CN213899097U - 一种汽车用电子水泵控制器装置 - Google Patents

Abstract

一种汽车用电子水泵控制器装置，涉及汽车水泵控制技术领域。其电子水泵由电磁离合水泵与电动水泵并联组成，当发出高功率工况启动信号时，电磁离合水泵工作，当发出低功率工况启动信号时，控制器装置驱动电动水泵工作，电磁离合水泵停止运行，控制器装置包括控制器上盖、控制器电路板、壳体、信号插座、电源输入端口、电机三相出线端口，壳体内底部设有散热凸台，控制器电路板放置在壳体中，壳体内部两端装设有接线座。本实用新型通过接收到的整车信号来控制电子水泵，可在熄火后继续工作，不受当时发动机转速的影响，能根据发动机的实际冷却需要灵活工作。选择电磁离合水泵与电动水泵并联工作，减低发动机的功耗，优化冷却效果。

Description

一种汽车用电子水泵控制器装置

技术领域

本发明涉及汽车水泵控制技术领域，特别涉及一种汽车用电子水泵控制器装置。

背景技术

传统机械水泵由发动机曲轴通过传动皮带驱动，它的转速和发动机的转速成正比，在发动机转速较低的时候，散热能力也会受到影响。目前汽车电子水泵多采用无刷直流电机(BLDC)，中国发明专利公开号为CN 102777367B公开了一种汽车电子水泵控制器，该方案基于反电动势过零法实现对水泵电机转子位置的检测，进而实现换相控制。但反电动势过零法进行换相存在一些问题，电机电枢三相电压检测一旦出现错误会导致电机停转。此外，还有方案基于霍尔传感器检测水泵电机转子位置，进而控制换相，但霍尔元件也容易受干扰而失效，最终导致电机停转。当电机停转发生时会导致冷却系统失效，如不能及时发现并处理，将会给汽车核心部件带来损伤甚至导致严重安全事故。

发明内容

针对上述现有技术电机停转时冷却系统失效的问题，本发明提出了一种冷却系统不受电机转速影响、电磁离合水泵与电动水泵并联组合的汽车用电子水泵控制器装置。

为解决上述问题，本发明的技术方案如下：一种汽车用电子水泵控制器装置，电子水泵包括电磁离合水泵、电动水泵和控制器装置，电磁离合水泵与电动水泵并联组合，电磁离合水泵用于高功率工况，电动水泵用于低功率工况，所述控制器装置通过接收到的整车信号来控制电子水泵工作，当整车发出高功率工况启动信号时，所述控制器装置控制电磁离合水泵工作，当整车发出低功率工况启动信号时，所述控制器装置驱动电动水泵工作，所述电磁离合水泵停止运行。

控制器装置包括控制器上盖、控制器电路板、壳体，控制器电路板包括电源管理模块、中央处理单元、驱动控制模块、电机电流采样模块、温度检测模块和CAN通讯模块；电源为车载蓄电池，在电源管理模块的输入端靠近连接器处配置有TVS管、LCπ型滤波器和电源芯片；中央处理单元集成了MCU、电机预驱动控制的功能；电源输入端口连接电源管理模块，电源管理模块的电压通过转换后分别连接中央处理单元、驱动控制模块、MOS管H桥和CAN通讯模块，CAN通讯模块连接中央处理单元，中央处理单元与驱动控制模块连接，驱动控制模块连接MOS管H桥，MOS管H桥连接电流采样模块，电流采样模块分别连接驱动控制模块和BLDC无刷电机，BLDC无刷电机输出反电动势传递给驱动控制模块。

进一步地，控制器装置上电后，给中央处理单元内部的单片机供电，但单片机仍处于低功耗睡眠模式，当IG点火信号输入驱动控制模块后，才能唤醒单片机，中央处理单元检测到CAN通讯信号后，单片机开始控制电机按逆时针方向旋转，控制器装置根据占空比信号调节无刷电机的转速。

进一步地，控制器装置采集到的电机转速和通过CAN通讯模块得到的唤醒状态信号传递给中央处理器单元，中央处理单元根据内部算法计算出需要输出的电流大小，结合采集到的电机输出的反电动势，通过FOC算法输出PWM波来控制电机驱动模块输出目标电流；电流采样模块实时采集电机的电流通过电机驱动模块反馈给中央处理单元，中央处理单元通过实时调节控制输出的电流，使控制器装置快速平稳的达到实际目标电流大小，通过控制器装置的电流大小来控制电子水泵的运行，大电流时电磁离合水泵运行，电流低于阈值时电动水泵运行。

