CN112946353B - 一种电流检测装置及电磁阀控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电流检测装置，电流检测装置包括控制模块、驱动模块；控制模块包括第一控制端及第一检测端；驱动模块包括驱动单元及第一电阻，驱动单元的输入端与第一控制端相连，驱动单元的电压反馈端与第一检测端相连，驱动单元的电源端与供电电源相连，驱动单元的输出端与负载模块的电压输入端相连，第一电阻的第一端与驱动单元的电压反馈端相连，第一电阻的第二端接地；其中，控制模块根据第一电阻的电阻值及第一检测端的电压值，计算负载模块的电流值。该发明能够利用驱动单元和第一电阻检测负载模块中的电流，实现负载模块中电流的精确检测，且降低了控制成本，提高了电流检测的可靠性。

Description

一种电流检测装置及电磁阀控制系统

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种电流检测装置及电磁阀控制系统。

背景技术

随着汽车行业的不断发展，对于分离器件的电磁阀驱动显得越来越重要，因此，电磁阀螺线管中对电流的检测及控制要求更加精确。

目前，电磁阀广泛使用在功率驱动技术领域中，由于电磁阀感抗较大，抗冲击性较好，一般通过控制模块发出PWM信号给电磁阀，再将流经电磁阀的工作电流采集回来比较是否达到目标电流。而工作电流的采集一般是通过电阻采样的方式进行采集，即采用电阻来进行电压电流监测，并通过运放输入到MCU，这会使得差分运算放大器放大电流电压，进行使用的成本增加，且安全性相对较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电流检测装置及电磁阀控制系统，能够利用驱动单元和第一电阻检测负载模块中的电流，实现负载模块中电流的精确检测，解决了无法精确检测负载模块中电流大小的问题。

本发明实施例提供一种电流检测装置，所述电流检测装置包括控制模块、驱动模块；所述控制模块包括第一控制端及第一检测端；所述驱动模块包括驱动单元及第一电阻，所述驱动单元的输入端与所述第一控制端相连，所述驱动单元的反馈端与所述第一检测端相连，所述驱动单元的电源端与供电电源相连，所述驱动单元的输出端与负载模块的电压输入端相连，所述第一电阻的第一端与所述驱动单元的电压反馈端相连，所述第一电阻的第二端接地；其中，所述控制模块根据所述第一电阻的电阻值及所述第一检测端的电压值，计算所述负载模块的电流值。

在一实施方式中，所述驱动模块还包括：第一开关元件，所述第一开关元件的控制端与所述第一控制端相连，所述第一开关元件的第一通路端与所述驱动单元的输入端相连，所述第一开关元件的第二通路端接地；第二电阻，所述第二电阻的第一端与第一参考电源相连，所述第二电阻的第二端与所述第一开关元件的第一通路端相连。

在一实施方式中，所述驱动模块还包括：第三电阻，所述第三电阻的第一端与第二参考电源相连，所述第三电阻的第二端与所述第一开关元件的控制端相连；和/或第四电阻，所述第四电阻的第一端与所述第一控制端相连，所述第四电阻的第二端与所述第一开关元件的控制端相连；和/或第五电阻，所述第五电阻的第一端与所述第一开关元件的控制端相连，所述第五电阻的第二端与所述第一开关元件的第二通路端相连；和/或第六电阻，所述第六电阻的第一端与所述第一开关元件的第一通路相连，所述第六电阻的第二端与所述驱动单元的输入端相连。

在一实施方式中，所述驱动模块还包括：第一电容，所述第一电容的第一端与所述第一检测端相连，所述第一电容的第二端接地；和/或第七电阻，所述第七电阻的第一端与所述第一检测端相连，所述第七电阻的第二端与所述驱动单元的反馈端相连。

在一实施方式中，所述负载模块包括：电磁阀，所述电磁阀的第一端与所述驱动单元的输出端相连；二极管，所述二极管的正极与所述电磁阀的第二端相连，所述二极管的负极与所述电磁阀的第一端相连；和/或第八电阻，所述第八电阻的第一端与第三参考电源相连，所述第八电阻的第二端与所述电磁阀的第一端相连。

在一实施方式中，所述控制模块还包括第二检测端，所述第二检测端与所述电磁阀的第二端相连；所述负载模块还包括：第九电阻，所述第九电阻的第一端与所述电磁阀的第二端相连，所述第九电阻的第二端接地；第二电容，所述第二电容的第一端与所述第二检测端相连，所述第二电容的第二端接地。

