汽车整车控制器的标定系统和方法与流程

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种汽车整车控制器的标定系统和方法。

背景技术：

随着汽车技术的不断发展，电子油门踏板和制动踏板已经逐步取代了机械式油门踏板和制动踏板。在整车出厂前，油门踏板传感器和制动踏板传感器均需对其零点和量程范围进行人工标定，确保油门踏板信号和制动踏板信号的准确无误，防止车辆油门、制动踏板因材料、批次、环境温度的不同导致油门踏板信号和制动踏板信号漂移，造成安全隐患。

相关技术中，油门踏板传感器和制动踏板传感器的标定方法是技术人员利用外置的标定设备，通过标定实验采集不同开度下油门制动踏板信号的采样值，通过多次实验最终获得油门踏板的零点和量程。整车控制器(Vehicle Control Unit，VCU)将获取的标定数据固化在外部存储器中，再结合对应信号的采样值计算出实际油门踏板和制动踏板的开度值。

这种方式下，由于需要专业的技术人员和设备才能完成对油门踏板传感器和制动踏板传感器进行标定，极大地增加了人力和物力的投入，增加了生产成本和后期维护成本，且由于无法实时修正油门踏板和制动踏板因磨损、老化、温度变化等引起的信号漂移，当油门踏板信号和制动踏板信号出现零点漂移后，程序无法进行自适应修正，需到指定维修点进行重新标定或硬件更换升级，维护成本较高。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种汽车整车控制器的标定系统，能够对油门踏板信号和制动踏板信号的零点和终值进行实时更新，消除因踏板磨损、温度变化等导致的油门踏板信息和制动踏板信号漂移，降低生产成本以及后期维护成本。

本发明的另一个目的在于提出一种汽车整车控制器的标定方法。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出的汽车整车控制器的标定系统，包括：信号采集模块，所述信号采集模块用于采集汽车中待标定设备的传感器输入的双路信号，并对所述双路进行采样处理，得到与所述双路信号中每种信号对应的多个采样值；计算模块，所述计算模块用于对每种信号，计算所述每种信号对应的多个采样值中，在每个采样值的时间节点上，所述待标定设备的开度百分比，并根据所述开度百分比判断所述待标定设备是否处于预设状态，并选取使所述待标定设备处于所述预设状态的开度百分比对应的至少一个的采样值，作为与所述每种信号对应的目标采样值；标定模块，所述标定模块用于根据至少一个的目标采样值对所述待标定设备的传感器进行自动标定。

本发明第一方面实施例提出的汽车整车控制器的标定系统，通过采集汽车中待标定设备的传感器输入的双路信号，并对双路进行采样处理，得到与双路信号中每种信号对应的多个采样值；对每种信号，计算每种信号对应的多个采样值中，在每个采样值的时间节点上，待标定设备的开度百分比，并选取使待标定设备处于预设状态的开度百分比对应的至少一个的采样值，作为与每种信号对应的目标采样值；根据至少一个的目标采样值对待标定设备的传感器进行自动标定，能够对油门踏板信号和制动踏板信号的零点和终值进行实时更新，消除因踏板磨损、温度变化等导致的油门踏板信号和制动踏板信号漂移，降低生产成本以及后期维护成本。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出的汽车整车控制器的标定方法，包括：采集汽车中待标定设备的传感器输入的双路信号，并对所述双路进行采样处理，得到与所述双路信号中每种信号对应的多个采样值；对每种信号，计算所述每种信号对应的多个采样值中，在每个采样值的时间节点上，所述待标定设备的开度百分比，并根据所述开度百分比判断所述待标定设备是否处于预设状态，并选取使所述待标定设备处于所述预设状态的开度百分比对应的至少一个的采样值，作为与所述每种信号对应的目标采样值；根据至少一个的目标采样值对所述待标定设备的传感器进行自动标定。

本发明第二方面实施例提出的汽车整车控制器的标定方法，通过采集汽车中待标定设备的传感器输入的双路信号，并对双路进行采样处理，得到与双路信号中每种信号对应的多个采样值；对每种信号，计算每种信号对应的多个采样值中，在每个采样值的时间节点上，待标定设备的开度百分比，并选取使待标定设备处于预设状态的开度百分比对应的至少一个的采样值，作为与每种信号对应的目标采样值；根据至少一个的目标采样值对待标定设备的传感器进行自动标定，能够对油门踏板信号和制动踏板信号的零点和终值进行实时更新，消除因踏板磨损、温度变化等导致的油门踏板信号和制动踏板信号漂移，降低生产成本以及后期维护成本。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一实施例提出的汽车整车控制器的标定系统的结构示意图；

