[发明专利]一种电动气弹簧漏气失效保护集成系统

说明书

本发明公布了一种电动气弹簧漏气失效保护集成系统，它包括微控制器（MCU）运算及控制单元、信号采集运算及电子硬件控制单元、失电保护控制单元和电机驱动单元、电动气弹簧伺服单元。本发明的目的是提供一种电动气弹簧漏气失效保护模块，通过三种组合的控制电路对电动气弹簧在正常运行工况、安装调试工况、失电工况下分别进行监控和智能判断，实现主动示警，并通过电机电路的短接进行制动，起到漏气失效时进行被动安全保护的作用，具有极强的实用性和创造性。

技术领域

本发明涉及电动气弹簧技术领域，具体为一种电动气弹簧漏气失效保护集成系统。

背景技术

传统气弹簧的加工成本低、制造工艺成熟，广泛应用在各个行业和领域，尤其被大量运用于汽车行业，汽车尾门和引擎盖的辅助开启和支撑均通过气弹簧来实现。传统气弹簧主要靠压缩气体提供支撑力，而一旦气弹簧的气体出现泄漏，则将丧失支撑力，轻则出现功能失效，重则会造成对人体伤害事故（如汽车尾门气弹簧失效，尾门砸伤车主的事故）。因传统气弹簧为独立的机械结构，其气体泄漏无法通过信息和传感技术进行监测与预防，也无法通过自身结构对发生泄漏后实施负载端的跌落保护，存在一定的安全隐患，因此，亟需改进。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种电动气弹簧漏气失效保护集成系统，通过控制电路对电动气弹簧进行监控和智能判断，并通过电机电路的短接进行制动，起到漏气失效时进行安全保护的作用，具有极强的实用性和创造性。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种电动气弹簧漏气失效保护集成系统，它包括微控制器（MCU）运算及控制单元、信号采集运算及电子硬件控制单元、失电保护控制单元和电机驱动单元、电动气弹簧伺服单元，信号采集运算及电子硬件控制单元包括D触发器、频率电压（F/V）转化器、电压比较器、三输入与门、二极管；失电保护控制单元包括瞬变电压抑制二极管（TVS）与直流电机组合，电机驱动单元包括H型电桥控制电路；电动气弹簧伺服单元包括直流电机、霍尔编码器。

进一步的，系统处于正常运行工况，微控制器（MCU）运算及控制单元的I/O1接口、I/02接口分别电性连接霍尔编码器A、B端，当直流电机输出轴端无通电反转（气体泄漏或力值衰减），控制单元(MCU)的I/O1接口、I/02接口接收直流电机1上霍尔编码器的信号反馈，通过微控制器（MCU）内置程序算法运算，控制H型电桥控制电路中下端MOS器件导通，直流电机的电源输入端正负极短接从而刹车制动。

进一步的，系统处于调试工况，微控制器（MCU）运算及控制单元处于非正常工作状态。信号采集运算及电子硬件控制单元内D触发器输入端分别电性连接霍尔编码器A、B端；F/V转化器的输入端电性连接霍尔编码器A、B端中的一路，其输出端电性连接电压比较器的输入端，D触发器的输出端、电压比较器的输出端、控制单元(MCU)的I/O3端口经电阻R上拉后连接三输入与门芯片的输入端，三输入与门的输出端电性连接H型电桥控制电路INH端；当直流电机输出轴端无通电反转时（气体泄漏或力值衰减），直流电机上霍尔编码器产生电平信号使D触发器产生正电压；所述的霍尔编码器产生电平信号的进入F/V转化器和比较器比较计算后产生的正电压；以及D触发器，以及I/O3口保持输出高电平，经三输入正与门计算后，电路输出端为高电平触发H型电桥控制电路中的下端MOS管导通，直流电机的电源输入端正负极短接从而刹车制动。

进一步的，系统处于失电工况下，失电保护控制单元内的瞬变电压抑制二极管（TVS）与直流电机的正负极并联，当直流电机输出轴端无通电反转（气体泄漏或力值衰减）时，直流电机的反向电动势使瞬变电压抑制二极管（TVS）频繁导通，直流电机点刹制动。

进一步的，微控制器（MCU）运算及控制单元、信号采集运算及电子硬件控制单元、失电保护控制单元与电机驱动单元和电动气弹簧伺服单元可独立或者组合组成集成系统，各单元之间可独立运行或者组合运行，组合运行时实现优先级控制。