CN111348022A - 一种汽车真空助力系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车真空助力系统及其方法，单片机电路连接有供电电压检测模块、大气压力传感器、真空压力传感器、CAN信号收发模块、报警信号模块，单片机电路通过真空泵与真空罐体相连接，真空罐体连接有真空助力器，真空泵通过电流监测模块与单片机电路相连接，真空罐体与真空压力传感器相连接。上电自检，如果出现故障则报警；输出外界大气压力值，选择进入正常工作模式或者高原工作模式；电压、电流、传感器、压力值参数实时监控，如果出现故障则报警，否则循环工作。本发明集成了大气压力传感器和真空压力传感器，同时监测供电电压和真空泵电流，通过单片机编程好的控制策略控制真空泵工作或停止。

Description

一种汽车真空助力系统及其方法
技术领域
本发明涉及汽车真空助力技术，特别是一种汽车真空助力系统及其方法。
背景技术
CN110435625A公开了一种电动汽车真空助力系统真空度传感器检测系统及方法，电动汽车真空助力系统真空度传感器检测系统，包括制动真空助力器、真空储气罐、电动真空泵、单向阀、刹车踏板、真空度传感器、位置传感器、大气压传感器、制动控制器以及电控单元，电动汽车真空助力系统真空度传感器检测方法采用上述电动汽车真空助力系统真空度传感器检测系统。本发明中，电控单元内存储有通过试验而得到的标准真空损失度数值，在实际校验时，将即时的真空损失度数值与对应状态下的标准真空损失度数值进行比较。
传统的真空助力系统功能简单、策略单一，并且缺乏相关报警功能。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种集成了大气压力传感器和真空压力传感器，同时监测供电电压和真空泵电流，通过单片机编程好的控制策略控制真空泵工作或停止，同时提供了两种可选择的报警信号的汽车真空助力系统及其方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种汽车真空助力系统，包括单片机电路，所述单片机电路连接有供电电压检测模块、大气压力传感器、真空压力传感器、CAN信号收发模块、报警信号模块，所述单片机电路通过真空泵与真空罐体相连接，所述真空罐体连接有真空助力器，所述真空泵通过电流监测模块与单片机电路相连接，所述真空罐体与真空压力传感器相连接。
一种汽车真空助力方法，步骤包括：
1)上电自检，如果出现故障则报警；
2)输出外界大气压力值，选择进入正常工作模式或者高原工作模式；
3)正常工作模式下：开启阀值a，关闭阀值b，电压、电流、传感器、压力值参数实时监控，如果出现故障则报警，否则循环工作；
4)高原工作模式下：开启阀值c，关闭阀值d，电压、电流、传感器、压力值参数实时监控，如果出现故障则报警，否则循环工作。
所述步骤1)上电自检具体为：检测供电电压，当供电电压不正常时，则上电失败或者控制器供电电压异常，否则执行下一步；检测大气压力传感器，当不正常时，则大气压力传感器故障，否则执行下一步；检测真空压力传感器，当不正常时，则真空压力传感器故障，否则执行下一步，强制启动真空泵15s检测真空泵电流，当不正常时，则真空泵电流故障，否则执行下一步；15s后检测压力值是否达到开启阀值，当为达到时，则泄露报警，否则进入正常工作模式。
所述检测供电电压的正常范围是9V-16V之间，如果在正常范围内，则执行下一步，否则上电失败或者控制器供电电压异常，持续异常1s后报警，同时判断是否在6V-9V之间，如果是，则真空泵工作5s，停止5s,待故障消除，故障代码消除后进入正常工作模式，否则真空泵不工作，待故障消除，故障代码消除后进入正常工作模式。
所述真空泵电流故障为大于18A或小于1A持续1s，则真空泵每隔15s启动2s，检测电流是否恢复正常，连续检测4个循环，当4个循环电流均异常，则真空泵永久停止工作，否则进入正常工作模式。
所述大气压力传感器故障范围是小于0.5V或大于4.5V，则真空度低于-30kpa时真空泵开始工作，达到-50kpa时停止，,待故障消除，故障代码消除后进入正常工作模式。
所述真空压力传感器故障范围是小于0.5V或大于4.5V，则判断是否接收到CAN总线踏板信号，当接收到信号时，真空泵先强制工作5s,制动踏板踩下时工作5s；否则真空泵工作10s，停止10s，并循环。