图2是本发明实施例中某种油门踏板传感器输出信号的特性曲线示意图；

图3是本发明实施例中某种制动踏板传感器输出信号的特性曲线示意图；

图4是本发明另一实施例提出的汽车整车控制器的标定系统的结构示意图；

图5是本发明一实施例提出的汽车整车控制器的标定方法的流程示意图；

图6是本发明另一实施例提出的汽车整车控制器的标定方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

图1是本发明一实施例提出的汽车整车控制器的标定系统的结构示意图。

本发明的实施例可以应用于纯电动汽车中，或者，可以应用于混合动力汽车中，或者，可以应用于传统燃油汽车中，对此不作限制。

参见图1，该汽车整车控制器的标定系统包括：信号采集模块100、计算模块200，以及标定模块300。

在本发明的实施例中，该汽车整车控制器的标定系统包括：信号采集模块100，用于采集汽车中待标定设备的传感器输入的双路信号，并对双路进行采样处理，得到与双路信号中每种信号对应的多个采样值。

相关技术中，在车辆总装完成后，整车标定人员通过专用设备标定整车的油门踏板信号和制动踏板信号，确定油门踏板信号和制动踏板信号的零点和终值。在整车匹配标定过程中需要花费大量的人力和物力，且一旦标定完成，标定数据会被固化在存储器中，程序将无法自适应修正。

而本发明的实施例中，在整车总装过程中，无须再对油门踏板信号和制动踏板信号进行人工标定，整车正常驾驶后，整车控制器软件根据多次采样数据自学习计算出油门踏板信号和制动踏板信号的零点和终值，降低生产成本，且油门踏板信号和制动踏板信号的零点和终值是通过动态数据采样校验后获得的，能够对油门踏板信号和制动踏板信号的零点和终值进行实时更新，消除因踏板磨损、温度变化等导致的油门踏板信息和制动踏板信号漂移，降低后期维护成本。

在本发明的实施例中，待标定设备例如为标定人员需要对其进行标定的设备，例如，油门踏板、制动踏板、方向盘、整车加速度传感器等。

在本发明的实施例中，待标定设备的传感器例如可以为电阻式传感器，或者，可以为霍尔式传感器，或者，可以为感应式传感器，对此不作限制。

可选地，在汽车上各零部件组装完成后，需要对输入控制器的传感器信号进行零点和量程范围的标定，以确保整车上传感器采样数据的准确，例如，油门踏板传感器的标定、制动踏板传感器的标定、方向盘转角信号的标定、整车加速度传感器的标定等。

本发明的实施例以待标定设备的传感器为油门踏板传感器和制动踏板传感器示例。

可选地，油门踏板传感器和制动踏板传感器各输出两路模拟电压信号，可以分别标记油门踏板传感器输出的两路信号为AccSig1、AccSig2，制动踏板传感器输出的两路信号为BrkSig1、BrkSig2，则可以得到4路模拟电压信号。

作为一种示例，参见图2，图2为本发明实施例中某种油门踏板传感器输出信号的特性曲线示意图，两路油门踏板信号变化成一定比例关系，利用信号的冗余输出方式可以实现油门踏板信号的故障诊断。

作为一种示例，参见图3，图3为本发明实施例中某种制动踏板传感器输出信号的特性曲线示意图，两路制动踏板信号在任意时刻的累加和均相等，这同样是信号的一种冗余输出方式，为了实现制动踏板信号的故障诊断。

具体地，4路模拟电压信号经过VCU硬件滤波电路进行滤波处理，滤除每路信号中的高次谐波分量；滤波后的4路信号可以进入到VCU的A/D采样通道进行模数转换，获得与油门踏板信号和制动踏板信号对应的4路数字信号；将4路数字信号经过软件滤波处理后，得到VCU所需的油门踏板信号和制动踏板信号的采样值，即，得到4路信号中每种信号对应的多个采样值，以便后续步骤中根据不同的采样值对待标定设备的传感器进行自动标定。

