CN106494258B - 电动汽车真空助力及电机复合制动系统及制动控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动汽车真空助力及电机复合制动系统,它包括自动变速箱、牵引电机、牵引电机控制器、整车控制器、真空泵、制动踏板模块、制动液位传感器、用于监测真空泵温度的真空泵电机温度传感器、安装于真空罐入口处的第一线性真空传感器和第二线性真空传感器,真空泵电机温度传感器的温度信号输出端、第一线性真空传感器的线性真空信号输出端和第二线性真空传感器的线性真空信号输出端连接整车控制器的模拟量采集通道,制动液位传感器的制动液位信号输出端连接整车控制器的数字量采集通道。本发明具有更高的可靠性,能有效避免安全事故。

Description

电动汽车真空助力及电机复合制动系统及制动控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及电动汽车制动安全技术领域,具体涉及一种电动汽车真空助力及电机 复合制动系统及制动控制方法。
背景技术
[0002] 车辆制动系统可靠性是整车安全的重要组成部分,传统中小排量车辆若采用汽油 发动机为动力则利用进气歧管与大气压力差(亦即真空助力器膜片两侧压力差)助力推动 制动缸内活塞,减轻驾驶员制动踏板力;电动汽车通常采用电子真空助力系统将驾驶员制 动踏板力量进行放大。出于节能及延长真空泵寿命考虑(电动真空泵不宜长期连续工作), 通常检测真空度相对压力在-75kpa时停止真空栗工作,-60kpa时启动真空泵工作,-55kpa 时报警提示真空度不足。采用整车控制器实时检测制动信号和真空传感器信号作为真空栗 启停判断依据。若真空传感器可靠性不高,损坏或者发出错误信号一真空度不足但是告知 整车控制器真空度足够,整车控制器未能提前命令真空栗工作,未能及时判别真空泵故障 并给驾驶员提醒采取紧急应对措施将严重影响行车安全。
[0003] 或者整车控制器控制真空泵电机工作,希望尽快达到期望的真空度,但是因为真 空泵电机存在机械堵转的可能,整车控制器若未能及时发觉并采取安全措施,将会严重影 响行车安全。
[0004] 申请号CN201010296300.0的专利采用真空压力传感信号和制动踏板信号,真空泵 电源共同检测电动汽车真空泵工作状况并作出故障诊断,但是没有考虑单一真空传感器可 靠性影响;申请号为CN201210290307 • 0的专利采用真空传感器和压力开关冗余判别,降低 单一真空开关或者真空传感器误报带来的影响;仅仅限于真空泵部分故障后报警,未考虑 真空泵传感器或者真空栗部分失效后如何采取可行性措施最大限度确保行车安全。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种电动汽车真空助力及电机复合制动系统及制动控制 方法,具有更高的可靠性,能有效避免安全事故。
[0006] 为解决上述技术问题,本发明公开的一种电动汽车真空助力及电机复合制动系 统,其特征在于:它包括自动变速箱、牵引电机、牵引电机控制器、整车控制器、真空泵、制动 踏板模块,所述自动变速箱输出轴用于驱动车辆驱动桥,牵引电机输出轴连接自动变速箱 的输入轴,牵引电机控制器的三相交流电输出端连接牵引电机的三相交流线输入端,牵引 电机控制器的CAN (Controller Area Network,控制器局域网络)通彳目接口连接整车控制器 的第一CAN通信接口;自动变速箱的挡位信号输出端、制动踏板模块的制动踏板状态信号输 出端均连接整车控制器的数字量采集通道,真空泵的电机的电机电流信号通信端连接整车 控制器的模拟量采集通道,整车控制器的选换挡执行信号输出端连接自动变速箱的控制 端,整车控制器的电机驱动信号输出端连接真空泵的电机的驱动端,真空泵的泵体与真空 罐连通;
[0007] 其特征在于:它还包括制动液位传感器、用于监测真空泵温度的真空泵电机温度 传感器、安装于真空罐入口处的第一线性真空传感器和第二线性真空传感器,所述真空栗 电机温度传感器的温度信号输出端、第一线性真空传感器的线性真空信号输出端和第二线 性真空传感器的线性真空信号输出端连接整车控制器的模拟量采集通道,制动液位传感器 的制动液位信号输出端连接整车控制器的数字量采集通道。
[0008] 所述整车控制器输出接地信号分别连接第一线性真空传感器和第二线性真空传 感器的接地端,整车控制器的真空传感器电源端分别连接第一线性真空传感器和第二线性 真空传感器的供电端。
