控制模塊及控制方法、剎車真空助力裝置和電動汽車的製作方法

2023-05-29 01:32:41

專利名稱：控制模塊及控制方法、剎車真空助力裝置和電動汽車的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種控制模塊及控制方法和包括該控制模塊的剎車真空助力裝置和 電動汽車。
背景技術：
在國家的政策、財政的支持和技術的推動下，電動汽車(特別是純電動汽車)得 到了迅速的發展。絕大多數轎車都採用真空助力制動系統，傳統內燃機汽車制動系統真空 助力裝置的真空源都來源於發動機進氣歧管，而純電動轎車或存在純電動工況的電動汽車 由於沒有發動機進氣歧管的真空動力源，單靠人力所產生的制動力無法滿足車輛制動的需 求，因此必須具有電動真空助力裝置來輔助人力進行車輛制動。目前，很多電動汽車都是採用電動真空泵不停地工作來抽真空，這樣雖然可以實 現制動助力，但能耗太大，增加系統的噪音，造成真空泵的過早損耗。還有一些系統採用真 空壓力開關或真空壓力傳感器來控制真空泵的開啟或 停止，僅僅根據真空壓力開關的通斷 或根據真空壓力傳感器的輸出電壓值來進行簡單控制，沒有診斷功能，使剎車系統存在安
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發明內容
本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種能夠使電動汽車剎車真空 助力裝置工作性能穩定、可靠性高的控制模塊和控制方法及包括該控制模塊的剎車真空助 力裝置和電動汽車。本發明為解決公知技術中存在的技術問題所採取的第一技術方案是一種電動汽 車剎車真空助力裝置的控制模塊，所述控制模塊包括真空壓力傳感器故障診斷單元和真空 壓力數據採集單元，所述真空壓力數據採集單元根據採集到的真空壓力傳感器輸出電壓值 計算出真空壓力值，所述真空壓力傳感器故障診斷單元用於判斷真空壓力傳感器是否有故 障，如果是，控制真空泵工作並故障報警；如果否，根據真空壓力值來控制所述真空泵開啟 和停止。所述控制模塊還包括第一系統故障診斷單元，所述第一系統故障診斷單元包括第 一判斷子單元、第二判斷子單元和第一數據獲取子單元；所述第一判斷子單元用於在所述 真空壓力傳感器故障診斷單元判斷所述真空壓力傳感器無故障時，判斷所述真空泵是否工 作，當所述真空泵工作時，所述第一數據獲取子單元獲取真空壓力下降率；所述第二判斷子 單元在無制動情況下，判斷所述第一數據獲取子單元獲取到的真空壓力下降率是否大於第 二設定值，如果否，控制所述真空泵工作並故障報警。所述控制模塊還包括第二系統故障診斷單元，所述第二系統故障診斷單元包括第 二數據獲取子單元和第三判斷子單元；所述第二數據獲取子單元在所述第一判斷子單元判 斷的結果為所述真空泵不工作時，獲取真空壓力上升率；所述第三判斷子單元在無制動情 況下，判斷所述第二數據獲取子單元獲取到的真空壓力上升率是否大於第四設定值，如果是，控制所述真空泵工作並故障報警，如果否，控制循環結束。所述真空壓力傳感器故障診斷單元根據真空壓力傳感器輸出的電壓值進行故障 診斷，如果電壓值超過第一預設範圍值時，則判定真空壓力傳感器故障。所述真空壓力傳感器故障診斷單元檢測到制動信號後，比較制動前後的真空壓力 值，如果制動前後的真空壓力值的變化小於第二預設值，則判定真空壓力傳感器故障。本發明為解決公知技術中存在的技術問題所採取的第二技術方案是一種電動汽車剎車真空助力裝置的控制方法，所述方法包括判斷真空壓力傳感器是否有故障，如果 是，控制真空泵工作並故障報警；如果否，根據真空壓力傳感器檢測到的真空壓力值來控制 真空泵的開啟和停止。