在一实施方式中，所述控制模块还包括第二控制端，所述第二控制端与电流调节模块相连，用于根据所述负载模块的电流值输出对应占空比的脉冲宽度调制信号，从而调整所述负载模块的电流大小；所述电流调节模块包括：开关单元，所述开关单元的控制端与所述第二控制端相连，所述开关单元的第一通路端与所述负载模块电压输出端相连，所述开关单元的第二通路端接地。

在一实施方式中，所述电流调节模块还包括：第二开关元件，所述第二开关元件的控制端与所述第二控制端相连，所述第二开关元件的第一通路端与所述开关单元的控制端相连，所述第二开关元件的第二通路端接地；第十电阻，所述第十电阻的第一端与第四参考电源相连，所述第十电阻的第二端与所述第二开关元件的第一通路端相连。

在一实施方式中，所述电流调节模块还包括：第十一电阻，所述第十一电阻的第一端与第五参考电源相连，所述第十一电阻的二端与所述第二开关元件的控制端相连；和/或第三电容，所述第三电容的的第一端与所述开关单元的控制端相连，所述第三电容的第二端接地；和/或第十二电阻，所述第十二电阻的第一端与所述第二开关元件的第一通路端相连，所述第十二电阻的第二端与所述开关单元的控制端相连。

本发明实施例还提供一种电磁阀控制系统，包括上述的电流检测装置。

本发明提供的一种电流检测装置及电磁阀控制系统能够通过驱动模块来直接获取负载模块中的电流值，即控制模块利用第一检测端的电压值和第一电阻的电阻值计算出负载模块中的电流，从而实现负载模块中电流的精确检测，且降低了控制成本，提高了电流检测的可靠性。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的电流检测装置的应用场景图；

图2为本发明一实施例提供的电流检测装置的电路示意图；

图3为本发明一实施例提供的电流检测装置的电路示意图；

图4为本发明一实施例提供的电流检测装置的电路示意图；

图5为本发明一实施例提供的负载模块的电路示意图；

图6为本发明一实施例提供的电流调节模块的电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明一实施例提供的电流检测装置的应用场景图。如图1所示，本发明提供的电流检测装置11可以与负载模块12及电流调节模块13相连，负载模块12与电流调节模块13相连。

其中，电流检测装置11向负载模块12提供电压的同时，检测负载模块12中的电流值，然后根据该电流值计算出占空比值，并通过电流调节模块13控制负载模块12中的电流值，从而实现负载模块12中电流的精确检测，且降低了控制成本，提高了电流检测的可靠性。

参考图2所示的一种电流检测装置11，包括控制模块110、驱动模块120。控制模块110包括第一控制端111及第一检测端112。驱动模块120包括驱动单元121及第一电阻R1，驱动单元121的输入端与第一控制端111相连，驱动单元121的反馈端与第一检测端112相连，驱动单元121的电源端与供电电源相连，驱动单元121的输出端与负载模块12的电压输入端相连，第一电阻R1的第一端与驱动单元121的电压反馈端相连，第一电阻R1的第二端接地。其中，控制模块110根据第一电阻R1的电阻值及第一检测端112的电压值，计算负载模块12的电流值。

具体地，在控制模块110控制第一控制端111输出低电平到驱动模块120时，驱动单元121开始工作，并将供电电源的电压信号输入到负载模块12，与此同时，控制模块110通过第一检测端112检测到负载模块12的电压值，并根据第一电阻R1的电阻值和驱动单元121的内部机理(电压值＝电阻值*电流值/550)。例如，在第一电阻R1的阻值为200欧姆，驱动单元为型号：VN7140ASTR的芯片，通过第一检测端112测出的电压值为3V时，则负载模块12的电流值等于8.25A。第一电阻R1的作用是把驱动单元121的反馈端输出的电流信号转换为电压信号。

在一实施方式中，如图3所示，在上述电流检测装置11的基础上，驱动模块120还可以包括：第一开关元件Q1、第二电阻R2。第一开关元件Q1的控制端与第一控制端111相连，第一开关元件Q1的第一通路端与驱动单元121的输入端相连，第一开关元件Q1的第二通路端接地。第二电阻R2的第一端与第一参考电源相连，第二电阻R2的第二端与第一开关元件Q1的第一通路端相连。

具体地，第一控制端111的控制信号经过第一开关元件Q1的开关作用，将控制信号转换为与第一参考电源电平相同的控制信号以满足驱动单元121的输入电平要求，并输入到驱动单元121的输入端，驱动单元121对的输出端输出供电电源的电压信号，用来驱动负载模块12进行工作。第一参考电源可以但不限于为+5V的电源。

