本實用新型涉及汽車控制領(lǐng)域，尤其涉及汽車油泵控制領(lǐng)域，具體是指一種基于直流電機的油泵控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

油泵是燃油汽車驅(qū)動系統(tǒng)的關(guān)鍵零部件之一，必須能夠在所有工況下向發(fā)動機提供所需的燃油量。油泵不斷的將燃油從油箱中吸出，再通過油路供給于發(fā)動機，多余的燃油再流回油箱形成循環(huán)。傳統(tǒng)的油泵通過彈簧調(diào)節(jié)閥可以將油壓穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)，然而，不同的工況下，發(fā)動機高效運行所需的油壓也會有所不同，因此，電動燃油泵逐漸成為行業(yè)的主流。通過電子控制單元，可以根據(jù)需求隨時地調(diào)整油壓的范圍，更加精確的控制燃油和空氣的比例，不僅提升了發(fā)動機的效率，同時還減少了廢氣的排放。

典型的油泵控制器系統(tǒng)如圖1所示。油壓傳感器用于采集當(dāng)前的油壓，油泵控制器當(dāng)前油壓和整車控制器設(shè)定的指令油壓對比，根據(jù)PID算法控制輸出PWM信號占空比，而電機母線電壓固定，通過PWM調(diào)制可以獲得電壓范圍內(nèi)任意的端電壓，從而實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速的控制。電機的轉(zhuǎn)速和油路的油壓是一種反比關(guān)系，當(dāng)發(fā)動機耗油量增大時，油路壓力降低，控制器會控制PWM信號占空比增大，從而增大電機端電壓，使得轉(zhuǎn)速上升，供油量增大，最終油壓趨近平衡。

油泵控制系統(tǒng)主要由控制器、驅(qū)動電路以及被控電機組成，驅(qū)動電路可使用開關(guān)電路實現(xiàn)，控制器輸出PWM波通過驅(qū)動電路控制油泵電機。然而，控制器本身并不是一個絕對可靠的器件，無論是硬件隨機失效還是軟件本身的非正常運行，均有可能導(dǎo)致輸出的PWM波占空比無法控制，從而導(dǎo)致系統(tǒng)功能失效。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種利用安全電路模塊實現(xiàn)控制器MCU失效保護(hù)的基于直流電機的油泵控制系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的基于直流電機的油泵控制系統(tǒng)如下：

該基于直流電機的油泵控制系統(tǒng)，包括控制器MCU、驅(qū)動電路、采樣電路、防反接電路以及CAN通訊電路，其主要特點是，所述的油泵控制系統(tǒng)還包括一安全電路，所述的安全電路輸入端與控制器MCU的I/O口連接，該安全電路的輸出端連接到所述的控制器MCU的I/O口回讀并與驅(qū)動電路的IN和INH端口相連接，所述的采樣電路直接連接于所述的控制器MCU的ADC1和ADC2端口，所述的控制器MCU的ADC3端口與所述的驅(qū)動電路的IS端口相連接，所述的控制器MCU的兩個I/O接口分別連接所述的驅(qū)動電路的INH端口和IN端口，所述的控制器MCU與所述的CAN通訊電路相連接，所述的防反接電路與所述的驅(qū)動電路的VS端口相連接。

較佳地，所述的安全電路模塊由隔直電路、三極管和場效應(yīng)管開關(guān)電路組成，所述的隔直電路與所述的三極管基極相連，該三極管的發(fā)射極與所述的場效應(yīng)管開關(guān)電路相連。

較佳地，所述的安全電路的輸出端的兩支路均連接有一二極管，且分別通過所述的二極管連接所述的驅(qū)動電路的INH和IN端口。

更佳地，所述的安全電路輸出端的兩個二極管的正極均與所述的安全電路的輸出端連接，所述的二極管的負(fù)極均與所述的驅(qū)動電路的輸入端連接。

較佳地，所述的驅(qū)動電路芯片為BTN8982TA芯片。

較佳地，在所述的油泵控制系統(tǒng)中，所述的ADC1、ADC2和ADC3端口均為所述的控制器MCU的輸入端口，所述的I/O端口為所述的控制器MCU的輸入輸出端口。

較佳地，在所述的油泵控制系統(tǒng)中，所述的INH、IN、VS端口均為所述的驅(qū)動電路的輸入端口，所述的IS端口為所述的驅(qū)動電路的輸出端口。

采用了本實用新型的基于直流電機的油泵控制系統(tǒng)，由于其中具有安全電路，當(dāng)控制器MCU正常工作時，安全電路接收到來自所述的控制器MCU生成的一定占空比的PWM波信號，所述的PWM波經(jīng)過隔直電容后產(chǎn)生一定的電壓，三極管導(dǎo)通，通過場效應(yīng)管開關(guān)電路使得整個安全電路輸出低電平，電機由MCU直接控制；當(dāng)控制器MCU故障、無法為安全電路提供固定的PWM波輸出，此時安全電路輸出高電平，直接拉高驅(qū)動芯片的INH和IN管腳，使其輸出100％占空比驅(qū)動信號。通過這種方式，即使MCU發(fā)生故障，也可以為系統(tǒng)提供足夠的燃油供給，實現(xiàn)了系統(tǒng)的失效安全。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的典型油泵控制系統(tǒng)示意圖。

