电动汽车空压机故障识别方法、装置、系统和电动汽车与流程

本发明涉及电动汽车技术领域，特别是涉及一种电动汽车空压机故障识别方法、装置、系统和电动汽车。

背景技术：

汽车空压机是汽车气动系统的动力来源，主要用于为气压制动系统等装置提供压缩空气。当前新能源汽车，大多采用电动空压机提供制动气源，而纯电动汽车则全部采用电动空压机提供制动气源。

目前电动空压机的控制大多采用电控干燥器控制，通过电控干燥器检测气压值，再转化为使能信号控制空压机的启停工作。此种控制方式虽然简单，但电控干燥器或使能信号线路若出现故障，空压机将无法正常工作，进而使得整车气动系统无动力来源，车辆不能正常制动，并且，在出现故障情况下并没有识别报警和故障处理，从而影响整车行驶的安全性。

技术实现要素：

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种电动汽车空压机故障识别方法、装置、系统和电动汽车，通过对故障进行识别并报警和处理，以提升电动汽车行车过程的安全性。

第一方面，本发明提供一种电动汽车空压机故障识别方法，具体包括：

获取储气筒气压值、空压机温度值、干燥器卸荷信号和打气时间；

根据空压机温度值、储气筒气压值、干燥器卸荷信号和打气时间，判断当前空压机的故障状态，根据故障状态控制发出相应警报信息；

其中，当判断空压机温度值大于等于第一温度设定值t1时，发出空压机过温报警和停机指令，并将空压机过温报警和所述停机指令发送给仪表，以使得仪表的主界面显示过温报警信息并发出声光信号；

当判断干燥器卸荷信号为低电平且储气筒气压值小于等于第一气压设定值p1且打气时间大于第一控制时间t1时，发送干燥器使能信号短路故障指令至所述仪表，以使得仪表的主界面显示相关报警信息并发出声光信号；

当判断打气时间大于等于第二控制时间t2时，且所述干燥器卸荷信号为悬空，且储气筒气压值大于等于第二气压设定值p2时，发送干燥器使能信号异常故障指令至所述仪表，以使得仪表的主界面显示相关报警信息，并发出声光信号。

进一步地，还包括：

当判断空压机温度值大于等于第一温度设定值t1时，发出空压机停机指令，并将空压机停机指令发送给空压机控制器，以使得空压机控制器控制空压机停止打气；

当判断干燥器卸荷信号为低电平且储气筒气压值小于等于第一气压设定值p1且打气时间大于第一控制时间t1时或当判断打气时间大于等于第二控制时间t2时，且所述干燥器卸荷信号为悬空，且储气筒气压值大于等于第二气压设定值p2时，具体控制方法如下：

当判断储气筒气压值小于等于第三气压设定值p3时，发出空压机启动指令，将所述空压机启动指令发送给空压机控制器，以使得所述空压机控制器控制所述空压机的启动打气；

当判断打气时间达到第二控制时间t2时，且储气筒气压值大于等于第二气压设定值p2，发出空压机停机指令至所述空压机控制器，以使得空压机控制器接收停机指令后控制空压机停止打气。

更进一步地，当判断电动汽车空压机不处于故障状态时，还包括：

当判断储气筒气压值小于等于第三气压设定值p3时，发出空压机启动指令，并将所述空压机启动指令发送给空压机控制器，以使得空压机控制器控制空压机启动打气；

当判断储气筒气压值大于等于第四气压设定值p4时，根据接收的干燥器卸荷信号，发出空压机停机指令，并将空压机停机指令发送给空压机控制器，以使得空压机控制器延时第三控制时间t3后，再控制所述空压机停止打气。

更进一步地，第四气压设定值p4大于所述第二气压设定值p2；第二气压设定值p2大于第三气压设定值p3；第三气压设定值p3大于第一气压设定值p1；第二控制时间t2大于空压机实际打气时间。

更进一步地，第一气压设定值p1取值0.50mpa；第二气压设定值p2取值0.9mpa；第三气压设定值p3取值0.68mpa；第四气压设定值p4取值1.00±0.05mpa；第一控制时间t1取值6秒；第二控制时间t2取值30分钟；第三控制时间t3取值5秒。

