，输出虚拟加速踏板信号，通过继电器选择输出加速踏板信号的来源；
一个上位机通讯模块105，与上位机通讯，完成程序刷写并支持在线标定。
一种车辆加速踏板信号干预控制方法：
控制单元采集加速踏板原始信号，并接受自动离合器控制单元发过来的状态请求信号，通过以上信息判断控制模式，按照相应控制模式的控制策略对原始信号进行处理后虚拟输出给发动机管理系统使用；具体如下：
(一)系统初始化控制方法如下：
S101RTI初始化：需配置寄存器，完成：①关闭所有中断，②设置中断时钟，③清空所有寄存器标志位，④打开RTI中断；
S102ADC初始化：设置ADC模块的寄存器，来读取加速踏板信号，完成：①设置转换分辨率为10位，②清空所有标志位，③设置转换序列长度，④设置冻结模式的行为，⑤设置结果数据对齐标准，⑥设置转换时钟频率，⑦不允许自动比较一个序列的独立转换；
S103SPI初始化：依数字电位器SPI通讯格式配置寄存器，完成：①设置波特率，②允许SPI通讯，③设置SPI的操作模式，④设置SPI时钟相位，⑤设置SPI时钟模式，⑥设置SPI发送massage的格式；
S104CAN模块初始化：①提出模块初始化请求(寄存器中INITRQ位置1)，②进入初始化后使能CAN模块(INITACK＝＝1，表明进入初始化)；③设置时钟来源(见表4)；④禁止自环检测模式(寄存器中LOOPB置0，禁止此模式)；⑤禁止只听模式；⑥设置波特率⑦选择标识符验收；⑧设置ID比较数据寄存器；⑨请求退出初始化模式(寄存器中INITRQ位置0)；⑩等待normal模式确认；开接收缓冲区满中断；关闭发送缓冲区空中断；
S105I/O初始化：通过配置数据方向寄存器，配置单片机I/O口，完成：①设置PS7为单片机输出口，作为数字电位器的片选信号；②设置PP0为单片机输出口，作为继电器1吸合控制脚的选择信号；③设置PP1为单片机输出口，作为继电器2吸合控制脚的选择信号；④设置PP3为单片机输出口，作为延时掉电的控制口，用于实现延时掉电的功能，⑤设置PP2为单片机输入口，作为开关量点火钥匙的读入口；
(二)任务调度控制方法如下：
任务行程表在main主循环中进行，并以RTI中断为时间基础，
S201RTI中断为实时中断，初始化中设置RTI，中断时间设置为5ms,以此作为建立任务的基础，中断发生时标志位置位,并退出中断；主循环中，当中断标志位置位后，进入任务行程表；
S202建立任务行程表，表中设立16个任务，每一次进入任务行程表时，计数加1；
S203判断计数当前值，以便执行相应任务，
S204通过任务调度完成程序运行，将上层逻辑程序在任务调度中调用，来实现加速踏板干预组件的功能；
(三)CAN通讯控制方法如下：
接收数据：在接收中断中进行，进入中断后对所接收到的总线上的信息进行选择和处理，根据CAN协议，将所需信息存入指定变量中，以供应用层调用；
发送数据：每格40ms发送一次协议中需要由干预组件发送的信息，用于反馈诊断等，发送信息需在发送中断中进行，将所有接收到的合法信息存入一个缓存数组中，定义此缓存数组需要足够大，确保不会丢失数据，之后在任务调度中处理此缓存数组；
每隔40ms发送一次协议中需要由干预组件发送的信息，用于反馈诊断，发送信息需在发送中断中进行：①发送前先要将发送中断使能；②将Massage存入寄存器；③此时若发送缓冲区为空，就回将寄存器中排队的信息发送；④发送完成后关闭发送中断；
(四)干预信号输出控制方法如下：
S301加速踏板信号诊断包括：
信号范围诊断：执行周期为5-10s，诊断开启，采样次数开始累加，两路电子踏板信号原始值高于或者小于标定原始值，则出错次数加一，当出错次数大于限值时，车载故障诊断系统报错，当采样次数大于限值时，诊断通过；
一致性诊断：如果两路电子踏板信号零位学习值差值的绝对值大于电子踏板零位学习偏差限值，则电子踏板信号一致性出错，一致性偏差限值由电子踏板加速位移查表得到，如果电子踏板两路信号的线性化值之差的绝对值大于一致性偏差限值，或者电子踏板信号一致性出错，则开始计数，发动机上电后电子踏板一致性诊断采样就开始，出现不一致则报错次数加一，当大于报错计数限值时OBD诊断报错，否则，报错次数减一；