在一实施方式中，如图4所示，在上述电流检测装置11的基础上，驱动模块120还包括：第三电阻R3和/或第四电阻R4和/或第五电阻R5和/或第六电阻R6。第三电阻R3的第一端与第二参考电源相连，第三电阻R3的第二端与第一开关元件Q1的控制端相连。第四电阻R4的第一端与第一控制端111相连，第四电阻R4的第二端与第一开关元件Q1的控制端相连。第五电阻R5的第一端与第一开关元件Q1的控制端相连，第五电阻R5的第二端与第一开关元件Q1的第二通路端相连；第六电阻R6的第一端与第一开关元件Q1的第一通路相连，第六电阻R6的第二端与驱动单元121的输入端相连。

在一实施方式中，如图4所示，在上述电流检测装置11的基础上，驱动模块120还包括：第一电容C1和/或第七电阻R7。第一电容C1的第一端与第一检测端112相连，第一电容C1的第二端接地。第七电阻R7的第一端与第一检测端112相连，第七电阻R7的第二端与驱动单元121的反馈端相连。具体地，第一电容C1起到过滤作用，使电压更加稳定。

在一实施方式中，如图5所示，与该电流检测装置11相连的负载模块12还可以包括：电磁阀L1、二极管D1和/或第八电阻R8。电磁阀L1的第一端与驱动单元121的输出端相连。二极管D1的正极与电磁阀L1的第二端相连，二极管D1的负极与电磁阀L1的第一端相连。第八电阻R8的第一端与第三参考电源相连，第八电阻R 8的第二端与电磁阀L1的第一端相连。具体地，该二极管D1具有续流的作用，可以但不限于只包括一个二极管D1，也可以包括多个串联的二极管D1。

在一实施方式中，控制模块110还包括第二检测端113，第二检测端113与电磁阀L1的第二端相连。在上述负载模块12的基础上，负载模块12还可以包括：第九电阻R9、第二电容C2。第九电阻R9的第一端与电磁阀L1的第二端相连，第九电阻R9的第二端接地。第二电容C2的第一端与第二检测端113相连，第二电容C2的第二端接地。具体地，第一检测端113在ECU初始化结束后，电路正常无故障时，输出低电平信号到控制模块110。电磁阀L1与第九电阻R9构成采样电路，第二电容C2起稳流作用，保证第二检测端113能够获得稳定的模拟电流信号。

在一实施方式中，控制模块110还包括第二控制端114，第二控制端114与电流调节模块13相连，用于根据负载模块12的电流值输出对应占空比的脉冲宽度调制信号，从而调整负载模块12的电流大小。电流调节模块13包括：开关单元131。开关单元131的控制端与第二控制端114相连，开关单元131的第一通路端与负载模块131电压输出端相连，开关单元131的第二通路端接地。具体地，开关单元131用于控制负载模块12中的电流值大小，即开关单元131接收到高电平信号时，负载模块12中的电流值增大；开关单元131接收到低电平信号时，负载模块12中的电流值减小。开关单元131可以但不限于是N沟道带短路保护的MOS管等。

在一实施方式中，如图6所示，在上述电流调节模块13的基础上，该电流调节模块还可以包括：第二开关元件Q2及第十电阻R10。第二开关元件Q2的控制端与第二控制端114相连，第二开关元件Q2的第一通路端与开关单元131的控制端相连，第二开关元件Q2的第二通路端接地。第十电阻R10的第一端与第四参考电源相连，第十电阻R10的第二端与第二开关元件Q2的第一通路端相连。具体地，第二控制端114的控制信号经过第二开关元件Q2的开关作用，将控制信号转换为与第四参考电源电平相同的控制信号以满足开关单元131的电平输入要求，并输入到开关单元131的控制，开关单元131控制其第一通路与第二通路之间接通，增大负载模块12中电流值大小。

在一实施方式中，在上述电流调节模块13的基础上，该电流调节模块还可以包括：第十一电阻R11和/或第三电容C3和/或第十二电阻R12。第十一电阻R11的第一端与第五参考电源相连，第十一电阻R11的二端与第二开关元件Q2的控制端相连。第三电容C3的的第一端与开关单元131的控制端相连，第三电容C3的第二端接地。第十二电阻R12的第一端与第二开关元件Q2的第一通路端相连，第十二电阻R12的第二端与开关单元131的控制端相连。

本发明实施例提供的一种电流检测装置能够通过控制模块110利用第一检测端112的电压值和第一电阻R1的电阻值计算出负载模块12中的电流，并根据负载模块12的电流值输出对应占空比的脉冲宽度调制信号，从而调整负载模块12的电流大小，从而实现负载模块12中电流的精确检测及控制，且降低了控制成本，提高了电流检测的可靠性。