第二方面，本发明提供一种电动汽车空压机故障识别装置，包括：

获取模块，用于获取储气筒气压值、空压机温度值、干燥器卸荷信号和打气时间；

判断模块，用于根据所述空压机温度、储气筒气压值、干燥器卸荷信号和打气时间，判断当前空压机的故障状态；

第一故障模块，用于当判断所述空压机温度值大于等于第一温度设定值t1时；发出所述空压机温报警和停机指令，并将所述空压机过温报警和停机指令发送给所述仪表，以使得所述仪表的主界面显示过温报警信息并发出声光信号；

第二故障模块，当判断所述干燥器卸荷信号为低电平且所述储气筒气压值小于等于第一气压设定值p1且所述打气时间大于第一控制时间t1时，发送干燥器使能信号短路故障指令至所述仪表，以使得所述仪表的主界面显示相关报警信息并发出声光信号；

第三故障模块，当判断所述打气时间大于等于第二控制时间t2时，且所述干燥器卸荷信号为悬空，且所述储气筒气压值大于等于第二气压设定值p2时，发送干燥器使能信号异常故障指令至所述仪表，以使得所述仪表的主界面显示相关报警信息，并发出声光信号。

第三方面，本发明提供一种电动汽车空压机故障识别系统，包括：空压机、空压机控制器、整车控制器、仪表、储气筒、常规干燥器、温度传感器、制动灯开关以及气压传感器；所述整车控制器分别与所述空压机控制器和所述仪表通过can总线进行通讯连接；空压机控制器通过高压三相线控制所述空压机的启停工作；所述常规干燥器通过气路管道分别连接所述空压机和所述储气筒；

空压机，用于产生压缩气体，并将压缩气体通过所述常规干燥器传输给储气筒；

储气筒，内置有用于检测气压值的气压传感器，并将气压传感器检测到的储气筒气压值经仪表发送给整车控制器；

温度传感器，设置于空压机内，并获取空压机温度值，将空压机温度值发送给所述整车控制器；

制动灯开关，安装于常规干燥器上，当常规干燥器卸荷排气时，制动灯开关触点导通，输出干燥器卸荷信号发送给整车控制器；

整车控制器，用于根据空压机温度值、储气筒气压值、干燥器卸荷信号和打气时间，判断当前空压机的故障状态，以根据故障状态控制发出相应警报信息；

其中，当判断空压机温度值大于等于第一温度设定值t1时，发出空压机温报警和停机指令，并将空压机过温报警和停机指令发送给仪表，以使得仪表的主界面显示过温报警信息并发出声光信号；

当判断干燥器卸荷信号为低电平且储气筒气压值小于等于第一气压设定值p1且打气时间大于第一控制时间t1时，发送干燥器使能信号短路故障指令至所述仪表，以使得仪表的主界面显示相关报警信息并发出声光信号；

当判断打气时间大于等于第二控制时间t2时，且干燥器卸荷信号为悬空，且储气筒气压值大于等于第二气压设定值p2时，发送干燥器使能信号异常故障指令至所述仪表，以使得仪表的主界面显示相关报警信息，并发出声光信号。

仪表，用于接收储气筒气压值并发送给整车控制器，显示相关报警信息并发出声光信号；

储气筒，用于储存压缩气体；

常规干燥器，用于干燥压缩气体并卸荷排气。

进一步地，所述制动灯开关输出口一端接地，另一端连接所述整车控制器的输入口，当所述常规干燥器卸荷排气时，所述制动灯开关触点导通，并输出干燥器卸荷信号，根据输出的干燥器卸荷信号，判断有效值为低电平，无效值为悬空。

第四方面，本发明提供一种电动汽车，包括如第三方面任意一项所述的一种电动汽车空压机故障识别系统。

本发明采用上述技术方案，具有如下有益效果：

在故障状态下能尽快的识别故障状态并针对不同故障状态显示相关报警信息、发出声光信号和故障紧急处理，过温报警识别和安全处理措施，在保证安全的前提下保护了电动空压机，且通过空压机控制器紧急控制逻辑，可待车辆回厂后再立即进行检修，以恢复正常控制逻辑状态提升了电动汽车行车过程的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一实施例提供的一种电动汽车空压机故障识别系统的结构示意图。

图2为本发明第二实施例提供的一种电动汽车空压机故障识别方法的流程示意图。

图3为本发明第三实施例提供的一种电动汽车空压机故障识别装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明第一实施例：