S302计算踏板开度，加速踏板开度的计算封装到一个功能模型中，以供调用，执行周期为5ms，包括以下两个功能：
电子踏板位置计算，计算两路电子踏板传感器信号线性化值，计算两路电子踏板信号偏移量＝线性化值-最小学习值，计算权重，加速踏板位置计算为了保证踏板在空载时踏板加速位置为零，保证踏板误踩或扰动需要将原始值-加速踏板位置死区；
电子踏板零位学习，在零位学习模型中需调用最大值程序，最小值程序和滤波程序；
S303干预控制，干预组件逻辑根据计算得出的踏板开度，以收油策略和加油策略为逻辑得出干预后加速踏板信号电压；
S304最终信号输出将电压转换成SPI命令，控制电位器输出。打开SPI通讯，调用SPI模块中的子程序发送完成，完成输出；
(五)干预模式控制方法如下：
应用层逻辑控制受控于自动离合器控制单元发出的控制命令，由该命令以及干预组件的当前状况确定下一个工作周期的工作模式以及该模式下的标定量输出；
非干预模式：在此模式下组件输出仍为原始踏板信息，此时自动离合器控制单元发出的控制命令为0；
收油工作模式：在非干预模式下，满足条件自动离合器控制单元发出的控制命令为1，且原始踏板输出不为0，则进入收油工作模式，在此模式下，满足条件自动离合器控制单元发出的控制命令为2，则进入恢复供油模式，当在自动离合器控制单元发出的控制命令为1下持续400-600ms,则进入非干预模式；
恢复供油模式：在自动离合器控制单元发出的控制命令为2下，满足条件自动离合器控制单元发出的控制命令为1，则进入1模式；
(六)输出虚拟踏板信息控制方法如下：
将需输出的虚拟踏板信号电压量，通过逻辑转换，转换为SPI命令字，并在片选信号有效时发送；
S401为工作模式判断程序，最终会输出ACS_Commenderde的值；
S402模式0为非干预模式，模式1为收油控制模式，模式2为恢复供油控制模式，模式3为备用模式，用于爬行增扭控制；
S403为0模式下即非干预模式下的输出，此时输出原始踏板信息；
S404为1模式下即收油控制模式下的输出，模式开始时记录当前原始踏板开度，并以标定步长将开度减小直至为零位电压值(零位电压值并不为零)；
S405为2模式下即恢复供油模式下的输出，将干预后的输出由零位电压值按照标定步长恢复至干预前踏板开度；
S406为3模式下即爬行增扭输出，在爬行工况将输出电压由零位电压以标定步长增加，直至保证车辆稳步爬行，直到车速达到7Km/h，退出模式3，进入模式0。
本发明的系统初始化控制方法中：所述S101RTI设置中断时钟时，以晶振时钟为时钟源，设置RTI时钟为200Hz，配置寄存器CPMURTI，将RTDEC位置位1。
本发明的任务调度控制方法中：在于所述任务子行程的执行时间为(5×2n)ms(n＝0，1，2…)，任务子行程接收任务行程的调用；
①5-8ms的任务子行程有1个，VDL_TaskGroup0_LoopX1，被所有任务行程调用；
②10-12ms的任务子行程有2个，VDL_TaskGroup0_LoopX2和VDL_TaskGroup1_LoopX2被所有任务行程间隔调用；
③20-25ms的任务子行程有4个，VDL_TaskGroup0_LoopX4、VDL_TaskGroup1_LoopX4、VDL_TaskGroup2_LoopX4和VDL_TaskGroup3_LoopX4被所有任务行程顺序调用，并且此4个子行程循环接受调用。
本发明的CAN通讯方法，所述接收到的合法信息存入一个缓存数组中，定义此缓存数组需要足够大，确保不会丢失数据，之后在任务调度中处理此缓存数组。
本发明的干预信号输出控制方法，所述控制干预后踏板信号输出流程为，开始进行踏板诊断然后计算当前踏板开度，在进行干预控制即模式判断与相应模式下的逻辑控制，最终输出干预后的信号。
本发明的干预控制方法，将干预组件对信号处理的功能分成几种模式，不同模式执行不同的程序，这样对于用matlab搭建应用层逻辑及调理清晰又方便程序调用。
本发明的虚拟信号输出方法，更新输出时，传输有效SPI指令，步骤如下：
①使能片选信号；
②调用SPI0_ExchangeWordData()，括号内为命令字；
③复位片选信号。命令字组成为：(channel<<8)+电压命令；