在本发明的实施例中，该汽车整车控制器的标定系统包括：计算模块200，用于对每种信号，计算每种信号对应的多个采样值中，在每个采样值的时间节点上，待标定设备的开度百分比，并根据开度百分比判断待标定设备是否处于预设状态，并选取使待标定设备处于预设状态的开度百分比对应的至少一个的采样值，作为与每种信号对应的目标采样值。

在本发明的实施例中，预设状态可以例如为零点状态和终值状态。

可选地，滤波后的油门踏板信号和制动踏板信号经故障检测模块500进行故障检测断后，输出有效数据(参见图2中的故障检测模块500)，可以通过每种信号对应的多个采样值、故障检测计算出的权值、以及第一零点和终值数据计算出在每个采样值的时间节点上，待标定设备的开度百分比及油门踏板传感器对应的扭矩。在待标定设备处于零点状态和终值状态时，选取使待标定设备处于预设状态的开度百分比对应的至少一个的采样值，作为与每种信号对应的目标采样值。

需要说明的是，汽车在驾驶过程中，在检测到油门深度信号大于30％、制动深度信号小于6％且车速大于等于30Km/h时，程序判断制动踏板此时处于零值状态；在检测到制动深度信号大于30％、油门深度信号小于6％且车速为0Km/h时，程序判断油门踏板处于零值状态。制动踏板信号和油门踏板信号的终值获取，是通过多次获取制动踏板信号和油门踏板信号的采样值，取其最大值或最小值，如果在正常终值范围内，则对终值进行更新。

在本发明的实施例中，该汽车整车控制器的标定系统包括：标定模块300，用于根据至少一个的目标采样值对待标定设备的传感器进行自动标定。

一些实施例中，参见图4，标定模块300具体包括：校验子模块310、读取子模块320、判断子模块330，以及标定子模块340。其中，

校验子模块310，用于对至少一个的目标采样值进行校验，得到校验结果。

可选地，通过多次数据识别，对至少一个的目标采样值进行校验，得到校验结果。

读取子模块320，用于在校验结果为至少一个的目标采样值有效时，读取第一零点和终值数据。

可选地，读取子模块320还用于：在外部存储器400中的预设标志位置位为1时，从外部存储器400中读取第一零点和终值数据，在外部存储器400中的预设标志位置位不为1时，从预设信号映射表中读取零点和终值数据并作为第一零点和终值数据。

本发明实施例中，预设信号映射表可以由待标定设备的传感器厂家提供，预设信号映射表中存储待标定设备的传感器出厂时的零点和终值数据，可以将预设信号映射表固化到程序中，以便于程序读取待标定设备的传感器出厂时的零点和终值数据。

在本发明的实施例中，预设标志位指自学习过程产生的数据存入标识位，用于标识整车控制器通过进行自学习过程产生第一零点和终值数据，可以标记预设标志位为Edit_Flag。

在本发明的实施例中，外部存储器400是指整车控制器中具有掉电保护的存储器芯片，例如，EEPROM、片外Flash等，该外部存储器400用于存储整车控制器中需要掉电保护的数据，能够保证系统的稳定性。

可选地，标记自学习过程生成的第一零点和终值数据为Eidt_Acc1、Eidt_Acc2、Eidt_Brk1、Eidt_Brk2，将其存放在具有掉电保护功能的外部存储器400中。

当校验结果为至少一个的目标采样值有效时，处理器可以读取外部存储器400中的数据，程序判断外部存储器400中的预设标志位Edit_Flag是否置位为1，在预设标志位置位为1时，从外部存储器400中读取自学习过程生成的第一零点和终值数据；在预设标志位置位不为1时，从预设信号映射表中读取待标定设备的传感器出厂时的零点和终值数据并作为第一零点和终值数据。

判断子模块330，用于判断至少一个的目标采样值对应的第二零点和终值数据和第一零点和终值数据是否相同，得到判断结果。

可以理解的是，至少一个的目标采样值对应的第二零点和终值数据是自学习过程新生成的零点和终值数据，判断至少一个的目标采样值对应的第二零点和终值数据和第一零点和终值数据是否相同，即，判断自学习过程新生成的第二零点和终值数据和外部存储器400中读取的第一零点和终值数据是否相同，在第二零点和终值数据和第一零点和终值数据相同时，不对外部存储器400中的第一零点和终值数据进行更新；在第二零点和终值数据和第一零点和终值数据不同时，可以对外部存储器400中的第一零点和终值数据进行更新，能够保证外部存储器中的数据的实时更新，消除因踏板磨损、温度变化等导致的油门踏板信号和制动踏板信号漂移。

