CN110435617A - 一种考虑高原环境的电动车制动用双电动真空泵组合真空助力系统 - Google Patents

一种考虑高原环境的电动车制动用双电动真空泵组合真空助力系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种考虑高原环境的电动车制动用双电动真空泵组合真空助力系统，属于电动车制动技术领域，该方案由电子控制单元、两个继电器、两个电动真空泵、两个开关电磁阀、两个单向阀、真空度传感器、真空罐、真空助力器、蓄电池和大气压力传感器组成；电子控制单元可根据大气压力值判断汽车行驶地区的海拔高度，根据真空助力系统的真空度值判断是否需要电动真空泵工作，并通过电动真空泵的不同组合满足不同海拔高度的制动真空助力需求，在保持制动感觉的一致性的同时，保证制动安全性和舒适性；并有效解决现有单电动真空泵方案中存在的真空助力性能与电动真空泵能耗之间的矛盾问题，同时两个电动真空泵可互为冗余，提高制动助力系统的可靠性。

Description

一种考虑高原环境的电动车制动用双电动真空泵组合真空助 力系统
技术领域
本发明属于电动车制动技术领域，具体涉及一种考虑高原环境的电动车制动用双电动真空泵组合真空助力系统。
背景技术
随着机动车数量的逐步增多，环境污染和石油资源匮乏日益显著，电动汽车因其具有绿色环保和能源利用效率高等优点，这使得世界各国都在积极努力地研究能够代替传统汽车的电动车；同时电动汽车也成为我国汽车发展的重要方向。
随着人们对汽车制动安全性和舒适性要求的提高，与传统车类似，真空助力制动系统也是电动车的必装设备，但二者的区别在于，传统车上制动真空源主要由发动机提供，而电动车取消发动机后，真空源主要由电动真空助力系统提供，因此其性能的好坏直接影响整车制动性能，甚至整车经济性，电动真空制动助力系统成为电动车的关键电动附件之一。
真空助力系统的助力特性取决于真空助力器膜片两侧的气压大小，即大气压强与真空气室压强的差值，该差值决定了制动系统的制动感觉，而随着汽车行驶区域海拔的变化，大气压力也会发生改变，此时如何保证制动效能和制动感觉的一致性成为电动车在高原地区应用要解决的一个关键问题。
目前电动车的电动真空助力系统与传统车真空助力系统类似，均采用的是单真空泵方案，在匹配应用中存在如下问题：
如果按照低海拔地区匹配电动真空泵，则当汽车行驶到高海拔地区时，具有制动助力不足，制动踏板过“硬”的问题。
如果按照高海拔地区匹配电动真空泵，相对于低海拔地区的情况，电动真空泵匹配偏大，当电动车行驶在低海拔区域时，电动真空泵能耗较高，这又会加剧电动车续驶里程短这一影响其普及应用的关键问题。
另外，采用单真空泵方案，一旦助力系统出现故障，也会存在制动踏板过“硬”，制动助力不足等影响制动舒适性和制动安全的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种考虑高原环境的电动车制动用双电动真空泵组合真空助力系统，可通过两个电动真空泵的组合应用，有效解决上述问题。
.一种考虑高原环境的电动车制动用双电动真空泵组合真空助力系统，其特征在于：
由电子控制单元(1)、第一继电器(2)、第一电动真空泵(3)、第一真空管(5)、第一开关电磁阀(6)、第二真空管(7)、第一单向阀(8)、第三真空管(9)、真空度传感器(11)、真空罐(12)、第四真空管(14)、真空助力器(16)、第五真空管(24)、第二单向阀(25)、第六真空管(26)、第二开关电磁阀(27)、第七真空管(28)、第二电动真空泵(30)、第二继电器(31)、蓄电池(32)和大气压力传感器(33)组成。
真空罐(12)具有三个端口，真空罐第一排气口(10)、真空罐进气口(13)和真空罐第二排气口(23)，真空罐进气口(13)与第四真空管(14)的任意一端固定连接，第四真空管(14)的另一端与真空助力器助力端口(15)固定连接。
真空罐第一排气口(10)与第三真空管(9)的任意一端固定连接，第三真空管(9)的另一端与第一单向阀(8)的进气口固定连接，第一单向阀(8)的排气口与第二真空管(7)任意一端固定连接，第二真空管(7)的另一端与第一开关电磁阀(6)的任意一个气路接口固定连接，第一开关电磁阀(6)的另一个气路接口与第一真空管(5)的任意一端固定连接，第一真空管(5)的另一端与第一电动真空泵进气口(4)固定连接。
真空罐第二排气口(23)与第五真空管(24)的任意一端固定连接，第五真空管(24)的另一端与第二单向阀(25)的进气口相连，第二单向阀(25)的排气口与第六真空管(26)的任意一端固定连接，第六真空管(26)的另一端与第二开关电磁阀(27)的任意一个气路接口相连，第二开关电磁阀(27)的另一个气路接口与第七真空管(28)的任意一端相连，第七真空管(28)的另一端与第二电动真空泵进气口(29)固定连接。