[0009] 电动汽车真空助力及电机复合制动系统还包括车辆仪表,整车控制器的第二CAN 通信接口与车辆仪表的CAN通信接口相连。
[0010] —种利用上述系统的电动汽车真空助力及电机复合制动方法,其特征在于,它包 括如下步骤:
[0011]步骤1:第一线性真空传感器的线性真空信号输出端和第二线性真空传感器的线 性真空信号输出端向整车控制器的模拟量采集通道传输测量真空罐真空度的0.5V〜4.5V 线性电压信号;
[0012]步骤2:整车控制器从车辆仪表处采集实时车速数据,整车控制器从制动液位传感 器处采集实时制动液位数据,整车控制器从真空栗电机温度传感器处采集实时电机温度数 据,整车控制器从真空泵的电机处采集电机电流数据;
[0013]步骤3:整车控制器将测量真空罐真空度的〇_5V〜4.5V线性电压信号结合实时车 速数据、实时制动液位数据、实时电机温度数据和电机电流数据判断车辆处于如下各种模 式:
[0014]正常模式:当第一线性真空传感器输出的线性电压信号与第二线性真空传感器输 出的线性电压信号之差的绝对值小于等于o.iev,且第一线性真空传感器和第二线性真空 传感器输出的线性电压信号均在0.5〜4.5V之间则认为检测有效,判断为第一线性真空传 感器和第二线性真空传感器正常,取两个线性传感器电压平均值并对照已有的传感器电压 真空度曲线获取真空度,此时驾驶员踩制动踏板,整车控制器识别驾驶员减速意图,控制牵 引电机控制器进入制动模式,牵引电机输出制动扭矩至驱动桥;此时真空系统正常,驾驶员 可以顺利踩下制动踏板至更深开度,依靠真空泵真空助力作用液压制动部分发挥作用,gp 整车处于牵引电机制动和液压制动同时存在的复合制动模式,且牵引电机电制动优先发 生,车辆正常行驶;
[0015]真空传感器信号失效模式:整车控制器采集的第一线性真空传感器输出的线性电 压信号和第二线性真空传感器输出的线性电压信号均大于4.5v或者均小于(h5V,或者同一 时刻第一线性真空传感器输出的线性电压信号与第二线性真空传感器输出的线性电压信 号之差的绝对值大于0.16V,则整车控制器报警提示线性真空传感器失效或线性电压信号 米集无效,此时液压制动处于不可控未知阶段,存在驾驶员踩下制动踏板费力但驾驶员未 能提前预知的可能,制动踏板信号电信号正常发出,下同: _ 、
[0016]若车辆处于加速阶段且车速小于预设的限制车速vl,则整车控制器控制车辆车速 不超过预设的限制车速vl,自动变速箱保持当前低速挡位;
[0017]若车速已经大于等于预设的限制车速vl且驾驶员踩下加速踏板,则整车控制器控 制车辆加速踏板无效;自动变速箱保持当前挡位,牵引电机控制器自动切换为制动模式,制 动力矩大小为牵引电机当前转速下额定转矩,强制车速减至预设的限制车速VI以下;
[0018]若车速大于vl而小于v2,且整车控制器检测到制动踏板模块发出的制动踏板信号 有效,则自动变速箱保持当前挡位,牵引电机控制器自动切换为制动模式,制动力矩大小为 牵引电机当前转速下峰值转矩,强制车速尽快减至预设的限制车速v 1以下;
[0019] 若车速大于V2,且整车控制器检测到制动踏板模块发出的制动踏板信号有效,此 时整车控制器强制自动变速箱在0.5秒内完成降挡,待换挡成功后牵引电机控制器自动切 换为制动模式,制动力矩大小为牵引电机当前转速下峰值转矩,依靠施加在驱动桥上的电 制动力矩将车速降低到预设的安全车速vl以内,此后驾驶员再次加速,则车速不得超过预 设的限制车速vl;
[0020] 单一传感器失效模式:整车控制器采集的第一线性真空传感器输出的线性电压信 号和第二线性真空传感器输出的线性电压信号中任何一路大于4.5v或者小于0.5V,则整车 控制器报警提示单一传感器失效,选取正常电压范围内的线性真空传感器信号作为判断依 据,此时:
[0021] 若车辆处于加速阶段且车速小于预设的限制车速V3,则整车控制器控制车辆车速 不超过预设的限制车速v3,自动变速箱保持当前低速挡位;
[0022] 若车辆处于加速阶段且车速大于等于预设的限制车速v3小于限制车速v4,则整车 控制器控制车辆加速无效,自动变速箱保持当前挡位;牵引电机控制器自动切换为制动模 式,制动力矩大小为牵引电机当前转速下额定力矩,强制车速减至预设的限制车速v3以下; [0023] 若车速大于限制车速v3而小于限制车速v4,且整车控制器检测到制动踏板模块发 出的制动踏板信号有效,则自动变速箱保持当前挡位,牵引电机控制器自动切换为制动模 式,制动力矩大小为牵引电机当前转速下峰值转矩,强制车速减至预设的限制车速v3以下;
