一种具备开路诊断功能的车载电磁阀驱动系统的制作方法

本发明属于汽车安全，尤其涉及一种具备开路诊断功能的车载电磁阀驱动系统。

背景技术：

1、汽车的安全性能直接关乎乘客的生命安全，也是汽车企业的核心关注点。随着汽车新技术的推进，车辆的功能逐渐丰富，车辆功能的控制逻辑也日益复杂，安全可靠的电机\阀组驱动系统是车载控制器的最重要组成部分。本专利介绍一种新型的低成本车载驱动模块，具备高度的安全可靠性，可在负载关闭状态下进行开路诊断。

2、比如申请号cn202080024965.8 公开了用于检测电机驱动电路的开路的装置和方法，该文件包括：米勒平稳检测单元，其检测当开关元件接通时施加到电机驱动电路的开关元件的栅极电压中是否存在米勒平稳区域；体二极管激活检测单元，其取决于开关元件的开/关状态来检测开关元件的体二极管是否已经被激活；以及控制单元，其基于体二极管激活单元是否已经被激活以及栅极电压中是否存在米勒平稳区域来确定电机驱动电路是否在开路状态下。

3、可以看出该文件需要米勒平稳检测单元，完全通过硬件设计来判断，设备复杂程度高，且仅用于判断驱动接通时的开路诊断，不支持驱动关闭时的开路诊断。也无法实现对电机接地端进行有效的控制。

技术实现思路

1、本发明提供一种具备开路诊断功能的车载电磁阀驱动系统，系统具备安全可靠性，并可在负载关闭状态下进行开路诊断的功能。

2、车载电磁阀驱动系统包括：单片机、驱动设备、高边驱动电路、低边驱动电路、升压电荷泵电路以及开路诊断电路；

3、驱动设备正极端通过高边驱动电路连接电源；驱动设备负极端通过低边驱动电路连接低边；

4、单片机通过升压电荷泵电路与高边驱动电路的驱动端连接，通过控制高边驱动电路来控制驱动设备运行；

5、单片机通过与低边驱动电路连接，控制驱动设备低边侧的通断；

6、高边驱动电路连接有开路诊断控制回路；

7、单片机通过开路诊断电路与开路诊断控制回路连接，当驱动设备的高边侧处于关闭状态时，通过开路诊断电路进行开路检测。

8、进一步需要说明的是，高边驱动电路包括：三极管q1、二极管d1、电阻r1以及电容c1；

9、三极管q1的基极与升压电荷泵电路的输出端连接；

10、三极管q1的发射极分别与二极管d1负极、开路诊断控制回路和驱动设备的电源端连接；二极管d1正极接地；

11、三极管q1的集电极通过电阻r1接电源；

12、电容c1第一端接电源，电容c1第二端接地。

13、进一步需要说明的是，低边驱动电路包括：三极管q2、二极管d3、电阻r3和电容c3；

14、三极管q2基极连接单片机，三极管q2发射极分别与驱动设备接地端和二极管d3正极连接；二极管d3负极通过电容c3接地；

15、三极管q2集电极通过电阻r3接地。

16、进一步需要说明的是，升压电荷泵电路包括：二极管d4、二极管d5、电容c2、电容c4；

17、电容c4第一端与单片机连接，电容c4第二端分别与二极管d4负极和二极管d5正极连接；二极管d4正极与电源连接；二极管d5负极分别与升压电荷泵电路输出端和电容c2第一端连接，电容c2第二端接地。

18、进一步需要说明的是，开路诊断电路包括：电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、三极管q3、三极管q4以及电容c8；

19、三极管q4基极分别与电阻r6第一端和电阻r7第一端连接，电阻r6第二端连接单片机，电阻r7第二端和三极管q4发射极接地；

20、三极管q4集电极通过电阻r5分别与电阻r4第一端和三极管q3基极连接；三极管q3发射极分别电阻r4第二端、电容c8第一端和电源连接，电容c8第二端接地；三极管q3集电极连接开路诊断控制回路。

