CN115903567A - 降低气动系统内电磁阀工作噪音的电压调控方法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于电磁阀控制技术领域，具体涉及一种降低气动系统内电磁阀工作噪音的电压调控方法，包括标定原始温度下气动系统内每一电磁阀工作的最小开启电压U₀；根据所标定的最小开启电压U₀，计算得出原始温度下气动系统内每一电磁阀工作的最小开启电流I₀；实时获取气动系统内每一电磁阀线圈的温度信息，并根据所获取的温度信息，计算得出每一电磁阀在相应温度下的工作电压U_t；MCU根据计算得出的工作电压U_t，对气动系统内每一电磁阀所输入的电压值进行适应性的调节。本发明可使每一电磁阀保持在既能正常工作，又能产生较小噪音和发热量的状态中，提高气动系统整体的舒适性；装置结构简单可控，可应用于不同的汽车控制系统中。

Description

降低气动系统内电磁阀工作噪音的电压调控方法、装置

技术领域

本发明属于电磁阀控制技术领域，具体涉及一种降低气动系统内电磁阀工作噪音的电压调控方法、装置。

背景技术

电磁阀是目前汽车座椅舒适系统中重要的气动控制部件，其结构主要包括固定铁芯、活动铁芯、弹簧和金属线圈等，金属线圈通电后产生磁场，活动铁芯被固定铁芯开启，断电则磁场消失，活动铁芯受弹簧的弹力作用自动复位。

汽车座椅舒适系统为气动系统，为实现对不同气路的控制，系统内一般设置有多个的电磁阀，但系统是通过统一的电压来进行供电的。如果电压过小，则容易导致某些电磁阀因开启力过小而造成气路输气缓慢或气路无法顺利通气；如果电压过大，则容易导致某些电磁阀因开启力过大而产生较大的噪音或发热过大，影响使用者使用的体验和舒适性。

因此，设计一种可自动调控气动系统内各电磁阀电压，既能保证电磁阀正常工作、又能有效降低电磁阀工作噪音和发热量的技术，对于汽车座椅舒适系统的改进和发展具有重大意义。

发明内容

为了解决所述现有技术的不足，本发明提供了一种降低气动系统电磁阀工作噪音的电压调控方法，通过标定原始温度下气动系统内每一电磁阀工作的最小开启电压U₀，来预测每一电磁阀在原始温度下工作的最小开启电流I₀，由于线圈电流在线圈匝数恒定的情况下，基本保持恒定，而线圈电阻随温度而变化，因此，根据预测得出的最小开启电流I₀以及不同温度下的线圈电阻，可计算得出每一电磁阀在相应温度下的工作电压U_t；MCU根据计算得出的工作电压U_t，来对气动系统内每一电磁阀所输入的电压值进行适应性的调节，即可使每一电磁阀保持在既能正常工作，又能产生较小噪音和发热量的状态中，从而提高气动系统整体的舒适性。本发明提供了一种降低气动系统电磁阀工作噪音的电压调控装置，采用温度检测模块、MCU模块、控制电路模块和压力检测模块相结合，可实时地采集气动系统内主气路的气压和每一电磁阀线圈的温度，反馈至MCU模块中，再通过MCU模块来调节控制电路模块向每一电磁阀所输出的电压，装置结构简单可控，与不同汽车控制系统的兼容性高，可应用于不同的汽车控制系统中，提高汽车座椅的舒适性。