[0024] 若车速大于限制车速v4,且整车控制器检测到制动踏板模块发出的制动踏板信号 有效,此时整车控制器强制自动变速箱在0.5秒内完成降挡,待换挡成功后牵引电机控制器 自动切换为制动模式,制动力矩大小为牵引电机当前转速下峰值转矩,依靠施加在驱动桥 上的电制动力矩将车速降低到预设的安全车速v3以内,此后驾驶员再次加速,则车速不得 超过预设的限制车速v3;
[0025] 真空栗电机堵转或真空泵电机超温故障模式:整车控制器检测到第一线性真空传 感器和第二线性真空传感器传出的信号中有一个显示真空罐处于真空度不足状态,且真空 栗的电机的电机电流大于真空栗电机的正常工作电流II持续时间超过TME1时间,且真空 栗电机温度传感器输出的真空泵温度大于设定值Temperaturel,则判断为真空泵电机堵转 或者真空泵电机超温故障,整车控制器控制关闭真空泵驱动电机驱动电路,液压制动部分 功能处于不确定状态;
[0026] 若车辆处于加速阶段且车速小于预设的限制车速v5,则整车控制器控制车辆车速 不超过预设的限制车速v5,自动变速箱维持速比最大的起步挡位;
[0027] 若车辆处于加速阶段且车速大于等于预设的车速v5小于限制车速v6,则整车控制 器控制车辆加速无效,自动变速箱保持当前挡位;牵引电机控制器自动切换为制动模式,制 动力矩大小为牵引电机当前转速下额定力矩,强制车速减至预设的限制车速v5以下;
[0028] 若车速大于限制车速V5而小于限制车速v6,且整车控制器检测到制动踏板模块发 出的制动踏板信号有效,则自动变速箱保持当前挡位,牵引电机控制器自动切换为制动模 式,制动力矩大小为牵引电机当前转速下峰值转矩,强制车速减至预设的限制车速V5以下; [0029]若车速大于限制车速v6,且整车控制器检测到制动踏板模块发出的制动踏板信号 有效,此时整车控制器强制自动变速箱在0.5秒内完成降挡,待换挡成功后牵引电机控制器 自动切换为制动模式,制动力矩大小为牵引电机当前转速下峰值转矩,依靠施加在驱动桥 上的电制动力矩将车速降低到预设的安全车速v5以内,此后驾驶员再次加速,则车速不得 超过预设的限制车速v5;
[0030]制动液位不足模式:车辆静止时整车控制器每次上电完毕后检测制动液位传感器 输出的制动液位信号,若连续3秒检测到制动液位不足则发出报警提示代码,表明可能因为 制动液不足影响制动安全;
[0031] 若车辆处于加速阶段且车速小于预设的限制车速V7,则整车控制器控制车辆车速 不超过预设的限制车速v7。
[0032]本发明采用整车控制器直接驱动真空栗电机,同时检测其电压电流,并根据电机 温度升尚情况综合判断真全栗是否堵转等故障;另外,本发明还增加制动液位判断;在真空 泵系统正常工作时采用牵引电机和真空助力液压制动同时工作,若检测出真空泵堵转或者 温度高,真空传感器损坏或者偏差较大,制动液位不足等影响真空助力液压制动性能情况 时及时增大电制动力矩或者切换变速箱到速比较大的挡位确保依靠电制动能弥补真空助 力液压制动的欠缺,限制车速在不同故障等级下的安全车速,确保整车制动安全。
[0033]本发明相对其它采用真空泵助力的方案仅仅限于报警层级,本发明兼顾制动安全 更全面,在真空助力失效或近似失效情况下采用牵引电机不同等级的制动力矩或控制变速 箱降挡后结合电制动增强驱动桥制动力矩使得车速尽快降至安全范围内,避免安全事故。
附图说明
[0034]图1是本发明的系统结构图;
[0035]图2是本发明的传感器介质相对压力-输出电压曲线;
[0036] 其中,101—驱动桥、201 —自动变速箱、301—牵引电机、302—牵引电机控制器、 401—车辆仪表、501 —整车控制器、601—第一线性真空传感器、602—第二线性真空传感 器、701—制动液位传感器、801—制动踏板模块、901 —真空泵的电机、9〇2—真空泵电机温 度传感器、1001—真空泵的栗体、1101—真空罐。
具体实施方式
[0037] 以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明:
[0038] 本发明的电动汽车真空助力及电机复合制动系统,如图1所述,它包括自动变速箱 201、牵引电机301、牵引电机控制器302、整车控制器501、真空栗、制动踏板模块801,所述自 动变速箱201输出轴用于驱动车辆驱动桥101,牵引电机301输出轴连接自动变速箱201的输 入轴,牵引电机控制器302的三相交流电输出端连接牵引电机301的三相交流线输入端,牵 引电机控制器302的CAN通信接口连接整车控制器501的第一CAN通信接口;自动变速箱201 的挡位信号输出端、制动踏板模块801的制动踏板状态信号输出端均连接整车控制器5〇1的 数字量采集通道,真空泵的电机901的电机电流信号通信端连接整车控制器5〇1的模拟量采 集通道,整车控制器501的选换挡执行信号输出端连接自动变速箱201的控制端,整车控制 器501的电机驱动信号输出端连接真空栗的电机901的驱动端,真空泵的栗体1〇〇1与真空罐 1101连通;