所选数字电位器为8位精度，因此：SPI发出命令字，数字电位器输出相应电压，完成功能需求。
下边结合附图进一步说明本发明。
如图1所示，一种车辆加速踏板信号干预系统，安装于车辆加速踏板与发动机管理系统EMS之间，由控制单元00可与上位机通讯可以支持使用标定工具系统采集数据以便系统分析，也可以支持在线标定工作，控制单元00还可与整车CAN总线50进行数据传输，本系统中控制单元00在CAN总线上获取整车发动机转速信息、车速信息、驾驶员扭矩需求信息、自动离合器状态请求信息，也可以向CAN总线发送干预前的踏板开度信息。控制单元00由支架固定在整车上，并由线束与自动离合器控制单元/发动机控制单元等进行连接。
本发明的一种车辆加速踏板信号干预系统应用于所有手动档匹配自动离合器系统的车上。
如图2所示，控制单元00为本系统的关键部件，它包含一个电源模块101负责处理蓄电池电压给整个系统提供电源，包含一个模拟信号调理电路102负责采集并处理传感器信息，包含一个开关信号调理电路103负责采集整车钥匙门开关信号，包含一个信号输出模块104负责利用数字电位器输出虚拟加速踏板信号，通过继电器选择输出加速踏板信号的来源。还包含一个上位机通讯模块105负责与上位机通讯，完成程序刷写并支持在线标定。
本发明车辆加速踏板信号干预系统执行工作方法如下：
安装了自动离合器系统和本发明系统的车辆，当驾驶员收油换挡的时候干预系统将踏板信息按照原始输出给EMS，当驾驶员不收油进行换挡操作的时候干预系统根据自动离合器控制单元给出的收油模式/恢复供油模式/爬行模式，进行相应模式下的干预操作，将干预后的虚拟踏板信息输出给EMS，同时将真实加速踏板信号通过控制单元内的踏板模型计算出开度值发送到CAN总线上供其它系统使用。收油模式是指将驾驶员所在的踏板开度电压值在一个步长内即5ms内直接降到电子踏板零位电压值(不为零)。恢复供油模式是指将虚拟踏板电压值由零位电压值按照一定的步长和周期升到此时真实的驾驶员开度。爬行增扭是指对于爬行能力较弱的发动机需要辅助爬行即增加爬行时的发动机扭矩，此时控制单元按照一定的步长输出虚拟踏板开度给EMS，当车辆爬行到一定车速时再将虚拟开度按照一定步长降低到零位电压值。
如图3所示，本发明执行干预控制前要进行如下初始化：RTI初始化、ADC初始化、SPI初始化、CAN初始化及I/O初始化。
如图4所示，初始化之后就要进行任务调度。
如图5所示，虚拟干预输出是依照模式选择有不同的控制策略进行输出计算。
如图6所示，模式选择分非干预模式、收油模式、恢复供油模式及爬行增扭模式。

Claims (7)

1.一种车辆加速踏板信号干预控制方法：所采用的车辆加速踏板信号干预控制系统包括：控制单元、线束、支架，所述控制单元与上位机通讯，支持使用标定工具系统采集数据，以便系统分析，还支持在线标定工作，还与整车CAN总线进行数据传输，在CAN总线上获取整车发动机转速信息、车速信息、驾驶员扭矩需求信息、自动离合器状态请求信息，向CAN总线发送干预前的踏板开度信息，其电源来自与蓄电池电联接的发动机控制单元，通过硬线向发动机控制单元发送干预后的加速踏板信号，经发动机控制单元计算分析控制节气门体总成的开度；
所述线束连接加速踏板、控制单元、发动机控制单元，向控制单元供电；
所述支架将控制单元固定在整车上；
所述的控制单元包含一个电源模块，处理蓄电池电压，给整个系统提供电源；
一个模拟信号调理电路，采集并处理传感器信息；
一个开关信号调理电路，采集整车钥匙门开关信号；
一个信号输出模块，利用数字电位器，输出虚拟加速踏板信号，通过继电器选择输出加速踏板信号的来源；
一个上位机通讯模块与上位机通讯，完成程序刷写并支持在线标定；
其特征在于包括下列步骤：
控制单元采集加速踏板原始信号，并接受自动离合器控制单元发过来的状态请求信号，通过以上信息判断控制模式，按照相应控制模式的控制策略对原始信号进行处理后虚拟输出给发动机管理系统使用；具体如下：
(一)系统初始化控制方法如下：
S101RTI初始化：需配置寄存器，完成：①关闭所有中断，②设置中断时钟，③清空所有寄存器标志位，④打开RTI中断；
