CN106696942B - 一种制动助力系统故障检测处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种制动助力系统故障检测处理方法及装置，其中，制动助力系统故障检测处理方法包括：获取当前环境真空泵内的真空度由第一值上升至第二值所需实际时间；获取当前环境制动助力系统非故障状态下，真空泵内的真空度由第一值上升至第二值所需正常上限时间，以及获取当前环境制动助力系统故障状态下，且能够完成制动功能时，真空泵内的真空度由第一值上升至第二值所需故障上限时间；根据实际时间和正常上限时间判断车辆制动助力系统是否存在故障；若故障，则根据实际时间、正常上限时间和故障上限时间得到对应的故障等级；根据故障等级执行对应处理操作。本方案能够及时诊断出车辆制动助力系统的故障，最大程度保障驾乘人员的人身安全。

Description

一种制动助力系统故障检测处理方法及装置

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别是指一种制动助力系统故障检测处理方法及装置。

背景技术

面对日趋严峻的能源与环境问题，传统燃油汽车对石油资源需求的增加以及带来的环境污染已日益引起人们的关注，与此同时节能与新能源汽车正成为各国研究的热点。作为我国战略性新兴产业之一的节能与新能源汽车得到了政府和工业界的高度重视，发展新能源汽车，尤其是具有零污染、零排放的纯电动汽车，不仅对我国能源安全、环境保护具有重大意义，同时也是我国汽车领域实现转型升级、技术突破的重要方向，是汽车领域今后发展的趋势。

与传统燃油车不同，纯电动汽车的能量来源于高压动力电池、超级电容等，并利用电机代替内燃机驱动车轮，以达到车辆正常行驶的目的，基于此因素当前国内外的纯电动汽车绝大多数采用电动真空泵为制动助力系统提供真空源，并通过液压制动系统最终实现制动功能。其中电动真空泵是纯电动车所特有的，一般情况下车辆会根据制动助力器内部的真空度对电动真空泵进行开关式控制，即真空度低于一定阈值开启真空泵，当真空度高于一定阈值后关闭真空泵，保证助力器内部的真空度维持在一定范围内，从而满足驾驶员的制动助力需求。而对于大多数燃油车，由于可以从发动机进气歧管获取真空源，因此电动真空泵不是必需的。纯电动汽车中的液压制动系统则基本与传统燃油车相同。在驾驶员踩下制动踏板后，电动真空泵、助力器与液压制动系统协同工作，建立制动系统压力，最终推动制动钳活塞工作，实现车辆制动功能。

对于通过电动真空泵提供真空源的纯电动汽车，真空泵性能对于整个制动助力系统有着重要影响。真空泵作为一个机械部件，尤其是活塞式真空泵，在正常工作寿命范围内，其抽真空能力会随着工作时间的增加而衰减，在车辆中该部分衰减可表现为将制动助力系统内部真空度抽到规定阈值所需要时间的增加，以及制动助力系统内部所能达到最大真空度的下降。若真空泵发生机械故障，如润滑异常、管路堵塞，则其抽真空能力的衰减将会更快。当电动真空泵的性能下降到一定程度，则会影响真空度的快速建立，进而不能满足驾驶员的制动助力需求。就以上问题，国内纯电动汽车生产厂商或相关的研究机构均未给出有效的检测及处理方法，其中有个别厂商通过引入制动助力系统泄漏故障机制来对行车提供保护，但该机制不能够提前对驾驶员提供预警，并在此基础上对车辆及车上人员进行保护，存在较大的局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制动助力系统故障检测处理方法及装置，解决现有技术中车辆制动助力系统的故障检测方案滞后的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种制动助力系统故障检测处理方法，应用于车辆，所述车辆包括真空泵和真空助力器，所述制动助力系统故障检测处理方法包括：

获取当前环境真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的实际时间；

获取当前环境制动助力系统非故障状态下，所述真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的正常上限时间，以及获取当前环境制动助力系统故障状态下，且能够完成制动功能时，所述真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的故障上限时间；

根据所述实际时间和正常上限时间判断车辆制动助力系统是否存在故障；

在存在故障时，根据所述实际时间、正常上限时间和故障上限时间得到对应的故障等级；

根据所述故障等级执行对应的处理操作。

可选的，所述获取当前环境真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的实际时间的步骤包括：

在车辆上电后，无制动信号且真空泵处于工作状态时，采集当前环境真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的实际时间。

可选的，所述获取当前环境制动助力系统非故障状态下，所述真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的正常上限时间，以及获取当前环境制动助力系统故障状态下，且能够完成制动功能时，所述真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的故障上限时间的步骤包括：

