1.本发明属于
新能源汽车制动系统的技术领域。更具体地，本发明涉及一种纯电动汽车的制动系统。本发明还涉及该制动系统的控制方法。
背景技术：
2.随着国家大力倡导新能源纯电动汽车，目前我国的新能源纯电动汽车的生产和销售有了空前的增量。新能源纯电动汽车在制动系统的控制上与传统的燃油车有着较为大的差别。
3.由于新能源纯电动汽车取消了传统的发动机和变速箱，所以在制动真空助力系统的控制上则采用了完全的电动
真空泵来进行设计，对于真空泵的控制就显得尤为重要。合理的制动系统设计以及完备、安全的控制系统策略是一辆新能源纯电动车安全制动的基础。
技术实现要素：
4.本发明提供一种纯电动汽车的制动系统，其目的是使纯电动汽车的制动系统控制更加智能和安全，以有效的延长真空泵的使用寿命。
5.为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
6.本发明的纯电动汽车的制动系统，所述的纯电动汽车包括vcu、电机系统、制动踏板；所述的制动系统设置制动踏板深度传感器、真空泵、真空泵继电器、管路压力传感器、大气压力传感器；所述的制动踏板深度传感器、管路压力传感器、大气压力传感器通过信号线路与vcu连接；、所述的真空泵通过真空泵继电器与vcu进行信号连接。
7.所述的制动系统设置制动踏板开关；所述的制动踏板通过信号线路与vcu连接。
8.所述的制动踏板开关为双路互锁型开关，其中：一路常开，当制动踏板有效时为闭合状态；一路常闭，当制动踏板有效时为断开状态。
9.所述的制动系统设置12v蓄电池，该蓄电池为vcu、制动踏板开关、制动踏板深度传感器、真空泵及真空泵继电器提供电源。
10.所述的电机系统以及纯电动汽车的车辆仪表分别通过通信总线与vcu连接。
11.为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供以上所述的纯电动汽车的制动系统的控制方法，其基本控制策略是：
12.所述的vcu在判断以下条件成立时，允许真空泵的开启控制：
13.1)、车辆处于低压电正常上电工作状态；
14.2)、vcu通过电机系统的电机转速判断车辆处于非静止状态；
15.3)、若vcu无法获取电机转速信息，则当车辆系统在低压电正常上电状态的前10秒和低压电正常下电的后10秒内均为允许状态。
16.所述的真空泵开启条件以及关闭条件具体的要求是：
17.在低速模式下，开启的相对压力为45％p；停止的相对压力为25％p；
18.在高速模式下，开启的相对压力为40％p；停止的相对压力为25％p；
19.在ready模式下，工作时间为15秒；
20.其中：
21.1)、低速＜80km/h，高速≥80km/h；
22.2)、p为车辆环境压力，由于压力传感器精度的限制，在25％p与大气压力传感器精度范围内压力最低值之间取大值作为真空泵停止工作压力。
23.所述的控制方法的故障及保护策略是：
24.1)、在真空泵正常工作的过程中，若vcu检测到管路压力已经趋于稳定，但真空泵工作时间已经超过60秒，且此时管路内的压力仍未达到真空泵停止工作的压力条件，则vcu将此时的压力值重新定义为真空泵的停止工作压力，并以此压力值作为停止工作条件工作3次后，重新将系统的初始停止压力值作为停止压力条件；如此循环；当车辆下电后又重新上电，设定压力值复位为系统设定的压力值；
25.2)、车辆ready状态下，若驾驶员未踩踏制动踏板，真空泵连续工作30秒后仍然未达到关闭条件，则vcu通过通信总线向车辆仪表发送真空泵系统故障信息；
26.在真空泵故障状态下，真空泵每工作10秒后停止工作10秒；如此循环；并限制车辆动力为蠕行模式，若在真空泵系统故障状态下，管路压力达到系统设定的关闭压力值，则真空泵系统故障状态解除；
27.3)、当真空泵工作条件未达到系统故障条件时，但真空泵实际持续工作已经超过30秒，则真空泵在工作30秒后停止工作3秒，用以防止泵体快速老化。
28.所述的制动踏板开关、制动踏板传感器、大气压力传感器、管路压力传感器故障时的处理策略是：
29.在传感器故障时，如果是静止高压状态，则：
30.1)、若制动踏板正常，则真空泵进入降级工作模式，车速限制不超过20km/h；
