用于真空泵助力装置的控制器集成电路板及控制器总成的制作方法

本实用新型涉及电动真空泵助力控制领域，尤其涉及了用于真空泵助力装置的控制器集成电路板及控制器总成。

背景技术：

汽车制动系统主要分为行车制动系统及驻车制动系统，行车制动指在车辆行进过程中用于实施车辆的制动系统。电动真空助力总成主要功能是用来控制电动真空泵对真空助力器抽真空,实现车辆高原或平原制动时的真空助力，该装置涉及一种汽车智能制动助力的控制方法、故障检测。

现有电动真空助力总成，采用的都是单一的压力传感器来采集真空助力器中的真空压力值，根据压力值来控制真空泵的起停工作。目前大部分车型用在平原上行驶，真空泵制动助力装置能够正常工作，采用单压力传感器当车辆到高原时，真空泵会出现不工作或者工作但不停止情况，从而使真空助力器达不到助力效果，存在安全隐患，为了解决高原问题由整车要求满足中高端客户要求，在高原、平原为车辆制动提供稳定可靠的助力制动，确保行车制动安全，申请人提出本实用新型。

技术实现要素：

本实用新型根据现有的现有真空泵助力装置的控制器集成化程度低，不能很好的根据环境大气压力变化自动调节真空助力系统的压力阀值大小，提供了用于真空泵助力装置的控制器集成电路板及控制器总成。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：

用于真空泵助力装置的控制器集成电路板，电路板包括微处理器、大气压力传感器和真空压力传感器，大气压力传感器和真空压力传感器与微处理器相连，微处理器包括定时器；大气压力传感器与外界大气环境相通实时采集大气压力信号，真空压力传感器用于实时采集真空泵气路口、罐体、助力器气路中的真空压力信号，微处理器根据采集的真空压力信号、大气压力信号、定时器工作时间的计时监测向外输出控制真空泵启动或停止的控制信号。微处理器能够根据采集的大气压力信号，调节真空系统的压力阙值，使真空助力系统能够间接感知所处地形为平原或者高原，从而使真空助力器能够满足不同地形的需求。

作为优选，电路板还包括电流传感器和用于驱动真空泵的第一MOS管，电流传感器用于采集真空泵的工作电流，电流传感器与微处理器连接，微处理器根据电流传感器采集的电流信号，控制第一MOS管驱动真空泵。通过电流传感器实现对真空泵的过流保护、以及故障监测。

作为优选，电路板还包括直流电源变换芯片和驱动告警装置的第二MOS管，直流电源变换芯片用于与外部电源连接，电路板通过直流电源变换芯片接通外部电源，第二MOS管与微处理器连接。

作为优选，集成电路板包括上层元件布置层、下层元件布置层和中部的导通走线层。

作为优选，中部的导通走线层为为两层。

作为优选，集成电路板包括上层元件布置层、下层元件布置层和中部的导通走线层，大气压力传感器、真空压力传感器、微处理器和第一MOS管位于电路板的下侧，直流电源变换芯片和第二MOS管位于电路板的上侧。

本实用新型还提供一种用于真空泵助力装置的控制器总成，其还包括壳体，壳体包括上述的控制器集成电路板，壳体上设置有真空气压气路采集口和大气环境压力采集口，真空气压气路采集口与真空压力传感器进气口相连通，大气环境压力采集口与大气压力传感器的进气口连通，该控制器总成具有集成化程度高，体积小等优点。

作为优选，集成电路板包括上层元件布置层、下层元件布置层和中部的导通走线层，大气压力传感器和真空压力传感器设置在集成电路板的下层元件布置层，真空气压气路采集口设置在壳体的下方大。便于直接与真空气压气路采集口和大气环境压力采集口密封配合。

作为优选，导向部包括安装活塞，安装活塞远离传动轴的一端设置有弹簧，弹簧的一端抵触在导向腔的底面上，另一端抵触在安装活塞的端部。弹簧能够保证滚动定位部与传动轴之间软接触，从而方便滚动定位部在不同的定位槽内切换。