21、进一步需要说明的是，开路诊断控制回路包括二极管d2和电阻r2；

22、二极管d2正极连接开路诊断控制回路的输入端，二极管d2负极通过电阻r2分别连接驱动设备正极端和高边驱动电路。

23、进一步需要说明的是，单片机向升压电荷泵电路输出的电信号为5v电信号。

24、升压电荷泵电路将5v电信号升压为33v电信号驱动三极管q1导通。

25、开路诊断电路的电源为24v电源；

26、电阻r2的阻值为1kω至2kω。

27、进一步需要说明的是，单片机采用stm32f051c8t6单片机，或采用tm4c123gh6pz17r单片机。

28、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

29、本发明提供的具备开路诊断功能的车载电磁阀驱动系统采用分立电路搭建驱动系统，与集成芯片相比成本低廉，适用于对尺寸要求低。具备开路诊断功能的车载电磁阀驱动系统支持分别控制驱动设备的高边与低边开关，可快速的实现驱动设备的回路通断，能够对驱动设备起到更有效的保护。系统支持驱动关闭时的开路故障诊断功能，能够及时发现设备回路问题，避免因无法判断回路开路造成的设备检修成本。

技术特征：

1.一种具备开路诊断功能的车载电磁阀驱动系统，其特征在于，包括：单片机、驱动设备、高边驱动电路、低边驱动电路、升压电荷泵电路以及开路诊断电路；

2.根据权利要求1所述的具备开路诊断功能的车载电磁阀驱动系统，其特征在于，高边驱动电路包括：三极管q1、二极管d1、电阻r1以及电容c1；

3.根据权利要求1所述的具备开路诊断功能的车载电磁阀驱动系统，其特征在于，低边驱动电路包括：三极管q2、二极管d3、电阻r3和电容c3；

4.根据权利要求1所述的具备开路诊断功能的车载电磁阀驱动系统，其特征在于，升压电荷泵电路包括：二极管d4、二极管d5、电容c2、电容c4；

5.根据权利要求1所述的具备开路诊断功能的车载电磁阀驱动系统，其特征在于，开路诊断电路包括：电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、三极管q3、三极管q4以及电容c8；

6.根据权利要求5所述的具备开路诊断功能的车载电磁阀驱动系统，其特征在于，开路诊断控制回路包括二极管d2和电阻r2；

7.根据权利要求2所述的具备开路诊断功能的车载电磁阀驱动系统，其特征在于，单片机向升压电荷泵电路输出的电信号为5v电信号。

8.根据权利要求7所述的具备开路诊断功能的车载电磁阀驱动系统，其特征在于，升压电荷泵电路将5v电信号升压为33v电信号驱动三极管q1导通。

9.根据权利要求6所述的具备开路诊断功能的车载电磁阀驱动系统，其特征在于，开路诊断电路的电源为24v电源；

10.根据权利要求1或2所述的具备开路诊断功能的车载电磁阀驱动系统，其特征在于，单片机采用stm32f051c8t6单片机，或采用tm4c123gh6pz17r单片机。

技术总结
本发明提供一种具备开路诊断功能的车载电磁阀驱动系统，属于汽车安全技术领域，包括：单片机、驱动设备、高边驱动电路、低边驱动电路、升压电荷泵电路以及开路诊断电路；驱动设备正极端通过高边驱动电路连接电源；驱动设备负极端通过低边驱动电路连接低边；单片机通过升压电荷泵电路与高边驱动电路的驱动端连接，通过控制高边驱动电路，进而控制驱动设备运行；单片机通过与低边驱动电路连接，控制驱动设备低边侧的通断；高边驱动电路连接有开路诊断控制回路；单片机通过开路诊断电路与开路诊断控制回路连接，当驱动设备的高边侧处于关闭状态时，通过开路诊断电路进行开路检测。可实现更快速的负载回路切断，能够对负载执行器起到更有效的保护。

技术研发人员：李兆杰,刘永春,高崧林,卢宇杰
受保护的技术使用者：中国重汽集团济南动力有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24