31.2)、若制动踏板故障，则禁止动力输出；
32.如果是运动状态，则：
33.1、若制动踏板正常，则真空泵进入降级工作模式，车速限制不超过20km/h；
34.2、若制动踏板故障，则限制动力输出为蠕行模式；
35.在非传感器故障时，静止高压状态和运动状态，均采用蠕行。
36.本发明采用上述技术方案，采用整车控制器作为纯电动汽车的核心，将驾驶员可控的制动踏板与系统真空泵系统以及大气压力、制动系统管路压力进行有效的系统联动，通过统一的控制策略，使得制动系统在整体上更加的合理化、也更加的安全；可以有效的在制动系统的控制中使得真空泵的工作时间更加的合理，可以有效的解决真空泵的老化问题，通过保护策略和故障处理策略的实施，使得在制动系统故障时，第一时间执行保护措施，增加车辆系统的整体安全性能；使纯电动汽车的制动系统控制更加智能、安全，可以有效的延长真空泵的使用寿命。
附图说明
37.附图所示内容简要说明如下：
38.图1为纯电动汽车制动控制系统拓扑图。
具体实施方式
39.下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
40.如图1所示本发明的结构，为一种纯电动汽车的制动系统，所述的纯电动汽车包括vcu、电机系统、制动踏板。本系统以整车控制器为控制系统的核心部件，其他的部件均接受整车控制器的控制指令。
41.为了克服现有技术存在的问题和缺陷，实现使纯电动汽车的制动系统控制更加智能和安全，以有效的延长真空泵的使用寿命的发明目的，本发明采取的技术方案为：
42.如图1所示，本发明的纯电动汽车的制动系统设置制动踏板深度传感器、真空泵、真空泵继电器、管路压力传感器、大气压力传感器；所述的制动踏板深度传感器、管路压力传感器、大气压力传感器通过信号线路与vcu连接；、所述的真空泵通过真空泵继电器与vcu进行信号连接。
43.本发明的纯电动汽车的制动系统及其控制策略，包含如下部分：制动踏板部分，其中包括制动踏板开关以及制动踏板深度传感器、整车控制器(vcu)、12v蓄电池、继电器、真空泵、大气压力传感器以及管路压力传感器。其中整车控制器作为控制核心，通过本发明的系统及控制策略的实施，可使制动系统的控制更加的合理、安全、高效。
44.所述的制动系统设置制动踏板开关；所述的制动踏板通过信号线路与vcu连接。
45.所述的制动踏板开关为双路互锁型开关，其中：一路常开，当制动踏板有效时为闭合状态；一路常闭，当制动踏板有效时为断开状态。
46.系统中的各个模块作用介绍如下：
47.1、制动踏板：
48.驾驶员通过制动踏板的控制来进行车辆的制动。其中与本发明相关的系统元件为制动踏板开关以及制动踏板深度传感器。制动踏板深度传感器则为模拟信号，随着刹车踏板的深度的变化而随之产生线性的电压信号变化。通过判断该电压信号可以间接的感知制动踏板的踩踏深度。
49.2、12v蓄电池：
50.所述的制动系统设置12v蓄电池，该蓄电池为vcu、制动踏板开关、制动踏板深度传感器、真空泵及真空泵继电器提供电源。
51.该蓄电池还为整个系统供电，主要包括vcu、制动踏板开关、制动踏板深度传感器、继电器、真空泵。
52.所述的电机系统以及纯电动汽车的车辆仪表分别通过通信总线与vcu连接。
53.3、整车控制器(vcu)：
54.是车辆控制系统的核心部件，采集传感器的信号并通过内部的控制策略和算法对车辆的其他零部件进行合理的控制。
55.4、继电器：
56.vcu通过控制继电器的断开和闭合来进行真空泵的启动和停止。
57.5、真空泵：
58.通过真空泵的工作可以对整个制动管路内的气压进行控制。
59.6、大气压力传感器：
60.监测车辆周围的大气环境压力，用以判断当前环境的海拔。
61.7、管路压力传感器：
62.监测车辆制动管路中的压力，从而判断是否需要启动和停止真空泵。
63.8、车辆仪表(icm)：
64.显示车辆的基本信息、车速、电机转速、故障状态等等。
65.9、电机系统：
66.车辆动力的驱动系统，包括驱动电机和电机控制器两大部分。
67.为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供以上所述的纯电动汽车的制动系统的控制方法，其基本控制策略是：
