CN102815288B - 电子真空泵控制装置、真空助力***及真空助力方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子真空泵控制装置，涉及真空助力***密闭性检测，包括：微控制器、模拟量采集模块、开关量采集模块、继电器驱动模块、存储器模块及电源模块，模拟量采集模块、开关量采集模块、继电器驱动模块、存储器模块及电源模块都与微控制器相连。还公开了一种真空助力***，包括：上述的电子真空泵控制装置，真空罐、电子真空泵和压力传感器。还公开了一种真空助力方法。本发明真空泵控制装置实现了对电子真空泵的有效控制；真空助力***实现了对本***的密闭性检查，实现了电子真空泵工作时的超时故障检测。

Description

电子真空泵控制装置、真空助力***及真空助力方法

技术领域

本发明涉及真空助力***密闭性检测技术领域，特别涉及一种真空泵控制装置、真空助力***及真空助力方法。

背景技术

现有技术中的乘用车制动技术均采用液压制动方式，驾驶员通过在制动踏板上施加制动力，通过推杆推动主缸内活塞进行液压活动，由于人脚部施加的制动力比较有限，无法满足整车制动情况下四个分泵的制动压力要求，故需要真空助力器对踏板增加助力，对于纯电动汽车不存在发动机，无法提供真空源，制动***已经无法获得正常的传统真空源，因此，电子真空泵的出现，就是对目前现状的一种快速解决方案。

由以上可知，电子真空泵的控制就显得格外重要，控制的不好就会导致制动效果不好，甚至可能导致事故的发生。但现在市场上并没有一款专门针对电子真空泵的控制***，只是单纯的打开与关闭这两个状态，而且无法检测电子真空泵的工作超时故障。因此，市场需要一种性能更加完善，对真空助力***有检查功能且能较好地控制真空泵的工作。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何实现对真空助力***的密闭性检查；在控制电子真空泵工作时能够检测其超时故障，以实现更有效地控制。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电子真空泵控制装置，包括：微控制器，及与所述微控制器连接的模拟量采集模块、存储器模块、电源模块、开关量采集模块和继电器驱动模块；其中，

