CN117302152A - 一种电动汽车行车制动助力系统的控制诊断方法 - Google Patents

一种电动汽车行车制动助力系统的控制诊断方法 Download PDF

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兰通仁
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Abstract

本发明公开了一种电动汽车行车制动助力系统的控制诊断方法，先对输入信号进行判断与处理，接着整车控制器对电动真空泵进行控制工作并进行电动真空泵的故障诊断，再对继电器进行控制工作并进行继电器的故障诊断，最后对真空压力传感器的检测与故障诊断；通过采集大气压力、系统真空压力和制动开关等数据，制定出满足整车行车制动助力的电动真空泵控制策略，更好地满足电动汽车的行车控制要求，并形成一套更加有效的行车故障告警策略。

Description

一种电动汽车行车制动助力系统的控制诊断方法
技术领域
本发明涉及的是新能源汽车控制系统领域，更具体地说是一种电动汽车行车制动助力系统及其控制策略和故障诊断方法。
背景技术
目前燃油汽车制动真空助力的原理是利用发动机工作时产生的负压与大气压之间的压差来产生制动助力作用，以减轻实施给制动踏板的力。而电动汽车是采用电动真空泵工作，则带来一些问题，其中包括：
①真空度满足系统要求时停止工作，不足时启动工作；
②由于继电器目前行业水平寿命问题；
③电动真空泵在不同海拔高度可达到真空度不同；
④行车制动助力系统无故障告警；
因此，实际需求中，有必要提供一种新的行车制动助力系统来解决以上问题。
发明内容
本发明公开的是一种电动汽车行车制动助力系统的控制诊断方法，其主要目的在于克服现有技术存在的上述不足和缺点。
本发明采用的技术方案如下：
一种电动汽车行车制动助力系统的控制诊断方法，其特征在于：包括以下具体步骤：
步骤1：对输入信号进行判断与处理：输入信号包括：制动踏板开关信号、大气压力传感器信号以及真空压力传感器信号，整车控制器对上述各个输入信号进行预判断和处理；
步骤2：对电动真空泵的控制：整车控制器对电动真空泵进行控制工作，并进行电动真空泵的故障诊断；
步骤3：对继电器的控制：整车控制器对继电器进行控制工作，并进行继电器的故障诊断，包括以下具体方式：
A、进行粘连检测：当继电器处于断开状态时，助力系统检测继电器采样点电压是否为高电平，若为高电平，则上报继电器粘连故障；
B、当钥匙首次打到ON档，助力系统只闭合备用继电器，并检测继电器采样点电压是否为高电平，若不为高电平，上报“备用继电器故障”；若为高电平，则计时1s后闭合常用继电器，常用继电器闭合后计时0.5s，断开备用继电器，并检测继电器采样点电压是否为高电平，若不为高电平，上报“常用继电器故障”；
C、非“钥匙首次打ON档”，电动真空泵达到开启条件时，助力系统闭合常用继电器，并检测继电器采样点电压是否为高电平，若持续0.5s有闭合指令未检测到高电平，则互换常用与备用继电器状态，并上报“常用继电器故障”；
D、两路继电器故障，当系统控制指令为闭合真空泵继电器时，但检测到继电器未闭合，则发出两路真空泵继电器故障，并上报故障，同时，限制车速，等故障消除后才重新上电；
E、常用继电器寿命预警，当整车控制器检测到单路继电器使用次数达到保养设定值时，则发出常用继电器寿命预警，等保养后，使用软件复位；
F、备用继电器寿命预警，当整车控制器检测到单路继电器使用次数达到保养设定值时，则发出备用继电器寿命预警，等保养后，使用软件复位；
步骤4：对真空压力传感器的检测与故障诊断：整车控制器对真空压力传感器进行控制工作，并进行真空压力传感器的故障诊断。
更进一步，所述步骤1中整车控制器对各个输入信号进行预判断和处理包括：对大气压力传感器输入的信号进行判断车辆所处海拔高度，并对各工作阀值进行判断设定。