本发明实施例还提供一种电磁阀控制系统，包括上述实施例的电流检测装置。由于电流检测装置部分的实施例与车辆部分的实施例相互对应，因此车辆部分的实施例请参考上述电流检测装置部分的实施例描述，这里不再赘述。

需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种电流检测装置，其特征在于，所述电流检测装置包括控制模块、驱动模块；

所述控制模块包括第一控制端及第一检测端；

所述驱动模块包括驱动单元及第一电阻，所述驱动单元的输入端与所述第一控制端相连，所述驱动单元的反馈端与所述第一检测端相连，所述驱动单元的电源端与供电电源相连，所述驱动单元的输出端与负载模块的电压输入端相连，所述第一电阻的第一端与所述驱动单元的电压反馈端相连，所述第一电阻的第二端接地；

其中，所述控制模块根据所述第一电阻的电阻值及所述第一检测端的电压值，计算所述负载模块的电流值；

所述控制模块根据电压值＝电阻值*电流值/550计算所述负载模块的电流值。

2.根据权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，所述驱动模块还包括：

第一开关元件，所述第一开关元件的控制端与所述第一控制端相连，所述第一开关元件的第一通路端与所述驱动单元的输入端相连，所述第一开关元件的第二通路端接地；

第二电阻，所述第二电阻的第一端与第一参考电源相连，所述第二电阻的第二端与所述第一开关元件的第一通路端相连。

3.根据权利要求2所述的电流检测装置，其特征在于，所述驱动模块还包括：

第三电阻，所述第三电阻的第一端与第二参考电源相连，所述第三电阻的第二端与所述第一开关元件的控制端相连；和/或

第四电阻，所述第四电阻的第一端与所述第一控制端相连，所述第四电阻的第二端与所述第一开关元件的控制端相连；和/或

第五电阻，所述第五电阻的第一端与所述第一开关元件的控制端相连，所述第五电阻的第二端与所述第一开关元件的第二通路端相连；和/或

第六电阻，所述第六电阻的第一端与所述第一开关元件的第一通路相连，所述第六电阻的第二端与所述驱动单元的输入端相连。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的电流检测装置，其特征在于，所述驱动模块还包括：

第一电容，所述第一电容的第一端与所述第一检测端相连，所述第一电容的第二端接地；和/或

第七电阻，所述第七电阻的第一端与所述第一检测端相连，所述第七电阻的第二端与所述驱动单元的反馈端相连。

5.根据权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，所述负载模块包括：

电磁阀，所述电磁阀的第一端与所述驱动单元的输出端相连；

二极管，所述二极管的正极与所述电磁阀的第二端相连，所述二极管的负极与所述电磁阀的第一端相连；和/或

第八电阻，所述第八电阻的第一端与第三参考电源相连，所述第八电阻的第二端与所述电磁阀的第一端相连。

6.根据权利要求5所述的电流检测装置，其特征在于，所述控制模块还包括第二检测端，所述第二检测端与所述电磁阀的第二端相连；

所述负载模块还包括：

第九电阻，所述第九电阻的第一端与所述电磁阀的第二端相连，所述第九电阻的第二端接地；第二电容，所述第二电容的第一端与所述第二检测端相连，所述第二电容的第二端接地。

7.根据权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，所述控制模块还包括第二控制端，所述第二控制端与电流调节模块相连，用于根据所述负载模块的电流值输出对应占空比的脉冲宽度调制信号，从而调整所述负载模块的电流大小；

所述电流调节模块包括：

开关单元，所述开关单元的控制端与所述第二控制端相连，所述开关单元的第一通路端与所述负载模块电压输出端相连，所述开关单元的第二通路端接地。

8.根据权利要求7所述的电流检测装置，其特征在于，所述电流调节模块还包括：

第二开关元件，所述第二开关元件的控制端与所述第二控制端相连，所述第二开关元件的第一通路端与所述开关单元的控制端相连，所述第二开关元件的第二通路端接地；

第十电阻，所述第十电阻的第一端与第四参考电源相连，所述第十电阻的第二端与所述第二开关元件的第一通路端相连。

9.根据权利要求8所述的电流检测装置，其特征在于，所述电流调节模块还包括：

第十一电阻，所述第十一电阻的第一端与第五参考电源相连，所述第十一电阻的二端与所述第二开关元件的控制端相连；和/或

第三电容，所述第三电容的第一端与所述开关单元的控制端相连，所述第三电容的第二端接地；和/或

第十二电阻，所述第十二电阻的第一端与所述第二开关元件的第一通路端相连，所述第十二电阻的第二端与所述开关单元的控制端相连。

10.一种电磁阀控制系统，其特征在于，包括1-9任意一项所述的电流检测装置。