CN106740570B - 一种车辆气路智能排水阀控制反馈电路及排水阀故障诊断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆气路智能排水阀控制反馈电路及排水阀故障诊断方法，中央处理芯片通过输出端口分别连接排水阀总控电源和智能驱动模块的受控端，智能驱动模块的输出端分别连接排水阀的正控端和二极管的阴极，二极管的阳极接地，与电路外置的排水阀负端共电位，VDD、D1、R1、R2和GND构成一个低压小电流回路，R2与R1的交点处连接排水阀的正控端，进行状态采样，R2与R1的交点处引出另一条电线通过限流电阻R3至采样处理模块，进行跟随处理，采样处理模块连接到中央处理芯片的ADC管脚，限流电阻R3与采样处理模块的交叉点处连接限压稳压管Z1至GND。

Description

一种车辆气路智能排水阀控制反馈电路及排水阀故障诊断方法
技术领域
本发明涉及一种车辆气路智能排水阀控制反馈电路及排水阀故障诊断方法。
背景技术
车辆压缩空气中没有被充分干燥的水分以及冷凝水会沉积在储气筒中，造成储气筒容积减小，甚至对用气设备造成腐蚀。现有大部分车辆是通过安装在储气筒底部的手动排水阀定期排水，实际维护工作中，大量的车辆排水维护工作得不到保证。
近两年逐渐出现了一些自动排水装置替代手动排水阀，自动排水装置中电磁阀是主要的排水执行部件，如果该部件没有正常工作且不能提供报警，将导致储气筒中的水越积越多，给车辆的运行带来隐患，影响整个排水系统的性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车辆气路智能排水阀控制反馈电路，中央处理芯片根据车辆运行状态在合适的时间控制排水阀自动排水，并且实时监测排水结果以及排水阀的状态，实现排水阀的安全控制、故障报警，从而保证车辆气路排水的可靠性。
一种车辆气路智能排水阀控制反馈电路，中央处理芯片通过输出端口分别连接排水阀总控电源和智能驱动模块的受控端，智能驱动模块的输出端分别连接排水阀的正控端和二极管的阴极，二极管的阳极接地，与电路外置的排水阀负端共电位，VDD、D1、R1、R2和GND构成一个低压小电流回路，R2与R1的交点处连接排水阀的正控端，进行状态采样，R2与R1的交点处引出另一条电线通过限流电阻R3至采样处理模块，进行跟随处理，采样处理模块连接到中央处理芯片的ADC管脚，限流电阻R3与采样处理模块的交叉点处连接限压稳压管Z1至GND。
进一步地，排水阀位置处设置积水检测传感器；中央处理芯片引出了与积水检测传感器电性连接的积水检测电路。
进一步地，所述排水阀为电路外置器件，用于执行排水。
进一步地，所述排水阀总控电源开关模块为MOSFET电路或继电器。
一种排水阀故障诊断方法，中央处理芯片实时根据排水阀的控制信号Cntrl和监测到的排水阀反馈电压Uadc进行综合判断，若Cntrl＝1，而Uadc＝0V，则判断为排水阀对地短路；若Cntrl＝1，而Uadc＝Vdd，则判断为排水阀正常；若Cntrl＝0，而Uadc＝Uopen，则判断为排水阀开路；若Cntrl＝0，而Uadc＝Vdd，则判断为排水阀对电源正极短路。
进一步地，排水阀发生对地短路时，立即切断输出以避免火灾风险；排水阀发生对电源短路时关闭排水阀总控电源以避免持续耗气。
进一步地，若Cntrl＝1，而Uadc＝Vdd，则判断排水阀的电气特性正常，此时进一步判断，在控制排水的过程中，若排水的时间达到设定的最大限值，而检测到积水依然存在，则判断排水阀发生机械故障，不能正常排水。
本发明的优点在于：中央处理芯片根据车辆运行状态在合适的时间控制排水阀自动排水，并且实时监测排水结果以及排水阀的状态，实现排水阀的安全控制、故障报警，从而保证车辆气路排水的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图只是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明第一种车辆气路智能排水阀控制反馈电路；
图2是本发明第二种车辆气路智能排水阀控制反馈电路；
图3是本发明第一种车辆气路智能排水阀控制反馈电路的排水阀故障诊断方法流程图；
图4是本发明第二种车辆气路智能排水阀控制反馈电路的排水阀故障诊断方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例只用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
本发明实施例一，如图1所示，一种车辆气路智能排水阀控制反馈电路，中央处理芯片(U1)通过输出端口分别连接排水阀总控电源(M2)和智能驱动模块(U2)的受控端，智能驱动模块(U2)的输出端分别连接排水阀的正控端Vcom和二极管D2的阴极，D2的阳极接地，与电路外置的排水阀V1负端共电位，VDD、D1、R1、R2和GND构成一个低压小电流回路，R2与R1的交点处连接排水阀的正控端Vcom，进行状态采样，R2与R1的交点处引出另一条电线通过限流电阻R3至采样处理模块M3进行跟随处理，采样处理模块M3连接到中央处理芯片的ADC管脚，限流电阻R3与采样处理模块M3的交叉点处连接限压稳压管Z1至GND。
排水阀(V1)为电路外置器件，用于执行排水。