获取当前环境的大气压；

根据预存储的正常上限时间与大气压之间的第一映射关系、故障上限时间与大气压之间的第二映射关系和所述当前环境的大气压，得到当前环境的大气压下真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的正常上限时间和故障上限时间。

可选的，所述根据所述实际时间和正常上限时间判断车辆制动助力系统是否存在故障的步骤包括：

判断所述实际时间是否大于或等于所述正常上限时间；

若是，则确定车辆制动助力系统存在故障。

可选的，所述根据所述实际时间、正常上限时间和故障上限时间得到对应的故障等级的步骤包括：

根据所述实际时间、正常上限时间和故障上限时间得到性能评估参数值；

根据所述性能评估参数值和故障等级分级信息得到对应的故障等级。

可选的，所述根据所述实际时间、正常上限时间和故障上限时间得到性能评估参数值的步骤采用如下公式：

其中，V_ac代表性能评估参数值，T代表实际时间，T_a代表正常上限时间，T_b代表故障上限时间；0<T_a<T_b，T_a≤T≤T_b。

可选的，所述根据所述性能评估参数值和故障等级分级信息得到对应的故障等级的步骤包括：

获取所述故障等级分级信息中的等级临界值K_v1和K_v2；0<K_v2<K_v1；

将V_ac与K_v1和K_v2进行比较，在K_v1≤V_ac≤100％时，确定故障等级为低级；

在K_v2≤V_ac<K_v1时，确定故障等级为中级；

在0≤V_ac<K_v2时，确定故障等级为高级。

可选的，在得到故障等级为中级之后，所述制动助力系统故障检测处理方法还包括：

在V_ac>K_v1+△V时，将故障等级更正为低级；

其中，△V代表性能余量，且△V>0。

可选的，所述根据所述故障等级执行对应的处理操作的步骤包括：

在所述故障等级为低级时，在仪表上进行文字提示；

在所述故障等级为中级时，在仪表上进行文字提示，并且点亮制动系统故障灯，限制车辆的最高车速为第一阈值V₁；

在所述故障等级为高级时，在仪表上进行文字提示，并且点亮制动系统故障灯，鸣报警音，限制车辆的最高车速为第二阈值V₂；

其中，V₂<V₁。

本发明还提供了一种制动助力系统故障检测处理装置，应用于车辆，所述车辆包括真空泵和真空助力器，所述制动助力系统故障检测处理装置包括：

第一获取模块，用于获取当前环境真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的实际时间；

第二获取模块，用于获取当前环境制动助力系统非故障状态下，所述真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的正常上限时间，以及获取当前环境制动助力系统故障状态下，且能够完成制动功能时，所述真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的故障上限时间；

判断模块，用于根据所述实际时间和正常上限时间判断车辆制动助力系统是否存在故障；

第一处理模块，用于在存在故障时，根据所述实际时间、正常上限时间和故障上限时间得到对应的故障等级；

第二处理模块，用于根据所述故障等级执行对应的处理操作。

可选的，所述第一获取模块包括：

采集子模块，用于在车辆上电后，无制动信号且真空泵处于工作状态时，采集当前环境真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的实际时间。

可选的，所述第二获取模块包括：

获取子模块，用于获取当前环境的大气压；

第一处理子模块，用于根据预存储的正常上限时间与大气压之间的第一映射关系、故障上限时间与大气压之间的第二映射关系和所述当前环境的大气压，得到当前环境的大气压下真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的正常上限时间和故障上限时间。

