CN112455410B - 一种电动汽车真空泵的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车真空泵的控制方法，其在正常工作控制模式下，进行真空泵过载保护，对真空泵工作次数进行统计，根据真空泵工作次数控制真空泵工作或停止工作，能避免真空泵因长期工作而造成热积累，避免真空泵回路异常；在真空压力传感器出现故障或者真空泵漏气时，如果需要开启真空泵，则控制真空泵周期性地开启和关闭，以提供最大限的制动助力，有效提升驾驶安全性，改善电动汽车的驾乘感受；在真空泵高边使能管脚出现故障或者真空泵低边使能管脚出现故障时，仍然能控制真空泵工作，持续为驾驶员提供真空助力，提升真空助力系统的稳健性。
Description
技术领域
本发明属于电动汽车控制技术领域，具体涉及一种电动汽车真空泵的控制方法。
背景技术
电动汽车采用的真空助力系统通常包括真空泵、真空罐、真空助力器、真空压力传感器和控制单元，真空泵为真空助力系统提供真空源，真空泵通过真空管路连接到真空助力器及真空罐，真空压力传感器安装在真空罐内或真空管路中，实时检测真空罐内的真空压力并发送给控制单元，控制单元根据真空压力传感器检测到的真空压力判断是否需要开启或关闭真空泵，在需要开启或关闭真空泵时，控制单元通过控制真空泵高边使能管脚拉高电平或拉低电平的方式控制真空泵开启或关闭（即控制真空泵工作或停止工作）。
上述真空助力系统在实际应用中仍然不可避免地存在如下问题：（1）真空泵超时工作，很快因热积累造成寿命降低，进而出现烧毁等后果；（2）当真空压力传感器出现故障，控制单元接收到真空压力传感器发出的不可信的信号，而控制真空泵一直工作或停止工作；（3）当出现漏气故障时，真空泵因真空阀值未达到设定值，会出现一直工作情况，长时工作严重影响真空泵的使用寿命；（4）当出现控制引脚（即真空泵高边使能管脚或低边使能管脚）故障时，真空泵无法正常工作，不能为驾驶员提供真空助力。因此，有必要开发一种电动汽车真空泵的控制方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动汽车真空泵的控制方法，以提升真空助力系统的稳健性。
本发明所述的电动汽车真空泵的控制方法，包括：
步骤一、控制单元判断是否存在真空泵电源断路故障，是否存在真空泵高边使能管脚故障，是否存在真空泵低边使能管脚故障；如果存在真空泵电源断路故障，或者同时存在真空泵高边使能管脚故障和真空泵低边使能管脚故障，则控制单元不再控制真空泵工作，否则执行步骤二。
步骤二、控制单元判断是否存在真空压力传感器电源电压超限故障，是否存在制动踏板故障，是否存在真空压力信号数值超限故障，是否存在真空压力预警故障，是否存在真空泵效能故障；如果存在真空压力传感器电源电压超限故障、制动踏板故障、真空压力信号数值超限故障、真空压力预警故障和真空泵效能故障中的任一故障，则控制单元采用故障工作控制模式控制真空泵的状态，否则控制单元采用正常工作控制模式控制真空泵的状态。
控制单元采用故障工作控制模式控制真空泵的状态的方式为：在判断出需要开启真空泵时，控制单元按照预设的开启时间和预设的关闭时间控制真空泵周期性地开启和关闭。
控制单元采用正常工作控制模式控制真空泵的状态的方式为：控制单元对真空泵的工作次数进行统计，真空泵每开启第一预设时间T1，真空泵工作次数加1，真空泵每关闭第二预设时间T2，真空泵工作次数减1，当真空泵工作次数大于或等于第一预设次数m时，控制单元控制真空泵关闭（即控制真空泵停止工作），直到真空泵的工作次数小于第二预设次数n时，控制单元才在判断出需要开启真空泵时控制真空泵开启；其中，m>n。
优选的，如果真空泵高边使能管脚无故障，且真空泵低边使能管脚无故障（即不存在真空泵高边使能管脚故障和真空泵低边使能管脚故障），则控制单元使真空泵低边使能管脚保持为低电平状态，控制真空泵高边使能管脚拉高电平或拉低电平，实现真空泵的开启或关闭。
