CN204458292U - 一种具有自我保护功能的电动汽车真空泵控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种具有自我保护功能的电动汽车真空泵控制器，包括中央控制单元、通讯模块、报警驱动电路、真空气压检测模块、真空泵驱动模块以及稳压电路，还包括一用于检测电源电压、真空泵电机电压以及真空泵电机电流并根据所检测到的参数控制真空泵运行或者停止的检测电路系统。本实用新型的有益效果在于：通过在现有的真空泵控制器的基础上增加检测电路系统，分别对电源电压、真空泵电机电压和真空泵电流等必要参数进行检测，在电源电压过高过低或者不稳，电流过大或者异常，电源反接等情况下进行保护，确保真空泵控制器的正常工作，提高真空泵控制器的安全性能，延长真空泵控制器的使用寿命。

Description

一种具有自我保护功能的电动汽车真空泵控制器

技术领域

本实用新型涉及电动汽车真空泵控制器，尤其涉及一种具有自我保护功能的电动汽车真空泵控制器。

背景技术

随着新能源的使用，电动汽车应用日益广泛，相对于传统内燃机汽车制动系统使用发动机歧管作为真空泵助力源，电动汽车大都采用电动真空泵来实现真空助力装置中的真空。由此，电动汽车的真空泵控制系统成为电动汽车助力系统中的关键。

现有的电动汽车真空泵控制器虽然能根据预先设计好的参数进行优化并控制，也能显示真空泵故障。然而，还是存在多方面的不足。参见图1，图中给出了现有的真空泵控制系统连接框图，其包括真空泵控制器10、显示装置20、真空泵气压传感器30、真空泵40以及车载电源50。真空泵控制器10由中央控制单元11、通讯模块12、报警驱动电路13、真空气压检测模块14、真空泵驱动模块15以及稳压电路16构成。

其中，中央控制单元11的第一信号输出端11a、第二信号输出端11b、第三信号输出端11c、第一信号输入端11d分别与真空泵驱动模块15的信号输入端15a、报警驱动电路13的信号输入端13a、通讯模块12的信号输入端12a、真空气压检测模块14的信号输出端14a连接；真空泵驱动模块15的信号输出端15b与真空泵40的信号输入端41连接；报警驱动电路13的信号输出端13b与显示装置20的第一信号输入端21连接；通讯模块12的信号输出端12b与显示装置20的第二信号输入端22连接；真空气压检测模块14的信号输入端14b与真空泵气压传感器30的信号输出端31连接；稳压电路16的电压输入端16a与车载电源50的电压输出端51连接，稳压电路16的第一、第二、第三电压输出端16b、16c、16d分别与中央控制单元11的电压输入端11e、真空泵驱动模块15的电压输入端15c、真空气压检测模块14的电压输入端14c连接。

稳压电路16分别为中央控制单元11、真空泵驱动模块15以及真空气压检测模块14提供额定工作电压。当中央控制单元11获取当前汽车中的真空助力泵内气压，当该气压高于需要的气压压力时，中央控制单元11通过真空泵驱动模块15驱动真空泵40工作，进行抽气工作，并记取时间，一直到所需要的理想气压，此时，中央控制单元11通过真空泵驱动模块15停止真空泵40工作。当真空泵40处于工作状态中时，真空泵气压检测模块14通过真空泵气压传感器30检测真空泵40当前的工作状态，当发现真空泵40的开路、短路或者超过连续工作时间时，中央控制单元11通过报警驱动电路13驱动显示装置20显示当前真空泵40的故障状态，并通过通讯模块12与整车通讯。

然而，目前的真空泵控制器没有自我保护功能，当遇到电压不稳定或者过高，电源反接，或者真空泵线束短接时电流过大，极易损坏真空泵控制器，从而使得真空泵控制系统失效，影响汽车的正常运行。

