電動汽車真空助力及電機復合制動系統及制動控制方法技術方案

本發明專利技術涉及一種電動汽車真空助力及電機復合制動系統，它包括自動變速箱、牽引電機、牽引電機控制器、整車控制器、真空泵、制動踏板模塊、制動液位傳感器、用于監測真空泵溫度的真空泵電機溫度傳感器、安裝于真空罐入口處的第一線性真空傳感器和第二線性真空傳感器，真空泵電機溫度傳感器的溫度信號輸出端、第一線性真空傳感器的線性真空信號輸出端和第二線性真空傳感器的線性真空信號輸出端連接整車控制器的模擬量采集通道，制動液位傳感器的制動液位信號輸出端連接整車控制器的數字量采集通道。本發明專利技術具有更高的可靠性，能有效避免安全事故。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電動汽車制動安全
，具體涉及一種電動汽車真空助力及電機復合制動系統及制動控制方法。
技術介紹
車輛制動系統可靠性是整車安全的重要組成部分，傳統中小排量車輛若采用汽油發動機為動力則利用進氣歧管與大氣壓力差(亦即真空助力器膜片兩側壓力差)助力推動制動缸內活塞，減輕駕駛員制動踏板力；電動汽車通常采用電子真空助力系統將駕駛員制動踏板力量進行放大。出于節能及延長真空泵壽命考慮(電動真空泵不宜長期連續工作)，通常檢測真空度相對壓力在-75kpa時停止真空泵工作，-60kpa時啟動真空泵工作，-55kpa時報警提示真空度不足。采用整車控制器實時檢測制動信號和真空傳感器信號作為真空泵啟停判斷依據。若真空傳感器可靠性不高，損壞或者發出錯誤信號—真空度不足但是告知整車控制器真空度足夠，整車控制器未能提前命令真空泵工作，未能及時判別真空泵故障并給駕駛員提醒采取緊急應對措施將嚴重影響行車安全。或者整車控制器控制真空泵電機工作，希望盡快達到期望的真空度，但是因為真空泵電機存在機械堵轉的可能，整車控制器若未能及時發覺并采取安全措施，將會嚴重影響行車安全。申請號CN201010296300.0的專利采用真空壓力傳感信號和制動踏板信號，真空泵電源共同檢測電動汽車真空泵工作狀況并作出故障診斷，但是沒有考慮單一真空傳感器可靠性影響；申請號為CN201210290307.0的專利采用真空傳感器和壓力開關冗余判別，降低單一真空開關或者真空傳感器誤報帶來的影響；僅僅限于真空泵部分故障后報警，未考慮真空泵傳感器或者真空泵部分失效后如何采取可行性措施最大限度確保行車安全。專利技術內容本專利技術的目的在于提供一種電動汽車真空助力及電機復合制動系統及制動控制方法，具有更高的可靠性，能有效避免安全事故。為解決上述技術問題，本專利技術公開的一種電動汽車真空助力及電機復合制動系統，其特征在于：它包括自動變速箱、牽引電機、牽引電機控制器、整車控制器、真空泵、制動踏板模塊，所述自動變速箱輸出軸用于驅動車輛驅動橋，牽引電機輸出軸連接自動變速箱的輸入軸，牽引電機控制器的三相交流電輸出端連接牽引電機的三相交流線輸入端，牽引電機控制器的CAN(ControllerAreaNetwork，控制器局域網絡)通信接口連接整車控制器的第一CAN通信接口；自動變速箱的擋位信號輸出端、制動踏板模塊的制動踏板狀態信號輸出端均連接整車控制器的數字量采集通道，真空泵的電機的電機電流信號通信端連接整車控制器的模擬量采集通道，整車控制器的選換擋執行信號輸出端連接自動變速箱的控制端，整車控制器的電機驅動信號輸出端連接真空泵的電機的驅動端，真空泵的泵體與真空罐連通；其特征在于：它還包括制動液位傳感器、用于監測真空泵溫度的真空泵電機溫度傳感器、安裝于真空罐入口處的第一線性真空傳感器和第二線性真空傳感器，所述真空泵電機溫度傳感器的溫度信號輸出端、第一線性真空傳感器的線性真空信號輸出端和第二線性真空傳感器的線性真空信號輸出端連接整車控制器的模擬量采集通道，制動液位傳感器的制動液位信號輸出端連接整車控制器的數字量采集通道。