如果真空泵高边使能管脚出现对电源短路故障（即真空泵高边使能管脚失去控制，在第四预设时间T4内一直保持高电平状态），且真空泵低边使能管脚无故障，则控制单元控制真空泵低边使能管脚拉低电平或拉高电平，实现真空泵的开启或关闭。
如果真空泵高边使能管脚出现对地短路故障（即真空泵高边使能管脚失去控制，在第四预设时间T4内一直保持低电平状态），且真空泵低边使能管脚无故障，则控制单元控制真空泵低边使能管脚拉高电平或拉低电平，实现真空泵的开启或关闭。
如果真空泵低边使能管脚出现对电源短路故障（即真空泵低边使能管脚失去控制，在第四预设时间T4内一直保持高电平状态），且真空泵高边使能管脚无故障，则控制单元控制真空泵高边使能管脚拉低电平或拉高电平，实现真空泵的开启或关闭。
如果真空泵低边使能管脚出现对地短路故障（即真空泵低边使能管脚失去控制，在第四预设时间T4内一直保持低电平状态），且真空泵高边使能管脚无故障，则控制单元控制真空泵高边使能管脚拉高电平或拉低电平，实现真空泵的开启或关闭。
优选的，如果控制单元未检测到真空泵电源电压信号，且持续第三预设时间T3，则控制单元判定存在真空泵电源断路故障。如果真空泵高边使能管脚在第四预设时间T4内一直保持高电平状态或低电平状态不变，则控制单元判定存在真空泵高边使能管脚故障。如果真空泵低边使能管脚在第四预设时间T4内一直保持高电平状态或低电平状态不变，则控制单元判定存在真空泵低边使能管脚故障。
优选的，如果真空压力传感器电源电压未在预设的供电电压范围内，则控制单元判定存在真空压力传感器电源电压超限故障。
如果两个制动开关的信号状态相同，且持续时间大于第五预设时间T5，且制动踏板开度大于预设的开度阈值，则控制单元判定存在制动踏板故障。
如果真空压力传感器检测到的真空压力P超出该真空压力传感器的量程范围，且持续时间大于或等于第六预设时间T6，则控制单元判定存在真空压力信号数值超限故障。
如果真空压力传感器检测到的真空压力P小于预设的真空压力预警阈值P1，且持续第七预设时间T7，同时未出现第八预设时间T8内连续踩k次制动踏板的情况，则控制单元判定存在真空压力预警故障；其中，k为预设的踩制动踏板次数。
如果真空压力传感器检测到的真空压力P小于预设的真空泵效能压力阈值P2，且持续第九预设时间T9，则控制单元判定存在真空泵效能故障。
本发明具有如下效果：
（1）在正常工作控制模式下，进行真空泵过载保护，对真空泵工作次数进行统计，根据真空泵工作次数控制真空泵工作或停止工作，避免了真空泵因长期工作而造成热积累，避免了真空泵回路异常，避免了出现真空泵寿命降低和烧毁等后果。
（2）在真空压力传感器出现故障或者真空泵漏气时，如果需要开启真空泵，则控制真空泵周期性地开启和关闭，以提供最大限的制动助力，有效提升了驾驶安全性，改善了电动汽车的驾乘感受。
（3）在真空泵高边使能管脚出现故障或者真空泵低边使能管脚出现故障时，仍然能控制真空泵工作，持续为驾驶员提供真空助力，提升了真空助力系统的稳健性。
附图说明
图1为本实施例中电动汽车真空泵的控制流程图。
图2为本实施例中控制单元针对真空泵高边、低边使能管脚信号的处理流程图。
图3为本实施例中真空泵的过载保护示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明。
本实施例中使用的电动汽车真空助力系统包括真空泵、真空罐、真空助力器、真空压力传感器和控制单元，真空泵为真空助力系统提供真空源，真空泵通过真空管路连接到真空助力器及真空罐，真空压力传感器安装在真空罐内，实时检测真空罐内的真空压力并发送给控制单元，控制单元根据真空压力传感器检测到的真空压力判断是否需要开启或关闭真空泵，在需要开启或关闭真空泵时，控制单元通过控制真空泵高边、低边使能管脚拉高或拉低电平的方式来控制真空泵开启或关闭（即控制真空泵工作或停止工作）。
如图1、图2所示的电动汽车真空泵的控制方法，包括：