S102ADC初始化：设置ADC模块的寄存器，来读取加速踏板信号，完成：①设置转换分辨率为10位，②清空所有标志位，③设置转换序列长度，④设置冻结模式的行为，⑤设置结果数据对齐标准，⑥设置转换时钟频率，⑦不允许自动比较一个序列的独立转换；
S103SPI初始化：依数字电位器SPI通讯格式配置寄存器，完成：①设置波特率，②允许SPI通讯，③设置SPI的操作模式，④设置SPI时钟相位，⑤设置SPI时钟模式，⑥设置SPI发送massage的格式；
S104CAN模块初始化：①提出模块初始化请求(寄存器中INITRQ位置1)，②进入初始化后使能CAN模块(INITACK＝＝1，表明进入初始化)；③设置时钟来源(见表4)；④禁止自环检测模式(寄存器中LOOPB置0，禁止此模式)；⑤禁止只听模式；⑥设置波特率⑦选择标识符验收；⑧设置ID比较数据寄存器；⑨请求退出初始化模式(寄存器中INITRQ位置0)；⑩等待normal模式确认；开接收缓冲区满中断；关闭发送缓冲区空中断；
S105I/O初始化：通过配置数据方向寄存器，配置单片机I/O口，完成：①设置PS7为单片机输出口，作为数字电位器的片选信号；②设置PP0为单片机输出口，作为继电器1吸合控制脚的选择信号；③设置PP1为单片机输出口，作为继电器2吸合控制脚的选择信号；④设置PP3为单片机输出口，作为延时掉电的控制口，用于实现延时掉电的功能，⑤设置PP2为单片机输入口，作为开关量点火钥匙的读入口；
(二)任务调度控制方法如下：
任务行程表在main主循环中进行，并以RTI中断为时间基础，
S201RTI中断为实时中断，初始化中设置RTI，中断时间设置为5ms,以此作为建立任务的基础，中断发生时标志位置位,并退出中断；主循环中，当中断标志位置位后，进入任务行程表；
S202建立任务行程表，表中设立16个任务，每一次进入任务行程表时，计数加1；
S203判断计数当前值，以便执行相应任务，
S204通过任务调度完成程序运行，将上层逻辑程序在任务调度中调用，来实现加速踏板干预组件的功能；
(三)CAN通讯控制方法如下：
接收数据：在接收中断中进行，进入中断后对所接收到的总线上的信息进行选择和处理，根据CAN协议，将所需信息存入指定变量中，以供应用层调用；
发送数据：每格40ms发送一次协议中需要由干预组件发送的信息，用于反馈诊断等，发送信息需在发送中断中进行，将所有接收到的合法信息存入一个缓存数组中，定义此缓存数组需要足够大，确保不会丢失数据，之后在任务调度中处理此缓存数组；
每隔40ms发送一次协议中需要由干预组件发送的信息，用于反馈诊断，发送信息需在发送中断中进行：①发送前先要将发送中断使能；②将Massage存入寄存器；③此时若发送缓冲区为空，就回将寄存器中排队的信息发送；④发送完成后关闭发送中断；
(四)干预信号输出控制方法如下：
S301加速踏板信号诊断包括：
信号范围诊断：执行周期为5-10s，诊断开启，采样次数开始累加，两路电子踏板信号原始值高于或者小于标定原始值，则出错次数加一，当出错次数大于限值时，车载故障诊断系统报错，当采样次数大于限值时，诊断通过；
一致性诊断：如果两路电子踏板信号零位学习值差值的绝对值大于电子踏板零位学习偏差限值，则电子踏板信号一致性出错，一致性偏差限值由电子踏板加速位移查表得到，如果电子踏板两路信号的线性化值之差的绝对值大于一致性偏差限值，或者电子踏板信号一致性出错，则开始计数，发动机上电后电子踏板一致性诊断采样就开始，出现不一致则报错次数加一，当大于报错计数限值时OBD诊断报错，否则，报错次数减一；
S302计算踏板开度，加速踏板开度的计算封装到一个功能模型中，以供调用，执行周期为5ms，包括以下两个功能：
电子踏板位置计算，计算两路电子踏板传感器信号线性化值，计算两路电子踏板信号偏移量＝线性化值-最小学习值，计算权重，加速踏板位置计算为了保证踏板在空载时踏板加速位置为零，保证踏板误踩或扰动需要将原始值-加速踏板位置死区；
电子踏板零位学习，在零位学习模型中需调用最大值程序，最小值程序和滤波程序；
S303干预控制，干预组件逻辑根据计算得出的踏板开度，以收油策略和加油策略为逻辑得出干预后加速踏板信号电压；
S304最终信号输出将电压转换成SPI命令，控制电位器输出，打开SPI通讯，调用SPI模块中的子程序发送完成，完成输出；
