一种电动汽车真空助力系统的环境压力检测系统及方法与流程

1.本发明涉及真空助力系统技术领域，尤其涉及一种电动汽车真空助力系统的环境压力检测系统及方法。


背景技术：

2.电动汽车的制动系统中通常配置有真空助力系统，在制动时，真空助力系统介入的时机不仅影响车辆制动的安全性，更会影响车辆制动的舒适性，对驾驶体验有着重要的影响。
3.环境压力是影响真空助力系统介入时机的一个重要参数，若环境压力检测不准确或者传感器出现故障，将会极大程度上影响车辆安全性和舒适性，还会影响车辆电动真空泵的寿命。因此保证车辆能够准确、稳定地检测环境压力，对于保证车辆安全和电动真空泵寿命具有重大意义。
4.现有技术中，通常在整车控制单元上外接环境压力传感器，在对环境压力传感器进行故障诊断时，只进行电气方面的故障检验，可靠性低，并且在环境压力传感器出现故障时，无法保证车辆制动系统的可靠运行。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种电动汽车真空助力系统的环境压力检测系统及方法，提高了环境压力传感器故障检验的可靠性，并且在环境压力传感器出现故障时，可以保证车辆制动系统的可靠运行。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种电动汽车真空助力系统的环境压力检测系统，包括：
8.制动真空助力器，通过液压管路连通于制动装置；
9.真空度传感器，能够测量所述制动真空助力器的气室的真空度；
10.真空储气罐，连通于所述气室；
11.电动真空泵，连通于所述真空储气罐；
12.单向阀，设置于所述电动真空泵和所述真空储气罐的连通管路上；
13.制动踏板，连接于所述制动真空助力器的推杆；
14.制动开关，能够检测所述制动踏板是否踩下；
15.制动控制器，能够测量所述制动装置的主缸压力值；
16.整车控制单元，所述整车控制单元内设置有环境压力传感器，所述真空度传感器、所述电动真空泵、所述制动开关、所述环境压力传感器和所述制动控制器分别电连接于所述整车控制单元，所述整车控制单元内存储有与海拔高度对应的大气压力值数据，所述环境压力传感器采集到的大气压力值为第一压力值，所述整车控制单元通过定位模块定位的海拔高度计算得到的大气压力值为第二压力值，所述整车控制单元能够周期性地将所述第一压力值和所述第二压力值进行比较，当所述第一压力值和所述第二压力值的差值大于第
一限定值时，所述整车控制单元记录一次可信度错误，在设定的驾驶循环内，当记录的所述可信度错误的次数大于第二限定值时，所述整车控制单元判定所述环境压力传感器存在可信度故障。
17.作为优选，所述制动开关包括主体制动开关和辅助制动开关，所述整车控制单元根据接收到的所述主体制动开关和所述辅助制动开关的开关信号的异同判定所述制动踏板是否踩下。
18.作为优选，所述主体制动开关为常开开关，所述辅助制动开关为常闭开关。
19.作为优选，所述整车控制单元能够联网更新与海拔高度对应的大气压力值数据。
20.一种电动汽车真空助力系统的环境压力检测方法，采用上述的电动汽车真空助力系统的环境压力检测系统，包括：
21.整车控制单元通过环境压力传感器采集得到第一压力值；
22.整车控制单元通过定位模块定位的海拔高度计算得到第二压力值；
23.整车控制单元对第一压力值和第二压力值进行比较，当第一压力值和第二压力值的差值大于限定值时，记录一次可信度错误；
24.在设定的驾驶循环内，整车控制单元记录的可信度错误的次数大于限定值时，判定环境压力传感器存在可信度故障。
25.作为优选，当第一压力值和第二压力值的差值不大于限定值时，整车控制单元将第一压力值作为环境压力值控制电动真空泵动作。
26.作为优选，当第一压力值和第二压力值的差值大于限定值时，整车控制单元将第二压力值作为环境压力值控制电动真空泵动作。
27.作为优选，制动开关包括主体制动开关和辅助制动开关，整车控制单元接收到的主体制动开关和辅助制动开关的开关信号相同时，判定制动踏板踩下。
28.作为优选，整车控制单元接收到的主体制动开关和辅助制动开关的开关信号不同时，通过制动控制器检测而得的主缸压力值判定制动踏板是否踩下。