更进一步，所述步骤2中整车控制器对电动真空泵进行的控制工作包括以下具体方式：
A、判断有效工作条件，若处于充电状态，则真空系统无效；若钥匙打到ON档，则无论车辆处于何种状态，真空系统皆有效；若钥匙打到OFF档，且助力系统处于下电延时状态，真空系统有效；
B、当钥匙首次打到ON档，若检测到当前真空度大于停泵阀值，则开启电动真空泵，直至达到停泵阀值时关闭；
C、车辆正常行驶，若检测到当前真空度大于设定的开泵阀值，则开启电动真空泵，直至达到停泵阀值时关闭。
更进一步，所述步骤2中整车控制器对电动真空泵的故障诊断包括以下具体方式：
A、初始真空度过低警告：首次上电后，真空度如果低于设定的真空度过低阀值，则发出初始真空度过低警告，并进行上报故障处理，故障消除后自动恢复；
B、真空度过高警告：上电后，当监测到真空度高于设定的报警阀值，则发出真空度过高警告，并进行上报故障处理，故障消除后自动恢复；
C、气路轻微泄漏故障：当无制动信号时，并持续6s，气路的真空压力值上升到设定的轻微泄漏阀值时，则发出气路轻微泄漏故障，并上报故障处理，同时，对最高车速进行限速，故障消除后自动恢复；
D、气路中度泄漏故障：当无制动信号，并持续6s，气路的真空压力值上升到设定的中度泄漏阀值时，或者，当无制动信号且电动真空泵持续工作6s，气路的真空压力值下降值小于0时，则发出气路中度泄漏故障，并上报故障处理，同时，对最高车速进行限速，故障消除后自动恢复；
E、气路高度泄漏故障：当无制动信号，并持续6s，气路的真空压力值上升到设定的高度泄漏阀值时，则发出气路高度泄漏故障，并上报故障处理，同时，对最高车速进行限速，故障消除后重新上电；
F、单次工作时长超限：当电动真空泵的工作时间超过设定最长工作时间T，则发出单次工作时长超限故障，并上报故障处理，同时，对最高车速进行限速，并强制停止电动真空泵工作7s，故障消除后重新上电。
更进一步，所述步骤4中整车控制器对真空压力传感器进行控制工作及故障诊断，包括以下具体方式：
A、真空压力传感器失效：当未检测到真空压力传感器信号时，发出真空压力传感器失效故障，并上报故障，同时，控制电动真空泵按“工作7秒停止7秒”循环，并限制最高车速，等故障消除后自动恢复；
B、真空压力传感器异常：当检测到真空压力传感器的压力值小于最小阀值或大于最大阀值时，发出真空压力传感器异常故障，并上报故障，同时，控制电动真空泵按“工作7秒停止7秒”循环，并限制最高车速，等故障消除后自动恢复。
通过上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明通过采集大气压力、系统真空压力和制动开关等数据，制定出满足整车行车制动助力的电动真空泵控制策略，更好地满足电动汽车的行车控制要求，并形成一套更加有效的行车故障告警策略。
2、本发明通过设置双继电器电路的方案及继电器告警策略，可以满足车辆3年30万公里的使用里程，解决了行业中继电器平均使用寿命低的技术难题。
3、本发明通过增加大气压力传感器和真空系统压力传感器，同时结合电动真空泵的控制策略，可以解决不同海拔区域的行车使用，从而实现电动汽车的更广泛推广与应用。
4、本发明通过电路信号检测，制定出更有效的系统故障告警策略，解决现有行车控制系统所存在的不足。
5、本发明将控制器集成至整车控制器，替代了独立的电动真空泵控制器，其结构更加合理，控制效果更优化。
附图说明
