CN101830214B - 控制模块及控制方法、刹车真空助力装置和电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车刹车真空助力装置的控制模块，所述控制模块包括真空压力传感器故障诊断单元和真空压力数据采集单元，所述真空压力传感器故障诊断单元用于判断真空压力传感器是否有故障，如果是，控制真空泵工作并故障报警。本发明还公开了一种电动汽车刹车真空助力装置的控制方法。本发明还公开了一种包括上述控制模块的电动汽车刹车真空助力装置。本发明还公开了一种包括上述真空助力装置的电动汽车。本发明通过设置故障诊断单元，判断刹车真空助力装置是否有故障，当有故障时，控制模块控制真空泵工作并进行报警提示，使刹车真空助力装置具有较高的可靠性，提高了刹车系统的安全性。

Description

控制模块及控制方法、刹车真空助力装置和电动汽车

技术领域

本发明涉及一种控制模块及控制方法和包括该控制模块的刹车真空助力装置和电动汽车。

背景技术

在国家的政策、财政的支持和技术的推动下，电动汽车(特别是纯电动汽车)得到了迅速的发展。绝大多数轿车都采用真空助力制动系统，传统内燃机汽车制动系统真空助力装置的真空源都来源于发动机进气歧管，而纯电动轿车或存在纯电动工况的电动汽车由于没有发动机进气歧管的真空动力源，单靠人力所产生的制动力无法满足车辆制动的需求，因此必须具有电动真空助力装置来辅助人力进行车辆制动。

目前，很多电动汽车都是采用电动真空泵不停地工作来抽真空，这样虽然可以实现制动助力，但能耗太大，增加系统的噪音，造成真空泵的过早损耗。还有一些系统采用真空压力开关或真空压力传感器来控制真空泵的开启或停止，仅仅根据真空压力开关的通断或根据真空压力传感器的输出电压值来进行简单控制，没有诊断功能，使刹车系统存在安全隐患。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种能够使电动汽车刹车真空助力装置工作性能稳定、可靠性高的控制模块和控制方法及包括该控制模块的刹车真空助力装置和电动汽车。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的第一技术方案是：一种电动汽车刹车真空助力装置的控制模块，所述控制模块包括真空压力传感器故障诊断单元和真空压力数据采集单元，所述真空压力数据采集单元根据采集到的真空压力传感器输出电压值计算出真空压力值，所述真空压力传感器故障诊断单元用于判断真空压力传感器是否有故障，如果是，控制真空泵工作并故障报警；如果否，根据真空压力值来控制所述真空泵开启和停止。

所述控制模块还包括第一系统故障诊断单元，所述第一系统故障诊断单元包括第一判断子单元、第二判断子单元和第一数据获取子单元；所述第一判断子单元用于在所述真空压力传感器故障诊断单元判断所述真空压力传感器无故障时，判断所述真空泵是否工作，当所述真空泵工作时，所述第一数据获取子单元获取真空压力下降率；所述第二判断子单元在无制动情况下，判断所述第一数据获取子单元获取到的真空压力下降率是否大于第二设定值，如果否，控制所述真空泵工作并故障报警。

所述控制模块还包括第二系统故障诊断单元，所述第二系统故障诊断单元包括第二数据获取子单元和第三判断子单元；所述第二数据获取子单元在所述第一判断子单元判断的结果为所述真空泵不工作时，获取真空压力上升率；所述第三判断子单元在无制动情况下，判断所述第二数据获取子单元获取到的真空压力上升率是否大于第四设定值，如果是，控制所述真空泵工作并故障报警，如果否，控制循环结束。

所述真空压力传感器故障诊断单元根据真空压力传感器输出的电压值进行故障诊断，如果电压值超过第一预设范围值时，则判定真空压力传感器故障。

所述真空压力传感器故障诊断单元检测到制动信号后，比较制动前后的真空压力值，如果制动前后的真空压力值的变化小于第二预设值，则判定真空压力传感器故障。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的第二技术方案是：一种电动汽车刹车真空助力装置的控制方法，所述方法包括：判断真空压力传感器是否有故障，如果是，控制真空泵工作并故障报警；如果否，根据真空压力传感器检测到的真空压力值来控制真空泵的开启和停止。

