一种真空泵系统的制作方法

本实用新型涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种真空泵系统。

背景技术：

真空泵在车辆中的应用越来越广泛。

现有车载真空泵主要用于车辆的真空制动系统和发动机真空进气系统中。通常由整车控制器向真空泵系统中发送PWM信号进行驱动，使得真空泵电机受到驱动后运转，最终控制外围真空机构实现抽真空的目的。

然而，现有车载真空泵遇到故障时，真空泵会出现异常关断，甚至是驱动电路烧毁，无法将故障信息上报给整车控制器。整车控制器无法得知真空泵故障原因，给整车制动功能带来隐患以及售后维修带来很大挑战。

技术实现要素：

本实用新型提供一种真空泵系统，以实现真空泵系统故障的自诊断。

本实用新型提供了一种真空泵系统，该真空泵系统与整车控制器电连接，包括真空泵电机，还包括：

控制模块，用于获取第一控制信号，将第一控制信号解析为第二控制信号并输出，第一控制信号中包括预设驱动信息；

驱动模块，驱动模块分别与控制模块和真空泵电机电连接，用于根据接收的第二控制信号产生驱动电压并输出以驱动真空泵电机；

第一故障诊断模块，第一故障诊断模块分别与驱动模块和控制模块电连接，第一故障诊断模块用于根据获取的驱动模块输出的驱动电压产生第一故障诊断信息并输出。

其中，该真空泵系统还包括电源模块和第二故障诊断模块；

电源模块与控制模块电连接以及通过所述第二故障诊断模块与所述驱动模块电连接，用于为驱动模块提供驱动电源信号，以及为控制模块提供控制电源信号；

第二故障诊断模块的输入端分别与电源模块和控制模块电连接，第二故障诊断模块的输出端分别与驱动模块和控制模块电连接，第二故障诊断模块用于根据驱动电源信号产生第二故障诊断信息并输出。

其中，第二故障诊断模块包括第三电阻，第三电阻的输入端分别与电源模块和控制模块电连接，第三电阻的输出端分别与驱动模块和控制模块电连接。

其中，所述真空泵电机为两相真空泵电机或三相真空泵电机，所述两相真空泵电机包括两个输入端，所述三相真空泵电机包括三个输入端。

其中，驱动模块包括两相驱动电路或三相驱动电路，对于两相真空泵电机，驱动模块包括两相驱动电路，两相驱动电路的两个输出端与两相真空泵电机的两个输入端对应电连接，对于三相真空泵电机，驱动模块包括三相驱动电路，三相驱动电路的三个输出端与三相真空泵电机的三个输入端对应电连接；

每相驱动电路均包括第一开关和第二开关，第一开关和第二开关均包括第一端、第二端和控制端，每相驱动电路的第一开关的第一端与第二故障诊断模块的输出端电连接，第一开关的第二端与同相驱动电路中第二开关的第一端电连接并与真空泵电机的一个输入端电连接，第二开关的第二端均接地，第一开关和第二开关的控制端均与控制模块电连接。

其中，第一开关是N型绝缘栅型场效应管，第二开关是N型绝缘栅型场效应管。

其中，第一故障诊断模块包括两相分压电路或三相分压电路；对于两相真空泵电机，第一故障诊断模块包括两相分压电路，两相分压电路与两相真空泵电机的两个输入端对应电连接，对于三相真空泵电机，第一故障诊断模块包括三相分压电路，三相分压电路与三相真空泵电机的三个输入端对应电连接；

每相分压电路包括第一电阻和第二电阻，同相分压电路中第一电阻和第二电阻串联，各第一电阻的输入端分别与真空泵电机的一个输入端电连接，第二电阻的输出端接地，每相分压电路中第一电阻和第二电阻的公共端作为第一故障诊断模块的输出端，与控制模块电连接。