为此，申请人进行了有益的探索和尝试，找到了解决上述问题的办法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有的真空泵控制器缺少自我保护功能而导致在遇到电压不稳定、电源反接、真空泵线束短接时电流过大的情况下极易被损坏的问题，现提供一种具有自我保护功能的电动汽车真空泵控制器，以解决上述存在的问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种具有自我保护功能的电动汽车真空泵控制器，包括中央控制单元、通讯模块、报警驱动电路、真空气压检测模块、真空泵驱动模块以及稳压电路，所述中央控制单元的第一、第二、第三信号输出端以及第一信号输入端分别与所述真空泵驱动模块的信号输入端、所述报警驱动电路的信号输入端、所述通讯模块的信号输入端以及所述真空气压检测模块的信号输出端连接，所述真空泵驱动模块的信号输出端与真空泵控制系统中的真空泵的信号输入端连接，所述报警驱动电路的信号输出端与真空泵控制系统中的显示装置的第一信号输入端连接，所述通讯模块的信号输出端与所述显示装置的第二信号输入端连接，所述真空气压检测模块的信号输入端与真空泵控制系统中的真空泵气压传感器的信号输出端连接，所述稳压电路的电压输入端与真空泵控制系统中的车载电源的电压输出端连接，其第一、第二、第三电压输出端分别与所述中央控制单元的电压输入端、所述真空泵驱动模块的电压输入端、所述真空气压检测模块的电压输入端连接；还包括一用于检测电源电压、真空泵电机电压以及真空泵电机电流并根据所检测到的参数控制真空泵运行或者停止的检测电路系统。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述检测电路系统包括继电器控制电路、电源电压检测电路、电机电压检测电路以及电机电流检测电路，所述继电器控制电路的输入端与稳压电路的第二输出端连接，其输出端与真空泵驱动模块的电压输入端连接，其控制端与中央控制单元的控制信号输出端连接，所述电源电压检测电路的电源电压检测输入端与车载电源的电压输出端连接，其电源电压检测输出端与中央控制单元的电源电压检测信号输入端连接，所述电机电压检测电路的电机电压检测输入端与真空泵的电压输出端连接，其电机电压检测输出端与中央控制单元的电机电压检测信号输入端连接，所述电机电流检测电路的电机电流检测输入端与真空泵中的真空泵电机的电流检测输出端连接，其电机电流检测输出端与中央控制单元的电机电流检测信号输入端连接。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述继电器控制电路包括一继电器、一三极管开关电路以及一限流电阻，所述继电器的两端作为继电器控制电路的输入端和输出端分别与稳压电路的第二输出端和真空泵驱动模块的电压输入端连接，所述继电器的常开触点控制端与三极管开关电路的一端连接，所述三极管开关电路的另一端与限流电阻的一端连接，所述限流电阻的另一端作为继电器控制电路的控制端与中央控制单元的控制信号输出端连接。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述电源电压检测电路包括一第一电阻分压电路以及一第一RC滤波电路，所述第一电阻分压电路的输入端作为电源电压检测电路的电源电压检测输入端与车载电源的电压输出端连接，所述第一电阻分压电路的输出端与第一RC滤波电路的滤波输入端连接，所述第一RC滤波电路的滤波输出端作为电源电压检测电路的电源电压检测输出端与中央控制单元的电源电压检测信号输入端连接。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述电机电压检测电路包括一第二电阻分压电路以及一第二RC滤波电路，所述第二电阻分压电路的输入端作为电机电压检测电路的电机电压检测输入端与真空泵的电压输出端连接，所述第二电阻分压电路的输出端与第二RC滤波电路的滤波输入端连接，所述第二RC滤波电路的滤波输出端作为电机电压检测电路的电机电压检测输出端与中央控制单元的电机电压检测信号输入端连接。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述电机电流检测电路包括一电流采样电阻、一由运放芯片组成的运放电路以及一第三RC滤波电路，所述电流采样电阻的两端分别作为电流信号正极电压输入端和电流信号负极电压输入端，所述电流采样电阻的电流信号正极电压输入端作为所述电机电流检测电路的电机电流检测输入端与真空泵中的真空泵电机的电流检测输出端连接，其电流信号负极电压输出端与运放电路的信号扩大输入端连接，所述运放电路的信号扩大输出端与第三RC滤波电路的滤波输入端连接，所述第三RC滤波电路的滤波输出端作为电机电流检测电路的电机电流检测输出端与中央控制单元的电机电流检测信号输入端连接。

在本实用新型的一个优选实施例中，在所述稳压电路的电压输入端与车载电源的电压输出端之间设置有一二极管，所述二极管的负极端与稳压电路的电压输入端连接。

在本实用新型的一个优选实施例中，在所述中央控制单元的第一信号输出端与真空泵驱动模块的信号输入端之间设置有一电流保护电路。

本实用新型的具有自我保护功能的电动汽车真空泵控制器的工作原理如下：

当电源电压检测电路检测到电源电压过高即高于系统正常工作电压范围或者电压过低即低于系统正常工作电压范围时，中央控制单元识别该电压并从控制信号输出端输出控制信号，经过继电器电路，断开真空泵驱动模块的电源，使真空泵停止工作以保护真空泵，对电源的电压起到保护的作用。