所述泄露报警后，从开启阀值开始工作并计时，检测20s内应力值，当压力达到关闭阀值时，则停止工作，稳定3s后，检测第4s压力值，当压力值压降大于0.1kpa/s时，则为轻微泄露并报警；当压力未达到关闭阀值时，检测CAN总线是否有踩刹车信号，如果有信号，则真空泵工作10s，停止10s，压力值达到patm-66kpa报警消除，进入正常工作模式，如果没有信号，则检测此时压力值，此时压力值达不到开启阀值，则严重泄漏报警，真空泵工作10s，停止10s，当压力值达到关闭阀值报警消除，进入正常工作模式，此时压力值在开启阀值和关闭阀值之间，则中度泄漏报警，真空泵工作10s，停止10s，当压力值达到关闭阀值报警消除，进入正常工作模式。
相比于现有技术，本发明的优点在于：本发明在真空泵控制器中集成了大气压力传感器和真空压力传感器，同时监测供电电压和真空泵电流，通过单片机编程好的控制策略控制真空泵工作或停止，同时提供了两种可选择的报警信号：CAN总线或PWM信号(高低电平)。为保证各恶劣条件下的安全行驶，控制策略中包含了：上电自检功能、报警自行恢复功能和高原模式等功能。
附图说明
图1为汽车真空助力系统控制框图；
图2为故障类型及相对应的报警信号；
图3为汽车真空助力系统控制策略框图；
图4为上电自检故障控制策略图；
图5为供电电压故障控制策略图；
图6为真空泵电流故障控制策略图；
图7为大气压力传感器故障控制策略图；
图8为真空压力传感器故障控制策略图；
图9为轻微泄漏、中度泄漏、严重泄漏故障控制策略图
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。
如图1所示，一种汽车真空助力系统，包括单片机电路，所述单片机电路连接有供电电压检测模块、大气压力传感器、真空压力传感器、CAN信号收发模块、报警信号模块，所述单片机电路通过真空泵与真空罐体相连接，所述真空罐体连接有真空助力器，所述真空泵通过电流监测模块与单片机电路相连接，所述真空罐体与真空压力传感器相连接。
如图2所示，为故障类型及相对应的报警信号。
如图3所示，一种汽车真空助力方法，步骤包括：
1)上电自检，如果出现故障则报警；
2)输出外界大气压力值，选择进入正常工作模式或者高原工作模式；
3)正常工作模式下：开启阀值a，关闭阀值b，电压、电流、传感器、压力值参数实时监控，如果出现故障则报警，否则循环工作；
4)高原工作模式下：开启阀值c，关闭阀值d，电压、电流、传感器、压力值参数实时监控，如果出现故障则报警，否则循环工作。
如图4所示，所述步骤1)上电自检具体为：检测供电电压，当供电电压不正常时，则上电失败或者控制器供电电压异常，否则执行下一步；检测大气压力传感器，当不正常时，则大气压力传感器故障，否则执行下一步；检测真空压力传感器，当不正常时，则真空压力传感器故障，否则执行下一步，强制启动真空泵15s检测真空泵电流，当不正常时，则真空泵电流故障，否则执行下一步；15s后检测压力值是否达到开启阀值，当为达到时，则泄露报警，否则进入正常工作模式。
如图5所示，所述检测供电电压的正常范围是9V-16V之间，如果在正常范围内，则执行下一步，否则上电失败或者控制器供电电压异常，持续异常1s后报警，同时判断是否在6V-9V之间，如果是，则真空泵工作5s，停止5s,待故障消除，故障代码消除后进入正常工作模式，否则真空泵不工作，待故障消除，故障代码消除后进入正常工作模式。
如图6所示，所述真空泵电流故障为大于18A或小于1A持续1s，则真空泵每隔15s启动2s，检测电流是否恢复正常，连续检测4个循环，当4个循环电流均异常，则真空泵永久停止工作，否则进入正常工作模式。
如图7所示，所述大气压力传感器故障范围是小于0.5V或大于4.5V，则真空度低于-30kpa时真空泵开始工作，达到-50kpa时停止，,待故障消除，故障代码消除后进入正常工作模式。
如图8所示，所述真空压力传感器故障范围是小于0.5V或大于4.5V，则判断是否接收到CAN总线踏板信号，当接收到信号时，真空泵先强制工作5s,制动踏板踩下时工作5s；否则真空泵工作10s，停止10s，并循环。