29.作为优选，整车控制单元将第一压力值和第二压力值的差值除以第二压力值得到偏差百分比，当偏差百分比超过限定量时记录一次可信度错误。
30.本发明的有益效果：
31.本发明的电动汽车真空助力系统的环境压力检测系统中，环境压力传感器集成在整车控制单元的内部，不容易损坏，无需对其进行电气故障检验，在对其检验时，通过与当前位置处的海拔高度对应的大气压力值进行校对，判断其是否存在可信度错误和可信度故障，从而保证了环境压力传感器真实可靠地工作，并且在其存在可信度错误时，可以借用当前位置处的海拔高度对应的大气压力值作为环境压力值控制电动真空泵动作，保障了车辆制动系统可靠地运行。
32.本发明的电动汽车真空助力系统的环境压力检测系统，可以对制动开关进行差异性故障检测，增加了制动开关的诊断策略覆盖范围，进一步提升了制动系统的安全性和可靠性。
附图说明
33.图1是本发明实施例所述的电动汽车真空助力系统的环境压力检测系统的结构示
意图；
34.图2是本发明实施例所述的电动汽车真空助力系统的环境压力检测方法的流程图。
35.图中：
36.1、制动真空助力器；2、真空度传感器；3、真空储气罐；4、电动真空泵；5、单向阀；6、制动踏板；7、制动开关；8、制动控制器；9、整车控制单元。
具体实施方式
37.下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的零部件或具有相同或类似功能的零部件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
38.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
40.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
41.实施例一
42.如图1所示，本发明提供了一种电动汽车真空助力系统的环境压力检测系统，包括制动真空助力器1、真空度传感器2、真空储气罐3、电动真空泵4、单向阀5、制动踏板6、制动开关7、制动控制器8和整车控制单元9。其中，制动真空助力器1通过液压管路连通于制动装置，真空度传感器2能够测量制动真空助力器1的气室的真空度，真空储气罐3连通于气室，电动真空泵4连通于真空储气罐3，单向阀5设置于电动真空泵4和真空储气罐3的连通管路上，制动踏板6连接于制动真空助力器1的推杆，制动开关7能够检测制动踏板6是否踩下，制动控制器8能够测量制动装置的主缸压力值，整车控制单元9内设置有实时检测外界大气压的环境压力传感器，真空度传感器2、电动真空泵4、制动开关7、环境压力传感器和制动控制器8分别电连接于整车控制单元9，整车控制单元9内存储有与海拔高度对应的大气压力值数据，环境压力传感器采集到的大气压力值为第一压力值，整车控制单元9通过定位模块定位的海拔高度计算得到的大气压力值为第二压力值，整车控制单元9能够周期性地将第一压力值和第二压力值进行比较，当第一压力值和第二压力值的差值大于限定值时，整车控制单元9记录一次可信度错误，在设定的驾驶循环内，当记录的可信度错误的次数大于限定值时，整车控制单元9判定环境压力传感器存在可信度故障。
43.本发明中，环境压力传感器集成在整车控制单元9的内部，不容易损坏，无需对其
进行电气故障检验，在对其检验时，通过与当前位置处的海拔高度对应的大气压力值进行校对，判断其是否存在可信度错误和可信度故障，从而保证了环境压力传感器真实可靠地工作，并且在其存在可信度错误时，可以借用当前位置处的海拔高度对应的大气压力值作为环境压力值控制电动真空泵4动作，保障了车辆制动系统可靠地运行。
44.具体地，整车控制单元9的数据采集周期为10
‑
50ms，以平稳数据采集的可靠性和数据采集处理的功耗。
45.更为具体地，整车控制单元9以50ms的周期采集环境压力传感器测量所得的第一压力值，并以50ms的周期通过定位模块定位的海拔高度计算得到的第二压力值，即整车控制单元9以50ms的周期将第一压力值和第二压力值进行比较。