参见图1，图1为本发明第一实施例提供的一种电动汽车空压机故障识别系统的结构示意图。系统包括：空压机1、空压机控制器2、整车控制器3、仪表4、储气筒5、常规干燥器6、温度传感器7、制动灯开关8以及气压传感器9；整车控制器3分别与空压机控制器2和仪表4通过can(controllerareanetwork，控制器局域网络)总线进行通讯连接；空压机控制器2通过高压三相线控制空压机1的启停工作。常规干燥器6通过气路管道分别连接空压机1和储气筒5。其中：

空压机1，用于产生压缩气体，并将压缩气体通过常规干燥器6传输给储气筒5，为电动汽车的气动系统提供动力来源。

储气筒5，用于储存压缩气体，内置有用于检测气压值的气压传感器9，并将气压传感器9检测到的储气筒5气压值经仪表4发送给整车控制器3。当常规干燥器6或干燥器卸荷信号异常时，储气筒气压值将作为备用控制信号控制空压机1的启停工作。

温度传感器7，安装于空压机1内部，用于采集空压机温度信号，将空压机温度信号发送至整车控制器3；当空压机温度超过第一温度设定值t1时，整车控制器3发出空压机过温报警和停机指令。能有效防止过温，保护了空压机。

常规干燥器6，采用“四口”干燥器，用于干燥压缩气体，并负责卸荷排气。

制动灯开关8，为气压式制动灯开关，安装于常规干燥器6的“四口”上，当常规干燥器6卸荷排气时，制动灯开关8触点导通，输出干燥器卸荷信号至整车控制器3，整车控制器3发出空压机停机指令，空压机控制器2接收到空压机停机指令后，控制空压机1停止打气。

整车控制器3，用于根据空压机温度值、储气筒气压值、干燥器卸荷信号和打气时间，判断当前空压机的故障状态，以根据故障状态控制发出相应警报信息。整车控制器3直接接收空压机温度信号和干燥器卸荷信号，间接接收储气筒气压值，通过综合处理后，发出控制命令至空压机控制器2以控制空压机1的启停工作。

其中，当整车控制器3判断空压机温度值大于等于第一温度设定值t1时，发出空压机过温报警和停机指令，并将空压机过温报警和停机指令发送给仪表4，以使得仪表4的主界面显示过温报警信息并发出声光信号。第一温度设定值t1为空压机过温报警值，根据空压机的性能取值能确保空压机过温的最适合温度。

当判断干燥器卸荷信号为低电平且储气筒气压值小于等于第一气压设定值p1且打气时间大于第一控制时间t1时，发送干燥器使能信号短路故障指令至所述仪表4，以使得仪表4的主界面显示相关报警信息并发出声光信号。

当判断打气时间大于等于第二控制时间t2时，且干燥器卸荷信号为悬空，且储气筒气压值大于等于第二气压设定值p2时，发送干燥器使能信号异常故障指令至所述仪表4，以使得仪表4的主界面显示相关报警信息，并发出声光信号。

仪表4，用于接收储气筒气压值并发送给整车控制器3，显示相关报警信息并发出声光信号。

储气筒5，用于储存压缩气体。

空压机控制器2，接收整车控制器3的控制命令，控制空压机1的启停工作。

优选地，所述制动灯开关8输出口一端接地，另一端连接整车控制器3的输入口，当常规干燥器6卸荷排气时，制动灯开关8触点导通，并输出干燥器卸荷信号，根据输出的干燥器卸荷信号，判断有效值为低电平，无效值为悬空。

本发明所提供的电动汽车空压机故障识别系统，当所述常规干燥器6或者线路出现故障时候，能及时判断出故障状态并根据故障状态，所述仪表4的主界面会显示相关报警信息并发出声光信号，此时所述整车控制器3会发出控制指令以控制所述空压机控制器2，进而实现所述空压机1的正常启停工作，从而确保电动车行驶的安全性。

