CN103207326A - 电磁阀的故障检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电磁阀的故障检测装置，其包括按照比能使电磁阀驱动的临界值小的故障检测信号，切换向电磁线圈供应的电源的开关；测量所述电磁线圈的两端的电压，输出检测电压的故障检测部；把所述故障检测信号输出给所述开关，且基于从所述故障检测部输入的所述检测电压，并判断是否发生所述电磁阀的故障的控制部；以及输出所述电磁阀的故障状态的故障输出部。根据本发明，利用由开关的电阻和电磁线圈的固有电阻决定的分配电压检测电磁阀的故障，从而能够替代用于监视电流的分流电阻及复杂的放大电路，能够减少使用的配件数。

Description

电磁阀的故障检测装置
技术领域
本发明涉及电磁阀的故障检测装置，尤其涉及一种能够利用电磁线圈的固有电阻在电磁阀的未工作期间检测电磁阀的故障的电磁阀的故障检测装置。
背景技术
一般而言，智能助力制动系统(smart booster break system)是通过利用基于电动机的助力器，而在混合动力车辆的再生制动时能够进行协助控制的能动型控制系统。
如果驾驶员踩下制动踏板，则在副制动缸(sub master cylinder)里产生压力，驱动信号接入电磁阀，从而连接到踏板模拟器的常闭型(Normal Close)阀门打开，连接到主制动缸(main master cylinder)的常开型(Normal Open)阀门关闭。
因此，在副制动缸里产生的压力通过打开的电磁阀传递到踏板模拟器，推动活塞。因踏板模拟器内部的橡胶与弹簧弹力，驾驶员感觉到踏板响应力。
电子控制装置(Electronic Control Unit：ECU)通过踏板行程传感器(pedalstroke sensor)感知的行程和副制动缸的压力传感器感知的压力，计算要求制动压，按照计算的要求制动压，使马达驱动并产生制动压。
另一方面，按照从ECU输出的驱动信号，临界值以上的电流接入电磁线圈时，因该电流而产生的磁场开闭电磁阀。
以往，为测量接入电磁线圈的电流而连接分流电阻器(shunt resistor)，检测分流电阻器的两端之间的电压，判断是否发生电磁阀的故障。
然而，如此利用分流电阻器监视电流时，由于分流电阻器的精密度，需要放大电路，并且存在电路构成变得复杂的问题。
另外，电磁阀是用于执行开启、关闭功能的，一般在不足1[]下工作，因此，并非必须对流过电磁线圈的电流进行精密控制。
发明内容
技术问题
为了改善前述问题，本发明的目的在于提供一种电磁阀的故障检测装置，其能够利用电磁线圈的固有电阻，在电磁阀的未工作期间检测电磁阀的故障。
技术方案
根据本发明一个方面的电磁阀的故障检测装置包括：开关，其按照比能使电磁阀驱动的临界值小的故障检测信号，切换向电磁线圈供应的电源；故障检测部，其测量所述电磁线圈的两端的电压，输出检测电压；控制部，其把所述故障检测信号输出给所述开关，基于从所述故障检测部输入的所述检测电压，判断是否发生所述电磁阀的故障；以及故障输出部，其输出所述电磁阀的故障状态。其中，在驱动信号不输出的期间输出所述故障检测信号，如果所述检测电压不属于预先设定的标准电压范围，所述控制部则判断为在所述电磁阀发生故障。
根据本发明另一个方面，所述故障检测部包括电压跟随器。
根据本发明又一个方面，所述控制部如判断为所述电磁阀发生故障时，中止所述驱动信号的输出。
技术效果
根据本发明，利用由开关的电阻与电磁线圈的固有电阻决定的分配电压检测电磁阀的故障，从而能够去除用于监视电流的分流电阻及复杂的放大电路，能够减少使用的配件数。
另外，根据本发明，由于在电磁阀的未工作期间输出故障检测信号，因而能够在不影响电磁阀工作的同时检测电磁阀的故障。
附图说明
图1为根据本发明一实施例的电磁阀的故障检测装置的电路构成图；
图2为显示根据本发明一实施例的电磁阀的故障检测方法的工作流程的流程图；
图3为在根据本发明一实施例的电磁阀的故障检测方法中的驱动信号及故障检测信号输出的时序图。
附图标记说明
10：开关          20：电磁阀
30：故障检测部    40：控制部
50：故障输出部
LS：电磁线圈      VE：检测电压
VA：驱动信号      VT：故障检测信号
具体实施方式
下面参照附图，对根据本发明实施例的电磁阀的故障检测装置进行详细说明。附图中显示的线的粗细及构成要素的大小等，出于说明的明了性与便利而可能会夸张地显示。另外，下述的术语是考虑到在本发明中的功能而定义的术语，可能会因使用者、运用者等的意图或惯例等而异。因此，对这些术语的定义应以本说明书中的全面内容为基础进行。
图1为根据本发明一实施例的电磁阀的故障检测装置的电路构成图。
如图1所示，根据本发明一实施例的电磁阀的故障检测装置包括开关10、电磁阀20、故障检测部30、控制部40及故障输出部50。
开关10按照从控制部40输出的驱动信号VA或故障检测信号VT进行切换，将电流接入电磁线圈LS。
这种开关10可以是执行切换动作的场效应晶体管(Field Effect Transistor：FET)，双极性结型晶体管(Bipolar Junction Transistor：BJT)等切换元件或能够执行这种功能的切换电路模块，这种开关10具有内部电阻。
例如，当开关10是FET时，开关10具有漏极端与源极端之间的内部电阻。
此时，驱动信号VA是指用于使电磁阀20驱动的信号，可以以脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation：PWM)信号输出。这种驱动信号VA是能够使电磁阀20驱动的临界值以上的信号。