46.具体地，真空储气罐3内设有用于检测真空度的传感器，整车控制单元9收集真空储气罐3内真空度，与内部存储的电动真空泵4开启关闭门限进行比较，如果满足门限要求，则开启真空助力泵，当真空度超过门限时，关闭电动真空泵4，电动真空泵4开启关闭门限根据环境压力值进行周期性调整。
47.在本实施例中，整车控制单元9能够联网更新与海拔高度对应的大气压力值数据，整车控制单元9内部存储的k值，可以通过ota功能进行周期性的更新，当检测到环境压力的可信度错误时，本次驾驶循环中将舍弃环境压力传感器采集到的第一压力值，使用计算得到的第二压力值进行替代，当整车控制单元9上报环境压力的可信度故障时，会提示对环境压力传感器进行检修，并同时对整车控制单元9内部存储的k值进行校对。
48.具体地，电动真空泵4可以将真空储气罐3中的空气抽出，使其达到一定真空度，由于电动真空泵4与真空储气罐3之间的管路上设置有单向阀5，所以空气只能由真空储气罐3中流向电动真空泵4，可以有效地防止真空度损失，减少电动真空泵4的运行时间，提升使用寿命。制动装置为车辆常用钳式制动器，受到制动控制器8的控制，制动控制器8为车辆中常见的abs控制器或者esp控制器，通过can总线与整车控制单元9之间进行通信，制动控制器8集成有主缸压力传感器，通过主缸压力传感器检测制动装置的主缸压力值，整车控制单元9与定位模块通过can总线进行通信，定位模块为gps模块等可以检测车辆即时位置的现有模块。
49.更为具体地，整车控制单元9包括硬件层、底层软件和应用层软件。其中，硬件层用于接收外接附件如传感器、开关等引脚的电压，同时可以对外输出电压，底层软件内包含用于上述电压信号与数字或模拟信号之间相互转换的逻辑，应用层软件主要分为前处理模块和运算处理模块，前处理模块内存有信号校验和错误处理逻辑，运算处理模块存储有整车控制关键算法等，在本发明主要用于根据环境压力、制动开关7状态和真空度等决定电动真空泵4开启和关闭门限，并对电动真空泵4进行控制。
50.具体地，制动开关7包括主体制动开关和辅助制动开关，整车控制单元9根据接收到的主体制动开关和辅助制动开关的开关信号的异同判定制动踏板6是否踩下。主体制动开关和辅助制动开关相互校验，进一步保证了制动踏板6状态检测的准确性，当二者同时发出制动踏板6踩下的信号后，整车控制单元9判定制动踏板6踩下。
51.更为具体地，主体制动开关为常开开关，用于确定制动踏板6状态，辅助制动开关为常闭开关，用于与主体制动开关进行校对和修正。整车控制单元9的硬件层检测到主体制动开关和辅助制动开关电平的变化后上传至底层软件，底层软件根据内部存储的阈值和处
理逻辑高、低有效将主体制动开关和辅助制动开关的引脚电平转换成数字信号0/1并上传给应用层软件的前处理模块，前处理模块在收到主体制动开关和辅助制动开关的信号后，对其进行校对，如果二者一致，则对主体制动开关信号不进行任何处理，直接传递给运算处理模块，如果主体制动开关信号与辅助制动开关信号不一致，则记录一次制动开关7差异性错误。
52.在本实施例中，检测到制动开关7差异性错误，不使用主体制动开关信号作为制动开关7状态，改用由制动控制器8传来的主缸压力值进行判断，整车控制单元9的硬件层接收到制动控制器8由can总线上发送的制动主缸压力信号后，会经过底层软件上传至应用层软件的前处理模块。前处理模块存储有制动装置主缸压力的阈值，当主缸压力值大于阈值时，整车控制单元9判定此时制动踏板6被踩下，用于代替制动开关7差异性错误时的制动开关7状态。
53.具体地，制动装置的主缸压力阈值根据不同车型可以进行调整，且可以从云端进行更新。
54.更为具体地，整车控制单元9中还存有制动开关7差异性错误次数的阈值，当记录的制动开关7差异性错误的次数达到阈值后，整车控制单元9上报制动开关7差异性故障，并且控制仪表提示驾驶员对制动踏板6和制动开关7进行检修。本发明的电动汽车真空助力系统的环境压力检测系统，可以对制动开关7进行差异性故障检测，增加了制动开关7的诊断策略覆盖范围，进一步提升了制动系统的安全性和可靠性。
55.在本实施例中，当整车控制单元9检测到制动踏板6被踩下后，认为驾驶员有制动行为时，会根据制动真空助力器1中的真空度和内部存储的电动真空泵4开启关闭门限对其进行控制，具体流程如下：