第一步、控制单元判断是否未检测到真空泵电源电压信号，且持续第三预设时间T3，如果是，则判定存在真空泵电源断路故障，并执行第四步，否则执行第二步；
第二步、控制单元判断是否真空泵高边使能管脚在第四预设时间T4内一直保持高电平状态或低电平状态不变，如果是，则判定存在真空泵高边使能管脚故障，并执行第三步，否则执行第五步；
第三步、控制单元判断是否真空泵低边使能管脚在第四预设时间T4内一直保持高电平状态或低电平状态不变，如果是，则判定存在真空泵低边使能管脚故障，并执行第四步，否则执行第五步；
第四步、控制单元不再控制真空泵工作，然后结束；
第五步、控制单元判断是否真空压力传感器电源电压未在预设的供电电压范围内，如果是，则判定存在真空压力传感器电源电压超限故障，并执行第十步，否则执行第六步；
第六步、控制单元判断是否两个制动开关的信号状态相同，且持续时间大于第五预设时间T5，且制动踏板开度大于预设的开度阈值，如果是，则判定存在制动踏板故障，并执行第十步，否则执行第七步；
第七步、控制单元判断是否真空压力传感器检测到的真空压力P超出该真空压力传感器的量程范围，且持续时间大于或等于第六预设时间T6，如果是，则判定存在真空压力信号数值超限故障，并执行第十步，否则执行第八步；
第八步、控制单元判断是否真空压力传感器检测到的真空压力P小于预设的真空压力预警阈值P1，且持续第七预设时间T7，同时未出现第八预设时间T8内连续踩k次制动踏板的情况，如果是，则判定存在真空压力预警故障，并执行第十步，否则执行第九步；其中，k为预设的踩制动踏板次数；
第九步、控制单元判断是否真空压力传感器检测到的真空压力P小于预设的真空泵效能压力阈值P2，且持续第九预设时间T9，如果是，则判定存在真空泵效能故障，并执行第十步，否则执行第十一步；
第十步、控制单元采用故障工作控制模式控制真空泵的状态，然后结束；
第十一步、控制单元采用正常工作控制模式控制真空泵的状态，然后结束。
另外，控制单元不再控制真空泵工作时，控制单元可以将此消息发送至仪表或车机，通过仪表或车机为驾驶人员提供语音和/或文字提示，提醒驾驶员及时进行相关维修处理。
其中，控制单元采用故障工作控制模式控制真空泵的状态的方式为：控制单元在判断出需要开启真空泵时，按照预设的开启时间和预设的关闭时间控制真空泵周期性地开启和关闭。
如图3所示，控制单元采用正常工作控制模式控制真空泵的状态的方式为：控制单元对真空泵的工作次数进行统计，真空泵每开启第一预设时间T1，真空泵工作次数加1，真空泵每关闭第二预设时间T2，真空泵工作次数减1，当真空泵工作次数大于或等于第一预设次数m时，控制单元控制真空泵关闭（真空泵锁止），直到真空泵工作次数小于第二预设次数n时，才解除真空泵的锁止，控制单元才在判断出需要开启真空泵时控制真空泵开启；其中，m>n。
如果未同时存在真空泵高边使能管脚故障和真空泵低边使能管脚故障，控制单元控制真空泵开启和关闭的具体方式为：
如果真空泵高边使能管脚无故障，且真空泵低边使能管脚无故障（即不存在真空泵高边使能管脚故障和真空泵低边使能管脚故障），则控制单元使真空泵低边使能管脚保持为低电平状态，控制真空泵高边使能管脚拉高或拉低电平，实现真空泵的开启或关闭；如果真空泵高边使能管脚出现对电源短路故障（即真空泵高边使能管脚失去控制，在第四预设时间T4内一直保持高电平状态），且真空泵低边使能管脚无故障，则控制单元控制真空泵低边使能管脚拉低或拉高电平，实现真空泵的开启或关闭；如果真空泵高边使能管脚出现对地短路故障（即真空泵高边使能管脚失去控制，在第四预设时间T4内一直保持低电平状态），且真空泵低边使能管脚无故障，则控制单元控制真空泵低边使能管脚拉高或拉低电平，实现真空泵的开启或关闭；如果真空泵低边使能管脚出现对电源短路故障（即真空泵低边使能管脚失去控制，在第四预设时间T4内一直保持高电平状态），且真空泵高边使能管脚无故障，则控制单元控制真空泵高边使能管脚拉低或拉高电平，实现真空泵的开启或关闭；如果真空泵低边使能管脚出现对地短路故障（即真空泵低边使能管脚失去控制，在第四预设时间T4内一直保持低电平状态），且真空泵高边使能管脚无故障，则控制单元控制真空泵高边使能管脚拉高或拉低电平，实现真空泵的开启或关闭。