真空罐壳体(34)的内壁上固定安装有真空度传感器(11)。
大气压力传感器(33)和真空度传感器(11)通过信号线分别与电子控制单元(1)的任意两路AD采样电路相连。
蓄电池(32)通过电路与第一电动真空泵(3)相连，第一继电器(2)串联连接在该回路中。
蓄电池(32)通过电路与第二电动真空泵(30)相连，第二继电器(31)串联连接在该回路中。
第一继电器(2)的控制端、第二继电器(31)的控制端、第一开关电磁阀(6)的控制端、第二开关电磁阀(27)的控制端，分别通过信号线与电子控制单元(1)的任意四路IO电路相连。
当电动汽车钥匙开关打到ON档后，电子控制单元(1)接收由大气压力传感器(33)输出的大气压值和真空度传感器(11)输出的真空罐真空度值；电子控制单元(1)根据该大气压值判断汽车所处地区的海拔高度，并得到所需的真空罐目标真空度值。
当大气压力传感器(33)输出的大气压值大于90kPa时，汽车所处海拔高度小于1000m，电子控制单元(1)控制第二继电器(31)和第二开关电磁阀(27)断开，此时，当真空度传感器(11)测得的真空度值小于设置的真空度阈值时，电子控制单元(1)控制第一继电器(2)和第一开关电磁阀(6)闭合，蓄电池(32)给第一电动真空泵(3)供电，在第一电动真空泵(3)的作用下，真空助力器真空室(22)中的气体依次经过真空助力器真空室(22)、真空助力器助力端口(15)、第四真空管(14)、真空罐进气口(13)、真空罐(12)、真空罐第一排气口(10)、第三真空管(9)、第一单向阀(8)、第二真空管(7)、第一开关电磁阀(6)、第一真空管(5)、第一电动真空泵进气口(4)，进入第一电动真空泵(3)，经第一电动真空泵(3)排气口排入大气，从而使真空度值增大；当真空度传感器(11)测得的真空度值大于等于设置的真空度阈值时，电子控制单元(1)控制第一开关电磁阀(6)闭合，第一继电器(2)、第二继电器(31)和第二开关电磁阀(27)断开。
当大气压力传感器(33)输出的大气压值大于80kPa且小于90kPa时，汽车所处海拔高度大于1000m并小于2000m，电子控制单元(1)控制第一继电器(2)和第一开关电磁阀(6)断开，此时，当真空度传感器(11)测得的真空度值小于设置的真空度阈值时，电子控制单元(1)控制第二继电器(31)和第二开关电磁阀(27)闭合，此时，蓄电池(32)给第二电动真空泵(30)供电，在第二电动真空泵(30)的作用下，真空助力器真空室(22)中的气体依次经过真空助力器真空室(22)、真空助力器助力端口(15)、第四真空管(14)、真空罐进气口(13)、真空罐(12)、真空罐第二排气口(23)、第五真空管(24)、第二单向阀(25)、第六真空管(26)、第二开关电磁阀(27)、第七真空管(28)、.第二电动真空泵进气口(29)，进入第二电动真空泵(30)，经第二电动真空泵(30)排气口排入大气，从而使真空度值增大；当真空度传感器(11)测得的真空度值大于等于设置的真空度阈值时，电子控制单元(1)控制第二开关电磁阀(27)闭合，第一继电器(2)、第一开关电磁阀(6)和第二继电器(31)断开。
当大气压力传感器(33)输出的大气压值小于80kPa时，电子控制单元(1)控制第一开关电磁阀(6)和第二开关电磁阀(27)闭合，此时，当真空度传感器(11)测得的真空度值小于设置的真空度阈值时，电子控制单元(1)控制第一继电器(2)和第二继电器(31)闭合，蓄电池(32)同时给第一电动真空泵(3)和第二电动真空泵(30)供电，在第一电动真空泵(3)和第二电动真空泵(30)的作用下，真空助力器真空室(22)中的气体同时经过两条回路排入大气；第一条回路是，经真空助力器真空室(22)、真空助力器助力端口(15)、第四真空管(14)、真空罐进气口(13)、真空罐(12)、真空罐第一排气口(10)、第三真空管(9)、第一单向阀(8)、第二真空管(7)、第一开关电磁阀(6)、第一真空管(5)、第一电动真空泵进气口(4)，进入第一电动真空泵(3)，经第一电动真空泵(3)排气口排入大气；第二条回路是，经真空助力器真空室(22)、真空助力器助力端口(15)、第四真空管(14)、真空罐进气口(13)、真空罐(12)、真空罐第二排气口(23)、第五真空管(24)、第二单向阀(25)、第六真空管(26)、第二开关电磁阀(27)、第七真空管(28)、.第二电动真空泵进气口(29)，进入第二电动真空泵(30)，经第二电动真空泵(30)排气口排入大气，从而使真空罐真空度值增大；当真空度传感器(11)测得的真空度值大于等于设置的真空度阈值时，电子控制单元(1)控制第一开关电磁阀(6)和第二开关电磁阀(27)闭合，第一继电器(2)和第二继电器(31)断开。
