专利名称：检测制动踏板位置传感器的范围内故障的方法
技术领域：
本发明大致涉及检测制动踏板位置传感器的在范围内故障。
背景技术：
制动踏板位置传感器感测制动踏板的位置并将电信号传送到发动机控制模块，指出制动踏板的当前位置。电信号随着制动踏板的位置的变化在正常运行范围内变化。当电信号处于正常运行范围内时，电信号可以被定义为在范围内运行。发动机控制模块包括车载诊断装置，该诊断装置持续地监控来自制动踏板位置传感器的电信号。当来自制动踏板位置传感器的电信号在正常运行范围之外，即在范围外时， 车载诊断装置可以容易地确定制动踏板位置传感器没有正确地工作。然而，来自制动踏板位置传感器的电信号可能被短接，以向发动机控制模块提供在正常运行范围内(即范围内)的持续和稳定的信号。相应地，由于电信号在范围内，车载诊断工具不能够检测到制动踏板位置传感器没有正确地工作。一些车辆可以采用漂移传感器诊断系统。漂移传感器诊断系统检测来自制动踏板位置传感器的振荡的电信号，该振荡的电信号当由操作者的脚促动时会是不可能的。然而， 如上所述，如果来自制动踏板位置传感器的电信号被短接以提供持续和稳定的电信号，则漂移传感器诊断系统不能够识别发生故障的制动踏板位置传感器。检测在范围内制动踏板位置传感器失效的另一方法包括将来自制动踏板位置传感器的信号与来自第二或冗余传感器的信号作比较，所述第二或冗余传感器被设计为与制动踏板位置传感器关联。然而，这种冗余件，即第二冗余制动踏板位置传感器，不总是可用。
发明内容
提供了一种检测车辆的制动踏板位置传感器的范围内故障的方法。该方法包括初始化全测试缓冲器，及当全测试缓冲器被初始化时步增全测试缓冲器计数器，以追踪全测试缓冲器被初始化的实例的总数。制动踏板位置传感器的最小位置和制动踏板位置传感器的最大位置被感测。在制动踏板位置传感器的被感测的最小位置和被感测的最大位置之间的位置差被计算。该方法还包括感测车辆的制动变速器换挡联锁装置的位置、当制动变速器换挡联锁装置被布置在停车挡时初始化全测试、感测加速踏板的被压下的位置，及感测车辆的速度。经计算的位置差被加权以限定全测试加权输入值。当全测试计数器大于最小经初始化的全测试值、制动变速器换挡联锁装置被移出停车挡、车辆的速度小于预定车辆速度阈值及加速踏板被压下的位置小于预设加速踏板位置，经计算的位置差被加权以限定全测试加权输入值。累积的测试结果值以全测试加权输入值步增。累积的测试结果值被过滤以限定累积的测试结果的移动平均值。该方法还包括追踪累积的测试结果的移动平均值，以确定制动踏板位置传感器是否正确地工作。还提供了一种检测车辆的制动踏板位置传感器的在范围内故障的方法。该方法包括初始化快速试缓冲器，及当快速测试缓冲器被初始化时步增快速测试缓冲器计数器以追踪快速测试缓冲器被初始化的实例的总数。当全测试缓冲器被初始化时，全测试缓冲器步增，以追踪全测试缓冲器被初始化的实例的总数。该方法还包括感测制动踏板位置传感器的最小位置、感测制动踏板位置传感器的最大位置和计算在制动踏板位置传感器的被感测的最小位置和被感测的最大位置之间的位置差。当快速测试缓冲器计数器大于最小的经初始化的快速测试值时，经计算的位置差被加权以限定快速测试加权输入值，及以快速测试加权输入值步增累积的测试结果值。该方法还包括感测车辆的制动变速器换挡联锁装置的位置、当制动变速器换挡联锁装置被布置在停车挡时初始化全测试、感测加速踏板的被压下的位置、及感测车辆的速度。当全测试计数器大于最小经初始化的全测试值、制动变速器换挡联锁装置被移出停车挡，车辆的速度小于预定车辆速度阈值及加速踏板被压下的位置小于预定加速踏板位置时，经计算的位置差被加权以限定全测试加权输入值。。