[0039]其特征在于:它还包括制动液位传感器701、用于监测真空泵温度的真空栗电机温 度传感器902、安装于真空罐1101入口处的第一线性真空传感器601和第二线性真空传感器 602,所述真空栗电机温度传感器902的温度信号输出端、第一线性真空传感器601的线性真 空信号输出端和第二线性真空传感器602的线性真空信号输出端连接整车控制器501的模 拟量采集通道,制动液位传感器701的制动液位信号输出端连接整车控制器501的数字量采 集通道。
[0040]所述整车控制器501输出接地信号分别连接第一线性真空传感器601和第二线性 真空传感器602的接地端,整车控制器501的真空传感器电源端(5v)分别连接第一线性真空 传感器601和第二线性真空传感器602的供电端。
[0041]电动汽车真空助力及电机复合制动系统还包括车辆仪表401,整车控制器501的第 二CAN通信接口与车辆仪表401的CAN通信接口相连。车辆仪表401用于发送车辆状态和故障 提示信息告知驾驶员。
[0042]上述技术方案中,所述整车控制器501与牵引电机控制器302之间通过CAN通讯获 取牵引电机301的转速和实际扭矩信息并向牵引电机控制器302发送目标模式和目标转矩, 确保电机控制器响应整车控制器指令。
[0043]上述技术方案中,整车控制器5〇1向牵引电机控制器3〇2发送目标模式和目标转矩 的通信周期为l〇ms/帧,确保牵引电机控制器302迅速快捷响应整车控制器501指令。
[0044] 一种利用上述系统的电动汽车真空助力及电机复合制动方法,其特征在于,它包 括如下步骤:
[0045]步骤1:第一线性真空传感器601的线性真空信号输出端和第二线性真空传感器 6〇2的线性真空信号输出端向整车控制器501的模拟量采集通道传输测量真空罐1101真空 度的0.5V〜4.5V线性电压信号(真空罐真空度与线性电压的关系如图2所示);
[0046]步骤2:整车控制器5〇1从车辆仪表401处采集实时车速数据,整车控制器501从制 动液位传感器7〇 1处采集实时制动液位数据,整车控制器501从真空泵电机温度传感器902 处采集实时电机温度数据,整车控制器5〇1从真空泵的电机901处采集电机电流数据;
[0047] 步骤3:整车控制器501将测量真空罐1101真空度的0.5V〜4.5V线性电压信号结合 实时车速数据、实时制动液位数据、实时电机温度数据和电机电流数据判断车辆处于如下 各种模式:
[0048]正常模式:当第一线性真空传感器6〇1输出的线性电压信号与第二线性真空传感 器6〇2输出的线性电压信号之差的绝对值小于等于0.16V,且第一线性真空传感器601和第 二线性真空传感器6〇2输出的线性电压信号均在〇_5〜4.5V之间则认为检测有效,判断为第 一线性真空传感器601和第二线性真空传感器602正常,取两个线性传感器电压平均值并对 照已有的传感器电压真空度曲线获取真空度,此时驾驶员踩制动踏板,整车控制器5〇1识别 驾驶员减速意图,控制牵引电机控制器302进入制动模式,牵引电机301输出制动扭矩至驱 动桥101;此时真空系统正常,驾驶员可以顺利踩下制动踏板至更深开度,依靠真空栗真空 助力作用液压制动部分发挥作用,即整车处于牵引电机制动和液压制动同时存在的复合制 动模式,且牵引电机电制动优先发生,车辆正常行驶;
[0049] 真空传感器信号失效模式:整车控制器501采集的第一线性真空传感器601输出的 线性电压信号和第二线性真空传感器602输出的线性电压信号均大于4.5v或者均小于 0.5V,或者同一时刻第一线性真空传感器601输出的线性电压信号与第二线性真空传感器 602输出的线性电压信号之差的绝对值大于0.16V,则整车控制器501报警提示线性真空传 感器失效或线性电压信号采集无效,此时液压制动处于不可控未知阶段,存在驾驶员踩下 制动踏板费力但驾驶员未能提前预知的可能:
[0050] 若车辆处于加速阶段且车速小于预设的限制车速VI,则整车控制器501控制车辆 车速不超过预设的限制车速vl,自动变速箱保持当前低速挡位(本实施例中自动变速箱一 共有2挡,速比分别是1挡1.53,2挡1.0,下同);防止车速过快车辆动能过大,牵引电机电制 动无法及时确保车辆制动安全;