图1是本发明的框架原理结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图说明来进一步地说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，一种电动汽车行车制动助力系统，包括制动踏板开关、真空压力传感器、整车控制器、大气压力传感器、电动真空泵、继电器组以及蓄电池组，所述整车控制器分别与所述制动踏板开关、大气压力传感器、真空压力传感器以及电动真空泵相控制连接设置，该蓄电池组通过该继电器组与所述电动真空泵电连接，所述继电器组包括两个并联设置的常用继电器和备用继电器，两个继电器分别与所述整车控制器相控制连接；所述电动真空泵与真空储气罐相连接，所述真空压力传感器用于实时监测该真空储气罐的压力。
更进一步，所述蓄电池组与所述继电器组之间还相连接设有保险电阻。
更进一步，所述蓄电池组为12V蓄电池。
一种电动汽车行车制动助力系统的控制诊断方法，包括以下具体步骤：
步骤1：对输入信号进行判断与处理：输入信号包括：制动踏板开关信号、大气压力传感器信号以及真空压力传感器信号，整车控制器对上述各个输入信号进行预判断和处理；
步骤2：对电动真空泵的控制：整车控制器对电动真空泵进行控制工作，并进行电动真空泵的故障诊断；
步骤3：对继电器的控制：整车控制器对继电器进行控制工作，并进行继电器的故障诊断；
步骤4：对真空压力传感器的检测与故障诊断：整车控制器对真空压力传感器进行控制工作，并进行真空压力传感器的故障诊断。
更进一步，所述步骤1中整车控制器对各个输入信号进行预判断和处理包括：对大气压力传感器输入的信号进行判断车辆所处海拔高度，并对各工作阀值进行判断设定。
更进一步，所述步骤2中整车控制器对电动真空泵进行的控制工作，包括以下具体方式：
A、判断有效工作条件，若处于充电状态，则真空系统无效；若钥匙打到ON档，则无论车辆处于何种状态，真空系统皆有效；若钥匙打到OFF档，且助力系统处于下电延时状态，真空系统有效；
B、当钥匙首次打到ON档，若检测到当前真空度大于停泵阀值，则开启电动真空泵，直至达到停泵阀值时关闭；
C、车辆正常行驶，若检测到当前真空度大于设定的开泵阀值，则开启电动真空泵，直至达到停泵阀值时关闭。
更进一步，所述步骤2中整车控制器对电动真空泵的故障诊断包括以下具体方式：
A、初始真空度过低警告：首次上电后，真空度如果低于设定的真空度过低阀值，则发出初始真空度过低警告，并进行上报故障处理，故障消除后自动恢复；
B、真空度过高警告：上电后，当监测到真空度高于设定的报警阀值，则发出真空度过高警告，并进行上报故障处理，故障消除后自动恢复；
C、气路轻微泄漏故障：当无制动信号时，并持续6s，气路的真空压力值上升到设定的轻微泄漏阀值时，则发出气路轻微泄漏故障，并上报故障处理，同时，对最高车速进行限速，故障消除后自动恢复；
D、气路中度泄漏故障：当无制动信号，并持续6s，气路的真空压力值上升到设定的中度泄漏阀值时，或者，当无制动信号且电动真空泵持续工作6s，气路的真空压力值下降值小于0时，则发出气路中度泄漏故障，并上报故障处理，同时，对最高车速进行限速，故障消除后自动恢复；
E、气路高度泄漏故障：当无制动信号，并持续6s，气路的真空压力值上升到设定的高度泄漏阀值时，则发出气路高度泄漏故障，并上报故障处理，同时，对最高车速进行限速，故障消除后重新上电；
F、单次工作时长超限：当电动真空泵的工作时间超过设定最长工作时间T，同时，未达到关闭电动真空泵，则发出单次工作时长超限故障，并上报故障处理，同时，对最高车速进行限速，并强制停止电动真空泵工作7s，故障消除后重新上电。
下表为不同海拔高度下，电动真空泵的工作阀值表：
更进一步，所述步骤3中整车控制器对继电器进行控制工作及故障诊断，包括以下具体方式：
A、进行粘连检测：当继电器处于断开状态时，助力系统检测继电器采样点电压是否为高电平，若为高电平，则上报继电器粘连故障；
B、当钥匙首次打到ON档，助力系统只闭合备用继电器，并检测继电器采样点电压是否为高电平，若不为高电平，上报“备用继电器故障”；若为高电平，则计时1s后闭合常用继电器，常用继电器闭合后计时0.5s，断开备用继电器，并检测继电器采样点电压是否为高电平，若不为高电平，上报“常用继电器故障”；
