CN104118420B - 一种纯电动汽车真空助力制动系统故障诊断方法 - Google Patents

Abstract

一种纯电动汽车真空助力制动系统及故障诊断方法，系统包含整车控制单元(HCU)、电动真空泵、真空压力传感器、仪表、制动踏板、继电器和电源，HCU与仪表之间通过CAN线进行通信交互，其他部分与HCU通过硬线连接。诊断方法为：在电动汽车上电之后，整车控制器实时采集真空泵供电电源信息，判断电源是否断开；整车控制器实时采集真空压力的变化值，根据真空泵的工作状态（工作中、停止）以及驾驶员对制动的操作对真空助力系统进行判断是否漏气、抽真空性能下降以及是否处于连续工作状态等诊断。本真空助力系统故障诊断方法相对全面、系统、清晰，能准确地定位真空故障出现的原因，及时警示驾驶员，提高车辆的行驶安全。

Description

一种纯电动汽车真空助力制动系统故障诊断方法

技术领域

本发明属于纯电动汽车控制领域，具体涉及纯电动汽车的制动系统和故障诊断方法。

背景技术

纯电动汽车有着节能、环保等诸多优点，并且是诸多高新技术结合的产物，随着能源的日趋减少和政府的大力倡导，在不久的将来其必将拥有广阔的市场。

目前在电动汽车制动系统中普遍采用电动真空泵为制动真空助力器提供能量，电动真空泵必须处于持续工作状态来保证真空源能量，这种方法对电动真空泵的耐久可靠性要求高，使用寿命缩短，且浪费电能。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，但都仅仅是根据真空压力开关的通断来进行简单控制，并且没有诊断功能，在很多方面存在安全隐患。

申请号为201310264166.X的专利提供了一种真空助力系统检测方法及故障检测方法。该专利从两个方面进行了故障检测，即真空泵失效和真空助力系统漏气，当真空压力大于预设阀值1时诊断为真空泵故障；当间隔时间t的压力差大于预设阀值2时诊断为真空助力系统漏气。同时发生故障时，记录故障信息则直接退出真空助力系统检测。该专利的故障诊断存在以下几个缺点：1）诊断维度不够全面，未对真空管路、真空助力连续工作等情况进行诊断；2）仅通过间隔时间内的压力差来诊断真空系统是否漏气，存在一定的风险性，系统可靠性不高；3）发生故障时，仅记录故障信息，未进行诊断处理，未进行报警及驾驶员警示，系统安全性不高。

申请号为201010109314.7的专利也提供了一种真空助力装置控制策略。该专利中的诊断策略是：1）真空压力开关导通时，控制真空泵工作，计时器1计时真空泵工作时间，若超过设定时间1，则判定真空系统发生故障，故障可能为真空泵故障、真空开关故障、系统泄露；若未超过设定时间且无制动，计时器3时间小于设定时间3，则判定系统存在泄露。发生故障时，控制真空泵工作并报警。2）真空压力开关没有导通时：（1）若累加制动次数达到设定次数，则判定真空压力开关故障，控制真空泵一直工作并进行故障报警。（2）若累加制动次数未达到设定次数，则判断系统是否刚上电，若系统刚上电，则控制真空泵工作并计时器2开始计时，达到设定时间2时关闭真空泵，未达到设定时间2则退出本次循环；若系统不是刚上电，如果真空压力开关上一循环导通，则控制真空泵工作并计时器2开始计时，达到设定时间2时，停止真空泵工作，如果真空压力开关上一循环为关闭状态，则计时器3开始计时并结束本次循环。该专利的故障诊断存在以下几个缺点：1）诊断程序设计比较繁琐，判断分支较多，若其中一个分支或环节出现问题，则可能导致整个诊断程序出现问题，系统的可靠性和安全性都不高；2）诊断维度也不够全面，也未对真空管路、真空系统连续工作等进行诊断；3）诊断不够明确，故障与故障间的条件不独立且不清晰，不能准确定位故障的所在。

发明内容

针对现有的状况，本发明的目的在于提供一种纯电动汽车真空助力制动系统故障诊断方法，以解决车辆制动系统出现故障时能及时警示驾驶员，提高车辆行驶安全。

本发明提供一种适合纯电动汽车上使用的电动真空助力制动系统控制及诊断方法。控制系统包括制动踏板、真空泵、真空压力传感器、继电器、电源、仪表和整车控制器，HCU与仪表之间通过CAN线进行通信交互，其他部分与HCU通过硬线连接。

