CN108909696B - 一种电子刹车真空泵智能控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电子刹车真空泵智能控制系统和方法，所述系统包括环境大气压力传感器、真空泵压力传感器、轮速传感器、电子稳定控制器和发动机控制器，电子稳定控制器根据轮速计算实时车速；发动机控制器根据实时车速和环境大气压力计算出真空泵的开启阀值和关闭阀值；发动机控制器根据环境大气压力和真空泵压力计算真空泵实际真空度，并比较实际真空度与开启阀值和关闭阀值大小，根据比较结果控制真空泵的启闭。本发明能够解决能够智能控制电子真空泵的开启和关闭，取得安全、油耗和零部件使用寿命的最大综合效益。

Description

一种电子刹车真空泵智能控制系统和方法

技术领域

本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种汽车滑行工况下的电子刹车真空泵智能控制系统和方法。

背景技术

目前,涡轮增压发动机的广泛应用和纯电动汽车的快速发展，电子刹车真空泵的使用越来越普遍。电子真空泵能辅助驾驶员刹车，真空泵真空度越高，驾驶员刹车制动越轻松。

当汽车在行驶工况下，电子刹车真空泵一直保持高真空度状态，虽然保证了刹车制动的可靠性，但是也带来了一系列问题：一方面，电子刹车真空泵需要频繁开关和长时间工作，来一直保持高真空度状态，然而真空泵的工作寿命是有限的，高频率工作会导致真空泵快速失效，会影响整车的安全，最终造成用户对产品质量的不信任。另一方面，当电子刹车真空泵的真空度提高到一定程度时，再提高真空度，其性能不会有很大变化，但是效率会快速降低，严重影响整车油耗。

因此，有必要提供一种新的技术方案。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供一种电子刹车真空泵智能控制系统和方法，其能够智能控制电子真空泵的开启和关闭，降低油耗，提高汽车的安全性能，延长真空泵的使用寿命。

根据本发明的一方面，本发明提供一种电子刹车真空泵智能控制系统，所述系统包括环境大气压力传感器、真空泵压力传感器、轮速传感器、电子稳定控制器和发动机控制器，

所述环境大气压力传感器用于采集环境大气压力，所述真空泵压力传感器用于实时采集真空泵压力，所述轮速传感器用于采集轮速，所述电子稳定控制器用于根据轮速计算实时车速；

所述发动机控制器用于根据环境大气压力和真空泵压力计算出真空泵实际真空度；

所述发动机控制器还用于根据实时车速和环境大气压力计算出真空泵的开启阀值和关闭阀值，比较实际真空度分别与开启阀值和关闭阀值的大小，并根据比较结果控制真空泵的启闭。

进一步地，所述系统还包括用于采集刹车踏板位置信息的刹车踏板位置传感器，所述发动机控制器用于根据踏板位置信息计算出刹车变化率，并根据刹车变化率调整真空泵的开启阀值和关闭阀值，分别获得目标开启阀值和目标关闭阀值，其中，所述目标开启阈值大于所述开启阈值，所述目标关闭阈值大于所述关闭阈值。

进一步地，若加速度变化率大于预设变化率，所述发动机控制器调整真空泵的开启阀值和关闭阀值增大。

进一步地，所述发动机控制器比较实际真空度与目标开启阀值大小，若实际真空度小于目标开启阀值，所述发动机控制器控制真空泵开启，所述发动机控制器比较实际真空度与目标开启阀值大小，若实际真空度大于目标关闭阀值，所述发动机控制器控制真空泵关闭。

进一步地，所述发动机控制器还用于根据刹车信号计算出真空泵开启延时和关闭延时，

若实际真空度小于目标开启阀值的时间大于或等于开启延时，则控制真空泵开启，若实际真空度大于目标关闭阀值的时间大于或等于关闭延时，则控制真空泵关闭。

进一步地，所述开启延时为发动机控制器获取到比较结果至真空泵开启之间的时间，所述关闭延时为发动机控制器获取到比较结果至真空泵关闭之间的时间。

进一步地，所述环境大气压力传感器采集的环境大气压力为环境绝对压力，所述真空泵压力传感器采集的真空泵压力为真空泵绝对压力，所述真空泵的实际真空度为环境绝对压力与真空泵绝对压力之差；

