一种线圈温度检测电路与检测方法与流程

1.本发明涉及温度检测技术领域，尤其涉及一种针对abs(antilock brake system，制动防抱死系统)内部的线圈温度检测电路与检测方法。


背景技术：

2.随着abs技术的不断进步，在产品开发阶段对产品相关数据的获得提出了更高的要求。为了更深入了解abs各种工况对自身产生的影响，abs内部线圈作为其中一个重要执行器件，线圈温度自然成为一个重要观测值。
3.为了保证线圈温度数据的真实性，就不能破坏abs的密封性。因此最好的办法则是直接在abs内部对各个线圈的温度进行采集。
4.目前现有的线圈温度检测方式一：在abs内部内置无线温度传感器，利用无线温度传感器对线圈的温度进行测量。但是，无线温度传感器体积较大，无法放入多个，且测试位置因结构限制无法实现为每一个线圈分配一个无线温度传感器，即无法实现对abs内部每个线圈的温度分别进行测量。
5.目前现有的线圈温度检测方式二：在pcb(printed circuit board，印制电路板)上额外设计多个贴片温度传感器，但是这不仅需要更多mcu的io端口资源，改变了原有产品的电子元件布局，并且该方式只能测量pcb附件空间的线圈表面温度，无法测量到线圈的实际温度，即检测到的线圈温度数据的准确性无法保证。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明提供一种线圈温度检测电路与检测方法，不仅能够实现对abs内部各线圈温度的检测，还能够有效保证检测到的线圈温度数据的准确性。技术方案如下：
7.第一方面，本发明的实施例提供一种线圈温度检测电路，包括：
8.至少一个线圈；
9.针对任一线圈，其一端连接检测回路，另一端分别通过一开关模块接地；其中所述检测回路至少包括一分压装置，所述分压装置用于实现将串联在所述检测回路中的线圈的电压值控制在预设范围内；
10.当需要对目标线圈的温度进行检测时，控制与所述目标线圈连接的开关模块闭合，以实现将所述目标线圈串联在所述检测回路中，其中所述目标线圈为所述至少一个线圈中的任意一个线圈。
11.可选地，所述分压装置为一电阻，所述电阻的电阻值与所述线圈的电阻值之间满足：在所述电阻与所述线圈串联时，所述线圈的电压值控制在预设范围内。
12.可选地，所述分压装置为一分压回路，所述分压回路与所述线圈之间满足：在所述分压回路与所述线圈串联时，所述线圈的电压值控制在预设范围内。
13.可选地，所述预设范围包括：大于或等于0.3v，且小于或等于1v。
14.可选地，所述分压装置为一恒流电路，所述恒流电路用于控制流经所述线圈的电
流在阈值范围内。
15.可选地，所述检测回路还包括一第一供电模块和一开关模块；
16.所述第一供电模块用于提供满足第一预设条件的输入电压；
17.所述检测回路上的开关模块用于控制所述检测回路是否与所述线圈连通。
18.可选地，所述线圈温度检测电路还包括：
19.在第二供电模块的输出端设置有一开关模块，该开关模块用于控制所述外部电源是否与所述线圈连通，所述第二供电模块为正常线圈工作供电模块。
20.可选地，所述分压装置的供电电源包括：用于提供满足第二预设条件的输入电压的第三供电模块，或，用于为正常线圈工作供电的第二供电模块。
21.可选地，所述开关模块包括以下至少一种：mos管、三极管、igbt。
22.第二方面，本发明的实施例提供一种线圈温度检测方法，应用于前述第一方面所述的线圈温度检测电路中，所述线圈温度检测方法包括：
23.依据接收到的开关控制指令，控制相应的开关模块闭合或者断开；
24.检测当前目标线圈的电压值；
25.基于当前所述目标线圈的电压值，得到当前所述目标线圈的温度。
26.本发明的上述技术方案的有益效果是：
