張馨 楊海斌 吳道坤

摘要：真空泵雙泵控制器是一款獨立控制真空泵起停、同時對真空助力系統(tǒng)出現(xiàn)的故障進(jìn)行識別并將故障信息傳遞給整車VCU，以使整車作出相應(yīng)措施來保證行駛安全的一款智能裝置。由于雙泵控制器的工作性能直接影響到行車安全，故對其工作可靠性方面的驗證顯的尤為重要。

關(guān)鍵詞：真空泵;可靠性;雙泵控制

中圖分類號：U463.6文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

電子真空泵雙泵控制器可以控制2個電子真空泵進(jìn)行獨立工作，并對真空助力系統(tǒng)中的電流、電壓、短路、斷路以及真空壓力進(jìn)行實時監(jiān)測，保證車輛行駛的安全性。

關(guān)于真空泵雙泵控制器在國內(nèi)并沒有相關(guān)國家及行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，故與真空泵廠家、雙泵控制器廠家以及整車廠商（上汽大通南京分公司）相關(guān)工程師共同參與編制了該雙泵控制器性能要求及試驗方法，并通過了整車路試驗證。

1雙泵控制器工作原理

雙泵控制器與電子真空泵、傳感器、線束及真空管構(gòu)成真空助力系統(tǒng)（圖1）。傳感器將真空罐中的真空壓力值以電壓模擬量的形式反饋給控制器，控制器根據(jù)真空壓力的大小來控制真空泵的起停;同時時真空系統(tǒng)工作的電流、電壓以及短路、斷路進(jìn)行實時監(jiān)測。

2性能要求

2.1基本性能

真空助力的額定電壓為13.0V（允許的工作電壓范圍為9.0～16.0V），允許工作電流≤25A。

2.1.1控制邏輯

（1）起動真空泵，讀取電壓、電流及傳感器信號，判斷真空系統(tǒng)是否正常（15s內(nèi)壓力應(yīng)達(dá)到65kPa）。

（2）開啟真空泵的條件是壓力≥50kPa，關(guān)閉真空泵的條件是壓力≤30kPa。

（3）真空泵具有上限控制策略，即當(dāng)持續(xù)工作25s，真空絕對壓力不足50kPa，真空泵停止工作。

（4）若一個真空泵的工作電流正常，而另一個真空泵供電電流>15A或<3A（持續(xù)3s），則電流異常的真空泵停止工作。若2個真空泵供電電流均異常，真空泵全部停止工作。

（5）整車電源電壓16.O～24.0V，但真空壓力<45kPa，真空泵停止工作;整車電源電壓>24.0V或<9.0v，真空泵停止工作。

（6）若傳感器發(fā)生故障，信號缺失或不可信，則2個真空泵交替工作，每個真空泵的工作時長為5s。

2.1.2報警策略

（1）整車上電后15s開始檢測電壓、電流、傳感器和真空泵系統(tǒng)，出現(xiàn)異常會發(fā)出報警提示。電壓異常、真空泵斷路，報警提示燈常亮，傳感器異常，發(fā)出頻率為1.70Hz的聲音報警。

（2）整車電源電壓>24.0V或<9.0v，發(fā)出頻率為0.25Hz的聲音報警，電壓恢復(fù)正常后，報警信號消除，系統(tǒng)回到正常工作循環(huán)模式。

（3）任一真空泵供電電流>15A或<3A，發(fā)出頻率為0.50Hz的聲音報警，電流恢復(fù)正常后，報警信號消除，系統(tǒng)回到正常工作循環(huán)模式。

（4）低壓持續(xù)2s，報警提示燈常亮，當(dāng)壓力≤65kPa，燈光熄滅。

（5）真空泵連續(xù)工作1min，報警燈常亮，當(dāng)壓力≤25kPa，燈光熄滅。

2.2過電壓能力

在18V端電壓下持續(xù)工作1h，試驗后產(chǎn)品基本性能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.3持續(xù)耐電流能力

在24A的大電流下持續(xù)工作8h，試驗后產(chǎn)品外觀及基本性能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.4高/低溫存儲

試驗后，產(chǎn)品外觀及基本性能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.5高、低溫性能

試驗后，產(chǎn)品外觀及基本性能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.6溫度沖擊

試驗后，產(chǎn)品無變形、融化及碎裂等不良現(xiàn)象，產(chǎn)品基本性能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.7恒定濕熱存儲

試驗后，產(chǎn)品無變形、漲裂等不良現(xiàn)象，產(chǎn)品基本性能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.8機械振動

試驗后，緊固件無松動，外殼及基本性能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.9跌落試驗

試驗后，產(chǎn)品無功能性損傷;產(chǎn)品基本性能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.10防水試驗