所述发动机控制器还用于根据实时车速和环境大气压力计算出真空泵的开启阀值和关闭阀值，具体包括：所述发动机控制器根据实时车速和环境大气压力查找真空泵开启阀值对应表，从所述真空泵开启阀值对应表中获取真空泵开启阀值，其中，所述真空泵开启阀值对应表为真空泵在不同车速和不同环境大气压力下的开启标准值；所述发动机控制器根据实时车速和环境大气压力查找真空泵关闭阀值对应表，从所述真空泵关闭阀值对应表中获取真空泵关闭阀值，其中，所述真空泵关闭阀值对应表为真空泵在不同车速和不同环境大气压力下的关闭标准值。

根据本发明的另一方面，本发明还提供一种电子刹车真空泵智能控制方法，所述控制方法包括：

采集环境大气压力、真空泵压力和实时车速；

利用发动机控制器根据实时车速和环境大气压力计算出真空泵的开启阀值和关闭阀值；

利用发动机控制器比较实际真空度与开启阀值大小，若实际真空度小于开启阀值，发动机控制器控制真空泵开启，利用所述发动机控制器比较实际真空度与目标关闭阀值大小，若实际真空度大于目标关闭阀值，发动机控制器控制真空泵关闭。

进一步地，所述发动机控制器比较实际真空度与目标开启阀值大小，若实际真空度小于目标开启阀值，所述发动机控制器控制真空泵开启，所述发动机控制器比较实际真空度与目标开启阀值大小，若实际真空度大于目标关闭阀值，所述发动机控制器控制真空泵关闭。

进一步地，利用发动机控制器根据刹车信号计算出真空泵开启延时和关闭延时，若实际真空度小于目标开启阀值的时间大于或等于开启延时，则利用所述发动机控制器控制真空泵开启，若实际真空度大于目标关闭阀值的时间大于或等于关闭延时，则发动机控制器控制真空泵关闭。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)本发明的电子刹车真空泵智能控制系统和方法，其将环境压力和车速作为工况的参考因素，计算不同工况下的电子刹车真空泵开启和关闭阀值，可灵活调节阀值，最大化安全、油耗和零部件使用寿命的综合效益。

(2)本发明的电子刹车真空泵智能控制系统和方法，其使用刹车信号来调节开启关闭阀值，保证紧急制动的安全；控制开关信号的延时处理，减少非制动时的真空泵开启次数和工作时间，保证制动时真空泵的快速响应。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明电子刹车真空泵智能控制系统的框图；

图2为本发明电子刹车真空泵智能控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例

请参阅图1，其为本发明电子刹车真空泵智能控制系统的框图。如图1所示，本发明的电子刹车真空泵智能控制系统包括环境大气压力传感器、真空泵压力传感器、电子稳定控制器和发动机控制器。

所述环境大气压力传感器用于采用环境大气压力，所述真空泵压力传感器用于实时采集真空泵压力。其中，所述环境大气压力传感器采集的环境大气压力为大气环境绝对压力，所述真空泵压力传感器实时采集的真空泵压力为真空泵的绝对压力。

所述发动机控制器还用于根据环境大气压力和真空泵压力计算真空泵实际真空度。当环境大气压力信号不可靠时，使用汽车可能到达的最高海拔的大气压力替代环境大气压力；当真空泵压力传感器不可靠时，其计算的实际真空度会设置为0。

所述系统还包括电子稳定控制系统。所述电子稳定控制系统包括电子稳定控制器、轮速传感器和通信单元，所述轮速传感器用于采集轮速，所述电子稳定控制器用于根据轮速计算实时车速，所述通信单元用于与发动机控制器通信。当车速信号不可靠时，使用最高车速替代。所述电子稳定控制系统还包括转向传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器等，能够实时监测车辆的行驶状态。

