谈谈整车控制器对油门信号处理的理解

huangguang

昨天在B站上看了AVB车比得的双车耐久节目，国产某款车在定速巡航模式下，然后轻踩(十几牛的力)刹车踏板，居然不会退出定速巡航模式，反而电机会加大输出功率来抵抗驾驶员的刹车意图，这逻辑有点离谱，通常逻辑都是刹车优先级是最高的。正好，对刹车和油门踏板信号的处理逻辑不了解，趁着热乎，查查资料了解一下车上的刹车油门信号是怎么处理的。
首先目前车上的刹车油门都是电子式的，通过将油门行程转换为电压信号，传给控制器进行处理。这里又分为两种，一种为单电位器，如图1所示，只有一路信号输出，另一种为双电位器，也就是有两路输出，如图2所示，可以用作相互校验用，做更多校验逻辑，更加安全，目前车上用的多的就是这种双电位器的。


▲图1 单电位器踏板信号(来源知网)


▲图2 双电位器踏板(来源知网)

下面以双电位器油门踏板来讲。油门的控制主要分为故障诊断和输出控制量大部分。

在诊断之前首先需要将油门传感器信号进行滤波处理，过滤的方式通常是首先是进行均值滤波，这个通常在控制器的额ADCO模块就可以配置，也就是ADC采用模块可以处理，然后再进行一阶滤波。滤波的目的是将抖动和变化过小的值进行过滤，同时兼顾输入信号的平稳性和灵敏度， 最大限度的保证了输入信号的准确性。

故障诊断部分首先对油门原始信号以及转换后的油门开度进行诊断，主要包括供电电压检查是否在正常范围、输入信号是否在正常范围、两路油门信号转换成开度后是否同步、卡滞诊断等。

供电电压检查很好理解，通常两路是单独供电的，正常电压是不一样的，需要对两路供电单独检查。输入信号检查也是同样道理，比如一路信号范围为0.75V~3.93±0.15V，第二路为0.375V~1.965V±0.15V，对两路输入进行合理性检查，检查不通过则报油门踏板故障

当信号和供电电压都检查通过后，进行两路的油门开度同步性检查，检查方法为：|u1/U1-u2/U2|≤K0.02，如果等式成立，则两路信号同步，不成立则报油门踏板故障。

如果油门开度同步检查OK后，进行卡滞性诊断，所谓的卡滞诊断，就是检查油门踏板有没有卡住。这是系统根据当前刹车开度是否打开或者闭合状态，以及当前油门开度来判断油门是否卡滞。如果油门值和车速都大于一定值， 而刹车开关处于闭合状态( 驾驶员踩下刹车踏板) ， 则此时系统认为油门发生卡滞故障。

以上的这些故障通常都有确认时间，在故障还没确认期间，有些做法是保持上一次的油门开度进行处理，或者是以两路油门开度的较小值进行输入。

当故障确认后，通常都会使车辆的系统故障灯点亮，并且车辆进入跛行状态。

当诊断分检查通过后，将油门开度输入值控制模块，来计算需要输出的扭矩。这里包括转矩系数计算，基本转矩计算，期望车速计算，补偿转矩计算。

转矩系数曲线会因不同的工况不同而不同，也会因不同模式不同而不同，如图3所示。



▲图3 三种踏板开度曲线(来源知网)
曲线1对应动力模式，也及时S档，能够满足驾驶员的高动力以及急加速要求；曲线2通常为Normal模式；曲线3为经济模式， 整车功耗低， 经济性能佳。

根据油门开度和转矩系数，以及最大转矩，传动比，电机的额定功率、电机的基速等来来计算基本转矩。

得到基本转矩之后， 需要进行补偿转矩的计算， 来满足起步或者急加速等工
况下驾驶员对转矩的需求。其中， 驾驶员期望车速的确定是进行转矩补偿的基础，因此在进行补偿转矩之前， 首先要对驾驶员期望车速进行计算。车辆行驶时工况复杂， 我们将一个达到驾驶员达到自己期望的车速的时刻定义为车辆在平直路面的短暂稳定状态，此时加速度a=0 。

最后进行补偿转矩计算，对于驾驶员来说， 他对踏板及各档位的操作， 说到底都是为了改变车辆的行驶速度， 即达到自己期望的车速。因此在求得基本输出转矩的基础上， 我们还需要根据当前车速以及驾驶员期望车速的差值来确定补偿力矩的值。

当这些处理完之后，将目标扭矩按照扭矩斜率处理，发送给动力总成和电池管理系统等，来实现动力输出。

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作为汽车工程师，我理解整车控制器对油门信号处理的关键在于将油门行程转换为电子信号，然后进行解析和处理。在定速巡航模式下，轻踩刹车踏板不退出巡航反而加大输出，这确实是一种特殊的设计逻辑，可能是为了应对某些特定路况和提高能效。

具体到刹车和油门踏板信号的处理逻辑，刹车信号通常是高优先级，以确保行车安全。油门信号转化为电压信号传递给整车控制器，经过算法处理来决定电机输出功率。双电位器可提供冗余校验，确保信号准确性。刹车信号的处理同样严格，通常直接关联到车辆的减速或停车动作，具有更高的优先级。

以上理解基于专业知识，具体实现可能因车型和厂家设计而异。建议进一步查阅相关资料或咨询专业人士以获取更详细和准确的信息。