CN111267810B - 针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的方法及相应的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的方法，包括：信息采集模块进行输入信号的信息采集；故障诊断模块进行真空泵系统的故障检测；真空泵启停阈值调节模块进行真空泵启动阈值调节或真空泵停止工作阈值调节；真空泵系统策略控制模块根据输入信号判断真空泵为启动工作工况或停止工作工况；真空泵系统启停执行模块控制真空泵使能工作或关闭。本发明还涉及一种针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的系统。采用了本发明的针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的方法及相应的系统，更加有效的保证真空泵工作，提高车辆的制动和安全性能。整套控制方法系统涵盖了新能源车制动真空泵工作开发及控制流程，保证了真空泵的更加高效、稳定、安全的运行。

Description

针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的方法及相应的 系统

技术领域

本发明涉及车辆装置领域，尤其涉及新能源车制动真空泵领域，具体是指一种针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的方法及相应的系统。

背景技术

由于能源危机和环境问题日益严重，新能源车已然成为一种发展趋势，制动真空泵作为车辆的制动系统的核心部件，在传统车中使用过于简单机械化，没有系统的控制方法，这样的使用工况容易造成制动真空泵出现故障，一方面不利于部件寿命，另一方面更为重要的是影响车辆制动安全性，易引发安全事故。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足安全性好、操作简便、适用范围较为广泛的针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的方法及相应的系统。

为了实现上述目的，本发明的针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的方法及相应的系统如下：

该针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：

(1)明确制动真空泵控制所需的车辆输入信息，信息采集模块进行输入信号的信息采集；

(2)根据信息采集的输入信号，进行信号处理，故障诊断模块进行真空泵系统的故障检测；

(3)真空泵启停阈值调节模块进行真空泵启动阈值调节或真空泵停止工作阈值调节；

(4)真空泵系统策略控制模块根据输入信号判断真空泵是否为启动工作工况，如果是，则进入首次上电预抽真空模式、正常工作模式或工作超时模式；否则，真空泵进入停止工作工况；

(5)真空泵系统启停执行模块通过IO或CAN线控制真空泵使能工作或关闭。

较佳地，所述的步骤(1)具体为：

信息采集模块将信号输入的来源划分为IO开关量、CAN总线和AD模拟量，采集钥匙开关信号、刹车踏板信号、车速信号和压力传感器信号。

较佳地，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：

(2.1)判断钥匙上电后，真空泵传感器信号值是否大于标定最大值且计时时间大于预设时间，如果是，则判断为真空泵传感器短路故障；否则，故障清除；

(2.2)判断钥匙上电后，真空泵传感器信号值是否小于标定最小值且计时时间大于预设时间，如果是，则判断为真空泵传感器开路故障；否则，故障清除；

(2.3)判断无制动信号情况下，连续三次检测到真空度下降速率大于等于预设速率，则判断为真空泵泄露故障；否则，故障清除；

(2.4)检测真空泵的平均抽气速率，判断是否连续三次检测到平均抽气速率小于等于预设平均抽气速率，如果是，则判断为真空泵抽气性能故障；否则，故障清除；

(2.5)判断真空泵是否连续工作超过三分钟未达到停止工作气压，如果是，则判断为真空泵工作超时故障；否则，故障清除。

较佳地，所述的步骤(3)中进行真空泵启动阈值调节具体包括以下步骤：

判断车速是否大于预设车速或真空泵有泄露故障或抽气性能故障，如果是，则将真空泵启动压力设为－55kpa；否则，真空泵启动压力设为－45kpa。

较佳地，所述的步骤(3)中进行真空泵停止阈值调节具体包括以下步骤：

判断是否在无制动信号且无泄露故障情况下，真空泵工作超过五分钟，如果是，则将真空泵关闭压力设为－65kpa；否则，真空泵关闭压力设为－75kpa。

较佳地，所述的步骤(4)具体包括以下步骤：

(4.1)判断是否同时满足钥匙信号点火超过一定时间且未下电、真空泵无开路故障和短路故障，如果是，则真空泵进入启动工作工况，继续步骤(4.2)；否则，真空泵进入停止工作工况；

(4.2)真空泵系统进入首次上电预抽真空模式，工作三分钟后停止，延迟两分钟关闭风扇；

(4.3)判断真空泵连续工作时间是否超过五分钟，如果是，则真空泵系统进入工作超时模式，真空泵停止一分钟，延迟两分钟关闭风扇；否则，真空泵系统进入正常工作模式，继续步骤(4.5)；

