本發明涉及汽車制動技術領域，更具體地，涉及一種制動踏板控制器、制動踏板信號處理方法及制動踏板。

背景技術：

隨著汽車的日益普及，人們對汽車安全也越來越關注，在汽車的安全問題中，制動安全問題尤為突出。

目前，大部分電動汽車采用傳統車的制動踏板，其制動踏板中采用兩路機械接觸式開關判斷制動踏板是否被踩下，具體的，兩路機械接觸式開關一路為常開式，另一路為常閉式，兩路開關相互校驗。

然而，傳統的制動踏板只能通過上述機械接觸式開關將信號發送到整車控制器，判斷制動踏板是否被踩下，無法判斷踩下的深度、加速度和力度，整車控制器接收到的制動踏板的信號單一，不能準確地得到制動踏板的各種信號。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明提供了一種制動踏板控制器、制動踏板信號處理方法及制動踏板，解決了制動踏板信號單一的問題。

具體方案如下：

一種制動踏板控制器，包括：

主控制器，用于對采集到的壓力傳感器信號、第一角度傳感器信號和第二角度傳感器信號進行軟件濾波處理，對軟件濾波處理后的信號進行解析，生成制動踏板狀態信息和故障診斷信息，將所述制動踏板狀態信息轉化為模擬信號經信號輸出電路發送到整車控制器，并將所述制動踏板狀態信息和所述故障診斷信息經CAN模塊以CAN總線信號的形式發送到所述整車控制器。

優選的，所述制動踏板控制器還包括：

硬件濾波電路，用于對采集到的壓力傳感器信號、第一角度傳感器信號和第二角度傳感器信號進行硬件濾波處理，并將硬件濾波處理后的信號發送到所述主控制器。

優選的，所述制動踏板控制器還包括：

電源模塊，用于為所述主控制器、壓力傳感器、第一角度傳感器和第二角度傳感器提供相應的電平信號。

優選的，所述制動踏板控制器還包括外圍電路；

所述外圍電路包括：存儲單元、濾波電路和信號處理電路；所述存儲單元用于存儲軟件代碼和標定數據；所述濾波電路用于電源濾波和信號輸出電路濾波；所述信號處理電路用于對發送至所述主控制器的信號和從所述主控制器輸出的信號進行模數轉化。

一種制動踏板信號處理方法，所述方法應用于制動踏板控制器，包括：

采集制動踏板上的壓力傳感器信號、第一角度傳感器信號和第二角度傳感器信號；

對所述壓力傳感器信號、所述第一角度傳感器信號和所述第二角度傳感器信號進行濾波處理，得到濾波處理后的信號；

對所述濾波處理后的信號進行解析，生成制動踏板狀態信息；

接收來自整車控制器的加速度信號，根據所述加速度信號和所述制動踏板狀態信息，判斷所述制動踏板是否存在故障，當存在故障時生成故障診斷信息；

將所述制動踏板狀態信息和所述故障診斷信息發送到所述整車控制器。

優選的，所述對所述壓力傳感器信號、所述第一角度傳感器信號和所述第二角度傳感器信號進行濾波處理，得到濾波處理后的信號，包括：

對所述壓力傳感器信號、所述第一角度傳感器信號和所述第二角度傳感器信號進行硬件濾波處理，過濾掉信號中的雜波信號；

對硬件濾波處理后的信號進行軟件濾波處理，過濾掉信號中的尖峰信號，得到濾波處理后的信號。

優選的，所述對所述濾波處理后的信號進行解析，生成制動踏板狀態信息，包括：

獲取所述濾波處理后的壓力傳感器信號中制動踏板被踩下的作用力和加速度；

判斷所述作用力是否在第一預設范圍內，若是，生成制動踏板踩下信號；

獲取所述濾波處理后的第一角度傳感器信號中制動踏板被踩下的第一角度值和第二角度傳感器信號中制動踏板被踩下的第二角度值，并將所述第一角度值轉化為第一深度值，將所述第二角度值轉化為第二深度值；