56.制动真空助力器1的气室上设置的真空度传感器2检测到气室内的真空度后经整车控制单元9的硬件层、底层软件传递至应用层软件的运算处理模块。
57.整车控制单元9内部存储有从试验获得的标准状况下电动真空泵4的开启和关闭门限，由真空度传感器2得到的真空度信号与此门限进行对比后，可以得到电动真空泵4是否需要开启，整车控制单元9依此输出一个电动真空泵4控制信号。
58.电动真空泵4开启关闭门限应该根据不同的大气压力进行调整，整车控制单元9中存有此门限与大气压力值的对应关系，根据环境压力传感器采集到的第一压力值进行查表得到电动真空泵4的开启和关闭门限，当整车控制单元9检测到环境压力传感器出现可信度错误时，则根据通过定位模块定位的海拔高度计算得到的第二压力值进行查表得到电动真空泵4的开启和关闭门限。
59.在本实施例中，整车控制单元9内部存储有通过实验获得的大气压力值与海拔的对应关系数据，海拔高度与大气压力的对应关系参考大气压力计算公式：
60.p＝kp0(5.3788h210
‑9‑
1.1975h10
‑4+1)
61.其中，k为经验系数，一般情况下为1，p0为标准大气压，h为海拔高度。
62.除上述公式外，对应海拔高度处的大气压力还可以通过其它近似公式计算而得，在此不作限定，不同的公式对应的第一压力值和第二压力值的差值的限定值不同。
63.在本实施例中，对于不同区域，k取值不同，根据试验获得并存储在整车控制单元9内部，当车辆所处的区域发生变化时，可以通过定位模块进行识别，并对k值进行修正，以保
证计算环境压力值的准确性。
64.具体地，大气压力不仅仅与海拔高度相关，还受到当地的温度、气候等方面的影响，对于不同地区同一海拔高度来说，可能大气压力并不相同，因此需要在大气压力计算公式基础上进行校准。对于不同地区来说，海拔与大气压力之间的函数类型大体上还是相同的，因此在经验公式前增加一个随地区变化的系数。
65.本发明中根据不同地区所处的经纬度不同，地表面积按照网格状进行划分，每一个网格对应唯一的经验系数k可以在该网格中选择一个典型城市，依据该城市气象部门发布的大气压力与海拔高度之间的关系计算得到。
66.为了提高本发明中整车控制单元9通过定位模块定位的海拔高度计算得到的第二压力值的准确性，可以将网格划分的尽可能精细，但是因为整车控制单元9的内部存储空间有限，需要对网格划分的精细度和第二压力值的准确性根据实际情况进行取舍。
67.实施例二
68.如图2所示，本实施例在实施例一的基础上提出了一种电动汽车真空助力系统的环境压力检测方法，具体采用实施例一中的电动汽车真空助力系统的环境压力检测系统，包括如下步骤：
69.步骤s101、整车控制单元9启动预检。
70.此步骤中，在整车控制单元9唤醒后，环境压力传感器开始工作，整车控制单元9从存储器中读取环境压力传感器的可信度错误的记录次数，并与环境压力传感器的可信度错误次数阈值进行比较，判断整车控制单元9上一次休眠之前，是否存在环境压力传感器的可信度故障。
71.如果存在可信度故障，则不使用环境压力传感器采集得到的第一压力值，转而使用通过定位模块定位的海拔高度计算得到的第二压力值作为环境压力值，同时上报可信度故障。
72.如果不存在可信度故障则进行下一步。
73.步骤s102、整车控制单元9通过环境压力传感器采集得到第一压力值。
74.此步骤中，环境压力传感器进行作业，整车控制单元9将环境压力传感器采集到的压力值作为第一压力值。
75.步骤s103、整车控制单元9通过定位模块定位的海拔高度计算得到第二压力值。
76.此步骤中，整车控制单元9从定位模块发送的报文中得到车辆当前所处的经纬度，并根据整车控制单元9内部存储的区域划分确定当前位置的海拔高度以及大气压力计算公式中的经验系数k，然后整车控制单元9根据得到的经验系数k和当前位置处的海拔高度按照大气压力经验公式计算得到的压力值作为第二压力值。
77.步骤s104、整车控制单元9对第一压力值和第二压力值进行比较，当第一压力值和第二压力值的差值大于第一限定值时，记录一次可信度错误。