所述整車控制器輸出接地信號分別連接第一線性真空傳感器和第二線性真空傳感器的接地端，整車控制器的真空傳感器電源端分別連接第一線性真空傳感器和第二線性真空傳感器的供電端。電動汽車真空助力及電機復合制動系統還包括車輛儀表，整車控制器的第二CAN通信接口與車輛儀表的CAN通信接口相連。一種利用上述系統的電動汽車真空助力及電機復合制動方法，其特征在于，它包括如下步驟：步驟1：第一線性真空傳感器的線性真空信號輸出端和第二線性真空傳感器的線性真空信號輸出端向整車控制器的模擬量采集通道傳輸測量真空罐真空度的0.5V～4.5V線性電壓信號；步驟2：整車控制器從車輛儀表處采集實時車速數據，整車控制器從制動液位傳感器處采集實時制動液位數據，整車控制器從真空泵電機溫度傳感器處采集實時電機溫度數據，整車控制器從真空泵的電機處采集電機電流數據；步驟3：整車控制器將測量真空罐真空度的0.5V～4.5V線性電壓信號結合實時車速數據、實時制動液位數據、實時電機溫度數據和電機電流數據判斷車輛處于如下各種模式：正常模式：當第一線性真空傳感器輸出的線性電壓信號與第二線性真空傳感器輸出的線性電壓信號之差的絕對值小于等于0.16V，且第一線性真空傳感器和第二線性真空傳感器輸出的線性電壓信號均在0.5～4.5V之間則認為檢測有效，判斷為第一線性真空傳感器和第二線性真空傳感器正常，取兩個線性傳感器電壓平均值并對照已有的傳感器電壓真空度曲線獲取真空度，此時駕駛員踩制動踏板，整車控制器識別駕駛員減速意圖，控制牽引電機控制器進入制動模式，牽引電機輸出制動扭矩至驅動橋；此時真空系統正常，駕駛員可以順利踩下制動踏板至更深開度，依靠真空泵真空助力作用液壓制動部分發揮作用，即整車處于牽引電機制動和液壓制動同時存在的復合制動模式，且牽引電機電制動優先發生，車輛正常行駛；真空傳感器信號失效模式：整車控制器采集的第一線性真空傳感器輸出的線性電壓信號和第二線性真空傳感器輸出的線性電壓信號均大于4.5v或者均小于0.5V，或者同一時刻第一線性真空傳感器輸出的線性電壓信號與第二線性真空傳感器輸出的線性電壓信號之差的絕對值大于0.16V，則整車控制器報警提示線性真空傳感器失效或線性電壓信號采集無效，此時液壓制動處于不可控未知階段，存在駕駛員踩下制動踏板費力但駕駛員未能提前預知的可能，制動踏板信號電信號正常發出，下同：若車輛處于加速階段且車速小于預設的限制車速v1，則整車控制器控制車輛車速不超過預設的限制車速v1，自動變速箱保持當前低速擋位；若車速已經大于等于預設的限制車速v1且駕駛員踩下加速踏板，則整車控制器控制車輛加速踏板無效；自動變速箱保持當前擋位，牽引電機控制器自動切換為制動模式，制動力矩大小為牽引電機當前轉速下額定轉矩，強制車速減至預設的限制車速v1以下；若車速大于v1而小于v2，且整車控制器檢測到制動踏板模塊發出的制動踏板信號有效，則自動變速箱保持當前擋位，牽引電機控制器自動切換為制動模式，制動力矩大小為牽引電機當前轉速下峰值轉矩，強制車速盡快減至預設的限制車速v1以下；若車速大于v2，且整車控制器檢測到制動踏板模塊發出的制動踏板信號有效，此時整車控制器強制自動變速箱在0.5秒內完成降擋，待換擋成功后牽引電機控制器自動切換為制動模式，制動力矩大小為牽引電機當前轉速下峰值轉矩，依靠施加在驅動橋上的電制動力矩將車速降低到預設的安全車速v1以內，此后駕駛員再次加速，則車速不得超過預設的限制車速v1；單一傳感器失效模式：整車控制器采集的第一線性真空傳感器輸出的線性電壓信號和第二線性真空傳感器輸出的線性電壓信號中任何一路大于4.5v或者小于0.5V，則整車控制器報警提示單一傳感器失效，選取正常電壓范圍內的線性真空傳感器信號作為判斷依據，此時：若車輛處于加速階段且車速小于預設的限制車速v3，則整車控制器控制車輛車速不超過預設的限制車速v3，自動變速箱保持當前低速擋位；若車輛