当电动汽车钥匙开关打到OFF档后，电子控制单元(1)控制第一继电器(2)、第一开关电磁阀(6)、第二开关电磁阀(27)和第二继电器(31)断开。
当第一电动真空泵(3)和第一单向阀(8)之间的任意一个部件出现故障时，无论大气压力传感器(33)输出何值，电子控制单元(1)控制第一继电器(2)和第一开关电磁阀(6)断开，此时，当真空度传感器(11)测得的真空度值小于设置的真空度阈值时，电子控制单元(1)控制第二继电器(31)和第二开关电磁阀(27)闭合，此时，蓄电池(32)给第二电动真空泵(30)供电，在第二电动真空泵(30)的作用下，真空助力器真空室(22)中的气体依次经过真空助力器真空室(22)、真空助力器助力端口(15)、第四真空管(14)、真空罐进气口(13)、真空罐(12)、真空罐第二排气口(23)、第五真空管(24)、第二单向阀(25)、第六真空管(26)、第二开关电磁阀(27)、第七真空管(28)、.第二电动真空泵进气口(29)，进入第二电动真空泵(30)，经第二电动真空泵(30)排气口排入大气，从而使真空度值增大；当真空度传感器(11)测得的真空度值大于等于设置的真空度阈值时，电子控制单元(1)控制第二开关电磁阀(27)闭合，第一继电器(2)、第一开关电磁阀(6)和第二继电器(31)断开。
当第二电动真空泵(30)和第二单向阀(25)之间的任意一个部件出现故障时，无论大气压力传感器(33)输出何值，电子控制单元(1)控制第二继电器(31)和第二开关电磁阀(27)断开，此时，当真空度传感器(11)测得的真空度值小于设置的真空度阈值时，电子控制单元(1)控制第一继电器(2)和第一开关电磁阀(6)闭合，蓄电池(32)给第一电动真空泵(3)供电，在第一电动真空泵(3)的作用下，真空助力器真空室(22)中的气体依次经过真空助力器真空室(22)、真空助力器助力端口(15)、第四真空管(14)、真空罐进气口(13)、真空罐(12)、真空罐第一排气口(10)、第三真空管(9)、第一单向阀(8)、第二真空管(7)、第一开关电磁阀(6)、第一真空管(5)、第一电动真空泵进气口(4)，进入第一电动真空泵(3)，经第一电动真空泵(3)排气口排入大气，从而使真空度值增大；当真空度传感器(11)测得的真空度值大于等于设置的真空度阈值时，电子控制单元(1)控制第一开关电磁阀(6)闭合，第一继电器(2)、第二继电器(31)和第二开关电磁阀(27)断开。
第一电动真空泵(3)的抽气速率和第二电动真空泵(30)的抽气速率根据汽车所处的环境参数及整车制动系统参数，具体由下式确定：
式中，Sqa为第一电动真空泵(3)的抽气速率；Sqb为第二电动真空泵(30)的抽气速率；Kq为与设备抽气终止时压强有关的修正系数，此处取1；Vz为真空助力器真空室(22)的容积；Vg为真空罐(12)容积；Dm为制动主缸内径；Pm为制动主缸液压；Fp为驾驶员踩制动时的制动踏板力；ip为制动踏板杠杆比；D为真空助力器膜片(21)的有效直径；n为制动次数；Pa为海拔为ha的高原地区外界大气压；Pb为海拔为hb的高原地区外界大气压；△P为真空助力器膜片(21)两侧的压强差值；t为电动真空泵工作时间。
与现有单电动真空泵方案相比，该系统具有如下优势。
1)通过不同电动真空泵的组合满足不同海拔高度的真空助力要求，在减小制动感觉的差异的同时，保证制动安全性和舒适性。
2)有效解决真空助力性能与电动真空泵能耗之间的矛盾问题：如果按照低海拔地区匹配电动真空泵，则当汽车行驶到高海拔地区时，具有制动助力不足，制动踏板过“硬”的问题；如果按照高海拔地区匹配电动真空泵，相对于低海拔地区的情况，电动真空泵匹配偏大，电动车行驶到低海拔地区时，电动真空泵工作时又存在能耗较高，影响电动车续驶里程的问题。
3)当第一电动真空泵(3)和第一单向阀(8)之间的任意一个部当件出现故障时，可通过电子控制单元(1)控制由第二电动真空泵(30)、第二单向阀(25)等部件组成的另一条助力回路工作；当第二电动真空泵(30)和第二单向阀(25)之间的任意一个部件出现故障时，可通过电子控制单元(1)控制由第一电动真空泵(3)和第一单向阀(8)等部件组成的另一条助力回路工作；从而有效提高制动助力系统的可靠性，并提高制动安全性和制动舒适性。
附图说明
图1是一种考虑高原环境的电动车制动用双电动真空泵组合真空助力系统原理图。