(4.4)判断真空泵工作超时次数是否大于1次，如果是，则退出步骤；否则，真空泵系统进入正常工作模式，继续步骤(4.5)；

(4.5)判断真空度是否小于真空泵启动压力，如果是，则真空泵系统启动工作，退出步骤；否则，继续步骤(4.6)；

(4.6)真空度大于真空泵关闭压力，如果是，则真空泵系统停止工作；否则，真空泵系统保持上一时刻工作状态，退出步骤。

较佳地，所述的步骤(5)具体包括以下步骤：

(5.1)判断真空泵系统是否执行启动操作，如果是，则继续步骤(5.2)；判断真空泵系统是否执行停止操作，如果是，则继续步骤(5.3)；

(5.2)通过IO或CAN总线控制真空泵使能工作，同时使能工作风扇；

(5.3)通过IO或CAN总线控制真空泵使能关闭，延迟两分钟后关闭风扇。

该针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的系统，其主要特点是，所述的系统包括：

信息采集模块，用于将信号输入的来源划分为IO开关量、CAN总线和AD模拟量，采集钥匙开关信号、刹车踏板信号、车速信号和压力传感器信号；

故障诊断模块，与所述的信息采集模块相连接，用于判别真空泵传感器短路故障、真空泵传感器开路故障、真空泵泄露故障、真空泵抽气性能故障和真空泵工作超时故障；

真空泵启停阈值调节模块，与所述的故障诊断模块相连接，用于划分影响真空泵工作的部分因素，进行真空泵启动阈值调整和真空泵停止工作阈值调整；

真空泵系统策略控制模块，与所述的真空泵启停阈值调节模块相连接，用于判断真空泵为启动工作工况或停止工作工况，并根据工况调节真空泵；

真空泵系统启停执行模块，与所述的真空泵系统策略控制模块相连接，用于对真空泵系统进行直接控制；

真空泵系统控制程序，所述的真空泵系统控制程序根据采集的车辆信息，对制动真空泵系统进行故障诊断和启停阈值动态调节，对真空泵实现动态控制，具体进行以下步骤处理：

(1)明确制动真空泵控制所需的车辆输入信息，信息采集模块进行输入信号的信息采集；

(2)根据信息采集的输入信号，进行信号处理，故障诊断模块进行真空泵系统的故障检测；

(3)真空泵启停阈值调节模块进行真空泵启动阈值调节或真空泵停止工作阈值调节；

(4)真空泵系统策略控制模块根据输入信号判断真空泵是否为启动工作工况，如果是，则进入首次上电预抽真空模式、正常工作模式或工作超时模式；否则，真空泵进入停止工作工况；

(5)真空泵系统启停执行模块通过IO或CAN线控制真空泵使能工作或关闭。

较佳地，所述的步骤(1)具体为：

信息采集模块将信号输入的来源划分为IO开关量、CAN总线和AD模拟量，采集钥匙开关信号、刹车踏板信号、车速信号和压力传感器信号。

较佳地，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：

(2.1)判断钥匙上电后，真空泵传感器信号值是否大于标定最大值且计时时间大于预设时间，如果是，则判断为真空泵传感器短路故障；否则，故障清除；

(2.2)判断钥匙上电后，真空泵传感器信号值是否小于标定最小值且计时时间大于预设时间，如果是，则判断为真空泵传感器开路故障；否则，故障清除；

(2.3)判断无制动信号情况下，连续三次检测到真空度下降速率大于等于预设速率，则判断为真空泵泄露故障；否则，故障清除；

(2.4)检测真空泵的平均抽气速率，判断是否连续三次检测到平均抽气速率小于等于预设平均抽气速率，如果是，则判断为真空泵抽气性能故障；否则，故障清除；

(2.5)判断真空泵是否连续工作超过三分钟未达到停止工作气压，如果是，则判断为真空泵工作超时故障；否则，故障清除。

较佳地，所述的步骤(3)中进行真空泵启动阈值调节具体包括以下步骤：

判断车速是否大于预设车速或真空泵有泄露故障或抽气性能故障，如果是，则将真空泵启动压力设为－55kpa；否则，真空泵启动压力设为－45kpa。

较佳地，所述的步骤(3)中进行真空泵停止阈值调节具体包括以下步骤：

判断是否在无制动信号且无泄露故障情况下，真空泵工作超过五分钟，如果是，则将真空泵关闭压力设为－65kpa；否则，真空泵关闭压力设为－75kpa。

较佳地，所述的步骤(4)具体包括以下步骤：

(4.1)判断是否同时满足钥匙信号点火超过一定时间且未下电、真空泵无开路故障和短路故障，如果是，则真空泵进入启动工作工况，继续步骤(4.2)；否则，真空泵进入停止工作工况；

(4.2)真空泵系统进入首次上电预抽真空模式，工作三分钟后停止，延迟两分钟关闭风扇；

(4.3)判断真空泵连续工作时间是否超过五分钟，如果是，则真空泵系统进入工作超时模式，真空泵停止一分钟，延迟两分钟关闭风扇；否则，真空泵系统进入正常工作模式，继续步骤(4.5)；