[0051] 若车速已经大于等于预设的限制车速vl且驾驶员踩下加速踏板,则整车控制器 501控制车辆加速踏板无效;自动变速箱201保持当前挡位,牵引电机控制器302自动切换为 制动模式,制动力矩大小为牵引电机301当前转速下额定转矩,强制车速减至预设的限制车 速vl以下;
[0052] 若车速大于vl而小于v2,且整车控制器501检测到制动踏板模块8〇1发出的制动踏 板信号有效,则自动变速箱201保持当前挡位,牵引电机控制器3〇2自动切换为制动模式,制 动力矩大小为牵引电机301当前转速下峰值转矩,强制车速减至预设的限制车速vl以下;
[0053] 若车速大于v2 (较高车速),且整车控制器501检测到制动踏板模块801发出的制动 踏板信号有效,此时整车控制器5〇1强制自动变速箱2〇1在0.5秒内完成降挡,待换挡成功后 牵引电机控制器302自动切换为制动模式,制动力矩大小为牵引电机3〇1当前转速下峰值转 矩,依靠施加在驱动桥101上的电制动力矩将车速降低到预设的安全车速vl以内,此后驾驶 员再次加速,则车速不得超过预设的限制车速v 1;
[0054] 单一传感器失效模式:整车控制器501采集的第一线性真空传感器6〇1输出的线性 电压信号和第二线性真空传感器6〇2输出的线性电压信号中任何一路大于4.5v或者小于 0.5V,则整车控制器报警(501)提示单一传感器失效,选取正常电压范围内的线性真空传感 器信号作为判断依据,此时:
[0055] 若车辆处于加速阶段且车速小于预设的限制车速V3,则整车控制器501控制车辆 车速不超过预设的限制车速v3,自动变速箱2〇1保持当前低速挡位;
[0056] 若车辆处于加速阶段且车速大于等于预设的限制车速v3小于限制车速v4,则整车 控制器501控制车辆加速无效,自动变速箱2〇1保持当前挡位;牵引电机控制器3〇2自动切换 为制动模式,制动力矩大小为牵引电机3〇1当前转速下额定力矩,强制车速减至预设的限制 车速v3以下;
[0057] 若车速大于限制车速v3而小于限制车速v4,且整车控制器5〇1检测到制动踏板模 块801发出的制动踏板信号有效,则自动变速箱201保持当前挡位,牵引电机控制器302自动 切换为制动模式,制动力矩大小为牵引电机301当前转速下峰值转矩,强制车速减至预设的 限制车速v3以下;
[0058] 若车速大于限制车速v4,且整车控制器5〇1检测到制动踏板t旲块8〇1发出的制动踏 板信号有效,此时整车控制器强制自动变速箱201在0.5秒内完成降挡,待换挡成功后牵 引电机控制器302自动切换为制动模式,制动力矩大小为牵引电机301当前转速下峰值转 矩,依靠施加在驱动桥1〇1上的电制动力矩将车速降低到预设的安全车速v3以内,此后驾驶 员再次加速,则车速不得超过预设的限制车速v3;
[0059] 真空栗电机堵转或真空栗电机超温故障模式:整车控制器501检测到第一线性真 空传感器601和第二线性真空传感器602传出的信号中有一个显示真空罐11〇1处于真空度 不足状态,且真空栗的电机901的电机电流大于真空泵电机的正常工作电流II持续时间超 过TIIWE1时间,且真空栗电机温度传感器902输出的真空泵温度大于设定值Temperaturel, 则判断为真空泵电机堵转或者真空泵电机超温故障,整车控制器5〇1控制关闭真空泵驱动 电机驱动电路,液压制动部分功能处于不确定状态;
[0060] 若车辆处于加速阶段且车速小于预设的限制车速v5,则整车控制器501控制车辆 车速不超过预设的限制车速v5,自动变速箱201维持速比最大的起步挡位;
[0061] 若车辆处于加速阶段且车速大于等于预设的车速v5小于限制车速v6,则整车控制 器501控制车辆加速无效,自动变速箱201保持当前挡位;牵引电机控制器自动切换为制动 模式,制动力矩大小为牵引电机当前转速下额定力矩,强制车速减至预设的限制车速v5以 下;
[0062] 若车速大于限制车速v5而小于限制车速v6,且整车控制器601检测到制动踏板模 块801发出的制动踏板信号有效,则自动变速箱201保持当前挡位,牵引电机控制器3〇2自动 切换为制动模式,制动力矩大小为牵引电机301当前转速下峰值转矩,强制车速减至预设的 限制车速v5以下;
[0063] 若车速大于限制车速v6,且整车控制器501检测到制动踏板模块801发出的制动踏 板信号有效,此时整车控制器5〇1强制自动变速箱201在〇_5秒内完成降挡,待换挡成功后牵 引电机控制器302自动切换为制动模式,制动力矩大小为牵引电机301当前转速下峰值转 矩,依靠施加在驱动桥101上的电制动力矩将车速降低到预设的安全车速v5以内,此后驾驶 员再次加速,则车速不得超过预设的限制车速v5;
