CN211318640U - 高频电磁阀功能检测装置 - Google Patents
高频电磁阀功能检测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN211318640U CN211318640U CN201922433064.1U CN201922433064U CN211318640U CN 211318640 U CN211318640 U CN 211318640U CN 201922433064 U CN201922433064 U CN 201922433064U CN 211318640 U CN211318640 U CN 211318640U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electromagnetic valve
- current
- time
- controller
- low
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Abstract
本实用新型涉及一种高频电磁阀功能检测装置，该装置包括电磁阀驱动模块、电流采集模块、控制器以及PC界面；电磁阀驱动模块采用低边驱动电路，用于驱动电磁阀开启；电流采集模块包括芯片INA201‑Q1和采样电阻，芯片INA201‑Q1具有电压输出的高侧电流分流监控器，采样电阻位于电磁阀和电源之间，用于输出采集到的实时电流；控制器采用PIT定时中断对电流采集模块输出的电流数据进行读取，并依据电磁阀工作曲线并筛选出电磁阀的开启时间和关断时间，本方案应用于各个领域中以激励线圈为核心的电磁阀性能指标测试，尤其针对汽车发动机系统核心器件燃气电磁阀这类工作在高速开断状态下的电磁阀，用以提高系统控制的精确度。
Description
技术领域
本实用新型涉及电磁阀领域，具体涉及一种高频电磁阀功能检测装置。
背景技术
电磁阀作为一种可靠的能够控制气体和液体介质流动的执行器件，广泛的应用于工业生产，汽车发动机系统以及航天航空推进系统中。目前汽车系统都只采集了电磁阀工作时脉宽作为检测汽车电磁阀工作状态信号输入单元，以便对当前汽车喷油状态进行精确分析从而对汽车工作状态有了精确的判断。所以在汽车发动机的工作过程中，对电磁阀的工作状态的采集信号进行精确分析判断，对于汽车发动机工作状态的掌握至关重要。原有的电磁阀工作状态采集系统中，工作状态采集信号系统一般都只有电磁阀的响应时间信号即脉宽信号采集，相对应的信号采集单元也较为简单，但是如果发生电流叠加情况，控制系统就无法根据信号判断出电磁阀的工作的状态是否正常。随着设备电路系统越来越复杂，总有一些很不常见的故障偶尔发生，是否能精确的掌握设备
工作时的各系统状态，也是至关重要的方面。目前市场上针对电磁阀工作状态的信号采集只采集了电磁阀的工作脉宽，针对电流信号采集的电路寥寥无几，成为故障查探的一个空白点。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高频电磁阀功能检测装置，工作时对电磁阀工作电流采集，应用于各个领域中以激励线圈为核心的电磁阀性能指标测试，尤其针对汽车发动机系统核心器件燃气电磁阀这类工作在高速开断状态下的电磁阀，用以提高系统控制的精确度。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种高频电磁阀功能检测装置，该装置包括电磁阀驱动模块、电流采集模块、控制器以及PC界面；
所述电磁阀驱动模块采用低边驱动电路，用于驱动电磁阀开启；
所述电流采集模块包括芯片 INA201-Q1和采样电阻，所述芯片 INA201-Q1具有电压输出的高侧电流分流监控器，采样电阻位于电磁阀和电源之间，用于输出采集到的实时电流；
所述控制器采用PIT定时中断对电流采集模块输出的电流数据进行读取，并将电磁阀工作电流波形量化成具体的数据并与时间轴一一对应，并依据电磁阀工作曲线并筛选出电磁阀的开启时间和关断时间；
所述PC界面用于显示控制器得出的测试数据。
进一步的，所述低边驱动电路在打开电磁阀的开始阶段，低边驱动电路的低位驱动端口在时间段T0内持续输出高电平，低边驱动电路的高位驱动端口持续高电平，直至电磁阀完全打开；
电磁阀的维持阶段，所述低位驱动端口输出一定频率和占空比的PWM波；
