一种加速踏板的故障诊断方法、装置及车辆与流程

本发明实施例涉及汽车加速踏板的信号处理技术领域，尤其涉及一种加速踏板的故障诊断方法、装置及车辆。

背景技术：

加速踏板作为车辆中的重要部件，体现了驾驶员的行驶意图，是整车扭矩的重要输入，控制着发动机的动力输出。当加速踏板信号发生异常时，不仅会影响车辆动力性，还会对行车安全性产生重要影响。因此，针对汽车加速踏板的信号分析和故障诊断对整车的安全行驶尤为重要。

现有的加速踏板故障诊断主要是针对加速踏板电路故障、电源故障、信号超限等故障类型进行诊断，即使涉及到加速踏板运动时两路信号同步性的问题，也仅仅是判断两路信号的差值或比值是否超限。

现有的加速踏板故障诊断方法无法准确及时的反应加速踏板两路信号同步性的信息，影响行车安全。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种加速踏板的故障诊断方法、装置及车辆，以及时准确地反应加速踏板信号同步性信息，实现更精确的故障诊断，提高整车安全性。

第一方面，本发明实施例提供了一种加速踏板的故障诊断方法，所述加速踏板包括第一传感器和第二传感器，所述加速踏板的故障诊断方法包括：

获取所述第一传感器采集的第一电压信号和所述第二传感器采集的第二电压信号；

若根据所述第一电压信号判断出所述加速踏板处于初始怠速区域，之后离开所述初始怠速区域；将所述加速踏板离开所述初始怠速区域时获取的第二电压信号记为怠速区域临界值；

若根据所述第一电压信号判断出所述加速踏板离开怠速区域，且根据所述第二电压信号和所述怠速区域临界值判断出所述加速踏板位于怠速区域，则所述第一电压信号和所述第二电压信号不同步；

若判断出所述第一电压信号和所述第二电压信号不同步的次数超过次数阈值，则所述加速踏板出现故障。

可选地，根据所述第一电压信号判断所述加速踏板是否处于初始怠速区域，包括：

若所述第一电压信号小于第一预设电压，且持续时间超过第一预设时间，则所述加速踏板处于所述初始怠速区域；若所述第一电压信号大于所述第一预设电压，则所述加速踏板离开所述初始怠速区域。

可选地，所述第一电压信号和所述第二电压信号不同步，包括：

若所述第一电压信号增大，且大于第二预设电压，则根据所述第一电压信号判断出所述加速踏板离开所述怠速区域；其中，所述第二预设电压大于所述第一预设电压；此时若所述第二电压信号小于所述怠速区域临界值，则根据所述第二电压信号判断出所述加速踏板未离开所述怠速区域；

或若所述第一电压信号大于第二预设电压，则根据所述第一电压信号判断出所述加速踏板在所述怠速区域之外；其中，所述第二预设电压大于所述第一预设电压；此时若所述第二电压信号小于所述怠速区域临界值，且持续时间超过第二预设时间，则根据所述第二电压信号判断出所述加速踏板回到所述怠速区域。

可选地，判断出所述第一电压信号和所述第二电压信号不同步的次数加1，包括：

在判断出所述第一电压信号和所述第二电压信号不同步之后，若所述第一电压信号增大，且所述第一电压信号超过第三预设电压时，计数器加1；

其中，所述第三预设电压大于所述第二预设电压。

可选地，判断出所述第一电压信号和所述第二电压信号不同步的次数减1，包括：

在判断出所述第一电压信号和所述第二电压信号同步之后，若所述第一电压信号增大，且所述第一电压信号超过第四预设电压时，计数器减1；

其中，所述第四预设电压大于所述第一预设电压。

可选地，所述计数器的下限值为0。

可选地，在所述获取所述第一传感器采集的第一电压信号和所述第二传感器采集的第二电压信号之后，还包括：

判断是否满足使能条件，若满足所述使能条件，则进行所述第一电压信号与所述第二电压信号是否同步的判断；

所述使能条件包括：所述第一电压信号小于第一上限电压且大于第一下限电压、和所述第二电压信号小于第二上限电压且大于第二下限电压、和所述第一传感器与所述第二传感器供电正常。