[0064] 制动液位不足模式:车辆静止时整车控制器501每次上电完毕后检测制动液位传 感器701输出的制动液位信号,若连续3秒检测到制动液位不足则发出报警提示代码,表明 可能因为制动液不足影响制动安全;
[0065] 若车辆处于加速阶段且车速小于预设的限制车速v7,则整车控制器控制车辆车速 不超过预设的限制车速v7,自动变速箱201无法进入2挡,防止车速过快车辆动能过大,电制 动无法有效确保车辆制动安全。
[0066] 上述技术方案中,所述v5〈vl<v6<v3 = v7<v2 = v4。所述预设的限制车速v5为15km/ h,预设的限制车速v 1为20km/h,预设的限制车速v6为25km/h,预设的限制车速v3 = v 7 = 35km/h,预设的限制车速v2 = v4 = 50km/h。
[0067] 以上各个模式下车速限制(vl〜v7)视具体车辆载重不同可能略有调整,可采用汽 车电子标定工具调整。所述TBffil时间为120s。所述设定值Temperaturel为120°C。
[0068] 上述技术方案中,所述第一线性真空传感器601输出的线性电压信号低于2.7V和/ 或第二线性真空传感器602输出的线性电压信号低于2.7V表明真空罐1101处于真空度不足 状态。
[0069] 与背景技术中记载的两篇专利CN201010296300.0,CN201210290307.0相比,本发 明采用两路线性真空度传感器比较其采集数值偏差,提高精度并考虑传感器各种不同故障 情况;采用整车控制器5 0 1直接驱动真空泵电机并检测其电压和反馈电流替代 CN201210290307.0专利中所述真空栗控制器,增加真空泵电机温度传感器并根据反馈电流 和温升情况判断真空栗是否堵转等;增加制动液位检测防止制动液不足时影响真空助力制 动效果,同时由整车控制器控制牵引电机控制器增大电制动扭矩或者切换变速箱挡位至低 速挡并联合牵引电机强化电制动减少制动距离。 _〇]本说明书未轉麵獅内賴于本领域专雌术人员公知_有技术。

Claims (10)

1. 一种电动汽车真空助力及电机复合制动系统,其特征在于:它包括自动变速箱 (201)、牵引电机(301)、牵引电机控制器(302)、整车控制器(501)、真空泵、制动踏板模块 (801),所述自动变速箱(2〇1)输出轴用于驱动车辆驱动桥(101),牵引电机(301)输出轴连 接自动变速箱(201)的输入轴,牵引电机控制器(302)的三相交流电输出端连接牵引电机 (301)的三相交流线输入端,牵引电机控制器(302)的CAN通信接口连接整车控制器(501)的 第一CAN通信接口;自动变速箱(201)的挡位信号输出端、制动踏板模块(801)的制动踏板状 态信号输出端均连接整车控制器(501)的数字量采集通道,真空泵的电机(901)的电机电流 信号通信端连接整车控制器(5〇1)的模拟量采集通道,整车控制器(501)的选换挡执行信号 输出端连接自动变速箱(201)的控制端,整车控制器(501)的电机驱动信号输出端连接真空 杲的电机(901)的驱动端,真空栗的泵体(1001)与真空罐(1101)连通; 其特征在于:它还包括制动液位传感器(701)、用于监测真空泵温度的真空栗电机温度 传感器(902)、安装于真空罐(1101)入口处的第一线性真空传感器(601)和第二线性真空传 感器(602),所述真空栗电机温度传感器(902)的温度信号输出端、第一线性真空传感器 (601)的线性真空信号输出端和第二线性真空传感器(602)的线性真空信号输出端连接整 车控制器(5〇1)的模拟量采集通道,制动液位传感器(701)的制动液位信号输出端连接整车 控制器(501)的数字量采集通道。
2. 根据权利要求1所述的电动汽车真空助力及电机复合制动系统,其特征在于:所述整 车控制器(501)输出接地信号分别连接第一线性真空传感器(601)和第二线性真空传感器 (6〇2)的接地端,整车控制器(5〇1)的真空传感器电源端分别连接第一线性真空传感器 (601)和第二线性真空传感器(602)的供电端。
3. 根据权利要求1所述的电动汽车真空助力及电机复合制动系统,其特征在于:它还包 括车辆仪表(401),整车控制器(5〇1)的第二CAmi信接口与车辆仪表(401)的CAN通信接口 相连。