电磁阀的结束阶段，所述位驱动端口和高位驱动端口同时输出低电平。
进一步的，所述控制器采用的是MXP MC9S12XE 系列控制器。
进一步的，所述PIT定时中断时间为7us。
进一步的，所述控制器以与PC界面之间通过 CAN 总线的通讯形式上传数据。
进一步的，所述电磁阀的开启时间为第一个逐步递减的最低点对应的时间，关断时间为第一个逐步递增的最高点的时间。
本实用新型的有益效果是： 本方案中只需对电磁阀工作电流进行采集和检测，控制器根据信号做出相应检测和诊断，从而判断电磁阀工作状态是否正常。对于电磁阀只需要正常的工作驱动，结构简单、可以广泛应用。
附图说明
图1是电磁阀工作电流示意图；
图2是本实用新型系统框图；
图3是电磁阀驱动电路；
图4是电磁阀采集电路；
图5是连接PC单元电路。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图2所示，一种高频电磁阀功能检测装置，该装置包括电磁阀驱动模块、电流采集模块、控制器以及PC界面。本方案提供的高频电磁阀功能检测装置，核心就是采集电磁阀工作电流，通过控制器模块对该电流数据进行分析得出相应的开启时间和关断时间，最后将测试出的电磁阀技术指标将传至 PC 操作界面被测试者记录。为使得本方案阐述更为清楚，以下将对本发明的原理做出详细说明。
电磁阀的激励线圈是感性元件，通电后电流按照指数曲线从零开始增加，内部衔铁受到吸力相应的上升，并切割磁力线产生很强的反电动势，使电流急剧下降，直至衔铁完全吸合。之后，电流继续按指数曲线增至稳态。电磁阀的关断过程和开启过程相似，电流工作曲线如图1示。其中，T0 为电磁阀开启时间，T1 为电磁阀关短时间，根据 T0 和 T1 的时间点，就能精确计算出电磁阀响应时间为多久，也能根据电流大小变化，准确的检测出电磁阀的工作状态是否正常。测试原理完全依托于电磁阀本身的特性，测试所得的结果更具有可靠性。本方案中只需对电磁阀工作电流进行采集和检测，这部分功能集成在控制模块中，控制器根据信号做出相应检测和诊断，从而判断电磁阀工作状态是否正常。对于电磁阀只需要正常的工作驱动，结构简单、可以广泛应用。
电磁阀驱动电路可参考图3所示，电磁阀驱动电路采用的是低边驱动，既保证了燃气电磁阀打开和关断的响应性能又最大化的减小系统功耗和对电磁阀本身的损耗（如上附图栏电磁阀驱动电路）。在打开电磁阀的开始阶段，低位驱动端口输出一定时间一定脉宽的高定平，高边驱动口持续高电平（为电磁阀关断提供能量泄放通道），MOS 管导通电磁阀上的电流在该阶段快速增加到一定值（该值见电磁阀数据手册），保证电磁阀最大速度的开启。当电磁阀完全打开后，电磁阀驱动进入维持阶段，低位驱动端口输出一定频率和占空比的PWM 波，保证电磁阀内部电流维持在一个稳定的值，这样减小了系统功也减小了对电磁阀损耗。当电磁阀接受工作时，低位驱动端口和高位驱动端口同时输出低电平，保证电磁阀快速关断。
本方案最核心部分为电磁阀工作电流采集电路，参考图4所示，电磁阀信号采集直接引用德州仪器公司芯片 INA201-Q1，芯片是具有电压输出的高侧电流分流监控器，作为依托进行电路搭建。在电磁阀正常工作的状态下，通过电流采集模块真实的反馈出电磁阀的工作电流，并在控制器模块中分析出电磁阀工作电流各个突变的点，记下电磁阀这些各个电流突变点的时刻，这些时刻就直接反应了燃气喷射基本特性。采样电阻放置在电磁阀和电源 V_RLY 之间，最大真实的还原电磁阀的工作电流曲线。采样电阻一般为大功率的小值电阻，在不影响电磁阀正常工作的前提下将电磁阀工作电流变化转变为电压变化供电流监控芯片处理。电流监控芯片为一个高精度的运算放大器将采集到的电流变化经过一系列的滤波整理后供控制器模块处理。
控制器模块本方案中使用时 MXP MC9S12XE 系列控制器，采用 PIT 定时中断对数据进行读取，分辨率是通过控制器 PIT 实时中断分频得到的，一个中断的时间是7us，这样采样时间最高达到 7us，便可将电磁阀工作电流以 7us 的单位时间存储在一个数组中。控制器将电磁阀采样到的电流波形以每间隔7us时间，量化成具体的数字储存，形成一个以时间为x轴，以量化数据为y轴的模拟坐标图。在这个坐标图中，以人为设定时间为一个周期，在这段时间里，筛选出第一个逐步递减的最低点对应的时间为电磁阀开启时间，筛选出最后一个逐步递增的最高点的时间为电磁阀关断时间，在选出每一个代表点后，将筛选出的数据储存在控制器中。最后控制器模块将测试得到的代表电磁阀性能的数据，通过 CAN总线的通讯形式上传到 PC 界面上，测试人员可以很方便监测和调取测试结果，其中PC单元部分的电路图可参考图5所示。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种高频电磁阀功能检测装置，其特征在于，该装置包括电磁阀驱动模块、电流采集模块、控制器以及PC界面；