可选地，所述获取所述第一传感器采集的第一电压信号和第二传感器采集的第二电压信号，包括：

将所述第一电压信号进行滤波处理；将所述第二电压信号进行滤波处理；获取所述第一电压信号的滤波值和所述第二电压信号的滤波值。

第二方面，本发明实施例提供了一种加速踏板的故障诊断装置，所述加速踏板的故障诊断装置包括：

电压信号获取模块，用于获取第一传感器采集的第一电压信号和第二传感器采集的第二电压信号；

怠速区域临界值获取模块，用于若根据所述第一电压信号判断出所述加速踏板处于初始怠速区域，之后离开所述初始怠速区域；将所述加速踏板离开所述初始怠速区域时获取的第二电压信号记为怠速区域临界值；

信号不同步判断模块，用于若根据所述第一电压信号判断出所述加速踏板离开怠速区域，且根据所述第二电压信号和所述怠速区域临界值判断出所述加速踏板位于怠速区域，则判断出所述第一电压信号和所述第二电压信号不同步；

故障判断模块，用于若判断出所述第一电压信号和所述第二电压信号不同步的次数超过次数阈值，则判断出所述加速踏板出现故障。

第三方面，本发明实施例提供了一种车辆，所述车辆包括：加速踏板和本发明任意实施例所提供的加速踏板的故障诊断装置；所述加速踏板包括第一传感器和第二传感器。

本发明实施例中，根据第一电压信号判断加速踏板是否离开初始怠速区域，在加速踏板离开初始怠速区域时获取第二电压信号记为怠速区域临界值；将第一电压信号与第二预设电压相比以及第二电压信号与怠速区域临界值相比来判断第一电压信号和第二电压信号是否同步。由此可见，本发明实施例直接将第一电压信号和第二电压信号与各自的预设值作比较，不需要得到两路信号的差值或比值后再做比较，减少了处理步骤，节省了处理时间。并且在判断出不同步的次数超过次数阈值时，确定加速踏板出现故障，防止偶然因素的影响，提高了故障诊断的准确性。因此，与现有技术相比，本发明实施例可以及时准确地反应加速踏板信号同步性信息，实现了更精确的故障诊断，提高了整车的安全性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种加速踏板和电子控制单元的连接示意图；

图2是本发明实施例提供的一种加速踏板的故障诊断方法的流程示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种加速踏板的故障诊断方法的流程示意图；

图4是本发明实施例提供的一种加速踏板的故障诊断装置的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种车辆的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

本发明实施例提供了一种加速踏板的故障诊断方法，该故障诊断方法可以由加速踏板的故障诊断装置来执行，该加速踏板的故障诊断装置可以配置于电子控制单元(electroniccontrolunit，ecu)中。图1为本发明实施例提供的一种加速踏板和电子控制单元的连接示意图。参见图1，示例性地，加速踏板100包括第一传感器和第二传感器。第一传感器将采集的第一电压信号传输至电子控制单元ecu；第二传感器将采集的第二电压信号传输至电子控制单元ecu。电子控制单元ecu执行对车辆加速踏板100的第一电压信号和第二电压信号同步性问题的故障诊断。

图2是本发明实施例提供的一种加速踏板的故障诊断方法的流程示意图。如图2所示，该加速踏板的故障诊断方法包括以下步骤：

s110、获取第一传感器采集的第一电压信号和第二传感器采集的第二电压信号。

其中，第一传感器和第二传感器采集加速踏板的开度信息转换为电压信息传递给车辆的控制模块，控制模块根据电压信号确定车辆节气门的开度，从而控制发动机的扭矩输出。因此，第一传感器与第二传感器采集的电压的同步性至关重要，若不同步会导致控制模块的反应混乱，无法通过第一电压信号和第二电压信号判断驾驶员的真正意图，影响行车安全。