可选的，所述判断模块包括：

判断子模块，用于判断所述实际时间是否大于或等于所述正常上限时间；

确定子模块，用于若是，则确定车辆制动助力系统存在故障。

可选的，所述第一处理模块包括：

第二处理子模块，用于根据所述实际时间、正常上限时间和故障上限时间得到性能评估参数值；

第三处理子模块，用于根据所述性能评估参数值和故障等级分级信息得到对应的故障等级。

可选的，所述第二处理子模块采用如下公式：

其中，V_ac代表性能评估参数值，T代表实际时间，T_a代表正常上限时间，T_b代表故障上限时间；0<T_a<T_b，T_a≤T≤T_b。

可选的，所述第三处理子模块包括：

获取单元，用于获取所述故障等级分级信息中的等级临界值K_v1和K_v2；0<K_v2<K_v1；

处理单元，用于将V_ac与K_v1和K_v2进行比较，在K_v1≤V_ac≤100％时，确定故障等级为低级；

在K_v2≤V_ac<K_v1时，确定故障等级为中级；

在0≤V_ac<K_v2时，确定故障等级为高级。

可选的，所述制动助力系统故障检测处理装置还包括：

更正模块，用于在得到故障等级为中级之后，V_ac>K_v1+△V时，将故障等级更正为低级；

其中，△V代表性能余量，且△V>0。

可选的，所述第二处理模块包括：

提示子模块，用于在所述故障等级为低级时，在仪表上进行文字提示；

第四处理子模块，用于在所述故障等级为中级时，在仪表上进行文字提示，并且点亮制动系统故障灯，限制车辆的最高车速为第一阈值V₁；

第五处理子模块，用于在所述故障等级为高级时，在仪表上进行文字提示，并且点亮制动系统故障灯，鸣报警音，限制车辆的最高车速为第二阈值V₂；

其中，V₂<V₁。

本发明还提供了一种车辆，包括真空泵和真空助力器，还包括：上述的制动助力系统故障检测处理装置。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，所述制动助力系统故障检测处理方法通过根据真空泵的抽真空能力判断车辆制动助力系统是否存在故障，并在存在故障时，对故障进行分级，进而执行对应级别的处理操作，能够及时的诊断出车辆制动助力系统的故障，最大程度的保障驾乘人员的人身安全。

附图说明

图1为本发明实施例一的制动助力系统故障检测处理方法流程示意图；

图2为本发明实施例一的制动助力系统组成示意图；

图3为本发明实施例一的制动助力系统故障检测处理方法架构示意图；

图4为本发明实施例一的正常上限时间查询示意图；

图5为本发明实施例一的故障等级区间划分示意图；

图6为本发明实施例一的故障等级转速滞环处理示意图；

图7为本发明实施例二的制动助力系统故障检测处理装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明针对现有的技术中车辆制动助力系统的故障检测方案滞后的问题，提供了多种解决方案，具体如下：

实施例一

如图1所示，本发明实施例一提供一种制动助力系统故障检测处理方法，可应用于车辆，所述车辆包括真空泵和真空助力器，所述制动助力系统故障检测处理方法包括：

步骤11：获取当前环境真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的实际时间；

步骤12：获取当前环境制动助力系统非故障状态下，所述真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的正常上限时间，以及获取当前环境制动助力系统故障状态下，且能够完成制动功能时，所述真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的故障上限时间；

步骤13：根据所述实际时间和正常上限时间判断车辆制动助力系统是否存在故障；

步骤14：在存在故障时，根据所述实际时间、正常上限时间和故障上限时间得到对应的故障等级；

步骤15：根据所述故障等级执行对应的处理操作。

本发明实施例一提供的所述制动助力系统故障检测处理方法通过根据真空泵的抽真空能力判断车辆制动助力系统是否存在故障，并在存在故障时，对故障进行分级，进而执行对应级别的处理操作，能够及时的诊断出车辆制动助力系统的故障，最大程度的保障驾乘人员的人身安全。

为了具有较高的精度，本实施例中，所述获取当前环境真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的实际时间的步骤包括：在车辆上电后，无制动信号且真空泵处于工作状态时，采集当前环境真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的实际时间。

考虑到真空泵抽真空能力与外界大气压相关，本实施例中，所述获取当前环境制动助力系统非故障状态下，所述真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的正常上限时间，以及获取当前环境制动助力系统故障状态下，且能够完成制动功能时，所述真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的故障上限时间的步骤包括：获取当前环境的大气压；根据预存储的正常上限时间与大气压之间的第一映射关系、故障上限时间与大气压之间的第二映射关系和所述当前环境的大气压，得到当前环境的大气压下真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的正常上限时间和故障上限时间。

其中，所述根据所述实际时间和正常上限时间判断车辆制动助力系统是否存在故障的步骤包括：判断所述实际时间是否大于或等于所述正常上限时间；若是，则确定车辆制动助力系统存在故障。

为了具有较高的量化程度，本实施例中，所述根据所述实际时间、正常上限时间和故障上限时间得到对应的故障等级的步骤包括：根据所述实际时间、正常上限时间和故障上限时间得到性能评估参数值；根据所述性能评估参数值和故障等级分级信息得到对应的故障等级。

具体的，所述根据所述实际时间、正常上限时间和故障上限时间得到性能评估参数值的步骤采用如下公式：

其中，V_ac代表性能评估参数值，T代表实际时间，T_a代表正常上限时间，T_b代表故障上限时间；0<T_a<T_b，T_a≤T≤T_b。

对应的，所述根据所述性能评估参数值和故障等级分级信息得到对应的故障等级的步骤包括：获取所述故障等级分级信息中的等级临界值K_v1和K_v2；0<K_v2<K_v1；将V_ac与K_v1和K_v2进行比较，在K_v1≤V_ac≤100％时，确定故障等级为低级；在K_v2≤V_ac<K_v1时，确定故障等级为中级；在0≤V_ac<K_v2时，确定故障等级为高级。

