专利名称：混合动力汽车的刹车真空助力系统及刹车真空助力方法
技术领域：
本发明涉及刹车助力系统，特别涉及一种用于混合动力汽车的刹车真空助力系统
及刹车真空助力方法。
背景技术：
由于人们对环境保护以及能源有效合理利用的日益重视，具有高效、节能、环保车型的油电混合式混合动力汽车因具有电动车的低排放和传统内燃机汽车的高比能量的优点，已成为汽车行业的发展趋势。 现有的混合动力汽车基本上都配有刹车助力，尤其是采用真空助力装置的刹车控制系统的使用非常普及。现有的混合动力汽车的刹车真空助力系统主要由控制器通过控制回路控制真空泵抽真空，进而控制真空助力器产生助力，以此实现刹车助力。然而，在异常情况、如控制回路失效的情况下却无法对刹车助力进行控制，由此无法完全实现混合动力汽车刹车真空助力系统的可靠性和有效性，无法最大限度的保证行车人的安全。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够保证在异常情况、如控制回路失效的情况下仍然能够有效地对刹车助力进行控制，最大限度地保证行车人的安全的用于混合动力汽车的刹车真空助力系统及刹车真空助力方法。 本发明提供的用于混合动力汽车的刹车真空助力系统包括主控制器、控制回路、
真空泵和真空罐，所述主控制器通过控制回路与真空泵电连接，所述主控制器用于通过控
制回路控制真空泵，所述真空泵的进气歧管与真空罐连通，该系统还包括发动机，所述主控
制器与发动机电连接，发动机的进气歧管与真空罐连通，所述主控制器还用于确定所述控
制回路是否处于异常状态，当确定所述控制回路处于异常状态时启动发动机。 本发明提供的用于混合动力汽车的刹车真空助力方法包括主控制器通过控制回
路控制与真空罐连通的真空泵，所述混合动力汽车的发动机的进气歧管与真空罐连通，该
方法还包括主控制器确定所述控制回路是否处于异常状态，当确定所述控制回路处于异常
状态时启动发动机。 本发明提供的用于混合动力汽车的刹车真空助力系统和刹车真空助力方法在混合动力汽车的控制回路出现异常而导致对真空泵的控制失效的情况下能够启动与真空罐连通的发动机，通过发动机工作产生的真空度使真空助力器在制动过程中产生助力，能够满足制动助力的要求，保证混合动力汽车刹车助力的有效性。
图1为本发明提供的用于混合动力汽车的刹车真空助力系统的结构图； 图2为根据本发明的优选实施方式的用于混合动力汽车的刹车真空助力方法的
流程图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明提供的用于混合动力汽车的刹车真空助力系统和刹车真
空助力方法做进一步的详细描述。 本发明提供的用于混合动力汽车的刹车真空助力系统包括主控制器12、控制回 路、真空泵6和真空罐7，所述主控制器12通过控制回路与真空泵6连通，用于通过控制回 路控制真空泵6，所述真空泵6的进气歧管与真空罐7连通，该系统还包括发动机21，所述 主控制器12与发动机21电连接，发动机21的进气歧管与真空罐7连通，所述主控制器12 还用于确定所述控制回路是否处于异常状态，当确定所述控制回路处于异常状态时启动发 动机21。 如图1所示，真空助力器3的真空伺服气室后腔经由控制阀与刹车踏板形成连杆 机构，用于为刹车踏板提供助力，真空助力器3的真空伺服气室前腔经由真空管路连通至 真空罐7，真空罐7经由真空管路连通至真空泵6。真空罐7上设置有真空压力传感器10， 主控制器12还与真空压力传感器10电连接，用于通过真空压力传感器10检测真空罐7中 气压值的大小，进而控制真空泵6开启和关闭，以此控制真空助力器为刹车踏板提供助力。 通过真空压力传感器10检测真空罐7中气压值的大小，进而控制真空泵6的开闭，以控制 真空助力器提供刹车助力的过程为本领域技术人员所公知。 所述发动机21为任意可以将热能转换为机械能的发动机装置，例如可以为汽油 发动机、柴油发动机或其他燃料发动机。发动机21在混合动力汽车处于纯电动工作模式时 不工作，而在混合动力汽车处于混合动力工作模式时参与驱动工作，为本领域技术人员所 公知。 主控制器12具有AD转换器和MCU。通过真空压力传感器10采集的表示气压值 大小的模拟信号经过主控制器12的AD转换器转换为数字信号后再输入到主控制器12的 MCU，并通过主控制回路输出具有不同电压值的控制信号来控制真空泵6的开启和关闭，为 本领域技术人员所公知。 所述主控制器12为任意可以根据接收到的表示气压值大小的电信号控制真空泵 6开启和关闭的控制器，例如可以为PLC或单片机。优选情况下，所述主ECU 12为采用可加 密ARM芯片的单片机LPC2194。 当混合动力汽车需要刹车而踩下刹车踏板后，真空压力传感器10对真空罐7内气 压值大小进行检测，并将表示气压值大小的电信号发送到主控制器12。当真空压力传感器 10检测到真空罐7内气压值不能满足车辆制动助力要求时，主控制器12通过控制回路控制 真空泵6开启，由此真空助力器3内的真空伺服气室膜片两端承受不同的气压，使制动主缸 输出很大的压力，达到致动的目的；当真空压力传感器10检测到真空罐7内气压值满足车 辆制动助力要求时，主控制器12通过主控制回路控制真空泵6关闭，不对刹车进行致动。
为了在控制回路处于异常状态时仍能实现刹车助力，本发明提供的刹车真空助力 系统中，发动机21的进气歧管与真空罐7连通，主控制器12还用于确定控制回路是否处于 异常状态，当确定控制回路处于异常状态时启动发动机21。由于发动机21的进气歧管与 真空罐7连通，通过发动机21工作而在其进气歧管产生的真空度来调节真空罐7中的气压 值，以此控制与真空罐7连通的真空助力器3为刹车踏板提供助力。
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所述控制器12接收来自控制回路的控制回路回采信号并当在刹车时检测到接收 到的控制回路回采信号与通过控制回路输出的控制信号状态不一致时，确定控制回路处于 异常状态。 所述控制回路采用闭环控制，主控制器12能够根据控制回路输出的控制信号与 来自控制回路的回采信号的逻辑关系来判断控制回路是否正常。控制回路输出的控制信号 与回采信号的逻辑关系可以进行预先设定，并预先存储在主控制器12中，当主控制器12当 检测到接收到的控制回路回采信号与通过控制回路输出的控制信号状态不一致时，确定主 控制器12处于控制回路异常状态，由此输出发动机启动信号，启动发动机工作，以此控制 真空助力器为刹车踏板提供助力。 所述控制回路包括主控制回路和从控制回路，所述主控制器12分别通过主控制 回路和从控制回路与真空泵6电连接； 所述主控制器12确定所述控制回路是否处于异常状态时，先判断主控制回路是 否处于异常状态，当判断主控制回路处于异常状态时通过从控制回路控制真空泵6，然后判 断从控制回路是否处于异常状态，当判断从控制回路处于异常状态才确定所述控制回路处 于异常状态。 为了在控制回路处于异常状态时能提醒驾驶人，优选情况下，本发明提供的刹车 真空助力系统中，主控制器12还用于当确定所述控制回路处于异常状态时输出报警信号。 与主控制器12连接的汽车报警装置接收到所述报警信号时可以进行报警，提醒驾驶人控 制回路处于异常状态。 优选情况下，所述系统还包括真空压力传感器IO，该真空压力传感器10设置在所 述真空罐7上，所述主控制器12还与真空压力传感器10电连接，所述主控制器12还用于 确定所述真空压力传感器10是否处于故障状态，当确定所述真空压力传感器10处于故障 状态时控制真空泵6开启。 主控制器12通过在刹车时检测输入主控制器12的表示压力值大小的电信号的变 化情况来判断真空压力传感器10是否处于故障状态，当输入主控制器12的表示压力值大 小的电信号在刹车时均无变化时，主控制器12确定真空压力传感器10处于故障状态，由此 控制真空泵6开启。 优选情况下，所述系统还包括电机控制器15，该电机控制器15与主控制器12电连 接，所述主控制器12还用于确定发动机21是否处于控制异常状态，当确定发动机21处于 控制异常状态时输出发动机强制启动信号到电机控制器15，所述电机控制器7还用于根据 接收到的发动机强制启动信号控制电机15强制拖动发动机21启动。 所述电机9与发动机21相连，为任意可以利用三相交流电驱动、将交流电能转换 为机械能输出以拖动发动机运转的装置，例如可以为异步交流电机。 所述电机控制器15为用于对电机9的启停及转速进行控制的电机控制装置，电机 控制器15通过接收到的发动机强制启动信号控制电机9强制拖动发动机21工作，通过电 机9强制拖动发动机21运转的过程为本领域技术人员所公知。 当混合动力汽车的发动机21启动时，发动机控制器2会发送表示发动机启动的信 号到主控制器12，当主控制器12在启动发动机21之后或在混合动力工作模式下未收到来 自发动机控制器2的表示发动机启动的信号时，确定发动机21处于控制异常状态，由此输出发动机强制启动信号到电机控制器7，电机控制器7根据接收到的发动机强制启动信号 控制电机7强制拖动发动机21运转，由此实现刹车助力。 优选情况下，为了在主控制器12死机状态下实现刹车助力，所述系统还包括发动 机控制器2，该发动机控制器2串联电连接在主控制器12与发动机21之间，主控制器12还 用于按固定周期发送表示正常工作的电信号到发动机控制器2，所述发动机控制器2用于 当在预定时间段内未接收到来自主控制器12的表示正常工作的电信号时启动发动机21。