圖2為本實用新型的基于直流電機的油泵控制系統(tǒng)中的油泵控制系統(tǒng)示意圖。

圖3為本實用新型的基于直流電機的油泵控制系統(tǒng)中的安全電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了能夠更清楚的描述本實用新型實用新型的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合具體實例來進(jìn)行進(jìn)一步的描述。

本實用新型實用新型的基于直流電機的油泵控制系統(tǒng)，包括控制器MCU、驅(qū)動電路、采樣電路、防反接電路以及CAN通訊電路，其主要特點是，所述的油泵控制系統(tǒng)還包括一安全電路，所述的安全電路輸入端與控制器MCU的I/O口連接，所述的安全電路模塊由隔直電路、三極管和場效應(yīng)管開關(guān)電路組成，其中所述的隔直電路與所述的三極管基極相連，該三極管的發(fā)射極與所述的場效應(yīng)管開關(guān)電路相連，所述的安全電路的輸出端的兩支路均連接有一二極管，且所述的兩個二極管的正極均與所述的安全電路的輸出端連接，所述的二極管的負(fù)極均與所述的驅(qū)動電路的輸入端連接。且分別通過所述的二極管連接所述的驅(qū)動電路的INH和IN端口。連接到所述的控制器MCU的I/O口回讀并與驅(qū)動電路的IN和INH端口相連接，所述的采樣電路直接連接于所述的控制器MCU的ADC1和ADC2端口，所述的控制器MCU的ADC3端口與所述的驅(qū)動電路的IS端口相連接，所述的控制器MCU的兩個I/O接口分別連接所述的驅(qū)動電路的INH端口和IN端口，所述的控制器MCU與所述的CAN通訊電路相連接，所述的防反接電路與所述的驅(qū)動電路的VS端口相連接，在所述的油泵控制系統(tǒng)中，所述的ADC1、ADC2和ADC3端口均為所述的控制器MCU的輸入端口，所述的I/O端口為控制器MCU的輸入輸出端口，所述的INH、IN和VS端口均為所述的驅(qū)動電路的輸入端口，所述的IS端口為所述的驅(qū)動電路的輸出端口。

在一種較佳的實施方式中，所述的驅(qū)動電路芯片為BTN8982TA芯片。

在實際應(yīng)用中，系統(tǒng)主要包括控制器MCU、驅(qū)動電路、采樣電路、防反接電路以及CAN通訊電路等部分，其中MCU負(fù)責(zé)控制邏輯的實現(xiàn)以及系統(tǒng)的監(jiān)控，驅(qū)動電路用于將MCU輸出的PWM信號轉(zhuǎn)化成可以直接去驅(qū)動電機的PWM信號，采樣電路除了采集控制必須的油壓信號，還對電機端電壓、電機電流、溫度NTC信號和系統(tǒng)電源電壓等進(jìn)行采集。CAN通訊電路則用于實現(xiàn)油泵控制器和其他零部件的通訊。防反接電路則是用于保護(hù)電源部分，當(dāng)電源意外反接時，可以保證系統(tǒng)不被損壞。

除了上述模塊外，本方案還添加了一個安全電路模塊，由隔直電容、三極管和場效應(yīng)管開關(guān)電路組成，詳見圖3。該模塊的工作原理是，當(dāng)控制器MCU正常工作，輸入信號為PWM時，經(jīng)過隔直電容后產(chǎn)生一定的電壓，三極管導(dǎo)通，通過場效應(yīng)管開關(guān)電路使得整個安全電路輸出低電平，由于輸出端具有特定方向連接的二極管，此時安全電路輸出端的電流無法影響控制器MCU輸出的驅(qū)動信號，該驅(qū)動電路按照控制器MCU輸出的PWM波工作；當(dāng)輸入為直流信號時，無法通過隔直電容，該安全電路模塊的輸出端即場效應(yīng)管開關(guān)電路端輸出高電平，而該高電平通過輸出端的二極管，拉高所述的驅(qū)動電路的輸入端口，由于高電平穩(wěn)定，可看成為占空比100％的PWM波，從而保證了在控制器MCU不能正常工作時，系統(tǒng)仍可實現(xiàn)充足的燃油供給，以保證系統(tǒng)的失效安全。

采用了本實用新型的基于直流電機的油泵控制系統(tǒng)，由于其中具有安全電路，當(dāng)控制器MCU正常工作時，安全電路接收到來自所述的控制器MCU生成的一定占空比的PWM波信號，所述的PWM波經(jīng)過隔直電容后產(chǎn)生一定的電壓，三極管導(dǎo)通，通過場效應(yīng)管開關(guān)電路使得整個安全電路輸出低電平，電機由MCU直接控制；當(dāng)控制器MCU故障、無法為安全電路提供固定的PWM波輸出，此時安全電路輸出高電平，直接拉高驅(qū)動芯片的INH和IN管腳，使其輸出100％占空比驅(qū)動信號。通過這種方式，即使MCU發(fā)生故障，也可以為系統(tǒng)提供足夠的燃油供給，實現(xiàn)了系統(tǒng)的失效安全。

在此說明書中，本實用新型已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本實用新型的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的而非限制性的。