一种电磁阀的故障检测装置和闭合始点检测装置的制造方法_3

文档序号:8346330阅读:来源:国知局
比较所述第一电压信号和第一参考电压,并根据比较结果输出比较信号;当所述第一电压信号大于所述第一参考电压时,所述比较信号为低电平,表不电磁阀未闭合;当所述第一电压信号小于或等于所述第一参考电压时,所述比较信号为高电平,表不电磁阀闭合。
[0086]如图3所示,所述电流生成电路包括:LTSRl5_NP传感器;
[0087]所述传感器的管脚1、2、3分别输入所述第一电源信号,管脚4、5、6分别输出所述第二电源信号到电磁阀,管脚7接2.5V电源,管脚8输出所述第一电流信号,管脚9接地,管脚10接5V电源。
[0088]如图3所示,所述信号调理电路包括三个LF353运放电路;
[0089]第一运放电路(U2A)的同向输入端接入2.5V的电源,第一运放电路的反向输入端通过第一电阻接地,第一运放电路的输出端通过第三电阻接到第一运放电路的反向输入端;
[0090]第二运放电路(U2B)的正向输入端通过第五电阻连接所述电流生成电路的第二输出端;第二运放电路的输出端通过第六电阻与第二运放电路的反向输入端连接;第四电阻的第一端与第二运放电路的反向输入端连接,第四电阻的第二端与第一运放电路的输出端连接;
[0091]第三运放电路(U3A)的同向输入端通过第八电阻与第二运放电路的输出端连接,第三运放电路的反向输入端通过第七电阻接地,第三运放电路的输出端通过第九电阻接入第三运放电路的反向输入端。
[0092]如图4所示,所述一阶微分电路包括:第四LF353运放电路;
[0093]所述第四运放电路(U4)的同向输入端连接6V的电源,所述第四运放电路的反向输入端通过第十限流电阻和第一电容连接所述信号调理电路输出的第二电流信号;所述第四运放电路的输出端通过第十一电阻和第二电容接地,所述第四运放电路的输出端通过第十一电阻连接到所述第四运放电路的反向输入端。
[0094]如图4所示,所述比较电路包括:比较器LF353U5 ;
[0095]所述比较器的同向输入端输入5V的参考电平,所述比较器的反向输入端通过并联的第三电容和第四电容连接到地;所述比较器的反向输入端通过第十二电阻与所述一阶微分电路的输出端连接;所述比较器的输出端通过第十五电阻分别与第五电容的第一管脚、第一二极管的负极和第二二极管的正极连接,所述第一二极管的正极和第二二极管的负极分别连接到5V的参考电平;所述第五电容的第二管脚接地。
[0096]以下描述本发明的应用场景。
[0097]如图5所示,本应用场景为一种柴油机高速强力电磁阀闭合始点检测装置,包括:
[0098]以电流传感器为核心的电流生成电路;
[0099]由三个LF353运放电路构成的信号调理电路;
[0100]由一阶微分电路和比较电路共同构成的信号微分电路。
[0101]检测装置通过驱动电流的变化率来判断电磁阀是否闭合。
[0102]以下描述电流产生电路。
[0103]其中,电流产生电路中所用电流传感器可以为LEM公司的LTSR15_NP传感器。该传感器与电磁阀串接,传感器的输出端接电磁阀的输入端。该传感器利用霍尔效应原理,在不引入阻抗的前提下测量支路中的电流,可测范围为±15A,所测信号频率可达200kHz,传感器输出信号在2.5V上下。LTSR15_NP的管脚接法为:1、2、3管脚接电流输入端,4、5、6管脚接电流输出端,7管脚接2.5V电源,8管脚为待测原始信号的输出端,9管脚接地,10管脚接5V电源。
