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    重庆时时彩买胆码: 一种电磁阀的故障检测装置和闭合始点检测装置.pdf

    关 键 词:
    一种 电磁阀 故障 检测 装置 闭合
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    摘要
    申请专利号:

    CN201510131818.1

    申请日:

    2015.03.25

    公开号:

    CN104678231A

    公开日:

    2015.06.03

    当前法律状态:

    驳回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):G01R 31/00申请公布日:20150603|||实质审查的生效IPC(主分类):G01R 31/00申请日:20150325|||公开
    IPC分类号: G01R31/00 主分类号: G01R31/00
    申请人: 北京理工大学
    发明人: 崔涛; 岳广臣; 张付军
    地址: 100081北京市海淀区中关村南大街5号
    优先权:
    专利代理机构: 北京远大卓悦知识产权代理事务所(普通合伙)11369 代理人: 贺持缓
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510131818.1

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2019.01.18|||2015.07.01|||2015.06.03

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的驳回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明提供一种电磁阀的故障检测装置和闭合始点检测装置。所述一种电磁阀的故障检测装置,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,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;所述电流生成电路,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,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,输出端输出第一电压信号;所述比较电路,根据比较结果输出比较信号。

    权利要求书

    权利要求书
    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, 所述一阶微分电路根据所述第二电流信号的变化率生成第一电压信号,所述一 阶微分电路的输出端输出所述第一电压信号;
    所述比较电路,所述比较电路的输入端输入所述第一电压信号,所述比较 器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,表示电 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,表示电磁阀闭合。

    2.  根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述Mcu根据所述使能信号 和所述比较器输出的比较信号,判断电磁阀是否出现故障具体为:
    获取同一工作周期内的所述比较信号跳转到高电平时的第一时刻和所述使 能信号跳转到有效电平时的第二时刻;
    计算所述第一时刻相对于所述第二时刻的延迟时长;
    当所述延迟时长大于预订时长时,则判断电磁阀出现故障;或者
    所述Mcu根据所述使能信号和所述比较器输出的比较信号,判断电磁阀是 否出现故障具体为:
    获取同一工作周期内的所述比较信号为高电平的第一持续时长和所述使能 信号为有效电平的第二持续时长;
    计算所述第一持续时长与所述第二持续时长之间的比值;
    当所述比值小于预订值时,则判断电磁阀出现故障。

    3.  根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述电流生成电路包括: LTSR15_NP传感器;
    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。

    4.  根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述信号调理电路包括三个 LF353运放电路;
    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;
    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;
    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。

    5.  根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述一阶微分电路包括:第 四LF353运放电路;
    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。

    6.  根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述比较电路包括:比较器 LF353(U5);
    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。

    7.  一种电磁阀的闭合始点检测装置,其特征在于,包括:
    电流生成电路、信号调理电路、一阶微分电路以及比较电路;
    所述电流生成电路,输入端连接第一电源信号,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, 所述一阶微分电路根据所述第二电流信号的变化率生成第一电压信号,所述一 阶微分电路的输出端输出所述第一电压信号;
    所述比较电路,所述比较电路的输入端输入所述第一电压信号,所述比较 器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,表示电 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,表示电磁阀闭合。

    8.  根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述电流生成电路包括: LTSR15_NP传感器;
    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。

    9.  根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述信号调理电路包括三个 LF353运放电路;
    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;
    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;
    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。

    10.  根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述一阶微分电路包括:第 四LF353运放电路;
    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。

    11.  根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述比较电路包括:比较器 LF353(U5);
    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。