所述发动机控制器2与主控制器12通过状态端口连接，发动机控制器2还对主控 制器12起监控作用，能够根据接收至主控制器12与其交互的端口的报文情况来判断主控 制器12是否死机。主控制器12按固定周期发送表示正常工作的电信号到发动机控制器2， 当发动机控制器2在预定时间段内未接收到来自主控制器12的表示正常工作的电信号时， 确定主控制器12处于死机状态，同时启动发动机21，由此实现刹车助力。
所述固定周期的范围为0.05至0. 15秒，所述预定时间段的范围为100至200个 固定周期。优选情况下，所述固定周期为O. l秒，所述预定时间段为IOO个固定周期。
下面对本发明提供的用于混合动力汽车的刹车真空助力方法进行描述。
本发明提供的用于混合动力汽车的刹车真空助力方法包括主控制器12通过控制 回路控制与真空罐7连通的真空泵6，所述混合动力汽车的发动机21的进气歧管与真空罐 7连通，该方法还包括主控制器12确定所述控制回路是否处于异常状态，当确定所述控制 回路处于异常状态时启动发动机21。 所述控制回路包括主控制回路和从控制回路，所述方法中主控制器12确定所述 控制回路是否处于异常状态时，先判断主控制回路是否处于异常状态，当判断主控制回路 处于异常状态时通过从控制回路控制真空泵6，然后判断从控制回路是否处于异常状态，当 判断从控制回路处于异常状态才确定所述控制回路处于异常状态。 优选情况下，为了在控制回路处于异常状态时通知驾驶人，所述方法还包括主控 制器12当确定所述控制回路处于异常状态时进行报警。 优选情况下，该方法还包括主控制器12检测真空压力传感器10是否处于故障状 态，当确定真空压力传感器10处于故障状态时控制真空泵6开启。 优选情况下，该方法还包括主控制器12确定发动机21是否处于控制异常状态，当 确定发动机21处于控制异常状态时控制电机9强制拖动发动机21启动。
优选情况下，该方法还包括主控制器12按固定周期发送表示正常工作的电信号 到发动机控制器2，所述发动机控制器2当在预定时间段内未接收到来自主控制器12的表 示正常工作的电信号时启动发动机21。 所述固定周期的范围为0. 05至0. 15秒，所述预定时间段的范围为100至200个 固定周期。优选情况下，所述固定周期为O. l秒，所述预定时间段为IOO个固定周期。
图2为根据本发明的优选实施方式的用于混合动力汽车的刹车真空助力方法的 流程图。 如图2所示，主控制器12通过控制回路控制与真空罐7连通的真空泵6，主控制器 12先判断主控制回路是否处于异常状态，当判断主控制回路处于异常状态时通过从控制回 路控制真空泵6，并判断从控制回路是否处于异常状态，当判断从控制回路处于异常状态时 才确定所述控制回路处于异常状态；当主控制器12确定控制回路处于异常状态时启动发动机，并进行报警。 主控制器12还检测真空压力传感器10是否处于故障状态，当确定真空压力传感 器10处于故障状态时控制真空泵6开启。 发动机控制器2根据是否接收到的来自主控制器12的表示正常工作的信号判断 主控制器12是否死机，当判断主控制器12死机时，由发动机控制器2启动发动机21。
当发动机21启动之后，主控制器12还确定发动机21是否处于控制异常状态，当 确定发动机21处于控制异常状态时由电机9强制拖动发动机21。
权利要求
一种用于混合动力汽车的刹车真空助力系统，该系统包括主控制器(12)、控制回路、真空泵(6)和真空罐(7)，所述主控制器(12)通过控制回路与真空泵(6)电连接，所述主控制器(12)用于通过控制回路控制真空泵(6)，所述真空泵(6)的进气歧管与真空罐(7)连通，其中，该系统还包括发动机(21)，所述主控制器(12)与发动机(21)电连接，发动机(21)的进气歧管与真空罐(7)连通，所述主控制器(12)还用于确定所述控制回路是否处于异常状态，当确定所述控制回路处于异常状态时启动发动机(21)。
2. 根据权利要求l所述的系统，其中，所述主控制器(12)还用于当确定所述控制回路处于异常状态时输出报警信号。
3. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制回路包括主控制回路和从控制回路，所述主控制器(12)分别通过主控制回路和从控制回路与真空泵(6)电连接；所述主控制器(12)确定所述控制回路是否处于异常状态时，先判断主控制回路是否处于异常状态，当判断主控制回路处于异常状态时通过从控制回路控制真空泵(6)，然后判断从控制回路是否处于异常状态，当判断从控制回路处于异常状态才确定所述控制回路处于异常状态。