进一步的，在得到故障等级为中级之后，所述制动助力系统故障检测处理方法还包括：在V_ac>K_v1+△V时，将故障等级更正为低级；其中，△V代表性能余量，且△V>0。

本实施例中，低级与中级之间可以互相转化，而故障等级一旦达到高级，则不能够再向中级转化，这是由于当故障度达到高级状态时一定是车辆制动助力系统有严重故障发生，而不是简单的真空泵性能衰减所引起的，该故障往往是不可逆的，因此不允许其再进行状态跳转。

为了最大程度的对驾驶员驾乘感受进行保护，本实施例中，所述根据所述故障等级执行对应的处理操作的步骤包括：在所述故障等级为低级时，在仪表上进行文字提示；在所述故障等级为中级时，在仪表上进行文字提示，并且点亮制动系统故障灯，限制车辆的最高车速为第一阈值V₁；在所述故障等级为高级时，在仪表上进行文字提示，并且点亮制动系统故障灯，鸣报警音，限制车辆的最高车速为第二阈值V₂；其中，V₂<V₁。

也就是针对故障等级的处理操作采用渐进性的方式。

下面对本发明实施例一提供的所述制动助力系统故障检测处理方法进行进一步说明。

本实施例中的制动助力系统如图2所示，包括：整车控制器、(电动)真空泵、真空罐、真空助力器、真空压力传感器、大气压力传感器、管路等(该系统中未包含液压执行机构部分，真空罐、真空助力器和真空泵之间的管路为真空管)。

该制动助力系统采用集成控制方案，即由整车控制直接对真空泵进行控制及故障诊断，省略了专门的真空泵控制器，该方案不仅降低了系统成本，同时由于提高了系统的集成度，在一定程度上提高了系统的可靠性。

其中，真空压力传感器被布置在真空助力器上，真空助力器为驾驶员提供制动助力需求；整车控制器采集真空压力传感器与大气压力传感器信息，经过解析获得助力器内部真空度与环境大气压力，之后按照一定的控制逻辑驱动真空泵工作；其中驱动真空泵的电流由整车控制器内部专门的驱动芯片产生；真空泵工作时通过两个单向阀抽取真空罐与真空助力器内部的空气，提供真空度保证；真空罐为整个助力系统提供真空度储备，尤其在真空泵未工作时，真空罐内的真空度能够为驾驶员提供制动助力需求。

本实施例提供的所述制动助力系统故障检测处理方法可适用于具有以上制动助力系统构架的纯电动汽车；可在制动助力系统工作过程中对电动真空泵的抽真空能力进行评估，具体流程如图3，包括：

步骤31：真空泵有效工作数据采集；

车辆上电后对真空泵的有效工作数据进行采集，具体方式为：在驾驶员未踩制动踏板(无制动信号)且电动真空泵处于工作状态的前提下，采集制动助力系统内部(助力器)真空度由K_p1上升到K_p2所需要的时间，定义该时间为T。令通过以上方法得到的T为真空泵有效工作时间，该时间将为后续的真空泵性能评估与制动助力系统状态判断提供支撑。

其中，K_p1与K_p2均为真空泵能力范围内可达到的真空度数值，且K_p1小于K_p2。

步骤32：真空泵正常工作时间计算；

制动助力系统在正常状态(工作状态)下(不考虑真空泵性能衰减与故障等)，真空度由K_p1上升到K_p2所需要的时间不应超过规定的正常阈值，定义该值为T_a(真空泵正常工作时间)，T_a不是固定值，它与车辆所处的环境，即外部大气压有关，当车辆处于高海拔地区，此时外部大气压力较低，T_a值应比低海拔或平原地区稍大，针对这一问题，在尽量不增加整车控制器运算负荷的设计思想下，通过查表法得到T_a值，具体如4所示：

前期通过实车标定方式，确定不同大气压力(海拔条件)下真空度由K_p1上升到K_p2所需要的时间，经过一定处理后(加入余量)得到T_a并制成表格，实际应用中，整车控制器通过大气压力传感器获得压力信息，之后通过查表方式直接得到T_a值。

步骤33：判断真空泵有效工作时间T是否大于真空泵正常工作时间T_a，若是，进入步骤34，若否，进入步骤35；

根据图3所示构架，获得T与T_a信息后对其进行比较，若真空度由K_p1上升到K_p2所需要的时间超过了规定的正常阈值，即T>T_a，这种情况意味着由于性能衰减或故障原因导致真空泵抽真空能力下降，因此需要对真空泵性能进行评估。