處于加速階段且車速大于等于預設的限制車速v3小于限制車速v4，則整車控制器控制車輛加速無效，自動變速箱保持當前擋位；牽引電機控制器自動切換為制動模式，制動力矩大小為牽本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電動汽車真空助力及電機復合制動系統，其特征在于：它包括自動變速箱(201)、牽引電機(301)、牽引電機控制器(302)、整車控制器(501)、真空泵、制動踏板模塊(801)，所述自動變速箱(201)輸出軸用于驅動車輛驅動橋(101)，牽引電機(301)輸出軸連接自動變速箱(201)的輸入軸，牽引電機控制器(302)的三相交流電輸出端連接牽引電機(301)的三相交流線輸入端，牽引電機控制器(302)的CAN通信接口連接整車控制器(501)的第一CAN通信接口；自動變速箱(201)的擋位信號輸出端、制動踏板模塊(801)的制動踏板狀態信號輸出端均連接整車控制器(501)的數字量采集通道，真空泵的電機(901)的電機電流信號通信端連接整車控制器(501)的模擬量采集通道，整車控制器(501)的選換擋執行信號輸出端連接自動變速箱(201)的控制端，整車控制器(501)的電機驅動信號輸出端連接真空泵的電機(901)的驅動端，真空泵的泵體(1001)與真空罐(1101)連通；其特征在于：它還包括制動液位傳感器(701)、用于監測真空泵溫度的真空泵電機溫度傳感器(902)、安裝于真空罐(1101)入口處的第一線性真空傳感器(601)和第二線性真空傳感器(602)，所述真空泵電機溫度傳感器(902)的溫度信號輸出端、第一線性真空傳感器(601)的線性真空信號輸出端和第二線性真空傳感器(602)的線性真空信號輸出端連接整車控制器(501)的模擬量采集通道，制動液位傳感器(701)的制動液位信號輸出端連接整車控制器(501)的數字量采集通道。...

【技術特征摘要】
1.一種電動汽車真空助力及電機復合制動系統，其特征在于：它包括自動變速箱(201)、牽引電機(301)、牽引電機控制器(302)、整車控制器(501)、真空泵、制動踏板模塊(801)，所述自動變速箱(201)輸出軸用于驅動車輛驅動橋(101)，牽引電機(301)輸出軸連接自動變速箱(201)的輸入軸，牽引電機控制器(302)的三相交流電輸出端連接牽引電機(301)的三相交流線輸入端，牽引電機控制器(302)的CAN通信接口連接整車控制器(501)的第一CAN通信接口；自動變速箱(201)的擋位信號輸出端、制動踏板模塊(801)的制動踏板狀態信號輸出端均連接整車控制器(501)的數字量采集通道，真空泵的電機(901)的電機電流信號通信端連接整車控制器(501)的模擬量采集通道，整車控制器(501)的選換擋執行信號輸出端連接自動變速箱(201)的控制端，整車控制器(501)的電機驅動信號輸出端連接真空泵的電機(901)的驅動端，真空泵的泵體(1001)與真空罐(1101)連通；其特征在于：它還包括制動液位傳感器(701)、用于監測真空泵溫度的真空泵電機溫度傳感器(902)、安裝于真空罐(1101)入口處的第一線性真空傳感器(601)和第二線性真空傳感器(602)，所述真空泵電機溫度傳感器(902)的溫度信號輸出端、第一線性真空傳感器(601)的線性真空信號輸出端和第二線性真空傳感器(602)的線性真空信號輸出端連接整車控制器(501)的模擬量采集通道，制動液位傳感器(701)的制動液位信號輸出端連接整車控制器(501)的數字量采集通道。2.根據權利要求1所述的電動汽車真空助力及電機復合制動系統，其特征在于：所述整車控制器(501)輸出接地信號分別連接第一線性真空傳感器(601)和第二線性真空傳感器(602)的接地端，整車控制器(501)的真空傳感器電源端分別連接第一線性真空傳感器(601)和第二線性真空傳感器(602)的供電端。