CN206287853U - 一种失效自诊断及自保护踏板装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种失效自诊断及自保护踏板装置，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。本实用新型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。

Description

一种失效自诊断及自保护踏板装置

技术领域

本实用新型涉及电动汽车踏板装置的诊断保护技术领域，具体涉及一种失效自诊断及自保护踏板装置。

背景技术

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(Electronic Control Unit，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的中国发明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。

实用新型内容

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，本实用新型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。本实用新型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，本实用新型采用如下技术方案。

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。

本实用新型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＝(X+(100-Y))/2

若这两个值的差值N在M₁～M₂之间则进入预警模式，向驾驶员发出踏板检修报警，同时在较小数基础上，加上差值N的一半作为当前踏板开度值，即：

α＝min(X,(100-Y))+N/2

若这两个值的差值N大于M₂则认定加速踏板故障，加速踏板开度值失效，发出故障报警，进入失效保护模式；判断当前车速是否在低速U范围内。若车速小于U，则直接切断电机输出；若车速大于U，进入自动阶梯式降速模式，将车速逐渐降低至小于U后，切断电机输出；

上述保护阈值M₁和M₂，低速U需要根据车辆具体情况来确定，如M₁＝3，M₂＝5，U＝15km/h；

在加速踏板受力区域上设置一个加速踏板压力开关，当驾驶员明确向踏板施加力时，加速踏板压力开关会闭合；当驾驶员未向踏板施加力时，加速踏板压力开关断开；

在车辆拧钥匙启动时，驾驶员需要踩下制动踏板进行挂挡操作，这一过程不主动踩着油门踏板，设置在车辆启动时，对加速踏板开度进行零位检测，对加速踏板压力开关进行零信号检测，如踏板开度值为0，加速踏板压力开关输出信号为0，则认定加速踏板正常，否则报警故障；

在车辆正常行驶中，驾驶员踩下加速踏板，会先使加速踏板压力开关闭合，传出加速踏板开度有效信号，只有车辆ECU接收到该信号后，才会执行开度信号；

在行车过程中出现加速踏板无法回到零位、踏板轴卡壳故障时，会一直输出非零开度信号；但如果驾驶员未向加速踏板施加力，加速踏板压力开关便会断开，此时虽然有油门开度，但车辆ECU仍不会执行，进入失效保护模式，同时发出加速踏板故障报警。

在上述任一技术方案中优选的是，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：

在踩下制动踏板时，会发出制动有效信号，车辆中制动优先级会高于加速优先级，即一旦检测到制动有效便会切断电机输出；同时，在挂挡时需要在制动有效前提下才能进行；制动踏板开度前段利用该信号触发电制动，制动踏板开度后段则是向液压系统施加作用力；

在制动踏板开度前段，由于只是触发电制动，因此驾驶员所克服的力主要是回位弹簧施加的扭矩；在制动踏板开度后段，由于液压系统会向踏板传力摇臂上施加反作用力，驾驶员踩下踏板时则需克服液压系统反作用力；驾驶员很难将制动踏板完全踩下，这一过程一般也会设置真空助力器辅助完成，从而使车轮上制动器输出最大制动力，而此时制动踏板随动顶杆仍无法碰触制动失效开关；

当在行车过程中，出现制动回路漏油、制动传力摇臂断裂情况时，液压系统中无反作用力传递至制动踏板上；当驾驶员需要制动时，将制动踏板踩下大的开度而无实际制动力输出，制动踏板随动顶杆将会迅速碰触到制动失效开关，发出电信号，车辆ECU在接收到该信号后会是车辆进入紧急制动模式，一方面向驾驶员发出故障警告，并激活双闪指示灯向车外发出预警，同时，车辆ECU将动力电池系统总正、总负接触器断开，从而切断高压输出，以防止可能到来的碰撞危险；另一方面车辆ECU向电机发送最大扭矩制动，超级电容所在支路接通，所产生的瞬间大电流回馈入超级电容中，实现最大限度的制动踏板失效保护。

与现有技术相比，本实用新型的上述技术方案具有如下有益效果：

本实用新型对现行车辆，尤其是纯电动车辆上广泛使用的电子加速踏板、液压制动踏板进行了改进设计，提出了一种全新的具有失效自诊断及自保护功能的踏板结构及控制策略。

1、本实用新型充分考虑了电子加速踏板在使用过程中可能产生的机械干扰、电子干扰等各种形式误差，设置了两路独立供电、独立信号采集的同规格开度传感器。当加速踏板在某一开度时，一号加速踏板开度传感信号值为X，二号加速踏板开度传感信号值为Y，则输出踏板开度为：

α＝(X+(100-Y))÷2

这样的好处在于，考虑信号采集中一号加速踏板开度传感和二号加速踏板开度传感各自产生的误差分别为ΔX和ΔY，由于两个传感器是同规格的，因此对同一信号的采集其误差应近似相等：ΔX≈ΔY，则输出踏板开度为：

α＝(X+ΔX+(100-(Y+ΔY)))/2

＝(X+(100-Y))/2+(ΔX-ΔY)/2

由上式可以看到，本实用新型技术方案采集的加速踏板开度能自动消除相关干扰和误差。

2、本实用新型充分考虑了电子加速踏板开度传感器及通讯过程中本身可能出现的故障。根据两个各自独立的传感器之间的差值进行判断，并设置了正常模式，预警模式和失效保护模式，能够在加速踏板传感器出现故障或失效时及时报警并进行失效保护。

3、本实用新型充分考虑电子加速踏板回位弹簧失效、转轴卡壳等无法正常工作的情况。在加速踏板上设置了加速踏板压力开关，能够准确地识别驾驶员当前对加速踏板的真实操作。一旦识别出驾驶员并未踩下加速踏板，而踏板却输出了开度，即能自诊断出踏板失效，并进行失效自保护。

4、本实用新型的失效自诊断及自保护踏板装置在每次启动车辆前都会对加速踏板进行自我检测，保证在行车前踏板开度传感器、踏板压力开关是正常的。在单次行车过程中，除非一号加速踏板开度传感、二号加速踏板开度传感、加速踏板压力开关、回位弹簧等全部失效，否则该失效自诊断及自保护踏板装置结构均可对踏板失效情形进行诊断和保护。而上述全部失效情况在工程实际中发生概率是极低的。

5、本实用新型充分考虑了加速踏板失效保护时车速的影响，并设置了低速阈值。因为在高速工况下，直接切断电机动力输出是非常危险的。通过阶梯缓步降速，给驾驶员充分时间反应并将车辆驾驶至合适区域停车。

6、本实用新型充分卡考虑了制动踏板传力杆损坏、制动回路漏液等制动力失效情形，踏板本身能对上述情形准确自诊断并进行自保护。切断动力电池高压输出，能最大限度地降低可能发生的碰撞等意外；发送报警信号给驾驶员、激活双闪提示车外其它车辆；让电机直接进行最大扭矩反拖制动，并将这部分能量回收入超级电容中，既最大限度地提供可能的制动力，又不会因产生的回馈大功率对其它部件造成损害。

7、本实用新型结构简单，易于在现有零部件基础上改造升级，控制策略准确高效，响应迅速。考虑了加速踏板、制动踏板可能出现的各种失效模式，并使得踏板能自诊断和自保护，提醒驾驶员及时维修，在出现危险时能最大限度主动保护驾驶员安全，使得车辆安全性能大大提升。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为按照本实用新型的失效自诊断及自保护踏板装置的一优选实施例的失效自诊断及自保护踏板装置结构示意图；

图2为按照本实用新型的失效自诊断及自保护踏板装置的一优选实施例的加速踏板结构示意图；

图3为按照本实用新型的失效自诊断及自保护踏板装置的一优选实施例的制动踏板结构示意图；

图4为按照本实用新型的失效自诊断及自保护踏板装置的一优选实施例的加速踏板失效保护控制流程图；

图5为按照本实用新型的失效自诊断及自保护踏板装置的一优选实施例的制动踏板失效保护控制流程图；

附图标记：

1、一号加速踏板开度传感器；2、加速踏板；3、加速踏板压力开关；4、加速踏板回位弹簧；5、加速踏板支座；6、加速踏板随动转轴；7、二号加速踏板开度传感器；8、制动踏板；9、制动踏板随动顶杆；10、滑槽；11、制动失效开关；12、制动踏板支座；13、制动踏板转轴。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了克服电动汽车踏板装置诊断保护在现有技术中所存在的问题，本实用新型实施例提出一种失效自诊断及自保护踏板装置：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。本实用新型实施例的具有失效自诊断及自保护功能的踏板装置，提供了一种简洁高效、适用性强、工作误差小，并能应对各种失效模式的带有自诊断及自保护的踏板装置及其控制策略，解决了现有技术中电子加速踏板存在的通讯误差和失效风险以及无法对车辆提供有效的制动作用的问题。

本实用新型实施例所述的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，如图1所示，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，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，在加速踏板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，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；增加的超级电容只是为了储存紧急制动时短时间内大功率的能量，能量传递为电机、电机控制器、超级电容(正常制动时为电池)。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，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的工作原理、结构、工作电压相同，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分别安装于加速踏板2的加速踏板随动转轴6两侧，一号加速踏板开度传感器1为正常方式安装工作，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；制动踏板8上设置制动踏板随动顶杆9，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。

如图2所示，本实用新型实施例所述的失效自诊断及自保护踏板装置，其加速踏板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。

如图2所示，本实用新型实施例所述的失效自诊断及自保护踏板装置，其加速踏板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。加速踏板压力开关3设置在加速踏板2上部的受力区域，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，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。

如图3所示，本实用新型实施例所述的失效自诊断及自保护踏板装置，其制动踏板8的连接部件还包括制动踏板支座12和制动踏板转轴13，制动踏板支座12两侧设置有滑槽10。制动踏板8通过制动踏板转轴13与制动踏板支座12连接，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。