示例性地，第一传感器与第二传感器均可以是位置传感器，分别采集加速踏板的位置信息，将两路位置信息转换为第一电压信号与第二电压信号，并传递给车辆的控制模块，控制模块根据第一电压信号与第二电压信号进行故障诊断。可选地，第一传感器和第二传感器可以由同一电源供电。可选地，控制模块可以是发动机电控单元。

s120、若根据第一电压信号判断出加速踏板处于初始怠速区域，之后离开初始怠速区域；将加速踏板离开初始怠速区域时获取的第二电压信号记为怠速区域临界值。

其中，加速踏板是否处于怠速区域可以根据第一电压信号判断得出，也可以根据第二电压信号判断得出。以第一电压信号为例，若第一电压信号小于设定值，可以判断出加速踏板位于怠速区域，此时也可以称作第一电压信号位于怠速区域。那么，“根据第一电压信号判断出加速踏板处于初始怠速区域，之后离开初始怠速区域”也可以理解为，第一电压信号处于初始怠速区域，之后离开初始怠速区域。在第一电压信号离开初始怠速区域时，获取第二电压信号，记为怠速区域临界值，相当于将第一电压信号和第二电压信号进行校准。此怠速区域临界值作为第二电压信号是否位于怠速区域的判断依据。

s130、若根据第一电压信号判断出加速踏板离开怠速区域，且根据第二电压信号和怠速区域临界值判断出加速踏板位于怠速区域，则第一电压信号和第二电压信号不同步。

其中，第一电压信号和第二电压信号不同步的判断依据可以理解为，第一电压信号离开怠速区域，第二电压信号处于怠速区域。在进行第一电压信号与第二电压信号同步性的判断时，第一电压信号仅与标定的电压值进行比较，第二电压信号仅与怠速区域临界值进行比较。不需要两路电压信号做差或求比值，两路信号对加速踏板是否位于怠速区域的判断互不干扰。

s140、若判断出第一电压信号和第二电压信号不同步的次数超过次数阈值，则加速踏板出现故障。

其中，为了排除偶然因素的干扰，防止故障诊断的误判，对第一电压信号与第二电压信号不同步的次数进行记录，当不同步次数超过阈值才认为发生了故障。次数阈值可以在实际应用时按照需要进行设定，本申请对此数量不做限制。可选地，次数阈值可以是10次。

本发明实施例提供的加速踏板的故障诊断方法，根据第一电压信号判断加速踏板是否离开初始怠速区域，在加速踏板离开初始怠速区域时获取第二电压信号记为怠速区域临界值；将第一电压信号与标定电压相比以及第二电压信号与怠速区域临界值相比来判断第一电压信号和第二电压信号是否同步。由此可见，本发明实施例直接将第一电压信号和第二电压信号与各自的预设值作比较，不需要得到第一电压信号与第二电压信号的差值或比值后再做比较，减少了处理步骤，节省了处理时间。并且在判断出不同步的次数超过次数阈值时，确定加速踏板出现故障，防止偶然因素的影响，提高了故障诊断的准确性。因此，与现有技术相比，本发明实施例可以及时准确地反应加速踏板信号同步性信息，实现了更精确的故障诊断，提高了整车的安全性。

在上述各实施例的基础上，进一步地，根据第一电压信号判断加速踏板是否处于初始怠速区域，包括：

若第一电压信号小于第一预设电压，且持续时间超过第一预设时间，则加速踏板处于初始怠速区域；若第一电压信号大于第一预设电压，则加速踏板离开初始怠速区域。

其中，加速踏板的两路电压信号的量程不同，其中一路电压信号的量程是另一路电压信号量程的二倍。本申请对第一电压信号为大量程还是小量程电压信号不做限定。第一预设电压可以在实际应用时，根据需要进行标定，本申请对第一预设电压的大小不做限定。第一预设时间可以在实际应用时，根据需要进行标定，本申请对第一预设时间的大小不做限定。示例性的，比如第一电压信号为大量程电压信号，第一预设电压可以选为1.11v，第一预设时间可选为0.1s；当第一电压信号小于1.11v，且持续时间超过0.1s时认为加速踏板处于初始怠速区域；当第一电压信号大于1.11v时认为加速踏板离开初始怠速区域。