所述电磁阀驱动模块采用低边驱动电路，用于驱动电磁阀开启；
所述电流采集模块包括芯片 INA201-Q1和采样电阻，所述芯片 INA201-Q1具有电压输出的高侧电流分流监控器，采样电阻位于电磁阀和电源之间，用于输出采集到的实时电流；
所述控制器采用PIT定时中断对电流采集模块输出的电流数据进行读取，并将电磁阀工作电流波形量化成具体的数据并与时间轴一一对应，并依据电磁阀工作曲线并筛选出电磁阀的开启时间和关断时间；
所述PC界面用于显示控制器得出的测试数据。
2.根据权利要求1所述的高频电磁阀功能检测装置，其特征在于，所述低边驱动电路在打开电磁阀的开始阶段，低边驱动电路的低位驱动端口在时间段T0内持续输出高电平，低边驱动电路的高位驱动端口持续高电平，直至电磁阀完全打开；
电磁阀的维持阶段，所述低位驱动端口输出一定频率和占空比的PWM波；
电磁阀的结束阶段，所述位驱动端口和高位驱动端口同时输出低电平。
3.根据权利要求2所述的高频电磁阀功能检测装置，其特征在于，所述控制器采用的是MXP MC9S12XE 系列控制器。
4.根据权利要求3所述的高频电磁阀功能检测装置，其特征在于，所述PIT定时中断时间为7us。
5.根据权利要求4所述的高频电磁阀功能检测装置，其特征在于，所述控制器以与PC界面之间通过 CAN 总线的通讯形式上传数据。
6.根据权利要求5所述的高频电磁阀功能检测装置，其特征在于，所述电磁阀的开启时间为第一个逐步递减的最低点对应的时间，关断时间为第一个逐步递增的最高点的时间。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201922433064.1U CN211318640U (zh) | 2019-12-30 | 2019-12-30 | 高频电磁阀功能检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201922433064.1U CN211318640U (zh) | 2019-12-30 | 2019-12-30 | 高频电磁阀功能检测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN211318640U true CN211318640U (zh) | 2020-08-21 |
Family
ID=72056580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201922433064.1U Active CN211318640U (zh) | 2019-12-30 | 2019-12-30 | 高频电磁阀功能检测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN211318640U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112162513A (zh) * | 2020-09-28 | 2021-01-01 | 杭州沃镭智能科技股份有限公司 | 一种多通道电磁阀驱动装置及方法 |
| CN112576803A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-03-30 | 中国兵器装备集团自动化研究所 | 一种功率电磁阀自适应驱动系统及驱动方法 |
| CN113883318A (zh) * | 2021-09-30 | 2022-01-04 | 东风商用车有限公司 | 一种amt电磁阀的pwm驱动方法及系统 |
| CN115144683A (zh) * | 2022-09-06 | 2022-10-04 | 万向钱潮股份公司 | 一种电磁阀故障检测方法及系统 |