所述发动机控制器用于根据实时车速和环境大气压力计算出真空泵的开启阀值和关闭阀值。本实施例，通过将环境压力和车速作为区分工况的考虑因数，并参考电子真空泵的工作特性，来计算电子真空泵的开启关闭阀值。根据环境大气压力和车速来设置开启阀值。高海拔下，保持高真空度需要消耗更多发动机扭矩，降低开启阀值，保证效率。高速开启阀值高，保证安全。低速开启阀值低，保证油耗和零部件寿命。参考电子工作泵的工作特性，根据效率来设置初始关闭阀值，并根据环境压力和高速来调节关闭阀值，提高电子真空泵的工作效率，降低油耗。

具体的，真空泵的开启阀值和关闭阀值的计算过程为：

请参阅表1，其为真空泵开启阀值对应表。所述发动机控制器根据实时车速和环境大气压力查找真空泵开启阀值对应表，从所述真空泵开启阀值对应表中获取真空泵开启阀值，其中，所述真空泵开启阀值对应表为真空泵在不同车速和不同环境大气压力下的开启标准值。

请参阅表2，其为真空泵关闭阀值对应表。所述发动机控制器根据实时车速和环境大气压力查找真空泵关闭阀值对应表，从所述真空泵关闭阀值对应表中获取真空泵关闭阀值，其中，所述真空泵关闭阀值对应表为真空泵在不同车速和不同环境大气压力下的关闭标准值。

表1真空泵开启阀值对应表

表1真空泵关闭阀值对应表

其中，表1和表2中为真空泵的开启阀值和关闭阀值均为相对真空度，非绝对压力。

由表1和表2可知，阀值随大气压力的减少而减少；车辆在低速行驶下，开启阀值和关闭阀值的差值较大，以减少真空泵开启的频率；车辆在高速行驶下，开启阀值和关闭阀值的差值较小，真空压力的绝对值是有极限的。高海拔下，若电子刹车真空泵保持高真空度需要消耗更多发动机扭矩，而通过降低开启阀值，可保证电子刹车真空泵的工作效率。车辆在高速行驶下，通过提高开启阀值，可保证车辆安全。车辆在低速行驶下，通过降低开启阀值，保证油耗和零部件寿命。

所述发动机控制器比较实际真空度与开启阀值和关闭阀值大小，根据比较结果控制真空泵的启闭。

进一步地，所述系统还包括用于采集刹车踏板位置信息的刹车踏板位置传感器，所述发动机控制器用于根据踏板位置信息计算出刹车变化率，并根据刹车变化率调整真空泵的开启阀值和关闭阀值，分别获得目标开启阀值和目标关闭阀值。其中，所述刹车变化率为刹车踏板变化到某一角度下的快慢。当驾驶员紧急制动踩踏刹车踏板时，刹车踏板角度发生变化，刹车踏板角度变化的快慢采用刹车变化率来表征。本实施例中，当刹车变化率超过设定变化率时，通过所述发动机控制器调节真空泵的开启和关闭阀值，使得真空泵的开启和关闭阀值增大，从而获得目标开启阀值和目标关闭阀值。当车辆紧急制动时，可保证制动的安全。其中，调节所述目标开启阈值大于所述开启阈值，调节所述目标关闭阈值大于所述关闭阈值。

需要说明的是，本发明中的预设变化率，其可根据实际情况而定。

所述发动机控制器还用于根据刹车信号计算出真空泵开启延时和关闭延时，若实际真空度小于目标开启阀值的时间大于或等于开启延时，则控制真空泵开启；若实际真空度大于目标关闭阀值的时间大于或等于关闭延时，则控制真空泵关闭。若实际真空度小于目标关闭阀值，且实际真空度大于目标关闭阀值的时间小于关闭延时，则所述发动机控制器结束本次控制命令。或者，实际真空度小于目标关闭阀值或实际真空度大于目标关闭阀值的时间小于关闭延时，则所述发动机控制器结束本次控制命令，真空泵接受命令结束本次循环。

本发明通过延时真空泵开启和关闭时间，减少由于压力波动造成的真空泵频繁开启，保证零部件寿命；此外当驾驶员刹车时，不进行或者减少控制信号的延时，以保证安全。其中，所述开启延时为发动机控制器获取到比较结果至真空泵开启之间的一段时间，所述关闭延时为发动机控制器获取到比较结果至真空泵关闭之间的一段时间。