图2是真空罐结构图。
图中，1.电子控制单元；2.第一继电器；3.第一电动真空泵；4.第一电动真空泵进气口；5.第一真空管；6.第一开关电磁阀；7.第二真空管；8.第一单向阀；9.第三真空管；10.真空罐第一排气口；11.真空度传感器；12.真空罐；13.真空罐进气口；14.第四真空管；15.真空助力器助力端口；16.真空助力器；17.制动踏板；18.制动推杆；19.真空助力器大气阀；20.真空助力器大气室；21.真空助力器膜片；22.真空助力器真空室；23.真空罐第二排气口；24.第五真空管；25.第二单向阀；26.第六真空管；27.第二开关电磁阀；28.第七真空管；29.第二电动真空泵进气口；30.第二电动真空泵；31.第二继电器；32.蓄电池；33.大气压力传感器；34.真空罐壳体。
具体实施方案
如图1所示，真空助力器(16)由真空助力器大气室(20)、真空助力器膜片(21)和真空助力器真空室(22)组成；踩下制动踏板时，真空助力器大气室(20)可通过真空助力器大气阀(19)与大气相通；未踩下制动踏板时，真空助力器大气室(20)与真空助力器真空室(22)相通，且通过真空助力器大气阀(19)与大气隔开；真空助力器真空室(22)通过真空助力器助力端口(15)与第四真空管(14)相连，真空助力器膜片(21)与制动推杆(18)固定连接；制动推杆(18)与制动踏板(17)铰连接；当踩下制动踏板时，通过真空助力器大气室(20)与真空助力器真空室(22)之间的压强差实现制动助力功能，而当汽车行驶在高海拔地区时，真空助力器大气室(20)中的气压会小于平原地区的气压，此时如果真空助力器真空室(22)中的真空度保持不变，则会出现真空助力不足的问题，此时需要根据海拔高度来相应加快动真空泵的抽气速率，以相应减小真空室中的真空度，从而保证真空助力器(16)的助力效果不变，进而保证整车制动感觉的一致性，为此本发明提出一种考虑高原环境的电动车制动用双电动真空泵组合真空助力系统，该系统具有双电动真空泵结构，因此当一个电动真空泵失效时，另一个电动真空泵还可以继续工作，从而提高系统的可靠性，下面结合附图对本发明进行详细说明。
一种考虑高原环境的电动车制动用双电动真空泵组合真空助力系统，其特征在于：
由电子控制单元(1)、第一继电器(2)、第一电动真空泵(3)、第一真空管(5)、第一开关电磁阀(6)、第二真空管(7)、第一单向阀(8)、第三真空管(9)、真空度传感器(11)、真空罐(12)、第四真空管(14)、真空助力器(16)、第五真空管(24)、第二单向阀(25)、第六真空管(26)、第二开关电磁阀(27)、第七真空管(28)、第二电动真空泵(30)、第二继电器(31)、蓄电池(32)和大气压力传感器(33)组成。
真空罐(12)具有三个端口，真空罐第一排气口(10)、真空罐进气口(13)和真空罐第二排气口(23)，真空罐进气口(13)与第四真空管(14)的任意一端固定连接，第四真空管(14)的另一端与真空助力器助力端口(15)固定连接。
真空罐第一排气口(10)与第三真空管(9)的任意一端固定连接，第三真空管(9)的另一端与第一单向阀(8)的进气口固定连接，第一单向阀(8)的排气口与第二真空管(7)任意一端固定连接，第二真空管(7)的另一端与第一开关电磁阀(6)的任意一个气路接口固定连接，第一开关电磁阀(6)的另一个气路接口与第一真空管(5)的任意一端固定连接，第一真空管(5)的另一端与第一电动真空泵进气口(4)固定连接。
真空罐第二排气口(23)与第五真空管(24)的任意一端固定连接，第五真空管(24)的另一端与第二单向阀(25)的进气口相连，第二单向阀(25)的排气口与第六真空管(26)的任意一端固定连接，第六真空管(26)的另一端与第二开关电磁阀(27)的任意一个气路接口相连，第二开关电磁阀(27)的另一个气路接口与第七真空管(28)的任意一端相连，第七真空管(28)的另一端与第二电动真空泵进气口(29)固定连接。
真空罐壳体(34)的内壁上固定安装有真空度传感器(11)。
大气压力传感器(33)和真空度传感器(11)通过信号线分别与电子控制单元(1)的任意两路AD采样电路相连。
蓄电池(32)通过电路与第一电动真空泵(3)相连，第一继电器(2)串联连接在该回路中。
蓄电池(32)通过电路与第二电动真空泵(30)相连，第二继电器(31)串联连接在该回路中。
第一继电器(2)的控制端、第二继电器(31)的控制端、第一开关电磁阀(6)的控制端、第二开关电磁阀(27)的控制端，分别通过信号线与电子控制单元(1)的任意四路IO电路相连。
当电动汽车钥匙开关打到ON档后，电子控制单元(1)接收由大气压力传感器(33)输出的大气压值和真空度传感器(11)输出的真空罐真空度值；电子控制单元(1)根据该大气压值判断汽车所处地区的海拔高度，并得到所需的真空罐目标真空度值。
当大气压力传感器(33)输出的大气压值大于90kPa时，汽车所处海拔高度小于1000m，电子控制单元(1)控制第二继电器(31)和第二开关电磁阀(27)断开，此时，当真空度传感器(11)测得的真空度值小于设置的真空度阈值时，电子控制单元(1)控制第一继电器(2)和第一开关电磁阀(6)闭合，蓄电池(32)给第一电动真空泵(3)供电，在第一电动真空泵(3)的作用下，真空助力器真空室(22)中的气体依次经过真空助力器真空室(22)、真空助力器助力端口(15)、第四真空管(14)、真空罐进气口(13)、真空罐(12)、真空罐第一排气口(10)、第三真空管(9)、第一单向阀(8)、第二真空管(7)、第一开关电磁阀(6)、第一真空管(5)、第一电动真空泵进气口(4)，进入第一电动真空泵(3)，经第一电动真空泵(3)排气口排入大气，从而使真空度值增大；当真空度传感器(11)测得的真空度值大于等于设置的真空度阈值时，电子控制单元(1)控制第一开关电磁阀(6)闭合，第一继电器(2)、第二继电器(31)和第二开关电磁阀(27)断开。
当大气压力传感器(33)输出的大气压值大于80kPa且小于90kPa时，汽车所处海拔高度大于1000m并小于2000m，电子控制单元(1)控制第一继电器(2)和第一开关电磁阀(6)断开，此时，当真空度传感器(11)测得的真空度值小于设置的真空度阈值时，电子控制单元(1)控制第二继电器(31)和第二开关电磁阀(27)闭合，此时，蓄电池(32)给第二电动真空泵(30)供电，在第二电动真空泵(30)的作用下，真空助力器真空室(22)中的气体依次经过真空助力器真空室(22)、真空助力器助力端口(15)、第四真空管(14)、真空罐进气口(13)、真空罐(12)、真空罐第二排气口(23)、第五真空管(24)、第二单向阀(25)、第六真空管(26)、第二开关电磁阀(27)、第七真空管(28)、.第二电动真空泵进气口(29)，进入第二电动真空泵(30)，经第二电动真空泵(30)排气口排入大气，从而使真空度值增大；当真空度传感器(11)测得的真空度值大于等于设置的真空度阈值时，电子控制单元(1)控制第二开关电磁阀(27)闭合，第一继电器(2)、第一开关电磁阀(6)和第二继电器(31)断开。
当大气压力传感器(33)输出的大气压值小于80kPa时，电子控制单元(1)控制第一开关电磁阀(6)和第二开关电磁阀(27)闭合，此时，当真空度传感器(11)测得的真空度值小于设置的真空度阈值时，电子控制单元(1)控制第一继电器(2)和第二继电器(31)闭合，蓄电池(32)同时给第一电动真空泵(3)和第二电动真空泵(30)供电，在第一电动真空泵(3)和第二电动真空泵(30)的作用下，真空助力器真空室(22)中的气体同时经过两条回路排入大气；第一条回路是，经真空助力器真空室(22)、真空助力器助力端口(15)、第四真空管(14)、真空罐进气口(13)、真空罐(12)、真空罐第一排气口(10)、第三真空管(9)、第一单向阀(8)、第二真空管(7)、第一开关电磁阀(6)、第一真空管(5)、第一电动真空泵进气口(4)，进入第一电动真空泵(3)，经第一电动真空泵(3)排气口排入大气；第二条回路是，经真空助力器真空室(22)、真空助力器助力端口(15)、第四真空管(14)、真空罐进气口(13)、真空罐(12)、真空罐第二排气口(23)、第五真空管(24)、第二单向阀(25)、第六真空管(26)、第二开关电磁阀(27)、第七真空管(28)、.第二电动真空泵进气口(29)，进入第二电动真空泵(30)，经第二电动真空泵(30)排气口排入大气，从而使真空罐真空度值增大；当真空度传感器(11)测得的真空度值大于等于设置的真空度阈值时，电子控制单元(1)控制第一开关电磁阀(6)和第二开关电磁阀(27)闭合，第一继电器(2)和第二继电器(31)断开。
当电动汽车钥匙开关打到OFF档后，电子控制单元(1)控制第一继电器(2)、第一开关电磁阀(6)、第二开关电磁阀(27)和第二继电器(31)断开。
