CN110723129B - 一种电动汽车真空制动的故障检测及控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动汽车真空制动的故障检测及控制方法，包括在制动开关信号未触发的行驶工况下，当判定出真空泵的工作时间小于预设的第一持续时间，且真空泵的工作间隔时间小于预设时间阈值的次数超过预设总次数时，或当判定出真空泵的工作时间大于或等于预设的第一持续时间且小于预设的第二持续时间时，控制组合仪表进行故障报警；在任一行驶工况下，当判定出真空泵的工作时间大于或等于预设的第二持续时间时，控制组合仪表进行故障报警，且进一步控制真空泵进入限定的工作模式，以及对车速进行减速控制并使车辆进入限速行驶。实施本发明，能提升故障检测效率、准确度，不仅进行故障提醒，还在危险工况时对车辆的行车状态进行干预。

Description

一种电动汽车真空制动的故障检测及控制方法和装置

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车真空制动的故障检测及控制方法和装置。

背景技术

与传统燃油车不同，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，当前国内外的电动汽车绝大多数采用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。

一般情况下，电动汽车会根据制动助力器内部的真空度对真空泵进行开关式控制，即真空度低于一阈值后开启真空泵，真空度高于另一阈值后关闭真空泵，保证制动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。因此，对真空泵的故障进行检测，能够确保真空泵提供有效的制动功能来提升车辆的行车安全。

但是，目前真空泵的故障检测，存在检测不准确容易误报、检测效率低以及检测结果滞后等缺点，并且在检测到真空泵发生故障状况后，仅对故障进行提醒，却无法对车辆的行车状态进行干预，特别是危险工况，这样极其影响车辆制动的可靠性，也影响车辆的安全性。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种电动汽车真空制动的故障检测及控制方法和装置，能提升故障检测效率、准确度，不仅进行故障提醒，还在危险工况时对车辆的行车状态进行干预。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种电动汽车真空制动的故障检测及控制方法，包括：

在制动开关信号未触发的行驶工况下，当判定出真空泵的工作时间小于预设的第一持续时间，且真空泵的工作间隔时间小于预设时间阈值的次数超过预设总次数时，或当判定出真空泵的工作时间大于或等于预设的第一持续时间且小于预设的第二持续时间时，控制组合仪表进行故障报警；

在任一行驶工况下，当判定出真空泵的工作时间大于或等于预设的第二持续时间时，控制组合仪表进行故障报警，且进一步控制真空泵进入限定的工作模式，以及对车速进行减速控制并使车辆进入限速行驶。

其中，所述在制动开关信号未触发的行驶工况下，当判定出真空泵的工作时间小于预设的第一持续时间，且真空泵的工作间隔时间小于预设时间阈值的次数超过预设总次数时，或当判定出真空泵的工作时间大于或等于预设的第一持续时间且小于预设的第二持续时间时，控制组合仪表进行故障报警的具体步骤包括：

在制动开关信号未触发的行驶工况下，将当前判定出的真空泵的工作时间小于预设的第一持续时间为600秒的时刻点设为起测点，且待进一步判定出真空泵在起测点之后连续存在相邻两次开启的间隔时间均小于预设时间阈值为65秒的次数超过预设总次数5次后，确定真空助力系统发生泄漏，并控制组合仪表输出故障数据以及同步声光报警提醒驾驶员真空助力系统需维修；或

在制动开关信号未触发的行驶工况下，当判定出真空泵的工作时间大于或等于预设的第一持续时间为600秒且小于预设的第二持续时间为1200秒时，确定真空助力系统发生泄漏，并控制组合仪表输出故障数据以及同步声光报警提醒驾驶员真空助力系统需维修。

其中，所述在任一行驶工况下，当判定出真空泵的工作时间大于或等于预设的第二持续时间时，控制组合仪表进行故障报警，且进一步控制真空泵进入限定的工作模式，以及对车速进行减速控制并使车辆进入限速行驶的具体步骤包括：