(4.4)判断真空泵工作超时次数是否大于1次，如果是，则退出步骤；否则，真空泵系统进入正常工作模式，继续步骤(4.5)；

(4.5)判断真空度是否小于真空泵启动压力，如果是，则真空泵系统启动工作，退出步骤；否则，继续步骤(4.6)；

(4.6)真空度大于真空泵关闭压力，如果是，则真空泵系统停止工作；否则，真空泵系统保持上一时刻工作状态，退出步骤。

较佳地，所述的步骤(5)具体包括以下步骤：

(5.1)判断真空泵系统是否执行启动操作，如果是，则继续步骤(5.2)；判断真空泵系统是否执行停止操作，如果是，则继续步骤(5.3)；

(5.2)通过IO或CAN总线控制真空泵使能工作，同时使能工作风扇；

(5.3)通过IO或CAN总线控制真空泵使能关闭，延迟两分钟后关闭风扇。

采用了本发明的针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的方法及相应的系统，能够使真空泵较之传统的工作模式，更加有效的保证真空泵工作，提高车辆的制动和安全性能。信息采集模块能够将车辆的信息准确的反馈到被控制系统，故障诊断能够有效的判断真空泵系统故障，启停阈值调节模块更加智能的根据真空泵系统和车辆状态实时调节真空泵启停阈值，真空泵系统策略控制模块，对真空泵工作工况和模式的划分更加明确合理，真空泵系统启停执行模块对真空泵及冷却装置根据合理的启停逻辑控制。整套控制方法系统涵盖了新能源车制动真空泵工作开发及控制流程，保证了真空泵的更加高效、稳定、安全的运行。

附图说明

图1为本发明的针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的方法的流程图。

图2为本发明的针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的方法的信息采集模块的流程图。

图3为本发明的针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的方法的故障诊断模块的流程图。

图4为本发明的针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的方法的真空泵启停阈值调节模块的流程图。

图5为本发明的针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的方法的真空泵系统策略控制模块的流程图。

图6为本发明的针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的方法的真空泵系统启停执行模块的流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

本发明的该针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的系统，其中包括：

(1)明确制动真空泵控制所需的车辆输入信息，信息采集模块进行输入信号的信息采集；

信息采集模块将信号输入的来源划分为IO开关量、CAN总线和AD模拟量，采集钥匙开关信号、刹车踏板信号、车速信号和压力传感器信号；

(2)根据信息采集的输入信号，进行信号处理，故障诊断模块进行真空泵系统的故障检测；

(2.1)判断钥匙上电后，真空泵传感器信号值是否大于标定最大值且计时时间大于预设时间，如果是，则判断为真空泵传感器短路故障；否则，故障清除；

(2.2)判断钥匙上电后，真空泵传感器信号值是否小于标定最小值且计时时间大于预设时间，如果是，则判断为真空泵传感器开路故障；否则，故障清除；

(2.3)判断无制动信号情况下，连续三次检测到真空度下降速率大于等于预设速率，则判断为真空泵泄露故障；否则，故障清除；

(2.4)检测真空泵的平均抽气速率，判断是否连续三次检测到平均抽气速率小于等于预设平均抽气速率，如果是，则判断为真空泵抽气性能故障；否则，故障清除；

(2.5)判断真空泵是否连续工作超过三分钟未达到停止工作气压，如果是，则判断为真空泵工作超时故障；否则，故障清除；

(3)真空泵启停阈值调节模块进行真空泵启动阈值调节或真空泵停止工作阈值调节；

进行真空泵启动阈值调节具体包括以下步骤：

判断车速是否大于预设车速或真空泵有泄露故障或抽气性能故障，如果是，则将真空泵启动压力设为－55kpa；否则，真空泵启动压力设为－45kpa。

步骤(3)中进行真空泵停止阈值调节具体包括以下步骤：

判断是否在无制动信号且无泄露故障情况下，真空泵工作超过五分钟，如果是，则将真空泵关闭压力设为－65kpa；否则，真空泵关闭压力设为－75kpa；

(4)真空泵系统策略控制模块根据输入信号判断真空泵是否为启动工作工况，如果是，则进入首次上电预抽真空模式、正常工作模式或工作超时模式；否则，真空泵进入停止工作工况；

(4.1)判断是否同时满足钥匙信号点火超过一定时间且未下电、真空泵无开路故障和短路故障，如果是，则真空泵进入启动工作工况，继续步骤(4.2)；否则，真空泵进入停止工作工况；

(4.2)真空泵系统进入首次上电预抽真空模式，工作三分钟后停止，延迟两分钟关闭风扇；

(4.3)判断真空泵连续工作时间是否超过五分钟，如果是，则真空泵系统进入工作超时模式，真空泵停止一分钟，延迟两分钟关闭风扇；否则，真空泵系统进入正常工作模式，继续步骤(4.5)；