其中，真空泵系统还包括脉冲宽度调制输入模块和通讯模块；

脉冲宽度调制输入模块分别与整车控制器和控制模块电连接，用于采集整车控制器输出的第三控制信号，并将其传输至控制模块；

通讯模块与整车控制器和控制模块电连接，用于传输整车控制器发出的第一控制信号，以及在控制模块判定真空泵系统为故障状态时，将故障信号传输至整车控制器。

本实用新型提供的真空泵系统，包括真空泵电机、控制模块、驱动模块和第一故障诊断模块，通过控制模块在整车控制器中获取第一控制信号并将其解析为第二控制信号，驱动模块根据第二控制信号产生驱动电压并输出以驱动真空泵电机，第一故障诊断模块根据获取的驱动模块输出的驱动电压产生第一故障诊断信息并输出，使控制模块比对第一故障诊断信息和预设驱动信息，并根据第一故障诊断信息和预设驱动信息的比较结果判断真空泵系统是否为故障状态。本实用新型提供的真空泵系统，解决了现有车载真空泵遇到故障时，无法将故障信息上报给整车控制器的问题，实现了真空泵系统故障的自诊断，并及时将诊断到的故障信息上报给整车控制器，使得整车性能更加可靠，也方便售后维修。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的一种真空泵系统的结构示意图。

图2是本实用新型实施例二提供的一种真空泵系统的结构示意图。

图3是本实用新型实施例二提供的另一种真空泵系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本实用新型实施例一提供的一种真空泵系统的结构示意图。该真空泵系统可以是车载真空泵系统，参考图1，该真空泵系统100与整车控制器210电连接，包括真空泵电机110，还包括：

控制模块120，用于获取第一控制信号，将第一控制信号解析为第二控制信号并输出，第一控制信号中包括预设驱动信息；

驱动模块130，驱动模块130分别与控制模块120和真空泵电机110电连接，用于根据接收的第二控制信号产生驱动电压并输出以驱动真空泵电机110；

第一故障诊断模块140，第一故障诊断模块140分别与驱动模块130和控制模块120电连接，第一故障诊断模块140用于根据获取的驱动模块130输出的驱动电压产生第一故障诊断信息并输出。

具体的，真空泵系统100主要用于真空制动系统和发动机真空进气系统中，用于为真空泵系统100的外围机构提供动力，最终将周围环境抽成真空。真空泵系统100的控制模块120与整车控制器210电连接，对于真空制动系统，当整车需要制动时，整车控制器210向真空泵系统100发送第一控制信号，该第一控制信号可以是电机的转速、转动方向和扭矩等控制信号，以使真空泵系统100在第一控制信号的控制下，使真空泵电机110运转抽真空来助力汽车制动。具体可以是，控制模块120接收到第一控制信号后，经过一定的算法进行解析，将其解析为驱动模块130可以识别的第二控制信号。第一控制信号中包括预设驱动信息，预设驱动信息可以是驱动模块130在某一时刻输出电压的大小等。可选的，控制模块120可以是单片机芯片。

驱动模块130分别与控制模块120和真空泵电机110电连接，接收到第二控制信号后产生驱动电压，以驱动真空泵电机110运转工作，达到抽真空的目的。驱动模块130通常需要的驱动电流较大，故控制模块120中通常设置预驱电路，该预驱电路可以集成在单片机芯片中，也可以和单片机芯片分立设置，与单片机芯片共同组成控制模块120，以为驱动模块130提供较大的驱动电流。

真空泵系统100中设置第一故障诊断模块140，该第一故障诊断模块140分别与驱动模块130和控制模块120电连接，可以获取到驱动模块130输出的驱动电压，并对其进行处理，产生第一故障诊断信息反馈给控制模块120，控制模块120可以将第一故障诊断信息与预设驱动信息比对，来判断真空泵系统100中是否存在故障。例如，第一故障诊断信息可以是与驱动电压相关的一个电压信号。可以预先在控制模块120中设定第一电压阈值，当第一故障诊断信息的电压值大于或者等于第一电压阈值时，控制模块120可以判定驱动电压为高电平；当第一故障诊断信息的电压值小于第一电压阈值时，控制模块120可以判定驱动电压为低电平。示例性的，预设驱动信息中包含在t时刻，驱动电压为高电平，若此时第一故障诊断信息为t时刻驱动电压为低电平，则控制模块120将第一故障诊断信息与预设驱动信息进行比对后，判定真空泵系统100存在故障，然后将故障信号反馈到整车控制器210。通过设置第一故障诊断模块140，使得真空泵系统100可以实时诊断出系统中的故障，并在真空泵系统100中存在故障时，控制真空泵电机110停止工作，避免了真空泵系统100工作在故障状态下带来的潜在危险。

本实施例提供的真空泵系统，包括真空泵电机、控制模块、驱动模块和第一故障诊断模块，通过控制模块在整车控制器中获取第一控制信号并将其解析为第二控制信号，驱动模块根据第二控制信号产生驱动电压并输出以驱动真空泵电机，第一故障诊断模块根据获取的驱动模块输出的驱动电压产生第一故障诊断信息并输出，使控制模块比对第一故障诊断信息和预设驱动信息，并根据第一故障诊断信息和预设驱动信息的比较结果判断真空泵系统是否为故障状态。本实施例提供的真空泵系统，解决了现有车载真空泵遇到故障时，真空泵会出现异常故障，无法将故障信息上报给整车控制器的问题，实现了真空泵系统故障的自诊断，并及时将诊断到的故障信息上报给整车控制器，使得整车性能更加可靠，也方便售后维修。

实施例二

图2为本实用新型实施例二提供的一种真空泵系统的结构示意图，本实施例在上述实施例一的基础上，进一步提供了一种可选的真空泵系统。

参考图2，可选的，真空泵系统还包括电源模块150和第二故障诊断模块160；

电源模块150与控制模块120电连接以及通过第二故障诊断模块160与驱动模块130电连接，用于为驱动模块130提供驱动电源信号，以及为控制模块120提供控制电源信号；

第二故障诊断模块160的输入端分别与电源模块150和控制模块120电连接，第二故障诊断模块160的输出端分别与驱动模块130和控制模块120电连接，第二故障诊断模块160用于根据驱动电源信号产生第二故障诊断信息并输出。

具体的，电源模块150可以与车辆电源电连接，进而从车辆电源取电供给真空泵系统。车辆电源可以是车辆电瓶，因车辆电瓶所提供的电压通常为12V或24V，而控制模块120，例如单片机需要的控制电压信号的电压通常低于车辆电瓶所提供的电压，故可在电源模块150中设置电源转换芯片，电源转换芯片中可以采用DC/DC电路，也可以采用低压差线性稳压器，以将车辆电瓶提供的电压转换为控制模块120适用的电压，即控制电源信号。同理，电源转换芯片可以将车辆电瓶提供的电源信号转换为驱动模块130适用的驱动电源信号并供给驱动模块130。

第二故障诊断模块160可以根据电源信号传输的驱动电源信号产生第二故障诊断信息，并将该第二故障诊断信息输出到控制模块120。例如，该第二故障诊断信息可以是流过第二故障诊断模块160的电流大小，相应的，预设驱动信息中包含流过第二故障诊断模块160的第一阈值电流和第二阈值电流。第一阈值电流可以是真空泵系统正常工作时流过第二故障诊断模块160的最大电流，第二阈值电流可以是真空泵系统正常工作时流过第二故障诊断模块160的最小电流。控制模块120比对第二故障诊断信息和预设驱动信息，例如，当第二故障诊断信息中流过第二故障诊断模块160的电流大小大于第一电流阈值时，可判定真空泵系统存在过流故障；当第二故障诊断信息中流过第二故障诊断模块160的电流小于第一电流阈值时，可判定真空泵系统存在开路故障。驱动模块130可以在控制模块120判定真空泵系统在正常状态时，接收流过第二故障诊断模块160的电流，进而驱动真空泵电机110运转工作。

可选的，第二故障诊断模块160包括第三电阻161，第三电阻161的输入端分别与电源模块150和控制模块120电连接，第三电阻161的输出端分别与驱动模块130和控制模块电连接。

示例性的，第二故障诊断信息可以是流过第三电阻161的电流值。控制模块120通过比对流过第三电阻161的电流值和预设驱动信息中的第一电流阈值和第二电流阈值，来判定真空泵系统是否存在故障。

图3是本实用新型实施例提供的二提供的另一种真空泵系统的结构示意图。参考图2和图3，可选的，真空泵电机110为两相真空泵电机111或三相真空泵电机112，两相真空泵电机111包括两个输入端，三相真空泵电机112包括三个输入端。其中，图2表示真空泵电机110为三相真空泵电机112时真空泵系统的结构示意图，图3表示真空泵电机110为两相真空泵电机111时真空泵系统的结构示意图。

继续参考图2和图3，可选的，驱动模块130包括两相驱动电路或三相驱动电路，对于两相真空泵电机111，驱动模块130包括两相驱动电路，两相驱动电路的两个输出端与两相真空泵电机111的两个输入端对应电连接，对于三相真空泵电机112，驱动模块130包括三相驱动电路，三相驱动电路的三个输出端与三相真空泵电机112的三个输入端对应电连接；

每相驱动电路均包括第一开关131和第二开关132，第一开关131和第二开关132均包括第一端、第二端和控制端，每相驱动电路的第一开关131的第一端均与第二故障诊断模块160的输出端电连接，第一开关131的第二端均与同相驱动电路中第二开关132的第一端电连接并与真空泵电机110的一个输入端电连接，第二开关132的第二端均接地，第一开关131和第二开关132的控制端均与控制模块120电连接。

示例性的，以下以真空泵电机110为三相真空泵电机112为例进行说明。

参考图2，对于三相真空泵电机112，驱动模块130包括与之相对应的三相驱动电路，三相驱动电路的三个输出端分别与真空泵电机110的三个输入端对应电连接。每相驱动电路中均包括第一开关131和第二开关132，如图2所示，第一相驱动电路包括第一开关Q11和第二开关Q12，第二相驱动电路包括第一开关Q21和第二开关Q22，第三相驱动电路包括第一开关Q31和第二开关Q32。驱动模块130在第二控制信号的控制下，通过驱动每相驱动电路中第一开关131和第二开关132的导通关断状态来驱动真空泵电机110工作。正常状态下，三相驱动电路交替导通来驱动真空泵电机110运转，即在某一时刻，只有三相驱动电路中的一相导通，另外两相驱动电路关断。例如，在t1时刻，Q11导通，Q12、Q21、Q22、Q31、Q32关断，此时第一相驱动电路对真空泵电机110进行驱动。预设驱动信息中还包括每一时刻三相驱动电路中的哪一相对真空泵电机110进行驱动，以及每一相驱动电路对真空泵电机110进行驱动时的占空比大小。

可选的，第一开关131是N型绝缘栅型场效应管，第二开关132是N型绝缘栅型场效应管。

具体的，绝缘栅型场效应管具有体积小、重量轻、寿命长的有点，且输入回路的内阻高达10⁷-10¹²欧姆，噪声低、热稳定性好，抗辐射力强。因此，第一开关131和第二开关132采用N型绝缘栅型场效应管，保证了真空泵系统的性能更加可靠。

可选的，第一故障诊断模块140包括两相分压电路或三相分压电路；对于两相真空泵电机111，第一故障诊断模块140包括两相分压电路，两相分压电路与两相真空泵电机111的两个输入端对应电连接，对于三相真空泵电机112，第一故障诊断模块140包括三相分压电路，三相分压电路与三相真空泵电机112的三个输入端对应电连接；

每相分压电路包括第一电阻141和第二电阻142，同相分压电路中第一电阻141和第二电阻142串联，第一电阻141的输入端分别与真空泵电机110的一个输入端电连接，第二电阻142的输出端接地，每相分压电路中第一电阻141和第二电阻142的公共端作为第一故障诊断模块140的输出端，与控制模块120电连接。

对于三相真空泵电机112，第一故障诊断模块140包括三相分压电路，第一相分压电路中包括第一电阻R11和第二电阻R12，第二相分压电路中包括第一电阻R21和第二电阻R22，第三相分压电路中包括第一电阻R31和第二电阻R32。可选的，第一故障诊断信息可以是第一故障诊断模块140输出的电压值。因控制模块120所能采集到的电压值有限，而真空泵电机110的输入电压值又较大，故采用分压电路对该输入电压进行分压，以使控制模块120可以识别。可选的，第二电阻142值小于第一电阻141值，以使得每相分压电路中第一电阻141和第二电阻142的公共端的电压不致超出控制模块120可以识别的范围。