68.所述的vcu在判断以下条件成立时，允许真空泵的开启控制：
69.1)、车辆处于低压电正常上电工作状态；
70.2)、vcu通过电机系统的电机转速判断车辆处于非静止状态；
71.3)、若vcu无法获取电机转速信息，则当车辆系统在低压电正常上电状态的前10秒和低压电正常下电的后10秒内均为允许状态。
72.所述的真空泵开启条件以及关闭条件具体的要求是：
73.在低速模式下，开启的相对压力为45％p；停止的相对压力为25％p；
74.在高速模式下，开启的相对压力为40％p；停止的相对压力为25％p；
75.在ready模式下，工作时间为15秒；
76.具体的正空泵开启条件以及关闭条件由表1中的参数所决定。
77.表1——真空泵工作条件汇总表
78.模式开启的相对压力停止的相对压力工作时间低速45％p25％p/高速40％p25％p/ready//15秒
79.其中：
80.1)、低速＜80km/h，高速≥80km/h；
81.2)、p为车辆环境压力，由于压力传感器精度的限制，在25％p与大气压力传感器精度范围内压力最低值之间取大值作为真空泵停止工作压力。
82.所述的控制方法的故障及保护策略是：
83.1)、在真空泵正常工作的过程中，若vcu检测到管路压力已经趋于稳定，但真空泵工作时间已经超过60秒，且此时管路内的压力仍未达到真空泵停止工作的压力条件，则vcu将此时的压力值重新定义为真空泵的停止工作压力，并以此压力值作为停止工作条件工作3次后，重新将系统的初始停止压力值作为停止压力条件；如此循环；当车辆下电后又重新上电，设定压力值复位为系统设定的压力值；
84.2)、车辆ready状态下，若驾驶员未踩踏制动踏板，真空泵连续工作30秒后仍然未达到关闭条件，则vcu通过通信总线向车辆仪表发送真空泵系统故障信息；
85.在真空泵故障状态下，真空泵每工作10秒后停止工作10秒；如此循环；并限制车辆动力为蠕行模式；若在真空泵系统故障状态下，管路压力达到系统设定的关闭压力值，则真
空泵系统故障状态解除；
86.3)、当真空泵工作条件未达到系统故障条件时，但真空泵实际持续工作已经超过30秒，则真空泵在工作30秒后停止工作3秒，用以防止泵体快速老化。
87.所述的制动踏板开关、制动踏板传感器、大气压力传感器、管路压力传感器故障时的处理策略是：
88.在传感器故障时，如果是静止高压状态，则：
89.1)、若制动踏板正常，则真空泵进入降级工作模式，车速限制不超过20km/h；
90.2)、若制动踏板故障，则禁止动力输出；
91.如果是运动状态，则：
92.1、若制动踏板正常，则真空泵进入降级工作模式，车速限制不超过20km/h；
93.2、若制动踏板故障，则限制动力输出为蠕行模式；
94.在非传感器故障时，静止高压状态和运动状态，均采用蠕行。
95.如表2所示：
96.表2——真空泵故障处理策略表
[0097][0098]
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。技术特征：
1.一种纯电动汽车的制动系统，所述的纯电动汽车包括vcu、电机系统、制动踏板，其特征在于：所述的制动系统设置制动踏板深度传感器、真空泵、真空泵继电器、管路压力传感器、大气压力传感器；所述的制动踏板深度传感器、管路压力传感器、大气压力传感器通过信号线路与vcu连接；、所述的真空泵通过真空泵继电器与vcu进行信号连接。2.按照权利要求1所述的纯电动汽车的制动系统，其特征在于：所述的制动系统设置制动踏板开关；所述的制动踏板通过信号线路与vcu连接。3.按照权利要求2所述的纯电动汽车的制动系统，其特征在于：所述的制动踏板开关为双路互锁型开关，其中：一路常开，当制动踏板有效时为闭合状态；一路常闭，当制动踏板有效时为断开状态。4.按照权利要求1所述的纯电动汽车的制动系统，其特征在于：所述的制动系统设置12v蓄电池，该蓄电池为vcu、制动踏板开关、制动踏板深度传感器、真空泵及真空泵继电器提供电源。5.按照权利要求1所述的纯电动汽车的制动系统，其特征在于：所述的电机系统以及纯电动汽车的车辆仪表分别通过通信总线与vcu连接。