一种电动汽车真空系统失效辅助安全系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种电动汽车真空系统失效辅助安全系统及其控制方法。该系统包括中央处理单元、仪表指示灯、检测电动汽车真空罐内气压的压力传感器，所述中央处理单元分别与仪表指示灯、压力传感器以及电动汽车的电子制动踏板、电机控制器、真空泵、电池管理系统电连接。本发明在电动汽车的真空系统失效时，可以及时检测出来，通知驾乘人员注意，在驾乘人员采取制动措施时提供一定的辅助，从而大大降低交通事故的风险，提高了车辆的安全性。

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车安全技术领域，尤其涉及一种电动汽车真空系统失效辅助安全系统及其控制方法。

背景技术

随着能源危机、环境问题等日益突出，电动汽车受到全国乃至全世界的关注。纯电动汽车制动系统在车辆行驶过程中有着极其重要的作用，电动真空助力系统由电动真空泵、真空罐和控制器组成。电动真空泵就是在取消发动机后为了避免制动系统的真空助力系统的真空源散失而必须增加的一个零部件总成。它由电能驱动，可为真空助力系统提供可靠、足够的真空源。当纯电动汽车的真空系统出现问题时，整车能达到的制动减速度很小，尤其是妇女和老年体弱者驾驶时，车辆很难短时间内停止下来，有非常大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是克服电动汽车不能及时检测到真空系统出故障，存在安全隐患的技术问题，提供了一种电动汽车真空系统失效辅助安全系统及其控制方法，其在电动汽车的真空系统失效时，可以及时检测出来，通知驾乘人员注意，在驾乘人员采取制动措施时提供一定的辅助，从而大大降低交通事故的风险，提高了车辆的安全性。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明的一种电动汽车真空系统失效辅助安全系统，包括中央处理单元、仪表指示灯、检测电动汽车真空罐内气压的压力传感器，所述中央处理单元分别与仪表指示灯、压力传感器以及电动汽车的电子制动踏板、电机控制器、真空泵、电池管理系统电连接。

在本技术方案中，中央处理单元为整车控制器。中央处理单元实时监控压力传感器检测的真空罐内气压，当气压小于设定值50kpa时，中央处理单元控制真空泵工作抽真空。真空泵持续抽真空5秒后，如果真空罐内的气压依旧下降或升高的值低于设定值，则中央处理单元判断电动汽车的真空系统失效。

在判断电动汽车的真空系统失效后，中央处理单元控制仪表指示灯点亮，给驾乘人员报警，提示制动的真空系统失效，从而可以让驾驶员可以有选择的安全地控制车辆，比如主动降低车速，或者驶离繁忙交通干道，或者提前制动停车等。总之，在点亮仪表指示灯后，驾驶员可以根据其当前的交通工况，采用必要的避险措施。当中央处理单元接收到电子制动踏板发出的制动信号时，中央处理单元与电动汽车的电池管理系统通信，当电池管理系统判断电动汽车电池可以充电时，中央处理单元发送控制信号给电机控制器，电机控制器使电机处于发电状态，转子产生拖滞力矩，定子产生的电能直接充电给电池，从而降低电机的发热量，保护电机，也能更持久或者更多次的为整车提供制动扭矩；当电池管理系统判断电动汽车电池不能充电时，中央处理单元发送控制信号给电机控制器，电机控制器控制电机反转产生扭矩辅助制动，在制动过程中，电机发热耗散能量，在保障电机安全的前提下，辅助驾驶者进行制动，直至车辆停止。如此可以帮助体质弱者，在较小的制动控制力下，达到较大的整车减速度，从而可以降低车辆真空系统失效时的安全风险。