当第一电动真空泵(3)和第一单向阀(8)之间的任意一个部件出现故障时，无论大气压力传感器(33)输出何值，电子控制单元(1)控制第一继电器(2)和第一开关电磁阀(6)断开，此时，当真空度传感器(11)测得的真空度值小于设置的真空度阈值时，电子控制单元(1)控制第二继电器(31)和第二开关电磁阀(27)闭合，此时，蓄电池(32)给第二电动真空泵(30)供电，在第二电动真空泵(30)的作用下，真空助力器真空室(22)中的气体依次经过真空助力器真空室(22)、真空助力器助力端口(15)、第四真空管(14)、真空罐进气口(13)、真空罐(12)、真空罐第二排气口(23)、第五真空管(24)、第二单向阀(25)、第六真空管(26)、第二开关电磁阀(27)、第七真空管(28)、.第二电动真空泵进气口(29)，进入第二电动真空泵(30)，经第二电动真空泵(30)排气口排入大气，从而使真空度值增大；当真空度传感器(11)测得的真空度值大于等于设置的真空度阈值时，电子控制单元(1)控制第二开关电磁阀(27)闭合，第一继电器(2)、第一开关电磁阀(6)和第二继电器(31)断开。
当第二电动真空泵(30)和第二单向阀(25)之间的任意一个部件出现故障时，无论大气压力传感器(33)输出何值，电子控制单元(1)控制第二继电器(31)和第二开关电磁阀(27)断开，此时，当真空度传感器(11)测得的真空度值小于设置的真空度阈值时，电子控制单元(1)控制第一继电器(2)和第一开关电磁阀(6)闭合，蓄电池(32)给第一电动真空泵(3)供电，在第一电动真空泵(3)的作用下，真空助力器真空室(22)中的气体依次经过真空助力器真空室(22)、真空助力器助力端口(15)、第四真空管(14)、真空罐进气口(13)、真空罐(12)、真空罐第一排气口(10)、第三真空管(9)、第一单向阀(8)、第二真空管(7)、第一开关电磁阀(6)、第一真空管(5)、第一电动真空泵进气口(4)，进入第一电动真空泵(3)，经第一电动真空泵(3)排气口排入大气，从而使真空度值增大；当真空度传感器(11)测得的真空度值大于等于设置的真空度阈值时，电子控制单元(1)控制第一开关电磁阀(6)闭合，第一继电器(2)、第二继电器(31)和第二开关电磁阀(27)断开。
第一电动真空泵(3)的抽气速率和第二电动真空泵(30)的抽气速率根据汽车所处的环境参数及整车制动系统参数，具体由下式确定：
式中，Sqa为第一电动真空泵(3)的抽气速率；Sqb为第二电动真空泵(30)的抽气速率；Kq为与设备抽气终止时压强有关的修正系数，此处取1；Vz为真空助力器真空室(22)的容积；Vg为真空罐(12)容积；Dm为制动主缸内径；Pm为制动主缸液压；Fp为驾驶员踩制动时的制动踏板力；ip为制动踏板杠杆比；D为真空助力器膜片(21)的有效直径；n为制动次数；Pa为海拔为ha的高原地区外界大气压；Pb为海拔为hb的高原地区外界大气压；△P为真空助力器膜片(21)两侧的压强差值；t为电动真空泵工作时间。
基于上述结构，该系统可具有如下优点。
1)通过不同电动真空泵的组合满足不同海拔高度的真空助力要求，在减小制动感觉的差异的同时，保证制动安全性和舒适性。
2)有效解决真空助力性能与电动真空泵能耗之间的矛盾问题：如果按照低海拔地区匹配电动真空泵，则当汽车行驶到高海拔地区时，具有制动助力不足，制动踏板过“硬”的问题；如果按照高海拔地区匹配电动真空泵，相对于低海拔地区的情况，电动真空泵匹配偏大，电动车行驶到低海拔地区时，电动真空泵工作时又存在能耗较高，影响电动车续驶里程的问题。
3)当第一电动真空泵(3)和第一单向阀(8)之间的任意一个部当件出现故障时，可通过电子控制单元(1)控制由第二电动真空泵(30)、第二单向阀(25)等部件组成的另一条助力回路工作；当第二电动真空泵(30)和第二单向阀(25)之间的任意一个部件出现故障时，可通过电子控制单元(1)控制由第一电动真空泵(3)和第一单向阀(8)等部件组成的另一条助力回路工作；从而有效提高制动助力系统的可靠性，并提高制动安全性和制动舒适性。

Claims (4)

1.一种考虑高原环境的电动车制动用双电动真空泵组合真空助力系统，其特征在于：由电子控制单元(1)、第一继电器(2)、第一电动真空泵(3)、第一真空管(5)、第一开关电磁阀(6)、第二真空管(7)、第一单向阀(8)、第三真空管(9)、真空度传感器(11)、真空罐(12)、第四真空管(14)、真空助力器(16)、第五真空管(24)、第二单向阀(25)、第六真空管(26)、第二开关电磁阀(27)、第七真空管(28)、第二电动真空泵(30)、第二继电器(31)、蓄电池(32)和大气压力传感器(33)组成；
真空罐(12)具有三个端口，真空罐第一排气口(10)、真空罐进气口(13)和真空罐第二排气口(23)，真空罐进气口(13)与第四真空管(14)的任意一端固定连接，第四真空管(14)的另一端与真空助力器助力端口(15)固定连接；