在上述各实施例的基础上，判断第一电压信号和第二电压信号不同步的方式有多种，下面就其中的几种进行说明，但不作为对本发明的限定。

在一种实施方式中，可选地，第一电压信号和第二电压信号不同步，包括：

若第一电压信号增大，且大于第二预设电压，则根据第一电压信号判断出加速踏板离开怠速区域；其中，第二预设电压大于第一预设电压；此时若第二电压信号小于怠速区域临界值，则根据第二电压信号判断出加速踏板未离开怠速区域。

其中，在驾驶员踩踏加速踏板的过程中，获取到的第一电压信号与第二电压信号均增加。若第一电压信号与第二电压信号同步，那么第一电压信号应大于第二预设电压，第二电压信号应大于怠速区域临界值，即根据第一电压信号与第二电压信号均判断出加速踏板离开怠速区域，则表示第一电压信号与第二电压信号同步。此时，若根据第一电压信号判断出加速踏板离开怠速区域，但是根据第二电压信号判断出加速踏板未离开怠速区域，认为发生了第一电压信号与第二电压信号不同步现象。

第二预设电压是根据第一电压信号判断加速踏板是否离开怠速区域的标定电压，应比判断加速踏板是否离开初始怠速区域时的标定电压(第一预设电压)大，第二预设电压的值可以根据实际应用进行标定，示例性地，第二预设电压可以是1.22v。

在一种实施方式中，可选地，第一电压信号和第二电压信号不同步，包括：

若第一电压信号大于第二预设电压，则根据第一电压信号判断出加速踏板在怠速区域之外；其中，第二预设电压大于第一预设电压；此时若第二电压信号小于怠速区域临界值，且持续时间超过第二预设时间，则根据第二电压信号判断出加速踏板回到怠速区域。

其中，当驾驶员持续踩踏加速踏板、或松开加速踏板的过程中，当第一电压信号仍大于第二预设电压(即根据第一电压信号判断加速踏板仍在怠速区域之外)时，若第二电压信号落回怠速区域临界值以下(即根据第二电压信号判断加速踏板回到了怠速区域)，并且持续时间超过第二预设时间，认为发生了第一电压信号与第二电压信号不同步现象。第二预设时间可以根据实际需求进行标定。示例性地，第二预设时间可以是0.25s。

本实施例这样设置，第一电压信号与第二预设电压相比，第二电压信号与怠速区域临界值相比，二者互不干扰，且简化了计算步骤，有利于及时进行故障报警。且对驾驶员踩踏和松开加速踏板的行为分别进行加速踏板第一电压信号与第二电压信号同步性的诊断，增加了诊断的可靠性。

在上述各实施例的基础上，为了更加准确地判断出第一电压信号和第二电压信号是否存在不同步的故障，并排除偶然因素的干扰，本发明实施例对是否确实存在不同步的判断进行了进一步地限定，确实存在不同步时，计数器加1。另外，本发明实施例还可以对不同步的次数进行减1。下面对不同步的次数加1和减1的情况分别进行说明。

可选地，判断出第一电压信号和第二电压信号不同步的次数加1，包括：在判断出第一电压信号和第二电压信号不同步之后，若第一电压信号增大，且第一电压信号超过第三预设电压时，计数器加1；其中，第三预设电压大于第二预设电压。

其中，上述步骤表明，当驾驶员继续踩踏加速踏板，使得采集到的第一电压信号继续增加，且超过第三预设电压时，且之前检测到第一电压信号和第二电压信号不同步，故障计数器自加一次。本发明实施例是在检测到两路电压信号不同步发生的基础上，判断计数器是否要加1，也就是说在不同步之后驾驶员继续踩踏加速踏板，加速踏板的开度继续增加，因此第三预设电压大于第二预设电压。第三预设电压可以在实际应用时自行标定，可选地，第三预设电压可以是1.32v。这样设置，避免了第一电压信号在怠速区域的边界处切换时带来的不确定因素，有利于更加准确地判定出第一电压信号和第二电压信号存在不同步现象，而后使计数器加1。