相反，故障检测信号VT是指用于检测电磁阀20的故障的信号，其是比能够使电磁阀20驱动的临界值小的信号。
电磁阀20作为连接于两个液压管线21和22之间并控制液压流动的阀门，具备电磁线圈LS。
这种电磁阀20按照因接入电磁线圈LS的电流而产生的磁场而打开，提供液压能够传递的流路。
此处，电磁阀20在按照临界值以上的驱动信号VA而在电磁线圈LS中接入电流的情况下驱动，不被比临界值小的故障检测信号VT所驱动。
另一方面，在本实施例中，以常闭型电磁阀20的驱动为例进行了说明，但在常开型电磁阀20中也可以同样地应用。
故障检测部30检测接入电磁线圈LS的电压，向控制部40输出检测电压VE。
此时，在电磁线圈LS检测的电压是指用于使电磁阀20驱动的电源电压Vcc1按照开关10的电阻与电磁线圈LS的固有电阻分配的电压。
另外，如图1所示，故障检测部30可以包括电压跟随器(voltage follower)。
此时，连接于电压跟随器的输入端的第一电阻R1具有比电磁线圈LS的固有电阻大的值，第二电阻R2发挥分配电阻的作用，用于把驱动电磁阀20所需的电源电压Vcc1按比例调节成向电压跟随器供应的电源电压Vcc2范围。
即，故障检测部30通过第一电阻R1及第二电阻R2，把接入电磁线圈LS的电压按比例缩放为适宜的电压范围，输出为检测电压VE。
控制部40把故障检测信号VT输出给开关10，基于从故障检测部30输入的检测电压VE，判断电磁阀20是否发生故障。
按照判断结果，如果判断为发生了故障，控制部40则使驱动信号VA的输出中止，通过故障输出部50，输出电磁阀20的故障状态。
这种控制部40判断电磁阀20是否发生故障的具体过程在下面叙述。
故障输出部50输出电磁阀20的故障状态。
这种故障输出部50可以以故障音或利用语音提醒故障消息的方式输出电磁阀20的故障状态，也可以以通过灯(未图示)或显示面板(未图示)显示故障消息的方式输出电磁阀20的故障状态。
图2是显示根据本发明一实施例的电磁阀的故障检测方法的工作流程的流程图，图3是在本发明一实施例的电磁阀的故障检测方法中的驱动信号及故障检测信号输出的时序图。
下面参照图2和图3，说明本发明的具体动作。
首先，在步骤S110中，控制部40确认是否正在输出驱动信号VA，当是不输出驱动信号VA的电磁阀20的未工作期间时，在步骤S120中把故障检测信号VT输出给开关10。
一般而言，控制部40输出的驱动信号VA输出为脉冲宽度调制信号，主要使用25至75％的工作(duty)期间。因此，控制部40可以在75至100％的未工作期间输出故障检测信号VT。
即，如图3所示，控制部40可以在不输出驱动信号VA的工作期间输出故障检测信号VT，使故障检测信号VT的脉冲宽度比临界值小，向电磁线圈LS接入电流。
如此，开关10按照故障检测信号VT而启动，即使电流接入电磁线圈LS，电磁阀20也不驱动，因此，可以在对电磁阀20的动作不产生影响的同时能够检测电磁阀20的故障。
然后，控制部40基于从故障检测部30输入的检测电压VE，判断电磁阀20是否发生故障。
具体而言，在步骤S130中，控制部40判断从故障检测部30输入的检测电压VE是否属于预先设定的标准电压范围。
其中，标准电压范围是指在电磁线圈LS不打开或不短路的正常状态的情况下，故障检测部30输出的检测电压VE的范围。该标准电压范围可基于通过电磁线圈LS的固有电阻、第一电阻R1和第二电阻R2接入至电压跟随器的电压限定，并且该范围的最大值在不超过接入至电压跟随器的电源电压Vcc2以内的范围内设置为多种值。
如果检测电压VE属于标准电压范围，则是电流正常接入电磁线圈LS，因此，控制部40不输出故障状态。
相反，在步骤S140中，如果检测电压VE不属于标准电压范围，则是电磁线圈LS短路或打开，在电磁阀20发生了故障，因此，控制部40使驱动信号VA的输出中止。
与此同时，在步骤S150中，控制部40可以通过故障输出部50，输出电磁阀20的故障状态。
根据本发明的电磁阀20的故障检测装置，利用由开关10的电阻和电磁线圈LS的固有电阻决定的分配电压，检测电磁阀20的故障，从而能够去除用于监视电流的分流电阻及复杂的放大电路，能够使使用的配件数减少。
另外，由于在电磁阀20的未工作期间输出故障检测信号VT，因而能够在对电磁阀20的动作不产生影响的同时能够检测电磁阀20的故障。
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种电磁阀的故障检测装置，其特征在于，包括：
开关，其按照比能使电磁阀驱动的临界值小的故障检测信号，切换向电磁线圈供应的电源；
故障检测部，其测量所述电磁线圈的两端的电压，输出检测电压；控制部，其把所述故障检测信号输出给所述开关，基于从所述故障检测部输入的所述检测电压，判断是否发生所述电磁阀的故障；以及
故障输出部，其输出所述电磁阀的故障状态，
其中，在驱动信号不输出的期间输出所述故障检测信号，如果所述检测电压不属于预先设定的标准电压范围，所述控制部则判断为在所述电磁阀发生故障。
2.根据权利要求1所述的电磁阀的故障检测装置，其特征在于，所述故障检测部包括电压跟随器。
3.根据权利要求1所述的电磁阀的故障检测装置，其特征在于，所述控制部如判断为所述电磁阀发生故障时，中止所述驱动信号的输出。
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