本发明所要达到的技术效果通过以下技术方案来实现：

第一方面，本发明提供了一种降低气动系统内电磁阀工作噪音的电压调控方法，该检测方法包括：

标定原始温度下气动系统内每一电磁阀工作的最小开启电压U₀；

根据所标定的最小开启电压U₀，计算得出原始温度下气动系统内每一电磁阀工作的最小开启电流I₀；

实时获取气动系统内每一电磁阀线圈的温度信息，并根据所获取的温度信息，计算得出每一电磁阀在相应温度下的工作电压U_t；

MCU根据计算得出的工作电压U_t，对气动系统内每一电磁阀所输入的电压值进行适应性的调节。

进一步地，所述标定原始温度下气动系统内电磁阀工作的最小开启电压U₀步骤中，包括：

S110，开启气动系统的气泵和调压阀，使压力稳定在调压阀预设的压力范围内；

S120，采用气动系统中的最大电压值开启所需标定的电磁阀；

S130，检测气动系统中主气路的气压，判断主气路气压值在预设的时间范围内气压降低是否达到预设的气压值；

S140，若是，则关闭电磁阀、将气动系统中的电压值降低预设的阈值后，重复步骤S110-S130；

S150，若否，则输出原始温度下气动系统内所需标定电磁阀工作的最小开启电压值U₀。

进一步地，所述开启气动系统的气泵和调压阀，使压力稳定在调压阀预设的压力范围内步骤中，调压阀预设的压力范围为100HPa-450HPa。

进一步地，所述检测气动系统中主气路的气压，判断主气路气压值在预设的时间范围内气压降低是否达到预设的气压值步骤中，预设的时间范围为50ms-200ms,预设的气压值为50HPa-100HPa。

进一步地，所述将气动系统中的电压值降低预设的阈值步骤中，气动系统中电压值降低的阈值范围为0.05V-0.1V。

进一步地，所述根据所标定的最小开启电压U₀，计算得出原始温度下气动系统内每一电磁阀工作的最小开启电流I₀步骤中，最小开启电流I₀的计算公式如下：

I₀＝U₀/R₀，其中，R₀为原始温度下每一电磁阀线圈的电阻。

进一步地，所述实时获取气动系统内电磁阀线圈的温度信息，并根据所获取的温度信息，计算得出每一电磁阀在相应温度下的工作电压U_t步骤中，相应温度下工作电压U_t的计算公式为：

U_t＝I₀×R₀×[1+α(t₁-t₀)]；其中，α为线圈电阻的温度系数，t₁为实时获取的温度，t₀为原始温度。

第二方面，本发明还提供了一种降低气动系统内电磁阀工作噪音的电压调控装置，该电压调控装置包括：

温度检测模块，用于获取气动系统内每一电磁阀线圈的温度信息；

MCU模块，与所述温度检测模块相连，用于标定原始温度下气动系统内每一电磁阀工作的最小开启电压U₀、判断主气路气压值在预设的时间范围内气压降低是否达到预设的气压值、计算原始温度下气动系统内每一电磁阀工作的最小开启电流I₀、计算每一电磁阀在相应温度下的工作电压U_t，以及对气动系统内每一电磁阀所输入的电压值进行适应性的调节；

控制电路模块，与所述MCU模块相连，用于根据MCU模块的调节，向气动系统内每一电磁阀输出相应的电压；

以及压力检测模块，与所述MCU模块相连，用于检测气动系统中主气路的气压。

第三方面，本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，且所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的电压调控方法的步骤。

第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，且所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的电压调控方法的步骤。

综上所述，本发明至少具有以下有益之处：

1、本发明中降低气动系统内电磁阀工作噪音的电压调控方法，通过标定原始温度下气动系统内每一电磁阀工作的最小开启电压U₀，来预测每一电磁阀在原始温度下工作的最小开启电流I₀，由于线圈电流在线圈匝数恒定的情况下，基本保持恒定，而线圈电阻随温度而变化，因此，根据预测得出的最小开启电流I₀以及不同温度下的线圈电阻，可计算得出每一电磁阀在相应温度下的工作电压U_t；MCU根据计算得出的工作电压U_t，来对气动系统内每一电磁阀所输入的电压值进行适应性的调节，即可使每一电磁阀保持在既能正常工作，又能产生较小噪音和发热量的状态中，从而提高气动系统整体的舒适性。

2、本发明中降低气动系统内电磁阀工作噪音的电压调控装置，采用温度检测模块、MCU模块、控制电路模块和压力检测模块相结合，可实时地采集气动系统内主气路的气压和每一电磁阀线圈的温度，反馈至MCU模块中，再通过MCU模块来调节控制电路模块向每一电磁阀所输出的电压，装置结构简单可控，与不同汽车控制系统的兼容性高，可应用于不同的汽车控制系统中，提高汽车座椅的舒适性。