电路中Vcom为多路排水阀的公共电源，是车辆提供的电源电压Vbb经过一个总控开关模块(M2)控制后的电源；VDD为电路板微电系统电源，且Vcom>VDD；智能驱动模块(U2)内置短路保护电路，当排水阀(V1)发生对地短路时U2内置的控制开关Q1能迅速切断，以避免电源对地短路，带来安全风险。
其中D1用于防止排水阀开启时Vcom电源灌到弱电电源VDD，Z1的限压值与Vdd相同，D2用于排水阀关断时续流。
所述中央处理芯片包含输出控制端口，分别控制排水阀总控电源，以及多路排水阀，中央处理芯片还包含电压ADC检测端口，能够根据采集的电压值换算成对应的阀状态、水位信号值。
所述排水阀总控电源开关模块采用MOSFET电路或继电器，连接车辆提供的主电源和排水阀公共电源端，在不需要排水的时候关闭总控电源，可以避免因阀驱动模块常开故障导致的持续排气风险。
所述阀驱动模块至少包含一个受控端，两个功率端，其中一个功率端接电源Vcom，另一个功率端接排水阀控制端，并且该模块内置硬件短路保护功能，例如BTS724G。
本发明实施例二，如图2所示，与实施例1相比，排水阀V1处增加了积水检测传感器S1(它同样是电路外置)；同时，中央处理芯片(U1)引出了与积水检测传感器S1电性连接的积水检测电路M1，它将积水信号转换为电压信号反馈给中央处理芯片，可以判断排水阀是否因机械故障导致无法排水。
本发明实施例三，如图3所示，一种基于实施例一的车辆气路智能排水阀控制反馈电路的排水阀故障诊断及控制的基本流程。中央处理芯片(U1)实时根据排水阀的控制信号Cntrl和监测到的排水阀反馈电压Uadc进行综合判断，若Cntrl＝1(排水控制开启)，而Uadc＝0V，则判断为排水阀对地短路；若Cntrl＝1，而Uadc＝Vdd，则判断为排水阀正常；若Cntrl＝0(排水控制关闭)，而Uadc＝Uopen(Uopen为Vdd→D1→R1→R2→GND回路中R2上的分压电压)，则判断为排水阀开路；若Cntrl＝0，而Uadc＝Vdd，则判断为排水阀对电源正极短路。排水阀发生对地短路时立即切断输出以避免火灾风险；排水阀发生对电源短路时切断排水阀总控电源以避免持续耗气。
本发明实施例四，如图4所示，一种基于实施例二的车辆气路智能排水阀控制反馈电路的排水阀故障诊断及控制的基本流程。与实施例三相比，若Cntrl＝1，而Uadc＝Vdd，则判断排水阀的电气特性正常，此时进一步判断，在控制排水的过程中，若排水的时间达到设定的最大限值，而检测到积水依然存在，则判断排水阀发生机械故障，不能正常排水。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种车辆气路智能排水阀控制反馈电路，其特征在于，所述车辆气路智能排水阀控制反馈电路为中央处理芯片通过输出端口分别连接排水阀总控电源和智能驱动模块的受控端，智能驱动模块的输出端分别连接排水阀的正控端和二极管D2的阴极，二极管D2的阳极接地，与电路外置的排水阀负端共电位，电路板微电系统电源VDD、二极管D1、电阻R1、电阻R2和接地端GND构成一个低压小电流回路，所述电阻R2与所述电阻R1的交点处连接排水阀的正控端，进行状态采样，所述电阻R2与所述电阻R1的交点处引出另一条电线通过限流电阻R3至采样处理模块，进行跟随处理，采样处理模块连接到中央处理芯片的ADC管脚，限流电阻R3与采样处理模块的交叉点处连接限压稳压管Z1至所述接地端GND。
2.根据权利要求1所述的一种车辆气路智能排水阀控制反馈电路，其特征在于，排水阀位置处设置积水检测传感器；中央处理芯片引出了与积水检测传感器电性连接的积水检测电路。
3.根据权利要求1所述的一种车辆气路智能排水阀控制反馈电路，其特征在于，所述排水阀为电路外置器件，用于执行排水。
4.根据权利要求1所述的一种车辆气路智能排水阀控制反馈电路，其特征在于，所述排水阀总控电源开关模块为MOSFET电路或继电器。
5.一种根据权利要求1所述车辆气路智能排水阀控制反馈电路的排水阀故障诊断方法，其特征在于，中央处理芯片实时根据排水阀的控制信号Cntrl和监测到的排水阀反馈电压Uadc进行综合判断，若Cntrl＝1，而Uadc＝0V，则判断为排水阀对地短路；若Cntrl＝1，而Uadc＝Vdd，则判断为排水阀正常；若Cntrl＝0，而Uadc＝Uopen，则判断为排水阀开路；若Cntrl＝0，而Uadc＝Vdd，则判断为排水阀对电源正极短路；所述中央处理芯片实时根据所述排水阀的控制信号Cntrl和监测到的排水阀反馈电压Uadc进行综合判断，若排水控制开启Cntrl＝1，而Uadc＝0V，则判断为所述排水阀对地短路；若Cntrl＝1，而Uadc＝Vdd，则判断为所述排水阀正常；若排水控制关闭Cntrl＝0，而Uadc＝Uopen，则判断为所述排水阀开路，其中Uopen为电路板微电系统电源VDD→二极管D1→电阻R1→电阻R2→接地端GND回路中电阻R2上的分压电压；若Cntrl＝0，而Uadc＝Vdd，则判断为所述排水阀对电源正极短路。
6.根据权利要求5所述的一种排水阀故障诊断方法，其特征在于，排水阀发生对地短路时，立即切断输出以避免火灾风险；排水阀发生对电源短路时关闭排水阀总控电源以避免持续耗气。
7.根据权利要求5所述的一种排水阀故障诊断方法，其特征在于，若Cntrl＝1，而Uadc＝Vdd，则判断排水阀的电气特性正常，此时进一步判断，在控制排水的过程中，若排水的时间达到设定的最大限值，而检测到积水依然存在，则判断排水阀发生机械故障，不能正常排水。
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