所述整车控制器，用于采集真空压力信号，根据真空压力值判断真空罐内的真空度是否能满足开启关闭要求，若满足开启要求，整车控制器控制真空泵使能信号为1，若满足关闭要求，整车控制器控制真空泵使能信号为0，控制真空泵工作或者停止；整车控制器还用于实时采集真空泵供电电源信息，判断电源是否断开；整车控制器还用于采集驾驶员对制动踏板的操作信号，判断真空助力系统是否漏气、抽真空性能下降以及是否处于连续工作状态；

所述压力传感器用于测试真空罐内的真空度，当真空罐低于某一真空度时，将信号送到整车控制器；

所述继电器，控制真空泵工作；

所述电源，在继电器前端，为真空泵提供电源；

所述制动踏板，向整车控制器提供驾驶员对制动的操作信号；

所述仪表，用于显示故障报警信息。

控制过程为：整车控制器采集真空压力信号，根据真空压力值判断真空罐内的真空度是否能满足开启关闭要求，若满足开启要求，整车控制器控制真空泵使能信号为1，若满足关闭要求，整车控制器控制真空泵使能信号为0。然后整车控制器控制真空泵工作或者停止。只要电动汽车一旦上电，真空助力的过程就开始反复自动循环，经检测与传统汽车的助力效果相当。所述控制装置由压力传感器测试真空罐内的真空度，当真空罐低于某一真空度时，该信号送到整车控制器，整车控制器控制真空泵工作。

发明提出的诊断方法为：在电动汽车上电之后，整车控制器实时采集真空泵供电电源信息，判断电源是否断开；整车控制器实时采集真空压力的变化值，根据真空泵的工作状态（工作中、停止）以及驾驶员对制动的操作对真空助力系统进行判断是否漏气、抽真空性能下降以及是否处于连续工作状态等诊断。具体故障诊断过程如下：

1.整车上电；

2.整车控制器检测控制真空泵工作的继电器前端供电电源是否断开，如果断开，整车控制器报系统故障，给仪表发送报警信息；当故障修复之后，整车重新上电，仪表显示正常；

3.整车控制器采集真空压力传感器的信号，检测真空压力是否与大气压力相等且持续时间A，A的范围0～1s。判断真空管路接口是否断开，如果满足，整车控制器报系统故障，给仪表发送报警信息；当故障修复之后，整车重新上电，仪表显示正常；

4.使制动踏板抬起，真空泵使能信号发出，整车控制器检测抽到真空度预设值的时间，如果小于时间预设值，系统正常；如果大于时间预设值，整车控制器报系统故障，给仪表发送报警信息；当故障修复之后，整车重新上电，仪表显示正常；

5.使制动踏板抬起，真空泵使能信号停止，整车控制器检测真空压力自然释放到真空泵开启阀值时间是否大于预设值，如果大于，系统正常；如果小于，整车控制器报系统故障，给仪表发送报警信息；当故障修复之后，整车重新上电，仪表显示正常；

6.在行车过程中，如果出现连续制动的工况，整车控制器检测真空压力是否达到预设值，如果达到，整车控制器报系统故障，给仪表发送报警信息；如果连续制动工况消失，整车控制器检测到真空压力值小于预设值，故障自动恢复，仪表显示正。

所述整车控制器对真空助力系统各状态的诊断是并行进行的，只要有一种情况发生故障，真空助力系统就报故障。

针对现有技术中存在的问题，提供了一种相对全面的、系统的、清晰的真空助力系统故障诊断方法，能准确地定位真空故障出现的原因，及时警示驾驶员，提高车辆的行驶安全。

附图说明

图1真空助力制动系统架构；

图2真空助力制动系统电路框图；

图3真空助力系统诊断方法流程图。

具体实施方式

为清楚说明本发明，结合附图对本发明进行进一步详细说明。

如图1、图2所示，制动助力系统架构和电路连接，该控制系统包含了整车控制单元(HCU)、电动真空泵、真空压力传感器、仪表、制动踏板、继电器、12V蓄电池，HCU与仪表之间通过CAN线进行通信交互，其他与HCU通过硬线连接。

根据图3所示，具体说明整车控制器对真空助力制动系统进行诊断的流程，整车控制器对真空助力系统各状态的诊断是并行进行的，只要有一种情况发生故障，真空助力系统就报故障，详细的说明如下：

1.整车上电；

2.在整车上电的情况下，整车控制器检测控制真空泵工作的继电器前端供电电源是否断开，如果断开，整车控制器报系统故障，给仪表发送信号点亮仪表警示灯和蜂鸣器报警，故障一旦发生，修复之后整车重新上下电故障消失，仪表显示正常；

3.在整车上电的情况下，整车控制器检测真空压力是否与大气压力相等且持续时间A为500ms，判断真空管路接口是否断开，如果满足整车控制器报系统故障，给仪表发送信号点亮仪表警示灯和蜂鸣器报警，故障一旦发生，修复之后整车重新上下电故障消失，仪表显示正常；