示例性的，t2时刻，预设驱动信息中包含的是第一相驱动电路驱动真空泵电机110工作。第一故障诊断模块140实时对真空泵系统进行故障诊断，输出第一故障诊断信息，例如输出分压电路中第一电阻141和第二电阻142公共端的电压值，控制模块120通过比较第一故障诊断信息，即t2时刻第一相驱动电路中第一电阻141和第二电阻142公共端的电压值，和预设驱动信息，即t2时刻第一相驱动电路输出的电平高低，来判定真空泵系统是否存在故障。例如，t2时刻第一电阻141和第二电阻142公共端的电压值经过控制模块120解析后为高电平，而预设驱动信息为t2时刻第一相驱动电路输出的电平为低电平，则控制模块120可以判定真空泵系统中存在电源短接故障；若t2时刻第一电阻141和第二电阻142公共端的电压值经过控制模块120解析后为低电平，而预设驱动信息为t2时刻第一相驱动电路输出的电平为高电平，则控制模块120可以判定真空泵系统中存在接地短路故障。

同样的，假设预设驱动信息中包含的是在一个时间段(t3-t4)内，第二相驱动电路的输出占空比为2:3，而控制模块120接收并解析第一故障诊断信息后，得到第二相驱动电路输出的占空比的不是上述占空比值，则可以判定真空泵系统中存在驱动线互短故障。驱动线即连接驱动模块130和真空泵电机110的线路。

控制模块120在判定出真空泵系统中存在故障时，可以控制驱动模块130停止对真空泵电机110进行驱动，避免真空泵电机110在系统持续的故障状态下烧毁。

在上述方案的基础上，可选的，真空泵系统还包括脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)输入模块和通讯模块180；脉冲宽度调制输入模块170分别与整车控制器210和控制模块120电连接，用于采集整车控制器210输出的第三控制信号，并将其传输至控制模块120；通讯模块180与整车控制器210和控制模块120电连接，用于传输整车控制器210发出的第一控制信号，以及在控制模块120判定真空泵系统为故障状态时，将故障信号传输至整车控制器210。

具体的，真空泵系统中设置脉冲宽度调制输入模块170，该模块可以通过三极管或MOS管PWM采集电路实现。整车控制器210向脉冲宽度调制输入模块170发送第三控制信号，第三控制信号可以是PWM采集电路中三极管或MOS管的导通关断状态和时序，脉冲宽度调制输入模块170对第三控制信号进行采集后，将其输出至真空泵系统的控制模块120，以使真空泵电机110运转来抽真空。脉冲宽度调制输入模块170可以支持现有的真空泵控制接口，保证向下兼容的特性。

真空泵系统中还设置有通讯模块180，示例性的，通讯模块180的接口可以是CAN、LIN、Flexray等通用车用通信接口，满足多种通信接口需求。例如，当第一控制信号为CAN报文控制信号时，可以通过通讯模块180传输至控制模块120。另外，通讯模块180还可以在控制模块120判定真空泵系统为故障状态时，将故障信号传输至整车控制器210，整车控制器210可以将真空泵系统故障作为整车控制的策略，控制整车的制动系统采用除真空泵系统之外的方式来进行制动。通过通讯模块180的设置，使得真空泵系统及时将诊断到的故障信息上报给整车控制器210，使得整车性能更加可靠，也方便售后维修。

需要说明的是，第三控制信号和第一控制信号经过控制模块120的解析后，可以是相同的控制信号。

需要说明的是，上述真空泵系统均以真空泵电机110为三相真空泵电机112为例进行说明，当真空泵系统中的真空泵电机110为两相真空泵电机111时，驱动电路可以采用H桥驱动。真空泵电机110为两相真空泵电机111时工作过程相似，在此不再赘述。

本实施例提供的真空泵系统，通过设置第二故障诊断模块，可以判定真空泵系统中是否存在过流或开路故障；通过将第一故障诊断模块细化为多相分压电路，使得控制电路更容易采集到第一故障诊断信息，进而有利于更加快速有效地判定真空泵系统中存在的具体故障，实现了真空泵系统故障的自诊断，并及时将诊断到的故障信息上报给整车控制器，使得整车性能更加可靠，也方便售后维修。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。