参见图2，图2为本发明第二实施例提供的一种电动汽车空压机故障识别方法的流程示意图。其可由整车控制器来执行，并具体包括：

s10，获取储气筒气压值、空压机温度值、干燥器卸荷信号和打气时间。

其中，储气筒内置有用于检测气压值的气压传感器，并将气压传感器检测到的储气筒气压值发送给仪表。

温度传感器设置于空压机内，并获取空压机温度值，将空压机温度值发送给整车控制器。

制动灯开关安装于常规干燥器上，当常规干燥器卸荷排气时，制动灯开关触点导通，输出干燥器卸荷信号发送给整车控制器。

当整车控制器发出空压机启动指令，空压机控制器接收到空压机启动指令后，控制空压机启动打气，当整车控制器发出空压机停机指令，空压机控制器接收到空压机停机指令后，再控制空压机停止打气，打气时间为启动打气和停止打气的时间差。

s20，根据空压机温度值、储气筒气压值、干燥器卸荷信号和打气时间，判断当前空压机的故障状态，根据故障状态控制发出相应警报信息。

s30，其中，当判断空压机温度值大于等于第一温度设定值t1时，发出空压机过温报警和停机指令，并将空压机过温报警和所述停机指令发送给仪表，以使得仪表的主界面显示过温报警信息并发出声光信号。能有效防止过温，保护了空压机。

s40，当判断干燥器卸荷信号为低电平且储气筒气压值小于等于第一气压设定值p1且打气时间大于第一控制时间t1时，发送干燥器使能信号短路故障指令至所述仪表，以使得仪表的主界面显示相关报警信息并发出声光信号。

s50，当判断打气时间大于等于第二控制时间t2时，且干燥器卸荷信号为悬空，且储气筒气压值大于等于第二气压设定值p2时，发送干燥器使能信号异常故障指令至所述仪表，以使得仪表的主界面显示相关报警信息，并发出声光信。

该故障识别方法具有不同故障状态的识别能力以及故障报警处理能力。

在第二实施例的基础上，本发明的一个优选实施例中，还包括：

当判断空压机温度值大于等于第一温度设定值t1时，发出空压机停机指令，并将空压机停机指令发送给空压机控制器，以使得空压机控制器控制空压机停止打气。

当判断干燥器卸荷信号为低电平且储气筒气压值小于等于第一气压设定值p1且打气时间大于第一控制时间t1时或当判断打气时间大于等于第二控制时间t2时，且所述干燥器卸荷信号为悬空，且储气筒气压值大于等于第二气压设定值p2时，具体控制方法如下：

当判断储气筒气压值小于等于第三气压设定值p3时，发出空压机启动指令，将所述空压机启动指令发送给空压机控制器，以使得所述空压机控制器控制所述空压机的启动打气；

当判断打气时间达到第二控制时间t2时，且储气筒气压值大于等于第二气压设定值p2，发出空压机停机指令至所述空压机控制器，以使得空压机控制器接收停机指令后控制空压机停止打气。

本发明通过不同故障状态采用不同控制逻辑执行操作，当发生空压机过温时，空压机控制器控制空压机停止打气。当干燥器使能信号异常故障或者干燥器使能信号短路时，根据制动系统气路上的储气筒气压值和打气时间来控制空压机的启停，若制动系统气路上的任何一处气压值低于设定的第三气压设定值p3时，则控制空压机打气，直到打气时间达到第二控制时间为止。此时，整车气压已经能满足制动安全，也满足卸荷气压值，能保证了整车的制动安全。

在第二实施例的基础上，本发明的另一个优选实施例中，当判断电动汽车空压机不处于故障状态时，还包括：

当判断储气筒气压值小于等于第三气压设定值p3时，发出空压机启动指令，并将所述空压机启动指令发送给空压机控制器，以使得空压机控制器控制空压机启动打气；

当判断储气筒气压值大于等于第四气压设定值p4时，根据接收的干燥器卸荷信号，发出空压机停机指令，并将空压机停机指令发送给空压机控制器，以使得空压机控制器延时第三控制时间t3后，再控制所述空压机停止打气。

当空压机处于正常状态下，只要通过储气筒气压值和干燥器的卸荷信号来控制空压机启停即可，这样在节能的同时又保证行车安全性。此外，空压机控制器2接收到空压机停机指令后，延时第三控制时间t3后，再控制空压机1停止打气，使得干燥器6充分卸荷。

优选地，第一气压设定值p1取值0.50mpa，用来辅助判断干燥器使能信号是否发生短路故障的气压值；第二气压设定值p2取值0.9mpa，用来辅助判断干燥器使能信号异常故障的气压值，在故障状态下同时也作为空压机辅助停机信号；第三气压设定值p3取值0.68mpa，满足汽车用气需求的最小气压值，同时也作为空压机启动信号；第四气压设定值p4取值1.00±0.05mpa，干燥器卸荷排气时的气压值。可以理解，第四气压设定值p4大于所述第二气压设定值p2；第二气压设定值p2大于第三气压设定值p3；第三气压设定值p3大于第一气压设定值p1。