该方法还包括以全测试加权输入值步增累积的测试结果值，和过滤累积的测试结果值以限定累积的测试结果的移动平均值。测试结果的移动平均值被追踪以确定制动踏板位置传感器是否正确地工作。相应地，制动踏板位置传感器的位置变化被追踪以识别制动踏板位置传感器的范围内故障。相应地，如果制动踏板位置传感器没有移动，累积的测试结果的移动平均值将趋向指示制动踏板位置传感器没有移动的值，由此允许车载诊断装置识别未正常工作但仍提供范围内信号的制动踏板位置传感器。本发明的上述特征和优势及其他特征和优势将从用于实施本发明的最佳模式的以下详细描述连同附图时显而易见。
图I是制动踏板位置传感器的示意性信号流路。图2是制动踏板位置传感器的示意性信号强度图。图3是示出检测制动踏板位置传感器的范围内故障的方法的流程图。
具体实施例方式参考附图，其中相同的附图标记在几幅图中指向相同的部件。制动踏板位置传感器大致在图I中的20处示出。参考图1，制动踏板位置传感器20被配置用于感测车辆(未示出)的制动踏板(未示出)的位置。制动踏板位置传感器20产生电信号，该电信号的强度随制动踏板的运动而变化。相应地，来自制动踏板位置传感器20的信号关于制动踏板的位置的变化而变化。制动踏板位置传感器20可以包括能够产生第一信号22和第二信号24的任意制动踏板位置传感器20，其中，第一信号22和第二信号24中的每个指示制动踏板的位置。第一信号22被弓I导到控制器26。控制器26可以包括但不限于发动机控制模块或制动控制处理器。控制器26包括车载诊断装置，为正确运行，该诊断装置利用第一信号22测试和/或监控制动踏板位置传感器20的正常运行。第二信号24被引导到制动控制模块28。当信号24指出制动踏板被压下时，制动控制模块28释放制动变速器换挡联锁装置30 (Brake Transmission Shift Interlock, BTSI)。一旦制动变速器换挡联锁装置30被释放，则变速器可以被移出停车挡。相应地，制动控制模块28必须从制动踏板位置传感器20接收标示出制动器被压下的第二信号24，以便制动控制模块28释放制动变速器换挡联锁装置30，以允许变速器被切换出停车挡并进入另一挡位，所述另一挡位包括但不限于倒挡、前进挡或空挡。制动控制模块28发送BTSI信号32至控制器26表示制动变速器换挡联锁装置30 已被释放，即制动变速器换挡联锁装置30已被移出停车挡并进入另一档。由于制动变速器换挡联锁装置30可以仅响应于信号第二 24而释放，制动变速器换挡联锁装置30的释放可以由控制器26显示(？)以标示出制动踏板位置传感器20在正常地工作，其标示出制动踏板位直传感器20已感测制动踏板的运动并因此已向制动控制t旲块28标不出制动踏板的运动。参考图I和2,来自制动踏板位置传感器20的第一信号22和第二信号24,下文称为传感器信号22、24，包括具有可变电阻的电传感器信号，大致在34处示出。传感器信号 22,24的电阻的水平标示出制动踏板的相对位置并与其相关。传感器信号22、24的电阻的水平落入正常运行范围36内。当传感器信号22、24的电阻的水平处于正常运行范围36内时，制动踏板位置传感器20可以被定义为在范围内运行。当传感器信号22、24的电阻的水平未处于正常运行范围36内时，制动踏板位置传感器20可以被定义为在范围外运行。更具体地，如果传感器信号22、24的电阻的水平在正常运行范围36之下,传感器信号22、24可以被定义为在范围外低运行，大致在38处示出。类似地，如果传感器信号22、24的电阻的水平在正常运行范围36之上，传感器信号22、24可以被定义为在范围外高运行，大致在40 处示出。