(4.4)判断真空泵工作超时次数是否大于1次，如果是，则退出步骤；否则，真空泵系统进入正常工作模式，继续步骤(4.5)；

(4.5)判断真空度是否小于真空泵启动压力，如果是，则真空泵系统启动工作，退出步骤；否则，继续步骤(4.6)；

(4.6)真空度大于真空泵关闭压力，如果是，则真空泵系统停止工作；否则，真空泵系统保持上一时刻工作状态，退出步骤；

(5)真空泵系统启停执行模块通过IO或CAN线控制真空泵使能工作或关闭；

(5.1)判断真空泵系统是否执行启动操作，如果是，则继续步骤(5.2)；判断真空泵系统是否执行停止操作，如果是，则继续步骤(5.3)；

(5.2)通过IO或CAN总线控制真空泵使能工作，同时使能工作风扇；

(5.3)通过IO或CAN总线控制真空泵使能关闭，延迟两分钟后关闭风扇。

本发明的该针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的方法，其中包括以下步骤：

信息采集模块，用于将信号输入的来源划分为IO开关量、CAN总线和AD模拟量，采集钥匙开关信号、刹车踏板信号、车速信号和压力传感器信号；

故障诊断模块，与所述的信息采集模块相连接，用于判别真空泵传感器短路故障、真空泵传感器开路故障、真空泵泄露故障、真空泵抽气性能故障和真空泵工作超时故障；

真空泵启停阈值调节模块，与所述的故障诊断模块相连接，用于划分影响真空泵工作的部分因素，进行真空泵启动阈值调整和真空泵停止工作阈值调整；

真空泵系统策略控制模块，与所述的真空泵启停阈值调节模块相连接，用于判断真空泵为启动工作工况或停止工作工况，并根据工况调节真空泵；

真空泵系统启停执行模块，与所述的真空泵系统策略控制模块相连接，用于对真空泵系统进行直接控制；

真空泵系统控制程序，所述的真空泵系统控制程序根据采集的车辆信息，对制动真空泵系统进行故障诊断和启停阈值动态调节，对真空泵实现动态控制，具体进行以下步骤处理：

(1)明确制动真空泵控制所需的车辆输入信息，信息采集模块进行输入信号的信息采集；

信息采集模块将信号输入的来源划分为IO开关量、CAN总线和AD模拟量，采集钥匙开关信号、刹车踏板信号、车速信号和压力传感器信号；

(2)根据信息采集的输入信号，进行信号处理，故障诊断模块进行真空泵系统的故障检测；

(2.1)判断钥匙上电后，真空泵传感器信号值是否大于标定最大值且计时时间大于预设时间，如果是，则判断为真空泵传感器短路故障；否则，故障清除；

(2.2)判断钥匙上电后，真空泵传感器信号值是否小于标定最小值且计时时间大于预设时间，如果是，则判断为真空泵传感器开路故障；否则，故障清除；

(2.3)判断无制动信号情况下，连续三次检测到真空度下降速率大于等于预设速率，则判断为真空泵泄露故障；否则，故障清除；

(2.4)检测真空泵的平均抽气速率，判断是否连续三次检测到平均抽气速率小于等于预设平均抽气速率，如果是，则判断为真空泵抽气性能故障；否则，故障清除；

(2.5)判断真空泵是否连续工作超过三分钟未达到停止工作气压，如果是，则判断为真空泵工作超时故障；否则，故障清除；

(3)真空泵启停阈值调节模块进行真空泵启动阈值调节或真空泵停止工作阈值调节；

进行真空泵启动阈值调节具体包括以下步骤：

判断车速是否大于预设车速或真空泵有泄露故障或抽气性能故障，如果是，则将真空泵启动压力设为－55kpa；否则，真空泵启动压力设为－45kpa。

步骤(3)中进行真空泵停止阈值调节具体包括以下步骤：

判断是否在无制动信号且无泄露故障情况下，真空泵工作超过五分钟，如果是，则将真空泵关闭压力设为－65kpa；否则，真空泵关闭压力设为－75kpa；

(4)真空泵系统策略控制模块根据输入信号判断真空泵是否为启动工作工况，如果是，则进入首次上电预抽真空模式、正常工作模式或工作超时模式；否则，真空泵进入停止工作工况；

(4.1)判断是否同时满足钥匙信号点火超过一定时间且未下电、真空泵无开路故障和短路故障，如果是，则真空泵进入启动工作工况，继续步骤(4.2)；否则，真空泵进入停止工作工况；

(4.2)真空泵系统进入首次上电预抽真空模式，工作三分钟后停止，延迟两分钟关闭风扇；

(4.3)判断真空泵连续工作时间是否超过五分钟，如果是，则真空泵系统进入工作超时模式，真空泵停止一分钟，延迟两分钟关闭风扇；否则，真空泵系统进入正常工作模式，继续步骤(4.5)；