(五)干预模式控制方法如下：
应用层逻辑控制受控于自动离合器控制单元发出的控制命令，由该命令以及干预组件的当前状况确定下一个工作周期的工作模式以及该模式下的标定量输出；
非干预模式：在此模式下组件输出仍为原始踏板信息，此时自动离合器控制单元发出的控制命令为0；
收油工作模式：在非干预模式下，满足条件自动离合器控制单元发出的控制命令为1，且原始踏板输出不为0，则进入收油工作模式，在此模式下，满足条件自动离合器控制单元发出的控制命令为2，则进入恢复供油模式，当在自动离合器控制单元发出的控制命令为1下持续400-600ms,则进入非干预模式；
恢复供油模式：在自动离合器控制单元发出的控制命令为2下，满足条件自动离合器控制单元发出的控制命令为1，则进入1模式；
(六)输出虚拟踏板信息控制方法如下：
将需输出的虚拟踏板信号电压量，通过逻辑转换，转换为SPI命令字，并在片选信号有效时发送；
S401为工作模式判断程序，最终会输出ACS_Commenderde的值；
S402模式0为非干预模式，模式1为收油控制模式，模式2为恢复供油控制模式，模式3为备用模式，用于爬行增扭控制；
S403为0模式下即非干预模式下的输出，此时输出原始踏板信息；
S404为1模式下即收油控制模式下的输出，模式开始时记录当前原始踏板开度，并以标定步长将开度减小直至为零位电压值(零位电压值并不为零)；
S405为2模式下即恢复供油模式下的输出，将干预后的输出由零位电压值按照标定步长恢复至干预前踏板开度；
S406为3模式下即爬行增扭输出，在爬行工况将输出电压由零位电压以标定步长增加，直至保证车辆稳步爬行，直到车速达到7Km/h，退出模式3，进入模式0。
2.根据权利要求1所述的一种车辆加速踏板信号干预控制方法：其特征在于：系统初始化控制方法中：所述S101RTI设置中断时钟时，以晶振时钟为时钟源，设置RTI时钟为200Hz，配置寄存器CPMURTI，将RTDEC位置位1。
3.根据权利要求1所述的一种车辆加速踏板信号干预控制方法：其特征在于：任务调度控制方法中：在于所述任务子行程的执行时间为(5×2n)ms(n＝0，1，2…)，任务子行程接收任务行程的调用；
①5-8ms的任务子行程有1个，VDL_TaskGroup0_LoopX1，被所有任务行程调用；
②10-12ms的任务子行程有2个，VDL_TaskGroup0_LoopX2和VDL_TaskGroup1_LoopX2被所有任务行程间隔调用；
③20-25ms的任务子行程有4个，
VDL_TaskGroup0_LoopX4、VDL_TaskGroup1_LoopX4、VDL_TaskGroup2_LoopX4和VDL_TaskGroup3_LoopX4被所有任务行程顺序调用，并且此4个子行程循环接受调用。
4.根据权利要求1所述的一种车辆加速踏板信号干预控制方法：其特征在于：所述CAN通讯方法，接收到的合法信息存入一个缓存数组中，定义此缓存数组需要足够大，确保不会丢失数据，之后在任务调度中处理此缓存数组。
5.根据权利要求1所述的一种车辆加速踏板信号干预控制方法：其特征在于：干预信号输出控制方法，所述控制干预后踏板信号输出流程为，开始进行踏板诊断然后计算当前踏板开度，在进行干预控制即模式判断与相应模式下的逻辑控制，最终输出干预后的信号。
6.根据权利要求1所述的一种车辆加速踏板信号干预控制方法：其特征在于：干预模式控制方法，将干预组件对信号处理的功能分成几种模式，不同模式执行不同的程序，这样对于用matlab搭建应用层逻辑及调理清晰又方便程序调用。
7.根据权利要求1所述的一种车辆加速踏板信号干预控制方法：其特征在于：输出虚拟踏板信息控制方法，更新输出时，传输有效SPI指令，步骤如下：
①使能片选信号；
②调用SPI0_ExchangeWordData()，括号内为命令字；
③复位片选信号，命令字组成为：(channel<<8)+电压命令；
所选数字电位器为8位精度，因此：SPI发出命令字，数字电位器输出相应电压，完成功能需求。
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