第一控制时间t1取值6秒；第二控制时间t2取值30分钟，以保证在故障状态下，储气筒气压达到第二气压设定值p2；第三控制时间t3取值5秒，以保证干燥器充分卸荷。可以理解，第二控制时间t2应该远大于空压机实际打气时间，第二控制时间大于第一控制时间大于第三控制时间。

当然，需要说明的是，在本发明的其他实施例中，第一气压设定值p1、第二气压设定值p2等气压值以及第一控制时间t1等可根据实际需要进行设定，而不仅限于上述提及的数值，这些方案均在本发明的保护范围之内。例如：第一气压设定值p1取值0.58mpa，第二气压设定值p2取值0.94mpa，第一控制时间t1取值7秒，第二控制时间t2取值35分钟。

优选地，所述仪表除了接收储气筒气压值并显示和实时发送给整车控制器外，还负责整个控制系统故障的显示、报警并发出声光信号。

本发明第三实施例：

参见图3，图3为本发明第三实施例提供的一种电动汽车空压机故障识别装置的结构示意图。具体包括：

获取模块10，用于获取储气筒气压值、空压机温度值、干燥器卸荷信号和打气时间；

判断模块20，用于根据所述空压机温度、储气筒气压值、干燥器卸荷信号和打气时间，判断当前空压机的故障状态；

第一故障模块30，用于当判断所述空压机温度值大于等于第一温度设定值t1时；发出所述空压机温报警和停机指令，并将所述空压机过温报警和停机指令发送给所述仪表，以使得所述仪表的主界面显示过温报警信息并并发出声光信号；

第二故障模块40，当判断所述干燥器卸荷信号为低电平且所述储气筒气压值小于等于第一气压设定值p1且所述打气时间大于第一控制时间t1时，发送干燥器使能信号短路故障指令至所述仪表，以使得所述仪表的主界面显示相关报警信息并发出声光信号；

第三故障模块50，当判断所述打气时间大于等于第二控制时间t2时，且所述干燥器卸荷信号为悬空，且所述储气筒气压值大于等于第二气压设定值p2时，发送干燥器使能信号异常故障指令至所述仪表，以使得所述仪表的主界面显示相关报警信息，并发出声光信号。

在第三实施例的基础上，本发明的一个优选实施例中，还包括：

故障控制模块，用于当判断空压机温度值大于等于第一温度设定值t1时，发出空压机停机指令，并将空压机停机指令发送给空压机控制器，以使得空压机控制器控制空压机停止打气。

还用于当判断干燥器卸荷信号为低电平且储气筒气压值小于等于第一气压设定值p1且打气时间大于第一控制时间t1时或当判断打气时间大于等于第二控制时间t2时，且所述干燥器卸荷信号为悬空，且储气筒气压值大于等于第二气压设定值p2时，具体控制方法如下：

用于当判断储气筒气压值小于等于第三气压设定值p3时，发出空压机启动指令，将所述空压机启动指令发送给空压机控制器，以使得所述空压机控制器控制所述空压机的启动打气。

当判断打气时间达到第二控制时间t2时，且储气筒气压值大于等于第二气压设定值p2，发出空压机停机指令至所述空压机控制器，以使得空压机控制器接收停机指令后控制空压机停止打气。

在第二实施例的基础上，本发明的另一个优选实施例中，当判断电动汽车空压机不处于故障状态时，还包括：

启动打气模块，用于当判断储气筒气压值小于等于第三气压设定值p3时，发出空压机启动指令，并将所述空压机启动指令发送给空压机控制器，以使得空压机控制器控制空压机启动打气；

停止打气模块，用于当判断储气筒气压值大于等于第四气压设定值p4时，根据接收的干燥器卸荷信号，发出空压机停机指令，并将空压机停机指令发送给空压机控制器，以使得空压机控制器延时第三控制时间t3后，再控制所述空压机停止打气。

本发明第四实施例：

本发明第四实施例提供一种电动汽车，包括如第一实施例所述的一种电动汽车空压机故障识别系统。

需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。