(4.4)判断真空泵工作超时次数是否大于1次，如果是，则退出步骤；否则，真空泵系统进入正常工作模式，继续步骤(4.5)；

(4.5)判断真空度是否小于真空泵启动压力，如果是，则真空泵系统启动工作，退出步骤；否则，继续步骤(4.6)；

(4.6)真空度大于真空泵关闭压力，如果是，则真空泵系统停止工作；否则，真空泵系统保持上一时刻工作状态，退出步骤；

(5)真空泵系统启停执行模块通过IO或CAN线控制真空泵使能工作或关闭；

(5.1)判断真空泵系统是否执行启动操作，如果是，则继续步骤(5.2)；判断真空泵系统是否执行停止操作，如果是，则继续步骤(5.3)；

(5.2)通过IO或CAN总线控制真空泵使能工作，同时使能工作风扇；

(5.3)通过IO或CAN总线控制真空泵使能关闭，延迟两分钟后关闭风扇。

本发明的具体实施方式中，将控制流程细分为五大模块，分别为信息采集模块、故障诊断模块、真空泵启停阈值调节模块、真空泵系统策略控制模块和真空泵系统启停执行模块。

信息采集模块对信号输入的来源划分为IO开关量、CAN总线和AD模拟量，采集钥匙开关信号、刹车踏板信号、车速信号和压力传感器信号。

故障诊断模块判断五个真空泵系统故障，包括真空泵传感器短路故障、真空泵传感器开路故障、真空泵泄露故障、真空泵抽气性能故障和真空泵工作超时故障，每个故障的判定见具体实施方式中的参数标定及说明。

真空泵启停阈值调节模块，将影响真空泵工作的部分因素划分到该模块，包括车速、泄露故障、抽气性能故障、刹车信号和工作超时故障，对真空泵系统有智能的预防调节作用，更为有效的保证真空泵工作和车辆行驶安全。

真空泵系统策略控制模块，首先根据输入信号判断真空泵是进入启动还是停止工况，进入启动工况后真空泵先预抽真空模式，完成后进入正常工作模式，根据启停阈值使能工作或停止真空泵系统，正常模式下为了保护真空泵避免长时工作，对真空泵工作超时判断，若工作超时，进入工作超时模式，停真空泵系统一段时间，调节关闭阈值后重新进入正常工作模式，若还出现工作超时情况，则停止真空泵报警维修。

真空泵系统启停执行模块，该模块对真空泵系统包括真空泵和冷却装置的直接控制，包括IO和CAN的控制和信息传输。

本发明整套控制方法的实现是基于TC275整车控制器硬件平台，在Matalab/Simulink中建模仿真生产代码，选型一款气罐容积8L的制动真空泵，并在一款纯电动物流车上实车验证。

该发明的制动真空泵控制方法及流程包含以下几个步骤：

(1)明确制动真空泵控制所需的车辆输入信息，建立信息采集模块，具体分为三个部分，IO输入信息，包括钥匙信号，刹车制动信号；CAN输入信号，包括车速信号；AD输入信号，包括压力传感器信号。

(2)根据信息采集的输入信号，进行信号处理，主要有两个模块，故障诊断模块和真空泵启停阈值调节模块。

故障诊断模块包括真空泵系统故障检测模块(传感器短路和开路故障)，真空泵工作超时故障，真空泵泄露故障和抽气性能故障；

真空泵启停阈值调节模块包括真空泵启动阈值调整和真空泵停止工作阈值调整，启动阈值的影响因素包括车速信号，真空泵抽气效率和真空泵是否存在泄露；停止阈值影响因素主要是判断在没有刹车制动信号的情况下，真空泵是否存在工作超时故障，从而避免真空泵长时工作。

(3)制动真空泵系统策略控制模块，通过上述模块判断处理的输入信号，首先判断真空泵是启动工作工况还是停止工作工况，启动工作判断的条件是钥匙信号点火超过一定时间且未下电OFF档，真空泵无开路和短路故障，有一个条件未满足，则真空泵进入停止工作工况。

启动工作工况分为首次上电预抽真空模式、正常工作模式和工作超时模式，首次上电预抽真空模式即车辆首次上电至下电过程中，真空泵工作固定时长后再进入正常工作模式，预抽真空模式不仅是一些真空泵必备的工作过程，而且可以使真空泵系统自检，易于故障的提前发现和及时处理；真空泵经过预抽真空模式后，进入正常工作模式，根据步骤(2)中启停阈值来控制真空泵的启动和关闭时刻，当真空度小于启动阈值则启动真空泵工作，当真空泵大于停止阈值则停止真空泵工作；如果在正常工作下，真空泵工作超过一定时长判断为工作超时故障，则进入工作超时模式，停止真空泵工作一段时间，再根据步骤(2)调节后的停止阈值进入正常工作模式工作，如果再次出现真空泵工作超时故障，则停止真空泵工作。

