專利名稱：強混合動力汽車真空助力安全控制系統(tǒng)及控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及汽車用制動助力控制技術，具體涉及真空助力閉環(huán)控制及安全保護方法。
背景技術：
真空助力制動系統(tǒng)作為新能源汽車常用安全系統(tǒng)，能夠在駕駛員有制動需求的時 候，保證制動踏板腳感舒適，制動安全，同時還需要滿足法規(guī)的要求。真空助力所使用的真空主要來源形式有以下幾種發(fā)動機進氣歧管負壓，電動真 空泵提供，發(fā)動機和真空泵共同提供。在常規(guī)車輛中，大多采用發(fā)動機自身產生；在部分新 能源車輛中采用發(fā)動機和電動真空泵共同產生或獨立的電動真空泵產生。對于常規(guī)新能源 車輛真空助力的控制方式主要存在以下兩個問題第一當車輛處于特殊的啟動和制動需求 下，無法有足夠的助力動力；第二當真空助力系統(tǒng)出現(xiàn)故障或真空腔體泄露時，不僅無法完 成制動助力，同時還給制動安全帶來隱患。

發(fā)明內容
本發(fā)明提出一種強混合動力汽車真空助力安全控制系統(tǒng)及控制方法，以避免現(xiàn)有 技術存在的以上問題，在滿足制動需求外，還能保證制動安全。該發(fā)明采取以下技術方案一種強混合動力汽車真空助力安全控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括有整車控制器HCU、電 動真空泵、真空儲能腔體、真空壓力傳感器、繼電器及線束；其中所述整車控制器HCU在整車范圍內主要作用是與整車其他控制器發(fā)生通訊，控制 信號或控制指令的發(fā)出，同時對整車故障診斷與計算作用。在該系統(tǒng)中主要擔負傳感器信 號的采集，控制電動真空泵電源繼電器的開與關，同時把真空泵系統(tǒng)的故障警告給駕駛員。所述電動真空泵通過橡膠軟管連接真空儲能腔體，真空儲能腔體再與真空助力器 連接；所述整車控制器HCU的控制線通過低壓12V繼電器連接電動真空泵，整車控制器 HCU通過數(shù)字輸出來控制低壓12V繼電器的開閉；所述真空壓力傳感器安裝在真空儲能腔體里，用來檢測真空儲能腔體里的真空壓 力，把壓力信號轉換成電壓信號，該信號通過線束連接到主控制器HCU上。電動真空泵的驅動電源接在車輛12V電源電池上。所述整車控制器HCU采集壓力傳感器信號，控制電動真空泵的低壓12V繼電器的 開與關，同時把真空泵系統(tǒng)的故障警告給駕駛員。本發(fā)明系統(tǒng)在檢測到真空儲能腔體壓力信號與電動真空泵工作時間之后，實施以 下控制(1)如果真空儲能腔內的真空壓力值未達到標定值，整車控制器數(shù)字輸出關閉電 源繼電器，使電動真空泵持續(xù)工作；反之電動真空泵停止工作。
(2)當整車控制器檢測到電動真空泵持續(xù)工作時間已經超出規(guī)定時間，結合真空 壓力信號，可以判斷真空系統(tǒng)泄露故障。(3)車輛在陡坡或長下坡剛啟動時有制動需求，可以在每次整車下電時，檢測真空 壓力值，使真空度達到上限時，才可以安全下電。通過以上系統(tǒng)和方法，本發(fā)明可以有效的利用真空助力，完成制動需求；下電延時 檢測設計，可以保證特殊路況制動需求。同時真空泵間歇工作模式，延長了使用壽命。當真 空助力系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候，真空助力制動失效時，可以自行檢測，準確及時的報出故障， 大大提高了制動安全。


圖1電子真空助力系統(tǒng)電器原理2電子真空助力控制策略3電子真空助力氣體泄漏故障診斷流程圖