步骤34：真空泵性能评估；

将真空泵有效工作时间T限制在[T_a,T_b]区间，其中T_b>T_a，T_b表示一个无法容忍的真空泵工作时间阈值(也是标定的)，若T超过该时间则意味着制动助力系统完全无法有效满足驾驶员的制动助力需求，并使车辆暴露在严重危险中。对T进行合理限制后评估真空泵抽真空能力，并根据以下公式给出量化结果。

式(1)中V_ac为真空泵抽真空能力的量化表示，根据T的不同V_ac在[T_a,T_b]区间内呈线性变化。当真空泵有效工作时间T小于等于正常时间T_a时V_ac为100％，若真空泵有效工作时间T超过T_b则V_ac值降为0。本方案实现了对纯电动汽车制动助力系统中真空泵性能的量化评估，该结果将用于后续的故障等级分析。

步骤35：制动助力系统状态判断。

该环节中，根据前面获得的信息判断制动助力系统的状态，若真空度由K_p1上升到K_p2所需要的时间未超过规定的正常阈值，即T≤T_a(对应V_ac为100％)，则认为制动助力系统工作正常；否则根据V_ac值对真空泵抽真空能力下降所引起的安全隐患进行分析，并按照危害程度的大小对故障分级。可以看出，本环节中的故障程度分级是后续制动助力系统故障处理的前提，关于故障程度分级具体如下：

根据前面计算得到的真空泵性能参数V_ac进行故障程度分级。

如图5所示，横坐标为真空泵性能参数V_ac，根据该参数将故障程度划分为三个等级，具体为：

①低级

当V_ac处于[K_v1100％)区间时，此时制动助力系统抽真空能力稍有下降，但下降程度不会对驾驶员的制动助力需求产生影响，即真空度的建立速度能够满足制动需求。这种情况下，虽然真空泵的抽真空能力已经不在正常范围，但考虑到不会对行车造成安全隐患，因此故障等级定为低级。

②中级

当V_ac处于[K_v2K_v1)区间时，此时制动助力系统抽真空能力有一定的下降，该下降程度已经会对驾驶员的制动助力需求产生一定影响，即真空度的建立速度已经不能够满足高速工况的制动助力需求(高速状态下，由于真空度的建立速度低于正常范围，因此在连续制动工况下会有制动助力不足的问题，进而使车辆不能产生预期的制动效果)，这种情况下，考虑到已经会对车辆的高速行驶造成一定的安全隐患，因此将故障等级定为中级。

③高级

当V_ac处于[0K_v2)区间时，此时制动助力系统抽真空能力有大幅下降，该下降程度已经会对驾驶员的制动助力需求产生严重影响，即真空度的建立速度已经不能够满足正常行车需求，这种情况下，考虑到已经会对车辆的一般行驶造成严重的安全隐患，因此将故障等级定为高级。

其中，K_v1和K_v2也是标定得到的数值，且K_v2小于K_v1，K_v1可以优选为90％，K_v2可优选为75％-80％中的任意一个值。

根据图5所示的真空泵性能参数将故障程度分为了三级，分别为低级、低级、高级，其中不同的故障等级对应着不同的处理措施，为防止故障等级在性能参数临界点处的跳变进而导致处理措施的频繁变化，本实施例中引入滞环处理，具体见图6：

其中，△V表示性能余量(△V>0)，根据图6所示的滞环策略，有效的消除了故障等级由于性能参数轻微波动而跳变的问题，为后续处理措施的合理有效实现奠定了基础。另外可以看出，低级与中级之间可以互相转化，而故障等级一旦达到高级，则不能够再向中级转化，这是由于当故障程度达到严重状态一定是制动助力系统有严重故障发生，而不是简单的真空泵性能衰减所引起的，该故障往往是不可逆的，因此不允许其再进行状态跳转。

下面针对三种不同的故障等级分别给出了不同的处理措施。

(1)低级

故障等级为低级时，制动助力系统抽真空能力稍有下降，但下降程度不会对驾驶员的制动助力需求产生影响，同时不会对行车造成安全隐患，因此仅通过仪表文字提示驾驶员便能够满足安全行车需求，同时不会破坏驾驶员的驾驶感受。