作为优选，所述中央处理单元还与电动汽车的制动灯电连接。

作为优选，所述一种电动汽车真空系统失效辅助安全系统还包括设置在电动汽车外部的危险警报灯，所述危险警报灯与中央处理单元电连接。

作为优选，所述中央处理单元还与电动汽车的电子油门踏板电连接。

作为优选，所述一种电动汽车真空系统失效辅助安全系统还包括声音报警器，所述声音报警器与中央处理单元电连接。

本发明的一种电动汽车真空系统失效辅助安全系统的控制方法，包括以下步骤：

S1：中央处理单元通过压力传感器检测真空罐内的气压，当气压小于设定值K时，中央处理单元控制真空泵工作抽真空；

S2：真空泵持续抽真空N秒后，如果真空罐内的气压依旧下降或升高的值低于设定值，则中央处理单元判断电动汽车的真空系统失效；

S3：中央处理单元判断电动汽车的真空系统失效后，当中央处理单元接收到电子制动踏板发出的制动信号时，中央处理单元与电动汽车的电池管理系统通信，当电池管理系统判断电动汽车电池可以充电时，中央处理单元发送控制信号给电机控制器，电机控制器使电机处于发电状态，通过电机发电方式产生扭矩辅助制动；当电池管理系统判断电动汽车电池不能充电时，中央处理单元发送控制信号给电机控制器，电机控制器控制电机反转产生扭矩辅助制动。

作为优选，在中央处理单元判断电动汽车的真空系统失效后，中央处理单元控制真空泵继续工作T秒。

作为优选，在中央处理单元判断电动汽车的真空系统失效后，中央处理单元控制仪表指示灯和危险报警灯点亮，控制声音报警器报警。

作为优选，在中央处理单元判断电动汽车的真空系统失效后，中央处理单元监控车速传感器检测的车速，当车速大于设定值V时，中央处理单元给电机控制器发送降速指令，电机控制器控制电机降速，将车速降低到设定值V。

本发明的实质性效果是：在电动汽车的真空系统失效时，可以及时检测出来，通知驾乘人员注意，在驾乘人员采取制动措施时通过电机发电方式产生扭矩辅助制动，或者通过电机反转产生扭矩辅助制动，帮助驾驶员在较小的制动控制力下，达到较大的整车减速度，从而可以降低车辆真空系统失效时的安全风险。

附图说明

图1是本发明的一种电路原理连接框图。

图中：1、中央处理单元，2、仪表指示灯，3、压力传感器，4、电子制动踏板，5、电机控制器，6、真空泵，7、制动灯，8、危险警报灯，9、电子油门踏板，10、车速传感器，11、声音报警器，12、无线通信模块，13、电机，14、电池管理系统。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种电动汽车真空系统失效辅助安全系统，如图1所示，包括中央处理单元1、仪表指示灯2、声音报警器11、无线通信模块12、检测电动汽车真空罐内气压的压力传感器3、设置在电动汽车外部的危险警报灯8和检测电动汽车车速的车速传感器10，中央处理单元1分别与仪表指示灯2、压力传感器3、危险警报灯8、车速传感器10、声音报警器11、无线通信模块12以及电动汽车的电子制动踏板4、电机控制器5、真空泵6、制动灯7、电子油门踏板9、电池管理系统14电连接，电机控制器5与电机13电连接。

中央处理单元为整车控制器。中央处理单元实时监控压力传感器检测的真空罐内气压，当气压小于设定值50kpa时，中央处理单元控制真空泵工作抽真空。真空泵持续抽真空5秒后，如果真空罐内的气压依旧下降或升高的值低于设定值，则中央处理单元判断电动汽车的真空系统失效。

在判断电动汽车的真空系统失效后，中央处理单元控制仪表指示灯点亮，控制声音报警器报警，给驾乘人员报警，提示制动的真空系统失效，从而可以让驾驶员可以有选择的安全地控制车辆，比如主动降低车速，或者驶离繁忙交通干道，或者提前制动停车等。总之，在点亮仪表指示灯后，驾驶员可以根据其当前的交通工况，采用必要的避险措施。

在判断电动汽车的真空系统失效后，中央处理单元控制危险警报灯点亮，以这种方式把车辆的故障信息告知给周围车辆，使得周围车辆在得知故障车辆的故障信息后，可以主动规避故障车辆，为故障车辆提供安全空间，从而进一步提高安全性。