所述模拟量采集模块，用于对压力传感器输入的真空度进行滤波和调理，并将滤波和调理后的真空度发送给所述微控制器；

所述开关量采集模块，用于采集到的开关量进行电平转换和整形，并将电平转换和整形后的开关量发送给所述微控制器；

所述继电器驱动模块，用于根据所述微控制器的控制驱动真空泵继电器；

所述存储器模块，用于根据所述微控制器的控制存储模拟量和开关量数据；

所述电源模块，用于为所述微控制器、模拟量采集模块(102)、开关量采集模块、继电器驱动模块及压力传感器提供供电电源；

所述微控制器，用于根据所述真空度的变化检测真空罐的密闭性，或者控制所述电子真空泵的开启或关闭，并判断在电子真空泵工作时是否发生工作超时故障。

其中，还包括第一光电隔离器，所述开关量采集模块通过所述第一光电隔离器与所述微控制器相连。

其中，还包括第二光电隔离器，所述继电器驱动模块通过所述第二光电隔离器与所述微控制器相连。

本发明还提供了一种真空助力***，包括：电子真空泵、压力传感器，真空罐及上述的电子真空泵控制装置，

所述电子真空泵与所述真空罐通过真空管导通；

所述压力传感器连接所述真空罐，用于实时检测真空罐内的真空度；

所述电子真空泵控制装置连接所述电子真空泵和压力传感器，其中的微控制器用于根据所述真空度的变化判断所述真空罐的密闭性。

其中，所述微控制器包括：

真空度获取模块，连接所述模拟量采集模块，用于获取真空度；

密闭性检测模块，连接所述真空度获取模块，用于根据在电子真空泵停止工作时获取到的真空度来检测所述真空罐的密闭性，若真空度发生变化，则所述真空罐未密闭。

其中，所述微控制器还用于根据所述真空度的变化控制所述电子真空泵的开启或关闭，并判断在电子真空泵工作时是否发生工作超时故障。

其中，所述微控制器包括：

真空度获取模块，连接所述模拟量采集模块，用于获取真空度；

泵控制模块，连接所述真空度获取模块和所述电子真空泵，用于判断所述真空度是否低于门限值，若低于门限值，则控制所述电子真空泵工作，以调节所述真空罐的真空度；

故障判断模块，连接所述泵控制模块和开关量采集模块，用于在电子真空泵工作时进行计时，当电子真空泵的工作时间超过时间阈值，且在所述时间阈值内开关量采集模块未检测到开关量，则电子真空泵发生工作超时故障。

其中，所述微控制器包括：

真空度获取模块，连接所述模拟量采集模块，用于获取真空度；

泵控制模块，连接所述真空度获取模块和所述电子真空泵，用于判断所述真空度，若所述真空度低于第二门限值，则控制所述电子真空泵工作，以调节所述真空罐的真空度；若所述真空度高于第一门限值，则控制所述电子真空泵停止工作；

故障判断模块，连接所述泵控制模块和开关量采集模块，用于在电子真空泵工作时进行计时，当电子真空泵的工作时间超过时间阈值，且在所述时间阈值内开关量采集模块未检测到开关量，则电子真空泵发生工作超时故障。

其中，所述开关量为车辆制动踏板踩下或弹起的开关量。

本发明还提供了一种真空助力方法，包括以下过程：

S1：实时采集真空罐的真空度；

S2：根据所述真空度的变化控制电子真空泵的开启或关闭，并判断在电子真空泵工作时是否发生工作超时故障。

其中，所述步骤S2具体包括：

判断所述真空度是否低于门限值，若低于门限值，则控制所述电子真空泵工作，以调节所述真空罐的真空度；

在电子真空泵工作时进行计时，若计时超过时间阈值，且在所述时间阈值内未检测到开关量，则电子真空泵发生工作超时故障。

其中，所述步骤S2具体包括：

判断所述真空度，若所述真空度低于第二门限值，则控制所述电子真空泵工作，以调节所述真空罐的真空度；若所述真空度高于第一门限值，则控制所述电子真空泵停止工作；

在电子真空泵工作时进行计时，若计时超过时间阈值，且在所述时间阈值内未检测到开关量，则电子真空泵发生工作超时故障。

其中，所述第一门限值为60，第二门限值为70。

其中，所述开关量为车辆制动踏板踩下或弹起的开关量。

其中，还包括：根据在电子真空泵停止工作时获取到的真空度来检测所述真空罐的密闭性，若真空度发生变化，则所述真空罐未密闭。

(三)有益效果

通过本发明的真空泵控制装置实现了对电子真空泵的有效控制；真空助力***实现了对本***的密闭性检查，实现了电子真空泵工作时的超时故障检测。

附图说明

图1是本发明实施例的一种电子真空泵控制装置结构示意图；

图2是本发明实施例的另一种电子真空泵控制装置结构示意图；

图3是本发明实施例的一种真空助力***结构示意图；

图4是图3中真空助力***实现真空助力方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

如图1所示，本发明的电子真空泵控制装置包括：微控制器101、模拟量采集模块102、开关量采集模块103、继电器驱动模块104、存储器模块105和电源模块106。

模拟量采集模块102与微控制器101相连，对压力传感器输入的模拟量进行滤波和调理，并将滤波和调理后的模拟量发送给微控制器101，其中模拟量包括：电压模拟量、电流模拟量或电阻模拟量，压力传感器采集到真空罐中的压力，即真空度，并将真空度转换成电压模拟量、电流模拟量或电阻模拟量，并对上述模拟量进行滤波和调理，微控制器101中的A/D转换模块将滤波和调理后的模拟量量化到0-255的范围，单位为1。