真空罐第一排气口(10)与第三真空管(9)的任意一端固定连接，第三真空管(9)的另一端与第一单向阀(8)的进气口固定连接，第一单向阀(8)的排气口与第二真空管(7)任意一端固定连接，第二真空管(7)的另一端与第一开关电磁阀(6)的任意一个气路接口固定连接，第一开关电磁阀(6)的另一个气路接口与第一真空管(5)的任意一端固定连接，第一真空管(5)的另一端与第一电动真空泵进气口(4)固定连接；
真空罐第二排气口(23)与第五真空管(24)的任意一端固定连接，第五真空管(24)的另一端与第二单向阀(25)的进气口相连，第二单向阀(25)的排气口与第六真空管(26)的任意一端固定连接，第六真空管(26)的另一端与第二开关电磁阀(27)的任意一个气路接口相连，第二开关电磁阀(27)的另一个气路接口与第七真空管(28)的任意一端相连，第七真空管(28)的另一端与第二电动真空泵进气口(29)固定连接；
真空罐壳体(34)的内壁上固定安装有真空度传感器(11)；
大气压力传感器(33)和真空度传感器(11)通过信号线分别与电子控制单元(1)的任意两路AD采样电路相连；
蓄电池(32)通过电路与第一电动真空泵(3)相连，第一继电器(2)串联连接在该回路中；蓄电池(32)通过电路与第二电动真空泵(30)相连，第二继电器(31)串联连接在该回路中；
第一继电器(2)的控制端、第二继电器(31)的控制端、第一开关电磁阀(6)的控制端、第二开关电磁阀(27)的控制端，分别通过信号线与电子控制单元(1)的任意四路IO电路相连。
2.如权利要求1所述的一种考虑高原环境的电动车制动用双电动真空泵组合真空助力系统，其特征在于：当电动汽车钥匙开关打到ON档后，电子控制单元(1)接收由大气压力传感器(33)输出的大气压值和真空度传感器(11)输出的真空罐真空度值；电子控制单元(1)根据该大气压值判断汽车所处地区的海拔高度，并得到所需的真空罐目标真空度值；
当大气压力传感器(33)输出的大气压值大于90kPa时，汽车所处海拔高度小于1000m，电子控制单元(1)控制第二继电器(31)和第二开关电磁阀(27)断开，此时，当真空度传感器(11)测得的真空度值小于设置的真空度阈值时，电子控制单元(1)控制第一继电器(2)和第一开关电磁阀(6)闭合，蓄电池(32)给第一电动真空泵(3)供电，在第一电动真空泵(3)的作用下，真空助力器真空室(22)中的气体依次经过真空助力器真空室(22)、真空助力器助力端口(15)、第四真空管(14)、真空罐进气口(13)、真空罐(12)、真空罐第一排气口(10)、第三真空管(9)、第一单向阀(8)、第二真空管(7)、第一开关电磁阀(6)、第一真空管(5)、第一电动真空泵进气口(4)，进入第一电动真空泵(3)，经第一电动真空泵(3)排气口排入大气，从而使真空度值增大；当真空度传感器(11)测得的真空度值大于等于设置的真空度阈值时，电子控制单元(1)控制第一开关电磁阀(6)闭合，第一继电器(2)、第二继电器(31)和第二开关电磁阀(27)断开；
当大气压力传感器(33)输出的大气压值大于80kPa且小于90kPa时，汽车所处海拔高度大于1000m并小于2000m，电子控制单元(1)控制第一继电器(2)和第一开关电磁阀(6)断开，此时，当真空度传感器(11)测得的真空度值小于设置的真空度阈值时，电子控制单元(1)控制第二继电器(31)和第二开关电磁阀(27)闭合，此时，蓄电池(32)给第二电动真空泵(30)供电，在第二电动真空泵(30)的作用下，真空助力器真空室(22)中的气体依次经过真空助力器真空室(22)、真空助力器助力端口(15)、第四真空管(14)、真空罐进气口(13)、真空罐(12)、真空罐第二排气口(23)、第五真空管(24)、第二单向阀(25)、第六真空管(26)、第二开关电磁阀(27)、第七真空管(28)、.第二电动真空泵进气口(29)，进入第二电动真空泵(30)，经第二电动真空泵(30)排气口排入大气，从而使真空度值增大；当真空度传感器(11)测得的真空度值大于等于设置的真空度阈值时，电子控制单元(1)控制第二开关电磁阀(27)闭合，第一继电器(2)、第一开关电磁阀(6)和第二继电器(31)断开；