27.本发明实施例提供的线圈温度检测电路中，对于abs内部的各个线圈，其一端连接检测回路，另一端分别通过一开关模块接地，其中所述检测回路至少包括一分压装置，所述分压装置用于实现将串联在所述检测回路中的线圈的电压值控制在预设范围内，预设范围例如为大于或等于0.3v，且小于或等于1v，如此可以将线圈温度测量过程中由于线圈发热所损失的温度减少到很小，几乎可以忽略不计，如此可以保证线圈温度测量的准确性。在本发明实际应用时，当需要对目标线圈的温度进行检测时，直接控制与目标线圈连接的开关模块闭合，将目标线圈串联在检测回路中，进而通过检测得到当前目标线圈的电压值，进一步基于该电压值即可得到当前目标线圈的温度。本发明在原有电路基础上合理设计线圈温度检测电路，不但可以实现对abs内部每个线圈温度的测量，并且可以保证检测到的温度值几乎为线圈内部的真实温度值，确保了线圈温度检测的准确性。
附图说明
28.图1为本发明实施例公开的一种线圈温度检测电路的结构示意图；
29.图2为本发明实施例公开的另一种线圈温度检测电路的结构示意图；
30.图3为本发明实施例公开的再一种线圈温度检测电路的结构示意图；
31.图4为本发明实施例公开的一种线圈温度检测方法的流程图。
具体实施方式
32.为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。
33.应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
34.在本发明的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
35.在具体介绍本技术保护的技术方案前，申请人对现有技术中利用温度传感器检测线圈温度，但检测数据不准确的问题进行了大量研究和分析，探究发现检测数据不准确的原因主要在于：在实际测量时，首先需要对线圈进行上电处理，而上电的过程中线圈就会发热，也就是有部分热量产生而损耗掉，该损耗掉的热量会导致检测到的温度值比线圈实际真正的温度值偏低。因此，为了保证获得准确的线圈温度，就需要尽量减少线圈热量的产生。
36.首先，假设测量时的线圈温度表达为：t
总
＝t+δt；
37.其中t为测量前线圈的温度，δt为测量过程中线圈发热所上升的温度。
38.根据比热容公式可以得出其中c为比热容，q为产生的热量，m为线圈漆包线质量。
39.因为线圈的m和c是固定的，因此本发明设计的线圈温度检测电路要尽量减少热量q，使δt变小，当δt小到一定程度，就可以视为忽略不计，此时测量得到的线圈温度t就可以视为线圈实际温度t
总
，即t
总
＝(t+δt)≈t。
40.进一步，在如何减少热量q上，已知：热量q可以表示为其中u为线圈两端电压，r为线圈阻值，t为得电时间。
41.对于电阻r，如果产生的热量q很小，δt也认为很小，就可以认为r在测量前后无变化，因此降低线圈两端电压u和得电时间t即可减少产生的热量q。
42.现有技术中abs内部的原有电路中，各线圈由一外部电源提供正常的输入电压，如外部电源提供12v的输入电压。本发明在不改变原有电路设计的基础上设计了一套线圈温度检测电路，利用该线圈温度检测电路不但可以实现对abs内部每个线圈温度的测量，并且可以保证检测到的温度值几乎为线圈内部的真实温度值，确保了线圈温度检测的准确性。
43.如图1所示，本发明提供的线圈温度检测电路包括：
44.至少一个线圈100；
45.针对任一线圈100，其一端连接检测回路200，另一端分别通过一开关模块300接地；其中所述检测回路200至少包括一分压装置，所述分压装置用于实现将串联在所述检测回路200中的线圈的电压值控制在预设范围内。该预设范围例如为0v～2v。优选地，该预设范围可以为0.3v～1v之间，本发明对预设范围不做限定。
46.当需要对目标线圈的温度进行检测时，控制与目标线圈连接的开关模块300闭合，以实现将目标线圈串联在检测回路200中。此时通过检测当前目标线圈的电压值，便可基于该电压值得到当前目标线圈的温度。其中所述目标线圈为所述至少一个线圈100中的任意
一个线圈。
