CN106740781A - 一种汽车真空助力的控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种汽车真空助力的控制系统及方法，该系统包括：真空控制单元、真空度传感器、压力传感器、液压传感器、大气压力传感器，电动真空泵、真空助力器。真空控制单元用于设定电动真空泵的启停阈值与大气压力的对应关系表，并通过大气压力传感器获取环境大气压力，根据对应关系表和环境大气压力，获得启动阈值和关停阈值。真空控制单元通过真空度传感器获取真空度，并在真空度小于启动阈值时，控制电动真空泵启动。真空控制单元根据制动踏板压力和真空度计算得到理论制动输出压力，在制动液压力与理论制动输出压力的压力差值大于第一设定阈值时，逐步调整制动器的制动液压力直至达到所述理论制动输出压力。本发明能提高车辆使用的安全性。

Description

一种汽车真空助力的控制系统及方法
技术领域
本发明涉及汽车制动技术领域，尤其涉及一种汽车真空助力的控制系统及方法。
背景技术
随着生活水平的提高，越来越多的汽车成为代步工具。而车辆行驶过程中，不可避免的需要进行减速或停车，这时驾驶员通常只需要轻踩下制动踏板，车辆立马减速或停车。这是因为当前车辆普遍采用真空助力器构成整车的制动功能。但有时驾驶员也可能遇到，减速踩制动踏板时，踏板力需要很大，但减速效果很差甚至没有的情况。这可能存在因真空管断裂，密封圈失效等情况使真空助力系统就会失效造成。当前各厂家对于汽车真空助力系统失效的问题并没有很好的处理措施，一般情况下探测到助力系统存在真空泄漏时，只会在仪表显示进行警示，驾驶员在踩制动踏板之前，无法预先知道系统已经失效，存在较大的安全隐患。同时，现有的真空助力系统在不同环境大气压下，常无法较好的发挥出助力作用，制动踏板会变动沉重，影响驾乘感受及安全性。
发明内容
本发明提供一种汽车真空助力的控制系统及方法，解决现有车辆真空助力器在真空泄漏故障时缺少处理措施、且在不同大气环境下真空助力器无法有效助力的现象，易造成车辆安全的问题，提高车辆使用的安全性。
为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：
一种汽车真空助力的控制系统，包括：真空控制单元、真空度传感器、压力传感器、液压传感器、大气压力传感器，电动真空泵、真空助力器；
所述真空控制单元用于设定电动真空泵的启停阈值与大气压力的对应关系表，并通过所述大气压力传感器获取环境大气压力，根据所述对应关系表和所述环境大气压力，获得启动阈值和关停阈值；
所述真空控制单元通过所述真空度传感器获取真空助力器的真空度，并在所述真空度小于所述启动阈值时，控制所述电动真空泵启动，使所述真空助力器的真空度增大，直至所述真空度达到所述关停阈值；
所述真空控制单元还分别通过所述压力传感器和所述液压传感器，获取制动踏板压力和制动液压力，并根据所述制动踏板压力和所述真空度计算得到理论制动输出压力；所述真空控制单元在所述制动液压力与所述理论制动输出压力的差值大于第一设定阈值时，逐步调整制动器的制动液压力直至达到所述理论制动输出压力。
优选的，还包括：发动机进气歧管，所述发动机进气歧管的一端与发动机的进气口相连，所述发动机进气歧管的另一端与所述真空助力器相连，以使发动机通过所述发动机进气歧管使所述真空助力器产生真空；
在所述真空度小于所述启动阈值时，所述真空控制单元控制发动机的进气歧管与所述真空助力器连通，使所述真空助力器的真空度逐步增大。
优选的，还包括：车身控制器和仪表，在设定时间阈值内，如果启动的所述电动真空泵无法使真空助力器的真空度达到所述关停阈值，则所述真空控制单元关停所述电动真空泵，并上报故障信息给所述车身控制器，所述车身控制器控制所述仪表显示或语音播报故障信息。
优选的，所述真空控制单元为ESC控制模块，所述ESC控制模块包括：ECU、液压执行单元；
所述ECU根据所述真空度、所述制动踏板压力和所述制动液压力，控制所述液压执行单元逐步增大或减小制动器的制动液压力直至达到所述理论制动输出压力。
优选的，所述ESC控制模块还包括：轮速传感器和惯量传感器；
所述ECU通过所述轮速传感器获取车速，所述ECU通过所述惯量传感器获取制动减速度，所述ECU根据所述车速和所述制动减速度确定增大或减小的调整压力值，使制动器的制动液压力逐步调整至所述理论制动输出压力。
优选的，所述液压执行单元包括：电磁阀、液压马达、柱塞泵；
所述ECU通过所述电磁阀控制所述液压马达带动所述柱塞泵的运动，使所述制动器的制动液压力产生变化。