标定子模块340，用于根据判断结果对待标定设备的传感器进行自动标定。

相关技术中，由于标定完成后，完成标定的零点和终值数据将会被固化在外部存储器中，程序将无法进行自适应修正，需到指定维修点进行重新标定或硬件更换升级，维护成本较高。

而本发明的实施例中，通过根据判断结果对待标定设备的传感器进行自动标定，在第二零点和终值数据和第一零点和终值数据相同时，不对外部存储器400中的第一零点和终值数据进行更新；在第二零点和终值数据和第一零点和终值数据不同时，可以对外部存储器400中的第一零点和终值数据进行更新，并将预设标志位Edit_Flag置位为1，能够保证外部存储器中的数据的实时更新，消除因踏板磨损、温度变化等导致的油门踏板信号和制动踏板信号漂移，降低后期维护成本。

一些实施例中，参见图4，该汽车整车控制器的标定系统还包括：外部存储器400、故障检测模块500，以及诊断仪600。

在本发明的实施例中，该汽车整车控制器的标定系统包括：外部存储器400，用于存储预设标志位，其中，在预设标志位置位为1时，预设标志位用于标识整车控制器通过进行自学习过程产生第一零点和终值数据。

其中，预设标志位指自学习过程产生的数据存入标识位，用于标识整车控制器通过进行自学习过程产生第一零点和终值数据，可以标记预设标志位为Edit_Flag。

可选地，将预设标志位写入外部存储器400中，用于作为第一零点和终值数据选择的标识，能够便于程序对第一零点和终值数据的读取。

在本发明的实施例中，该汽车整车控制器的标定系统包括：故障检测模块500，用于根据采样值，以及第一零点和终值数据对待标定设备的传感器进行故障检测，得到检测结果。

可选地，可以根据信号采集模块100得到的采样值，以及外部存储器400中存储的第一零点和终值数据对待标定设备的传感器进行故障检测。

在本发明的实施例中，故障检测可以分为三种，根据优先级从高到低分别为极限值检测、变化率限制检测，以及合理性检测，前一级检测出现故障后程序直接跳出故障检测，进入故障报告和故障应对模式。

极限值检测，可以检测出待标定设备的传感器信号对电源短路、对地短路和传感器信号开路的情况。

变化率限制检测，可以对信号值是否停滞或超乎常理的突变进行检测。

例如，控制器采样周期为10ms，若上一时刻的采样值和这一时刻的采样值大于量程的35％，则认为待标定设备的传感器信号的变化率发生故障。

合理性检测，油门踏板传感器和制动踏板传感器各自输出的是两路冗余的信号，通过对各自输出的两路信号关系进行合理性的比较，从而间接证明油门踏板信号和制动踏板信号是否存在的合理性故障。

例如，油门踏板传感器输出的两路信号的采样值应该符合两倍关系，在误差范围内，如果两路信号的采样值符合两倍关系，则认为合理性检测通过，否者，认为合理性故障。

在本发明的实施例中，该汽车整车控制器的标定系统包括：诊断仪600，用于接收检测结果，并在检测结果为待标定设备的传感器存在故障时，根据检测结果生成故障码及对应的故障信息，并对故障码及对应的故障信息进行显示。

可选地，在检测出待标定设备的传感器存在故障后，可以将故障通过与诊断仪600等设备连接，输出集体的故障码，指明故障的来源，并且可以通过诊断仪600的仪表对故障信息进行显示，或者，可以将故障信息以指示灯的方式进行输出，以达到故障提示的作用。

本实施例中，通过采集汽车中待标定设备的传感器输入的双路信号，并对双路进行采样处理，得到与双路信号中每种信号对应的多个采样值；对每种信号，计算每种信号对应的多个采样值中，在每个采样值的时间节点上，待标定设备的开度百分比，并选取使待标定设备处于预设状态的开度百分比对应的至少一个的采样值，作为与每种信号对应的目标采样值；根据至少一个的目标采样值对待标定设备的传感器进行自动标定，能够对油门踏板信号和制动踏板信号的零点和终值进行实时更新，消除因踏板磨损、温度变化等导致的油门踏板信号和制动踏板信号漂移，降低生产成本以及后期维护成本。