4. 根据权利要求3所述的电动汽车真空助力及电机复合制动系统,其特征在于:所述整 车控制器(501)与牵引电机控制器(302)之间通过CAN通讯获取牵引电机(301)的转速和实 际扭矩信息并向牵引电机控制器(302)发送目标模式和目标转矩,确保电机控制器响应整 车控制器指令。
5. 根据权利要求1所述的电动汽车真空助力及电机复合制动系统,其特征在于:整车控 制器(5〇1)向牵引电机控制器(3〇2)发送目标模式和目标转矩的通信周期为l〇ms/帧。
6.—种利用权利要求1所述系统的电动汽车真空助力及电机复合制动方法,其特征在 于,它包括如下步骤: 步骤1:第一线性真空传感器(6〇1)的线性真空信号输出端和第二线性真空传感器 (6〇2)的线性真空信号输出端向整车控制器(501)的模拟量采集通道传输测量真空罐 (1101)真空度的0.5V〜4.5V线性电压信号; 步骤2:整车控制器(501)从车辆仪表(401)处采集实时车速数据,整车控制器(501)从 制动液位传感器(701)处采集实时制动液位数据,整车控制器(501)从真空泵电机温度传感 器(902)处采集实时电机温度数据,整车控制器(501)从真空栗的电机(901)处采集电机电 流数据; 步骤3:整车控制器(5〇1)将测量真空罐(1101)真空度的〇. 5V〜4 • 5V线性电压信号结合 实时车速数据、实时制动液位数据、实时电机温度数据和电机电流数据判断车辆处于如下 各种模式: 正常模式:当第一线性真空传感器(6〇1)输出的线性电压信号与第二线性真空传感器 (602)输出的线性电压信号之差的绝对值小于等于0.16V,且第一线性真空传感器(6〇1)和 第二线性真空传感器(602)输出的线性电压信号均在〇 • 5〜4 • 5V之间则认为检测有效,判断 为第一线性真空传感器(6〇1)和第二线性真空传感器(6〇2)正常,取两个线性传感器电压平 均值并对照已有的传感器电压真空度曲线获取真空度,此时司机踩制动踏板,整车控制器 (501)识别司机减速意图,控制牵引电机控制器(3〇2)进入制动模式,牵引电机(3〇1)输出制 动扭矩至驱动桥(101);此时真空系统正常,驾驶员可以顺利踩下制动踏板至更深开度,依 靠真空栗真空助力作用液压制动部分发挥作用,g卩整车处于牵引电机制动和液压制动同时 存在的复合制动模式,且牵引电机电制动优先发生,车辆正常行驶; 真空传感器信号失效模式:整车控制器(501)采集的第一线性真空传感器(601)输出的 线性电压信号和第二线性真空传感器(6〇2)输出的线性电压信号均大于4.5v或者均小于 0.5V,或者同一时刻第一线性真空传感器(601)输出的线性电压信号与第二线性真空传感 器(602)输出的线性电压信号之差的绝对值大于〇. 16V,则整车控制器(501)报警提示线性 真空传感器失效或线性电压信号采集无效,此时液压制动处于不可控未知阶段,存在驾驶 员踩下制动踏板费力但驾驶员未能提前预知的可能: 若车辆处于加速阶段且车速小于预设的限制车速vl,则整车控制器(501)控制车辆车 速不超过预设的限制车速vl,自动变速箱保持当前低速挡位; 若车速已经大于等于预设的限制车速vl且驾驶员踩下加速踏板,则整车控制器(501) 控制车辆加速踏板无效;自动变速箱(201)保持当前挡位,牵引电机控制器(302)自动切换 为制动模式,制动力矩大小为牵引电机(3〇1)当前转速下额定转矩,强制车速减至预设的限 制车速vl以下; 若车速大于vl而小于v2,且整车控制器(5〇1)检测到制动踏板模块(801)发出的制动踏 板信号有效,则自动变速箱(201)保持当前挡位,牵引电机控制器(302)自动切换为制动模 式,制动力矩大小为牵引电机(301)当前转速下峰值转矩,强制车速减至预设的限制车速vl 以下; 若车速大于v2,且整车控制器(501)检测到制动踏板模块(801)发出的制动踏板信号有 效,此时整车控制器(501)强制自动变速箱(201)在0 • 5秒内完成降挡,待换挡成功后牵引电 机控制器(302)自动切换为制动模式,制动力矩大小为牵引电机(301)当前转速下峰值转 矩,依靠施加在驱动桥(101)上的电制动力矩将车速降低到预设的安全车速vl以内,此后驾 驶员再次加速,则车速不得超过预设的限制车速vl; 单一传感器失效模式:整车控制器(501)采集的第一线性真空传感器(601)输出的线性 电压信号和第二线性真空传感器(602)输出的线性电压信号中任何一路大于4.5v或者小于 0.5V,则整车控制器报警(501)提示单一传感器失效,选取正常电压范围内的线性真空传感 器信号作为判断依据,此时: 若车辆处于加速阶段且车速小于预设的限制车速v3,则整车控制器(501)控制车辆车 