所述方法還包括當所述真空壓力傳感器無故障時，判斷真空壓力值是否超出第 一設定值，如果是，控制所述真空泵工作，如果否，判斷所述真空泵是否工作，當所述真空泵 工作時，獲取真空壓力下降率；在無制動情況下，判斷獲取到的真空壓力下降率是否大於第 二設定值，如果否，控制所述真空泵工作並故障報警。所述方法還包括在所述真空泵不工作時，獲取真空壓力上升率；在無制動情況 下，判斷獲取到的真空壓力上升率是否大於第四設定值，如果是，控制所述真空泵工作並故 障報警，如果否，控制循環結束。本發明為解決公知技術中存在的技術問題所採取的第三技術方案是一種電動汽 車剎車真空助力裝置，所述剎車助力裝置包括上述的控制模塊。本發明為解決公知技術中存在的技術問題所採取的第四技術方案是一種電動汽 車，所述電動汽車包括上述的剎車真空助力裝置。本發明具有的優點和積極效果是控制模塊通過設置故障診斷單元，判斷剎車真 空助力裝置是否有故障，當有故障時，控制模塊控制真空泵工作並進行報警提示，使剎車真 空助力裝置具有較高的可靠性，提高了剎車系統的安全性，並且根據採集到的真空壓力值 來控制真空泵的開啟和停止，使其在保證真空罐中的壓力的同時，減小了電動真空泵的工 作時間，大大地降低了整車的能源消耗。


圖1是本發明電動汽車剎車真空助力裝置控制模塊的結構框圖；圖2是本發明電動汽車剎車真空助力裝置的控制流程圖；圖3是本發明電動汽車剎車真空助力裝置的結構方框圖。圖中1、真空泵，2、單向閥，3、真空罐，4、真空壓力傳感器，5、真空助力器，6、制動 系統，7、控制模塊，8、制動開關或踏板開度傳感器，9、制動踏板，71、真空壓力傳感器故障診 斷單元，72、真空壓力數據採集單元，73、第一判斷單元，74、第一系統故障診斷單元，741、第 一判斷子單元，742、第二判斷子單元，743、第一數據獲取子單元，75、第二判斷單元，76、第 二系統故障診斷單元，761、第二數據獲取子單元，762、第三判斷子單元。
具體實施例方式為能進一步了解本發明的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，並配合附圖 詳細說明如下
實施例1 請參閱圖1 圖3，一種電動汽車剎車真空助力裝置的控制模塊7，所述控制模塊7包括真空壓力傳感器故障診斷單元71和真空壓力數據採集單元72，所述真空壓力數據採 集單元72根據採集到的真空壓力傳感器4輸出電壓值計算出真空壓力值，所述真空壓力傳 感器故障診斷單元71用於判斷真空壓力傳感器4是否有故障，如果是，控制真空泵1工作 並故障報警；如果否，所述控制模塊7還包括第一判斷單元73，所述第一判斷子單元73用 於在所述真空壓力傳感器故障診斷單元71判斷真空壓力傳感器4無故障時，判斷真空壓力 值是否超出第一設定值，如果是，控制真空泵1工作，如果否，所述控制模塊7還包括第一系 統故障診斷單元74，所述第一系統故障診斷單元74包括第一判斷子單元741、第二判斷子 單元742和第一數據獲取子單元743 ；所述第一判斷子單元741判斷真空泵1是否工作，當 真空泵1工作時，所述第一數據獲取子單元743獲取真空壓力下降率；所述第二判斷子單元 742在無制動情況下，判斷所述第一數據獲取子單元743獲取到的真空壓力下降率是否大 於第二設定值，如果否，控制真空泵1工作並故障報警，如果是，該控制模塊還包括第二判 斷單元75，在所述第二判斷子單元742判定所述第一數據獲取子單元743獲取到的真空壓 力下降率大於第二設定值時，所述第二判斷單元75判斷所述真空壓力值數據採集單元72 採集到的真空壓力值是否小於第三設定值，如果是，關閉真空泵1，如果否，控制循環結束。在所述第一判斷子單元741判斷的結果為真空泵1不工作時，該控制模塊7還包 括第二系統故障診斷單元76，第二系統故障診斷單元76包括第二數據獲取子單元761和第 三判斷子單元762 ；所述第二數據獲取子單元761在所述第一判斷子單元741判斷的結果 為真空泵1不工作時，獲取真空壓力上升率；所述第三判斷子單元762在無制動情況下，判 斷所述第二數據獲取子單元761獲取到的真空壓力上升率是否大於第四設定值，如果是， 控制真空泵1工作並故障報警，如果否，控制循環結束。