所述方法还包括：当所述真空压力传感器无故障时，判断真空压力值是否超出第一设定值，如果是，控制所述真空泵工作，如果否，判断所述真空泵是否工作，当所述真空泵工作时，获取真空压力下降率；在无制动情况下，判断获取到的真空压力下降率是否大于第二设定值，如果否，控制所述真空泵工作并故障报警。

所述方法还包括：在所述真空泵不工作时，获取真空压力上升率；在无制动情况下，判断获取到的真空压力上升率是否大于第四设定值，如果是，控制所述真空泵工作并故障报警，如果否，控制循环结束。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的第三技术方案是：一种电动汽车刹车真空助力装置，所述刹车助力装置包括上述的控制模块。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的第四技术方案是：一种电动汽车，所述电动汽车包括上述的刹车真空助力装置。

本发明具有的优点和积极效果是：控制模块通过设置故障诊断单元，判断刹车真空助力装置是否有故障，当有故障时，控制模块控制真空泵工作并进行报警提示，使刹车真空助力装置具有较高的可靠性，提高了刹车系统的安全性，并且根据采集到的真空压力值来控制真空泵的开启和停止，使其在保证真空罐中的压力的同时，减小了电动真空泵的工作时间，大大地降低了整车的能源消耗。

附图说明

图1是本发明电动汽车刹车真空助力装置控制模块的结构框图；

图2是本发明电动汽车刹车真空助力装置的控制流程图；

图3是本发明电动汽车刹车真空助力装置的结构方框图。

图中：1、真空泵，2、单向阀，3、真空罐，4、真空压力传感器，5、真空助力器，6、制动系统，7、控制模块，8、制动开关或踏板开度传感器，9、制动踏板，71、真空压力传感器故障诊断单元，72、真空压力数据采集单元，73、第一判断单元，74、第一系统故障诊断单元，741、第一判断子单元，742、第二判断子单元，743、第一数据获取子单元，75、第二判断单元，76、第二系统故障诊断单元，761、第二数据获取子单元，762、第三判断子单元。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

实施例1：

请参阅图1～图3，一种电动汽车刹车真空助力装置的控制模块7，所述控制模块7包括真空压力传感器故障诊断单元71和真空压力数据采集单元72，所述真空压力数据采集单元72根据采集到的真空压力传感器4输出电压值计算出真空压力值，所述真空压力传感器故障诊断单元71用于判断真空压力传感器4是否有故障，如果是，控制真空泵1工作并故障报警；如果否，所述控制模块7还包括第一判断单元73，所述第一判断子单元73用于在所述真空压力传感器故障诊断单元71判断真空压力传感器4无故障时，判断真空压力值是否超出第一设定值，如果是，控制真空泵1工作，如果否，所述控制模块7还包括第一系统故障诊断单元74，所述第一系统故障诊断单元74包括第一判断子单元741、第二判断子单元742和第一数据获取子单元743；所述第一判断子单元741判断真空泵1是否工作，当真空泵1工作时，所述第一数据获取子单元743获取真空压力下降率；所述第二判断子单元742在无制动情况下，判断所述第一数据获取子单元743获取到的真空压力下降率是否大于第二设定值，如果否，控制真空泵1工作并故障报警，如果是，该控制模块还包括第二判断单元75，在所述第二判断子单元742判定所述第一数据获取子单元743获取到的真空压力下降率大于第二设定值时，所述第二判断单元75判断所述真空压力值数据采集单元72采集到的真空压力值是否小于第三设定值，如果是，关闭真空泵1，如果否，控制循环结束。

在所述第一判断子单元741判断的结果为真空泵1不工作时，该控制模块7还包括第二系统故障诊断单元76，第二系统故障诊断单元76包括第二数据获取子单元761和第三判断子单元762；所述第二数据获取子单元761在所述第一判断子单元741判断的结果为真空泵1不工作时，获取真空压力上升率；所述第三判断子单元762在无制动情况下，判断所述第二数据获取子单元761获取到的真空压力上升率是否大于第四设定值，如果是，控制真空泵1工作并故障报警，如果否，控制循环结束。