处理方式可具体为：

①仪表

文字提示：“车辆制动助力系统轻度故障，该故障不会影响行车安全，请安全驾驶并尽快对车辆进行检修”。

②车速限制

无(此时不需要对车辆最高速度进行限制)。

(2)中级

故障等级为中级时，制动助力系统抽真空能力的下降已经会对驾驶员的制动助力需求产生一定影响，同时不能够满足高速工况的制动需求，考虑到这种情况下已经会对车辆的高速行驶造成一定的安全隐患，因此需要采取进一步严苛的处理方法来保证行车安全。

处理方式可具体为：

①仪表

文字提示驾驶员“车辆制动助力系统故障，为保证行车安全最高车速将被限制在V₁km/h，请安全驾驶并尽快对车辆进行检修”；同时点亮制动系统故障灯。

②动力限制

将车辆的最高车速限制在V₁(该值通过前期标定获得，在车速不高于该值的条件下，制动助力系统真空度的建立速度能够满足制动安全需求)，通过限制最高车速来保证行车安全。

(3)高级

故障等级为高级时，制动助力系统抽真空能力有大幅下降，真空度的建立速度已经不能够满足正常行车需求，此时车辆面临着较大的安全隐患，因此需要采取立即措施对车辆进行保护。

处理方式具体为：

①仪表

文字提示驾驶员“车辆制动助力系统故障，为保证行车安全最高车速将被限制在V₂km/h，请安全驾驶并尽快对车辆进行检修”；点亮制动系统故障灯；鸣报警音。

②动力限制

将车辆的最高车速限制在V₂(该值通过前期标定获得，其中V₂<V₁，为保证行车安全该车速仅能够保证车辆最基本的低速行车需求)，通过限制最高车速来保证行车安全。

本实施例根据制动助力系统故障不同的等级分别给出了处理措施，通过仪表文字提醒、点亮制动系统故障灯、报警音警示的方式提醒驾驶员，另外采用限制最高车速的方式对车辆及车上人员进行保护。以上处理措施跟据故障等级的加深，对车辆的限制也愈加严苛，在保证行车安全的前提下最大程度的对驾驶员驾乘感受进行保护。

由上可知，本发明实施例提供的制动助力系统故障检测处理方法可适用于通过电动真空泵为制动助力系统提供真空源的纯电动汽车。在本方案中，首先在不同的外部环境条件下对真空泵的抽真空能力进行评估，得到具体的量化值；之后根据评估结果对真空泵抽真空能力下降所引起的安全隐患进行分析，并按照故障程度的大小完成故障等级划分；在此基础上根据划分的故障等级，渐进性的给出不同的处理措施，通过仪表文字提醒、故障灯及报警音警示、最高车速限制等方法，保证行车安全，同时在保证行车安全的前提下最大程度的对驾驶员驾乘感受进行了保护。

另外，本方案对纯电动汽车制动助力系统中真空泵的性能进行量化评估，通过检测规定工况下的真空泵有效工作时间与该工况下的真空泵正常工作时间，经过一定逻辑运算，得到了电动真空泵抽真空能力的量化表示，该量化表示不仅为本方案中的故障分级奠定了基础，同时也为今后关于纯电动汽车电动真空泵的性能研究拓展了思路。同时，由于不涉及到对现有硬件的更改，因此具有良好的推广价值。

实施例二

如图7所示，本发明实施例二提供一种制动助力系统故障检测处理装置，可应用于车辆，所述车辆包括真空泵和真空助力器，所述制动助力系统故障检测处理装置包括：

第一获取模块71，用于获取当前环境真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的实际时间；

第二获取模块72，用于获取当前环境制动助力系统非故障状态下，所述真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的正常上限时间，以及获取当前环境制动助力系统故障状态下，且能够完成制动功能时，所述真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的故障上限时间；

判断模块73，用于根据所述实际时间和正常上限时间判断车辆制动助力系统是否存在故障；

第一处理模块74，用于在存在故障时，根据所述实际时间、正常上限时间和故障上限时间得到对应的故障等级；

第二处理模块75，用于根据所述故障等级执行对应的处理操作。

本发明实施例二提供的所述制动助力系统故障检测处理装置通过根据真空泵的抽真空能力判断车辆制动助力系统是否存在故障，并在存在故障时，对故障进行分级，进而执行对应级别的处理操作，能够及时的诊断出车辆制动助力系统的故障，最大程度的保障驾乘人员的人身安全。

为了具有较高的精度，本实施例中，所述第一获取模块包括：采集子模块，用于在车辆上电后，无制动信号且真空泵处于工作状态时，采集当前环境真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的实际时间。

考虑到真空泵抽真空能力与外界大气压相关，本实施例中，所述第二获取模块包括：获取子模块，用于获取当前环境的大气压；第一处理子模块，用于根据预存储的正常上限时间与大气压之间的第一映射关系、故障上限时间与大气压之间的第二映射关系和所述当前环境的大气压，得到当前环境的大气压下真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的正常上限时间和故障上限时间。

