CN203237240U - 纯电动汽车干式真空泵控制器 - Google Patents
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Abstract
纯电动汽车干式真空泵控制器，主要包括微控制器、传感器模块、智能开关、光耦继电器、CAN总线通讯模块、电源管理模块；其中所述的电源管理模块提供整个控制器电路中所需的电压值；微控制器的两个输入端口作为压力传感器模拟信号以及电流模拟信号的输入端口；智能开关和光耦继电器作为第一级执行装置；CAN总线通讯模块与微控制器和车辆的整车控制器连接，实现与整车控制器之间的通信。本实用新型应用单片机实时采集、处理真空泵的压力的信息以及工作电流信息，实时控制真空泵的工作状态，控制真空泵的工作与停止、真空泵过电流预警、真空泵低真空工作预警以及真空泵长时间工作预警；该控制器适用于各种车型的纯电动汽车。
Description
技术领域
本实用新型属于纯电动汽车领域，涉及一种纯电动汽车的真空助力制动系统的干式真空泵的控制与监测。
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。本实用新型旨在实现对干式真空泵的控制，实时采集、处理真空压力信息，控制真空泵的工作状态，从而实现真空助力制动系统的控制，同时对工作过程中出现异常的具体情况及时做出相应的应对策略。
发明内容
本实用新型旨在实现纯电动汽车电动真空助力制动系统的工作状态的控制和工作出现故障时的应对策略，实现纯电动汽车真空助力制动系统的实时控制与监控。
本实用新型设计并开发了干式真空泵控制器，系统主要实现电流以及工作状态监控、继电器驱动、异常故障判定及对故障是做出处理等功能，为纯电动汽车车辆安全行驶提供有效的保障。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种纯电动汽车干式真空泵控制器，主要包括微控制器、传感器模块、智能开关、光耦继电器、CAN总线通讯模块、电源管理模块；其中所述的电源管理模块提供整个控制器电路中所需的电压值；微控制器用于采样、处理传感器信息，对系统进行控制和监控，它的两个A/D输入端口A、B与传感器模块相连接，分别作为压力传感器模拟信号以及电流模拟信号的输入端口；智能开关和光耦继电器作为第一级执行装置，执行微控制器的指令，分别连接到微控制器的两个输出端口；CAN总线通讯模块与微控制器和车辆的整车控制器连接，用于实现与整车控制器之间的通信。
干式真空泵控制器是应用8位飞思卡尔单片机作为主控芯片，实时采集、处理真空泵的压力的信息和工作电流信息，实时控制真空泵的工作状态，控制真空泵的工作与停止、真空泵过电流预警、真空泵低真空工作预警以及真空泵长时间工作预警；同时需要实现车辆工作过程中避免真空泵长时间不工作，由于真空罐密封性降低而导致真空度降低的问题出现，并给出相应的应对策略。系统利用CAN总线实现模块间的通讯，针对不同等级的故障，分别上报给整车控制器或通过仪表灯指示制动系统的故障；通过单片机的端口输出驱动智能开关和光耦继电器，实现真空泵的控制并实时监控其工作状态，该控制器适用于各种车型的纯电动汽车。
本实用新型可以获得如下有益效果：通过飞思卡尔单片机实时采集的各个传感器的信息可以有效的控制真空泵的工作状态，实时监测制动系统工作时的异常，并根据故障等级给出相应的对应策略；同时监控真空罐的真空度，确保由于客观原因导致真空度低时给出相应的策略；由单片机的CAN通讯接口与CAN总线驱动相连，实现信息的传递；该适应新型能安全可靠的实现真空泵工作状态的控制以及工作发生异常时的处理，能实时的跟踪真空泵的工作状态，有效的提高纯电动汽车的行驶安全。
附图说明
图1为本实用新型（与整车控制器相连的）电路方框原理图；
图2为图1中微控制器的电路原理图；
图3为图1中CAN总线通讯模块的电路原理图。
具体实施方式
为更好的对纯电动汽车干式真空泵控制器的设计目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
作为具体实施，本实用新型控制器中模块和电路均可以使用现有的多种型号的器件，如微控制器1可以采用飞思卡尔MC9S08DZ60作为MCU微控制器；智能开关3可以采用BTS443开关；光耦继电器4可以采用AQY412EH继电器；电源管理模块6可采用主要由芯片LMC2675组成的电源电路。但本实用新型使用的模块和电路不限于文中所举出的型号和器件。
本实用新型的结构为：
如图1所示，纯电动汽车干式真空泵控制器，主要包括微控制器1、传感器模块2、智能开关3、光耦继电器4、CAN总线通讯模块5、电源管理模块6。所述的电源管理模块6提供整个控制器电路中所需的电压值。微控制器1用于采样、处理传感器信息，对系统进行控制和监控；微控制器1的两个A/D输入端口A、B与传感器模块2相连接，分别作为压力传感器模拟信号以及电流模拟信号的输入端口。智能开关3和光耦继电器4作为第一级执行装置，执行微控制器1的指令，分别连接到微控制器1的两个输出端口。CAN总线通讯模块5与微控制器1和车辆的整车控制器7连接，用于实现与整车控制器7之间的通信。
该实用新型主要结构有以下特点：
1、微控制器实时采集压力传感器信息，经过信号处理，判定真空泵的启停工作状态，根据真空罐中的真空度决定是否驱动智能开关做出相应的动作，从而实现对真空泵工作状态的控制。
