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。
7.一种失效自诊断及自保护踏板装置的控制方法,包括如权利要求1至6中任一项所述的失效自诊断及自保护踏板装置,其特征在于:
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。
8.如权利要求7所述的失效自诊断及自保护踏板装置的控制方法,其特征在于: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,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(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,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),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,驾驶员需要踩下制动踏板(2)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(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(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。
9.如权利要求7所述的失效自诊断及自保护踏板装置的控制方法,其特征在于: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:
在踩下制动踏板(8)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(8)开度前段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)踩下大的开度而无实际制动力输出,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,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(8)失效保护。