一種適用于純電動(dòng)汽車的電動(dòng)真空泵控制器及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種適用于純電動(dòng)汽車的電動(dòng)真空泵控制器及控制方法，該控制器包括給控制器供電的電源模塊、用于采集汽車真空罐氣壓的氣壓傳感器、模擬量采集模塊、主控芯片和用于驅(qū)動(dòng)真空泵控制開(kāi)關(guān)的功率驅(qū)動(dòng)模塊，所述主控芯片通過(guò)模擬量采集模塊與氣壓傳感器連接，所述主控芯片與功率驅(qū)動(dòng)模塊連接；當(dāng)判斷氣壓傳感器輸入的電壓信號(hào)低于設(shè)定值，則主控芯片控制功率驅(qū)動(dòng)模塊閉合真空泵的控制開(kāi)關(guān)，真空泵開(kāi)始工作；當(dāng)判斷氣壓傳感器輸入的電壓信號(hào)高壓設(shè)定值時(shí)，則主控芯片控制功率驅(qū)動(dòng)模塊斷開(kāi)真空泵的控制開(kāi)關(guān)，真空泵停止工作。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)真空泵的智能化控制，并實(shí)時(shí)檢測(cè)氣壓傳感器是否存在故障，同時(shí)采用集成化設(shè)計(jì)，安裝方便，可靠性高。
【專利說(shuō)明】
一種適用于純電動(dòng)汽車的電動(dòng)真空泵控制器及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及新能源純電動(dòng)領(lǐng)域，尤其是涉及一種適用于純電動(dòng)汽車的電動(dòng)真空栗控制器及控制方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]面對(duì)日趨嚴(yán)重的能源短缺與環(huán)境惡化問(wèn)題，新型車輛的開(kāi)發(fā)利用愈來(lái)愈受到各國(guó)政府的高度重視，在這種背景下，清潔無(wú)污染、零排放的純電動(dòng)物流車成為當(dāng)今最有發(fā)展前途的運(yùn)輸工具之一。傳統(tǒng)汽車的真空栗使用發(fā)動(dòng)機(jī)作為真空源，而純電動(dòng)車由于無(wú)發(fā)動(dòng)機(jī)， 車輛無(wú)法獲取持續(xù)真空源，導(dǎo)致無(wú)法使用真空栗進(jìn)行輔助制動(dòng)。
[0003]為解決前述問(wèn)題，目前的做法是采用繼電器等部件搭建真空栗控制系統(tǒng)，當(dāng)檢測(cè)到真空儲(chǔ)氣罐氣壓低于設(shè)定閥值時(shí)，報(bào)警開(kāi)關(guān)輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)，并通過(guò)延遲繼電器給真空栗持續(xù)供電一段時(shí)間(通過(guò)延遲繼電器設(shè)定)，在供電期間內(nèi)，真空栗持續(xù)工作，然后延遲繼電器斷開(kāi)，真空栗停止工作，持續(xù)循環(huán)。這種方式具有以下缺點(diǎn):[〇〇〇4] 1、由于報(bào)警開(kāi)關(guān)安裝工作環(huán)境惡劣，對(duì)報(bào)警開(kāi)關(guān)的性能提出了較高的要求，若使用一般器件，故障率高，而質(zhì)量好的報(bào)警開(kāi)關(guān)，成本較高；
[0005]2、因?yàn)闊o(wú)法知道整車氣壓情況，采用粗糙的時(shí)間控制方式，導(dǎo)致真空栗工作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，且大部分時(shí)間在做無(wú)用功，浪費(fèi)能源；
[0006]3、零部件較多，安裝繁雜。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種適用于純電動(dòng)汽車的電動(dòng)真空栗控制器及控制方法，為無(wú)發(fā)動(dòng)機(jī)的純電動(dòng)汽車解決無(wú)法利用真空進(jìn)行輔助制動(dòng)的問(wèn)題，同時(shí)根據(jù)新能源汽車真空助力系統(tǒng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)智能控制器模塊，提高新能源汽車運(yùn)行可靠性。
[0008]本發(fā)明的發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0009]—種適用于純電動(dòng)汽車的電動(dòng)真空栗控制器，其特征在于，該控制器包括給控制器供電的電源模塊、用于采集汽車真空罐氣壓的氣壓傳感器、模擬量采集模塊、主控芯片和用于驅(qū)動(dòng)真空栗控制開(kāi)關(guān)的功率驅(qū)動(dòng)模塊，所述主控芯片通過(guò)模擬量采集模塊與氣壓傳感器連接，所述主控芯片與功率驅(qū)動(dòng)模塊連接。
[0010]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，該控制器還包括與汽車CAN網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)通信的CAN模塊，該 CAN模塊與主控芯片連接。
[0011]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述電源模塊包括將第一電壓轉(zhuǎn)化成第二電壓的第一電路和將第二電壓轉(zhuǎn)換成第三電壓的第二電路。