根據所述制動踏板踩下信號、加速度、第一深度值和第二深度值，生成制動踏板狀態信息。

優選的，所述接收來自整車控制器的加速度信號，根據所述加速度信號和所述制動踏板狀態信息，判斷所述制動踏板是否存在故障，當存在故障時生成故障診斷信息，包括：

判斷所述制動踏板狀態信息中的第一深度值和第二深度值的比值是否為預設值；

若是，所述第一角度傳感器和所述第二角度傳感器正常；若否；分別判斷所述第一深度值和所述第二深度值是否在預設范圍內；若不在預設范圍內，則相應的角度傳感器故障，并生成相應的角度傳感器故障診斷信息；

當所述第一角度傳感器與所述第二角度傳感器正常，且所述整車控制器計算的制動加速度大于電機回饋制動扭矩產生的加速度時，若所述制動踏板狀態信息中無制動踏板踩下信號，確定壓力傳感器故障，并生成壓力傳感器故障診斷信息；

當所述制動踏板被踩下時，判斷所述制動踏板狀態信息中的加速度是否在第一預設范圍內，若是，確定制動踏板推桿正常；若否，則確定制動踏板推桿機械故障，并生成制動踏板推桿機械卡住的故障診斷信息。

優選的，所述將所述制動踏板狀態信息和所述故障診斷信息發送到所述整車控制器，包括：

將所述制動踏板狀態信息轉化為模擬信號經信號輸出電路發送到整車控制器，并將所述制動踏板狀態信息和所述故障診斷信息經CAN模塊以CAN總線信號的形式發送到所述整車控制器。

一種制動踏板，所述制動踏板包括：

支撐底板，固定在車底盤；

踏板繞踏板轉軸旋轉；

推桿固定在所述踏板上，用于在所述踏板被踩下時執行剎車機械動作；

第一角度傳感器和第二角度傳感器，分別用于獨立采集所述踏板被踩下的角度值；

壓力傳感器，用于采集所述踏板被踩下的作用力和加速度；

上述制動踏板控制器。

相對于現有技術，本發明的有益效果如下：

本發明提供的制動踏板采用兩個角度傳感器和一個壓力傳感器，可以采集制動踏板踩下時的深度、作用力和加速度，可以為整車控制器提供多樣化的制動踏板狀態信息，制動踏板還包括制動踏板控制器，采集兩個角度傳感器信號和壓力傳感器信號，并對采集到的信號進行濾波處理，提高了信號的可靠性，對處理后的信號進行解析，生成制動踏板狀態信息和故障診斷信息，將制動踏板狀態信息轉化為模擬信號經信號輸出電路發送到整車控制器，并將制動踏板狀態信息和故障診斷信息經CAN模塊以CAN總線信號的形式發送到所述整車控制器，便于整車控制器進行信號校驗，更加準確地判斷制動踏板的故障狀態。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例公開的一種制動踏板控制器工作原理圖；

圖2為本發明實施例公開的一種制動踏板控制器工作原理圖；

圖3為本發明實施例公開的一種制動踏板信號處理方法流程圖；

圖4為本發明實施例公開的一種制動踏板結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

請參閱圖1，一種制動踏板控制器100，具體包括：主控制器101，信號輸出電路102和CAN模塊103；

主控制器101，用于對采集到的壓力傳感器信號、第一角度傳感器信號和第二角度傳感器信號進行軟件濾波處理，對軟件濾波處理后的信號進行解析，生成制動踏板狀態信息和故障診斷信息，將所述制動踏板狀態信息轉化為模擬信號經信號輸出電路102發送到整車控制器，并將所述制動踏板狀態信息和所述故障診斷信息經CAN模塊103以CAN總線信號的形式發送到所述整車控制器。

需要說明的是，主控制器101對采集到的壓力傳感器信號、第一角度傳感器信號和第二角度傳感器信號進行軟件濾波處理，過濾掉信號中的雜波信號，提高了信號的準確性。

主控制器101對軟件濾波處理后的信號進行解析，生成制動踏板狀態信息，具體的，制動踏板狀態信息包括：制動踏板踩下信號、加速度、第一角度傳感器信號中的第一深度值和第二角度傳感器信號中的第二深度值。