上述真空壓力上升率=真空壓力值變化的絕對值/時間。上述真空壓力下降率= 真空壓力值變化的絕對值/時間。上述第一系統故障包括真空泵故障，真空壓力傳感器故障和真空系統洩漏；上 述第二系統故障包括真空壓力傳感器故障，真空系統洩漏。判定真空壓力傳感器故障的方法1)所述真空壓力傳感器故障診斷單元71根據真空壓力傳感器4輸出的電壓值進 行故障診斷，如果電壓值超過第一預設範圍值時，則判定真空壓力傳感器4故障。2)真空壓力傳感器故障診斷單元71檢測到制動信號後，比較制動前後真空壓力 傳感器4檢測到的真空壓力值，如果制動前後的真空壓力值的變化小於第二預設值，則判 定真空壓力傳感器4故障。上述一些參數的確定1)第一設定值根據真空罐和制動系統的配置，設定真空罐中的最高壓力值，當 真空壓力不超過此值時，能有較好的制動助力效果，比如可以設置成0. 6bar。2)第二設定值根據真空泵的抽氣速率和真空罐的容積來定，可以根據實測的壓 力下降率來定。3)第三設定值根據真空罐和系統的漏氣情況配置，設定真空罐中的最低壓力 值，既能保證真空泵抽氣時的耗能最少，又能避免在合理的漏氣情況下，真空泵頻繁的啟動，比如可以設置成0. 4bar。4)第四設定值根據系統的漏氣情況和真空罐的容積來定，可以根據實測的壓力 上升率來定。5)第一預設範圍值如果真空壓力傳感器輸出的是電壓值，根據真空壓力傳感器 最小、最大的電壓值和可能存在的最小、最大真空壓力對應的電壓值來決定。如真空壓力傳 感器輸出的電壓值的範圍為0. 5 4. 5V，系統中可能存在最小、最大值的真空壓力對於的 電壓值為0. 6 4. 0V，可以把第一預設範圍值定為0. 6 4. 0V。6)第二預設值根據真空罐和制動系統的配置，可以實測輕制動情況下的真空壓 力值的變化來定。綜上所述，本發明實施例提供了一種電動汽車剎車真空助力裝置的控制模塊，通 過該控制模塊使剎車真空助力裝置具有較高的可靠性，提高了剎車系統的安全性，並且根 據採集到的真空壓力值來控制真空泵的開啟和停止，使其在保證真空罐中的壓力的同時， 減小了電動真空泵的工作時間，大大地降低了整車的能源消耗。實施例2 請參閱圖1 圖3，本發明實施例提供了一種電動汽車剎車真空助力裝置的控制 方法，該控制方法包括以下步驟步驟S21 判斷真空壓力傳感器4是否有故障，如果是，執行步驟S31和步驟S32 控制真空泵一直工作並故障報警；如果否，執行步驟S22 ；步驟S22 判斷真空壓力值是否超出第一設定值，如果是，表明此時真空度不足， 執行步驟S23 ；如果否，執行步驟S24 ；步驟S23 控制真空泵1工作；步驟S24 判斷真空泵1是否工作，如果是(當真空泵1工作時)，執行步驟S25， 如果否，執行步驟S29 ；步驟S25 獲取真空壓力下降率；步驟S26 在無制動情況下，判斷步驟S25中獲取到的真空壓力下降率是否大於第 二設定值，如果否，執行步驟S31和步驟S32 ；如果是，執行步驟S27 ；具體地，如果否，表明真空系統發生故障，其故障內容可能為真空泵故障、真空壓 力傳感器故障和系統洩漏等，執行步驟S31和步驟S32。如果是，表明單位時間內真空壓力 下降的絕對值大於第二設定值，真空系統工作正常。步驟S27 判段真空壓力值是否小於第三設定值，如果是，表明此時真空罐4中的 真空度足夠，執行步驟S28 ；如果否，結束本次循環的控制，等待下一循環控制方法的執行。步驟S28 關閉真空泵1 ；步驟S29 獲取真空壓力上升率；步驟S30 在無制動情況下，判斷步驟S29獲取到的真空壓力上升率是否大於第四 設定值，如果是，執行步驟S31和步驟S32 ；如果否，表明系統正常，結束本次循環的控制，等 待下一循環控制方法的執行；具體地，如果是，表明真空系統發生故障，執行步驟S31和步驟S32 ；其中，其故障 內容可能為真空壓力傳感器故障和系統洩漏等。如果否，表明單位時間內真空壓力上升的 絕對值小於等於第四設定值，真空系統工作正常。
