一种电动真空助力制动系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电动真空助力制动系统及方法，该系统包括电动真空助力制动装置以及控制器，制动装置包括与踏板相连的电动真空助力器，电动真空助力器包括与大气压强相等的高压气室、与真空泵相连并可被抽去气体的低压气室，高压气室、低压气室由内部隔板隔开，真空度传感器设置在低压气室内，控制器包括单片机、气压传感器、供电模块以及智能功率驱动开关，真空度传感器、气压传感器与单片机信号连接，单片机通过供电模块控制智能功率驱动开关的通、断电，智能功率驱动开关与真空泵电连接。本发明专利技术方法与系统相对应。本发明专利技术能有效解决真空压力开关老化易失效的问题，以及达到便于对真空泵进行故障识别与处理的目的。空泵进行故障识别与处理的目的。空泵进行故障识别与处理的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种电动真空助力制动系统及方法


[0001]本专利技术属于电动汽车
，尤其涉及一种电动真空助力制动系统及方法。

技术介绍

[0002]近年来，节能和环保成为汽车发展的主要方向之一，各大汽车公司纷纷推出各自新能源汽车，其中纯电动汽车由于对环境影响较小，能效高，成为汽车发展的主要趋势。国外车企例如通用、福特、特斯拉、丰田都开发出自身的电动汽车，国内北汽、比亚迪等汽车公司也走在前列。
[0003]但是相比于传统内燃机汽车，电动汽车仍然存在许多未解决的技术问题，这也是制约其普及的重要原因。其中由于缺少发动机总成，纯电动汽车制动系统无法像传统汽车一样从发动机进气歧管获得真空来源，仅靠人力无法迅速刹车，因而需要额外增加电动真空助力制动系统获得真空源。制动系统的正常工作对保障车辆行驶安全有不可或缺的作用，因此，如何及时识别并处理真空助力制动系统的故障是其重点功能之一。
[0004]部分汽车制造企业通常采用延时继电器加压力开关作为主控器件控制真空泵通断状态及时间。当真空罐内真空度低于下限，压力开关闭合，延时继电器闭合，真空度达到上限，压力开关断开，延时继电器关闭，真空泵停止工作，周而复始为系统提供真空助力。这种技术所存在的问题表现在：(1)无法实现闭环控制，对真空度进行动态监控的工况不明；(2)无法检测蓄电池电压，电压异常时无法保证真空泵工作功率；(3)无法判断真空控制系统真空是否泄露；(4)压力开关易失效、发生粘连或无法吸合；(5)开环的控制方案能量利用率低，不利于节能减排。
[0005]如北汽、奔驰新能源等汽车公司将继电器模块更换成以汽车级单片机为核心的智能控制模块，单片机AD模块采集真空度传感器电压信号将其转化为真空度信号，当真空罐内的真空度小于设定值，此时控制器控制电动真空泵开始工作；当真空度达到设定值后，此时控制器控制真空泵停止工作；当真空罐内的真空度因制动消耗，真空度小于设定值时，电动真空泵再次开始工作，如此循环往复。该类控制模块能实现对真空度、蓄电池电压实时监控，并与整车控制器通信，因而能处理一些非单片机控制制动系统无法处理的故障，如真空泄露。但是这依然存在一些问题，包括：(1)真空压力开关老化易失效；(2)所采用控制方案不够节能(未考虑不同大气压下，泵启动压力值不一的情况)。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种电动真空助力制动系统及方法，旨在解决上述
技术介绍
中现有技术所存在的问题。
[0007]本专利技术是这样实现的，一种电动真空助力制动系统，该系统包括电动真空助力制动装置以及控制器，所述制动装置包括与踏板相连的电动真空助力器，电动真空助力器包括与大气压强相等的高压气室、与真空泵相连并可被抽去气体的低压气室，高压气室、低压气室由内部隔板隔开，真空度传感器设置在低压气室内，所述控制器包括单片机、气压传感
器、供电模块以及智能功率驱动开关，所述真空度传感器、气压传感器与单片机信号连接，所述单片机通过供电模块控制智能功率驱动开关的通、断电，所述智能功率驱动开关与真空泵电连接。
[0008]优选地，所述单片机包括工作模式判定模块，该模块用于将气压传感器所检测的外界大气压强与设定阈值Patm比较，在大于该Patm时进入低海拔工作模式，在低于该Patm时进入高海拔工作模式；其中，
[0009]在执行低海拔工作模式时，单片机根据真空度传感器的信号判断真空度小于Val1时启动真空泵，且在真空度大于Val2时关闭真空泵；
[0010]在执行高海拔工作模式时，单片机根据真空度传感器的信号判断真空度小于Val3时启动真空泵，且在真空度大于Val4时关闭真空泵。
[0011]优选地，所述单片机还包括故障判定处理模块，用于以循环方式依次判定并处理系统的供电模块电压异常、真空度传感器异常、气压传感器异常、真空泵电流异常以及真空泄漏故障；
[0012]所述故障判定处理模块包括模数转换模块以及电压异常处理模块；
[0013]所述模数转换模块，用于检测供电模块的供电电压；
[0014]所述电压异常处理模块，用于判断所述供电电压是否在中等电压值Vmid和高电压值Vmax之间，若否，判断所述供电电压是否在低电压值Vmin与中等电压值Vmid之间，若是，驱动真空泵循环间歇工作，否则，关闭真空泵；
[0015]所述故障判定处理模块还包括真空度传感器异常处理模块；
[0016]所述模数转换模块，还用于检测真空度传感器是否异常；