在任一行驶工况下，当判定出真空泵的工作时间大于或等于预设的第二持续时间时为1200秒时，确定真空泵过载工作，并控制组合仪表输出故障数据及同步声光报警提醒驾驶员真空助力系统需维修，且进一步控制真空泵以每间隔5秒，工作5秒的规律进行周期性的限定工作模式，以及对车速进行减速控制并使车辆行驶的速度限制为20km/h。

其中，所述制动开关信号的触发条件为车辆行驶中，整车控制器获取到因制动踏板动作而使得驱动制动灯开关与其上预先安装的探头形成通路后输出的电压信号。

本发明实施例还提供了一种电动汽车真空制动的故障检测及控制装置，包括：

第一结果输出控制单元，用于在制动开关信号未触发的行驶工况下，当判定出真空泵的工作时间小于预设的第一持续时间，且真空泵的工作间隔时间小于预设时间阈值的次数超过预设总次数时，或当判定出真空泵的工作时间大于或等于预设的第一持续时间且小于预设的第二持续时间时，控制组合仪表进行故障报警；

第二结果输出控制单元，用于在任一行驶工况下，当判定出真空泵的工作时间大于或等于预设的第二持续时间时，控制组合仪表进行故障报警，且进一步控制真空泵进入限定的工作模式，以及对车速进行减速控制并使车辆进入限速行驶。

其中，所述第一结果输出控制单元包括：

第一报警模块，用于在制动开关信号未触发的行驶工况下，将当前判定出的真空泵的工作时间小于预设的第一持续时间为600秒的时刻点设为起测点，且待进一步判定出真空泵在起测点之后连续存在相邻两次开启的间隔时间均小于预设时间阈值为65秒的次数超过预设总次数5次后，确定真空助力系统发生泄漏，并控制组合仪表输出故障数据以及同步声光报警提醒驾驶员真空助力系统需维修；

第二报警模块，用于在制动开关信号未触发的行驶工况下，当判定出真空泵的工作时间大于或等于预设的第一持续时间为600秒且小于预设的第二持续时间为1200秒时，确定真空助力系统发生泄漏，并控制组合仪表输出故障数据以及同步声光报警提醒驾驶员真空助力系统需维修。

其中，所述预设的第一持续时间为1200秒；所述预设的第二持续时间为600秒；所述预设时间阈值为65秒；所述预设总次数为5。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

相对于传统的电动汽车真空制动的故障检测方法，本发明通过对真空泵的工作时间进行不同范围的检测以及行驶工况来确定真空助力系统的故障，使得真空泵的故障检测得到进一步细化，提升了故障检测效率、准确度，同时对于真空泵工作时间超范围的（如大于预设的第一持续时间），不仅进行故障提醒，还对车辆的行车状态进行干预，从而可以在危险工况时使车辆处于跛行状态，增加车辆的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为本发明实施例提供的电动汽车真空制动的故障检测及控制方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的电动汽车真空制动的故障检测及控制方法中真空助力系统的应用场景图；

图3为本发明实施例提供的电动汽车真空制动的故障检测及控制装置的系统结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1所示，为本发明实施例中，提供的一种电动汽车真空制动的故障检测及控制方法，包括以下步骤：

步骤S1、在制动开关信号未触发的行驶工况下，当判定出真空泵的工作时间小于预设的第一持续时间，且真空泵的工作间隔时间小于预设时间阈值的次数超过预设总次数时，或当判定出真空泵的工作时间大于或等于预设的第一持续时间且小于预设的第二持续时间时，控制组合仪表进行故障报警；

步骤S2、在任一行驶工况下，当判定出真空泵的工作时间大于或等于预设的第二持续时间时，控制组合仪表进行故障报警，且进一步控制真空泵进入限定的工作模式，以及对车速进行减速控制并使车辆进入限速行驶

具体过程为，在步骤S1中，在制动开关信号未触发的行驶工况下，将当前判定出的真空泵的工作时间小于预设的第一持续时间为600秒的时刻点设为起测点，且待进一步判定出真空泵在起测点之后连续存在相邻两次开启的间隔时间均小于预设时间阈值为65秒的次数超过预设总次数5次后，确定真空助力系统发生泄漏，并控制组合仪表输出故障数据以及同步声光报警提醒驾驶员真空助力系统需维修；或