实施例

本实施例提供了一种电子刹车真空泵智能控制方法，请参阅图2，图2为本发明电子刹车真空泵智能控制方法的流程示意图。如图2所示，所述控制方法包括如下步骤：

S1、利用环境大气压力传感器采集环境大气压力，利用真空泵压力传感器实时采集真空泵压力，利用轮速传感器采集车辆轮速，利用电子稳定控制器计算实时车速。

S2、根据环境大气压力和真空泵压力计算出电子刹车真空泵的实际真空度。

S3、发动机控制器获取实时车速信号。

S4、所述发动机控制器用于根据实时车速和环境大气压力计算出真空泵的开启阀值和关闭阀值。其中，阀值随大气压力的减少而减少；车辆在低速行驶下，开启阀值和关闭阀值的差值较大，以减少真空泵开启的频率；车辆在高速行驶下，开启阀值和关闭阀值的差值较小，真空压力的绝对值是有极限的。

S5、利用发动机控制器获取刹车踏板位置传感器采集的刹车信号。

S6、利用发动机控制器根据刹车信号计算出加速度变化率，并根据加速度变化率调整真空泵的开启阀值和关闭阀值，分别获得目标开启阀值和目标关闭阀值。

S7、利用发动机控制器根据刹车信号计算出真空泵开启延时和关闭延时。

S8、利用发动机控制器比较实际真空度和目标开启阀值大小，若实际真空度小于目标开启阀值，且实际真空度小于目标开启阀值的时间大于或等于开启延时，则控制真空泵开启，进入步骤S10。

S9、利用发动机控制器比较实际真空度和目标关闭阀值大小，若实际真空度大于目标关闭阀值，且实际真空度大于目标关闭阀值的时间大于或等于关闭延时，则控制真空泵关闭，进入步骤S11。

S10、发动机控制器发出真空泵开启命令。

S11、发动机控制器发出真空泵关闭命令。

S12、若步骤S8和步骤S9的条件均不满足，则所述发动机控制器结束本次控制命令，真空泵控制保持上一次控制状态。其中，步骤S8和步骤S9的条件均不满足包括：实际真空度大于目标开启阀值、实际真空度大于目标开启阀值的时间小于开启延时，或者实际真空度大于目标开启阀值且实际真空度大于目标开启阀值的时间小于开启延时。实际真空度小于目标关闭阀值、实际真空度大于目标关闭阀值的时间小于关闭延时，或者实际真空度小于目标关闭阀值且实际真空度大于目标关闭阀值的时间小于关闭延时。

S13、电子刹车真空泵接收所述发动机控制器的命令。

本实施例中，将环境压力和车速作为区分工况的考虑因数，并参考电子真空泵的工作特性，来计算电子真空泵的开启关闭阀值。根据环境大气压力和车速来设置开启阀值。高海拔下，保持高真空度需要消耗更多发动机扭矩，降低开启阀值，保证效率。高速开启阀值高，保证安全。低速开启阀值低，保证油耗和零部件寿命。参考电子工作泵的工作特性，根据效率来设置关闭阀值，并根据环境压力和高速来调节关闭阀值，提高电子真空泵的工作效率，降低油耗。将驾驶员刹车信号作为开启关闭阀值的调节参数。当驾驶员紧急制动时，加速度变化率超过设定值，调节开启和关闭阀值。尤其是是紧急制动时，通过增大开启阀值，保证制动安全。对开启和关闭信号进行延时处理，并以刹车条件作为控制条件。延时开启和关闭信号，减少由于压力波动造成的真空泵频繁开启，保证零部件寿命；此外当驾驶员刹车时，不进行或者减少控制信号的延时，以保证安全。

本发明的电子刹车真空泵智能控制系统和方法不仅适用于自动挡汽车，还适用于手动挡汽车。

本发明具有如下优点：

(1)本发明的电子刹车真空泵智能控制系统和方法，其将环境压力和车速作为工况的参考因素，计算不同工况下的电子刹车真空泵开启和关闭阀值，可灵活调节阀值，最大化安全、油耗和零部件使用寿命的综合效益。