其中，所述判断模块包括：判断子模块，用于判断所述实际时间是否大于或等于所述正常上限时间；确定子模块，用于若是，则确定车辆制动助力系统存在故障。

为了具有较高的量化程度，本实施例中，所述第一处理模块包括：第二处理子模块，用于根据所述实际时间、正常上限时间和故障上限时间得到性能评估参数值；第三处理子模块，用于根据所述性能评估参数值和故障等级分级信息得到对应的故障等级。

具体的，所述第二处理子模块采用如下公式：

其中，V_ac代表性能评估参数值，T代表实际时间，T_a代表正常上限时间，T_b代表故障上限时间；0<T_a<T_b，T_a≤T≤T_b。

对应的，所述第三处理子模块包括：获取单元，用于获取所述故障等级分级信息中的等级临界值K_v1和K_v2；0<K_v2<K_v1；

处理单元，用于将V_ac与K_v1和K_v2进行比较，在K_v1≤V_ac≤100％时，确定故障等级为低级；在K_v2≤V_ac<K_v1时，确定故障等级为中级；在0≤V_ac<K_v2时，确定故障等级为高级。

进一步的，所述制动助力系统故障检测处理装置还包括：更正模块，用于在得到故障等级为中级之后，V_ac>K_v1+△V时，将故障等级更正为低级；其中，△V代表性能余量，且△V>0。

本实施例中，低级与中级之间可以互相转化，而故障等级一旦达到高级，则不能够再向中级转化，这是由于当故障度达到高级状态时一定是车辆制动助力系统有严重故障发生，而不是简单的真空泵性能衰减所引起的，该故障往往是不可逆的，因此不允许其再进行状态跳转。

为了最大程度的对驾驶员驾乘感受进行保护，本实施例中，所述第二处理模块包括：提示子模块，用于在所述故障等级为低级时，在仪表上进行文字提示；第四处理子模块，用于在所述故障等级为中级时，在仪表上进行文字提示，并且点亮制动系统故障灯，限制车辆的最高车速为第一阈值V₁；第五处理子模块，用于在所述故障等级为高级时，在仪表上进行文字提示，并且点亮制动系统故障灯，鸣报警音，限制车辆的最高车速为第二阈值V₂；其中，V₂<V₁。

也就是针对故障等级的处理操作采用渐进性的方式。

由上可知，本发明实施例二提供的制动助力系统故障检测处理装置能够很好的解决现有的技术中车辆制动助力系统的故障检测方案滞后的问题。

其中，上述制动助力系统故障检测处理方法的所述实现实施例均适用于该制动助力系统故障检测处理装置的实施例中，也能达到相同的技术效果。

为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种车辆，包括真空泵和真空助力器，还包括：上述的制动助力系统故障检测处理装置。

其中，上述制动助力系统故障检测处理装置的所述实现实施例均适用于该车辆的实施例中，也能达到相同的技术效果。

需要说明的是，此说明书中所描述的许多功能部件都被称为模块/子模块/单元，以便更加特别地强调其实现方式的独立性。

本发明实施例中，模块/子模块/单元可以用软件实现，以便由各种类型的处理器执行。举例来说，一个标识的可执行代码模块可以包括计算机指令的一个或多个物理或者逻辑块，举例来说，其可以被构建为对象、过程或函数。尽管如此，所标识模块的可执行代码无需物理地位于一起，而是可以包括存储在不同位里上的不同的指令，当这些指令逻辑上结合在一起时，其构成模块并且实现该模块的规定目的。

实际上，可执行代码模块可以是单条指令或者是许多条指令，并且甚至可以分布在多个不同的代码段上，分布在不同程序当中，以及跨越多个存储器设备分布。同样地，操作数据可以在模块内被识别，并且可以依照任何适当的形式实现并且被组织在任何适当类型的数据结构内。所述操作数据可以作为单个数据集被收集，或者可以分布在不同位置上(包括在不同存储设备上)，并且至少部分地可以仅作为电子信号存在于系统或网络上。

在模块可以利用软件实现时，考虑到现有硬件工艺的水平，所以可以以软件实现的模块，在不考虑成本的情况下，本领域技术人员都可以搭建对应的硬件电路来实现对应的功能，所述硬件电路包括常规的超大规模集成(VLSI)电路或者门阵列以及诸如逻辑芯片、晶体管之类的现有半导体或者是其它分立的元件。模块还可以用可编程硬件设备，诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备等实现。

