一種純電動汽車真空助力制動系統(tǒng)故障診斷方法
【專利摘要】一種純電動汽車真空助力制動系統(tǒng)及故障診斷方法，系統(tǒng)包含整車控制單元(HCU)、電動真空泵、真空壓力傳感器、儀表、制動踏板、繼電器和電源，HCU與儀表之間通過CAN線進行通信交互，其他部分與HCU通過硬線連接。診斷方法為：在電動汽車上電之后，整車控制器實時采集真空泵供電電源信息，判斷電源是否斷開；整車控制器實時采集真空壓力的變化值，根據(jù)真空泵的工作狀態(tài)（工作中、停止）以及駕駛員對制動的操作對真空助力系統(tǒng)進行判斷是否漏氣、抽真空性能下降以及是否處于連續(xù)工作狀態(tài)等診斷。本真空助力系統(tǒng)故障診斷方法相對全面、系統(tǒng)、清晰，能準確地定位真空故障出現(xiàn)的原因，及時警示駕駛員，提高車輛的行駛安全。
【專利說明】一種純電動汽車真空助力制動系統(tǒng)故障診斷方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于純電動汽車控制領(lǐng)域，具體涉及純電動汽車的制動系統(tǒng)和故障診斷方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 純電動汽車有著節(jié)能、環(huán)保等諸多優(yōu)點，并且是諸多高新技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，隨著能 源的日趨減少和政府的大力倡導(dǎo)，在不久的將來其必將擁有廣闊的市場。
[0003] 目前在電動汽車制動系統(tǒng)中普遍采用電動真空泵為制動真空助力器提供能量，電 動真空泵必須處于持續(xù)工作狀態(tài)來保證真空源能量，這種方法對電動真空泵的耐久可靠性 要求高，使用壽命縮短，且浪費電能。還有一些系統(tǒng)采用真空壓力開關(guān)或真空壓力傳感器來 控制真空泵的開啟或停止，但都僅僅是根據(jù)真空壓力開關(guān)的通斷來進行簡單控制，并且沒 有診斷功能，在很多方面存在安全隱患。
[0004] 申請?zhí)枮?01310264166. X的專利提供了一種真空助力系統(tǒng)檢測方法及故障檢測 方法。該專利從兩個方面進行了故障檢測，即真空泵失效和真空助力系統(tǒng)漏氣，當真空壓力 大于預(yù)設(shè)閥值1時診斷為真空泵故障；當間隔時間t的壓力差大于預(yù)設(shè)閥值2時診斷為真 空助力系統(tǒng)漏氣。同時發(fā)生故障時，記錄故障信息則直接退出真空助力系統(tǒng)檢測。該專利 的故障診斷存在以下幾個缺點：1)診斷維度不夠全面，未對真空管路、真空助力連續(xù)工作等 情況進行診斷；2)僅通過間隔時間內(nèi)的壓力差來診斷真空系統(tǒng)是否漏氣，存在一定的風險 性，系統(tǒng)可靠性不高；3)發(fā)生故障時，僅記錄故障信息，未進行診斷處理，未進行報警及駕駛 員警示，系統(tǒng)安全性不高。
[0005] 申請?zhí)枮?01010109314. 7的專利也提供了一種真空助力裝置控制策略。該專利 中的診斷策略是：1)真空壓力開關(guān)導(dǎo)通時，控制真空泵工作，計時器1計時真空泵工作時 間，若超過設(shè)定時間1，則判定真空系統(tǒng)發(fā)生故障，故障可能為真空泵故障、真空開關(guān)故障、 系統(tǒng)泄露；若未超過設(shè)定時間且無制動，計時器3時間小于設(shè)定時間3,則判定系統(tǒng)存在泄 露。發(fā)生故障時，控制真空泵工作并報警。2)真空壓力開關(guān)沒有導(dǎo)通時：（1)若累加制動次 數(shù)達到設(shè)定次數(shù)，則判定真空壓力開關(guān)故障，控制真空泵一直工作并進行故障報警。（2)若 累加制動次數(shù)未達到設(shè)定次數(shù)，則判斷系統(tǒng)是否剛上電，若系統(tǒng)剛上電，則控制真空泵工作 并計時器2開始計時，達到設(shè)定時間2時關(guān)閉真空泵，未達到設(shè)定時間2則退出本次循環(huán)； 若系統(tǒng)不是剛上電，如果真空壓力開關(guān)上一循環(huán)導(dǎo)通，則控制真空泵工作并計時器2開始 計時，達到設(shè)定時間2時，停止真空泵工作，如果真空壓力開關(guān)上一循環(huán)為關(guān)閉狀態(tài)，則計 時器3開始計時并結(jié)束本次循環(huán)。