[0104]其中,信号调理电路为由三个LF353运放电路构成的电路。运放U2A为同向比例运算电路,同向输入端2接入一个2.5V的常压,反向输入端3通过电阻Rl接地,输出端I通过R3接到运放的反向输入端,构成反馈回路;运放U2B为同向比例运算电路和反向比例运算电路组成的混合电路,由管脚5输入的信号和电流传感器从管脚6输入的信号组成加减电路;运放U3A为同向比例运算电路,由管脚7的输出电压通过电阻R8引入到其同向输入端,反向输入端通过R7接地,输出端CSIN通过R9接入其反向输入端形成负反馈。信号调理的作用是放大驱动电流的信号(电压),从而使其满足后续微分电路的输入要求。
[0105]以下描述信号微分电路的一阶微分电路和比较电路。
[0106]在一阶微分电路中,Uref为6V的电压源,RlO为限流电阻,图2中的输出端CSIN通过RlO及Cl接入运放反向输入端。此一阶微分电路中Cl为0.lu, RlO为lk。
[0107]在比较电路中,比较器的同向输入端输入一个5V的参考电平,DU D2 二极管用来对输出信号限幅,将其转换成TTL电平。当电流微分电路输出端的信号超过5V时,表示电磁阀未完全闭合,此时比较器输出端的信号为低电平。而当电流变化率增大到电流微分电路的输出端的信号小于5V时,比较器输出端输出一个高电平信号。
[0108]如图5所示,本发明的另一应用场景为一种柴油机高速强力电磁阀闭合始点检测装置,包括:
[0109]以电流传感器为核心的电流生成电路;
[0110]由三个LF353运放电路构成的信号调理电路;
[0111]由一阶微分电路和比较电路共同构成的信号微分电路;
[0112]MCU。
[0113]如图6所不,Signall为MCU输出信号,该信号置高端时,电源给电磁阀供电,产生的电流经信号调理电路和微分电路后产生如Signal3所示的信号。当Signal3的信号大于5V时,经比较器输出一个高电平信号,即Signal2。其中,Tl和T2分别为MCU和比较器输出信号高电平的时长。在一定条件下,若Signal2滞后Signall的时间Λ T小于预定时长(例如为Ius)时,则电磁阀工作正常;反之电磁阀出现故障;同时,当Τ2/Τ1的值大于预定值(例如为0.8)时电磁阀工作正常,反之电磁阀出现故障。
[0114]本发明提供了一种简单、准确且可靠的柴油机高速强力电磁阀故障诊断电路。其中,CSout输出的信号为电磁阀闭合始点的脉冲信号,可用于判断单体泵驱动电路是否出现通断性故障或性能退化性故障。当驱动电源欠压,电磁阀硬件驱动损毁或线束短路,断路,以及电磁阀自身存在故障时,在电磁阀的使能信号作用后,无闭合始点脉冲信号,可认定出现通断性故障。正常工作时闭合始点信号相对于电磁阀的使能信号的延迟为常数。当回路中阻抗发生变化(如线束端接触电阻增大)或硬件驱动和电磁阀性能改变时,导致延迟时间增加。通过与正常延迟时间比对可发现性能退化性故障。
[0115]以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种电磁阀的故障检测装置,其特征在于,包括: Mcu,电源设备、电流生成电路、信号调理电路、一阶微分电路以及比较电路; 所述Mcu,输出使能信号,接收所述比较电路输出的比较信号,根据所述使能信号和所述比较信号,判断电磁阀是否出现故障; 所述电源设备,接收所述使能信号,并根据所述使能信号的控制,输出第一电源信号;所述电流生成电路,输入端连接所述第一电源信号,并根据所述第一电源信号生成第一电流信号和第二电源信号;所述电流生成电路的第一输出端输出第二电源信号到电磁阀,所述电流生成电路的第二输出端输出所述第一电流信号; 所述信号调理电路,所述信号调理电流的输入端连接所述第一电流信号;所述信号调理电流根据所述第一电流信号放大生成第二电流信号,所述信号调理电流的输出端输出所述第二电流信号; 所述一阶微分电路,所述一阶微分电路的输入端输入所述第二电流信号,
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