電動汽車液壓制動真空伺服系統(tǒng)改進方案

朱久艷， 馮根伍

(東風襄陽旅行車有限公司 客車技術(shù)部， 湖北 襄陽 441004)

新能源汽車是我國大力推廣的環(huán)保型交通運輸工具，近年來發(fā)展迅猛。制動系統(tǒng)是保證汽車行駛安全的最重要系統(tǒng)之一[1-3]。電動汽車相較于傳統(tǒng)的內(nèi)燃機汽車，其動力工作方式完全不同，因此兩者的制動系統(tǒng)有很大差別，特別是在制動能量的提供方面完全不同[4-5]。所以，制定合理的方案就成為了關(guān)鍵。本文介紹電動汽車液壓制動真空伺服系統(tǒng)的一種新方案。文中所說的真空度，一律是指絕對真空度。

1 電動汽車液壓制動真空伺服系統(tǒng)方案分析

1.1 一般方案

目前市場上和多數(shù)整車廠正在研發(fā)的電動汽車液壓制動伺服系統(tǒng)大都采用如圖1所示的技術(shù)方案[6-8]。

圖1 電子真空泵帶儲氣筒帶控制電路的方案

它主要由電動真空泵、真空單向閥、真空筒、真空助力器、真空控制器和控制電路組成。以某款車型為例，其工作原理及控制策略如下。為了便于說明，該款車型所選擇的電動真空泵和真空控制器主要參數(shù)見表1。

表1 電動真空泵和真空控制器主要參數(shù)

1) 將車輛啟動鑰匙置于ON擋。

2) 當真空筒真空度≥0.055 MPa時，電磁繼電器處于電路斷開狀態(tài)，電動真空泵不工作； 當真空筒真空度<0.055 MPa時，電磁繼電器立即接通電路，使電動真空泵開始工作，抽取真空。

3) 當真空筒真空度達到0.075 MPa時，真空控制器切斷控制線低電平信號輸出，電磁繼電器使電路斷開，電動真空泵停止工作。

4) 當真空筒真空度下降到0.055 MPa或以下時，真空控制器控制線輸出低電平信號，電磁繼電器使電路接通，電動真空泵重新開始工作，然后循環(huán)2)和3)這兩個步驟。

5) 當某種原因使真空筒的真空度低于0.035 MPa時，真空壓力報警燈點亮，提示故障檢查。

6) 將啟動鑰匙處于OFF擋，整個電路斷開，電動真空泵停止工作。

1.2 一般系統(tǒng)常見故障及原因分析

對于上述方案，通常會出現(xiàn)一些故障，下面仍以某車型為例進行分析論證。

1) 真空控制器燒損失效。真空控制器輸出電流能力小，導致真空控制器無法驅(qū)動電磁繼電器工作，或長時間過載發(fā)熱，最后燒損失效。如案例中真空控制器的負載電流為100 mA，持續(xù)工作電流為150～170 mA，這樣就會因長期過載而發(fā)熱失效。

2) 電磁繼電器粘連，真空泵超時工作燒毀。因制動系統(tǒng)性能的需要，會要求真空控制器在高真空度和低真空度兩種狀態(tài)時，頻繁地接通和斷開真空控制器控制線的低電平輸出信號，導致電磁繼電器的觸點頻繁通、斷。在電磁繼電器的觸點斷開時，不可避免會產(chǎn)生拉弧現(xiàn)象，從而導致觸點溫度升高。這種情況經(jīng)歷一段時間后，會發(fā)生動觸點粘連現(xiàn)象，也就是使電磁繼電器長期處于電路接通狀態(tài)，導致真空泵會一直運轉(zhuǎn)工作，失去控制，最終使真空泵因工作超時而過熱燒毀。

2 一種新方案

通過對上述方案進行分析，為了解決其存在的不足，經(jīng)深入研究后，提出了一種新方案。這種新方案的思路不是簡單地解決現(xiàn)存方案的問題，而是從如何保證行車安全出發(fā)，給出了一個可靠性更高的真空伺服系統(tǒng)。該方案如圖2所示。

圖2 一種新型的真空伺服系統(tǒng)方案

新方案與一般方案的區(qū)別是：電動真空泵電機采用無刷電機(零件壽命更高)；雙回路真空泵(雙回路更安全)；雙回路真空壓力傳感器(雙回路更安全可靠)；整車VCU控制真空泵啟停(更可靠)；雙回路直流固態(tài)繼電器(零件性能更可靠)； 真空泵熔斷器容量加大(安全系數(shù)提高)。新方案的控制邏輯和工作原理說明如下：

1) 將車輛啟動鑰匙置于ON擋。

2) 安全檢測，真空度<0.045 MPa時，車輛不能啟動。

3) 如果真空筒真空度≥0.055 MPa，則由整車控制器(VCU)控制直流固態(tài)繼電器(LSR)處于斷開狀態(tài)，電動真空泵不工作；如果真空筒真空度<0.055 MPa，則整車控制器控制直流固態(tài)繼電器處于接通位置，使電動真空泵開始運轉(zhuǎn)工作，直至真空筒中的真空度達到0.080 MPa時，整車控制器控制直流固態(tài)繼電器，使之處于斷開位置，電動真空泵停止運轉(zhuǎn)工作；當真空筒真空度下降到0.055 MPa或以下時，整車控制器控制直流固態(tài)繼電器，使之重新接通電路，電動真空泵再開始運轉(zhuǎn)工作。

4) 真空伺服系統(tǒng)循環(huán)第2)和3)兩步工作。

5) 將車輛啟動鑰匙置于OFF擋，整個電路斷開，系統(tǒng)停止工作。

6) 該系統(tǒng)為并聯(lián)雙回路伺服控制系統(tǒng)，其中任何一個回路中的零部件、元件失效，都不會影響另一個回路的正常工作，但都會報警，并由整車控制器指令發(fā)出故障碼，在儀表板的儀表中顯示出來，提示駕駛員注意行車安全和及時檢修。整車控制器同時降低驅(qū)動電機的扭矩、轉(zhuǎn)速至整車達到一個安全的車速，并使制動燈亮起，以警示后面的車輛注意安全。

3 結(jié)束語

采用新方案，在液壓電動車型上實際采用，經(jīng)過整車道路試驗和批量投入市場，反饋結(jié)果良好，到目前為止，還未出現(xiàn)任何故障。