当传感器信号22、24的电阻的水平在范围外低运行38或在范围外高运行40时， 车载诊断装置可以确定制动踏板位置传感器20未正常地工作。当传感器信号22、24在范围内运行，即未在范围外低运行38或未在范围外高运行 40时，为了确定制动踏板位置传感器20何时没有正确地工作，提供了一种检测制动踏板位置传感器20的范围内故障的方法。该方法大致在图3中的42处示出。方法42可以被实现为可由控制器26运行的算法。方法42包括初始化快速测试缓冲器，在44处示出。每次控制器26开启时，即每次车辆开启时，快速测试缓冲器初始化。初始化快速测试缓冲器在控制器26中分配内存， 用于接收和临时存储和制动踏板位置传感器20的操作相关的数据。和制动踏板位置传感器20的操作相关的数据被控制器26利用，以分析制动踏板位置传感器20的操作。制动踏板位置传感器20的操作相关的、被存储在快速测试缓冲器中的数据可以包括但不限于制动踏板的最小位置和制动踏板的最大位置。控制器26可以计算在制动踏板的最小位置和最大位置之间的位置差，并将该位置差也存储在快速测试缓冲器中。方法42还包括感测制动踏板位置传感器20的最小位置(在46处示出)，和感测制动踏板位置传感器20的最大位置(在48处示出)。制动踏板的最小位置和最大位置由制动踏板位置传感器20感测，并通过第一信号22被提供到控制器26。控制器26可以接收第一信号22并从第一信号22的电阻的变化水平解译制动踏板的最小位置和最大位置。如上所述，制动踏板的最小位置和最大位置被存储在快速测试缓冲器中。方法42还包括计算在制动踏板位置传感器20的被感测的最小位置和被感测的最大位置之间的位置差，在50处示出。控制器26可以通过从制动踏板的最大位置减去制动踏板的最小位置而计算位置差。位置差可以被计算为制动踏板的总可能运动的百分比。相应地，如果最大位置等于与该制动踏板的运动总范围的百分之四十(40%)相等的制动踏板的相对运动相关联的位置，及最小位置等于与该制动踏板的运动总范围的百分之十五 (15% )相等的制动踏板的相对运动相关联的位置，那么位置差等于制动踏板的运动总范围的百分之四十(40% )减百分之十五(15% )、或百分之二十五(25% )。方法42还包括当快速测试缓冲器初始化时使快速测试缓冲器计数器步增，在52 处示出。快速测试缓冲器计数器用于追踪快速测试缓冲器被初始化的实例的总数量。相应地，快速测试缓冲器计数器初始地在零(O)开始并当每次快速测试缓冲器初始化后步增一
(I)。因此，如果快速测试缓冲器已被初始化一百七十四(174)次，那么快速测试缓冲器计数器会等于一百七十四(174)。如上所述，制动踏板的位置差被存储在快速测试缓冲器中。方法42还包括加权经计算的位置差以限定快速测试加权输入值，在54处示出。当快速测试缓冲器计数器大于最小的经初始化的快速测试值时，位置差被加权以限定快速测试加权输入值。相应地，在快速测试算法开始追踪制动踏板位置传感器20的操作之前，车辆被允许开关循环，即车辆可以被启动和停止，发生这些事件的最小数量等于最小的经初始化的快速测试值。此作用是确保在车辆的所有部件被安装和/或测试之前，快速测试算法未运行为测试制动踏板位置传感器20。一旦快速测试缓冲器计数器大于最小的经初始化的快速测试值，那么快速测试算法可以继续测试和/或监控制动踏板位置传感器20。加权经计算的位置差以限定快速测试加权输入值可以包括参照快速测试查找表， 其将经计算的位置差转换为快速测试加权输入值。例如，具有较高的值、标示出在制动踏板的被感测的最小位置和被感测的最大位置之间的较大运动的经计算的位置差，可以被赋予比具有较低的值、标示出在制动踏板的被感测的最小位置和被感测的最大位置之间的较小运动的经计算的位置差更高的权重。