在制动开关信号未触发的行驶工况下，当判定出真空泵的工作时间大于或等于预设的第一持续时间为600秒且小于预设的第二持续时间为1200秒时，确定真空助力系统发生泄漏，并控制组合仪表输出故障数据以及同步声光报警提醒驾驶员真空助力系统需维修。

应当说明的是，制动开关信号的触发工作原理为，制动灯开关上面有个探头，不踩制动踏板的时候，探头是被压缩的，这个时候是一个断路，在踩下制动踏板的时候，探头弹出来，这个时候就是通路，有电压信号。因此，车辆行驶中，整车控制器获取到因制动踏板动作而使得驱动制动灯开关与其上预先安装的探头形成通路后输出的电压信号，从而实现制动开关信号的触发。

在步骤S2中，在任一行驶工况下（即不管制动开关信号触不触发或者其他的行驶工况），当判定出真空泵的工作时间大于或等于预设的第二持续时间时为1200秒时，确定真空泵过载工作，并控制组合仪表输出故障数据及同步声光报警提醒驾驶员真空助力系统需维修，且进一步控制真空泵以每间隔5秒，工作5秒的规律进行周期性的限定工作模式，以及对车速进行减速控制并使车辆行驶的速度限制为20km/h。

如图2所示，对本发明实施例中的电动汽车真空制动的故障检测及控制方法的应用场景做进一步说明，具体如下：

该电动汽车真空制动的故障检测及控制方法在包括整车控制器1、电机控制器2、驱动电机3、真空助力器4、真空泵5、压力传感器6、车速信号采集传感器7、制动灯开关信号采集传感器8和组合仪表9的真空助力系统上实现；其中，整车控制器1与电机控制器2、真空泵5、压力传感器6、车速信号采集传感器7、制动灯开关信号采集传感器8和组合仪表9分别相连；压力传感器6设置于与真空泵2相连的真空助力器4上；车速信号采集传感器7设置于车轴上；制动踏板信号采集传感器7设置于连接制动踏板的制动灯开关上；驱动电机3与电机控制器2相连，并设置于车辆的轴向系统上。

通过整车控制器1对车辆行驶工况及真空泵5的工作时间进行判定；其中，真空泵5的工作时间为每一次真空泵5开启后维持运转直至关闭的时间。此时，真空泵5的每一次开启都为整车控制器1通过压力传感器6检测到制动助力器4内的真空度低于预设下限值（如下限压力值45kpa）时；真空泵5的每一次关闭都为整车控制器1通过压力传感器6检测到制动助力器4内的真空度高于预设上限值（如上限压力值75kpa）时，即真空泵5在制动助力器4内的真空度<45kpa时启动，一直维持运转给制动助力器4提供真空，并在制动助力器4内的真空度>75kpa时关闭，使得真空泵5的每一次工作时间就是制动助力器4内的真空度从45kpa升至75kpa的时间。

整车控制器1检测车辆在任一行驶工况下，只要真空泵5的工作时间超范围，即不区分制动踏板是否动作，即真空泵5的工作时间大于等于1200S，则说明真空助力系统出现故障且时间很长，使得制动助力器4内的真空度一直无法升至75kpa，导致真空泵5持续工作，给车辆带来很大的安全隐患，特别是车辆处于危险工况、车辆行驶在高速上等。因此，不仅需要通过组合仪表9输出故障数据及声光报警提醒，还需要对车辆的状态进行干预（如减速、限速、停车等），以确保车辆的行车安全，如控制真空泵5以每间隔5秒，工作5秒的规律进行周期性的限定工作模式，以及通过电机控制器1控制驱动电机2施加反力矩来降低车速至限速至20km/h。

整车控制器1检测车辆在制动开关信号未触发的行驶工况下，虽然真空泵5的工作时间未超范围（600S =<真空泵5的工作时间<1200S），但考虑到真空泵5的工作时间还是过长，也会存在安全隐患。因制动踏板未动作（即制动助力器4内的真空一直未被释放），则说明真空助力系统出现故障且时间很长，使得制动助力器4内的真空度一直无法升至75kpa，导致真空泵5持续工作。此时，真空助力系统有多种故障存在，包括但不限于：真空泵5过载工作或发生泄漏、制动助力器4内真空泄漏等等。此时，控制组合仪表9输出故障数据及同步声光报警提醒驾驶员真空助力系统需维修。