-
2019
- 2019-12-30 CN CN201922433064.1U patent/CN211318640U/zh active Active
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112162513A (zh) * | 2020-09-28 | 2021-01-01 | 杭州沃镭智能科技股份有限公司 | 一种多通道电磁阀驱动装置及方法 |
| CN112576803A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-03-30 | 中国兵器装备集团自动化研究所 | 一种功率电磁阀自适应驱动系统及驱动方法 |
| CN113883318A (zh) * | 2021-09-30 | 2022-01-04 | 东风商用车有限公司 | 一种amt电磁阀的pwm驱动方法及系统 |
| CN113883318B (zh) * | 2021-09-30 | 2024-02-02 | 东风商用车有限公司 | 一种amt电磁阀的pwm驱动方法及系统 |
| CN115144683A (zh) * | 2022-09-06 | 2022-10-04 | 万向钱潮股份公司 | 一种电磁阀故障检测方法及系统 |
| CN115144683B (zh) * | 2022-09-06 | 2022-11-08 | 万向钱潮股份公司 | 一种电磁阀故障检测方法及系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN211318640U (zh) | 高频电磁阀功能检测装置 | |
| CN103970117B (zh) | Mcu芯片检测方法和电路 | |
| CN106593737B (zh) | 共轨喷油器电磁阀衔铁吸合点检测装置 | |
| CN109781179B (zh) | 多通道多参数传感器检测系统及其检测方法 | |
| CN102393484A (zh) | 一种电流稳定性检测装置 | |
| CN102854425A (zh) | 高速电磁阀性能检测系统 | |
| CN101201370A (zh) | 一种采用电路信息融合的故障诊断系统及其实现方法 | |
| CN113395189B (zh) | 一种车载以太网sqi信号质量测试方法及系统 | |
| CN114720769A (zh) | 宽禁带功率半导体场效应晶体管动态特性测量装置及方法 | |
| CN106324538A (zh) | 一种局部放电自动校准系统 | |
| CN104360223A (zh) | 一种微电机转子绕组缺陷检测系统和方法 | |
| CN114740297B (zh) | 一种功率器件测试方法及系统 | |
| CN103267652B (zh) | 一种智能早期设备故障在线诊断方法 | |
| CN109682611B (zh) | 基于磁流变阻尼器的整车阻尼特性调校方法及系统 | |
| CN209041333U (zh) | 磁悬浮控制设备 | |
| CN110985257B (zh) | 一种识别电子阀卡死的方法 | |
| CN110488190A (zh) | 一种自适应的键相信号预处理电路及其工作方法 | |
| CN106677946B (zh) | 能检测喷油器电磁阀衔铁吸合点的装置 | |
| CN104345284B (zh) | 一种dc‑dc电源模块的辐射效应测控系统 | |
| CN114843150A (zh) | 断路器合分闸机械触点的合分状态的判断装置及断路器 | |
| CN106772560A (zh) | 实时监测检波器状态的节点式地震勘探仪器及控制方法 | |
| CN203788304U (zh) | 硬件接口功能测试装置 | |
| CN106292379B (zh) | 一种多通道信号采集系统及采集方法 | |
| CN111765962A (zh) | 直流电机驱动系统振动噪声性能测试系统及方法 | |
| CN204405465U (zh) | 一种耐磨检测仪控制系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |