制动踏板的异常诊断方法和装置与流程

1.本发明涉及车辆控制技术，特别是涉及一种制动踏板的异常诊断方法和装置。


背景技术：

2.传统的制动踏板总成，通常配置两种以上的不同类型的传感器，例如，一种是开关状态传感器(数字量类型的信号)，一种是制动踏板深度传感器(模拟量类型的信号)，等等。连接这些传感器的控制单元，例如常见的发动机控制器或者整车控制器，会基于这些传感器的信号，来判断该制动踏板总成是否处于正常的工作状态，当确认其异常状态后，则进行相应的故障处理，例如，限制整车功率输出等操作。
3.但是，由于高质量的制动踏板深度传感器的生产成本较高，目前很多车型设计，出于降低生产成本等方面的需求，在制动踏板总成中取消制动踏板深度传感器的配置。相应地，也无法再基于制动踏板深度传感器的信号，对制动踏板进行异常诊断。因此，需要针对没有配置制动踏板深度传感器的制动踏板，提出相应的异常诊断解决方案。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种制动踏板的异常诊断方法和装置，能够对没有配置制动踏板深度传感器的制动踏板，进行准确地异常诊断。
5.为了达到上述目的，本发明实施例提出的技术方案为：
6.一种制动踏板的异常诊断方法，包括：
7.在车辆启动后，实时识别制动踏板的开关状态传感器的信号变化；
8.当识别到所述信号变化时，基于相应的信号变化特征，更新当前预设异常识别周期的信号抖动识别参数；
9.基于所述信号抖动识别参数和所述开关状态传感器的所有信号处于相同电平的持续时长，判断所述制动踏板是否发生异常。
10.本发明实施例还提出了一种制动踏板的异常诊断装置，包括：
11.传感器信号变化识别单元，用于在车辆启动后，实时识别制动踏板的开关状态传感器的信号变化；
12.参数更新单元，用于当识别到所述信号变化时，基于相应的信号变化特征，更新当前预设异常识别周期的信号抖动识别参数；
13.异常诊断单元，用于基于所述信号抖动识别参数和所述开关状态传感器的所有信号处于相同电平的持续时长，判断所述制动踏板是否发生异常。
14.本发明实施例还提出一种制动踏板的异常诊断设备，包括处理器和存储器；所述存储器中存储有可被所述处理器执行的应用程序，用于使得所述处理器执行如上所述制动踏板的异常诊断方法。
15.本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，其中存储有计算机可读指令，该计算机可读指令用于执行如上所述制动踏板的异常诊断方法。
16.本发明实施例还提出一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现如上所述制动踏板的异常诊断方法的步骤。
17.综上所述，本发明实施例提出的制动踏板的异常诊断方案，在车辆启动后，对制动踏板的开关状态传感器的信号变化，进行实时识别，在识别到所述信号变化时，基于相应的信号变化特征，更新当前预设异常识别周期的信号抖动识别参数，并基于信号抖动识别参数和开关状态传感器的所有信号处于相同电平的持续时长，来判断制动踏板是否发生异常。如此，仅基于制动踏板的开关状态传感器的信号变化情况，即可对制动踏板的异常情况进行及时、准确地识别，从而可以在没有配置制动踏板深度传感器的情况下，实现对制动踏板的异常诊断，且不会造成异常误识别的情况，因此，可以兼顾制动踏板异常诊断的安全性及实用性。
附图说明
18.图1为本发明实施例的方法流程示意图；
19.图2为本发明实施例的信号抖动识别参数的更新逻辑示意图；
20.图3为本发明实施例的装置结构示意图。
具体实施方式
21.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
22.图1为本发明实施例的制动踏板异常诊断方法流程示意图，如图1所示，该实施例实现的制动踏板的异常诊断方法主要包括：
23.步骤101、在车辆启动后，实时识别制动踏板的开关状态传感器的信号变化。
24.本步骤，用于实时识别制动踏板的开关状态传感器的信号变化，以便在车辆启动后能够基于开关状态传感器的信号变化情况，及时、准确地识别出制动踏板的异常运行情况，从而使得制动踏板的异常诊断不依赖于制动踏板深度传感器的信号。
25.步骤102、当识别到所述信号变化时，基于相应的信号变化特征，更新当前预设异常识别周期的信号抖动识别参数。
26.这里，引入了信号抖动识别参数，以对制动踏板发生抖动、卡滞等异常状况进行实时诊断。本步骤中，通过实时地基于开关状态传感器的信号变化特征，对信号抖动识别参数进行更新，使得信号抖动识别参数可以对制动踏板是否发生抖动等异常情况进行表征。
27.在一种实施方式中，可以采用下述方法基于相应的信号变化类型，对当前预设异常识别周期的信号抖动识别参数进行更新：
28.当识别到所述开关状态传感器的信号从第一状态或第二状态变化为第三状态时，将当前异常识别周期的所述信号抖动识别参数加一，并触发对处于所述第三状态的持续时长进行计时。其中，所述第一状态和所述第二状态为主路信号和辅路信号处于不同电平时的状态，所述第三状态为主路信号和辅路信号处于相同电平时的状态。
29.当识别到所述开关状态传感器的信号从所述第三状态变化为所述第一状态或所述第二状态，且当前状态与所述第三状态的上一相邻状态相同时，将当前异常识别周期的所述信号抖动识别参数加一。
30.当识别到所述开关状态传感器的信号从所述第三状态变化为所述第一状态或所述第二状态，且当前状态与所述第三状态的上一相邻状态不同时，将当前异常识别周期的所述信号抖动识别参数减一。
31.这里需要说明的是，对于制动踏板的开关状态传感器，从输出的电路或者电信号而言，由两个信号组成的，即主路信号和辅路信号。假设这两路信号命名为signal a和signal b。制动踏板在正常或理想工作状态下，当制动踏板松开未被踩下时，signal a的状态是0(即低电平)，signal b的状态是1(即高电平)；当制动踏板被踩下时，两个信号的状态则反转，例如，signal a变为1，signal b的状态变为0。这样，在理论上，在制动踏板正常工作时，对于同一个开关状态传感器的信号，不可能同时为1或同时为0的情况，基于此，可以考虑利用对signal a和signal b的电平是否相同，进行异常识别。即当signal a和signal b的电平相同时，即均为0，或者均为1时，则判断为异常状态，需要进行对应的故障警示以及故障处理。
32.但是，由于制造工艺上的问题，在实际应用中，在踏板被踩下以及松开的过程中，难免会出现短暂的双路信号同时为0或者同时为1的现象(与工艺及设计方案有关，同一个踏板开关状态传感器，正常工作时双路信号只存在一种电平相同的情况，即同时为0，或同时为1)。这样，在制动踏板处于正常情况下时，也可能存在主、辅路信号相同的情况。基于此，在基于制动踏板的开关状态传感器的信号变化情况进行异常识别时，需要对上述由于制造工艺而导致的主、辅路信号相同的情况进行甄别，以避免将正常状态误识别为异常的情况。
33.在上述对当前预设异常识别周期的信号抖动识别参数进行更新的方法中，当识别到开关状态传感器的信号从第一状态或第二状态变化为第三状态时，说明制动踏板可能处于被踩下或被松开的过程中，也可能处于抖动或卡滞等异常状态，此时，需要将当前异常识别周期的信号抖动识别参数进行加一，以对当前可能存在的异常进行记录。
34.当识别到所述开关状态传感器的信号从所述第三状态变化为所述第一状态或所述第二状态，且当前状态与所述第三状态的上一相邻状态相同(即又变化为第三状态之前的状态)时，说明此时制动踏板有可能处于抖动、卡滞等异常状态，也有可能是处于正常工作状态下由驾驶员主动触发切换回上一次信号变化前的状态。此时，需要将当前异常识别周期的信号抖动识别参数进行加一，这样，当制动踏板有可能处于抖动或卡滞等异常状态时，该信号抖动识别参数会被持续累加，而在正常工作状态下，该信号抖动识别参数则不会被持续累加，因此，当信号抖动识别参数过大时，说明制动踏板发生异常，从而可以基于信号抖动识别参数的实时数值，对制动踏板的异常抖动进行识别。
35.当识别到所述开关状态传感器的信号从所述第三状态变化为所述第一状态或所述第二状态，且当前状态与所述第三状态的上一相邻状态不同时，说明制动踏板可以被正常地踩下或松开，此时，需要将当前异常识别周期的所述信号抖动识别参数减一，以使得信号抖动识别参数的取值在正常工作的合理范围内，确保信号抖动识别参数的取值仅在制动踏板处于抖动或卡滞等异常状态时才能过大，从而可以在后续步骤中能够基于信号抖动识别参数对制动踏板的异常抖动进行准确识别。
36.在一种实施方式中，所述第一状态为主路信号为高电平且辅路信号为低电平；所述第二状态为主路信号为低电平且辅路信号为高电平；所述第三状态为主路信号和辅路信
号均为高电平或低电平。
37.在一种实施方式中，所述异常识别周期具体可以为上电循环周期(即通常所说的kl15钥匙上电循环)。在每个异常识别周期，信号变化识别参数的初始值为零，并在异常识别周期内实时地基于信号变化类型进行更新，每个异常识别周期结束时，将信号变化识别参数清零，此时，信号变化识别参数不需要被锁存到非易失性存储器中(eeprom)，以使信号变化识别参数自动清零。