C、非“钥匙首次打ON档”，电动真空泵达到开启条件时，助力系统闭合常用继电器，并检测继电器采样点电压是否为高电平，若持续0.5s有闭合指令未检测到高电平，则互换常用与备用继电器状态，并上报“常用继电器故障”；
D、两路继电器故障，当系统控制指令为闭合真空泵继电器时，但检测到继电器未闭合，则发出两路真空泵继电器故障，并上报故障，同时，限制车速，等故障消除后才重新上电；
E、常用继电器寿命预警，当整车控制器检测到单路继电器使用次数达到保养设定值时，则发出常用继电器寿命预警，等保养后，使用特定软件复位；
F、备用继电器寿命预警，当整车控制器检测到单路继电器使用次数达到保养设定值时，则发出备用继电器寿命预警，等保养后，使用特定软件复位。
更进一步，所述步骤4中整车控制器对真空压力传感器进行控制工作及故障诊断，包括以下具体方式：
A、真空压力传感器失效：当未检测到真空压力传感器信号时，发出真空压力传感器失效故障，并上报故障，同时，控制电动真空泵按“工作7秒停止7秒”循环，并限制最高车速，等故障消除后自动恢复；
B、真空压力传感器异常：当检测到真空压力传感器的压力值小于最小阀值或大于最大阀值时，发出真空压力传感器异常故障，并上报故障，同时，控制电动真空泵按“工作7秒停止7秒”的循环，并限制最高车速，等故障消除后自动恢复。
更进一步，所述真空压力传感器失效与真空压力传感器异常在电压过高状态时，真空压力传感器失效优先于真空压力传感器异常。
1、本发明通过采集大气压力、系统真空压力和制动开关等数据，制定出满足整车行车制动助力的电动真空泵控制策略，更好地满足电动汽车的行车控制要求，并形成一套更加有效的行车故障告警策略。
2、本发明通过设置双继电器电路的方案及继电器告警策略，可以满足车辆3年30万公里的使用里程，解决了行业中继电器平均使用寿命低的技术难题。
3、本发明通过增加大气压力传感器和真空系统压力传感器，同时结合电动真空泵的控制策略，可以解决不同海拔区域的行车使用，从而实现电动汽车的更广泛推广与应用。
4、本发明通过电路信号检测，制定出更有效的系统故障告警策略，解决现有行车控制系统所存在的不足。
5、本发明将控制器集成至整车控制器，替代了独立的电动真空泵控制器，其结构更加合理，控制效果更优化。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不仅局限于此，凡是利用此构思对本发明进行非实质性地改进，均应该属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (5)

1.一种电动汽车行车制动助力系统的控制诊断方法，其特征在于：包括以下具体步骤：
步骤1：对输入信号进行判断与处理：输入信号包括：制动踏板开关信号、大气压力传感器信号以及真空压力传感器信号，整车控制器对上述各个输入信号进行预判断和处理；
步骤2：对电动真空泵的控制：整车控制器对电动真空泵进行控制工作，并进行电动真空泵的故障诊断；
步骤3：对继电器的控制：整车控制器对继电器进行控制工作，并进行继电器的故障诊断，包括以下具体方式：
A、进行粘连检测：当继电器处于断开状态时，助力系统检测继电器采样点电压是否为高电平，若为高电平，则上报继电器粘连故障；
B、当钥匙首次打到ON档，助力系统只闭合备用继电器，并检测继电器采样点电压是否为高电平，若不为高电平，上报“备用继电器故障”；若为高电平，则计时1s后闭合常用继电器，常用继电器闭合后计时0.5s，断开备用继电器，并检测继电器采样点电压是否为高电平，若不为高电平，上报“常用继电器故障”；
C、非“钥匙首次打ON档”，电动真空泵达到开启条件时，助力系统闭合常用继电器，并检测继电器采样点电压是否为高电平，若持续0.5s有闭合指令未检测到高电平，则互换常用与备用继电器状态，并上报“常用继电器故障”；