作为优选，真空压力传感器的进气口密封配合在真空气压气路采集口。

作为优选，壳体内设置有支撑柱，电路板上开设有连接孔，电路板通过螺栓固定在支撑柱上，壳体的顶部设置有顶盖，顶盖与壳体密封配合。壳体上设置有固定耳和用于连接真空泵、助力器的线路通道。

本实用新型由于采用了以上技术方案，具有以下显著的技术效果：

本实用新型所设计的集成电路板集成了大气压力传感器和真空压力传感器，从而微处理器能够根据大气压力传感器采集的信号根据软件计算出车辆当前所处地形为平原还是高原，然后切换真空系统的真空阙值，从而能够保证真空泵在不同的环境下能够使用不同的启动条件。而且该集成电路板还具有真空泵过流保护以及故障自检、故障报警等功能，而且本装置不会出现误判现象。

所设计的控制器总成具有集成化程度高，安全性高，使用寿命长，空间占用低，固定简单等优点。

附图说明

图1是集成电路板的下层元件布置层的电子元器件布置图；

图2是集成电路板的上层元件布置层的电子元器件布置图；

图3是电路气路的控制框图；

图4是控制器总成的爆炸结构示意图。

以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中，1—集成电路板、10—微处理器、11—大气压力传感器、12—真空压力传感器、15—第一MOS管、16—直流电源变换芯片、17—第二MOS管、2—壳体、21一真空气压气路采集口、22—大气环境压力采集口、23—支撑柱、24—顶盖。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1

如图1至图3所示，用于真空泵助力装置的控制器集成电路板1，该集成电路板1外接真空泵和助力器。集成电路板1包括微处理器10、大气压力传感器11和真空压力传感器12，大气压力传感器11和真空压力传感器12与微处理器10相连，微处理器10包括定时器；大气压力传感器11与外界大气环境相通实时采集大气压力信号，真空压力传感器12用于实时采集真空泵气路口、罐体、助力器气路中的真空压力信号，微处理器10根据采集的真空压力信号、大气压力信号、定时器工作时间的计时监测向外输出控制真空泵启动或停止的控制信号。

大气压力传感器11实时采集大气压力的信号,并输入微处理器10的ADC，软件根据被测信号计算出大气环境压力，当环境压力大于/小于设置的平原气压门限阈值时监测开始，前后的状态一致与在一段时间内持续不会消失,主要为了避免因干扰信号引起的误判，如记录不相同退出监测，从而确定目前车辆的环境压力。不同的大气压力门限阈值对应不同的真空压力阈值。其中，本系统设定的大气压门限阈值分别为≥90Kpa、＜90Kpa―≥80Kpa、＜80Kpa―≥70Kpa、＜70Kpa。

真空压力传感器12实时采集真空助力系统中的气压值，所采集的信号输入给微处理器10，软件根据被测信号计算出最大真空压力，同时根据环境大气压力大小自动调节真空压力阀值大小，设置不同的大气环境下对应的真空压力门限阈值，自动切换工作在不同的控制模式，当最大真空压力小于/大于门限阈值时,控制真空泵实施/停止抽真空的工作。真空泵的启动阈值是根据外界环境的大气压力值而设置的，在高原地区的外界环境大气压力降低时，真空泵的启动阈值也随之降低，在真空泵启动后，助力器中的压力值也降低，使助力器中的压力值与外界环境的压力值的压差保证真空助力系统为刹车系统提供足够的助力，在驾驶人刹车时及时刹停汽车，提高人们在高海拔地区的行车安全。所述真空压力传感器12为相对真空压力传感器。

集成电路板1还包括电流传感器和用于驱动真空泵的第一MOS管15，电流传感器用于采集真空泵的工作电流，电流传感器与微处理器10连接，微处理器10根据电流传感器采集的电流信号，控制第一MOS管15驱动真空泵，集成电路板1还包括直流电源变换芯片16和驱动告警装置的第二MOS管17，直流电源变换芯片16用于与外部电源连接，集成电路板1通过直流电源变换芯片16接通外部电源，第二MOS管17与微处理器10连接。其中电流传感器连接在第一MOS管的引脚上。