整车控制器1检测车辆在制动开关信号未触发的行驶工况下，虽然真空泵5的工作时间<600S为认可的正常工作时间，但考虑到真空泵5若频繁启动，也有可能说明真空助力系统出现故障。因此，设计出频繁启动次数的上限（如连续启动5次）及间隔时间的下限（如相邻两次启动的时间低于65S）来对故障进行区分。此时，将当前检测到的小于600S的工作时间的时刻点设为起测点（如将当前检测到的工作时间为500S的时刻点设为起测点），并待判定真空泵5在起测点之后连续存在相邻两次开启的间隔时间均小于65秒的次数超过5次，判断出真空助力系统发生泄漏，且进一步控制组合仪表9输出故障数据并同步声光报警提醒驾驶员真空助力系统需维修。

如图3所示，为本发明实施例中，提供的一种电动汽车真空制动的故障检测及控制装置，包括：

第一结果输出控制单元110，用于在制动开关信号未触发的行驶工况下，当判定出真空泵的工作时间小于预设的第一持续时间，且真空泵的工作间隔时间小于预设时间阈值的次数超过预设总次数时，或当判定出真空泵的工作时间大于或等于预设的第一持续时间且小于预设的第二持续时间时，控制组合仪表进行故障报警；

第二结果输出控制单元120，用于在任一行驶工况下，当判定出真空泵的工作时间大于或等于预设的第二持续时间时，控制组合仪表进行故障报警，且进一步控制真空泵进入限定的工作模式，以及对车速进行减速控制并使车辆进入限速行驶。

其中，所述第一结果输出控制单元110包括：

第一报警模块1101，用于在制动开关信号未触发的行驶工况下，将当前判定出的真空泵的工作时间小于预设的第一持续时间为600秒的时刻点设为起测点，且待进一步判定出真空泵在起测点之后连续存在相邻两次开启的间隔时间均小于预设时间阈值为65秒的次数超过预设总次数5次后，确定真空助力系统发生泄漏，并控制组合仪表输出故障数据以及同步声光报警提醒驾驶员真空助力系统需维修；

第二报警模块1102，用于在制动开关信号未触发的行驶工况下，当判定出真空泵的工作时间大于或等于预设的第一持续时间为600秒且小于预设的第二持续时间为1200秒时，确定真空助力系统发生泄漏，并控制组合仪表输出故障数据以及同步声光报警提醒驾驶员真空助力系统需维修。

其中，所述预设的第一持续时间为1200秒；所述预设的第二持续时间为600秒；所述预设时间阈值为65秒；所述预设总次数为5。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

相对于传统的电动汽车真空制动的故障检测方法，本发明通过对真空泵的工作时间进行不同范围的检测以及行驶工况来确定真空助力系统的故障，使得真空泵的故障检测得到进一步细化，提升了故障检测效率、准确度，同时对于真空泵工作时间超范围的（如大于预设的第一持续时间），不仅进行故障提醒，还对车辆的行车状态进行干预，从而可以在危险工况时使车辆处于跛行状态，增加车辆的安全性。

值得注意的是，上述装置实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种电动汽车真空制动的故障检测及控制方法，其特征在于，包括：

在制动开关信号未触发的行驶工况下，将判定出真空泵的工作时间小于预设的第一持续时间的时刻点设为起测点，且真空泵在起测点之后连续存在相邻两次开启的间隔时间小于预设时间阈值的次数超过预设总次数时，或当判定出真空泵的工作时间大于或等于预设的第一持续时间且小于预设的第二持续时间时，控制组合仪表进行故障报警；

在任一行驶工况下，当判定出真空泵的工作时间大于或等于预设的第二持续时间时，控制组合仪表进行故障报警，且进一步控制真空泵进入限定的工作模式，以及对车速进行减速控制并使车辆进入限速行驶。