38.图2为信号抖动识别参数在制动踏板踩下或松开过程中的更新逻辑示意图，其中，signal a和signal b用于表征制动踏板的开关状态传感器的两路信号；brk_sig_counter为信号变化识别参数；brk_sig_timer为用于对开关状态传感器的两路信号处于相同电平时的持续时长进行计时的定时器。
39.如图2所示，当制动踏板未被踩下时信号状态，是signal a＝0(低电平)，signal b＝1(高电平)；制动踏板被踩下的过程中，初始阶段，signal a跳变为1(高电平)，signal b保持高电平，此时，将brk_sig_counter的数值加1，同时，对brk_sig_timer进行实时计时，也就是说，在signal a＝1和signal b＝1这种双路信号同时为高电平的状态下，持续停留了多长时间，该计时器brk_sig_timer就会增加多大的时长数值(例如，假如停留了20s，该brk_sig_timer就会由0增长为20)。之后，制动踏板继续被踩下，如果踏板信号signal a保持为1(高电平)，signal b跳变为0(低电平)，则表征制动踏板工作正常。此时，将计数器brk_sig_counter在原有数值的基础上减1，并且，同时也将计时器brk_sig_timer的数值清零。而如果在signal a＝1和signal b＝1状态下又变回到signal a＝0和signal b＝1时，brk_sig_counter的数值加1，同时，对计数器brk_sig_timer停止计时并清零。
40.同样地，在松开踏板的过程中，按照图2中所示逻辑进行上述类似的信号变化识别、计数、计时。当制动踏板被踩下时信号状态，是signal a＝1，signal b＝0；制动踏板被松开的过程中，初始阶段，signal保持为1，signal b跳变为1，此时，将brk_sig_counter的数值加1，同时，对brk_sig_timer进行实时计时，以记录signal a＝1和signal b＝1这种双路信号同时为高电平的状态下，持续停留了多长时间。之后，制动踏板继续被松开，如果踏板信号signal a跳变为0，signal b保持1，则表征制动踏板工作正常。此时，将计数器brk_sig_counter在原有数值的基础上减1，并且，同时也将计时器brk_sig_timer的数值清零。而如果在signal a＝1和signal b＝1状态下又变回到signal a＝1和signal b＝0时，brk_sig_counter的数值加1，同时，对计数器brk_sig_timer停止计时并清零。
41.步骤103、基于所述信号抖动识别参数和所述开关状态传感器的所有信号处于相同电平的持续时长，判断所述制动踏板是否发生异常。
42.本步骤中，将通过对信号抖动识别参数的数值，以及当开关状态传感器的所有信号处于相同电平时的持续时长，进行分析，来实时地诊断制动踏板当前是否发生异常。
43.在一种实施方式中，具体可以采用下述方法判断所述制动踏板是否发生异常：
44.如果所述信号抖动识别参数大于预设的信号变化次数阈值，则判定所述制动踏板发生异常；
45.如果所述持续时长大于预设的异常时长阈值，则判定所述制动踏板发生异常。
46.这里，当信号抖动识别参数大于预设的信号变化次数阈值时，说明信号抖动识别参数过大，制动踏板明显处于抖动或卡滞等异常状态，此时可以判定制动踏板发生异常。
47.当开关状态传感器的所有信号处于相同电平的持续时长大于预设的异常时长阈值时，说明开关状态传感器的主、辅路信号相同的持续时长过久，这意味着当前主、辅路信号处于相同电平并非是由于制造工艺所致，而可能是由于制动踏板卡滞而无法完成被踩下或松开的过程，也可能是由于开关状态传感器坏了而导致某根信号线始终为低电平或始终为高电平，此时，可以判定制动踏板发生异常。
48.所述信号变化次数阈值和所述异常时长阈值，具体可由本领域技术人员根据实际应用场景中制动踏板处于异常情况下的信号变化特征，预先设置合适取值，例如，信号变化次数阈值可以为30次，异常时长阈值可以为100秒等，但是不限于此，在此不再赘述。
49.为了在确保行驶安全性的前提下，进一步提升用户驾驶体验，可以在上述方案的基础上，基于车辆的使用数据，分析该车辆的制动踏板特征和使用者的操作习惯，结合分析结果，对异常时长阈值进行更新，以使得异常时长阈值与驾驶习惯相匹配，以便既能够识别出异常情况，又能够避免异常的误识别。例如，如果经过分析，发现该车辆的使用者，习惯性地在制动踏板从未踩下到踩下的过程中，也就是在signal a与signal b同时为高电平的状态下，停留的时间较长，那么，可以通过云端更新配置的形式，对该车辆的异常时长阈值进行适当延长，例如，从出厂默认值100s延长到120s，以使异常时长阈值能够智能化地适配车辆使用者的操作习惯，兼容操作与车辆部件本身，在确保安全性的前提下，进一步提升用户体验。