(4)真空泵系统启停执行模块，真空泵系统包括真空泵和冷却系统，冷却系统有水冷和风冷装置，本发明对一种带风扇的风冷装置真空泵分析，当真空泵系统启动时，通过IO或CAN线控制真空泵使能工作，同时使能工作风扇，当真空泵系统停止工作，通过IO或CAN线控制真空泵使能关闭，延迟一定时长后关闭风扇。

(5)本发明基于TC275整车控制器硬件平台，在一款新能源物流车上实车验证制动真空泵的性能。

本发明的具体实例如下：

(1)在Matalab/Simulink中建立上述技术解决方案中的五个模块的模型；

(2)信息采集模块基于TC275整车控制器硬件板块，通过IO、CAN和AD信号采集，通过模型与硬件板块交互，完成车辆实时信息采集；

(3)故障诊断模块判断的五个故障：

真空泵传感器短路故障：钥匙上电On档后，真空泵传感器信号值大于标定最大值S1且计时时间大于T1，S1设定3700(4.5V)，T1设定100ms，则判断真空泵传感器短路故障，反之故障清除；

真空泵传感器开路故障：钥匙上电On档后，真空泵传感器信号值小于标定最小值S2且计时时间大于T2，S1设定410(0.5V)，T2设定100ms，则判断真空泵传感器开路故障，反之故障清除；

真空泵泄露故障：在没有制动信号情况下，对真空度下降的速率进行判断，下降速率低于Sd，则真空系统密封性良好无泄露故障，若下降速率大于等于Sd，且连续三次检测到的情况下则判断真空泵有泄露故障，根据所选真空泵特性Sd设定为4kpa/10s；

真空泵抽气性能故障：检测真空泵的平均抽气速率，计算公式为V/t*Ln(P1/P2)，气罐的容积V＝8L，P1为开启绝对压力设定60kpa，P2为关闭绝对压力设定30kpa，抽气速率大于0.4L/s(t＝20s)时，真空泵性能抽气性能正常，抽气速率小于等于0.4L/s(t＝20s)时，且连续三次检测到的情况下真空泵存在抽气性能故障；

真空泵工作超时故障：真空泵连续工作超过三分钟未达到停止工作气压则判断为真空泵工作超时故障，反之无故障。

(4)真空泵启停阈值调节模块：初始设定真空泵启动压力为-45kpa，当车速大于40km/h，或真空泵有泄露故障或抽气性能故障，则开启阀值提高到-55kpa，车辆可以继续行驶，仪表报警需要维修；初始设定真空泵关闭压力为-75kpa，在没有制动信号且没有泄露故障情况下，真空泵工作超时，则关闭阈值下调至-65kpa。

(5)真空泵系统策略控制模块：a.启动/停止工况判断，钥匙信号点火超过T3且未下电OFF档，真空泵无开路和短路故障，则真空泵进入启动工作工况，有一个条件未满足，则真空泵进入停止工作工况，T3设定100ms；b.首次上电预抽真空/正常工作/工作超时模式，首次上电预抽真空模式下，真空泵固定工作三分钟后停止，延迟两分钟关闭冷却风扇；正常工作模式，真空度小于真空泵启动压力，真空泵和风扇启动工作，当真空度大于真空泵关闭压力，则先关闭真空泵，延迟两分钟关闭冷却风扇；工作超时模式，若在正常工作模式下真空泵工作超过五分钟，则进入真空泵工作超时模式，停止真空泵工作一分钟，再根据调节后的真空泵关闭压力-75kpa，进入正常工作模式判断，若还出现工作超时五分钟情况，则停止真空泵工作，仪表报警需要维修。

(6)真空泵系统启停执行模块：当真空泵启动时，通过IO或CAN线与TC275硬件的交互控制真空泵使能工作，同时使能工作风扇，当真空泵系统停止工作，通过IO或CAN线控制真空泵使能关闭，延迟两分钟后关闭风扇。

(7)建立好上述模型后，仿真生产代码，烧写到TC275整车控制器平台，在一款纯电动物流车一汽佳宝V80L实车上，对本发明采用的一款气罐容积8L的制动真空泵实验验证。

采用了本发明的针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的方法及相应的系统，能够使真空泵较之传统的工作模式，更加有效的保证真空泵工作，提高车辆的制动和安全性能。信息采集模块能够将车辆的信息准确的反馈到被控制系统，故障诊断能够有效的判断真空泵系统故障，启停阈值调节模块更加智能的根据真空泵系统和车辆状态实时调节真空泵启停阈值，真空泵系统策略控制模块，对真空泵工作工况和模式的划分更加明确合理，真空泵系统启停执行模块对真空泵及冷却装置根据合理的启停逻辑控制。整套控制方法系统涵盖了新能源车制动真空泵工作开发及控制流程，保证了真空泵的更加高效、稳定、安全的运行。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (12)

