某电动真空泵控制器的测试研究

2018-06-21李辉

客车技术与研究 2018年3期

李辉

(杭州杰能动力有限公司沈阳分公司，沈阳 110167)

近年来，电动汽车备受世人关注，与传统燃油车相比，它具有节能和环保的优点，结构也有所不同，制动系统就是其中之一[1]。传统燃油车制动系统的真空助力装置的真空源来自于发动机进气歧管；而电动汽车没有发动机总成,制动系统没有传统的真空动力源,因此电动真空泵的应用就解决了真空源的问题[2-3]。电动真空泵控制器是电动真空泵的核心控制单元，保证电动真空泵控制器工作的稳定可靠，必须经过大量的测试数据验证。本文所搭建的电动真空泵控制器的测试系统，可以模拟实车助力制动的工况，同时记录整个测试过程的数据，通过数据分析，为电动真空泵控制器的实车应用提供参考。

1 测试系统构成

结合真空助力器的工作原理[4]，本文搭建的测试系统主要由测试系统控制器、电动真空泵控制器、电动真空泵、真空罐等组成。

测试系统控制器通过CAN总线与电动真空泵控制器进行通信，能够实时接收电动真空泵控制器的数据，并发送对电动真空泵控制器的控制命令。该系统控制器接收到的数据主要包括：母线电流、母线电压、电机转速、电机温度、真空灌压力和故障信息等，通过接收到的上述信息，结合实车助力制动参数的匹配情况，从而控制两个电磁阀模拟制动系统踩下踏板和松开踏板的动作。为了测试人员操作方便和对测试数据的可追溯性，测试系统控制器既通过CAN总线连接手持设备，又通过RS232接口与电脑PC端通信。测试系统构成如图1所示。

图1 测试系统构成框图

2 测试系统的设计及验证

2.1 测试系统的参数匹配

本文以盘式制动器进行测试系统的参数匹配。

通过对实车中真空助力器输入力与输出力的关系、踏板力与管路液压输出关系等的计算，按照制动法规参数进行校核[5]，得出电动真空助力制动系统初始真空度的最小值是37 kPa，为后续参数的计算提供依据。

电动真空泵的选取不仅要满足其抽气时间等性能要求[6]，而且还应具有体积小、质量轻和工作可靠等特点，同时还要满足电动真空泵工作时整车上噪声的要求[7]。

结合电动真空泵的工作效率(本文为80%)和整车装配空间情况，再根据车辆制动系统的相关要求：在不再重新给行车制动储能装置补充能量的前提下，对行车制动控制装置进行4次全行程制动后，在进行第5次制动时仍能达到应急制动效能[8]。匹配一个最佳的真空罐，该系统的真空罐体积是3 L。

通过真空罐的体积、真空助力器腔体体积以及在一次有效制动的过程中空气的进入量等，可以得出在无真空泵提供助力时，真空储能罐中储存的真空度实现一次有效助力制动所需的最小真空度。经计算，在一次有效制动下,真空度下降49.1 kPa。考虑到电动真空泵的启动频率，再结合电动真空泵在松开踏板时就开始工作的要求[9]，最终设定电动真空泵启动的真空度阈值是45 kPa。

2.2 测试系统的验证

根据2.1中的参数匹配设计的测试系统实物图如图2所示。

图2 测试系统的实物图

测试条件要求：环境温度18～28 ℃，相对湿度45%～75%，环境大气压力86～106 kPa，测试用的直流电源汽车用蓄电池或者纹波系数不大于0.1%的直流稳压电源；测试电压未特别注明时，12 V供电系统采用14 V±0.1 V供电[10]。

该测试系统在接通电源后就进行自检，自检包括：测试系统控制器与电动真空泵控制器通信是否正常；测试系统控制器与电脑PC端或者手持设备通信是否正常。该测试系统既可以进行连续助力制动工况的模拟，又可以进行间歇式助力制动工况的模拟，在模拟行车助力制动的过程中，能够实时检测电动真空泵控制器驱动故障、系统漏气故障和通信异常等故障，并且进行故障报警及故障信息的存储，同时，测试的数据可以上传到电脑PC端或者手持设备，为研发及测试人员提供理论依据。该电动真空泵控制器测试系统的工作流程如图3所示。