50.为了实现上述效果，在一种实施方式中，所述方法进一步包括：
51.基于所述车辆的历史行驶控制数据，提取驾驶员踩下或松开制动踏板过程的时长数据；基于所述时长数据，更新所述异常时长阈值。
52.上述更新方法具体可在云端执行，由云端将更新后的异常时长阈值配置给车辆。
53.基于上述技术方案可以看出，上述实施例通过对制动踏板的开关状态传感器的信号变化进行实时识别，基于实时的信号变化特征，诊断制动踏板是否发生异常。如此，仅基于制动踏板的开关状态传感器的信号变化情况，即可对制动踏板的异常情况进行及时、准确地识别，从而可以在没有配置制动踏板深度传感器的情况下，实现对制动踏板的异常诊断，且不会造成异常误识别的情况，因此，上述技术方案可以兼顾制动踏板异常诊断的安全性及实用性。
54.基于上述制动踏板的异常诊断方法实施例，本发明实施例提出一种制动踏板的异常诊断装置，如图3所示，该装置主要包括：
55.传感器信号变化识别单元301，用于在车辆启动后，实时识别制动踏板的开关状态传感器的信号变化；
56.参数更新单元302，用于当识别到所述信号变化时，基于相应的信号变化特征，更新当前预设异常识别周期的信号抖动识别参数；
57.异常诊断单元303，用于基于所述信号抖动识别参数和所述开关状态传感器的所有信号处于相同电平的持续时长，判断所述制动踏板是否发生异常。
58.需要说明的是，上述制动踏板的异常诊断方法和装置实施例是基于同一发明构思提出的，由于它们解决问题的原理相似，因此，上述方法和装置的实施可以相互参见，重复之处不再赘述。
59.基于上述制动踏板的异常诊断方法实施例，本发明实施例还实现了一种制动踏板
的异常诊断设备，包括处理器和存储器；所述存储器中存储有可被所述处理器执行的应用程序，用于使得所述处理器执行如上所述制动踏板的异常诊断方法。具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施方式的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或cpu或mpu)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。此外，还可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作。还可以将从存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的cpu等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述制动踏板的异常诊断方法实施方式中任一实施方式的功能。
60.其中，存储器具体可以实施为电可擦可编程只读存储器(eeprom)、快闪存储器(flash memory)、可编程程序只读存储器(prom)等多种存储介质。处理器可以实施为包括一或多个中央处理器或一或多个现场可编程门阵列，其中现场可编程门阵列集成一或多个中央处理器核。具体地，中央处理器或中央处理器核可以实施为cpu或mcu。
61.本技术实施例实现了一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现如上所述制动踏板的异常诊断方法的步骤。
62.需要说明的是，上述各流程和各结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。各模块的划分仅仅是为了便于描述采用的功能上的划分，实际实现时，一个模块可以分由多个模块实现，多个模块的功能也可以由同一个模块实现，这些模块可以位于同一个设备中，也可以位于不同的设备中。
63.各实施方式中的硬件模块可以以机械方式或电子方式实现。例如，一个硬件模块可以包括专门设计的永久性电路或逻辑器件(如专用处理器，如fpga或asic)用于完成特定的操作。硬件模块也可以包括由软件临时配置的可编程逻辑器件或电路(如包括通用处理器或其它可编程处理器)用于执行特定操作。至于具体采用机械方式，或是采用专用的永久性电路，或是采用临时配置的电路(如由软件进行配置)来实现硬件模块，可以根据成本和时间上的考虑来决定。
64.在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”并不表示将本发明相关部分的数量限制为“仅此一个”，并且“一个”不表示排除本发明相关部分的数量“多于一个”的情形。在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。