进一步地，控制器装置还包括信号插座、电源输入端口、电机三相出线端口，壳体内底部设有散热凸台，电流采样模块埋入散热凸台凹陷处并用导热硅脂填充，控制器电路板放置在壳体中，壳体内部两端装设有接线座，信号插座和电源输入端口安装在壳体右侧端面上与接线座对应的位置，电机三相出线端口安装在壳体的左侧端面上与接线座对应的位置，通过盖上控制器上盖加密封圈密封；安装在泵体上时，控制器装置的三相出线端口朝下，散热凸台与控制器电路板之间留有填充导热硅脂的间隙。

进一步地，控制器装置的电源输入端口、三相出线端口均采用能过大电流的铜端子，信号插座、电源输入端口、三相出线端口均添加防水垫片和密封环锁紧结构，信号插座处还需接一个信号适配端。

本发明取得的有益效果如下：本发明控制器装置通过接收到的整车信号来控制电子水泵，可在熄火后继续工作，不受发动机转速的影响，能根据发动机的实际冷却需要灵活工作。选择电磁离合水泵与电动水泵并联工作，减低发动机的功耗，优化冷却效果。控制器装置结构紧凑，重量更轻，散热效果更好。

附图说明

图1为种汽车用电子水泵控制器装置的水泵并联图；

图2为汽车用电子水泵控制器装置图；

图3为汽车用电子水泵控制器装置的控制系统结构图；

图4为汽车用电子水泵控制器装置的电动水泵剖面图；

图5为汽车用电子水泵控制器装置的爆炸图；

图6为汽车用电子水泵控制器装置的整体图；

图中：

1——泵盖 2——泵体 3——叶轮 4——异形圈

5——电机 6——控制器装置 7——支架 11——控制器上盖

12——控制器电路板 13——控制器壳体 14——信号端口

15——电源输入端口 16——三相出线端口 17——散热凸台

18——信号配置端 19——接线座 20——接线铜端子

21——防水垫片 22——密封环 23——散热片。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解术语的具体含义。

具体地，如图1所示，一种汽车用电子水泵控制器装置，电子水泵包括电磁离合水泵、电动水泵和控制器装置，电磁离合水泵与电动水泵并联组合，电磁离合水泵用于高功率工况，电动水泵用于低功率工况，所述控制器装置通过接收到的整车信号来控制电子水泵工作，当整车发出高功率工况启动信号时，所述控制器装置控制电磁离合水泵工作，当整车发出低功率工况启动信号时，所述控制器装置驱动电动水泵工作，所述电磁离合水泵停止运行。

具体地，如图2所示的控制器装置包括控制器上盖11、控制器电路板12、壳体13，如图3所示的控制器电路板包括电源管理模块、中央处理单元、驱动控制模块、电机电流采样模块、温度检测模块和CAN通讯模块；电源为车载蓄电池，在电源管理模块的输入端靠近连接器处配置TVS管实现对电源的保护、配置LCπ型滤波器实现滤波、通过电源芯片实现电压的转换；中央处理单元集成了MCU、电机预驱动控制的功能；电源通过电源输入端口输入电源管理模块，电源管理模块的电压通过转换后分别输入中央处理单元、驱动控制模块、MOS管H桥和CAN通讯模块，CAN通讯模块连接中央处理单元，中央处理单元与驱动控制模块连接，驱动控制模块连接MOS管H桥，MOS管H桥连接电流采样模块，电流采样模块分别连接驱动控制模块和BLDC无刷电机，BLDC无刷电机输出电机反电动势传递给驱动控制模块。

具体地，控制器装置上电后，给中央处理单元内部的单片机供电，但单片机仍处于低功耗睡眠模式，当IG点火信号输入驱动控制模块后，才能唤醒单片机，中央处理单元检测CAN通讯信号，单片机内部集成的驱动模块开始驱动电机按逆时针方向旋转，控制器装置根据占空比信号调节无刷电机的转速。

具体地，控制器装置采集到的电机转速和通过CAN通讯模块得到的唤醒状态信号传递给中央处理器单元，中央处理单元根据内部算法计算出需要输出的电流大小，结合采集到的电机输出的反电动势，通过FOC算法输出PWM波来控制电机驱动模块输出目标电流；电流采样模块实时采集电机的电流通过电机驱动模块反馈给中央处理单元，中央处理单元通过实时调节控制输出的电流，使控制器装置快速平稳的达到实际目标电流大小，通过控制器装置的电流大小来控制电子水泵的运行，大电流时电磁离合水泵运行，电流低于阈值时电动水泵运行。