当电机电压检测电路检测到真空泵电机电压过高即高于真空泵电机正常工作电压范围或者电压过低即低于真空泵电机正常工作电压范围时，中央控制单元识别该电压并从控制信号输出端输出控制信号，经过继电器电路，断开真空泵驱动模块的电源，使真空泵停止工作以保护真空泵。另外，当电机电压检测电路检测出电压信号不同于正常运作时电压，中央控制单元中的芯片迅速识别，立马发出控制信号断开继电器，保护真空泵电机，以达到运行中的反接保护。

当通过真空泵中的真空泵电机的电流超出正常承受范围时，电机电流检测电路检测到该超出正常承受范围的电流信号并将该电流信号传输给中央控制单元，中央控制单元识别该电流信号并从控制信号输出端输出控制信号，经过继电器电路，断开真空泵驱动模块的电源，使真空泵停止工作以达到对真空泵进行电流保护。电流保护电路包含真空泵线束短路时保护，真空泵内电机损坏使电流过大或者电流异常时保护。

当电源上电就反接时，由于稳压电路的前端正向接通的二极管，反向电压时可认为断路，同时，继电器初始状态为断开，控制器处于断路状态，控制器不工作，从而起到刚开始电源就反接时的反接保护，使真空泵系统不受损害。

由于采用了如上的技术方案，本实用新型的有益效果在于：通过在现有的真空泵控制器的基础上增加检测电路系统，分别对电源电压、真空泵电机电压和真空泵电流等必要参数进行检测，在电源电压过高过低或者不稳，电流过大或者异常，电源反接等情况下进行保护，确保真空泵控制器的正常工作，提高真空泵控制器的安全性能，延长真空泵控制器的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有的真空泵控制系统的连接框图。

图2是包含有本实用新型的真空泵控制系统的连接框图。

图3是本实用新型的继电器控制电路的连接框图。

图4是本实用新型的电源电压检测电路的连接框图。

图5是本实用新型的电机电压检测电路的连接框图。

图6是本实用新型的电机电流检测电路的连接框图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图2，图中给出了一种具有自我保护功能的电动汽车真空泵控制器1000，包括中央控制单元100、通讯模块200、报警驱动电路300、真空气压检测模块400、真空泵驱动模块500以及稳压电路600。

中央控制单元100的第一、第二、第三信号输出端110、120、130以及第一信号输入端140分别与真空泵驱动模块500的信号输入端510、报警驱动电路300的信号输入端310、通讯模块200的信号输入端210以及真空气压检测模块400的信号输出端410连接。真空泵驱动模块500的信号输出端520与真空泵控制系统中的真空泵2000的信号输入端2100连接，报警驱动电路300的信号输出端320与真空泵控制系统中的显示装置3000的第一信号输入端3100连接，通讯模块200的信号输出端220与显示装置3000的第二信号输入端3200连接，真空气压检测模块400的信号输入端420与真空泵控制系统中的真空泵气压传感器4000的信号输出端4100连接。稳压电路600的电压输入端610与真空泵控制系统中的车载电源5000的电压输出端5100连接，其第一、第二、第三电压输出端620、630、640分别与中央控制单元100的电压输入端150、真空泵驱动模块500的电压输入端530、真空气压检测模块400的电压输入端430连接。

本实用新型的具有自我保护功能的电动汽车真空泵控制器1000还包括一用于检测电源电压、真空泵电机电压以及真空泵电机电流并根据所检测到的参数控制真空泵2000运行或者停止的检测电路系统，该检测电路系统包括继电器控制电路710、电源电压检测电路720、电机电压检测电路730以及电机电流检测电路740。

参见图3并重点结合图2，继电器控制电路710包括一继电器711、一三极管开关电路712以及一限流电阻713。继电器711的两端711a、711b作为继电器控制电路710的输入端和输出端分别与稳压电路600的第二输出端630和真空泵驱动模块500的电压输入端530连接，继电器711的常开触点控制端711c与三极管开关电路712的一端712a连接，三极管开关电路712的另一端712b与限流电阻713的一端713a连接，限流电阻713的另一端713b作为继电器控制电路710的控制端与中央控制单元100的控制信号输出端160连接。中央控制单元100通过三极管开关电路712来控制继电器711的吸合控制端，从而实现对真空泵驱动模块500的供电电流进行控制，真空泵2000的工作依赖于真空泵驱动模块500，因而，只需控制真空驱动模块500即可实现对真空泵2000的控制，限流电阻713起到保护的作用。