65.以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种制动踏板的异常诊断方法，其特征在于，包括：在车辆启动后，实时识别制动踏板的开关状态传感器的信号变化；当识别到所述信号变化时，基于相应的信号变化特征，更新当前预设异常识别周期的信号抖动识别参数；基于所述信号抖动识别参数和所述开关状态传感器的所有信号处于相同电平的持续时长，判断所述制动踏板是否发生异常。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于相应的信号变化类型，对当前预设异常识别周期的信号抖动识别参数进行更新包括：当识别到所述开关状态传感器的信号从第一状态或第二状态变化为第三状态时，将当前异常识别周期的所述信号抖动识别参数加一，并触发对处于所述第三状态的持续时长进行计时；其中，所述第一状态和所述第二状态为主路信号和辅路信号处于不同电平时的状态，所述第三状态为主路信号和辅路信号处于相同电平时的状态；当识别到所述开关状态传感器的信号从所述第三状态变化为所述第一状态或所述第二状态，且当前状态与所述第三状态的上一相邻状态相同时，将当前异常识别周期的所述信号抖动识别参数加一；当识别到所述开关状态传感器的信号从所述第三状态变化为所述第一状态或所述第二状态，且当前状态与所述第三状态的上一相邻状态不同时，将当前异常识别周期的所述信号抖动识别参数减一。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一状态为主路信号为高电平且辅路信号为低电平；所述第二状态为主路信号为低电平且辅路信号为高电平；所述第三状态为主路信号和辅路信号均为高电平或低电平。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断所述制动踏板是否发生异常包括：如果所述信号抖动识别参数大于预设的信号变化次数阈值，则判定所述制动踏板发生异常；如果所述持续时长大于预设的异常时长阈值，则判定所述制动踏板发生异常。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：基于所述车辆的历史行驶控制数据，提取驾驶员踩下或松开制动踏板过程的时长数据；基于所述时长数据，更新所述异常时长阈值。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述异常识别周期为上电循环周期；在每个所述异常识别周期，所述信号变化识别参数的初始值为零。7.一种制动踏板的异常诊断装置，其特征在于，包括：传感器信号变化识别单元，用于在车辆启动后，实时识别制动踏板的开关状态传感器的信号变化；参数更新单元，用于当识别到所述信号变化时，基于相应的信号变化特征，更新当前预设异常识别周期的信号抖动识别参数；异常诊断单元，用于基于所述信号抖动识别参数和所述开关状态传感器的所有信号处
于相同电平的持续时长，判断所述制动踏板是否发生异常。8.一种制动踏板的异常诊断设备，其特征在于，包括处理器和存储器；所述存储器中存储有可被所述处理器执行的应用程序，用于使得所述处理器执行如权利要求1至6中任一项所述制动踏板的异常诊断方法。9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其中存储有计算机可读指令，该计算机可读指令用于执行如权利要求1至6中任一项所述制动踏板的异常诊断方法。10.一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述制动踏板的异常诊断方法的步骤。

技术总结
本申请公开了一种制动踏板的异常诊断方法和装置，其中方法包括：在车辆启动后，实时识别制动踏板的开关状态传感器的信号变化；当识别到所述信号变化时，基于相应的信号变化特征，更新当前预设异常识别周期的信号抖动识别参数；基于所述信号抖动识别参数和所述开关状态传感器的所有信号处于相同电平的持续时长，判断所述制动踏板是否发生异常。本申请，通过基于制动踏板的开关状态传感器的信号变化情况，识别制动踏板的异常情况，可以对没有配置制动踏板深度传感器的制动踏板，进行准确地异常诊断。常诊断。常诊断。


技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：上海桔晟科技有限公司
技术研发日：2022.03.18
技术公布日：2023/9/22