該專利的故障診斷存在以下幾個缺點：1)診斷程序設(shè)計 比較繁瑣，判斷分支較多，若其中一個分支或環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，則可能導(dǎo)致整個診斷程序出現(xiàn) 問題，系統(tǒng)的可靠性和安全性都不高；2)診斷維度也不夠全面，也未對真空管路、真空系統(tǒng) 連續(xù)工作等進行診斷；3)診斷不夠明確，故障與故障間的條件不獨立且不清晰，不能準確定 位故障的所在。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)有的狀況，本發(fā)明的目的在于提供一種純電動汽車真空助力制動系統(tǒng)故障 診斷方法，以解決車輛制動系統(tǒng)出現(xiàn)故障時能及時警示駕駛員，提高車輛行駛安全。
[0007] 本發(fā)明提供一種適合純電動汽車上使用的電動真空助力制動系統(tǒng)控制及診斷方 法?？刂葡到y(tǒng)包括制動踏板、真空泵、真空壓力傳感器、繼電器、電源、儀表和整車控制器， HCU與儀表之間通過CAN線進行通信交互，其他部分與HCU通過硬線連接。
[0008] 所述整車控制器，用于采集真空壓力信號，根據(jù)真空壓力值判斷真空罐內(nèi)的真空 度是否能滿足開啟關(guān)閉要求，若滿足開啟要求，整車控制器控制真空泵使能信號為1，若滿 足關(guān)閉要求，整車控制器控制真空泵使能信號為〇,控制真空泵工作或者停止；整車控制器 還用于實時采集真空泵供電電源信息，判斷電源是否斷開；整車控制器還用于采集駕駛員 對制動踏板的操作信號，判斷真空助力系統(tǒng)是否漏氣、抽真空性能下降以及是否處于連續(xù) 工作狀態(tài)； 所述壓力傳感器用于測試真空罐內(nèi)的真空度，當真空罐低于某一真空度時，將信號送 到整車控制器； 所述繼電器，控制真空泵工作； 所述電源，在繼電器前端，為真空泵提供電源； 所述制動踏板，向整車控制器提供駕駛員對制動的操作信號； 所述儀表，用于顯示故障報警信息。
[0009] 控制過程為：整車控制器采集真空壓力信號，根據(jù)真空壓力值判斷真空罐內(nèi)的真 空度是否能滿足開啟關(guān)閉要求，若滿足開啟要求，整車控制器控制真空泵使能信號為1，若 滿足關(guān)閉要求，整車控制器控制真空泵使能信號為〇。然后整車控制器控制真空泵工作或者 停止。只要電動汽車一旦上電，真空助力的過程就開始反復(fù)自動循環(huán)，經(jīng)檢測與傳統(tǒng)汽車的 助力效果相當。所述控制裝置由壓力傳感器測試真空罐內(nèi)的真空度，當真空罐低于某一真 空度時，該信號送到整車控制器，整車控制器控制真空泵工作。
[0010] 發(fā)明提出的診斷方法為：在電動汽車上電之后，整車控制器實時采集真空泵供電 電源信息，判斷電源是否斷開；整車控制器實時采集真空壓力的變化值，根據(jù)真空泵的工作 狀態(tài)(工作中、停止）以及駕駛員對制動的操作對真空助力系統(tǒng)進行判斷是否漏氣、抽真空 性能下降以及是否處于連續(xù)工作狀態(tài)等診斷。具體故障診斷過程如下： 1. 整車上電； 2. 整車控制器檢測控制真空泵工作的繼電器前端供電電源是否斷開，如果斷開，整 車控制器報系統(tǒng)故障，給儀表發(fā)送報警信息；當故障修復(fù)之后，整車重新上電，儀表顯示正 常； 3. 整車控制器采集真空壓力傳感器的信號，檢測真空壓力是否與大氣壓力相等且持續(xù) 時間A，A的范圍0?Is。判斷真空管路接口是否斷開，如果滿足，整車控制器報系統(tǒng)故障， 給儀表發(fā)送報警信息；當故障修復(fù)之后，整車重新上電，儀表顯示正常； 4. 使制動踏板抬起，真空泵使能信號發(fā)出，整車控制器檢測抽到真空度預(yù)設(shè)值的時間， 如果小于時間預(yù)設(shè)值，系統(tǒng)正常；如果大于時間預(yù)設(shè)值，整車控制器報系統(tǒng)故障，給儀表發(fā) 送報警信息；當故障修復(fù)之后，整車重新上電，儀表顯示正常； 5. 