开关量采集模块103与微控制器101相连，对采集到的开关量进行电平转换和整形，并将电平转换和整形后的开关量发送给微控制器101。开关量为两个状态的数字量，如在电动汽车的制动过程中，开关量采集模块103采集制动踏板的踩下和弹起的状态。

继电器驱动模块104与微控制器101相连，用于根据微控制器101的控制驱动真空泵继电器。真空泵继电器则根据继电器驱动模块104的驱动来启动或关闭电子真空泵。

存储器模块105与微控制器101相连，用于根据微控制器101的控制存储模拟量和开关量数据。

电源模块106，与微控制器101相连，用于为微控制器101、模拟量采集模块102、开关量采集模块103、继电器驱动模块104及压力传感器提供供电电源。

微控制器101，根据真空度的变化检测真空罐的密闭性，在电子真空泵不工作时，通过压力传感器检测到的真空度是否发生变化，若发生变化，则说明真空罐未密闭。微控制器101还可根据真空度的变化控制电子真空泵的开启或关闭，并判断在电子真空泵工作时是否发生工作超时故障。具体通过真空泵继电器来开启或关闭电子真空泵，同时真空泵继电器对微控制器101起到了硬件保护作用，防止微控制器101因电压或电流过大而烧坏。

控制流程是通过模拟量采集模块102采集模拟量信号，通过开关量采集模块103采集开关量，然后将模拟量信号和开关量发送给微控制器101，微控制器101通过内部处理后，发送信号给继电器驱动模块104，从而驱动真空泵继电器控制电子真空泵201工作。

实施例2

如图2所示，在实施例1的基础上，在装置中增加第一光电隔离器107，开关量采集模块103通过第一光电隔离器107与微控制器101相连。还增加一个第二光电隔离器108，继电器驱动模块104通过第二光电隔离器108与微控制器101相连。

本实施例的控制流程和实施例1基本相同，不同之处在于，为了保护微控制器101(因为微控制器能承受的电压和电流比较小)，以防开关量采集模块103采集到的表征开/关状态的电压或电流值过大时烧坏微控制器101，第一光电隔离器107起到降低电压或电流的作用，同理与继电器驱动模块104相连的第二光电隔离器108与第一光电隔离器107作用相同。第二光电隔离器108还可以为三极管或6232芯片。

实施例3

如图3所示，为本发明的真空助力***，包括：电子真空泵201、压力传感器202、真空罐203及上述实施例1或2的电子真空泵控制装置100。电子真空泵201与真空罐203通过真空管导通；压力传感器202连接真空罐203，用于实时检测真空罐203内的真空度。电子真空泵控制装置100连接电子真空泵201和压力传感器202，其中的微控制器101根据压力传感器202检测到的真空度的变化判断所述真空罐203的密闭性。

微控制器101具体包括：真空度获取模块和密闭性检测模块，真空度获取模块连接模拟量采集模块102，密闭性检测模块连接真空度获取模块。整个助力***的密闭性主要体现在真空罐和真空管路的密闭性，具体可通过检测真空罐的真空度来检测密闭性，以保证真空助力***正常工作，避免因密闭性引发安全事故。

真空度获取模块获取经过模拟量采集模块102处理后的真空度，密闭性检测模块根据在电子真空泵201停止工作时获取到的真空度来检测真空罐203的密闭性，若在电子真空泵201停止工作的一段时间内检测到真空度发生变化，则真空罐203未密闭，即整个真空助力***的密闭性不好。

实施例4

为了更有效地控制电子真空泵工作，检测电子真空泵的故障，微控制器101还包括：泵控制模块和故障判断模块。

泵控制模块连接上述真空度获取模块和电子真空泵201，判断真空度是否低于门限值，若低于门限值，则控制电子真空泵201工作，以调节真空罐203的真空度，该门限值可根据实际情况来设定。