[0012]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述氣壓傳感器設(shè)置在汽車真空罐中。[〇〇13]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述第一電路采用GM7130芯片，該芯片的輸入和輸出側(cè)設(shè)置有濾波電容，同時(shí)還設(shè)置有共模電感和TVS管。
[0014]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述第二電路采用GM660芯片，其輸入輸出端設(shè)有濾波器。
[0015]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述電源包括三端穩(wěn)壓器TL431，該穩(wěn)壓器直接從汽車電池取電并對(duì)外供電。
[0016] —種基于權(quán)利要求1所述控制器的控制方法，其特征在于，該方法包括:
[0017]當(dāng)判斷氣壓傳感器輸入的電壓信號(hào)低于設(shè)定值，則主控芯片控制功率驅(qū)動(dòng)模塊閉合真空栗的控制開(kāi)關(guān)，真空栗開(kāi)始工作；
[0018]當(dāng)判斷氣壓傳感器輸入的電壓信號(hào)高壓設(shè)定值時(shí)，則主控芯片控制功率驅(qū)動(dòng)模塊斷開(kāi)真空栗的控制開(kāi)關(guān)，真空栗停止工作。
[0019]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，當(dāng)氣壓傳感器輸入的電壓信號(hào)異常，則主控芯片發(fā)送故障信號(hào)給整車控制器。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0021] 1、實(shí)現(xiàn)真空栗的智能化控制，實(shí)時(shí)檢測(cè)車輛氣壓，根據(jù)車輛氣壓控制真空栗啟停， 提尚了真空栗打氣效率；
[0022] 2、檢測(cè)氣壓傳感器是否存在故障，并將故障發(fā)送給整車控制器，提高整車運(yùn)行的安全性；[〇〇23] 3、集成化設(shè)計(jì)，安裝方便，可靠性高?！靖綀D說(shuō)明】[〇〇24]圖1為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】[〇〇25]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。[〇〇26] 實(shí)施例
[0027]本發(fā)明提供一種適用于純電動(dòng)汽車的電動(dòng)真空栗控制器，該控制器包括給控制器供電的電源模塊、用于采集汽車真空罐氣壓的氣壓傳感器、模擬量采集模塊、主控芯片和用于驅(qū)動(dòng)真空栗控制開(kāi)關(guān)的功率驅(qū)動(dòng)模塊，主控芯片通過(guò)模擬量采集模塊與氣壓傳感器連接，主控芯片與功率驅(qū)動(dòng)模塊連接。另外，控制器還設(shè)置與汽車CAN網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)通信的CAN模塊，該CAN模塊與主控芯片連接。以下對(duì)各模塊進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:[〇〇28]電源模塊:由于純電動(dòng)貨車的電源為24V(即第一電壓)，而控制器內(nèi)部芯片的工作電壓為5V(即第二電壓)或3.3V(即第三電壓)，因此電源模塊應(yīng)包括24V轉(zhuǎn)5V和5V轉(zhuǎn)3.3V兩個(gè)電路，除此之外，控制器還要為氣壓傳感器提供5V電源，以保證AD轉(zhuǎn)換器的參考電平和模擬量輸入信號(hào)的參考電平一致。[〇〇29]為保證電壓輸出的穩(wěn)定性及良好的抗干擾能力，24V轉(zhuǎn)5V的電路采用GM7130芯片， GM7130是一款輸出能力為3A的開(kāi)關(guān)電源芯片。采用合理的元器件配置可使GM7130在7?40V 直流輸入電壓下輸出精度為±4%的5V電壓。另外，電源模塊必須要求通過(guò)靜電放電、傳導(dǎo)發(fā)射、輻射發(fā)射等測(cè)試。因此，在GM7130的輸入輸出側(cè)要設(shè)置良好的旁路與濾波電路，其濾波電容耐壓為50V，以保證承受38V的靜電放電測(cè)試。對(duì)共模電流要采用共模電感進(jìn)行抑制， 增加TVS管吸收浪涌電流。
[0030]5V轉(zhuǎn)3.3V的電路設(shè)計(jì)采用線性電源GM6605-3.3?？紤]該芯片HVM斬波控制的開(kāi)關(guān)電源，輸出級(jí)為工作主頻為40MHz的MCU，輸入輸出級(jí)都對(duì)隔離與濾波有較高要求，因此，在輸入輸出級(jí)使用濾波器。
[0031]在對(duì)外提供的5V電源時(shí)(主要為氣壓傳感器提供電源)，使用汽車級(jí)三端穩(wěn)壓器 TL431從24V電源平面取電輸出。
[0032]功率驅(qū)動(dòng)模塊:功率驅(qū)動(dòng)模塊主要是對(duì)繼電器的驅(qū)動(dòng)，即控制真空栗開(kāi)閉的繼電器。此處采用4通道智能功率開(kāi)關(guān)芯片TLE6220GP。該芯片可同時(shí)驅(qū)動(dòng)4路繼電器，4路并行驅(qū)動(dòng)能力為1A，單路輸出能力為3A，具有過(guò)溫、過(guò)壓和短路故障保護(hù)功能，故障信息通過(guò)SPI總線進(jìn)行傳輸。