使制動踏板抬起，真空泵使能信號停止，整車控制器檢測真空壓力自然釋放到真空 泵開啟閥值時間是否大于預(yù)設(shè)值，如果大于，系統(tǒng)正常；如果小于，整車控制器報系統(tǒng)故障， 給儀表發(fā)送報警信息；當故障修復(fù)之后，整車重新上電，儀表顯示正常； 6.在行車過程中，如果出現(xiàn)連續(xù)制動的工況，整車控制器檢測真空壓力是否達到預(yù)設(shè) 值，如果達到，整車控制器報系統(tǒng)故障，給儀表發(fā)送報警信息；如果連續(xù)制動工況消失，整車 控制器檢測到真空壓力值小于預(yù)設(shè)值，故障自動恢復(fù)，儀表顯示正。
[0011] 所述整車控制器對真空助力系統(tǒng)各狀態(tài)的診斷是并行進行的，只要有一種情況發(fā) 生故障，真空助力系統(tǒng)就報故障。
[0012] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一種相對全面的、系統(tǒng)的、清晰的真空助力 系統(tǒng)故障診斷方法，能準確地定位真空故障出現(xiàn)的原因，及時警示駕駛員，提高車輛的行駛 安全。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1真空助力制動系統(tǒng)架構(gòu)； 圖2真空助力制動系統(tǒng)電路框圖； 圖3真空助力系統(tǒng)診斷方法流程圖。

【具體實施方式】
[0014] 為清楚說明本發(fā)明，結(jié)合附圖對本發(fā)明進行進一步詳細說明。
[0015] 如圖1、圖2所示，制動助力系統(tǒng)架構(gòu)和電路連接，該控制系統(tǒng)包含了整車控制單 元（HCU)、電動真空泵、真空壓力傳感器、儀表、制動踏板、繼電器、12V蓄電池，HCU與儀表之 間通過CAN線進行通信交互，其他與HCU通過硬線連接。
[0016] 根據(jù)圖3所示，具體說明整車控制器對真空助力制動系統(tǒng)進行診斷的流程，整車 控制器對真空助力系統(tǒng)各狀態(tài)的診斷是并行進行的，只要有一種情況發(fā)生故障，真空助力 系統(tǒng)就報故障，詳細的說明如下： 1. 整車上電； 2. 在整車上電的情況下，整車控制器檢測控制真空泵工作的繼電器前端供電電源是否 斷開，如果斷開，整車控制器報系統(tǒng)故障，給儀表發(fā)送信號點亮儀表警示燈和蜂鳴器報警， 故障一旦發(fā)生，修復(fù)之后整車重新上下電故障消失，儀表顯示正常； 3. 在整車上電的情況下，整車控制器檢測真空壓力是否與大氣壓力相等且持續(xù)時間A 為500ms，判斷真空管路接口是否斷開，如果滿足整車控制器報系統(tǒng)故障，給儀表發(fā)送信號 點亮儀表警示燈和蜂鳴器報警，故障一旦發(fā)生，修復(fù)之后整車重新上下電故障消失，儀表顯 示正常； 4. 制動踏板抬起，真空泵使能信號發(fā)出，整車控制器檢測抽到真空度預(yù)設(shè)值的時間，如 果小于時間預(yù)設(shè)值，系統(tǒng)正常；如果大于時間預(yù)設(shè)值，整車控制器報系統(tǒng)故障，給儀表發(fā)送 信號點亮儀表警示燈和蜂鳴器，如果在檢測期間有踩制動踏板的操作將重新進行診斷；故 障一旦發(fā)生，修復(fù)之后整車重新上下電故障消失，儀表顯示正常； 5. 制動踏板抬起，真空泵使能信號停止，整車控制器檢測真空壓力自然釋放到真空泵 開啟閥值時間是否大于預(yù)設(shè)值，如果大于，系統(tǒng)正常；如果小于，整車控制器報系統(tǒng)故障，給 儀表發(fā)送信號點亮儀表警示燈和蜂鳴器，如果在檢測期間有踩制動踏板的操作將重新進行 診斷；故障一旦發(fā)生，修復(fù)之后整車重新上下電故障消失，儀表顯示正常； 6.在行車過程中，如果出現(xiàn)連續(xù)制動的工況，整車控制器檢測真空壓力是否達到預(yù)設(shè) 值，如果達到，整車控制器報系統(tǒng)故障，給儀表發(fā)送信號點亮儀表警示燈和蜂鳴器報警，如 果連續(xù)制動工況消失，整車控制器檢測到真空壓力值小于預(yù)設(shè)值，故障自動恢復(fù)，儀表顯示 正常。