故障判断模块，连接泵控制模块和开关量采集模块103。故障判断模块在电子真空泵201工作时进行计时(如：80S)，当电子真空泵201的工作时间超过时间阈值，且在时间阈值内开关量采集模块103未检测到开关量，则电子真空泵201发生工作超时故障。

例如在车辆的制动过程中，真空罐203的真空度低于门限值时，制动踏板难以踏下(踏板的踏下和弹起即为开关量)，泵控制模块开启电子真空泵201，电子真空泵201对真空罐203抽真空，使其中的压力减小，以使踏板容易踏下。在电子真空泵201工作过程中，若在一定的时间阈值内未检测到踏板的踏下，则认为电子真空泵201发生工作超时故障。根据门限值来控制电子真空泵201的启停，避免了电子真空泵201一直开启而导致寿命降低，同时降低了能耗和噪音。

实施例5

为了避免电子真空泵201频繁启停，与实施例4不同的是，微控制器101的泵控制模块判断真空度，若真空度低于第二门限值，则控制电子真空泵201工作，以调节真空罐203的真空度；若真空度高于第一门限值，则控制电子真空泵201停止工作。

例如在车辆的制动过程中，真空罐203的真空度低于第二门限值时(如：70)，制动踏板难以踏下，泵控制模块开启电子真空泵201，电子真空泵201对真空罐203抽真空，使其中的压力减小，以使踏板容易踏下。当松开制动踏板后，并不立即关闭电子真空泵201，电子真空泵201仍处于工作状态，直到真空罐203内的压力低至第一门限值(如：60)。由于真空管路是密闭的，真空罐中的真空度值仍会维持在电子真空泵201关闭时的值，只要制动踏板不再踩下，管路中的压力值维持不变。当再次踩下时能够较容易的获得需要的踏板深度。

实施例6

本实施例提供了一种真空助力方法，如图4所示，包括：

步骤S401，实时采集真空罐的真空度。电子真空泵控制装置的模拟量采集模块实时采集压力传感器检测到的真空度，本实施例中该真空度为一模拟量，并对真空度进行滤波和调整，并将真空度发送给微控制器，微控制器将模拟转化为数字量，得到以数字量表示的真空泵的真空度。其中，模拟量为电压模拟量、电流模拟量或电阻模拟量。

步骤S402，根据真空度的变化控制电子真空泵的开启或关闭，并判断在电子真空泵工作时是否发生工作超时故障。具体包括：

判断所述真空度是否低于门限值，若低于门限值，则控制所述电子真空泵工作，以调节所述真空罐的真空度。

在电子真空泵工作时进行计时，若计时超过时间阈值(如：80S)，且在时间阈值内未检测到开关量，则电子真空泵发生工作超时故障。开关量为车辆制动踏板的开关量或其它开关量。

实施例7

为了避免电子真空泵201频繁启停，与实施例6不同的是步骤S402中根据真空度的变化控制电子真空泵的开启或关闭的方式为：判断真空度，若真空度低于第二门限值，则控制电子真空泵201工作，以调节真空罐203的真空度；若真空度高于第一门限值，则控制电子真空泵201停止工作。

实施例8

为了保证真空助力***在工作中保持密闭性，避免因密闭性引发安全事故，本实施例中在实施例6和7的基础上还包括检测真空罐的密闭性，检测过程在电子真空泵停止工作时进行，通过获取到的真空度来判断真空罐是否密闭，若真空度发生变化，则真空罐未密闭。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种电子真空泵控制装置，其特征在于，包括：微控制器(101)，及与所述微控制器(101)连接的模拟量采集模块(102)、存储器模块(105)、电源模块(106)、开关量采集模块(103)和继电器驱动模块(104)；其中，