主控制器101通過對壓力傳感器信號、第一角度傳感器信號和第二角度傳感器信號進行校驗，判斷制動踏板是否存在故障，若存在故障，生成故障診斷信息。

主控制器101一般可采用單片機和數字信號處理器(DSP)等。

可以理解的是，當制動踏板不存在故障時，不生成故障診斷信息。

100制動踏板控制器包括CAN模塊103，具有CAN總線輸出功能，向整車控制器輸出制動踏板狀態信息和故障診斷信息。制動踏板控制器100將所述制動踏板狀態信息轉化為模擬信號經信號輸出電路102發送到整車控制器，并將所述制動踏板狀態信息和所述故障診斷信息經CAN模塊103以CAN總線信號的形式發送到所述整車控制器，為整車控制器提供了多樣化的制動踏板狀態信號，將制動踏板狀態信息以信號輸出電路和CAN通訊形式2種狀態輸出，可增強信號傳輸的準確性，增強信號傳輸的抗干擾能力。

請參閱圖2，在圖1的基礎上，制動踏板控制器100還包括：

硬件濾波電路104，用于對采集到的壓力傳感器信號、第一角度傳感器信號和第二角度傳感器信號進行硬件濾波處理，并將硬件濾波處理后的信號發送到所述主控制器。

需要說明的是，硬件濾波主要過濾掉信號中的尖峰信號，提高信號的準確性和可靠性。

電源模塊105，用于為所述主控制器101、壓力傳感器、第一角度傳感器和第二角度傳感器提供相應的電平信號。

可以理解的是，主控制器101、壓力傳感器、第一角度傳感器和第二角度傳感器需要的電平信號可能不同，電源模塊105可以提供相應不同的電平信號。

外圍電路106，具體包括：存儲單元、濾波電路和信號處理電路；所述存儲單元可以為單片機Flash、EEPROM等，用于存儲軟件代碼和標定數據；其中，軟件代碼為用于支持主控制器101功能的程序代碼，主控制器101在根據對所述壓力傳感器信號、所述第一角度傳感器信號和所述第二角度傳感器信號進行校驗時，判斷各種信號是否在正常范圍內，以確定制動踏板是否故障時，所述正常范圍的參考值為標定數據；所述濾波電路用于電源濾波和信號輸出電路濾波，過濾掉其中的噪聲成分；所述信號處理電路用于將發送至所述主控制器101的模擬信號轉化為數字信號，并將從所述主控制器101輸出的數字信號轉化為模擬信號經信號輸出電路102輸出。

請參閱圖3，一種制動踏板信號處理方法，應用于上述制動踏板控制器，具體包括以下步驟：

步驟S101：采集制動踏板上的壓力傳感器信號、第一角度傳感器信號和第二角度傳感器信號；

步驟S102：對所述壓力傳感器信號、所述第一角度傳感器信號和所述第二角度傳感器信號進行濾波處理，得到濾波處理后的信號；

具體的，步驟S102包括：對所述壓力傳感器信號、所述第一角度傳感器信號和所述第二角度傳感器信號進行硬件濾波處理，過濾掉信號中的雜波信號；對硬件濾波處理后的信號進行軟件濾波處理，過濾掉信號中的尖峰信號，得到濾波處理后的信號。

步驟S103：對所述濾波處理后的信號進行解析，生成制動踏板狀態信息；

具體的，步驟S103包括：

獲取所述濾波處理后的壓力傳感器信號中制動踏板被踩下的作用力和加速度；

判斷所述作用力是否在第一預設范圍內，若是，生成制動踏板踩下信號；

獲取所述濾波處理后的第一角度傳感器信號中制動踏板被踩下的第一角度值和第二角度傳感器信號中制動踏板被踩下的第二角度值，并將所述第一角度值轉化為第一深度值，將所述第二角度值轉化為第二深度值；