6.按照权利要求1至5中任意一项所述的纯电动汽车的制动系统的控制方法，其特征在于：所述的控制方法的基本控制策略是：所述的vcu在判断以下条件成立时，允许真空泵的开启控制：1)、车辆处于低压电正常上电工作状态；2)、vcu通过电机系统的电机转速判断车辆处于非静止状态；3)、若vcu无法获取电机转速信息，则当车辆系统在低压电正常上电状态的前10秒和低压电正常下电的后10秒内均为允许状态。7.按照权利要求6所述的纯电动汽车的制动系统的控制方法，其特征在于：所述的真空泵开启条件以及关闭条件具体的要求是：在低速模式下，开启的相对压力为45％p；停止的相对压力为25％p；在高速模式下，开启的相对压力为40％p；停止的相对压力为25％p；在ready模式下，工作时间为15秒；其中：1)、低速＜80km/h，高速≥80km/h；2)、p为车辆环境压力，由于压力传感器精度的限制，在25％p与大气压力传感器精度范围内压力最低值之间取大值作为真空泵停止工作压力。8.按照权利要求1至5中任意一项所述的纯电动汽车的制动系统的控制方法，其特征在于：所述的控制方法的故障及保护策略是：1)、在真空泵正常工作的过程中，若vcu检测到管路压力已经趋于稳定，但真空泵工作时间已经超过60秒，且此时管路内的压力仍未达到真空泵停止工作的压力条件，则vcu将此时的压力值重新定义为真空泵的停止工作压力，并以此压力值作为停止工作条件工作3次后，重新将系统的初始停止压力值作为停止压力条件；如此循环；当车辆下电后又重新上电，设定压力值复位为系统设定的压力值；2)、车辆ready状态下，若驾驶员未踩踏制动踏板，真空泵连续工作30秒后仍然未达到关闭条件，则vcu通过通信总线向车辆仪表发送真空泵系统故障信息；
在真空泵故障状态下，真空泵每工作10秒后停止工作10秒；如此循环；并限制车辆动力为蠕行模式，若在真空泵系统故障状态下，管路压力达到系统设定的关闭压力值，则真空泵系统故障状态解除；3)、当真空泵工作条件未达到系统故障条件时，但真空泵实际持续工作已经超过30秒，则真空泵在工作30秒后停止工作3秒，用以防止泵体快速老化。9.按照权利要求8所述的纯电动汽车的制动系统的控制方法，其特征在于：所述的制动踏板开关、制动踏板传感器、大气压力传感器、管路压力传感器故障时的处理策略是：在传感器故障时，如果是静止高压状态，则：1)、若制动踏板正常，则真空泵进入降级工作模式，车速限制不超过20km/h；2)、若制动踏板故障，则禁止动力输出；如果是运动状态，则：1)、若制动踏板正常，则真空泵进入降级工作模式，车速限制不超过20km/h；2)、若制动踏板故障，则限制动力输出为蠕行模式；在非传感器故障时，静止高压状态和运动状态，均采用蠕行。
技术总结
本发明公开了一种纯电动汽车的制动系统，设置制动踏板深度传感器、真空泵、真空泵继电器、管路压力传感器、大气压力传感器；制动踏板深度传感器、管路压力传感器、大气压力传感器通过信号线路与VCU连接；真空泵通过真空泵继电器与VCU进行信号连接。采用上述技术方案，将驾驶员可控的制动踏板与系统真空泵系统以及大气压力、制动系统管路压力进行有效的系统联动，通过统一的控制策略，使得制动系统在整体上更加的合理化、也更加的安全；可以有效的在制动系统的控制中使得真空泵的工作时间更加的合理，可以有效的解决真空泵的老化问题，使纯电动汽车的制动系统控制更加智能、安全，可以有效的延长真空泵的使用寿命。以有效的延长真空泵的使用寿命。以有效的延长真空泵的使用寿命。
技术研发人员：刘大亮
受保护的技术使用者：奇瑞商用车（安徽）有限公司
技术研发日：2022.02.18
技术公布日：2022/5/6
声明：
“纯电动汽车的制动系统及其控制方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：奇瑞商用车（安徽）有限公司
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2024年05月31日 ~ 06月02日 
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