本实用新型实施例所述的失效自诊断及自保护踏板装置，其控制方法包括：

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。

本实用新型实施例所述的失效自诊断及自保护踏板装置，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，下面结合图4进行具体说明：

在加速踏板2上加设额外的单独供电、单独采集信号的踏板开度传感器，即在加速踏板随动转轴6上存在两个相互独立的信号源，而不是将一个信号源以不同电压形式输出。这两个踏板开度传感器的选型特点是，其工作原理、结构、工作电压相同，即认为两传感器的固有误差是相同的，工作时的随机误差趋势是一致的。这两个踏板开度传感器的安装特点是，其中一号加速踏板开度传感器1仍按正常方式安装工作，踏板开度增大，其输出信号也是增大的；二号加速踏板开度传感器7按与一号加速踏板开度传感器1反向的方式安装工作，即随着踏板开度增大，其输出信号是减小的。这两个踏板开度传感器的标定特点是，假设用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1标定为0，二号加速踏板开度传感器7标定为100，在满开度时则将一号加速踏板开度传感器1标定为100，二号加速踏板开度传感器7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1信号值为X，二号加速踏板开度传感器7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1描述开度值为X，二号加速踏板开度传感器7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＝(X+(100-Y))/2

若这两个值的差值N在M₁～M₂之间则进入预警模式，向驾驶员发出踏板检修报警，同时在较小数基础上，加上差值N的一半作为当前踏板开度值，即：

α＝min(X,(100-Y))+N/2

若这两个值的差值N大于M₂则认定加速踏板(2)故障，加速踏板(2)开度值失效，发出故障报警，进入失效保护模式；判断当前车速是否在低速U范围内。若车速小于U，则直接切断电机输出；若车速大于U，进入自动阶梯式降速模式，将车速逐渐降低至小于U后，切断电机输出。

上述保护阈值M₁和M₂，低速U需要根据车辆具体情况来确定，例如M₁＝3，M₂＝5，U＝15km/h。

在加速踏板2受力区域上设置一个加速踏板压力开关3，该加速踏板压力开关3的特点是：当驾驶员明确向踏板施加力时，加速踏板压力开关3会闭合；当驾驶员未向踏板施加力时，加速踏板压力开关3断开。

在车辆拧钥匙启动时，驾驶员一般需要踩下制动踏板2进行挂挡等操作，这一过程显然是不会主动踩着油门踏板的，设置在车辆启动时，对加速踏板2开度进行零位检测，对加速踏板压力开关3进行零信号检测，如踏板开度值为0，加速踏板压力开关3输出信号为0，则认定加速踏板2正常，否则报警故障。

在车辆正常行驶中，驾驶员踩下加速踏板2，会先使加速踏板压力开关3闭合，传出加速踏板2开度有效信号，只有车辆ECU接收到该信号后，才会执行开度信号。

在行车过程中出现加速踏板2无法回到零位、踏板轴卡壳等故障时，显然会一直输出非零开度信号；但如果驾驶员未向加速踏板2施加力，加速踏板压力开关3便会断开，此时虽然有油门开度，但车辆ECU仍不会执行，进入失效保护模式，同时发出加速踏板2故障报警。

本实用新型实施例所述的失效自诊断及自保护踏板装置，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，下面结合图5进行具体说明：

在踩下制动踏板8时，会发出制动有效信号。一般车辆中制动优先级都会高于加速优先级，即一旦检测到制动有效便会切断电机输出；同时，在挂挡时一般需要在制动有效前提下才能进行；制动踏板8开度前段主要是利用该信号触发电制动，制动踏板开度8后段则是向液压系统施加作用力。

在制动踏板8开度前段，由于只是触发电制动，因此驾驶员所克服的力主要是回位弹簧施加的扭矩；在制动踏板8开度后段，由于液压系统会向踏板传力摇臂上施加反作用力，驾驶员踩下踏板时则需克服液压系统反作用力；驾驶员很难将制动踏板8完全踩下，这一过程一般也会设置真空助力器辅助完成，从而使车轮上制动器输出最大制动力，而此时制动踏板随动顶杆9仍无法碰触制动失效开关。

当在行车过程中，出现制动回路漏油、制动传力摇臂断裂等情况时，液压系统中无反作用力传递至制动踏板8上；当驾驶员需要制动时，将制动踏板8踩下大的开度，而无任何实际制动力输出，这一现象称为“制动超行程”，此时，上述制动踏板随动顶杆9将会迅速碰触到制动失效开关11，发出电信号，车辆ECU在接收到该信号后会是车辆进入紧急制动模式，向驾驶员发出故障警告，并激活双闪指示灯向车外发出预警，同时，车辆ECU将动力电池系统总正、总负接触器断开，从而切断高压输出，以防止可能到来的碰撞危险；同时，车辆ECU向电机发送最大扭矩制动，超级电容所在支路接通，所产生的瞬间大电流回馈入超级电容中。使用上述措施，最大限度的进行制动踏板8失效保护。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

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。