3.根據權利要求1所述的電動汽車真空助力及電機復合制動系統，其特征在于：它還包括車輛儀表(401)，整車控制器(501)的第二CAN通信接口與車輛儀表(401)的CAN通信接口相連。4.根據權利要求3所述的電動汽車真空助力及電機復合制動系統，其特征在于：所述整車控制器(501)與牽引電機控制器(302)之間通過CAN通訊獲取牽引電機(301)的轉速和實際扭矩信息并向牽引電機控制器(302)發送目標模式和目標轉矩，確保電機控制器響應整車控制器指令。5.根據權利要求1所述的電動汽車真空助力及電機復合制動系統，其特征在于：整車控制器(501)向牽引電機控制器(302)發送目標模式和目標轉矩的通信周期為10ms/幀。6.一種利用權利要求1所述系統的電動汽車真空助力及電機復合制動方法，其特征在于，它包括如下步驟：步驟1：第一線性真空傳感器(601)的線性真空信號輸出端和第二線性真空傳感器(602)的線性真空信號輸出端向整車控制器(501)的模擬量采集通道傳輸測量真空罐(1101)真空度的0.5V～4.5V線性電壓信號；步驟2：整車控制器(501)從車輛儀表(401)處采集實時車速數據，整車控制器(501)從制動液位傳感器(701)處采集實時制動液位數據，整車控制器(501)從真空泵電機溫度傳感器(902)處采集實時電機溫度數據，整車控制器(501)從真空泵的電機(901)處采集電機電流數據；步驟3：整車控制器(501)將測量真空罐(1101)真空度的0.5V～4.5V線性電壓信號結合實時車速數據、實時制動液位數據、實時電機溫度數據和電機電流數據判斷車輛處于如下各種模式：正常模式：當第一線性真空傳感器(601)輸出的線性電壓信號與第二線性真空傳感器(602)輸出的線性電壓信號之差的絕對值小于等于0.16V，且第一線性真空傳感器(601)和第二線性真空傳感器(602)輸出的線性電壓信號均在0.5～4.5V之間則認為檢測有效，判斷為第一線性真空傳感器(601)和第二線性真空傳感器(602)正常，取兩個線性傳感器電壓平均值并對照已有的傳感器電壓真空度曲線獲取真空度，此時司機踩制動踏板，整車控制器(501)識別司機減速意圖，控制牽引電機控制器(302)進入制動模式，牽引電機(301)輸出制動扭矩至驅動橋(101)；此時真空系統正常，駕駛員可以順利踩下制動踏板至更深開度，依靠真空泵真空助力作用液壓制動部分發揮作用，即整車處于牽引電機制動和液壓制動同時存在的復合制動模式，且牽引電機電制動優先發生，車輛正常行駛；真空傳感器信號失效模式：整車控制器(501)采集的第一線性真空傳感器(601)輸出的線性電壓信號和第二線性真空傳感器(602)輸出的線性電壓信號均大于4.5v或者均小于0.5V，或者同一時刻第一線性真空傳感器(601)輸出的線性電壓信號與第二線性真空傳感器(602)輸出的線性電壓信號之差的絕對值大于0.16V，則整車控制器(501)報警提示線性真空傳感器失效或線性電壓信號采集無效，此時液壓制動處于不可控未知階段，存在駕駛員踩下制動踏板費力但駕駛員未能提前預知的可能：若車輛處于加速階段且車速小于預設的限制車速v1，則整車控制器(501)控制車輛車速不超過預設的限制車速v1，自動變速箱保持當前低速擋位；若車速已經大于等于預設的限制車速v1且駕駛員踩下加速踏板，則整車控制器(501)控制車輛加速踏板無效；自動變速箱(201)保持當前擋位，牽引電機控制器(302)自動切換為制動模式，制動力矩大小為牽引電機(301)當前轉速下額定轉矩，強制車速減至預設的限制車速v1以下；若車速大于v1而小于v2，且整車控制器(50...

【專利技術屬性】
技術研發人員：童曉輝，周東河，朱久艷，馮根伍，戈小中，宮文體，
申請(專利權)人：東風襄陽旅行車有限公司，
類型：發明
國別省市：湖北;42