可选地，判断出第一电压信号和第二电压信号不同步的次数减1，包括：在判断出第一电压信号和第二电压信号同步之后，若第一电压信号增大，且第一电压信号超过第四预设电压时，计数器减1；其中，第四预设电压大于第一预设电压。

其中，若驾驶员继续踩踏加速踏板或再次踩踏加速踏板，使得第一电压信号增大，且第一电压信号超过第四预设电压时，若之前没有检测到第一电压信号和第二电压信号的不同步现象，故障计数器自减一次。由于在加速踏板离开初始怠速区域后才进行第一电压信号与第二电压信号同步性的判断，所以在判断计数器是否需要减1的时候，第四预设电压要大于判断加速踏板是否离开初始怠速区域时的第一预设电压。第四预设电压可以在实际应用时自行标定，可选地，第四预设电压可以与第二预设电压相同。这样设置，避免了对第一电压信号和第二电压信号不同步的误判断。

进一步地，计数器的下限值为0。以防止计数器持续自减，发生故障时计数器因达不到次数阈值而导致的故障漏报。

可选地，在计数器达到次数阈值时，认为发生了加速踏板第一电压信号与第二电压信号不同步的故障，由车辆的控制模块报出故障并储存故障码；若计数器未达到次数阈值，则不报故障。

在上述各实施例的基础上，为了获得更稳定的信号，本发明实施例对第一电压信号和第二电压信号的获取进行了进一步的限定。获取第一传感器采集的第一电压信号和第二传感器采集的第二电压信号，包括：将第一电压信号进行滤波处理；将第二电压信号进行滤波处理；获取第一电压信号的滤波值和第二电压信号的滤波值。

将第一电压信号与第二电压信号进行滤波处理，可以去除信号中的干扰噪声，保持滤波前后信号不失真，得到稳定的电压信号值，使故障诊断更为精确。

本发明实施例中，计数器的自加可以防止干扰因素造成的故障误报，计数器的自减可以避免偶然因素造成计数器累加导致的故障误报，计数器设置下限为0可以避免故障漏报。且在进行计数器如何操作的判断时，仅需要考虑第一电压信号的状态，简便易行。

图3是本发明实施例提供的另一种加速踏板的故障诊断方法的流程示意图。如图3所示，在上述各实施方式的基础上，可选地，该加速踏板的故障诊断方法在获取第一传感器采集的第一电压信号和第二传感器采集的第二电压信号之后，还包括：判断是否满足使能条件，若满足使能条件，则进行第一电压信号与第二电压信号是否同步的判断。

具体地，该加速踏板的故障诊断方法的步骤为：

s210、判断是否满足使能条件，若是则执行s230，若否则结束诊断。

其中，使能条件包括，第一电压信号小于第一上限电压且大于第一下限电压、和第二电压信号小于第二上限电压且大于第二下限电压、和第一传感器与第二传感器供电正常。第一上限电压、第一下限电压、第二上限电压和第二下限电压可以根据实际应用的需要进行标定。