4. 根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的系统，其中，所述系统还包括真空压力传感器(IO)，该真空压力传感器(10)设置在所述真空罐(7)上，所述主控制器(12)还与真空压力传感器(10)电连接，所述主控制器(12)还用于确定所述真空压力传感器(10)是否处于故障状态，当确定所述真空压力传感器(10)处于故障状态时控制真空泵(6)开启。
5. 根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的系统，其中，所述系统还包括电机控制器(15)，该电机控制器(15)与主控制器(12)电连接，所述主控制器(12)还用于确定发动机(21)是否处于控制异常状态，当确定发动机(21)处于控制异常状态时输出发动机强制启动信号到电机控制器(15)，所述电机控制器(15)还用于根据接收到的发动机强制启动信号控制电机(9)强制拖动发动机(21)启动。
6. 根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的系统，其中，所述系统还包括发动机控制器(2)，该发动机控制器(2)串联电连接在主控制器(12)与发动机(21)之间，所述主控制器(12)还用于按固定周期发送表示正常工作的电信号到发动机控制器(2)，所述发动机控制器(2)用于当在预定时间段内未接收到来自主控制器(12)的表示正常工作的电信号时启动发动机(21)。
7. 根据权利要求6所述的系统，其中，所述固定周期的范围为0. 05至0. 15秒，所述预定时间段的范围为100至200个固定周期。
8. —种用于混合动力汽车的刹车真空助力方法，该方法包括主控制器(12)通过控制回路控制与真空罐(7)连通的真空泵(6)，其中，所述混合动力汽车的发动机(21)的进气歧管与真空罐(7)连通，该方法还包括主控制器(12)确定所述控制回路是否处于异常状态，当确定所述控制回路处于异常状态时启动发动机(21)。
9. 根据权利要求8所述的方法，其中，该方法还包括主控制器(12)当确定所述控制回路处于异常状态时进行报警。
10. 根据权利要求8所述的方法，其中，所述控制回路包括主控制回路和从控制回路，所述方法中主控制器(12)确定所述控制回路是否处于异常状态时，先判断主控制回路是否处于异常状态，当判断主控制回路处于异常状态时通过从控制回路控制真空泵(6)，然后判断从控制回路是否处于异常状态，当判断从控制回路处于异常状态才确定所述控制回路处于异常状态。
11. 根据权利要求8-10中任一项权利要求所述的方法，其中，该方法还包括主控制器(12)还确定真空压力传感器(10)是否处于故障状态，当确定真空压力传感器(10)处于故障状态时控制真空泵(6)开启。
12. 根据权利要求8-10中任一项权利要求所述的方法，其中，该方法还包括主控制器(12)还确定发动机(21)是否处于控制异常状态，当确定发动机(21)处于控制异常状态时控制电机(9)强制拖动发动机(21)启动。
13. 根据权利要求8-10中任一项权利要求所述的方法，其中，该方法还包括主控制器(12)还按固定周期发送表示正常工作的电信号到发动机控制器(2)，所述发动机控制器(2)当在预定时间段内未接收到来自主控制器(12)的表示正常工作的电信号时启动发动机(21)。
14. 根据权利要求13所述的方法，其中，所述固定周期的范围为0. 05至0. 15秒，所述预定时间段的范围为100至200个固定周期。
全文摘要
本发明提供的刹车真空助力系统包括主控制器(12)、控制回路、真空泵(6)和真空罐(7)，主控制器(12)用于通过控制回路控制真空泵(6)，发动机(21)的进气歧管与真空罐(7)连通，主控制器(12)还用于确定控制回路是否处于异常状态，当确定控制回路处于异常状态时启动发动机(21)。本发明提供的刹车真空助力方法包括主控制器(12)通过控制回路控制与真空罐(7)连通的真空泵(6)，发动机(21)的进气歧管与真空罐(7)连通，该方法还包括主控制器(12)确定控制回路是否处于异常状态，当确定控制回路处于异常状态时启动发动机(21)。采用本发明提供的刹车真空助力系统和刹车真空助力方法能保证混合动力汽车刹车助力的有效性。
文档编号B60T13/52GK101767580SQ20081018819
公开日2010年7月7日 申请日期2008年12月30日 优先权日2008年12月30日
发明者徐循进, 祖波, 罗文杰 申请人:比亚迪股份有限公司