驾驶员意图信号的故障检测和诊断方法探究

根据驾驶员驾驶意图的故障检测和诊断的先验知识（表9.1），将驾驶员驾驶意图信号的诊断方法总结为：在无硬件冗余的情况下，若驾驶员意图信号满足规定协议并且在有效范围内，则认为信号正常，否则驾驶员意图信号异常。以下给出故障检测和诊断的两种方法。

1.基于信号极限阈值的故障检测和诊断方法

以油门脚踏板信号为例，油门脚踏板信号是通过在驾驶员油门踏板上安装传感器采集而获得的，其采集流程如图9.2所示。

图9.2　油门脚踏板信号采集流程

由图9.2 可知，驾驶员脚部动作驱动油门踏板机械结构使其产生旋转，同时角位移传感器将踏板旋转角度转化为模拟电压信号。通过电缆传输模拟电压信号，经过处理电路后输入运算单元，从而实现油门踏板信号的采集和驾驶员意图的获取。

信号阈值取决于系统硬件极限范围，驾驶员油门踏板信号阈值范围受到油门踏板机械结构旋转角度和角位移传感器测量范围的限制。在ASCS 硬件平台设计时，通常角位移传感器测量范围略大于油门踏板机械结构的旋转角度，信号采集范围留有一定余量，最大限度地保证信号的灵敏度。当系统硬件确定后，油门踏板的信号阈值也随之确定，故障类型主要有油门踏板机械结构的卡滞、电缆短路断路、传感器失效、处理电路失效等。(www.xing528.com)

信号变化率阈值取决于系统信号变化极限速率。当油门踏板踩下时，油门踏板信号变化速率取决于驾驶员提供的最大驱动力；当油门踏板回位时，油门踏板信号变化速率取决于复位弹簧的回位力。针对模拟电压信号，在硬件匹配时通常保证低通滤波电路的截止频率高于正常工况下油门踏板信号频率。信号变化速率阈值的诊断对象主要为干扰导致的信号异常波动，但驾驶员意图信号变化率因人而异，变化率阈值设定的不恰当容易导致故障误报。

2.基于采集协议的驾驶员意图信号故障检测和诊断方法

当采集的信号不满足预先约定的协议或格式时，则认为所采集的信号无效或存在故障。以驾驶员选挡器信号为例，选挡器位置采用编码数据表示，如表9.2所示。

在表9.2 中，Bit0 ～Bit4 分别代表安装于选挡器中的5 个霍尔开关，“●”表示高电平触发有效，若选挡器位置处于“N 柄位”时，霍尔开关Bit4、Bit3、Bit2 和Bit1 被触发，而霍尔开关Bit0 无效，通过5 个霍尔开关的组合信息来识别当前选挡器位置。当选挡器信号编码数值不等于预先约定的编码数值时，则认为当前选挡器柄位无法确认，从而有效地防止因选挡器信号错误而造成的行驶危险。

表9.2　驾驶员选挡器位置编码表