本发明还提供一种汽车真空助力的控制方法，包括：
预先设定电动真空泵的启停阈值与大气压力的对应关系表；
获取外部的环境大气压力，根据所述对应关系表和所述环境大气压力，获得启动阈值和关停阈值；
获取真空助力器的真空度，在所述真空度小于所述启动阈值时，启动电动真空泵使真空助力器的真空度增大，直至所述真空度达到所述关停阈值；
获取制动踏板压力和制动液压力，根据所述制动踏板压力和所述真空度计算得到理论制动输出压力；
如果所述制动液压力与所述理论制动输出压力的压力差值大于第一设定阈值，则逐步调整制动器的制动液压力直至达到所述理论制动输出压力。
优选的，还包括：在所述真空度小于所述启动阈值时，控制发动机的进气歧管与所述真空助力器连通，使所述真空助力器的真空度逐步增大。
优选的，还包括：在设定时间阈值内，如果启动的所述电动真空泵无法使真空助力器的真空度达到所述关停阈值，则关停所述电动真空泵，并上报故障信息。
优选的，所述根据所述制动踏板压力和所述真空度计算得到理论制动输出压力包括：
根据所述真空度计算得到助力比率；
根据所述踏板压力和助力比率计算得到所述理论制动输出压力。
本发明提供一种汽车真空助力的控制系统及方法，通过真空控制单元确定电动真空泵的启动阈值和关停阈值，在理论输出制动压力与实测的制动液压力的差距过大时，由真空控制单元逐步调整制动器的制动液压力。解决现有车辆真空助力器在真空泄漏故障时缺少处理措施、且在不同大气环境下真空助力器无法有效助力的现象，易造成车辆安全的问题，提高车辆使用的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1：是本发明提供的一种汽车真空助力的控制系统结构示意图；
图2：是本发明提供的一种汽车真空助力的控制方法示意图；
图3：是本发明实施例提供的环境大气压力与启动压力和关闭压力的曲线图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。
针对当前汽车真空助力系统中如果发生真空泄漏等故障时，或在不同大气环境压力下，造成真空助力器不能有效助力的现象。本发明提供一种汽车真空助力的控制系统及方法，通过真空控制单元确定电动真空泵的启动阈值和关停阈值，在理论输出制动压力与实测的制动液压力的差距过大时，由真空控制单元逐步调整制动器的制动液压力。解决现有车辆真空助力器在真空泄漏故障时缺少处理措施、且在不同大气环境下真空助力器无法有效助力的现象，易造成车辆安全的问题，提高车辆使用的安全性。
如图1所示，为本发明提供的一种汽车真空助力的控制系统结构示意图。该系统包括：真空控制单元、真空度传感器、压力传感器、液压传感器、大气压力传感器，电动真空泵、真空助力器。所述真空控制单元用于设定电动真空泵的启停阈值与大气压力的对应关系表，并通过所述大气压力传感器获取环境大气压力，根据所述对应关系表和所述环境大气压力，获得启动阈值和关停阈值。所述真空控制单元通过所述真空度传感器获取真空助力器的真空度，并在所述真空度小于所述启动阈值时，控制所述电动真空泵启动，使所述真空助力器的真空度增大，直至所述真空度达到所述关停阈值。所述真空控制单元还分别通过所述压力传感器和所述液压传感器，获取制动踏板压力和制动液压力，并根据所述制动踏板压力和所述真空度计算得到理论制动输出压力；所述真空控制单元在所述制动液压力与所述理论制动输出压力的差值大于第一设定阈值时，逐步调整制动器的制动液压力直至达到所述理论制动输出压力。
具体地，常根据制动踏板压力，设置制动输出压力合格区间，可由最高制动输出压力曲线和最低制动输出压力曲线组成合格区间，当制动踏板被踩下时，产生的理论制动输出压力在合格区间内时，表示真空助力器工作正常，如果实际的制动液压力大于最高制动输出压力曲线，则表征压力传感器故障，造成制动踏板压力不准确造成；如果实际的制动液压力小于最低制动输出曲线，则可能是由于真空助力器的真空泄漏造成。在以上情况下，通过真空控制单元调整制动器的制动液压力，使其制动液压力逐步调整至理论制动输出压力。需要说明的是，在不同地区的大气压力的差异，也造成真空助力器的失效，这种情况下，需通过调整电动真空泵的启动阈值和关停阈值，来调整真空助力器的工作性能。
进一步，该系统还包括：发动机进气歧管，所述发动机进气歧管的一端与发动机的进气口相连，所述发动机进气歧管的另一端与所述真空助力器相连，以使发动机通过所述发动机进气歧管使所述真空助力器产生真空。在所述真空度小于所述启动阈值时，所述真空控制单元控制发动机的进气歧管与所述真空助力器连通，使所述真空助力器的真空度逐步增大。