【權(quán)利要求】
1. 一種純電動汽車真空助力制動系統(tǒng)，系統(tǒng)包含整車控制單元（HCU)、電動真空泵、真 空壓力傳感器、儀表、制動踏板、繼電器和電源，HCU與儀表之間通過CAN線進行通信交互， 其他部分與HCU通過硬線連接 ： 所述整車控制器，用于采集真空壓力信號，根據(jù)真空壓力值判斷真空罐內(nèi)的真空度是 否能滿足開啟關(guān)閉要求，若滿足開啟要求，整車控制器控制真空泵使能信號為1，若滿足關(guān) 閉要求，整車控制器控制真空泵使能信號為0,控制真空泵工作或者停止；整車控制器還用 于實時采集真空泵供電電源信息，判斷電源是否斷開；整車控制器還用于采集駕駛員對制 動踏板的操作信號，判斷真空助力系統(tǒng)是否漏氣、抽真空性能下降以及是否處于連續(xù)工作 狀態(tài)； 所述真空壓力傳感器用于測試真空罐內(nèi)的真空度，當真空罐低于某一真空度時，將信 號送到整車控制器； 所述繼電器，控制真空泵工作； 所述電源，在繼電器前端，為真空泵提供電源； 所述制動踏板，向整車控制器提供駕駛員對制動的操作信號； 所述儀表，用于顯示故障報警信息。
2. -種純電動汽車真空助力制動系統(tǒng)故障診斷方法，所述方法采用權(quán)利要求1所述的 制動系統(tǒng)，在電動汽車上電之后，整車控制器實時采集真空泵供電電源信息，判斷電源是否 斷開；整車控制器實時采集真空壓力的變化值，根據(jù)真空泵的工作狀態(tài)以及駕駛員對制動 的操作對真空助力系統(tǒng)進行判斷是否漏氣、抽真空性能下降以及是否處于連續(xù)工作狀態(tài)等 診斷，具體故障診斷過程如下： (1) 整車上電； (2) 整車控制器檢測控制真空泵工作的繼電器前端供電電源是否斷開，如果斷開，整 車控制器報系統(tǒng)故障，給儀表發(fā)送報警信息；當故障修復(fù)之后，整車重新上電，儀表顯示正 常； (3) 整車控制器采集真空壓力傳感器的信號，檢測真空壓力是否與大氣壓力相等且持 續(xù)時間A，判斷真空管路接口是否斷開，如果滿足，整車控制器報系統(tǒng)故障，給儀表發(fā)送報警 信息；當故障修復(fù)之后，整車重新上電，儀表顯示正常； (4) 使制動踏板抬起，真空泵使能信號發(fā)出，整車控制器檢測抽到真空度預(yù)設(shè)值的時 間，如果小于時間預(yù)設(shè)值，系統(tǒng)正常；如果大于時間預(yù)設(shè)值，整車控制器報系統(tǒng)故障，給儀表 發(fā)送報警信息；當故障修復(fù)之后，整車重新上電，儀表顯示正常； (5) 使制動踏板抬起，真空泵使能信號停止，整車控制器檢測真空壓力自然釋放到真空 泵開啟閥值時間是否大于預(yù)設(shè)值，如果大于，系統(tǒng)正常；如果小于，整車控制器報系統(tǒng)故障， 給儀表發(fā)送報警信息；當故障修復(fù)之后，整車重新上電，儀表顯示正常； (6) 在行車過程中，如果出現(xiàn)連續(xù)制動的工況，整車控制器檢測真空壓力是否達到預(yù)設(shè) 值，如果達到，整車控制器報系統(tǒng)故障，給儀表發(fā)送報警信息；如果連續(xù)制動工況消失，整車 控制器檢測到真空壓力值小于預(yù)設(shè)值，故障自動恢復(fù)，儀表顯示正常； 所述整車控制器對真空助力系統(tǒng)各狀態(tài)的診斷是并行進行的，只要有一種情況發(fā)生故 障，真空助力系統(tǒng)就報故障。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的純電動汽車真空助力制動系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，
【文檔編號】B60T17/22GK104118420SQ201410369105
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】王艷靜, 馮超, 余小菲, 陳平 申請人:重慶長安汽車股份有限公司, 重慶長安新能源汽車有限公司