速不超过预设的限制车速v3,自动变速箱(201)保持当前低速挡位; 若车辆处于加速阶段且车速大于等于预设的限制车速v3小于限制车速v4,则整车控制 器(501)控制车辆加速无效,自动变速箱(201)保持当前挡位;牵引电机控制器(302)自动切 换为制动模式,制动力矩大小为牵引电机(301)当前转速下额定力矩,强制车速减至预设的 限制车速v3以下; 若车速大于限制车速v3而小于限制车速v4,且整车控制器(501)检测到制动踏板模块 (801)发出的制动踏板信号有效,则自动变速箱(201)保持当前挡位,牵引电机控制器(302) 自动切换为制动模式,制动力矩大小为牵引电机(3〇1)当前转速下峰值转矩,强制车速减至 预设的限制车速v3以下; 若车速大于限制车速v4,且整车控制器(501)检测到制动踏板模块(801)发出的制动踏 板信号有效,此时整车控制器(5〇1)强制自动变速箱(201)在〇 • 5秒内完成降挡,待换挡成功 后牵引电机控制器(3〇2)自动切换为制动模式,制动力矩大小为牵引电机(301)当前转速下 峰值转矩,依靠施加在驱动桥(1〇1)上的电制动力矩将车速降低到预设的安全车速v3以内, 此后驾驶员再次加速,则车速不得超过预设的限制车速v3; 真空泵电机堵转或真空泵电机超温故障模式:整车控制器(5〇1)检测到第一线性真空 传感器(601)和第二线性真空传感器(602)传出的信号中有一个显示真空罐(1101)处于真 空度不足状态,且真空栗的电机(9〇1)的电机电流大于真空泵电机的正常工作电流II持续 时间超过TIME1时间,且真空栗电机温度传感器(902)输出的真空栗温度大于设定值 Temperaturel,则判断为真空泵电机堵转或者真空泵电机超温故障,整车控制器(501)控制 关闭真空栗驱动电机驱动电路,液压制动部分功能处于不确定状态; 若车辆处于加速阶段且车速小于预设的限制车速v5,则整车控制器(501)控制车辆车 速不超过预设的限制车速v5,自动变速箱(201)维持速比最大的起步挡位; 若车辆处于加速阶段且车速大于等于预设的车速v5小于限制车速v6,则整车控制器 (501)控制车辆加速无效,自动变速箱(201)保持当前挡位;牵引电机控制器自动切换为制 动模式,制动力矩大小为牵引电机当前转速下额定力矩,强制车速减至预设的限制车速v5 以下; 若车速大于限制车速v5而小于限制车速v6,且整车控制器(601)检测到制动踏板模块 (801)发出的制动踏板信号有效,则自动变速箱(201)保持当前挡位,牵引电机控制器(302) 自动切换为制动模式,制动力矩大小为牵引电机(3〇1)当前转速下峰值转矩,强制车速减至 预设的限制车速v5以下; 若车速大于限制车速v6,且整车控制器(501)检测到制动踏板模块(801)发出的制动踏 板信号有效,此时整车控制器(5〇1)强制自动变速箱(2〇1)在〇• 5秒内完成降挡,待换挡成功 后牵引电机控制器(302)自动切换为制动模式,制动力矩大小为牵引电机(301)当前转速下 峰值转矩,依靠施加在驱动桥(1〇1)上的电制动力矩将车速降低到预设的安全车速v5以内, 此后驾驶员再次加速,则车速不得超过预设的限制车速v5; 制动液位不足模式:车辆静止时整车控制器(501)每次上电完毕后检测制动液位传感 器(701)输出的制动液位信号,若连续3秒检测到制动液位不足则发出报警提示代码; 若车辆处于加速阶段且车速小于预设的限制车速v7,则整车控制器控制车辆车速不超 过预设的限制车速v7。
7.根据权利要求6所述的电动汽车真空助力及电机复合制动方法,其特征在于:所述 <vl<v6<v3 = v7<v2 = v4〇
8.根据权利要求6或7所述的电动汽车真空助力及电机复合制动方法,其特征在于:所 述预设的限制车速v5为15km/h,预设的限制车速vl为20km/h,预设的限制车速v6为25km/h, 预设的限制车速v3 = v7 = 35km/h,预设的限制车速v2 = v4 = 50km/h。
9.根据权利要求6所述的电动汽车真空助力及电机复合制动方法,其特征在于:所述第 一线性真空传感器(601)输出的线性电压信号低于2 • 7V和/或第二线性真空传感器(602)输 出的线性电压信号低于2.7V表明真空罐(1101)处于真空度不足状态。
10.根据权利要求6所述的电动汽车真空助力及电机复合制动方法,其特征在于:所述 TIME1 时间为l2〇s,所述设定值Temperaturel为120°C。
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