制动踏板控制器、制动踏板信号处理方法及制动踏板与流程

本发明涉及汽车制动技术领域，更具体地，涉及一种制动踏板控制器、制动踏板信号处理方法及制动踏板。

背景技术：

随着汽车的日益普及，人们对汽车安全也越来越关注，在汽车的安全问题中，制动安全问题尤为突出。

目前，大部分电动汽车采用传统车的制动踏板，其制动踏板中采用两路机械接触式开关判断制动踏板是否被踩下，具体的，两路机械接触式开关一路为常开式，另一路为常闭式，两路开关相互校验。

然而，传统的制动踏板只能通过上述机械接触式开关将信号发送到整车控制器，判断制动踏板是否被踩下，无法判断踩下的深度、加速度和力度，整车控制器接收到的制动踏板的信号单一，不能准确地得到制动踏板的各种信号。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种制动踏板控制器、制动踏板信号处理方法及制动踏板，解决了制动踏板信号单一的问题。

具体方案如下：

一种制动踏板控制器，包括：

主控制器，用于对采集到的压力传感器信号、第一角度传感器信号和第二角度传感器信号进行软件滤波处理，对软件滤波处理后的信号进行解析，生成制动踏板状态信息和故障诊断信息，将所述制动踏板状态信息转化为模拟信号经信号输出电路发送到整车控制器，并将所述制动踏板状态信息和所述故障诊断信息经CAN模块以CAN总线信号的形式发送到所述整车控制器。

优选的，所述制动踏板控制器还包括：

硬件滤波电路，用于对采集到的压力传感器信号、第一角度传感器信号和第二角度传感器信号进行硬件滤波处理，并将硬件滤波处理后的信号发送到所述主控制器。

优选的，所述制动踏板控制器还包括：

电源模块，用于为所述主控制器、压力传感器、第一角度传感器和第二角度传感器提供相应的电平信号。

优选的，所述制动踏板控制器还包括外围电路；

所述外围电路包括：存储单元、滤波电路和信号处理电路；所述存储单元用于存储软件代码和标定数据；所述滤波电路用于电源滤波和信号输出电路滤波；所述信号处理电路用于对发送至所述主控制器的信号和从所述主控制器输出的信号进行模数转化。

一种制动踏板信号处理方法，所述方法应用于制动踏板控制器，包括：

采集制动踏板上的压力传感器信号、第一角度传感器信号和第二角度传感器信号；

对所述压力传感器信号、所述第一角度传感器信号和所述第二角度传感器信号进行滤波处理，得到滤波处理后的信号；

对所述滤波处理后的信号进行解析，生成制动踏板状态信息；

接收来自整车控制器的加速度信号，根据所述加速度信号和所述制动踏板状态信息，判断所述制动踏板是否存在故障，当存在故障时生成故障诊断信息；

将所述制动踏板状态信息和所述故障诊断信息发送到所述整车控制器。

优选的，所述对所述压力传感器信号、所述第一角度传感器信号和所述第二角度传感器信号进行滤波处理，得到滤波处理后的信号，包括：

对所述压力传感器信号、所述第一角度传感器信号和所述第二角度传感器信号进行硬件滤波处理，过滤掉信号中的杂波信号；

对硬件滤波处理后的信号进行软件滤波处理，过滤掉信号中的尖峰信号，得到滤波处理后的信号。

优选的，所述对所述滤波处理后的信号进行解析，生成制动踏板状态信息，包括：

获取所述滤波处理后的压力传感器信号中制动踏板被踩下的作用力和加速度；

判断所述作用力是否在第一预设范围内，若是，生成制动踏板踩下信号；

获取所述滤波处理后的第一角度传感器信号中制动踏板被踩下的第一角度值和第二角度传感器信号中制动踏板被踩下的第二角度值，并将所述第一角度值转化为第一深度值，将所述第二角度值转化为第二深度值；