在判断电动汽车的真空系统失效后，中央处理单元控制真空泵持续工作20秒，如果真空罐的气压还没有达到50kpa，则中央处理单元控制真空泵停止工作，避免真空泵长时间工作而损毁。

在判断电动汽车的真空系统失效后，中央处理单元监控车速传感器检测的车速，当车速大于30km/h时，中央处理单元给电机控制器发送降速指令，电机控制器控制电机降速，使得车辆速度自然降低到30km/h的相对安全车速，车辆减速时，制动灯点亮。此时的电子油门踏板信号只能使得电机在0km/h到30km/h的安全车速区间内控制车辆。换句话说，就是当电子油门踏板踩到底时，最高车速也就只能达到30km/h，主动降低安全隐患。

在判断电动汽车的真空系统失效后，当中央处理单元接收到电子制动踏板发出的制动信号时，中央处理单元与电动汽车的电池管理系统通信，当电池管理系统判断电动汽车电池可以充电时，中央处理单元发送控制信号给电机控制器，电机控制器使电机处于发电状态，转子产生拖滞力矩，定子产生的电能直接充电给电池，从而降低电机的发热量，保护电机，也能更持久或者更多次的为整车提供制动扭矩；当电池管理系统判断电动汽车电池不能充电时，中央处理单元发送控制信号给电机控制器，电机控制器控制电机反转产生扭矩辅助制动，电机反转，由于车辆驱动电机，转子不能立即反转，因此，电机处于发热状态，电机发热耗散能量，在保障电机安全的前提下，辅助驾驶者进行制动，直至车辆停止。如此可以帮助体质弱者，在较小的制动控制力下，达到较大的整车减速度，从而可以降低车辆真空系统失效时的安全风险。

无线通信模块将电动汽车真空系统的故障信息发送到云端，便于用户查看，厂家监测等。

本实施例的一种电动汽车真空系统失效辅助安全系统的控制方法，包括以下步骤：

S1：中央处理单元通过压力传感器检测真空罐内的气压，当气压小于设定值50kpa时，中央处理单元控制真空泵工作抽真空；

S2：真空泵持续抽真空5秒后，如果真空罐内的气压依旧下降或升高的值低于设定值，则中央处理单元判断电动汽车的真空系统失效；

S3：中央处理单元判断电动汽车的真空系统失效后，当中央处理单元接收到电子制动踏板发出的制动信号时，中央处理单元与电动汽车的电池管理系统通信，当电池管理系统判断电动汽车电池可以充电时，中央处理单元发送控制信号给电机控制器，电机控制器使电机处于发电状态，转子产生拖滞力矩，定子产生的电能直接充电给电池，从而降低电机的发热量，保护电机，也能更持久或者更多次的为整车提供制动扭矩；当电池管理系统判断电动汽车电池不能充电时，中央处理单元发送控制信号给电机控制器，电机控制器控制电机反转产生扭矩辅助制动，电机反转，由于车辆驱动电机，转子不能立即反转，因此，电机处于发热状态，电机发热耗散能量，在保障电机安全的前提下，辅助驾驶者进行制动，直至车辆停止，如此可以帮助驾驶员在较小的制动控制力下，达到较大的整车减速度，从而可以降低车辆真空系统失效时的安全风险。

在中央处理单元判断电动汽车的真空系统失效后，中央处理单元控制真空泵持续工作20秒，如果真空罐的气压还没有达到50kpa，则中央处理单元控制真空泵停止工作，避免真空泵长时间工作而损毁。

在中央处理单元判断电动汽车的真空系统失效后，中央处理单元控制仪表指示灯和危险报警灯点亮，控制声音报警器报警。

在中央处理单元判断电动汽车的真空系统失效后，中央处理单元监控车速传感器检测的车速，当车速大于30km/h时，中央处理单元给电机控制器发送降速指令，电机控制器控制电机降速，使得车辆速度自然降低到30km/h的相对安全车速，车辆减速时，制动灯点亮。此时的电子油门踏板信号只能使得电机在0km/h到30km/h的安全车速区间内控制车辆。换句话说，就是当电子油门踏板踩到底时，最高车速也就只能达到30km/h，主动降低安全隐患。