汽车踏板自学习介绍

自学习,工程上经常使用的一种自适应方法,能够适时学习自身系统的结构或参数特性,保证系统稳定良好运行,对解决产品不一致性、产品耐久变化等问题有很好的改善效果。


今天以汽车上的油门踏板位置自学习为例,介绍下自学习内容。

为什么要做油门踏板位置自学习?

先了解下油门踏板的工作原理。当你用脚踩下油门踏板时,会带动一个分压型的角度传感器滑片转动,产生一个与角度对应的电压量,这个电压模拟量就是油门信号。油门踏板传感器安装示意图如下:

汽车踏板自学习介绍


转角传感器与油门开度之间一般有如下类似的对应关系,1~2V对应踏板开度0~100%。

汽车踏板自学习介绍


理论上,设计结果应该是当油门踏板及转角传感器安装好之后,传感器输出的零点电压值应该是1V。但是往往由于装配误差以及传感器本身的偏差存在,不同车辆的零点电压值会有所不同,可能在0.8~1.2之间变化。


如果软件上把设计值1V作为零点,实际零点电压为1.2V,则会导致还没踩油门就有了扭矩输出(如下图红色油门曲线);实际零点电压为0.8V,则会导致踩下了油门可能没有动力输出(如下黄色油门曲线)。

汽车踏板自学习介绍


所以,对于每一辆下线的车,都必须重新识别油门踏板零点电压,也就是要做油门踏板位置自学习,保证车辆出厂时零点电压的准确性。


另外,车卖出去之后,经过几年几万公里的行驶,踏板相关的机械机构都会或多或少的出现磨损,传感器本身也会发生零飘,所以出厂时零点电压可能已经不能很好的适用于车辆,也需要及时地进行重新学习


在实际工程中,每一辆汽车的某个结构或特征参数都会存在一定的差异,随着磨损的加剧这些差异也会逐渐变化,所以控制算法必须在合适的时候去适应这些变化,自学习就是一种比较常用的自适应办法。


怎么进行油门踏板位置自学习?

自学习一般分为三步:触发条件、自学习过程、结束条件,基本流程如下图:

汽车踏板自学习介绍


具体的,对于油门踏板自学习:

1)触发条件

油门传感器无故障情况下且当前零位电压值与上一次学习值偏差大于一定阈值。

触发自学习条件,可以根据实际车辆使用情况合理设置该条件。


2)自学习过程

车辆处于唤醒状态且车内无人,可以进入自学习过程,读取此时油门踏板电压值。

自学习过程,一定要选择期望的学习工况。对于油门位置自学习,我们希望是在驾驶员没有踩下踏板的情况下获取初始零位电压,所以选择车辆唤醒且车内无人的工况。


3)结束条件

自学习过程完成后,还需要进行最后一步校验,把学习结果与设计值对比,需要在合理的波动范围区间才认为学习成功,存储本次学习结果。

如果学习结果与设计值差异太大,则认为本次学习失败,等待下次重新学习。本次学习过程累积失败次数大于一定值,则确认学习失败,可以进行诊断相关的处理。


经过成功的自学习后,软件中的零位电压就会刷新为新的学习值,上面的零位电压偏移问题就可以得到解决,保证油门开度正确响应驾驶员的实际请求,如下图。

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以上,以油门踏板位置自学习位置为例,介绍了工程上自学习的必要性和基本流程。如果在控制上遇到会缓慢变化的参数,可以尝试对它自学习,用更为准确的参数帮助我们实现更好的控制效果。


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