如图2所示，控制单元针对真空泵高边、低边使能管脚信号的具体处理方式为：
第一步、控制单元判断是否真空泵高边使能管脚在第四预设时间T4内一直保持高电平状态，如果是，则判定存在真空泵高边使能管脚对电源短路故障，并执行第二步，否则执行第五步；
第二步、控制单元判断是否真空泵低边使能管脚在第四预设时间T4内一直保持低电平状态，如果是，则判定存在真空泵低边使能管脚对地短路故障，并执行第十四步，否则执行第三步；
第三步、控制单元判断是否真空泵低边使能管脚在第四预设时间T4内一直保持高电平状态，如果是，则判定存在真空泵低边使能管脚对电源短路故障，并执行第十四步，否则执行第四步；
第四步、控制单元控制真空泵低边使能管脚拉低电平，实现真空泵的开启，控制真空泵低边使能管脚拉高电平，实现真空泵的关闭，然后结束；
第五步、控制单元判断是否真空泵高边使能管脚在第四预设时间T4内一直保持低电平状态，如果是，则判定存在真空泵高边使能管脚对地短路故障，并执行第六步，否则执行第九步；
第六步、控制单元判断是否真空泵低边使能管脚在第四预设时间T4内一直保持低电平状态，如果是，则判定存在真空泵低边使能管脚对地短路故障，并执行第十四步，否则执行第七步；
第七步、控制单元判断是否真空泵低边使能管脚在第四预设时间T4内一直保持高电平状态，如果是，则判定存在真空泵低边使能管脚对电源短路故障，并执行第十四步，否则执行第八步；
第八步、控制单元控制真空泵低边使能管脚拉高电平，实现真空泵的开启，控制真空泵低边使能管脚拉低电平，实现真空泵的关闭，然后结束；
第九步、控制单元判断是否真空泵低边使能管脚在第四预设时间T4内一直保持高电平状态，如果是，则判定存在真空泵低边使能管脚对电源短路故障，并执行第十步，否则执行第十一步；
第十步、控制单元控制真空泵高边使能管脚拉低电平，实现真空泵的开启，控制真空泵高边使能管脚拉高电平，实现真空泵的关闭，然后结束；
第十一步、控制单元判断是否真空泵低边使能管脚在第四预设时间T4内一直保持低电平状态，如果是，则判定存在真空泵低边使能管脚对地短路故障，并执行第十二步，否则执行第十三步；
第十二步、控制单元控制真空泵高边使能管脚拉高电平，实现真空泵的开启，控制真空泵高边使能管脚拉低电平，实现真空泵的关闭，然后结束；
第十三步、控制单元使真空泵低边使能管脚保持为低电平状态，控制真空泵高边使能管脚拉高电平，实现真空泵的开启，控制真空泵高边使能管脚拉低电平，实现真空泵的关闭，然后结束；
第十四步、控制单元不再控制真空泵工作，然后结束。
本实施例的方案，能够合理地提高电动汽车真空助力系统稳健性，提高了使用效率，并保证了整车行驶的安全性，同时还延长了相关零部件的使用寿命。
Claims (3)
1.一种电动汽车真空泵的控制方法，其特征在于，包括：
步骤一、控制单元判断是否存在真空泵电源断路故障，是否存在真空泵高边使能管脚故障，是否存在真空泵低边使能管脚故障；如果存在真空泵电源断路故障，或者同时存在真空泵高边使能管脚故障和真空泵低边使能管脚故障，则控制单元不再控制真空泵工作，否则执行步骤二；
步骤二、控制单元判断是否存在真空压力传感器电源电压超限故障，是否存在制动踏板故障，是否存在真空压力信号数值超限故障，是否存在真空压力预警故障，是否存在真空泵效能故障；如果存在真空压力传感器电源电压超限故障、制动踏板故障、真空压力信号数值超限故障、真空压力预警故障和真空泵效能故障中的任一故障，则控制单元采用故障工作控制模式控制真空泵的状态，否则控制单元采用正常工作控制模式控制真空泵的状态；
控制单元采用故障工作控制模式控制真空泵的状态的方式为：在判断出需要开启真空泵时，控制单元按照预设的开启时间和预设的关闭时间控制真空泵周期性地开启和关闭；