根据所述制动踏板踩下信号、加速度、第一深度值和第二深度值，生成制动踏板状态信息。

优选的，所述接收来自整车控制器的加速度信号，根据所述加速度信号和所述制动踏板状态信息，判断所述制动踏板是否存在故障，当存在故障时生成故障诊断信息，包括：

判断所述制动踏板状态信息中的第一深度值和第二深度值的比值是否为预设值；

若是，所述第一角度传感器和所述第二角度传感器正常；若否；分别判断所述第一深度值和所述第二深度值是否在预设范围内；若不在预设范围内，则相应的角度传感器故障，并生成相应的角度传感器故障诊断信息；

当所述第一角度传感器与所述第二角度传感器正常，且所述整车控制器计算的制动加速度大于电机回馈制动扭矩产生的加速度时，若所述制动踏板状态信息中无制动踏板踩下信号，确定压力传感器故障，并生成压力传感器故障诊断信息；

当所述制动踏板被踩下时，判断所述制动踏板状态信息中的加速度是否在第一预设范围内，若是，确定制动踏板推杆正常；若否，则确定制动踏板推杆机械故障，并生成制动踏板推杆机械卡住的故障诊断信息。

优选的，所述将所述制动踏板状态信息和所述故障诊断信息发送到所述整车控制器，包括：

将所述制动踏板状态信息转化为模拟信号经信号输出电路发送到整车控制器，并将所述制动踏板状态信息和所述故障诊断信息经CAN模块以CAN总线信号的形式发送到所述整车控制器。

一种制动踏板，所述制动踏板包括：

支撑底板，固定在车底盘；

踏板绕踏板转轴旋转；

推杆固定在所述踏板上，用于在所述踏板被踩下时执行刹车机械动作；

第一角度传感器和第二角度传感器，分别用于独立采集所述踏板被踩下的角度值；

压力传感器，用于采集所述踏板被踩下的作用力和加速度；

上述制动踏板控制器。

相对于现有技术，本发明的有益效果如下：

本发明提供的制动踏板采用两个角度传感器和一个压力传感器，可以采集制动踏板踩下时的深度、作用力和加速度，可以为整车控制器提供多样化的制动踏板状态信息，制动踏板还包括制动踏板控制器，采集两个角度传感器信号和压力传感器信号，并对采集到的信号进行滤波处理，提高了信号的可靠性，对处理后的信号进行解析，生成制动踏板状态信息和故障诊断信息，将制动踏板状态信息转化为模拟信号经信号输出电路发送到整车控制器，并将制动踏板状态信息和故障诊断信息经CAN模块以CAN总线信号的形式发送到所述整车控制器，便于整车控制器进行信号校验，更加准确地判断制动踏板的故障状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种制动踏板控制器工作原理图；

图2为本发明实施例公开的一种制动踏板控制器工作原理图；

图3为本发明实施例公开的一种制动踏板信号处理方法流程图；

图4为本发明实施例公开的一种制动踏板结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种制动踏板控制器100，具体包括：主控制器101，信号输出电路102和CAN模块103；

主控制器101，用于对采集到的压力传感器信号、第一角度传感器信号和第二角度传感器信号进行软件滤波处理，对软件滤波处理后的信号进行解析，生成制动踏板状态信息和故障诊断信息，将所述制动踏板状态信息转化为模拟信号经信号输出电路102发送到整车控制器，并将所述制动踏板状态信息和所述故障诊断信息经CAN模块103以CAN总线信号的形式发送到所述整车控制器。

需要说明的是，主控制器101对采集到的压力传感器信号、第一角度传感器信号和第二角度传感器信号进行软件滤波处理，过滤掉信号中的杂波信号，提高了信号的准确性。

主控制器101对软件滤波处理后的信号进行解析，生成制动踏板状态信息，具体的，制动踏板状态信息包括：制动踏板踩下信号、加速度、第一角度传感器信号中的第一深度值和第二角度传感器信号中的第二深度值。