由于经计算的位置差的较大值提供更好的、制动踏板位置传感器20未被保持在恒定电阻值(即电信号未被保持在恒定值(诸如当配线被短接到固定的电阻器))的证据，因此经计算的位置差的较大值可以比经计算的位置差的较小值被赋予更重的权重。换句话说，经计算的差值越大，制动踏板位置传感器20越可能未被保持在固定的电阻值。方法42还包括以快速测试加权输入值步增累积的测试结果值，在56处示出。累积的测试结果值是所有测试结果值的正在进行的加和。相应地，每次快速测试算法计算快速测试加权输入值，该快速测试加权输入值被加到之前累积的测试结果值，以限定当前累积的测试结果值。方法42还包括初始化全测试缓冲器，在58处示出。每次控制器26被开启且快速测试算法完成以限定快速测试加权输入值时，全测试缓冲器初始化。初始化全测试缓冲器在控制器26中分配内存，用于接收和临时存储和制动踏板位置传感器20的操作相关的数据。和制动踏板位置传感器20的操作相关的数据被控制器26利用以分析制动踏板位置传感器20的操作。和制动踏板位置传感器20的操作相关的、被存储在全测试缓冲器中的数据可包括但不限于制动踏板的最小位置、制动踏板的最大位置和在制动踏板的最小位置和最大位置之间的经计算的差值。方法42还可包括当全测试缓冲器被初始化时步增全测试计数器，在60处示出。全测试缓冲器用于追踪全测试缓冲器被初始化的实例的总数量。相应地，全测试缓冲器计数器初始地在零(O)开始并当每次全测试缓冲器初始化后步增一(I)。因此，如果全测试缓冲器已被初始化一百二十二(122)次，那么全测试缓冲器计数器会等于一百二十二(122)。方法42包括感测车辆的制动变速器换挡联锁装置30的位置，在62处示出。制动变速器换挡联锁装置30的位置可以由制动控制模块28通过制动踏板位置传感器20的第二信号24感测，并信号通知控制器26。相应地，控制器26通过识别制动控制模块28何时已释放制动变速器换挡联锁装置30而间接地利用来自制动踏板位置传感器20的第二信号 24，这需要来自第二信号24的、制动踏板被压下的指示，即制动踏板位置传感器20的运动的指示。方法42还包括当制动变速器换挡联锁装置30被布置在停车挡时，即当制动控制模块28还没有释放制动变速器换挡联锁装置30时，初始化全测试算法。这确保车辆不从空变速挡起动。当制动变速器换挡联锁装置30被布置在停车挡时，初始化全测试算法在车辆起动循环期间可以仅发生一次。车辆起动循环被定义为当车辆开启时循环开始及当车辆关闭是循环结束。为了识别车辆的两个脚踏加速(footed acceleration),即压下加速踏板而同时踩踏制动踏板，方法42还包括感测加速踏板的被下压的位置(在64处示出)及感测车辆的速度(在65处示出)。全测试算法可以仅当如果加速踏板的位置小于预定的加速踏板、 及车辆的速度小于预定车辆速度阈值时继续。方法42还包括加权经计算的位置差以限定全测试加权输入值，在66处示出。当全测试计数器大于最小经初始化的全测试值、制动变速器换挡联锁装置30被移出停车挡、 车辆的速度小于预定车辆速度阈值及加速踏板被压下的位置小于预定加速踏板位置时，经计算的位置差被加权以限定全测试加权输入值。相应地，在全测试算法开始追踪制动踏板位置传感器20的操作之前，允许控制器26循环地开启和关闭，即控制器26可以被开启和关闭，发生这些事件的最小数量等于最小的经初始化的全测试值。这为控制器26中的缓冲器提供了足够的数据以精确地追踪制动踏板位置传感器20的操作，以及对于指数加权移动平均值需要最少数量的全面测试，如下所述。