在实际应用中，真空助力器由发动机进气歧管和电动真空泵提供真空，其中电动真空泵工作由真空控制单元控制，在发动机运转状态下，发动机通过进气歧管对真空助力器抽真空，使真空助力器的真空度逐步增大。同时，真空度传感器实时采集真空助力器内真空腔的真空度，并发送给真空控制单元，其对真空度进行判断，当真空度低于启动阀值时，则电动真空泵启动工作，使真空度进一步增大。
再进一步，还包括：车身控制器和仪表，在设定时间阈值内，如果启动的所述电动真空泵无法使真空助力器的真空度达到所述关停阈值，则所述真空控制单元关停所述电动真空泵，并上报故障信息给所述车身控制器，所述车身控制器控制所述仪表显示或语音播报故障信息。
具体地，在真空度小于启动阈值时，启动电动真空泵，当真空度在规定设定时间阀值以内达到关停阀值，电动真空泵停止工作，真空抽取完毕。如果真空度在设定时间阈值内未达到关停阀值，则判断系统故障，比如真空泄漏，电动真空泵也停止工作，同时系统进入故障模式。此时，真空控制单元上报故障报警给所述车身控制器，所述车身控制器通过所述仪表显示或语音报警。需要说明的是，其可通过CAN总线上报故障信息。
进一步，所述真空控制单元为ESC控制模块，所述ESC控制模块包括：ECU、液压执行单元。所述ECU根据所述真空度、所述制动踏板压力和所述制动液压力，控制所述液压执行单元逐步增大或减小制动器的制动液压力直至达到所述理论制动输出压力。
需要说明的是，ESC控制模块为电子稳定控制系统，是现有模块。当ESC控制模块与真空助力的控制集成在一起，能有效增加电子系统的利用，同时也能把电子稳定控制系统与真空助力的控制相结合，使汽车制动更为智能和便捷。
所述ESC控制模块还包括：轮速传感器和惯量传感器；所述ECU通过所述轮速传感器获取车速，所述ECU通过所述惯量传感器获取制动减速度，所述ECU根据所述车速和所述制动减速度确定增大或减小的调整压力值，使制动器的制动液压力逐步调整至所述理论制动输出压力。
在实际应用中，所述液压执行单元包括：电磁阀、液压马达、柱塞泵。所述ECU通过所述电磁阀控制所述液压马达带动所述柱塞泵的运动，使所述制动器的制动液压力产生变化。
可见，本发明提供一种汽车真空助力的控制系统，通过真空控制单元确定电动真空泵的启动阈值和关停阈值，在理论输出制动压力与实测的制动液压力的差距过大时，由真空控制单元逐步调整制动器的制动液压力。解决现有车辆真空助力器在真空泄漏故障时缺少处理措施、且在不同大气环境下真空助力器无法有效助力的现象，易造成车辆安全的问题，提高车辆使用的安全性。
如图2所示，为本发明还提供一种汽车真空助力的控制方法示意图，该方法包括以下步骤：
S1：预先设定电动真空泵的启停阈值与大气压力的对应关系表；
S2：获取外部的环境大气压力，根据所述对应关系表和所述环境大气压力，获得启动阈值和关停阈值；
S3：获取真空助力器的真空度，在所述真空度小于所述启动阈值时，启动电动真空泵使真空助力器的真空度增大，直至所述真空度达到所述关停阈值；
S4：获取制动踏板压力和制动液压力，根据所述制动踏板压力和所述真空度计算得到理论制动输出压力；
S5：如果所述制动液压力与所述理论制动输出压力的压力差值大于第一设定阈值，则逐步调整制动器的制动液压力直至达到所述理论制动输出压力。
在实际应用中，电动真空泵的启动阈值和关停阈值可直接反应为环境大气压力下的启动压力和关闭压力。如图3所示，为本发明实施例提供的环境大气压力与启动压力和关闭压力的曲线图。由图上可知不同的大气压力下的启动压力和关闭压力各不相同。
进一步，还包括：在所述真空度小于所述启动阈值时，控制发动机的进气歧管与所述真空助力器连通，使所述真空助力器的真空度逐步增大。
更进一步，还包括：在设定时间阈值内，如果启动的所述电动真空泵无法使真空助力器的真空度达到所述关停阈值，则关停所述电动真空泵，并上报故障报警。
所述根据所述制动踏板压力和所述真空度计算得到理论制动输出压力包括以下步骤：
步骤1：根据所述真空度计算得到助力比率；
步骤2：根据所述踏板压力和助力比率计算得到所述理论制动输出压力。
可见，本发明提供一种汽车真空助力的控制方法，通过环境大气压力确定电动真空泵的启动阈值和关停阈值，在理论输出制动压力与实测的制动液压力的差距过大时，逐步调整制动器的制动液压力。解决现有车辆真空助力器在真空泄漏故障时缺少处理措施、且在不同大气环境下真空助力器无法有效助力的现象，易造成车辆安全的问题，提高车辆使用的安全性。