[0033]模擬量采集模塊:模擬輸入信號(hào)來(lái)自于氣壓傳感器。電壓范圍在0?5V之間。這類信號(hào)濾波后，為增加驅(qū)動(dòng)能力，一般用電壓跟隨器送到MCU的AD 口進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。[〇〇34] CAN模塊:采用S12XEP100,由于S12XEP100片內(nèi)集成了兩個(gè)CAN210B總線控制器模塊，所以VCU的CAN通信模塊不需要添加片外CAN控制器、電路設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單。[〇〇35]本發(fā)明的控制原理為:[〇〇36]真空栗控制采用飛思卡爾的9S12XEP100作為主控芯片，內(nèi)部電源模塊將整車24v 電壓轉(zhuǎn)化為5V及3.3V電壓，給芯片內(nèi)部器件及氣壓傳感器供電。氣壓傳感器放置于真空罐中，實(shí)時(shí)采集整車氣壓，并將獲得的氣壓對(duì)應(yīng)的電壓發(fā)送給模擬量采集模塊，主控芯片實(shí)時(shí)獲取整車氣壓狀態(tài)。當(dāng)整車氣壓低于設(shè)定值(_60kap)時(shí)，通過(guò)功率驅(qū)動(dòng)模塊閉合繼電器，給真空栗提供5V電源，真空栗開(kāi)始工作。當(dāng)整車氣壓高于設(shè)定值(_80kpa)時(shí)，通過(guò)高端驅(qū)動(dòng)模塊斷開(kāi)繼電器，真空栗停止工作。
[0037]同時(shí)，主控芯片還具有自檢功能，當(dāng)氣壓傳感器輸入的電壓信號(hào)異常(小于0.2v或大于4.5V時(shí))，即認(rèn)為電源模塊異?；蛘唠娫淳€信號(hào)線線路存在異常。
[0038]本控制器的CAN模塊，用來(lái)與整車CAN網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)通信，將整車氣壓及控制器故障狀態(tài)發(fā)送給整車控制器，為整車控制提供故障判斷及處理依據(jù)，提高新能源汽車運(yùn)行的安全性。
[0039]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)指出的是，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種適用于純電動(dòng)汽車的電動(dòng)真空栗控制器，其特征在于，該控制器包括給控制器 供電的電源模塊、用于采集汽車真空罐氣壓的氣壓傳感器、模擬量采集模塊、主控芯片和用 于驅(qū)動(dòng)真空栗控制開(kāi)關(guān)的功率驅(qū)動(dòng)模塊，所述主控芯片通過(guò)模擬量采集模塊與氣壓傳感器 連接，所述主控芯片與功率驅(qū)動(dòng)模塊連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于純電動(dòng)汽車的電動(dòng)真空栗控制器，其特征在于，該控制 器還包括與汽車CAN網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)通信的CAN模塊，該CAN模塊與主控芯片連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于純電動(dòng)汽車的電動(dòng)真空栗控制器，其特征在于，所述電 源模塊包括將第一電壓轉(zhuǎn)化成第二電壓的第一電路和將第二電壓轉(zhuǎn)換成第三電壓的第二 電路。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于純電動(dòng)汽車的電動(dòng)真空栗控制器，其特征在于，所述氣 壓傳感器設(shè)置在汽車真空罐中。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于純電動(dòng)汽車的電動(dòng)真空栗控制器，其特征在于，所述第 一電路采用GM7130芯片，該芯片的輸入和輸出側(cè)設(shè)置有濾波電容，同時(shí)還設(shè)置有共模電感 和TVS管。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于純電動(dòng)汽車的電動(dòng)真空栗控制器，其特征在于，所述第 二電路采用GM660芯片，其輸入輸出端設(shè)有濾波器。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于純電動(dòng)汽車的電動(dòng)真空栗控制器，其特征在于，所述電 源包括三端穩(wěn)壓器TL431，該穩(wěn)壓器直接從汽車電池取電并對(duì)外供電。8.—種基于權(quán)利要求1所述控制器的控制方法，其特征在于，該方法包括:當(dāng)判斷氣壓傳感器輸入的電壓信號(hào)低于設(shè)定值，則主控芯片控制功率驅(qū)動(dòng)模塊閉合真 空栗的控制開(kāi)關(guān)，真空栗開(kāi)始工作；當(dāng)判斷氣壓傳感器輸入的電壓信號(hào)高壓設(shè)定值時(shí)，則主控芯片控制功率驅(qū)動(dòng)模塊斷開(kāi) 真空栗的控制開(kāi)關(guān)，真空栗停止工作。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制方法，其特征在于，當(dāng)氣壓傳感器輸入的電壓信號(hào)異常， 則主控芯片發(fā)送故障信號(hào)給整車控制器。
【文檔編號(hào)】B60T17/22GK105946835SQ201610479459
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月27日
【發(fā)明人】盛旺, 李紅朋, 王冬, 李建剛
【申請(qǐng)人】成都雅駿新能源汽車科技股份有限公司