具体地，如图4所示，电动水泵总成包括泵盖1、泵体2和支架7，泵体包括叶轮3、异形圈4、电机5，泵盖1与泵体2之间通过螺栓紧固不可拆卸，电动水泵的壳体2及泵盖1为铝制件；电机5为三相无刷电机。

具体地，如图5所示控制器装置还包括信号插座14、电源输入端口15、电机三相出线端口16，壳体13内底部设有散热凸台17，电流采样模块埋入散热凸台凹陷处并用导热硅脂填充，控制器电路板12放置在壳体13中，壳体13内部两端装设有接线座19，信号插座14和电源输入端口15安装在壳体13右侧端面上与接线座19对应的位置，电机三相出线端口安装在壳体13的左侧端面上与接线座19对应的位置，通过盖上控制器上盖11加密封圈密封；安装在泵体2上时，控制器装置的三相出线端口16朝下，散热凸台17与控制器电路板12之间留有0.3-0.5mm的间隙，中间填充导热硅脂。

具体地，控制器装置的电源输入端口15、三相出线端口16均采用能过大电流的铜端子20，信号插座14、电源输入端口15、三相出线端口16均添加防水垫片21和密封环22锁紧结构，信号插座14处还需接一个信号适配端18。

本发明控制器装置通过接收到的整车信号来控制电子水泵，可在熄火后继续工作，不受当时发动机转速的影响，能根据发动机的实际冷却需要灵活工作。选择电磁离合水泵与电动水泵并联工作，减低发动机的功耗，优化冷却效果。控制器装置结构紧凑，重量更轻，散热效果更好。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。

Claims (3)

1.一种汽车用电子水泵控制器装置，所述电子水泵包括电磁离合水泵、电动水泵和控制器装置，其特征在于：所述电磁离合水泵与电动水泵并联组合，所述电磁离合水泵用于高功率工况，所述电动水泵用于低功率工况，所述控制器装置通过接收到的整车信号来控制电子水泵工作，当整车发出高功率工况启动信号时，所述控制器装置控制电磁离合水泵工作，当整车发出低功率工况启动信号时，所述控制器装置驱动电动水泵工作，所述电磁离合水泵停止运行；

所述控制器装置包括控制器上盖(11)、控制器电路板（12）、壳体(13)，所述控制器电路板包括电源管理模块、中央处理单元、驱动控制模块、电机电流采样模块、温度检测模块和CAN通讯模块；电源为车载蓄电池，在所述电源管理模块的输入端靠近连接器处配置有TVS管、LCπ型滤波器和电源芯片；所述中央处理单元集成了MCU、电机预驱动控制的功能；电源输入端口连接电源管理模块，所述电源管理模块分别连接中央处理单元、驱动控制模块、MOS管H桥和CAN通讯模块，所述CAN通讯模块连接中央处理单元，所述中央处理单元与驱动控制模块连接，所述驱动控制模块连接MOS管H桥，所述MOS管H桥连接电流采样模块，所述电流采样模块分别连接驱动控制模块和BLDC无刷电机，所述BLDC无刷电机输出反电动势传递给驱动控制模块。

2.根据权利要求1所述的汽车用电子水泵控制器装置，其特征在于：所述控制器装置还包括信号插座（14）、电源输入端口（15）、电机三相出线端口（16），所述壳体（13）内底部设有散热凸台（17），所述电流采样模块埋入散热凸台凹陷处并用导热硅脂填充，所述控制器电路板（12）放置在壳体（13）中，所述壳体（13）内部两端装设有接线座（19），所述信号插座（14）和电源输入端口（15）安装在壳体（13）右侧端面上与接线座（19）对应的位置，所述电机三相出线端口安装在壳体（13）的左侧端面上与接线座（19）对应的位置，通过盖上控制器上盖（11）加密封圈密封；安装在泵体（2）上时，所述控制器装置的三相出线端口（16）朝下，所述散热凸台（17）与控制器电路板（12）之间留有填充导热硅脂的间隙。

3.根据权利要求2所述汽车用电子水泵控制器装置，其特征在于：所述电源输入端口（15）、三相出线端口（16）均采用能过大电流的铜端子（20），所述信号插座（14）、电源输入端口（15）、三相出线端口（16）均添加防水垫片（21）和密封环（22）锁紧结构，所述信号插座（14）处还需接一个信号适配端（18）。

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