步驟S31 控制真空泵1工作；步驟S32:故障報警。上述一些參數的確定與實施例1相同，在此不再贅述。綜上所述，本發明實施例提供了一種電動汽車剎車真空助力裝置的控制方法，本 發明實施例根據採集到的真空壓力傳感器的真空壓力值來控制真空泵的開啟和停止，當真 空壓力傳感器輸出的壓力值上升到設定的值時，控制真空泵工作，當真空罐的壓力下降到 設定值時，真空泵停止工作；同時還根據制動信號、真空壓力值及時間信息進行故障診斷， 通過該方法可以更好地檢測出故障並報警，提高了電動汽車剎車系統的安全性，滿足了實 際應用中的需要。實施例3 請參閱圖1 圖3，一種電動汽車剎車真空助力裝置，包括真空助力器5、電動真空 泵1、真空罐3、真空壓力傳感器4和控制模塊7 ；真空助力器5與制動踏板9連接，為剎車 提供助力；真空泵1通過真空罐3與真空助力器5的真空伺服氣室連通，用於從真空伺服氣 室中抽出氣體；真空壓力傳感器4用於測量真空罐3內的氣壓，真空壓力傳感器4與控制模 塊7電連接；控制模塊7的結構與實施例1相同，其控制方法與實施例2相同，在此不再贅 述。制動踏板9上設有制動開關或踏板開度傳感器8，用於為控制模塊7提供制動信息，真 空助力器5和制動系統6連接。控制模塊7也可以集成在整車控制器中，其中電動真空泵1 工作時，通過單向閥2把真空罐3內的氣體抽出，形成一定的真空，真空壓力傳感器4來檢 測真空罐3中的真空度，制動開關或踏板開度傳感器8為控制模塊7提供制動信息，使其檢 測到電動汽車是否處於制動過程。綜上所述，本發明實施例提供了一種電動汽車剎車真空助力裝置，通過該裝置中 的控制模塊7採集到的真空壓力傳感器壓力信號來控制真空泵的開啟和停止，在保證真空 罐中的壓力的同時，減小了電動真空泵的工作時間；還根據制動信號、真空壓力值和時間信 息進行故障診斷，因此該裝置在保證真空助力裝置具有較高的可靠性，滿足了實際應用中 的需要。實施例4 請參閱圖1 圖3，本發明實施例提供了一種電動汽車，該電動汽車包括制動系統 6、制動踏板9、控制模塊7，制動系統6連接有制動踏板9，制動踏板9上連接有如實施例3 所述的剎車真空助力裝置，剎車真空助力裝置的詳細描述，參見實施例3，在此不再贅述。通 過制動系統6、制動踏板9、控制模塊7之間的配合，提高了電動汽車剎車系統的安全性，滿 足了實際應用中的需要。綜上所述，本發明實施例提供了一種電動汽車，該電動汽車通過制動踏板和剎車 真空助力裝置之間的配合，提高了電動汽車剎車系統的安全性，並且能夠大大減低電動汽 車的能源消耗，滿足了實際應用中的需要。儘管上面結合附圖對本發明的優選實施例進行了描述，但是本發明並不局限於上 述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，並不是限制性的，本領域的普通 技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的範圍情況下，還可 以作出很多形式，這些均屬於本發明的保護範圍之內。
權利要求
一種電動汽車剎車真空助力裝置的控制模塊，其特徵在於，所述控制模塊包括真空壓力傳感器故障診斷單元和真空壓力數據採集單元，所述真空壓力數據採集單元根據採集到的真空壓力傳感器輸出電壓值計算出真空壓力值，所述真空壓力傳感器故障診斷單元用於判斷真空壓力傳感器是否有故障，如果是，控制真空泵工作並故障報警；如果否，根據真空壓力值來控制所述真空泵開啟和停止。