相应地，此作用是确保在车辆的所有部件被安装和/或测试之前，全测试算法未运行为测试制动踏板位置传感器20。附加地，全测试算法可以仅当制动变速器换挡联锁装置30被释放和变速器被移出停车挡并进入另一档、由此提供制动踏板位置传感器20已运动的指示时继续。加权经计算的位置差以限定全测试加权输入值可以包括参照全测试查找表，其将经计算的位置差转换为全测试加权输入值。例如，具有较高的值、标示在制动踏板的被感测的最小位置和被感测的最大位置之间的较大运动的经计算的位置差，可以被赋予比具有较低的值、指示在制动踏板的被感测的最小位置和被感测的最大位置之间的较小运动的经计算的位置差更高的权重。由于经计算的位置差的较大值提供制动踏板位置传感器20未被保持在恒定电阻值(即不自由移动)的更好的证据，因此经计算的位置差的较大值可以比经计算的位置差的较小值被赋予更重的权重。换句话说，经计算的差值越大，制动踏板位置传感器20越可以自由移动。方法42还包括以全测试加权输入值步增累积的测试结果值，在68处示出。累积的测试结果值是所有测试结果值(即快速测试结果值和全测试结果值两者)的正在进行的加和。相应地，每次快速测试算法计算快速测试加权输入值，该快速测试加权输入值被加到之前累积的测试结果值，以限定当前累积的测试结果值。
方法42还包括过滤累积的测试结果值以限定累积的测试结果的移动平均值，在 70处示出。累积的测试结果值可以用一阶滞后滤波器或指数加权移动平均值(EWMA)滤波器筛选。相应地，每个增长的累积的测试结果值的平均值被计算，且连接所有平均值的绘图线是移动平均值。这样，过滤累积的测试结果值是正在进行的分析，该分析提供制动踏板位置传感器20是否正在运动或被保持在恒定的范围内电阻处的标示或趋势线。由此，方法42还包括追踪累积的测试结果的移动平均值以确定制动踏板位置传感器20是否正常地工作。方法42还可以包括当加权输入的移动平均值大于通过水平时发出标示制动踏板位置传感器20正常工作的信号，当加权输入的移动平均值小于失败水平时发出标示制动踏板位置传感器20未正常工作的信号，或当加权输入的移动平均值小于通过水平且大于失败水平时发出标示制动踏板位置传感器20正常工作不可确定的信号。如上所述，累积的测试结果值的移动平均值提供制动踏板位置传感器20是否运动或保持就位并以在制动踏板位置传感器20的正常操作范围内的电阻发送恒定的信号的标示。如果累积的测试结果值的移动平均值趋势向上，即趋向更大的值，则移动累积测试结果值标示制动踏板位置传感器20正在自由地运动。可替换地，如果累积的测试结果值的移动平均值趋势向下，即趋向更小的值，则移动累积测试结果值标示制动踏板位置传感器20 可能不在自由地运动。相应地，即使累积的测试结果值的移动平均值落在通过水平和失败水平之间，并由此阻止控制器26确定制动踏板位置传感器20是正常地工作或未正常地工作，对移动平均值的绘图线的审阅可以给出制动踏板位置传感器20的性能的指示。例如， 最近修理过的制动踏板位置传感器20会向上趋向，而最近失效的制动踏板位置传感器20 会向下趋向。方法42还包括为累积的测试结果值步增采样计数器，在72处示出。累积的测试结果值的采样计数器用于追踪累积测试结果值已被步增的实例的数量。相应地，累积的测试结果值的采样计数器在每次累积的测试结果值被步增后增加一(I)。由此，如果累积的测试结果值已被增长五十五(55)次，则累积的测试结果值的采样计数器等于五十五(55)。方法42还包括当累积的测试结果值的采样计数器到达最大极限时，将累积的测试结果值校准到累积的测试结果值的预定起始值，在74处示出。累积的测试结果值的采样计数器的最大极限是累积的测试结果值可以在周期内步增的总次数。在达到最大极限时， 控制器26将累积的测试结果值的采样计数器重置为零，且将累积的测试结果的值重置为预定起始值。累积的测试结果的值的预定起始值可以是在失败水平和通过水平之间某处的值。此外，出于维护或其它原因的需要，累积的测试结果值和累积的测试结果值的采样计数器还可以被手动地重置。尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。