参见图4并重点结合图2，电源电压检测电路720包括一第一电阻分压电路721以及一第一RC滤波电路722。第一电阻分压电路721的输入端721a作为电源电压检测电路720的电源电压检测输入端与车载电源5000的电压输出端5100连接，第一电阻分压电路721的输出端721b与第一RC滤波电路722的滤波输入端722a连接，第一RC滤波电路722的滤波输出端722b作为电源电压检测电路的电源电压检测输出端与中央控制单元100的电源电压检测信号输入端170连接。当电源电压检测电路720检测到电压过高即高于系统正常工作电压范围或者电压过低即低于系统正常工作电压范围时，中央控制单元100识别该电压并从控制信号输出端160输出控制信号，经过继电器电路710，断开真空泵驱动模块500的电源，使真空泵2000停止工作以保护真空泵，对电源的电压起到保护的作用。

参见图5并重点结合图2，电机电压检测电路730包括一第二电阻分压电路731以及一第二RC滤波电路732。第二电阻分压电路731的输入端731a作为电机电压检测电路730的电机电压检测输入端与真空泵2000的电压输出端2200连接，第二电阻分压电路731的输出端731b与第二RC滤波电路732的滤波输入端732a连接，第二RC滤波电路732的滤波输出端732b作为电机电压检测电路730的电机电压检测输出端与中央控制单元100的电机电压检测信号输入端180连接。当电机电压检测电路730检测到真空泵电机电压过高即高于真空泵电机正常工作电压范围或者电压过低即低于真空泵电机正常工作电压范围时，中央控制单元100识别该电压并从其控制信号输出端160输出控制信号，经过继电器电路710，断开真空泵驱动模块500的电源，使真空泵2000停止工作以保护真空泵。另外，当电机电压检测电路730检测出电压信号不同于正常运作时电压，中央控制单元100中的芯片迅速识别，立马发出控制信号断开继电器711，保护真空泵电机，以达到运行中的反接保护。

参见图6并重点结合图2，电机电流检测电路740包括一电流采样电阻741、一由运放芯片组成的运放芯片742以及一第三RC滤波电路743。电流采样电阻741的两端分别作为电流信号正极电压输入端741a和电流信号负极电压输入端741b，电流采样电阻741的电流信号正极电压输入端741a作为电机电流检测电路740的电机电流检测输入端与真空泵2000中的真空泵电机的电流检测输出端2300连接，其电流信号负极电压输出端741b与运放电路742的信号扩大输入端742a连接，运放电路742的信号扩大输出端742b与第三RC滤波电路743的滤波输出端743b作为电机电流检测电路740的电机电流检测输出端与中央控制单元100的电机电流检测信号输入端190连接。当通过真空泵2000中的真空泵电机的电流超出正常承受范围时，电机电流检测电路740检测到该超出正常承受范围的电流信号并将该电流信号传输给中央控制单元100，中央控制单元识别该电流信号并从控制信号输出端160输出控制信号，经过继电器电路710，断开真空泵驱动模块500的电源，使真空泵2000停止工作以达到对真空泵进行电流保护。

另外，在稳压电路600的电压输入端610与车载电源5000的电压输出端5100之间设置有一二极管800，该二极管800的负极端810与稳压电路600的电压输入端610连接，其正极端820与车载电源5000的电压输出端5100连接。当电源的正负极反接时，由于稳压电路600的前端正向接通的二极管800，反向电压时可认为断路，同时，继电器711初始状态为断开，控制器处于断路状态，控制器不工作，从而起到刚开始电源就反接时的反接保护，使真空泵系统不受损害。

为了进一步保护真空泵驱动模块以及提高其安全性能，在中央控制单元100的第一信号输出端110与真空泵驱动模块500的信号输入端510之间设置有一电流保护电路900。另外，该电流保护电路900包含真空泵线束短路时保护，真空泵内电机损坏使电流过大或者电流异常时保护。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种具有自我保护功能的电动汽车真空泵控制器，包括中央控制单元、通讯模块、报警驱动电路、真空气压检测模块、真空泵驱动模块以及稳压电路，所述中央控制单元的第一、第二、第三信号输出端以及第一信号输入端分别与所述真空泵驱动模块的信号输入端、所述报警驱动电路的信号输入端、所述通讯模块的信号输入端以及所述真空气压检测模块的信号输出端连接，所述真空泵驱动模块的信号输出端与真空泵控制系统中的真空泵的信号输入端连接，所述报警驱动电路的信号输出端与真空泵控制系统中的显示装置的第一信号输入端连接，所述通讯模块的信号输出端与所述显示装置的第二信号输入端连接，所述真空气压检测模块的信号输入端与真空泵控制系统中的真空泵气压传感器的信号输出端连接，所述稳压电路的电压输入端与真空泵控制系统中的车载电源的电压输出端连接，其第一、第二、第三电压输出端分别与所述中央控制单元的电压输入端、所述真空泵驱动模块的电压输入端、所述真空气压检测模块的电压输入端连接；其特征在于，