主控制器101通过对压力传感器信号、第一角度传感器信号和第二角度传感器信号进行校验，判断制动踏板是否存在故障，若存在故障，生成故障诊断信息。

主控制器101一般可采用单片机和数字信号处理器(DSP)等。

可以理解的是，当制动踏板不存在故障时，不生成故障诊断信息。

100制动踏板控制器包括CAN模块103，具有CAN总线输出功能，向整车控制器输出制动踏板状态信息和故障诊断信息。制动踏板控制器100将所述制动踏板状态信息转化为模拟信号经信号输出电路102发送到整车控制器，并将所述制动踏板状态信息和所述故障诊断信息经CAN模块103以CAN总线信号的形式发送到所述整车控制器，为整车控制器提供了多样化的制动踏板状态信号，将制动踏板状态信息以信号输出电路和CAN通讯形式2种状态输出，可增强信号传输的准确性，增强信号传输的抗干扰能力。

请参阅图2，在图1的基础上，制动踏板控制器100还包括：

硬件滤波电路104，用于对采集到的压力传感器信号、第一角度传感器信号和第二角度传感器信号进行硬件滤波处理，并将硬件滤波处理后的信号发送到所述主控制器。

需要说明的是，硬件滤波主要过滤掉信号中的尖峰信号，提高信号的准确性和可靠性。

电源模块105，用于为所述主控制器101、压力传感器、第一角度传感器和第二角度传感器提供相应的电平信号。

可以理解的是，主控制器101、压力传感器、第一角度传感器和第二角度传感器需要的电平信号可能不同，电源模块105可以提供相应不同的电平信号。

外围电路106，具体包括：存储单元、滤波电路和信号处理电路；所述存储单元可以为单片机Flash、EEPROM等，用于存储软件代码和标定数据；其中，软件代码为用于支持主控制器101功能的程序代码，主控制器101在根据对所述压力传感器信号、所述第一角度传感器信号和所述第二角度传感器信号进行校验时，判断各种信号是否在正常范围内，以确定制动踏板是否故障时，所述正常范围的参考值为标定数据；所述滤波电路用于电源滤波和信号输出电路滤波，过滤掉其中的噪声成分；所述信号处理电路用于将发送至所述主控制器101的模拟信号转化为数字信号，并将从所述主控制器101输出的数字信号转化为模拟信号经信号输出电路102输出。

请参阅图3，一种制动踏板信号处理方法，应用于上述制动踏板控制器，具体包括以下步骤：

步骤S101：采集制动踏板上的压力传感器信号、第一角度传感器信号和第二角度传感器信号；

步骤S102：对所述压力传感器信号、所述第一角度传感器信号和所述第二角度传感器信号进行滤波处理，得到滤波处理后的信号；

具体的，步骤S102包括：对所述压力传感器信号、所述第一角度传感器信号和所述第二角度传感器信号进行硬件滤波处理，过滤掉信号中的杂波信号；对硬件滤波处理后的信号进行软件滤波处理，过滤掉信号中的尖峰信号，得到滤波处理后的信号。

步骤S103：对所述滤波处理后的信号进行解析，生成制动踏板状态信息；

具体的，步骤S103包括：

获取所述滤波处理后的压力传感器信号中制动踏板被踩下的作用力和加速度；

判断所述作用力是否在第一预设范围内，若是，生成制动踏板踩下信号；

获取所述滤波处理后的第一角度传感器信号中制动踏板被踩下的第一角度值和第二角度传感器信号中制动踏板被踩下的第二角度值，并将所述第一角度值转化为第一深度值，将所述第二角度值转化为第二深度值；