[0017]所述真空度传感器异常处理模块，用于在真空度传感器为异常时，真空泵工作t1秒，判断所述踏板是否踩下，若是，真空泵工作t2秒，否则，真空泵不工作；
[0018]所述故障判定处理模块还包括气压传感器异常处理模块；其中，
[0019]所述模数转换模块，还用于检测气压传感器是否异常；
[0020]所述气压传感器异常处理模块，用于在气压传感器确定为异常时，则在车辆驾驶过程中，判断真空度是否低于Val5，若是，则启动真空泵，且在真空度高于Val6时，关闭真空泵；其中，Val5介于Val1与Val3之间，Val6介于Val2与Val4之间。
[0021]优选地，所述故障判定处理模块还包括真空泵异常处理模块；其中，
[0022]所述真空泵异常处理模块，用于判断智能功率驱动开关所反馈的真空泵的电流大小是否超出阈值范围，若是，关闭真空泵。
[0023]优选地，所述故障判定处理模块还包括真空泄漏故障处理模块；其中，
[0024]所述真空泄漏故障处理模块，用于根据真空度传感器所检测的真空度判断设定时间内压力变化的波动值，在该波动值超出阈值时，强制开启真空泵t3秒后关闭t4秒，无限循环直到进入正常工作模式。
[0025]本专利技术进一步公开了一种电动真空助力制动方法，该方法通过电动真空助力制动系统进行制动，该系统包括电动真空助力制动装置以及控制器，所述制动装置包括与踏板相连的电动真空助力器，电动真空助力器包括与大气压强相等的高压气室、与真空泵相连并可被抽去气体的低压气室，高压气室、低压气室由内部隔板隔开，真空度传感器设置在低压气室内，所述控制器包括单片机、气压传感器、供电模块以及智能功率驱动开关，所述真
空度传感器、气压传感器与单片机信号连接，所述单片机通过供电模块控制智能功率驱动开关的通、断电，所述智能功率驱动开关与真空泵电连接；
[0026]该方法包括以下步骤：
[0027]S1、将气压传感器所检测的外界大气压强与设定阈值Patm比较，在大于该Patm时进入低海拔工作模式，在低于该Patm时进入高海拔工作模式；
[0028]在执行低海拔工作模式时，单片机根据真空度传感器的信号判断真空度小于Val1时启动真空泵，且在真空度大于Val2时关闭真空泵；
[0029]在执行高海拔工作模式时，单片机根据真空度传感器的信号判断真空度小于Val3时启动真空泵，且在真空度大于Val4时关闭真空泵。
[0030]优选地，该方法还包括以下步骤：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动真空助力制动系统，该系统包括电动真空助力制动装置以及控制器，所述制动装置包括与踏板相连的电动真空助力器，电动真空助力器包括与大气压强相等的高压气室、与真空泵相连并可被抽去气体的低压气室，高压气室、低压气室由内部隔板隔开，真空度传感器设置在低压气室内，其特征在于，所述控制器包括单片机、气压传感器、供电模块以及智能功率驱动开关，所述真空度传感器、气压传感器与单片机信号连接，所述单片机通过供电模块控制智能功率驱动开关的通、断电，所述智能功率驱动开关与真空泵电连接。2.如权利要求1所述的电动真空助力制动系统，所述单片机包括工作模式判定模块，该模块用于将气压传感器所检测的外界大气压强与设定阈值Patm比较，在大于该Patm时进入低海拔工作模式，在低于该Patm时进入高海拔工作模式；其中，在执行低海拔工作模式时，单片机根据真空度传感器的信号判断真空度小于Val1时启动真空泵，且在真空度大于Val2时关闭真空泵；在执行高海拔工作模式时，单片机根据真空度传感器的信号判断真空度小于Val3时启动真空泵，且在真空度大于Val4时关闭真空泵。3.如权利要求2所述的电动真空助力制动系统，其特征在于，所述单片机还包括故障判定处理模块，用于以循环方式依次判定并处理系统的供电模块电压异常、真空度传感器异常、气压传感器异常、真空泵电流异常以及真空泄漏故障；所述故障判定处理模块包括模数转换模块以及电压异常处理模块；所述模数转换模块，用于检测供电模块的供电电压；所述电压异常处理模块，用于判断所述供电电压是否在中等电压值Vmid和高电压值Vmax之间，若否，判断所述供电电压是否在低电压值Vmin与中等电压值Vmid之间，若是，驱动真空泵循环间歇工作，否则，关闭真空泵；所述故障判定处理模块还包括真空度传感器异常处理模块；所述模数转换模块，还用于检测真空度传感器是否异常；所述真空度传感器异常处理模块，用于在真空度传感器为异常时，真空泵工作t1秒，判断所述踏板是否踩下，若是，真空泵工作t2秒，否则，真空泵不工作；所述故障判定处理模块还包括气压传感器异常处理模块；其中，所述模数转换模块，还用于检测气压传感器是否异常；所述气压传感器异常处理模块，用于在气压传感器确定为异常时，则在车辆驾驶过程中，判断真空度是否低于Val5，若是，则启动真空泵，且在真空度高于Val6时，关闭真空泵；其中，Val5介于Val1与Val3之间，Val6介于Val2与Val4之间。4.如权利要求3所述的电动真空助力制动系统，其特征在于，所述故障判定处理模块还包括真空泵异常处理模块；其中，所述真空泵异常处理模块，用于判断智能功率驱动开关所反馈的真空泵的电流大小是否超出阈值范围，若是，关闭真空泵。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：季昊成，刘锐，周信航，钟翎丰，李松鸿，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：