所述模拟量采集模块(102)，用于对压力传感器输入的真空度进行滤波和调理，并将滤波和调理后的真空度发送给所述微控制器(101)；

所述开关量采集模块(103)，用于采集到的开关量进行电平转换和整形，并将电平转换和整形后的开关量发送给所述微控制器(101)；

所述继电器驱动模块(104)，用于根据所述微控制器(101)的控制驱动真空泵继电器；

所述存储器模块(105)，用于根据所述微控制器(101)的控制存储模拟量和开关量数据；

所述电源模块(106)，用于为所述微控制器(101)、模拟量采集模块(102)、开关量采集模块(103)、继电器驱动模块(104)及压力传感器提供供电电源；

所述微控制器(101)，用于根据所述真空度的变化检测真空罐的密闭性，或者控制所述电子真空泵的开启或关闭，并判断在电子真空泵工作时是否发生工作超时故障；其中，所述微控制器(101)包括：

真空度获取模块，连接所述模拟量采集模块(102)，用于获取真空度；

泵控制模块，连接所述真空度获取模块和所述电子真空泵，用于判断所述真空度是否低于门限值，若低于门限值，则控制所述电子真空泵工作，以调节真空罐的真空度；

故障判断模块，连接所述泵控制模块和开关量采集模块(103)，用于在电子真空泵工作时进行计时，当电子真空泵的工作时间超过时间阈值，且在所述时间阈值内开关量采集模块(103)未检测到开关量，则电子真空泵发生工作超时故障；所述开关量为车辆制动踏板的开关量。

2.如权利要求1所述的电子真空泵控制装置，其特征在于，还包括第一光电隔离器(107)，所述开关量采集模块(103)通过所述第一光电隔离器(107)与所述微控制器(101)相连。

3.如权利要求1所述的电子真空泵控制装置，其特征在于，还包括第二光电隔离器(108)，所述继电器驱动模块(104)通过所述第二光电隔离器(108)与所述微控制器(101)相连。

4.一种真空助力***，其特征在于，包括：电子真空泵(201)、压力传感器(202)，真空罐(203)及权利要求1～3中任一项所述的电子真空泵控制装置(100)，

所述电子真空泵(201)与所述真空罐(203)通过真空管导通；

所述压力传感器(202)连接所述真空罐(203)，用于实时检测真空罐(203)内的真空度；

所述电子真空泵控制装置(100)连接所述电子真空泵(201)和压力传感器(202)，其中的微控制器(101)用于根据所述真空度的变化判断所述真空罐(203)的密闭性。

5.如权利要求4所述的真空助力***，其特征在于，所述微控制器(101)包括：

真空度获取模块，连接所述模拟量采集模块(102)，用于获取真空度；

密闭性检测模块，连接所述真空度获取模块，用于根据在电子真空泵(201)停止工作时获取到的真空度来检测所述真空罐(203)的密闭性，若真空度发生变化，则所述真空罐(203)未密闭。

6.如权利要求4所述的真空助力***，其特征在于，所述微控制器(101)还用于根据所述真空度的变化控制所述电子真空泵(201)的开启或关闭，并判断在电子真空泵(201)工作时是否发生工作超时故障。

7.如权利要求6所述的真空助力***，其特征在于，所述开关量为车辆制动踏板踩下或弹起的开关量。

8.一种真空助力方法，其特征在于，包括以下过程：

S1：实时采集真空罐的真空度；

S2：根据所述真空度的变化控制电子真空泵的开启或关闭，并判断在电子真空泵工作时是否发生工作超时故障；

其中，所述步骤S2具体包括：

判断所述真空度是否低于门限值，若低于门限值，则控制所述电子真空泵工作，以调节所述真空罐的真空度；

在电子真空泵工作时进行计时，若计时超过时间阈值，且在所述时间阈值内未检测到开关量，则电子真空泵发生工作超时故障。

9.如权利要求8中任一项所述的真空助力方法，其特征在于，所述开关量为车辆制动踏板踩下或弹起的开关量。

10.如权利要求8所述的真空助力方法，其特征在于，还包括：根据在电子真空泵停止工作时获取到的真空度来检测所述真空罐的密闭性，若真空度发生变化，则所述真空罐未密闭。