上述真空压力上升率＝真空压力值变化的绝对值/时间。上述真空压力下降率＝真空压力值变化的绝对值/时间。

上述第一系统故障包括：真空泵故障，真空压力传感器故障和真空系统泄漏；上述第二系统故障包括：真空压力传感器故障，真空系统泄漏。

判定真空压力传感器故障的方法：

1)所述真空压力传感器故障诊断单元71根据真空压力传感器4输出的电压值进行故障诊断，如果电压值超过第一预设范围值时，则判定真空压力传感器4故障。

2)真空压力传感器故障诊断单元71检测到制动信号后，比较制动前后真空压力传感器4检测到的真空压力值，如果制动前后的真空压力值的变化小于第二预设值，则判定真空压力传感器4故障。

上述一些参数的确定：

1)第一设定值：根据真空罐和制动系统的配置，设定真空罐中的最高压力值，当真空压力不超过此值时，能有较好的制动助力效果，比如可以设置成0.6bar。

2)第二设定值：根据真空泵的抽气速率和真空罐的容积来定，可以根据实测的压力下降率来定。

3)第三设定值：根据真空罐和系统的漏气情况配置，设定真空罐中的最低压力值，既能保证真空泵抽气时的耗能最少，又能避免在合理的漏气情况下，真空泵频繁的启动，比如可以设置成0.4bar。

4)第四设定值：根据系统的漏气情况和真空罐的容积来定，可以根据实测的压力上升率来定。

5)第一预设范围值：如果真空压力传感器输出的是电压值，根据真空压力传感器最小、最大的电压值和可能存在的最小、最大真空压力对应的电压值来决定。如真空压力传感器输出的电压值的范围为0.5～4.5V，系统中可能存在最小、最大值的真空压力对于的电压值为0.6～4.0V，可以把第一预设范围值定为0.6～4.0V。

6)第二预设值：根据真空罐和制动系统的配置，可以实测轻制动情况下的真空压力值的变化来定。

综上所述，本发明实施例提供了一种电动汽车刹车真空助力装置的控制模块，通过该控制模块使刹车真空助力装置具有较高的可靠性，提高了刹车系统的安全性，并且根据采集到的真空压力值来控制真空泵的开启和停止，使其在保证真空罐中的压力的同时，减小了电动真空泵的工作时间，大大地降低了整车的能源消耗。

实施例2：

请参阅图1～图3，本发明实施例提供了一种电动汽车刹车真空助力装置的控制方法，该控制方法包括以下步骤：

步骤S21：判断真空压力传感器4是否有故障，如果是，执行步骤S31和步骤S32：控制真空泵一直工作并故障报警；如果否，执行步骤S22；

步骤S22：判断真空压力值是否超出第一设定值，如果是，表明此时真空度不足，执行步骤S23；如果否，执行步骤S24；

步骤S23：控制真空泵1工作；

步骤S24：判断真空泵1是否工作，如果是(当真空泵1工作时)，执行步骤S25，如果否，执行步骤S29；

步骤S25：获取真空压力下降率；

步骤S26：在无制动情况下，判断步骤S25中获取到的真空压力下降率是否大于第二设定值，如果否，执行步骤S31和步骤S32；如果是，执行步骤S27；

具体地，如果否，表明真空系统发生故障，其故障内容可能为：真空泵故障、真空压力传感器故障和系统泄漏等，执行步骤S31和步骤S32。如果是，表明单位时间内真空压力下降的绝对值大于第二设定值，真空系统工作正常。

步骤S27：判段真空压力值是否小于第三设定值，如果是，表明此时真空罐4中的真空度足够，执行步骤S28；如果否，结束本次循环的控制，等待下一循环控制方法的执行。

步骤S28：关闭真空泵1；

步骤S29：获取真空压力上升率；

步骤S30：在无制动情况下，判断步骤S29获取到的真空压力上升率是否大于第四设定值，如果是，执行步骤S31和步骤S32；如果否，表明系统正常，结束本次循环的控制，等待下一循环控制方法的执行；