2.如权利要求1所述的故障检测及控制方法，其特征在于，所述在制动开关信号未触发的行驶工况下，当判定出真空泵的工作时间小于预设的第一持续时间，且真空泵的工作间隔时间小于预设时间阈值的次数超过预设总次数时，或当判定出真空泵的工作时间大于或等于预设的第一持续时间且小于预设的第二持续时间时，控制组合仪表进行故障报警的具体步骤包括：

在制动开关信号未触发的行驶工况下，将当前判定出的真空泵的工作时间小于预设的第一持续时间为600秒的时刻点设为起测点，且待进一步判定出真空泵在起测点之后连续存在相邻两次开启的间隔时间均小于预设时间阈值为65秒的次数超过预设总次数5次后，确定真空助力系统发生泄漏，并控制组合仪表输出故障数据以及同步声光报警提醒驾驶员真空助力系统需维修；或

在制动开关信号未触发的行驶工况下，当判定出真空泵的工作时间大于或等于预设的第一持续时间为600秒且小于预设的第二持续时间为1200秒时，确定真空助力系统发生泄漏，并控制组合仪表输出故障数据以及同步声光报警提醒驾驶员真空助力系统需维修。

3.如权利要求2所述的故障检测及控制方法，其特征在于，所述在任一行驶工况下，当判定出真空泵的工作时间大于或等于预设的第二持续时间时，控制组合仪表进行故障报警，且进一步控制真空泵进入限定的工作模式，以及对车速进行减速控制并使车辆进入限速行驶的具体步骤包括：

在任一行驶工况下，当判定出真空泵的工作时间大于或等于预设的第二持续时间时为1200秒时，确定真空泵过载工作，并控制组合仪表输出故障数据及同步声光报警提醒驾驶员真空助力系统需维修，且进一步控制真空泵以每间隔5秒，工作5秒的规律进行周期性的限定工作模式，以及对车速进行减速控制并使车辆行驶的速度限制为20km/h。

4.如权利要求2所述的故障检测及控制方法，其特征在于，所述制动开关信号的触发条件为车辆行驶中，整车控制器获取到因制动踏板动作而使得驱动制动灯开关与其上预先安装的探头形成通路后输出的电压信号。

5.一种电动汽车真空制动的故障检测及控制装置，其特征在于，包括：

第一结果输出控制单元，用于在制动开关信号未触发的行驶工况下，将判定出真空泵的工作时间小于预设的第一持续时间的时刻点设为起测点，且真空泵在起测点之后连续存在相邻两次开启的间隔时间小于预设时间阈值的次数超过预设总次数时，或当判定出真空泵的工作时间大于或等于预设的第一持续时间且小于预设的第二持续时间时，控制组合仪表进行故障报警；

第二结果输出控制单元，用于在任一行驶工况下，当判定出真空泵的工作时间大于或等于预设的第二持续时间时，控制组合仪表进行故障报警，且进一步控制真空泵进入限定的工作模式，以及对车速进行减速控制并使车辆进入限速行驶。

6.如权利要求5所述的故障检测及控制装置，其特征在于，所述第一结果输出控制单元包括：

第一报警模块，用于在制动开关信号未触发的行驶工况下，将当前判定出的真空泵的工作时间小于预设的第一持续时间为600秒的时刻点设为起测点，且待进一步判定出真空泵在起测点之后连续存在相邻两次开启的间隔时间均小于预设时间阈值为65秒的次数超过预设总次数5次后，确定真空助力系统发生泄漏，并控制组合仪表输出故障数据以及同步声光报警提醒驾驶员真空助力系统需维修；

第二报警模块，用于在制动开关信号未触发的行驶工况下，当判定出真空泵的工作时间大于或等于预设的第一持续时间为600秒且小于预设的第二持续时间为1200秒时，确定真空助力系统发生泄漏，并控制组合仪表输出故障数据以及同步声光报警提醒驾驶员真空助力系统需维修。

7.如权利要求6所述的故障检测及控制装置，其特征在于，所述预设的第一持续时间为1200秒；所述预设的第二持续时间为600秒；所述预设时间阈值为65秒；所述预设总次数为5。

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