2.根據權利要求1所述的控制模塊，其特徵在於，所述控制模塊還包括第一系統故障 診斷單元，所述第一系統故障診斷單元包括第一判斷子單元、第二判斷子單元和第一數據 獲取子單元；所述第一判斷子單元用於在所述真空壓力傳感器故障診斷單元判斷所述真空壓力傳 感器無故障時，判斷所述真空泵是否工作，當所述真空泵工作時，所述第一數據獲取子單元 獲取真空壓力下降率；所述第二判斷子單元在無制動情況下，判斷所述第一數據獲取子單元獲取到的真空壓 力下降率是否大於第二設定值，如果否，控制所述真空泵工作並故障報警。
3.根據權利要求2所述的控制模塊，其特徵在於，所述控制模塊還包括第二系統故障 診斷單元，所述第二系統故障診斷單元包括第二數據獲取子單元和第三判斷子單元；所述第二數據獲取子單元在所述第一判斷子單元判斷的結果為所述真空泵不工作時， 獲取真空壓力上升率；所述第三判斷子單元在無制動情況下，判斷所述第二數據獲取子單元獲取到的真空壓 力上升率是否大於第四設定值，如果是，控制所述真空泵工作並故障報警，如果否，控制循 環結束。
4.根據權利要求1所述的控制模塊，其特徵在於，所述真空壓力傳感器故障診斷單元 根據真空壓力傳感器輸出的電壓值進行故障診斷，如果電壓值超過第一預設範圍值時，則 判定真空壓力傳感器故障。
5.根據權利要求1所述的控制模塊，其特徵在於，所述真空壓力傳感器故障診斷單元 檢測到制動信號後，比較制動前後的真空壓力值，如果制動前後的真空壓力值的變化小於 第二預設值，則判定真空壓力傳感器故障。
6.一種電動汽車剎車真空助力裝置的控制方法，其特徵在於，所述方法包括判斷真 空壓力傳感器是否有故障，如果是，控制真空泵工作並故障報警；如果否，根據真空壓力傳 感器檢測到的真空壓力值來控制真空泵的開啟和停止。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括當所述真空壓力傳感器無故障時，判斷真空壓力值是否超出第一設定值，如果是，控制 所述真空泵工作，如果否，判斷所述真空泵是否工作，當所述真空泵工作時，獲取真空壓力 下降率；在無制動情況下，判斷獲取到的真空壓力下降率是否大於第二設定值，如果否，控 制所述真空泵工作並故障報警。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括在所述真空泵不工作 時，獲取真空壓力上升率；在無制動情況下，判斷獲取到的真空壓力上升率是否大於第四設定值，如果是，控制所 述真空泵工作並故障報警，如果否，控制循環結束。
9.一種電動汽車剎車真空助力裝置，其特徵在於，所述剎車助力裝置包括權利要求1 5中任意一項權利要求所述的控制模塊。
10. 一種電動汽車，其特徵在於，所述電動汽車包括權利要求9中所述的剎車真空助力裝置。
全文摘要
本發明公開了一種電動汽車剎車真空助力裝置的控制模塊，所述控制模塊包括真空壓力傳感器故障診斷單元和真空壓力數據採集單元，所述真空壓力傳感器故障診斷單元用於判斷真空壓力傳感器是否有故障，如果是，控制真空泵工作並故障報警。本發明還公開了一種電動汽車剎車真空助力裝置的控制方法。本發明還公開了一種包括上述控制模塊的電動汽車剎車真空助力裝置。本發明還公開了一種包括上述真空助力裝置的電動汽車。本發明通過設置故障診斷單元，判斷剎車真空助力裝置是否有故障，當有故障時，控制模塊控制真空泵工作並進行報警提示，使剎車真空助力裝置具有較高的可靠性，提高了剎車系統的安全性。
文檔編號B60T8/17GK101830214SQ20101017911
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月21日 優先權日2010年5月21日
發明者周能輝, 張廣秀, 李磊, 趙春明 申請人:天津清源電動車輛有限責任公司