所述电流传感器实时采集真空泵工作的电流大小，被测电流信号输入给微处理器10，软件根据被测信号计算出连续工作电流，当电流值超出了设置的门限阈值范围，并且这一现象在一段时间内不会消失，微处理器10便判断定真空泵系统工作出现故障，以此实现过电流保护的功能，切断泵电源停止泵工作，同时驱动第二MOS管点亮故障告警灯。

其中，真空压力传感器12的故障检测方法为：由于传感器本身就是产生电信号的，因此，对传感器的故障诊断不需要专门的线路，而只需要在软件中，编制传感器输入信号识别程序即可实现对传感器的故障诊断。故障监测如下：分析判断驱动电机的信号，在微处理器10输出真空泵电机驱动信号时检测开始，当无输出真空泵电机驱动信号则退出监测；如真空压力传感器12的正常输入电压值为0.5-4.7V，对应的真空压力为-100-0Kpa。由微处理器10内部12位分辨率的A/D实时采集真空压力传感器12的输入信号并与正常输入电压值比较，当某一信号的电压值未超出这一范围，为正常状态则退出监测，超出这一范围持续记录5次压力传感器的电压值，5次监测所得的记录相同表明被记录的真空压力传感器处于故障状态，并开始记录持续时间,为的是避免干扰而引起的误判，如前后监测的记录不相同是正常工作状态则退出监测，相同诊断程序即判定压力传感器或者其电路存在故障，置位故障标志位同时点亮警告指示系统出现故障见图2。

故障检测方法：真空泵驱动电路故障自诊断，由于微处理器10对电机驱动电路进行的是控制操作，控制信号是输出信号。因此，要想对真空泵电机驱动电路工作情况进行诊断，一般要增设故障诊断电路监测泵驱动电路的运行状态，即微处理器10发出一个控制信号，要有一条专用回路来向ECU反馈其执行情况。分析判断微处理器10发出一个驱动电机的控制信号，在输出电机驱动信号时监测开始，当无输出电机驱动信号则退出监测；微处理器10由内部12位分辨率的A/D实时采集电流传感器的输入信号并与正常输入电压值比较，当某一信号的电压值未超出范围,表明为正常工作状态则退出监测，否则表明被记录的泵驱动电路故障处于故障状态，并开始记录持续时间，为的是避免干扰而引起的误判，如前后采集电流传感器的监测记录不相同则退出监测，相同这一现象在一段时间内不会消失，诊断程序即判定电机或者其电路存在故障，置位故障标志位同时发送警告指示。

其中集成电路板1包括上层元件布置层、下层元件布置层和中部的导通走线层，中部的导通走线层为为两层，大气压力传感器11、真空压力传感器12、微处理器10和第一MOS管15布置在集成电路板1的下层元件布置层，直流电源变换芯片16和第二MOS管17位于集成电路板1的上层元件布置层。电流传感器设置在第一MOS管15上。

实施例2

如图4所示，本实施例提供了一种控制器总成，控制器总成包括壳体2，壳体2内设置有实施例1所述的集成电路板1，壳体2上设置有真空气压气路采集口21和大气环境压力采集口22，真空气压气路采集口21与真空压力传感器12进气口相连通，具体的是真空气压气路采集口21和真空压力传感器12进气口、真空泵气路进出口、真空罐进气口、助力器等相互连接组成真空气路，通过真空气压气路采集口21实时采集真空助力系统中的真空气压值。

大气环境压力采集口22与大气压力传感器11的进气口连通组成气路，通过采集口控制器采集装置实时采集大气压力的信号。大气压力传感器11和真空压力传感器12设置在集成电路板1下方，真空气压气路采集口21设置在壳体2的下方。真空压力传感器12的进气口密封配合在真空气压气路采集口21，壳体2内设置有支撑柱23，集成电路板1上开设有连接孔，集成电路板1通过螺栓固定在支撑柱23上，壳体2的顶部设置有顶盖24，顶盖24与壳体2密封配合，壳体2上设置有固定耳和用于连接真空泵、助力器的线路通道。

总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。