D、两路继电器故障，当系统控制指令为闭合真空泵继电器时，但检测到继电器未闭合，则发出两路真空泵继电器故障，并上报故障，同时，限制车速，等故障消除后才重新上电；
E、常用继电器寿命预警，当整车控制器检测到单路继电器使用次数达到保养设定值时，则发出常用继电器寿命预警，等保养后，使用软件复位；
F、备用继电器寿命预警，当整车控制器检测到单路继电器使用次数达到保养设定值时，则发出备用继电器寿命预警，等保养后，使用软件复位；
步骤4：对真空压力传感器的检测与故障诊断：整车控制器对真空压力传感器进行控制工作，并进行真空压力传感器的故障诊断。
2.根据权利要求1所述的电动汽车行车制动助力系统的控制诊断方法，其特征在于：所述步骤1中整车控制器对各个输入信号进行预判断和处理包括：对大气压力传感器输入的信号进行判断车辆所处海拔高度，并对各工作阀值进行判断设定。
3.根据权利要求1所述的电动汽车行车制动助力系统的控制诊断方法，其特征在于：所述步骤2中整车控制器对电动真空泵进行的控制工作包括以下具体方式：
A、判断有效工作条件，若处于充电状态，则真空系统无效；若钥匙打到ON档，则无论车辆处于何种状态，真空系统皆有效；若钥匙打到OFF档，且助力系统处于下电延时状态，真空系统有效；
B、当钥匙首次打到ON档，若检测到当前真空度大于停泵阀值，则开启电动真空泵，直至达到停泵阀值时关闭；
C、车辆正常行驶，若检测到当前真空度大于设定的开泵阀值，则开启电动真空泵，直至达到停泵阀值时关闭。
4.根据权利要求1所述的电动汽车行车制动助力系统的控制诊断方法，其特征在于：所述步骤2中整车控制器对电动真空泵的故障诊断包括以下具体方式：
A、初始真空度过低警告：首次上电后，真空度如果低于设定的真空度过低阀值，则发出初始真空度过低警告，并进行上报故障处理，故障消除后自动恢复；
B、真空度过高警告：上电后，当监测到真空度高于设定的报警阀值，则发出真空度过高警告，并进行上报故障处理，故障消除后自动恢复；
C、气路轻微泄漏故障：当无制动信号时，并持续6s，气路的真空压力值上升到设定的轻微泄漏阀值时，则发出气路轻微泄漏故障，并上报故障处理，同时，对最高车速进行限速，故障消除后自动恢复；
D、气路中度泄漏故障：当无制动信号，并持续6s，气路的真空压力值上升到设定的中度泄漏阀值时，或者，当无制动信号且电动真空泵持续工作6s，气路的真空压力值下降值小于0时，则发出气路中度泄漏故障，并上报故障处理，同时，对最高车速进行限速，故障消除后自动恢复；
E、气路高度泄漏故障：当无制动信号，并持续6s，气路的真空压力值上升到设定的高度泄漏阀值时，则发出气路高度泄漏故障，并上报故障处理，同时，对最高车速进行限速，故障消除后重新上电；
F、单次工作时长超限：当电动真空泵的工作时间超过设定最长工作时间T，则发出单次工作时长超限故障，并上报故障处理，同时，对最高车速进行限速，并强制停止电动真空泵工作7s，故障消除后重新上电。
5.根据权利要求1所述的电动汽车行车制动助力系统的控制诊断方法，其特征在于：所述步骤4中整车控制器对真空压力传感器进行控制工作及故障诊断，包括以下具体方式：
A、真空压力传感器失效：当未检测到真空压力传感器信号时，发出真空压力传感器失效故障，并上报故障，同时，控制电动真空泵按“工作7秒停止7秒”循环，并限制最高车速，等故障消除后自动恢复；
B、真空压力传感器异常：当检测到真空压力传感器的压力值小于最小阀值或大于最大阀值时，发出真空压力传感器异常故障，并上报故障，同时，控制电动真空泵按“工作7秒停止7秒”循环，并限制最高车速，等故障消除后自动恢复。
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