具體實施例方式以下結合附圖詳細說明本發(fā)明的實施過程圖1為電子真空助力系統(tǒng)組成原理圖，主要由主控制器HCU、真空壓力傳感器、電 子真空泵、繼電器和線束等組成。電動真空泵通過橡膠軟管連接真空儲能腔體，真空儲能腔體再與真空助力器連 接。整車控制器HCU的控制線通過低壓12V繼電器連接電動真空泵，整車控制器HCU通過 數(shù)字輸出來控制低壓12V繼電器的開閉，電動真空泵的驅動電源接在車輛12V電源電池上。 壓力傳感器直接安裝在真空儲能腔體里，用于檢測真空儲能腔內的真空度，把壓力信號轉 換成電壓信號，該信號通過線束連接到整車控制器HCU上。整車控制器HCU采集壓力傳感 器信號，控制電動真空泵的低壓12V繼電器的開與關，同時把真空泵系統(tǒng)的故障警告給駕 駛員。當整車系統(tǒng)運行的時候，首先真空壓力傳感器檢測真空儲能腔內的真空度，把壓 力信號轉換成電壓信號，該信號通過線束連接到主控制器HCU。主控制器HCU通過數(shù)字輸出 拉低來控制繼電器的閉合，從而控制真空泵的電源接通。其工作過程為當壓力傳感器電壓 信號輸入給主控制器HCU判斷電壓值，從而判斷真空度是否達到標準，如果不在標定范圍 內，則主控制器HCU發(fā)出數(shù)字低電平信號讓繼電器閉合，此時電子真空泵電源接通。當真空 泵工作一段時間，傳感器檢測到的電壓信號在標定的范圍之內，表明真空儲能腔的真空度 達到要求，此時主控制器控制繼電器斷開，使電子真空泵停止工作。圖2為電子真空助力控制過程圖，其控制策略主要分為三個階段第一為階段為 整車系統(tǒng)啟動時真空度的檢測，第二階段為整車系統(tǒng)運行時，電子真空泵的控制，第三階段 為整車系統(tǒng)下電時電子真空泵的控制。首先第一階段，壓力傳感器檢測真空儲能腔體內的真空度，把壓力信號轉換成電 壓信號，并將電壓信號輸入整車控制器HCU，整車控制器HCU根據(jù)傳感器電壓信號確定是否 開啟真空泵，當電壓小于某一規(guī)定數(shù)值U時，斷開繼電器，反之閉合繼電器，其中U是根據(jù)真 空儲能腔體的壓力值轉換成的電壓信號值，其具體大小是根據(jù)壓力傳感器的電壓特性和真空儲能腔體的壓力值標定得到。腔體內的壓力越小，對應的電壓值越大，反之越小，呈反比 關系。第二階段是在整車行駛工況下，真空壓力傳感器檢測電壓信號，其過程與第一階 段相同。首先壓力傳感器檢測真空儲能腔內的真空度，把壓力信號轉換成電壓信號，輸入到 主控制器HCU，由主控制器HCU判斷電壓值，從而判斷真空度是否達到標定范圍，如果不在 標定范圍內，則主控制器發(fā)出數(shù)字低電平信號讓繼電器閉合，接通電子真空泵電源，真空泵 工作；當真空泵工作一段時間，當傳感器檢測到的電壓信號在標定范圍之內，表明真空儲能 腔的真空度達到要求，此時主控制器控制繼電器斷開，使電子真空泵停止工作。第三階段為整車系統(tǒng)下電時電子真空泵的控制。其過程為整車扭矩需求為零，控 制整車高壓電開關的高壓繼電器斷開，電機控制器下電，整車數(shù)據(jù)存儲到主控制器HCU之 后，壓力傳感器將信號傳給主控制器HCU，由主控制器HCU判斷真空壓力是否達到上述數(shù)值 U，如果達到，則繼電器被關閉，反之，繼電器閉合，電子真空泵繼續(xù)工作，直到壓力傳感器測 得的電壓達到上述數(shù)值U為止，此時主控制器被關閉，即下電，同時該值U被存儲到主控制 器HCU中，該存儲信號用于下一次啟動時壓力比較。第三階段的實施，可以確保車輛在下一 次的啟動過程中，尤其是在坡路啟動時的制動安全。圖3為電子真空助力氣體泄漏故障診斷流程圖，診斷過程為在整車系統(tǒng)每一次下電的過程中真空度都是達到上限的，當在下一次的啟動過程 中，真空壓力傳感器檢測到的真空度應該是上限值，如果主控制器存儲的電壓值和檢測值 有差異，則認為真空助力系統(tǒng)有泄漏。另一診斷是在系統(tǒng)運行過程中進行，其過程為當電子真空泵持續(xù)工作時間內無 制動需求，且真空泵持續(xù)工作時間為T+2S，則認為真空助力系統(tǒng)泄漏。其中T為電子真空泵 把真空儲能腔內的空氣壓力由下限Pl抽到上限P2持續(xù)的時間。
權利要求
一種強混合動力汽車真空助力安全控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括有整車控制器HCU、電動真空泵、壓力傳感器、繼電器及線束；其特征在于所述電動真空泵通過橡膠軟管連接真空儲能腔體，真空儲能腔體再與真空助力器連接；所述整車控制器HCU的控制線通過低壓12V繼電器連接電動真空泵，整車控制器HCU通過數(shù)字輸出來控制低壓12V繼電器的開閉；電動真空泵的驅動電源接在車輛12V電源電池上；所述壓力傳感器直接安裝在真空儲能腔體里，用于檢測真空儲能腔內的真空度，把壓力信號轉換成電壓信號，該信號通過線束連接到整車控制器HCU上；所述整車控制器HCU采集壓力傳感器信號，控制電動真空泵的低壓12V繼電器的開與關，同時把真空泵系統(tǒng)的故障警告給駕駛員。