如图9所示，所述泄露报警后，从开启阀值开始工作并计时，检测20s内应力值，当压力达到关闭阀值时，则停止工作，稳定3s后，检测第4s压力值，当压力值压降大于0.1kpa/s时，则为轻微泄露并报警；当压力未达到关闭阀值时，检测CAN总线是否有踩刹车信号，如果有信号，则真空泵工作10s，停止10s，压力值达到patm-66kpa报警消除，进入正常工作模式，如果没有信号，则检测此时压力值，此时压力值达不到开启阀值，则严重泄漏报警，真空泵工作10s，停止10s，当压力值达到关闭阀值报警消除，进入正常工作模式，此时压力值在开启阀值和关闭阀值之间，则中度泄漏报警，真空泵工作10s，停止10s，当压力值达到关闭阀值报警消除，进入正常工作模式。

Claims (8)

1.一种汽车真空助力系统，其特征在于包括单片机电路，所述单片机电路连接有供电电压检测模块、大气压力传感器、真空压力传感器、CAN信号收发模块、报警信号模块，所述单片机电路通过真空泵与真空罐体相连接，所述真空罐体连接有真空助力器，所述真空泵通过电流监测模块与单片机电路相连接，所述真空罐体与真空压力传感器相连接。
2.一种汽车真空助力方法，其特征在于步骤包括：
1)上电自检，如果出现故障则报警；
2)输出外界大气压力值，选择进入正常工作模式或者高原工作模式；
3)正常工作模式下：开启阀值a，关闭阀值b，电压、电流、传感器、压力值参数实时监控，如果出现故障则报警，否则循环工作；
4)高原工作模式下：开启阀值c，关闭阀值d，电压、电流、传感器、压力值参数实时监控，如果出现故障则报警，否则循环工作。
3.根据权利要求2所述的一种汽车真空助力方法，其特征在于所述步骤1)上电自检具体为：检测供电电压，当供电电压不正常时，则上电失败或者控制器供电电压异常，否则执行下一步；检测大气压力传感器，当不正常时，则大气压力传感器故障，否则执行下一步；检测真空压力传感器，当不正常时，则真空压力传感器故障，否则执行下一步，强制启动真空泵15s检测真空泵电流，当不正常时，则真空泵电流故障，否则执行下一步；15s后检测压力值是否达到开启阀值，当为达到时，则泄露报警，否则进入正常工作模式。
4.根据权利要求3所述的一种汽车真空助力方法，其特征在于所述检测供电电压的正常范围是9V-16V之间，如果在正常范围内，则执行下一步，否则上电失败或者控制器供电电压异常，持续异常1s后报警，同时判断是否在6V-9V之间，如果是，则真空泵工作5s，停止5s,待故障消除，故障代码消除后进入正常工作模式，否则真空泵不工作，待故障消除，故障代码消除后进入正常工作模式。
5.根据权利要求3所述的一种汽车真空助力方法，其特征在于所述真空泵电流故障为大于18A或小于1A持续1s，则真空泵每隔15s启动2s，检测电流是否恢复正常，连续检测4个循环，当4个循环电流均异常，则真空泵永久停止工作，否则进入正常工作模式。
6.根据权利要求3所述的一种汽车真空助力方法，其特征在于所述大气压力传感器故障范围是小于0.5V或大于4.5V，则真空度低于-30kpa时真空泵开始工作，达到-50kpa时停止，,待故障消除，故障代码消除后进入正常工作模式。
7.根据权利要求3所述的一种汽车真空助力方法，其特征在于所述真空压力传感器故障范围是小于0.5V或大于4.5V，则判断是否接收到CAN总线踏板信号，当接收到信号时，真空泵先强制工作5s,制动踏板踩下时工作5s；否则真空泵工作10s，停止10s，并循环。
8.根据权利要求3所述的一种汽车真空助力方法，其特征在于所述泄露报警后，从开启阀值开始工作并计时，检测20s内应力值，当压力达到关闭阀值时，则停止工作，稳定3s后，检测第4s压力值，当压力值压降大于0.1kpa/s时，则为轻微泄露并报警；当压力未达到关闭阀值时，检测CAN总线是否有踩刹车信号，如果有信号，则真空泵工作10s，停止10s，压力值达到patm-66kpa报警消除，进入正常工作模式，如果没有信号，则检测此时压力值，此时压力值达不到开启阀值，则严重泄漏报警，真空泵工作10s，停止10s，当压力值达到关闭阀值报警消除，进入正常工作模式，此时压力值在开启阀值和关闭阀值之间，则中度泄漏报警，真空泵工作10s，停止10s，当压力值达到关闭阀值报警消除，进入正常工作模式。
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