权利要求
1.一种检测车辆的制动踏板位置传感器的范围内故障的方法，该方法包括初始化全测试缓冲器；当全测试缓冲器被初始化时步增全测试缓冲器计数器，以追踪全测试缓冲器被初始化的实例的总数；感测制动踏板位置传感器的最小位置；感测制动踏板位置传感器的最大位置；计算在制动踏板位置传感器的被感测的最小位置和被感测的最大位置之间的位置感测车辆的制动变速器换挡联锁装置的位置；当所述制动变速器换挡联锁装置被布置在停车挡时，初始化全测试；感测加速踏板的被压下的位置；感测车辆的速度；当全测试计数器大于最小经初始化的全测试值、制动变速器换挡联锁装置被移出停车挡，车辆的速度小于预定车辆速度阈值及加速踏板被压下的位置小于预定加速踏板位置时，加权经计算的位置差以限定全测试加权输入值；以所述全测试加权输入值来步增累积的测试结果值；筛选累积的测试结果值以限定累积的测试结果的移动平均值；及追踪测试结果的移动平均值，以确定制动踏板位置传感器是否正常地工作。
2.如权利要求I所述的方法，还包括当加权输入的移动平均值大于通过水平时，发出标示制动踏板位置传感器正在正常地工作的信号。
3.如权利要求I所述的方法，还包括当加权输入的移动平均值小于失败水平时，发出标示制动踏板位置传感器未在正常地工作的信号。
4.如权利要求I所述的方法，还包括当加权输入的移动平均值小于通过水平且大于失败水平时，发出标示制动踏板位置传感器的正常工作不可确定的信号。
5.如权利要求I所述的方法，还包括步增累积的测试结果值的采样计数器以追踪累积的测试结果值已被步增的实例的数量。
6.如权利要求5所述的方法，还包括当累积的测试结果值的采样计数器到达最大极限时，将累积的测试结果值校准到累积的测试结果值的预定起始值。
7.如权利要求I所述的方法，还包括初始化快速测试缓冲器。
8.如权利要求7所述的方法，还包括当快速测试缓冲器被初始化时步增快速测试缓冲器计数器以追踪快速测试缓冲器被初始化的实例的总数。
9.如权利要求8所述的方法，还包括当快速测试缓冲器计数器大于最小的经初始化的快速测试值时，加权经计算的位置差以限定快速测试加权输入值。
10.如权利要求9所述的方法，其中，加权经计算的位置差以限定快速测试加权输入值可以包括参照快速测试查找表，以将经计算的位置差转换为快速测试加权输入值。
全文摘要
一种检测制动踏板位置传感器的范围内故障的方法，包括计算在制动踏板位置传感器的最小位置和最大位置之间的差值。经计算的差值被加权以定义快速测试加权输入值和/或全测试加权输入值。累积的测试结果值以快速测试加权输入值和/或全测试加权输入值步增。累积的测试结果值被筛选以在每个步增发生之后定义累积的测试的移动平均值。测试结果值的移动平均值被追踪以确定制动踏板位置传感器是否正常地工作。
文档编号G01D18/00GK102607629SQ20121001763
公开日2012年7月25日 申请日期2012年1月19日 优先权日2011年1月21日
发明者A.A.阿特梅赫, A.M.泽特尔, J.F.范吉尔德, S.D.沙利文 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司