產(chǎn)品防護(hù)等級滿足GB/T4208-2017中IPX7要求，試驗后產(chǎn)品內(nèi)部無進(jìn)水，基本性能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.11防腐性能

耐中性鹽霧試驗144h后，產(chǎn)品表面無銹蝕：240h后，產(chǎn)品基本性能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.12抗化學(xué)試劑

試驗后產(chǎn)品外觀無溶解、膨脹、色變及開裂現(xiàn)象，產(chǎn)品基本性能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.13耐久試驗

耐久試驗后產(chǎn)品基本性能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

3試驗方法

3.1試驗設(shè)備

試驗所用的設(shè)備應(yīng)滿足相關(guān)試驗項目的要求，不可對試驗件功能產(chǎn)生不利影響。在耐久性試驗中，測量和指示各參數(shù)的儀器或儀表精度不得低于2.0級。高溫、低溫試驗設(shè)備的溫度控制誤差須在±2℃范圍內(nèi)。電壓誤差控制在±0.2V范圍內(nèi)。鹽霧試驗箱須滿足GB/T10587的要求。振動試驗裝置須具有掃頻功能。

3.2試驗條件

若無特殊規(guī)定，所有試驗須按下列條件進(jìn)行。試驗環(huán)境溫度為室溫，相對濕度不得大于95%，試驗電壓范圍為13.0+0.2V。

3.3過電壓能力

將控制器放入環(huán)境溫度為70℃的試驗箱中存儲30min。待樣件溫度與環(huán)境溫度一致后，將電源電壓調(diào)至18.0V，并持續(xù)工作1h。

3.4持續(xù)耐電流能力

調(diào)節(jié)電路中滑動變阻器，使電源輸入端總電流為24A，并使控制器持續(xù)工作8h，試驗后檢測產(chǎn)品外觀及基本性能要求。

3.5高/低溫存儲

將控制器分別放入環(huán)境溫度為100℃和-40℃的試驗箱中，非通電狀態(tài)下存儲72h，試驗后將樣件在室溫下靜置2h。

3.6高/低溫性能

將雙泵控制器分別放入環(huán)境溫度為90℃和-40℃的試驗箱中，非通電狀態(tài)下存儲8h，然后接通電源，使控制器在通電狀態(tài)下存儲8h，試驗過程中每30min對真空泵喚醒—次，看雙泵控制器能否正常工作。

3.7溫度沖擊

高低溫交變循環(huán)溫度范圍為-40～90℃，樣品在最終溫度停留的時間為30min，轉(zhuǎn)換時間△T<3min;循環(huán)次數(shù)為200次。

3.8恒定濕熱存儲

環(huán)境溫度范圍為40℃±2℃，相對濕度范圍為93%---3%，測試周期為21天（非通電狀態(tài)）。

3.9機械振動

將雙泵控制器裝配到振動試驗臺上，非通電狀態(tài)下振動驗證。振動頻率為33.30Hz，加速度為4.4G，試驗時間（X/Y/Z）每軸向8h。

3.10跌落試驗

將雙泵控制器從1m高度自由落下2次至水泥地面。

3.11防水試驗

將雙泵控制器放入1m深的水箱里，持續(xù)30min。

3.12防腐試驗

按GB/T 2423.17-2008鹽霧試驗方法進(jìn)行驗證，140h后檢測產(chǎn)品外觀是否有銹蝕，240h后檢測產(chǎn)品基本性能。

3.13抗化學(xué)試劑

用棉布（300mmx300mm）吸入試劑50mL，不同材質(zhì)的表面都要涂抹到，允許試劑從樣件表面滴下少許。將樣件放在溫度箱內(nèi)，在老化溫度（汽油23℃，其余試劑85℃）下保持24h，試驗后恢復(fù)至室溫。

3.14耐久試驗

按整車布置連接系統(tǒng)，并置于溫度箱中。通過外接控制系統(tǒng)控制管路上的電磁閥開起關(guān)閉，使真空管中壓力維持在25～45kPa，真空泵工作占比50%～70%，每工作160次，控制器重新上電一次。工作總耐久次數(shù)不低于80萬次，共10個溫度循環(huán)工況。每個工況下工作次數(shù)為，高溫：90+2℃，8000次;常溫：40℃±2℃，64000次;低溫：-40℃±2℃，8000次。

4結(jié)束語

雙泵控制器直接控制真空泵的起停工作，影響真空泵的耐久性能;同時對整車的行車安全也起到關(guān)鍵性的決定作用;基于目前國內(nèi)沒有相關(guān)國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，筆者結(jié)合公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，重點介紹雙泵控制器的性能要求及試驗方法，這對本領(lǐng)域汽車制動系統(tǒng)設(shè)計人員有較大借鑒意義。