1.一种针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

（1）明确制动真空泵控制所需的车辆输入信息，信息采集模块进行输入信号的信息采集；

（2）根据信息采集的输入信号，进行信号处理，故障诊断模块进行真空泵系统的故障检测；

（3）真空泵启停阈值调节模块进行真空泵启动阈值调节或真空泵停止工作阈值调节；

（4）真空泵系统策略控制模块根据输入信号判断真空泵是否为启动工作工况，如果是，则进入首次上电预抽真空模式、正常工作模式或工作超时模式；否则，真空泵进入停止工作工况；

（5）真空泵系统启停执行模块通过IO或CAN总线控制真空泵使能工作或关闭；

所述的步骤（2）具体包括以下步骤：

（2.1）判断钥匙上电后，真空泵传感器信号值是否大于标定最大值且计时时间大于预设时间，如果是，则判断为真空泵传感器短路故障；否则，故障清除；

（2.2）判断钥匙上电后，真空泵传感器信号值是否小于标定最小值且计时时间大于预设时间，如果是，则判断为真空泵传感器开路故障；否则，故障清除；

（2.3）判断无制动信号情况下，连续三次检测到真空度下降速率大于等于预设速率，则判断为真空泵泄露故障；否则，故障清除；

（2.4）检测真空泵的平均抽气速率，判断是否连续三次检测到平均抽气速率小于等于预设平均抽气速率，如果是，则判断为真空泵抽气性能故障；否则，故障清除；

（2.5）判断真空泵是否连续工作超过三分钟未达到停止工作气压，如果是，则判断为真空泵工作超时故障；否则，故障清除。

2.根据权利要求1所述的针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的方法，其特征在于，所述的步骤（1）具体为：

信息采集模块将输入信号的来源划分为IO开关量、CAN总线和AD模拟量，采集钥匙开关信号、刹车踏板信号、车速信号和压力传感器信号。

3.根据权利要求2所述的针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的方法，其特征在于，所述的步骤（3）中进行真空泵启动阈值调节具体包括以下步骤：

判断车速是否大于预设车速或真空泵有泄露故障或抽气性能故障，如果是，则将真空泵启动压力设为－55kpa；否则，真空泵启动压力设为－45kpa。

4.根据权利要求2所述的针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的方法，其特征在于，所述的步骤（3）中进行真空泵停止工作阈值调节具体包括以下步骤：

判断是否在无制动信号且无泄露故障情况下，真空泵工作超过五分钟，如果是，则将真空泵关闭压力设为－65kpa；否则，真空泵关闭压力设为－75kpa。

5.根据权利要求2所述的针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的方法，其特征在于，所述的步骤（4）具体包括以下步骤：

（4.1）判断是否同时满足钥匙信号点火超过一定时间且未下电、真空泵传感器无开路故障和短路故障，如果是，则真空泵进入启动工作工况，继续步骤（4.2）；否则，真空泵进入停止工作工况；

（4.2）真空泵系统进入首次上电预抽真空模式，工作三分钟后停止，延迟两分钟关闭风扇；

（4.3）判断真空泵连续工作时间是否超过五分钟，如果是，则真空泵系统进入工作超时模式，真空泵停止一分钟，延迟两分钟关闭风扇；否则，真空泵系统进入正常工作模式，继续步骤（4.5）；

（4.4）判断真空泵工作超时次数是否大于1次，如果是，则退出步骤；否则，真空泵系统进入正常工作模式，继续步骤（4.5）；

（4.5）判断真空度是否小于真空泵启动压力，如果是，则真空泵系统启动工作，退出步骤；否则，继续步骤（4.6）；

（4.6）真空度大于真空泵关闭压力，如果是，则真空泵系统停止工作；否则，真空泵系统保持上一时刻工作状态，退出步骤。

6.根据权利要求1所述的针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的方法，其特征在于，所述的步骤（5）具体包括以下步骤：