具体地，如果是，表明真空系统发生故障，执行步骤S31和步骤S32；其中，其故障内容可能为：真空压力传感器故障和系统泄漏等。如果否，表明单位时间内真空压力上升的绝对值小于等于第四设定值，真空系统工作正常。

步骤S31：控制真空泵1工作；

步骤S32：故障报警。

上述一些参数的确定与实施例1相同，在此不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供了一种电动汽车刹车真空助力装置的控制方法，本发明实施例根据采集到的真空压力传感器的真空压力值来控制真空泵的开启和停止，当真空压力传感器输出的压力值上升到设定的值时，控制真空泵工作，当真空罐的压力下降到设定值时，真空泵停止工作；同时还根据制动信号、真空压力值及时间信息进行故障诊断，通过该方法可以更好地检测出故障并报警，提高了电动汽车刹车系统的安全性，满足了实际应用中的需要。

实施例3：

请参阅图1～图3，一种电动汽车刹车真空助力装置，包括真空助力器5、电动真空泵1、真空罐3、真空压力传感器4和控制模块7；真空助力器5与制动踏板9连接，为刹车提供助力；真空泵1通过真空罐3与真空助力器5的真空伺服气室连通，用于从真空伺服气室中抽出气体；真空压力传感器4用于测量真空罐3内的气压，真空压力传感器4与控制模块7电连接；控制模块7的结构与实施例1相同，其控制方法与实施例2相同，在此不再赘述。制动踏板9上设有制动开关或踏板开度传感器8，用于为控制模块7提供制动信息，真空助力器5和制动系统6连接。控制模块7也可以集成在整车控制器中，其中电动真空泵1工作时，通过单向阀2把真空罐3内的气体抽出，形成一定的真空，真空压力传感器4来检测真空罐3中的真空度，制动开关或踏板开度传感器8为控制模块7提供制动信息，使其检测到电动汽车是否处于制动过程。

综上所述，本发明实施例提供了一种电动汽车刹车真空助力装置，通过该装置中的控制模块7采集到的真空压力传感器压力信号来控制真空泵的开启和停止，在保证真空罐中的压力的同时，减小了电动真空泵的工作时间；还根据制动信号、真空压力值和时间信息进行故障诊断，因此该装置在保证真空助力装置具有较高的可靠性，满足了实际应用中的需要。

实施例4：

请参阅图1～图3，本发明实施例提供了一种电动汽车，该电动汽车包括制动系统6、制动踏板9、控制模块7，制动系统6连接有制动踏板9，制动踏板9上连接有如实施例3所述的刹车真空助力装置，刹车真空助力装置的详细描述，参见实施例3，在此不再赘述。通过制动系统6、制动踏板9、控制模块7之间的配合，提高了电动汽车刹车系统的安全性，满足了实际应用中的需要。

综上所述，本发明实施例提供了一种电动汽车，该电动汽车通过制动踏板和刹车真空助力装置之间的配合，提高了电动汽车刹车系统的安全性，并且能够大大减低电动汽车的能源消耗，满足了实际应用中的需要。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种电动汽车刹车真空助力装置的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

判断真空压力传感器是否有故障，如果是，控制真空泵工作并故障报警；如果否，根据真空压力传感器检测到的真空压力值来控制真空泵的开启和停止；

当所述真空压力传感器无故障时，判断真空压力值是否超出第一设定值，如果是，控制所述真空泵工作，如果否，判断所述真空泵是否工作，当所述真空泵工作时，获取真空压力下降率；在无制动情况下，判断获取到的真空压力下降率是否大于第二设定值，如果否，控制所述真空泵工作并故障报警。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述真空泵不工作时，获取真空压力上升率；

在无制动情况下，判断获取到的真空压力上升率是否大于第四设定值，如果是，控制所述真空泵工作并故障报警，如果否，控制循环结束。

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