图5是本发明一实施例提出的汽车整车控制器的标定方法的流程示意图。

参见图5，该汽车整车控制器的标定方法包括：

S51：采集汽车中待标定设备的传感器输入的双路信号，并对双路进行采样处理，得到与双路信号中每种信号对应的多个采样值。

S52：对每种信号，计算每种信号对应的多个采样值中，在每个采样值的时间节点上，待标定设备的开度百分比。

S53：根据开度百分比判断待标定设备是否处于预设状态，并选取使待标定设备处于预设状态的开度百分比对应的至少一个的采样值，作为与每种信号对应的目标采样值。

可选地，预设状态为零点状态和终值状态。

S54：根据至少一个的目标采样值对待标定设备的传感器进行自动标定。

需要说明的是，前述图1-图4实施例中对汽车整车控制器的标定系统实施例的解释说明也适用于该实施例的汽车整车控制器的标定方法，其实现原理类似，此处不再赘述。

本实施例中，通过采集汽车中待标定设备的传感器输入的双路信号，并对双路进行采样处理，得到与双路信号中每种信号对应的多个采样值；对每种信号，计算每种信号对应的多个采样值中，在每个采样值的时间节点上，待标定设备的开度百分比，并选取使待标定设备处于预设状态的开度百分比对应的至少一个的采样值，作为与每种信号对应的目标采样值；根据至少一个的目标采样值对待标定设备的传感器进行自动标定，能够对油门踏板信号和制动踏板信号的零点和终值进行实时更新，消除因踏板磨损、温度变化等导致的油门踏板信号和制动踏板信号漂移，降低生产成本以及后期维护成本。

图6是本发明另一实施例提出的汽车整车控制器的标定方法的流程示意图。

参见图6，该汽车整车控制器的标定方法包括：

S601：存储预设标志位，其中，在预设标志位置位为1时，预设标志位用于标识整车控制器通过进行自学习过程产生第一零点和终值数据。

S602：采集汽车中待标定设备的传感器输入的双路信号，并对双路进行采样处理，得到与双路信号中每种信号对应的多个采样值。

S603：根据采样值，以及第一零点和终值数据对待标定设备的传感器进行故障检测，得到检测结果。

S604：接收检测结果，并在检测结果为待标定设备的传感器存在故障时，根据检测结果生成故障码及对应的故障信息，并对故障码及对应的故障信息进行显示。

S605：对每种信号，计算每种信号对应的多个采样值中，在每个采样值的时间节点上，待标定设备的开度百分比。

S606：根据开度百分比判断待标定设备是否处于预设状态，并选取使待标定设备处于预设状态的开度百分比对应的至少一个的采样值，作为与每种信号对应的目标采样值。

可选地，预设状态为零点状态和终值状态。

S607：对至少一个的目标采样值进行校验，得到校验结果。

S608：在校验结果为至少一个的目标采样值有效时，读取第一零点和终值数据。

在本发明的实施例中，可以在外部存储器中的预设标志位置位为1时，从外部存储器中读取第一零点和终值数据，在外部存储器中的预设标志位置位不为1时，从预设信号映射表中读取零点和终值数据并作为第一零点和终值数据。

S609：判断至少一个的目标采样值对应的第二零点和终值数据和第一零点和终值数据是否相同，得到判断结果。

S610：根据判断结果对待标定设备的传感器进行自动标定。

需要说明的是，前述图1-图4实施例中对汽车整车控制器的标定系统实施例的解释说明也适用于该实施例的汽车整车控制器的标定方法，其实现原理类似，此处不再赘述。

本实施例中，通过存储预设标志位，能够便于程序对第一零点和终值数据的读取。通过根据采样值，以及第一零点和终值数据对待标定设备的传感器进行故障检测，得到检测结果，并在检测结果为待标定设备的传感器存在故障时，根据检测结果生成故障码及对应的故障信息，并对故障码及对应的故障信息进行显示，能够指明故障的来源，达到故障提示的作用。通过在校验结果为至少一个的目标采样值有效时，读取第一零点和终值数据，判断至少一个的目标采样值对应的第二零点和终值数据和第一零点和终值数据是否相同，得到判断结果，能够保证外部存储器中的数据的实时更新，消除因踏板磨损、温度变化等导致的油门踏板信号和制动踏板信号漂移。通过根据判断结果对待标定设备的传感器进行自动标定，能够降低后期维护成本。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。