78.此步骤中，整车控制单元9内存储有第一压力值和第二压力值的差值的最大阈值，即第一限定值的阈值，当第一压力值和第二压力值的差值不大于第一限定值时，整车控制单元9将第一压力值作为环境压力值控制电动真空泵4动作；当第一压力值和第二压力值的差值大于第一限定值时，则整车控制单元9记录一次可信度错误，将其存储至存储器中，并将第二压力值作为环境压力值控制电动真空泵4动作。
79.此步骤中，整车控制单元9将第一压力值和第二压力值的差值除以第二压力值得到偏差百分比，当偏差百分比超过限定量时记录一次可信度错误，即第一压力值和第二压力值的差值的限定值根据第二压力值的不同存在变化，除此之外，还可以设定一个不变的限定值。
80.步骤s105、在设定的驾驶循环内，整车控制单元9记录的可信度错误的次数大于第二限定值时，判定环境压力传感器存在可信度故障。
81.此步骤中，整车控制单元9判断环境压力传感器的可信度错误记录次数数值是否超出可信度错误阈值，如果超出阈值则上报可信度故障，提示驾驶员对环境压力传感器进行检修。
82.通过上述步骤对环境压力传感器进行检测并确定了选用第一压力值和第二压力值中的一个作为环境压力值控制电动真空泵4动作后，在车辆运行过程中，由于制动开关7具体包括主体制动开关和辅助制动开关，整车控制单元9通过主体制动开关和辅助制动开关对制动踏板6的状态进行判定，具体判定步骤如下：
83.步骤s201、整车控制单元9根据接收到的主体制动开关和辅助制动开关的开关信号。
84.步骤s202、整车控制单元9比较主体制动开关发出的开关信号和辅助制动开关发出的开关信号的异同。
85.步骤s203、当主体制动开关发出的开关信号和辅助制动开关发出的开关信号的相同时，整车控制单元9判定制动踏板6踩下，当主体制动开关发出的开关信号和辅助制动开关发出的开关信号的不同时，整车控制单元9根据制动控制器8检测而得的主缸压力值判定制动踏板6是否踩下。
86.具体地，驾驶员踩下制动踏板6后，主体制动开关和辅助制动开关状态同时发生改变，当主体制动开关发出的开关信号和辅助制动开关发出的开关信号的相同时，整车控制单元9判定制动踏板6踩下。
87.此步骤中，整车控制单元9中存有制动开关7差异性错误次数的阈值，当主体制动开关发出的开关信号和辅助制动开关发出的开关信号的不同时，整车控制单元9记录一次制动开关7的差异性错误，并选用制动控制器8检测而得的主缸压力值判定制动踏板6是否踩下，当记录的制动开关7差异性错误的次数达到阈值后，整车控制单元9上报制动开关7存在差异性故障，并且控制仪表提示驾驶员对制动踏板6和制动开关7进行检修。
88.在根据制动控制器8检测而得的主缸压力值判定制动踏板6是否踩下时，整车控制单元9内存储有制动装置主缸压力的阈值，当主缸压力值大于阈值时，整车控制单元9判定此时制动踏板6被踩下。
89.当整车控制单元9检测到制动踏板6被踩下，判定驾驶员有制动行为时，根据选定的第一压力值或第二压力值作为环境压力值，参照整车控制单元9内部存储的电动真空泵4开启关闭门限对其进行控制，具体控制步骤如下：
90.步骤s301、整车控制单元9接收到真空度传感器2检测到的制动真空助力器1的气室内的真空度数据。
91.此步骤中，制动真空助力器1的气室上设置的真空度传感器2检测到气室内的真空度后传递给整车控制单元9。
92.步骤s302、整车控制单元9比较真空度传感器2检测到的真空度数据和电动真空泵4的开启和关闭门限。
93.整车控制单元9内部存储有从试验获得的标准状况下电动真空泵4的开启和关闭门限。
94.步骤s303、当真空度传感器2检测到的真空度数据小于电动真空泵4的开启门限，整车控制单元9控制电动真空泵4开启，当真空度传感器2检测到的真空度数据大于电动真空泵4的关闭门限，整车控制单元9控制电动真空泵4关闭。
95.此步骤中，由真空度传感器2得到的真空度信号与开启和关闭门限进行对比后，得到电动真空泵4是否需要开启，整车控制单元9据此输出一个电动真空泵4控制信号，控制电动真空泵4启停。
96.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。