（5.1）判断真空泵系统是否执行启动操作，如果是，则继续步骤（5.2）；判断真空泵系统是否执行停止操作，如果是，则继续步骤（5.3）；

（5.2）通过IO或CAN总线控制真空泵使能工作，同时使能工作风扇；

（5.3）通过IO或CAN总线控制真空泵使能关闭，延迟两分钟后关闭风扇。

7.一种针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的系统，其特征在于，所述的系统包括：

信息采集模块，用于将输入信号的来源划分为IO开关量、CAN总线和AD模拟量，采集钥匙开关信号、刹车踏板信号、车速信号和压力传感器信号；

故障诊断模块，与所述的信息采集模块相连接，用于判别真空泵传感器短路故障、真空泵传感器开路故障、真空泵泄露故障、真空泵抽气性能故障和真空泵工作超时故障；

真空泵启停阈值调节模块，与所述的故障诊断模块相连接，用于划分影响真空泵工作的部分因素，进行真空泵启动阈值调整和真空泵停止工作阈值调整；

真空泵系统策略控制模块，与所述的真空泵启停阈值调节模块相连接，用于判断真空泵为启动工作工况或停止工作工况，并根据工况调节真空泵；

真空泵系统启停执行模块，与所述的真空泵系统策略控制模块相连接，用于对真空泵系统进行直接控制；

真空泵系统控制程序，所述的真空泵系统控制程序根据采集的车辆信息，对制动真空泵系统进行故障诊断和启停阈值动态调节，对真空泵实现动态控制，具体进行以下步骤处理：

（1）明确制动真空泵控制所需的车辆输入信息，信息采集模块进行输入信号的信息采集；

（2）根据信息采集的输入信号，进行信号处理，故障诊断模块进行真空泵系统的故障检测；

（3）真空泵启停阈值调节模块进行真空泵启动阈值调节或真空泵停止工作阈值调节；

（4）真空泵系统策略控制模块根据输入信号判断真空泵是否为启动工作工况，如果是，则进入首次上电预抽真空模式、正常工作模式或工作超时模式；否则，真空泵进入停止工作工况；

（5）真空泵系统启停执行模块通过IO或CAN总线控制真空泵使能工作或关闭。

8.根据权利要求7所述的针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的系统，其特征在于，所述的步骤（2）具体包括以下步骤：

（2.1）判断钥匙上电后，真空泵传感器信号值是否大于标定最大值且计时时间大于预设时间，如果是，则判断为真空泵传感器短路故障；否则，故障清除；

（2.2）判断钥匙上电后，真空泵传感器信号值是否小于标定最小值且计时时间大于预设时间，如果是，则判断为真空泵传感器开路故障；否则，故障清除；

（2.3）判断无制动信号情况下，连续三次检测到真空度下降速率大于等于预设速率，则判断为真空泵泄露故障；否则，故障清除；

（2.4）检测真空泵的平均抽气速率，判断是否连续三次检测到平均抽气速率小于等于预设平均抽气速率，如果是，则判断为真空泵抽气性能故障；否则，故障清除；

（2.5）判断真空泵是否连续工作超过三分钟未达到停止工作气压，如果是，则判断为真空泵工作超时故障；否则，故障清除。

9.根据权利要求7所述的针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的系统，其特征在于，所述的步骤（3）中进行真空泵启动阈值调节具体包括以下步骤：

判断车速是否大于预设车速或真空泵有泄露故障或抽气性能故障，如果是，则将真空泵启动压力设为－55kpa；否则，真空泵启动压力设为－45kpa。

10.根据权利要求7所述的针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的系统，其特征在于，所述的步骤（3）中进行真空泵停止工作阈值调节具体包括以下步骤：

判断是否在无制动信号且无泄露故障情况下，真空泵工作超过五分钟，如果是，则将真空泵关闭压力设为－65kpa；否则，真空泵关闭压力设为－75kpa。

11.根据权利要求7所述的针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的系统，其特征在于，所述的步骤（4）具体包括以下步骤：

（4.1）判断是否同时满足钥匙信号点火超过一定时间且未下电、真空泵传感器无开路故障和短路故障，如果是，则真空泵进入启动工作工况，继续步骤（4.2）；否则，真空泵进入停止工作工况；

（4.2）真空泵系统进入首次上电预抽真空模式，工作三分钟后停止，延迟两分钟关闭风扇；

（4.3）判断真空泵连续工作时间是否超过五分钟，如果是，则真空泵系统进入工作超时模式，真空泵停止一分钟，延迟两分钟关闭风扇；否则，真空泵系统进入正常工作模式，继续步骤（4.5）；

（4.4）判断真空泵工作超时次数是否大于1次，如果是，则退出步骤；否则，真空泵系统进入正常工作模式，继续步骤（4.5）；

（4.5）判断真空度是否小于真空泵启动压力，如果是，则真空泵系统启动工作，退出步骤；否则，继续步骤（4.6）；

（4.6）真空度大于真空泵关闭压力，如果是，则真空泵系统停止工作；否则，真空泵系统保持上一时刻工作状态，退出步骤。

12.根据权利要求7所述的针对新能源车制动真空泵实现工作状态控制的系统，其特征在于，所述的步骤（5）具体包括以下步骤：

（5.1）判断真空泵系统是否执行启动操作，如果是，则继续步骤（5.2）；判断真空泵系统是否执行停止操作，如果是，则继续步骤（5.3）；

（5.2）通过IO或CAN总线控制真空泵使能工作，同时使能工作风扇；

（5.3）通过IO或CAN总线控制真空泵使能关闭，延迟两分钟后关闭风扇。

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