还包括一用于检测电源电压、真空泵电机电压以及真空泵电机电流并根据所检测到的参数控制真空泵运行或者停止的检测电路系统。

2.如权利要求1所述的具有自我保护功能的电动汽车真空泵控制器，其特征在于，所述检测电路系统包括继电器控制电路、电源电压检测电路、电机电压检测电路以及电机电流检测电路，所述继电器控制电路的输入端与稳压电路的第二输出端连接，其输出端与真空泵驱动模块的电压输入端连接，其控制端与中央控制单元的控制信号输出端连接，所述电源电压检测电路的电源电压检测输入端与车载电源的电压输出端连接，其电源电压检测输出端与中央控制单元的电源电压检测信号输入端连接，所述电机电压检测电路的电机电压检测输入端与真空泵的电压输出端连接，其电机电压检测输出端与中央控制单元的电机电压检测信号输入端连接，所述电机电流检测电路的电机电流检测输入端与真空泵中的真空泵电机的电流检测输出端连接，其电机电流检测输出端与中央控制单元的电机电流检测信号输入端连接。

3.如权利要求2所述的具有自我保护功能的电动汽车真空泵控制器，其特征在于，所述继电器控制电路包括一继电器、一三极管开关电路以及一限流电阻，所述继电器的两端作为继电器控制电路的输入端和输出端分别与稳压电路的第二输出端和真空泵驱动模块的电压输入端连接，所述继电器的常开触点控制端与三极管开关电路的一端连接，所述三极管开关电路的另一端与限流电阻的一端连接，所述限流电阻的另一端作为继电器控制电路的控制端与中央控制单元的控制信号输出端连接。

4.如权利要求2所述的具有自我保护功能的电动汽车真空泵控制器，其特征在于，所述电源电压检测电路包括一第一电阻分压电路以及一第一RC滤波电路，所述第一电阻分压电路的输入端作为电源电压检测电路的电源电压检测输入端与车载电源的电压输出端连接，所述第一电阻分压电路的输出端与第一RC滤波电路的滤波输入端连接，所述第一RC滤波电路的滤波输出端作为电源电压检测电路的电源电压检测输出端与中央控制单元的电源电压检测信号输入端连接。

5.如权利要求2所述的具有自我保护功能的电动汽车真空泵控制器，其特征在于，所述电机电压检测电路包括一第二电阻分压电路以及一第二RC滤波电路，所述第二电阻分压电路的输入端作为电机电压检测电路的电机电压检测输入端与真空泵的电压输出端连接，所述第二电阻分压电路的输出端与第二RC滤波电路的滤波输入端连接，所述第二RC滤波电路的滤波输出端作为电机电压检测电路的电机电压检测输出端与中央控制单元的电机电压检测信号输入端连接。

6.如权利要求2所述的具有自我保护功能的电动汽车真空泵控制器，其特征在于，所述电机电流检测电路包括一电流采样电阻、一由运放芯片组成的运放电路以及一第三RC滤波电路，所述电流采样电阻的两端分别作为电流信号正极电压输入端和电流信号负极电压输入端，所述电流采样电阻的电流信号正极电压输入端作为所述电机电流检测电路的电机电流检测输入端与真空泵中的真空泵电机的电流检测输出端连接，其电流信号负极电压输出端与运放电路的信号扩大输入端连接，所述运放电路的信号扩大输出端与第三RC滤波电路的滤波输入端连接，所述第三RC滤波电路的滤波输出端作为电机电流检测电路的电机电流检测输出端与中央控制单元的电机电流检测信号输入端连接。

7.如权利要求1至6中任一项所述的具有自我保护功能的电动汽车真空泵控制器，其特征在于，在所述稳压电路的电压输入端与车载电源的电压输出端之间设置有一二极管，所述二极管的负极端与稳压电路的电压输入端连接。

8.如权利要求7所述的具有自我保护功能的电动汽车真空泵控制器，其特征在于，在所述中央控制单元的第一信号输出端与真空泵驱动模块的信号输入端之间设置有一电流保护电路。