控制单元采用正常工作控制模式控制真空泵的状态的方式为：控制单元对真空泵的工作次数进行统计，真空泵每开启第一预设时间T1，真空泵工作次数加1，真空泵每关闭第二预设时间T2，真空泵工作次数减1，当真空泵工作次数大于或等于第一预设次数m时，控制单元控制真空泵关闭，直到真空泵工作次数小于第二预设次数n时，控制单元才在判断出需要开启真空泵时控制真空泵开启；其中，m>n；
如果真空压力传感器电源电压未在预设的供电电压范围内，则控制单元判定存在真空压力传感器电源电压超限故障；
如果两个制动开关的信号状态相同，且持续时间大于第五预设时间T5，且制动踏板开度大于预设的开度阈值，则控制单元判定存在制动踏板故障；
如果真空压力传感器检测到的真空压力P超出该真空压力传感器的量程范围，且持续时间大于或等于第六预设时间T6，则控制单元判定存在真空压力信号数值超限故障；
如果真空压力传感器检测到的真空压力P小于预设的真空压力预警阈值P1，且持续第七预设时间T7，同时未出现第八预设时间T8内连续踩k次制动踏板的情况，则控制单元判定存在真空压力预警故障；其中，k为预设的踩制动踏板次数；
如果真空压力传感器检测到的真空压力P小于预设的真空泵效能压力阈值P2，且持续第九预设时间T9，则控制单元判定存在真空泵效能故障。
2.根据权利要求1所述的电动汽车真空泵的控制方法，其特征在于：
如果真空泵高边使能管脚无故障，且真空泵低边使能管脚无故障，则控制单元使真空泵低边使能管脚保持为低电平状态，控制真空泵高边使能管脚拉高或拉低电平，实现真空泵的开启或关闭；
如果真空泵高边使能管脚出现对电源短路故障，且真空泵低边使能管脚无故障，则控制单元控制真空泵低边使能管脚拉低或拉高电平，实现真空泵的开启或关闭；
如果真空泵高边使能管脚出现对地短路故障，且真空泵低边使能管脚无故障，则控制单元控制真空泵低边使能管脚拉高或拉低电平，实现真空泵的开启或关闭；
如果真空泵低边使能管脚出现对电源短路故障，且真空泵高边使能管脚无故障，则控制单元控制真空泵高边使能管脚拉低或拉高电平，实现真空泵的开启或关闭；
如果真空泵低边使能管脚出现对地短路故障，且真空泵高边使能管脚无故障，则控制单元控制真空泵高边使能管脚拉高或拉低电平，实现真空泵的开启或关闭。
3.根据权利要求1或2所述的电动汽车真空泵的控制方法，其特征在于：
如果控制单元未检测到真空泵电源电压信号，且持续第三预设时间T3，则控制单元判定存在真空泵电源断路故障；
如果真空泵高边使能管脚在第四预设时间T4内一直保持高电平状态或低电平状态不变，则控制单元判定存在真空泵高边使能管脚故障；
如果真空泵低边使能管脚在第四预设时间T4内一直保持高电平状态或低电平状态不变，则控制单元判定存在真空泵低边使能管脚故障。
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Address after: 401133 room 208, 2 house, 39 Yonghe Road, Yu Zui Town, Jiangbei District, Chongqing Patentee after: Deep Blue Automotive Technology Co.,Ltd. Address before: 401133 room 208, 2 house, 39 Yonghe Road, Yu Zui Town, Jiangbei District, Chongqing Patentee before: CHONGQING CHANGAN NEW ENERGY AUTOMOBILE TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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