2.利用權利要求1所述的系統(tǒng)進行強混合動力汽車真空助力安全控制的方法，所述方 法分三個階段(1)整車系統(tǒng)啟動時真空度的檢測首先壓力傳感器檢測真空儲能腔體內的真空度， 把壓力信號轉換成電壓信號，并將電壓信號輸入整車控制器HCU，整車控制器HCU根據(jù)傳感 器電壓信號確定是否開啟真空泵，當電壓小于某一規(guī)定數(shù)值U時，斷開繼電器，反之閉合繼 電器，其中U是根據(jù)真空儲能腔體的壓力值轉換成的電壓信號值，其具體大小是根據(jù)壓力 傳感器的電壓特性和真空儲能腔體的壓力值標定得到；(2)整車系統(tǒng)運行時對電子真空泵的控制首先壓力傳感器檢測真空儲能腔內的真空 度，把壓力信號轉換成電壓信號，輸入到主控制器HCU，由主控制器HCU判斷電壓值，從而判 斷真空度是否達到標定范圍，如果不在標定范圍內，則主控制器發(fā)出數(shù)字低電平信號讓繼 電器閉合，接通電子真空泵電源，真空泵工作；當真空泵工作一段時間，當傳感器檢測到的 電壓信號在標定范圍之內，表明真空儲能腔的真空度達到要求，此時主控制器控制繼電器 斷開，使電子真空泵停止工作；(3)整車系統(tǒng)下電時對電子真空泵的控制整車扭矩需求為零，控制整車高壓電開關 的高壓繼電器斷開，電機控制器下電，整車數(shù)據(jù)存儲到主控制器HCU之后，壓力傳感器將信 號傳給主控制器HCU，由主控制器HCU判斷真空壓力是否達到上述數(shù)值U,如果達到，則繼電 器被關閉，反之，繼電器閉合，電子真空泵繼續(xù)工作，直到壓力傳感器測得的電壓達到上述 數(shù)值U為止，此時主控制器被關閉，即下電，同時該值U被存儲到主控制器HCU中，該存儲信 號用于下一次啟動時壓力比較。
3.根據(jù)權利要求2所述的強混合動力汽車真空助力安全控制的方法，其特征在于進 一步，在系統(tǒng)啟動過程中和運行過程中，本系統(tǒng)設置了電子真空助力氣體泄漏故障診斷步 驟，過程如下在整車系統(tǒng)每一次的啟動過程中即系統(tǒng)上電時，由壓力傳感器檢測真空度，并將信號 轉換成電壓輸入整車控制器HCU，整車控制器HCU將存儲的電壓值和輸入的檢測值進行比 較，如果有差異，則認為真空助力系統(tǒng)有泄漏，整車控制器會通過燈光顯示或蜂鳴警告駕駛 員；在整車運行過程中整車控制器HCU檢測到在電子真空泵持續(xù)工作時間內無制動需求， 且真空泵持續(xù)工作時間為T+2S，則認為真空助力系統(tǒng)泄漏，其中T為電子真空泵把真空儲能腔內的空氣壓力由下限Pl抽到上限P2持續(xù)的時間，S是時間秒。
全文摘要
本發(fā)明提出一種強混合動力汽車真空助力安全控制系統(tǒng)及方法，其系統(tǒng)包括有整車控制器HCU、電動真空泵、真空儲能腔體、壓力傳感器、繼電器及線束；其由壓力傳感器電壓信號輸入給主控制器判斷電壓值，從而判斷真空度是否達到標準，如果不在標定范圍內，則主控制器發(fā)出數(shù)字低電平信號讓繼電器閉合，電子真空泵電源接通。當真空泵工作一段時間，傳感器檢測到的電壓信號在標定的范圍之內，表明真空儲能腔的真空度達到要求，此時主控制器控制繼電器斷開，使電子真空泵停止工作。本發(fā)明可以有效的利用真空助力，完成制動需求，當出現(xiàn)故障的時候，真空助力制動失效，可自行檢測，準確及時的報出故障，大大提高了制動安全。
文檔編號B60T13/72GK101890949SQ20101024216
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月30日 優(yōu)先權日2010年7月30日
發(fā)明者任勇, 周安健, 張裕強, 李宗華, 段志輝, 蘇嶺 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