以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述原理前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种制动助力系统故障检测处理方法，应用于车辆，所述车辆包括真空泵和真空助力器，其特征在于，所述制动助力系统故障检测处理方法包括：

获取当前环境真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的实际时间；

获取当前环境制动助力系统非故障状态下，所述真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的正常上限时间，以及获取当前环境制动助力系统故障状态下，且能够完成制动功能时，所述真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的故障上限时间；

根据所述实际时间和正常上限时间判断车辆制动助力系统是否存在故障；

在存在故障时，根据所述实际时间、正常上限时间和故障上限时间得到对应的故障等级；

根据所述故障等级执行对应的处理操作。

2.根据权利要求1所述的制动助力系统故障检测处理方法，其特征在于，所述获取当前环境真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的实际时间的步骤包括：

在车辆上电后，无制动信号且真空泵处于工作状态时，采集当前环境真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的实际时间。

3.根据权利要求1所述的制动助力系统故障检测处理方法，其特征在于，所述获取当前环境制动助力系统非故障状态下，所述真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的正常上限时间，以及获取当前环境制动助力系统故障状态下，且能够完成制动功能时，所述真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的故障上限时间的步骤包括：

获取当前环境的大气压；

根据预存储的正常上限时间与大气压之间的第一映射关系、故障上限时间与大气压之间的第二映射关系和所述当前环境的大气压，得到当前环境的大气压下真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的正常上限时间和故障上限时间。

4.根据权利要求1所述的制动助力系统故障检测处理方法，其特征在于，所述根据所述实际时间和正常上限时间判断车辆制动助力系统是否存在故障的步骤包括：

判断所述实际时间是否大于或等于所述正常上限时间；

若是，则确定车辆制动助力系统存在故障。

5.根据权利要求1所述的制动助力系统故障检测处理方法，其特征在于，所述根据所述实际时间、正常上限时间和故障上限时间得到对应的故障等级的步骤包括：

根据所述实际时间、正常上限时间和故障上限时间得到性能评估参数值；

根据所述性能评估参数值和故障等级分级信息得到对应的故障等级。

6.根据权利要求5所述的制动助力系统故障检测处理方法，其特征在于，所述根据所述实际时间、正常上限时间和故障上限时间得到性能评估参数值的步骤采用如下公式：

其中，V_ac代表性能评估参数值，T代表实际时间，T_a代表正常上限时间，T_b代表故障上限时间；0<T_a<T_b，T_a≤T≤T_b。

7.根据权利要求6所述的制动助力系统故障检测处理方法，其特征在于，所述根据所述性能评估参数值和故障等级分级信息得到对应的故障等级的步骤包括：

获取所述故障等级分级信息中的等级临界值K_v1和K_v2；0<K_v2<K_v1；

将V_ac与K_v1和K_v2进行比较，在K_v1≤V_ac≤100％时，确定故障等级为低级；

在K_v2≤V_ac<K_v1时，确定故障等级为中级；

在0≤V_ac<K_v2时，确定故障等级为高级。

8.根据权利要求7所述的制动助力系统故障检测处理方法，其特征在于，在得到故障等级为中级之后，所述制动助力系统故障检测处理方法还包括：

在V_ac>K_v1+△V时，将故障等级更正为低级；

其中，△V代表性能余量，且△V>0。

9.根据权利要求1或6所述的制动助力系统故障检测处理方法，其特征在于，所述根据所述故障等级执行对应的处理操作的步骤包括：

在所述故障等级为低级时，在仪表上进行文字提示；

在所述故障等级为中级时，在仪表上进行文字提示，并且点亮制动系统故障灯，限制车辆的最高车速为第一阈值V₁；

在所述故障等级为高级时，在仪表上进行文字提示，并且点亮制动系统故障灯，鸣报警音，限制车辆的最高车速为第二阈值V₂；

其中，V₂<V₁。

10.一种制动助力系统故障检测处理装置，应用于车辆，所述车辆包括真空泵和真空助力器，其特征在于，所述制动助力系统故障检测处理装置包括：

第一获取模块，用于获取当前环境真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的实际时间；

第二获取模块，用于获取当前环境制动助力系统非故障状态下，所述真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的正常上限时间，以及获取当前环境制动助力系统故障状态下，且能够完成制动功能时，所述真空助力器内的真空度由第一值上升至第二值所需的故障上限时间；

判断模块，用于根据所述实际时间和正常上限时间判断车辆制动助力系统是否存在故障；

第一处理模块，用于在存在故障时，根据所述实际时间、正常上限时间和故障上限时间得到对应的故障等级；

第二处理模块，用于根据所述故障等级执行对应的处理操作。