4.制动踏板抬起，真空泵使能信号发出，整车控制器检测抽到真空度预设值的时间，如果小于时间预设值，系统正常；如果大于时间预设值，整车控制器报系统故障，给仪表发送信号点亮仪表警示灯和蜂鸣器，如果在检测期间有踩制动踏板的操作将重新进行诊断；故障一旦发生，修复之后整车重新上下电故障消失，仪表显示正常；

5. 制动踏板抬起，真空泵使能信号停止，整车控制器检测真空压力自然释放到真空泵开启阀值时间是否大于预设值，如果大于，系统正常；如果小于，整车控制器报系统故障，给仪表发送信号点亮仪表警示灯和蜂鸣器，如果在检测期间有踩制动踏板的操作将重新进行诊断；故障一旦发生，修复之后整车重新上下电故障消失，仪表显示正常；

6.在行车过程中，如果出现连续制动的工况，整车控制器检测真空压力是否达到预设值，如果达到，整车控制器报系统故障，给仪表发送信号点亮仪表警示灯和蜂鸣器报警，如果连续制动工况消失，整车控制器检测到真空压力值小于预设值，故障自动恢复，仪表显示正常。

Claims (2)

1.一种纯电动汽车真空助力制动系统，系统包含整车控制单元HCU、电动真空泵、真空压力传感器、仪表、制动踏板、继电器和电源，整车控制单元HCU与仪表之间通过CAN线进行通信交互，电动真空泵、真空压力传感器、仪表、制动踏板与整车控制单元HCU通过硬线连接：

所述整车控制单元HCU，用于采集真空压力信号，根据真空压力值判断真空罐内的真空度是否能满足开启关闭要求，若满足开启要求，整车控制单元HCU控制真空泵使能信号为1，若满足关闭要求，整车控制单元HCU控制真空泵使能信号为0，控制真空泵工作或者停止；整车控制单元HCU还用于实时采集真空泵供电电源信息，判断电源是否断开；整车控制单元HCU还用于采集驾驶员对制动踏板的操作信号，判断真空助力系统是否漏气、抽真空性能下降以及是否处于连续工作状态；

所述真空压力传感器用于测试真空罐内的真空度，当真空罐内的真空度低于某一真空度时，将信号送到整车控制单元HCU；

所述继电器，控制真空泵工作；

所述电源，在继电器前端，为真空泵提供电源；

所述制动踏板，向整车控制器提供驾驶员对制动的操作信号；

所述仪表，用于显示故障报警信息;

所述制动系统，在电动汽车上电之后，整车控制单元HCU实时采集真空泵供电电源信息，判断电源是否断开；整车控制单元HCU实时采集真空压力的变化值，根据真空泵的工作状态以及驾驶员对制动的操作对真空助力制动系统进行判断是否漏气、抽真空性能下降以及是否处于连续工作状态，具体故障诊断过程如下：

（1）整车上电；

（2）整车控制单元HCU检测控制真空泵工作的继电器前端供电电源是否断开，如果断开，整车控制单元HCU报系统故障，给仪表发送报警信息；当故障修复之后，整车重新上电，仪表显示正常；

（3）整车控制单元HCU采集真空压力传感器的信号，检测真空压力是否与大气压力相等且持续时间A，判断真空管路接口是否断开，如果满足，整车控制单元HCU报系统故障，给仪表发送报警信息；当故障修复之后，整车重新上电，仪表显示正常；

（4）使制动踏板抬起，真空泵使能信号发出，整车控制单元HCU检测抽到真空度预设值的时间，如果小于时间预设值，系统正常；如果大于时间预设值，整车控制单元HCU报系统故障，给仪表发送报警信息；当故障修复之后，整车重新上电，仪表显示正常；

（5）使制动踏板抬起，真空泵使能信号停止，整车控制单元HCU检测真空压力自然释放到真空泵开启阀值时间是否大于预设值，如果大于，系统正常；如果小于，整车控制单元HCU报系统故障，给仪表发送报警信息；当故障修复之后，整车重新上电，仪表显示正常；

（6）在行车过程中，如果出现连续制动的工况，整车控制单元HCU检测真空压力是否达到预设值，如果达到，整车控制单元HCU报系统故障，给仪表发送报警信息；如果连续制动工况消失，整车控制单元HCU检测到真空压力值小于预设值，故障自动恢复，仪表显示正常；

所述整车控制单元HCU对真空助力制动系统各状态的诊断是并行进行的，只要有一种情况发生故障，真空助力制动系统就报故障。

2.根据权利要求1所述的纯电动汽车真空助力制动系统，其特征在于，所述持续时间A的范围0～1s。