47.本发明实施例中，检测回路200中的分压装置可以为一分压回路，也可以为一电阻。当分压装置为一分压回路时，该分压回路与线圈之间满足：在分压回路与线圈串联时，线圈的电压值控制在预设范围内；当分压装置为一电阻时，该电阻的电阻值与线圈的电阻值之间满足：在电阻与线圈串联时，线圈的电压值控制在预设范围内。可见，本发明实施例对检测回路200中分压装置的具体表现形式不作限定，凡是能够实现在与线圈串联时，保证线圈的电压值控制在预设范围内的任何电路形式均属于本发明的保护范围。
48.为了更清楚地对本发明实施例进行描述，结合图2所示。本发明实施例以分压装置具体为一电阻r为例进行说明，该电阻r的电阻值与线圈的电阻值之间满足如下关系：在电阻r与线圈串联时，通过电阻r的分压，使得线圈的电压值控制在1v左右。
49.本发明提供的线圈温度检测电路除包括一电阻r外，还包括一第一供电模块和一开关模块。具体地：
50.第一供电模块用于提供满足第一预设条件的输入电压，该第一预设条件例如为小于某个阈值电压，其目的是提供一较小的输入电压。示例性且优选地，本发明中第一供电模块用于提供5v的输入电压。
51.检测回路上的开关模块q12用于控制所述检测回路是否与线圈连通。结合图2可知，当开关模块q12闭合时，检测回路与线圈连通，供电电源提供的5v输入电压输入至线圈。当开关模块q12断开时，检测回路与线圈断开。
52.abs内部原有电路中用于提供正常线圈工作的供电模块(为便于描述称之为第二供电模块)用于提供12v的输入电压，即在实际工作过程中用于为内部各线圈提供12v的输入电压。本发明实施例在此基础上，在第二供电模块的输出端设置有一开关模块q11，该开关模块q11用于控制该第二供电模块是否与所述线圈连通。结合图2可知，当该开关模块q11闭合时，该第二供电模块与线圈连通，12v输入电压输入至线圈。当该开关模块q11断开时，该第二供电模块与线圈断开。
53.本发明实施例中用到的开关模块可以选择具有快速响应特性的开关，其中例如可以选择为以下至少一种：mos管、三极管、igbt(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极型晶体管)等。
54.基于图2所示，当需要对某一个线圈(以线圈l1为例)进行温度测量时，控制开关模块q11断开、开关模块q12闭合、线圈l1对应的开关模块q1闭合，此时组成一条至少包括5v供电电压、r1、开关模块q12、线圈l1以及开关模块q1的线圈温度检测电路。
55.下面申请人进一步分析本方案的可实现性和准确性。
56.本发明中关于r1阻值的选取，可以根据分压公式确定。其中r为线圈在20℃时的阻值，u为线圈两端电压。前文已述及，降低线圈两端电压u可减少产生的热量q，因此本发明优选地将u控制在1v左右。
57.进一步根据线圈上升时间一般在5ms左右，增加mcu操作和测量时间余量，控制线圈得电时间t为20ms。
58.由此，根据公式其中已知u＝1v，t＝0.02s，c＝0.39
×
103j/(kg
·
℃)(铜的比热容)，线圈电阻r＝4.06ω(20℃时)，质量m小于0.1kg，可得δt在10-5
级别。此时δt的影响非常小了，可以忽略。因此得到如下关系：
[0059][0060]
其中r0为20℃时线圈电阻，t0为20℃，此时只需测得当前线圈电阻r即可得到当前线圈温度t(也即t
总
)。
[0061]
进一步，根据分压公式即通过测量当前线圈两端电压u即可得到线圈当前阻值r，也就进一步能够得到当前线圈温度t。
[0062]
基于相同的原理，当需要测量线圈l2的温度时，断开线圈l1对应的开关模块q1，同时控制线圈l2对应的开关模块q2闭合，通过测量当前线圈l2两端电压u即可得到线圈l2当前阻值r，也就进一步能够得到当前线圈l2的温度t；当需要测量线圈ln的温度时，控制断开其他线圈对应的开关模块，仅控制线圈ln对应的开关模块qn闭合，通过测量当前线圈ln两端电压u即可得到线圈ln当前阻值r，也就进一步能够得到当前线圈ln的温度t，如此，直至完成所有线圈l的温度测量。
[0063]