    说明书

    说明书一种电磁阀的故障检测装置和闭合始点检测装置
    技术领域
    本发明涉及车辆领域,特别是指一种电磁阀的故障检测装置和闭合始点检 测装置。
    背景技术
    目前,柴油机电控单体泵属于时间位置控制式燃油喷射系统,通过控制三 通电磁阀封闭回油孔的时刻决定柴油机的供油正时,靠电磁阀闭合持续时间控 制供油量。供油直接影响柴油机喷油正时、循环喷油量和喷油速率等关键参数, 因此对电磁阀进行仿真分析,并研究其故障诊断方法有着重要的现实意义。
    发明内容
    本发明要解决的技术问题是,提供一种简单的电磁阀的故障检测装置和闭 合始点检测装置。
    为解决上述技术问题,本发明的实施例提供一种电磁阀的故障检测装置, 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, 所述一阶微分电路根据所述第二电流信号的变化率生成第一电压信号,所述一 阶微分电路的输出端输出所述第一电压信号;
    所述比较电路,所述比较电路的输入端输入所述第一电压信号,所述比较 器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,表示电 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,表示电磁阀闭合。
    所述Mcu根据所述使能信号和所述比较器输出的比较信号,判断电磁阀是 否出现故障具体为:
    获取同一工作周期内的所述比较信号跳转到高电平时的第一时刻和所述使 能信号跳转到有效电平时的第二时刻;
    计算所述第一时刻相对于所述第二时刻的延迟时长;
    当所述延迟时长大于预订时长时,则判断电磁阀出现故障;或者
    所述Mcu根据所述使能信号和所述比较器输出的比较信号,判断电磁阀是 否出现故障具体为:
    获取同一工作周期内的所述比较信号为高电平的第一持续时长和所述使能 信号为有效电平的第二持续时长;
    计算所述第一持续时长与所述第二持续时长之间的比值;
    当所述比值小于预订值时,则判断电磁阀出现故障。
    所述电流生成电路包括:LTSR15_NP传感器;
    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。
    所述信号调理电路包括三个LF353运放电路;
    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;
    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;
    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。
    所述一阶微分电路包括:第四LF353运放电路;
    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。
    所述比较电路包括:比较器LF353(U5);
    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。
    另一方面,提供一种电磁阀的闭合始点检测装置,包括:
    电流生成电路、信号调理电路、一阶微分电路以及比较电路;
    所述电流生成电路,输入端连接第一电源信号,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, 所述一阶微分电路根据所述第二电流信号的变化率生成第一电压信号,所述一 阶微分电路的输出端输出所述第一电压信号;
    所述比较电路,所述比较电路的输入端输入所述第一电压信号,所述比较 器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,表示电 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,表示电磁阀闭合。
    所述电流生成电路包括:LTSR15_NP传感器;
    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。
    所述信号调理电路包括三个LF353运放电路;
    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;
    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;
    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。
    所述一阶微分电路包括:第四LF353运放电路;
    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。
    所述比较电路包括:比较器LF353(U5);
    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。
    本发明通过电路实现一种电磁阀的故障检测装置和闭合始点检测装置,简 单而且可靠。
    附图说明
    图1为本发明所述的电磁阀的故障检测装置的连接示意图;
    图2为本发明所述的闭合始点检测装置的连接示意图;
    图3为图1和图2所述的装置中的电流生成电路与信号调理电路示意图;
    图4为图1和图2所述的装置中的一阶微分电路和比较电路的示意图。
    图5为本发明的应用场景中柴油机高速强力电磁阀故障诊断电路示意图。
    图6为本发明的信号示意图。
    具体实施方式
    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。
    如图1所示,本发明的实施例提供一种电磁阀的故障检测装置,其特征在 于,包括:
    Mcu 11,电源设备12、电流生成电路13、信号调理电路14、一阶微分电 路15以及比较电路16;
    所述Mcu 11,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12,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13,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14,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15,所述一阶微分电路的输入端输入所述第二电流信号, 所述一阶微分电路根据所述第二电流信号的变化率生成第一电压信号,所述一 阶微分电路的输出端输出所述第一电压信号;
    所述比较电路16,所述比较电路的输入端输入所述第一电压信号,所述比 较器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,表示 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,表示电磁阀闭合。
    其中,所述Mcu根据所述使能信号和所述比较器输出的比较信号,判断电 磁阀是否出现故障具体为:
    获取同一工作周期内的所述比较信号跳转到高电平时的第一时刻和所述使 能信号跳转到有效电平时的第二时刻;
    计算所述第一时刻相对于所述第二时刻的延迟时长;
    当所述延迟时长大于预订时长时,则判断电磁阀出现故障;或者
    所述Mcu根据所述使能信号和所述比较器输出的比较信号,判断电磁阀是 否出现故障具体为:
    获取同一工作周期内的所述比较信号为高电平的第一持续时长和所述使能 信号为有效电平的第二持续时长;
    计算所述第一持续时长与所述第二持续时长之间的比值;
    当所述比值小于预订值时,则判断电磁阀出现故障。
    如图3所示,所述电流生成电路包括:LTSR15_NP传感器;
    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。
    如图3所示,所述信号调理电路包括三个LF353运放电路;
    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;
    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;
    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。
    如图4所示,所述一阶微分电路包括:第四LF353运放电路;
    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。
    如图4所示,所述比较电路包括:比较器LF353U5;
    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。
    如图2所示,本发明提供一种电磁阀的闭合始点检测装置,包括:
    电流生成电路13、信号调理电路14、一阶微分电路15以及比较电路16;
    所述电流生成电路13,输入端连接第一电源信号,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; 电流生成电路为传感器电路。
    所述信号调理电路14,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;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。
    所述一阶微分电路15,所述一阶微分电路的输入端输入所述第二电流信号, 所述一阶微分电路根据所述第二电流信号的变化率生成第一电压信号,所述一 阶微分电路的输出端输出所述第一电压信号;
    所述比较电路16,所述比较电路的输入端输入所述第一电压信号,所述比 较器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,表示 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,表示电磁阀闭合。
    如图3所示,所述电流生成电路包括:LTSR15_NP传感器;
    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。
    如图3所示,所述信号调理电路包括三个LF353运放电路;
    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;
    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;
    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。
    如图4所示,所述一阶微分电路包括:第四LF353运放电路;
    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。
    如图4所示,所述比较电路包括:比较器LF353U5;
    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。
    以下描述本发明的应用场景。
    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:
    以电流传感器为核心的电流生成电路;
    由三个LF353运放电路构成的信号调理电路;
    由一阶微分电路和比较电路共同构成的信号微分电路。
    检测装置通过驱动电流的变化率来判断电磁阀是否闭合。
    以下描述电流产生电路。
    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。
    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 R1接地,输出端1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。
    以下描述信号微分电路的一阶微分电路和比较电路。
    在一阶微分电路中,Uref为6V的电压源,R10为限流电阻,图2中的输出 端CSIN通过R10及C1接入运放反向输入端。此一阶微分电路中C1为0.1u,R10 为1k。
    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,D1、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。
    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:
    以电流传感器为核心的电流生成电路;
    由三个LF353运放电路构成的信号调理电路;
    由一阶微分电路和比较电路共同构成的信号微分电路;
    MCU。
    如图6所示,Signal1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, T1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Signal1的时间△T小于预定时长(例如为1us)时,则电磁阀工作正常; 反之电磁阀出现故障;同时,当T2/T1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。
    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。
    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?;し段?。

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    本文标题:一种电磁阀的故障检测装置和闭合始点检测装置.pdf
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