以上依据图示所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种汽车真空助力的控制系统，其特征在于，包括：真空控制单元、真空度传感器、压力传感器、液压传感器、大气压力传感器，电动真空泵、真空助力器；
所述真空控制单元用于设定电动真空泵的启停阈值与大气压力的对应关系表，并通过所述大气压力传感器获取环境大气压力，根据所述对应关系表和所述环境大气压力，获得启动阈值和关停阈值；
所述真空控制单元通过所述真空度传感器获取真空助力器的真空度，并在所述真空度小于所述启动阈值时，控制所述电动真空泵启动，使所述真空助力器的真空度增大，直至所述真空度达到所述关停阈值；
所述真空控制单元还分别通过所述压力传感器和所述液压传感器，获取制动踏板压力和制动液压力，并根据所述制动踏板压力和所述真空度计算得到理论制动输出压力；所述真空控制单元在所述制动液压力与所述理论制动输出压力的差值大于第一设定阈值时，逐步调整制动器的制动液压力直至达到所述理论制动输出压力。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还包括：发动机进气歧管，所述发动机进气歧管的一端与发动机的进气口相连，所述发动机进气歧管的另一端与所述真空助力器相连，以使发动机通过所述发动机进气歧管使所述真空助力器产生真空；
在所述真空度小于所述启动阈值时，所述真空控制单元控制发动机的进气歧管与所述真空助力器连通，使所述真空助力器的真空度逐步增大。
3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，还包括：车身控制器和仪表，在设定时间阈值内，如果启动的所述电动真空泵无法使真空助力器的真空度达到所述关停阈值，则所述真空控制单元关停所述电动真空泵，并上报故障信息给所述车身控制器，所述车身控制器控制所述仪表显示或语音播报故障信息。
4.根据权利要求1至3任一项所述的控制系统，其特征在于，所述真空控制单元为ESC控制模块，所述ESC控制模块包括：ECU、液压执行单元；
所述ECU根据所述真空度、所述制动踏板压力和所述制动液压力，控制所述液压执行单元逐步增大或减小制动器的制动液压力直至达到所述理论制动输出压力。
5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述ESC控制模块还包括：轮速传感器和惯量传感器；
所述ECU通过所述轮速传感器获取车速，所述ECU通过所述惯量传感器获取制动减速度，所述ECU根据所述车速和所述制动减速度确定增大或减小的调整压力值，使制动器的制动液压力逐步调整至所述理论制动输出压力。
6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述液压执行单元包括：电磁阀、液压马达、柱塞泵；
所述ECU通过所述电磁阀控制所述液压马达带动所述柱塞泵的运动，使所述制动器的制动液压力产生变化。
7.一种汽车真空助力的控制方法，其特征在于，包括：
预先设定电动真空泵的启停阈值与大气压力的对应关系表；
获取外部的环境大气压力，根据所述对应关系表和所述环境大气压力，获得启动阈值和关停阈值；
获取真空助力器的真空度，在所述真空度小于所述启动阈值时，启动电动真空泵使真空助力器的真空度增大，直至所述真空度达到所述关停阈值；
获取制动踏板压力和制动液压力，根据所述制动踏板压力和所述真空度计算得到理论制动输出压力；
如果所述制动液压力与所述理论制动输出压力的压力差值大于第一设定阈值，则逐步调整制动器的制动液压力直至达到所述理论制动输出压力。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，还包括：在所述真空度小于所述启动阈值时，控制发动机的进气歧管与所述真空助力器连通，使所述真空助力器的真空度逐步增大。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，还包括：在设定时间阈值内，如果启动的所述电动真空泵无法使真空助力器的真空度达到所述关停阈值，则关停所述电动真空泵，并上报故障信息。
10.根据权利要求7至9任一项所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述制动踏板压力和所述真空度计算得到理论制动输出压力包括：
根据所述真空度计算得到助力比率；
根据所述踏板压力和助力比率计算得到所述理论制动输出压力。
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