此外，在上述实施例的基础上，本发明实施例中的检测回路200中的分压装置还可以为一恒流电路，如图3所示，该恒流电路具体用于控制流经线圈的电流在阈值范围内。其中阈值范围例如为100ma。此时分压装置的供电模块可以为单独为其配置的，用于提供满足第二预设条件的输入电压的第三供电模块，或，直接选用用于为正常线圈工作供电的第二供电模块。其中该第二预设条件例如为小于某个阈值电压，其目的是能够保证检测回路中为一较小的输入电流，从而保证线圈两端电压控制在预设范围内。以前文所述继续举例，假设恒流电路保证检测回路中的电流为100ma，线圈电阻r＝4.06ω(20℃时)，此时线圈两端电压为0.406v，满足“降低线圈两端电压u”的要求，可减少产生的热量q。
[0064]
进一步地，基于前文本发明实施例提供的线圈温度检测电路，本发明实施例还提供一种线圈温度检测方法，如图4所示，该方法具体应用于前文所述的线圈温度检测电路中。方法包括：
[0065]
步骤401，依据接收到的开关控制指令，控制相应的开关模块闭合或者断开。
[0066]
在实际工作过程中，abs与上位机通过can通讯工具通讯。当需要测量abs内部的线圈时，上位机通过can通讯工具将开关控制指令发送至abs。abs内部的收发机负责接收该开关控制指令，并将该开关控制指令转发至mcu(microcontroller unit，微控制单元)，mcu依据该开关控制指令，控制相应的开关模块闭合或者断开。
[0067]
以从首次检测线圈l1(此时线圈l1为目标线圈)温度开始为例，mcu依据该开关控制指令，控制开关模块q11断开、开关模块q12闭合、开关模块q1闭合。
[0068]
步骤402，检测当前目标线圈的电压值。
[0069]
本发明实施例中，当分压装置为一分压回路或电阻时，可以通过外部的电压检测装置检测得到目标线圈两端的电压值；当分压装置为恒流电路时，可以直接基于恒流电路控制下的电流和目标线圈的电阻值计算得到当前目标线圈的电压值。
[0070]
步骤403，基于当前目标线圈的电压值，得到当前目标线圈的温度。
[0071]
在完成控制相应的开关模块闭合或者断开后，检测得到当前线圈l1的电压值。在检测得到当前线圈l1的电压值后，基于该电压值可以计算得到当前线圈l1的温度值。
[0072]
本发明实施例中，mcu在检测得到线圈l1的电压值后，可以将线圈l1的电压值经由收发机发送给上位机，也可以在依据电压值计算得到当前线圈l1的温度值后，将当前线圈l1的温度值经由收发机发送给上位机，上位机实现数据存储。
[0073]
当完成线圈l1的温度测量后，假设继续对线圈l2进行温度测量。此时mcu依据开关控制指令，维持开关模块q11断开、开关模块q12闭合状态不变，继续控制开关模块q1断开，开关模块q2闭合，以实现对线圈l2温度的测量。重复上述步骤，依次完成对线圈l2至线圈ln的温度测量和采集，n为正整数。
[0074]
本发明实施例提供的线圈温度检测电路和检测方法，包括如下优点：
[0075]
1、通过电路设计和理论分析，减少测量时的热量产生，可以得到较准确的线圈内部温度。
[0076]
2、不论线圈数量，每个线圈温度都可以获得。
[0077]
3、检测速度快，能获得所需时间点最真实的温度。
[0078]
综上，本发明实施例提供的线圈温度检测电路中，对于abs内部的各个线圈，其一端连接检测回路，另一端分别通过一开关模块接地，其中检测回路至少包括一分压装置，所述分压装置用于实现将串联在检测回路中的线圈的电压值控制在预设范围内，预设范围例如为小于或等于1v，如此可以将线圈温度测量过程中由于线圈发热所损失的温度减少到很小，几乎可以忽略不计，如此可以保证线圈温度测量的准确性。在本发明实际应用时，当需要对目标线圈的温度进行检测时，直接控制与目标线圈连接的开关模块闭合，将目标线圈串联在检测回路中，进而通过检测得到当前目标线圈的电压值，进一步基于该电压值即可得到当前目标线圈的温度。本发明在原有电路基础上合理设计线圈温度检测电路，不但可以实现对abs内部每个线圈温度的测量，并且可以保证检测到的温度值几乎为线圈内部的真实温度值，确保了线圈温度检测的准确性。
[0079]
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。