2、通过实时采集、处理真空泵工作电流信息，根据电流信息异常与否决策是否驱动光耦继电器，实现工作电流异常的监控。
3、针对制动系统的工作状态进行实时监控。当真空泵工作时出现低真空度工作、工作电流异常、长时间工作等故障时，判断故障的严重等级，通过CAN总线上报给整车控制器以及仪表。
4、当真空泵的工作电流在正常工作范围之外导致系统保险熔断时，能够将自身故障上报给整车控制器以及仪表。
5、具备长时间不工作状态的真空度监控功能。在车辆工作过程中真空泵长时间不工作，由于真空罐密封性降低而导致真空度降低时，给出相应的应对策略。
6、利用飞思卡尔单片机作为主控芯片，系统通过CAN总线实现模块间的通讯，硬件设计结构简单、性能可靠，在工作过程中安全性高。
下面结合图1-图3对本实用新型的控制原理作说明：
电源管理模块6实现电源的转换功能，该模块主要实现根据输入电压值提供整个控制器硬件电路中所需的电压值；MCU微控制器1作为主控制器主要是接收并处理传感器模块2中的电流信息和压力信息，同时根据信息处理结果决定是否驱动光耦继电器4和智能开关3；智能开关3和光耦继电器4作为控制策略的第一级执行装置，执行微控制器1的策略输出；利用CAN总线通讯模块5主要接收微控制器1发送的真空泵的故障信息，实现纯电动汽车干式真空泵控制器与外部车辆的整车控制器7之间通信。
如图2所示，本实用新型采用8位飞思卡尔单片机作为主控微控制器1，其输入端口为ADP4和ADP5与传感器模块2相连接，作为压力传感器模拟信号以及电流模拟信号的输入端口；将模拟信号转换为数字信号，作为被控对象的输入信号以及工作异常判定依据。其输出端口为PTB0～PTB2与智能开关3和光耦继电器4相连接，分别执行相应的控制策略，实现真空泵工作状态控制和故障报警。如图3所示，单片机的CAN总线接收与发送端口与设计的CAN总线通讯模块5接口电路相连接，采用CAN2.0B协议，500kbps，标准帧发送CAN信息，实现干式真空泵控制器与整车控制器之间通信，发送故障处理信息。
纯电动汽车干式真空泵控制器，主要实现制动系统中干式真空泵的工作状态和工作异常的判定以及对异常的处理。控制器算法软件实现流程如下：
1、所用到的MCU微控制器各个端口及功能模块的初始化；
2、读取各传感器的信息，结合MCU微控制器处理采集到的信息；根据处理的信息实现真空泵的工作状态以及故障的判定。
3、如若检测的真空度满足干式真空泵的工作状态，则驱动智能开关，从而驱动真空泵工作，反正亦然；
4、根据工作状态、真空度与电流值，判断工作时间、工作真空区以及工作电流是否正常，如若异常，根据等级分别进行上报故障给整车控制器与表，整车控制器给出整车故障预警；
5、实时监控制动系统长时间不工作时的真空度。当真空泵长时间不工作，由于真空罐密封性降低而导致真空度降低时，给出相应的应对策略。
6、控制完毕，返回采集传感器数据和接受CAN总线信息，循环实现干式真空泵的控制以及工作异常预警。
Claims (1)
1.一种纯电动汽车干式真空泵控制器，其特征在于：主要包括微控制器（1）、传感器模块（2）、智能开关（3）、光耦继电器（4）、CAN总线通讯模块（5）、电源管理模块（6）；其中所述的电源管理模块（6）提供整个控制器电路中所需的电压值；微控制器（1）用于采样、处理传感器信息，对系统进行控制和监控，它的两个A/D输入端口（A、B）与传感器模块（2）相连接，分别作为压力传感器模拟信号以及电流模拟信号的输入端口；智能开关（3）和光耦继电器（4）作为第一级执行装置，执行微控制器（1）的指令，分别连接到微控制器（1）的两个输出端口；CAN总线通讯模块（5）与微控制器（1）和车辆的整车控制器（7）连接，用于实现与整车控制器（7）之间的通信。
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|---|---|---|---|---|
| CN105946835A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-09-21 | 成都雅骏新能源汽车科技股份有限公司 | 一种适用于纯电动汽车的电动真空泵控制器及控制方法 |
| CN107554509A (zh) * | 2017-08-25 | 2018-01-09 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 真空泵的安全控制方法、系统及新能源汽车 |
| CN107933540A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-04-20 | 温州瓯云科技有限公司 | 一种电子式真空压力控制器 |
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- 2013-05-06 CN CN 201320239249 patent/CN203237240U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN107554509B (zh) * | 2017-08-25 | 2019-11-22 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 真空泵的安全控制方法、系统及新能源汽车 |
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