(2)本发明的电子刹车真空泵智能控制系统和方法，其使用刹车信号来调节开启关闭阀值，保证紧急制动的安全；控制开关信号的延时处理，减少非制动时的真空泵开启次数和工作时间，保证制动时真空泵的快速响应。

上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (6)

1.一种电子刹车真空泵智能控制系统，其特征在于：所述系统包括环境大气压力传感器、真空泵压力传感器、轮速传感器、电子稳定控制器、刹车踏板位置传感器和发动机控制器，

所述环境大气压力传感器用于采集环境大气压力，所述真空泵压力传感器用于实时采集真空泵压力，所述轮速传感器用于采集轮速，所述电子稳定控制器用于根据轮速计算实时车速；

所述发动机控制器用于根据环境大气压力和真空泵压力计算出真空泵实际真空度；

所述刹车踏板位置传感器用于采集刹车踏板位置信息；

所述发动机控制器还用于根据实时车速和环境大气压力计算出真空泵的开启阀值和关闭阀值，以及根据踏板位置信息计算出刹车变化率，所述刹车变化率为刹车踏板变化到某一角度下的快慢，并根据刹车变化率调整真空泵的开启阀值和关闭阀值，分别获得目标开启阀值和目标关闭阀值；

所述发动机控制器还用于根据刹车信号计算出真空泵开启延时和关闭延时，若实际真空度小于目标开启阀值的时间大于或等于开启延时，则控制真空泵开启，若实际真空度大于目标关闭阀值的时间大于或等于关闭延时，则控制真空泵关闭。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述目标开启阀值大于所述开启阀值，所述目标关闭阀值大于所述关闭阀值。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

若刹车变化率大于预设变化率，所述发动机控制器调整真空泵的开启阀值和关闭阀值增大。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述开启延时为发动机控制器获取到比较结果至真空泵开启之间的时间，所述关闭延时为发动机控制器获取到比较结果至真空泵关闭之间的时间。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述环境大气压力传感器采集的环境大气压力为环境绝对压力，所述真空泵压力传感器采集的真空泵压力为真空泵绝对压力，所述真空泵的实际真空度为环境绝对压力与真空泵绝对压力之差；

所述发动机控制器还用于根据实时车速和环境大气压力计算出真空泵的开启阀值和关闭阀值，具体包括：所述发动机控制器根据实时车速和环境大气压力查找真空泵开启阀值对应表，从所述真空泵开启阀值对应表中获取真空泵开启阀值，其中，所述真空泵开启阀值对应表为真空泵在不同车速和不同环境大气压力下的开启标准值；所述发动机控制器根据实时车速和环境大气压力查找真空泵关闭阀值对应表，从所述真空泵关闭阀值对应表中获取真空泵关闭阀值，其中，所述真空泵关闭阀值对应表为真空泵在不同车速和不同环境大气压力下的关闭标准值。

6.一种电子刹车真空泵智能控制方法，其特征在于：所述控制方法包括：

采集环境大气压力、真空泵压力和实时车速；

利用发动机控制器获取刹车踏板位置传感器采集的刹车信号；

利用发动机控制器根据实时车速和环境大气压力计算出真空泵的开启阀值和关闭阀值；

利用发动机控制器根据刹车信号计算出刹车变化率，所述刹车变化率为刹车踏板变化到某一角度下的快慢，并根据刹车变化率 调整真空泵的开启阀值和关闭阀值，分别获得目标开启阀值和目标关闭阀值；

利用发动机控制器根据刹车信号计算出真空泵开启延时和关闭延时；

利用发动机控制器比较实际真空度和目标开启阀值大小，若实际真空度小于目标开启阀值，且实际真空度小于目标开启阀值的时间大于或等于开启延时，则控制真空泵开启，利用发动机控制器比较实际真空度和目标关闭阀值大小，若实际真空度大于目标关闭阀值，且实际真空度大于目标关闭阀值的时间大于或等于关闭延时，则控制真空泵关闭。

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