s220、获取第一传感器采集的第一电压信号和第二传感器采集的第二电压信号。

s230、判断第一电压信号与第二电压信号是否同步，若是则执行s250，若否则执行s240。

其中，判断第一电压信号与第二电压信号是否同步的步骤可以根据上述各实施例中提供的方法确定。

s240、计数器加1；

s250、计数器减1；

s260、判断第一电压信号和第二电压信号不同步的次数是否超过次数阈值，若是则执行s270，若否则执行s280。

s270、报出故障。

s280、不报故障。

本发明实施例提供的加速踏板的故障诊断方法，在进行不同步故障诊断前，增加了是否满足使能条件的判断，满足使能条件时才继续进行诊断。增加了加速踏板故障诊断的可靠性。

本发明实施例还提供了一种加速踏板的故障诊断装置，该加速踏板的故障诊断装置可用于实现上述各实施例提供的加速踏板的故障诊断方法，具有相应的有益效果。

图4是本发明实施例提供的一种加速踏板的故障诊断装置的结构示意图。如图4所示，该加速踏板的故障诊断装置包括：电压信号获取模块310、怠速区域临界值获取模块320、信号不同步判断模块330和故障判断模块340。电压信号获取模块310用于获取第一传感器采集的第一电压信号和第二传感器采集的第二电压信号。怠速区域临界值获取模块320用于若根据第一电压信号判断出加速踏板处于初始怠速区域，之后离开初始怠速区域；将加速踏板离开初始怠速区域时获取的第二电压信号记为怠速区域临界值。信号不同步判断模块330用于若根据第一电压信号判断出加速踏板离开怠速区域，且根据第二电压信号和怠速区域临界值判断出加速踏板位于怠速区域，则判断出第一电压信号和第二电压信号不同步。故障判断模块340用于若判断出第一电压信号和第二电压信号不同步的次数超过次数阈值，则判断出加速踏板出现故障。

在上述实施例的基础上，信号获取模块310对第一电压信号和第二电压信号的获取进行了进一步地限定。信号获取模块310还用于将第一电压信号进行滤波处理；将第二电压信号进行滤波处理；获取第一电压信号的滤波值和第二电压信号的滤波值。

在上述实施例的基础上，怠速区域临界值获取模块320对根据第一电压信号判断加速踏板是否处于初始怠速区域进行了进一步限定。怠速区域临界值获取模块320还用于若第一电压信号小于第一预设电压，且持续时间超过第一预设时间，则加速踏板处于初始怠速区域；若第一电压信号大于第一预设电压，则加速踏板离开初始怠速区域。

在上述实施例的基础上，信号不同步判断模块330对判断第一电压信号和第二电压信号是否不同步进行了进一步限定。信号不同步判断模块330还用于若第一电压信号增大，且大于第二预设电压，则根据第一电压信号判断出加速踏板离开怠速区域；其中，第二预设电压大于第一预设电压；此时若第二电压信号小于怠速区域临界值，则根据第二电压信号判断出加速踏板未离开怠速区域；

或若第一电压信号大于第二预设电压，则根据第一电压信号判断出加速踏板在怠速区域之外；其中，第二预设电压大于第一预设电压；此时若第二电压信号小于怠速区域临界值，且持续时间超过第二预设时间，则根据第二电压信号判断出加速踏板回到怠速区域。

在上述各实施例的基础上，故障判断模块340对是否确实存在不同步的判断进行了进一步地限定。故障判断模块340还用于判断出第一电压信号和第二电压信号不同步的次数加1，包括：在判断出第一电压信号和第二电压信号不同步之后，若第一电压信号增大，且第一电压信号超过第三预设电压时，计数器加1；其中，第三预设电压大于第二预设电压。

进一步地，故障判断模块340还用于判断出第一电压信号和第二电压信号不同步的次数减1，包括：在判断出第一电压信号和第二电压信号同步之后，若第一电压信号增大，且第一电压信号超过第四预设电压时，计数器减1；其中，第四预设电压大于第一预设电压。

在上述各实施例的基础上，该加速踏板的故障诊断装置还包括：

使能条件判断模块，用于在获取第一传感器采集的第一电压信号和第二传感器采集的第二电压信号之后，判断是否满足使能条件，若满足使能条件，则进行第一电压信号与第二电压信号是否同步的判断；使能条件包括：第一电压信号小于第一上限电压且大于第一下限电压、和第二电压信号小于第二上限电压且大于第二下限电压、和第一传感器与第二传感器供电正常。

本发明实施例还提供了一种车辆，该车辆可以实现上述各实施例提供的加速踏板的故障诊断方法，具有相应的有益效果。

图5是本发明实施例提供的一种车辆的结构示意图。如图5所示，该车辆400包括：加速踏板100和本发明实施例所提供的加速踏板的故障诊断装置420；加速踏板100包括第一传感器和第二传感器。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。