根据所述制动踏板踩下信号、加速度、第一深度值和第二深度值，生成制动踏板状态信息。

步骤S104：接收来自整车控制器的加速度信号，根据所述加速度信号和所述制动踏板状态信息，判断所述制动踏板是否存在故障，当存在故障时生成故障诊断信息；

具体的，制动踏板控制器和整车控制器之间可以进行总线通信，对信号进行校验。

步骤S104具体包括：

判断所述制动踏板状态信息中的第一深度值和第二深度值的比值是否为预设值；

需要说明的是，所述第一深度值和所述第二深度值是制动踏板踩下深度的模拟量，输出变化的电压值。

若是，所述第一角度传感器和所述第二角度传感器正常；若否；分别判断所述第一深度值和所述第二深度值是否在预设范围内；若不在预设范围内，则相应的角度传感器故障，并生成相应的角度传感器故障诊断信息；

当所述第一角度传感器与所述第二角度传感器正常，且所述整车控制器计算的制动加速度大于电机回馈制动扭矩产生的加速度时，若所述制动踏板状态信息中无制动踏板踩下信号，确定压力传感器故障，并生成压力传感器故障诊断信息；

当所述制动踏板被踩下时，判断所述制动踏板状态信息中的加速度是否在第一预设范围内，若是，确定制动踏板推杆正常；若否，则确定制动踏板推杆机械故障，并生成制动踏板推杆机械卡住的故障诊断信息。

步骤S105：将所述制动踏板状态信息和所述故障诊断信息发送到所述整车控制器。

具体的，所述压力传感器、第一角度传感器和第二角度传感器的信号经处理后，所得信号不管正常与否都需发送给整车控制器。同时制动踏板控制器会对传感器状态进行判断，生成故障诊断信息发送给整车控制器，与整车控制器判断的结果进行校验。

所述将所述制动踏板状态信息和所述故障诊断信息发送到所述整车控制器，包括：

将所述制动踏板状态信息转化为模拟信号经信号输出电路发送到整车控制器，并将所述制动踏板状态信息和所述故障诊断信息经CAN模块以CAN总线信号的形式发送到所述整车控制器。

基于上述实施例，请参阅图4，本实施例公开了一种制动踏板，包括：

支撑底板200，固定在车底盘，用于支持整个制动踏板；

踏板300可绕踏板转轴400在一定角度范围内旋转；自恢复弹簧900可使踏板300在驾驶员松开踏板时使踏板恢复原位；

推杆500固定在所述踏板300上，用于在所述踏板300被踩下时执行刹车机械动作，如推动真空助力器的执行机构，完成机械刹车；

第一角度传感器600和第二角度传感器700，分别用于独立采集所述踏板300被踩下的角度值，用于解析驾驶员的制动意图和为能量回收功能提供参数；

压力传感器800，用于采集所述踏板被踩下的作用力和加速度，解析驾驶员的制动意图，相对于接触式踏板位置传感器，压力传感器800无机械触点，使用寿命更长；

上述实施例公开的的制动踏板控制器100，用于采集压力传感器800、第一角度传感器600和第二角度传感器700的信号，对信号进行硬件和软件滤波处理，生成制动踏板状态信息和故障诊断信息，制动踏板控制器100具有CAN总线功能，将制动踏板状态信息以信号输出电路和CAN通讯形式2种状态输出，可增强信号传输的准确性，增强信号传输的抗干扰能力。

本实施例提供的制动踏板采用两个角度传感器和一个压力传感器，可以采集制动踏板踩下时的深度、作用力和加速度，可以为整车控制器提供多样化的制动踏板状态信息，制动踏板还包括制动踏板控制器，采集两个角度传感器信号和压力传感器信号，并对采集到的信号进行滤波处理，提高了信号的可靠性，对处理后的信号进行解析，生成制动踏板状态信息和故障诊断信息，将制动踏板状态信息转化为模拟信号经信号输出电路发送到整车控制器，并将制动踏板状态信息和故障诊断信息经CAN模块以CAN总线信号的形式发送到所述整车控制器，便于整车控制器进行信号校验，更加准确地判断制动踏板的故障状态。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。