当大气压力传感器(33)输出的大气压值小于80kPa时，电子控制单元(1)控制第一开关电磁阀(6)和第二开关电磁阀(27)闭合，此时，当真空度传感器(11)测得的真空度值小于设置的真空度阈值时，电子控制单元(1)控制第一继电器(2)和第二继电器(31)闭合，蓄电池(32)同时给第一电动真空泵(3)和第二电动真空泵(30)供电，在第一电动真空泵(3)和第二电动真空泵(30)的作用下，真空助力器真空室(22)中的气体同时经过两条回路排入大气；第一条回路是，经真空助力器真空室(22)、真空助力器助力端口(15)、第四真空管(14)、真空罐进气口(13)、真空罐(12)、真空罐第一排气口(10)、第三真空管(9)、第一单向阀(8)、第二真空管(7)、第一开关电磁阀(6)、第一真空管(5)、第一电动真空泵进气口(4)，进入第一电动真空泵(3)，经第一电动真空泵(3)排气口排入大气；第二条回路是，经真空助力器真空室(22)、真空助力器助力端口(15)、第四真空管(14)、真空罐进气口(13)、真空罐(12)、真空罐第二排气口(23)、第五真空管(24)、第二单向阀(25)、第六真空管(26)、第二开关电磁阀(27)、第七真空管(28)、.第二电动真空泵进气口(29)，进入第二电动真空泵(30)，经第二电动真空泵(30)排气口排入大气，从而使真空罐真空度值增大；当真空度传感器(11)测得的真空度值大于等于设置的真空度阈值时，电子控制单元(1)控制第一开关电磁阀(6)和第二开关电磁阀(27)闭合，第一继电器(2)和第二继电器(31)断开；
当电动汽车钥匙开关打到OFF档后，电子控制单元(1)控制第一继电器(2)、第一开关电磁阀(6)、第二开关电磁阀(27)和第二继电器(31)断开。
3.如权利要求1所述的一种考虑高原环境的电动车制动用双电动真空泵组合真空助力系统，其特征在于：当第一电动真空泵(3)和第一单向阀(8)之间的任意一个部件出现故障时，无论大气压力传感器(33)输出何值，电子控制单元(1)控制第一继电器(2)和第一开关电磁阀(6)断开，此时，当真空度传感器(11)测得的真空度值小于设置的真空度阈值时，电子控制单元(1)控制第二继电器(31)和第二开关电磁阀(27)闭合，此时，蓄电池(32)给第二电动真空泵(30)供电，在第二电动真空泵(30)的作用下，真空助力器真空室(22)中的气体依次经过真空助力器真空室(22)、真空助力器助力端口(15)、第四真空管(14)、真空罐进气口(13)、真空罐(12)、真空罐第二排气口(23)、第五真空管(24)、第二单向阀(25)、第六真空管(26)、第二开关电磁阀(27)、第七真空管(28)、.第二电动真空泵进气口(29)，进入第二电动真空泵(30)，经第二电动真空泵(30)排气口排入大气，从而使真空度值增大；当真空度传感器(11)测得的真空度值大于等于设置的真空度阈值时，电子控制单元(1)控制第二开关电磁阀(27)闭合，第一继电器(2)、第一开关电磁阀(6)和第二继电器(31)断开；
当第二电动真空泵(30)和第二单向阀(25)之间的任意一个部件出现故障时，无论大气压力传感器(33)输出何值，电子控制单元(1)控制第二继电器(31)和第二开关电磁阀(27)断开，此时，当真空度传感器(11)测得的真空度值小于设置的真空度阈值时，电子控制单元(1)控制第一继电器(2)和第一开关电磁阀(6)闭合，蓄电池(32)给第一电动真空泵(3)供电，在第一电动真空泵(3)的作用下，真空助力器真空室(22)中的气体依次经过真空助力器真空室(22)、真空助力器助力端口(15)、第四真空管(14)、真空罐进气口(13)、真空罐(12)、真空罐第一排气口(10)、第三真空管(9)、第一单向阀(8)、第二真空管(7)、第一开关电磁阀(6)、第一真空管(5)、第一电动真空泵进气口(4)，进入第一电动真空泵(3)，经第一电动真空泵(3)排气口排入大气，从而使真空度值增大；当真空度传感器(11)测得的真空度值大于等于设置的真空度阈值时，电子控制单元(1)控制第一开关电磁阀(6)闭合，第一继电器(2)、第二继电器(31)和第二开关电磁阀(27)断开。
4.如权利要求1所述的一种考虑高原环境的电动车制动用双电动真空泵组合真空助力系统，其特征在于：第一电动真空泵(3)的抽气速率和第二电动真空泵(30)的抽气速率根据汽车所处的环境参数及整车制动系统参数，具体由下式确定：
式中，Sqa为第一电动真空泵(3)的抽气速率；Sqb为第二电动真空泵(30)的抽气速率；Kq为与设备抽气终止时压强有关的修正系数，此处取1；Vz为真空助力器真空室(22)的容积；Vg为真空罐(12)容积；Dm为制动主缸内径；Pm为制动主缸液压；Fp为驾驶员踩制动时的制动踏板力；ip为制动踏板杠杆比；D为真空助力器膜片(21)的有效直径；n为制动次数；Pa为海拔为ha的高原地区外界大气压；Pb为海拔为hb的高原地区外界大气压；△P为真空助力器膜片(21)两侧的压强差值；t为电动真空泵工作时间。
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