根據所述制動踏板踩下信號、加速度、第一深度值和第二深度值，生成制動踏板狀態信息。

步驟S104：接收來自整車控制器的加速度信號，根據所述加速度信號和所述制動踏板狀態信息，判斷所述制動踏板是否存在故障，當存在故障時生成故障診斷信息；

具體的，制動踏板控制器和整車控制器之間可以進行總線通信，對信號進行校驗。

步驟S104具體包括：

判斷所述制動踏板狀態信息中的第一深度值和第二深度值的比值是否為預設值；

需要說明的是，所述第一深度值和所述第二深度值是制動踏板踩下深度的模擬量，輸出變化的電壓值。

若是，所述第一角度傳感器和所述第二角度傳感器正常；若否；分別判斷所述第一深度值和所述第二深度值是否在預設范圍內；若不在預設范圍內，則相應的角度傳感器故障，并生成相應的角度傳感器故障診斷信息；

當所述第一角度傳感器與所述第二角度傳感器正常，且所述整車控制器計算的制動加速度大于電機回饋制動扭矩產生的加速度時，若所述制動踏板狀態信息中無制動踏板踩下信號，確定壓力傳感器故障，并生成壓力傳感器故障診斷信息；

當所述制動踏板被踩下時，判斷所述制動踏板狀態信息中的加速度是否在第一預設范圍內，若是，確定制動踏板推桿正常；若否，則確定制動踏板推桿機械故障，并生成制動踏板推桿機械卡住的故障診斷信息。

步驟S105：將所述制動踏板狀態信息和所述故障診斷信息發送到所述整車控制器。

具體的，所述壓力傳感器、第一角度傳感器和第二角度傳感器的信號經處理后，所得信號不管正常與否都需發送給整車控制器。同時制動踏板控制器會對傳感器狀態進行判斷，生成故障診斷信息發送給整車控制器，與整車控制器判斷的結果進行校驗。

所述將所述制動踏板狀態信息和所述故障診斷信息發送到所述整車控制器，包括：

將所述制動踏板狀態信息轉化為模擬信號經信號輸出電路發送到整車控制器，并將所述制動踏板狀態信息和所述故障診斷信息經CAN模塊以CAN總線信號的形式發送到所述整車控制器。

基于上述實施例，請參閱圖4，本實施例公開了一種制動踏板，包括：

支撐底板200，固定在車底盤，用于支持整個制動踏板；

踏板300可繞踏板轉軸400在一定角度范圍內旋轉；自恢復彈簧900可使踏板300在駕駛員松開踏板時使踏板恢復原位；

推桿500固定在所述踏板300上，用于在所述踏板300被踩下時執行剎車機械動作，如推動真空助力器的執行機構，完成機械剎車；

第一角度傳感器600和第二角度傳感器700，分別用于獨立采集所述踏板300被踩下的角度值，用于解析駕駛員的制動意圖和為能量回收功能提供參數；

壓力傳感器800，用于采集所述踏板被踩下的作用力和加速度，解析駕駛員的制動意圖，相對于接觸式踏板位置傳感器，壓力傳感器800無機械觸點，使用壽命更長；

上述實施例公開的的制動踏板控制器100，用于采集壓力傳感器800、第一角度傳感器600和第二角度傳感器700的信號，對信號進行硬件和軟件濾波處理，生成制動踏板狀態信息和故障診斷信息，制動踏板控制器100具有CAN總線功能，將制動踏板狀態信息以信號輸出電路和CAN通訊形式2種狀態輸出，可增強信號傳輸的準確性，增強信號傳輸的抗干擾能力。

本實施例提供的制動踏板采用兩個角度傳感器和一個壓力傳感器，可以采集制動踏板踩下時的深度、作用力和加速度，可以為整車控制器提供多樣化的制動踏板狀態信息，制動踏板還包括制動踏板控制器，采集兩個角度傳感器信號和壓力傳感器信號，并對采集到的信號進行濾波處理，提高了信號的可靠性，對處理后的信號進行解析，生成制動踏板狀態信息和故障診斷信息，將制動踏板狀態信息轉化為模擬信號經信號輸出電路發送到整車控制器，并將制動踏板狀態信息和故障診斷信息經CAN模塊以CAN總線信號的形式發送到所述整車控制器，便于整車控制器進行信號校驗，更加準確地判斷制動踏板的故障狀態。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。