[实用新型]用于电动汽车的真空助力制动控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电动汽车的真空助力制动技术领域，尤其涉及一种包含压力信号冗余采集、微控芯片监控、电源电压监测和驱动电流监测等多种安全设计的真空助力制动控制器及其所适用的电动汽车制动系统。

背景技术

制动系统的可靠性与整车的安全性能息息相关，当前电动汽车一般采用真空助力的手段构建制动系统实现整车制动功能。真空助力器通过橡胶通气管与真空罐组成密闭连通空间，真空助力制动控制器通过压力敏感器件监测真空罐内的压力信号，并驱动真空泵工作对真空罐密闭空间进行抽真空操作。当驾驶员踩踏制动踏板时将获取由真空罐负压密闭空间提供的制动助力，负压不足时真空泵对真空罐进行抽真空操作，维持真空罐内部空间的负压状态。

中国发明专利公布了一种在瞬间大电流条件下避免烧坏、维修简单的电动车助力制动所用真空助力制动控制器（张兴海，黄诚刚. 电动车助力制动所用电动真空助力制动控制器，申请号200920128225.X，申请日：2009.07.29）。该控制器利用压力敏感器电路转换开关采集真空罐内压力信号，再通过双继电器搭建自锁电路完成对真空泵电机的驱动控制。其能根据压力信号阈值安全有效的驱动真空泵电机，继电器构建的驱动电路，提高了纯单片机电路的电流负载能力；控制系统组件相对独立，损坏时仅需更换失效的器件，节约了维修成本。但这种真空助力制动控制器存在以下几点不足：(1)控制器的信号采集部分采用机械压力开关实现，该类信号采集方式可能造成制动系统在特殊工况（如意外造成的压力开关误导通、使用寿命较长或整车制动频繁所造成的机械疲劳等）下的功能异常，具有一定的安全隐患；(2)控制器对于系统关键参数（控制器电源供给电压、真空泵驱动电流、真空泵抽取真空效率等）没有相应的监控手段，制动系统不良状态出现时不能进行及时、有效处理，使得系统鲁棒性较低，大大增加了电动车行驶的安全隐患；(3)控制器不含微控电路和通讯电路，阻碍了复杂控制策略、制动系统故障码输出和驾驶员行车制动数据采集等高级功能的实现，限制了控制器功能、性能的进一步提升，使整车制动系统安全性、智能性较低。

实用新型内容

为了提高电动汽车整车制动系统的安全性、智能性，本实用新型提供一种采用压力开关与压力传感器冗余采集真空罐内压力信号、实时监控微控芯片状态、实时监测电源电压和驱动电流，以及对相应关键数据进行分析、处理和通讯的用于电动汽车的真空助力制动控制器。

用于电动汽车的真空助力制动控制器包括电源转换电路1、微控芯片电路2、压力开关信号采集电路3、压力传感信号采集电路4、CAN通讯电路5、真空泵驱动电路6、电压监测电路7和电流监测电路8；所述电源转换电路1对外部电源电压进行稳压转换后为微控芯片电路2、压力开关信号采集电路3、压力传感信号采集电路4和 CAN通讯电路5供电；微控芯片电路2通过压力开关信号采集电路3和压力传感信号采集电路4对真空罐12内压力信号进行冗余采集，当检测到真空罐12负压值不足时使能真空泵驱动电路6，使真空泵电机进行抽真空操作；当负压值过大时停止对真空泵驱动电路6的使能；整个过程中微控芯片电路2通过电压监测电路7和电流监测电路8分别对电源电压、驱动电流大小和时间进行监测，并将所采集的关键参数编码后通过CAN通讯电路5传输给CAN总线，上报给整车控制器，最终在电动仪表预警显示。

所述电源转换电路1由两部分组成，上半部分为车载蓄电池直流+12V转+5V的电压转换电路，它由电源稳压芯片U1、二极管D1、TVS管D2、滤波电容C3、C5、C6、C7、C8组成，实现对蓄电池+12V电压的转换，对后续多个数字芯片提供稳定的+5V电压；下半部分为压力传感器电压跟随电路，所述传感器电压跟随电路由电压跟随芯片U4、分压电阻R14、R15、滤波电容C18、C19、C20、C21组成，提供外部压力传感器的单独电源供给，以减少压力传感信号采集电路与其他电路的电气耦合。

所述微控芯片电路2由8位微控芯片U2及其基本外围接口电路组成，外围接口电路包括芯片电源电路、16MHz晶振电路、电压参考电路、复位电路，用以驱动微控芯片正常工作。

所述压力开关信号采集电路3由箝位二极管组D4、分压电阻R7、R8、R11、上拉电阻R5、滤波电容C15、C17和三极管T1组成，主要实现对真空罐12内预先标定好的上下限压力值进行检测：压力开关信号电压逻辑值为“1”表征真空罐负压值不足，压力开关信号电压逻辑值为“0”表征真空罐负压值充足，进而被微控芯片电路2检测。其中通过对分压电阻设置合适的阻值配比使微控芯片能够对由进水造成的开关误导通情况进行识别。