附图说明

图1是本发明实施例中降低电磁阀工作噪音的电压调控方法的流程示意图；

图2是本发明实施例中标定原始温度下气动系统内每一电磁阀工作的最小开启电压的流程示意图；

图3是本发明实施例中降低电磁阀工作噪音的电压调控装置的结构示意图；

图4是本发明实施例中电子设备的结构示意图。

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。

需要说明的是，本发明实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

实施例1：

请参阅附图1，本实施例提供了一种降低气动系统内电磁阀工作噪音的电压调控方法，该检测方法包括：

S100、标定原始温度下气动系统内每一电磁阀工作的最小开启电压U₀；由于最小开启电压U₀为电磁阀在原始温度下正常工作的最小电压值，因此，只要标定得出最小开启电压U₀，即可确保电磁阀在原始温度下维持在稳定工作的低噪音状态。电磁阀工作最小开启电压U₀的标定可通过手工测试来实现，即随机挑取一批电磁阀，接上气源，通过不同电压来确认是否可以打开电磁阀，例如通电6V可以打开，5.9V打不开，则认为6V就是最小开启电压U₀。

请参阅附图2，在一些实施例中，标定电磁阀工作的最小开启电压U₀还可通过以下步骤来实现：

S110，开启气动系统的气泵和调压阀，使压力稳定在调压阀预设的压力范围内；预设的压力范围可根据产品的种类和需求进行适应性的设置，由于在汽车座椅舒适系统中，为防止压力过大而导致气袋爆裂，气动产品的气压一般不允许超过450HPa，因此优选调压阀预设的压力范围为100HPa-450HPa。进一步地，为保证系统在正常工作中该压力值肯定能达到或能较轻松的达到，进一步优选调压阀预设的压力范围为100HPa-200HPa的较低压力值。

S120，采用气动系统中的最大电压值开启所需标定的电磁阀；例如：电磁阀现有量产是采用8V恒压供电，则采用最大电压值8V来开启所需标定的电磁阀。

S130，检测气动系统中主气路的气压，判断主气路气压值在预设的时间范围内气压降低是否达到预设的气压值；由于当电磁阀未达到最小开启电压U₀时，电磁阀同样可以在电磁力的作用下打开，使其处于即将开启又不完全开启的状态，此时，在主气路一定气压的影响下，电磁阀中会有气流通过，但是流量较小，同时主气路中的气压也会受到影响，因此，采用一定时间内主气路压力的变化，可有效的满足气动系统中产品的充气速度要求；优选地，预设的时间范围为50ms-200ms,预设的气压值为50HPa-100HPa，可根据产品的实际充气要求来进行适应性的选择。例如：当电磁阀最小开启电压假设是6V时，用此电压控制，电磁阀体立刻全部打开，但用5.5V控制时，电磁阀不能立刻完全打开，但在此电磁力的作用下，它处于即将开启但又不完全开启的状态，在主气路一定气压的影响下，也会有气流通过，只是流量不大，因此主气路压力也会受到影响。

S140，若是，则关闭电磁阀、将气动系统中的电压值降低预设的阈值后，重复步骤S110-S130；若主气路气压值在预设的时间范围内气压降低达到预设的气压值，则表示控制电压值可将电磁阀顺利的全部打开，还不是电磁阀的最小开启电压，因此，需要降低控制电压值，再次重复步骤S110-S130；优选地，气动系统中电压值降低的阈值范围为0.05V-0.1V。例如：假设预设的时间为100ms，预设的气压值为50HPa，电压值降低的阈值为0.1V；那么，在检测气动系统中主气路气压的过程中，如果主气路气压值在100ms内气压降低达到50HPa，则关闭电磁阀、将气动系统中的电压值降低0.1V后，重复步骤S110-S130。

S150，若否，则输出原始温度下气动系统内所需标定电磁阀工作的最小开启电压值U₀；当主气路气压值在预设的时间范围内气压降低未达到预设的气压值时，说明电磁阀可能处于未开启或未完全开启的状态，无法满足气动系统中产品的充气速度要求，从而得到并输出原始温度下气动系统内所需标定电磁阀工作的最小开启电压值U₀，此时，最小开启电压值U₀为最后设置的控制电压值与电压值降低阈值之和，即上一次测试所设置的控制电压值。

S200、根据所标定的最小开启电压U₀，计算得出原始温度下气动系统内每一电磁阀工作的最小开启电流I₀；其中，最小开启电流I₀的计算公式如下：

I₀＝U₀/R₀，其中，R₀为原始温度下每一电磁阀线圈的电阻。

由于电磁阀设计完成后，原始温度下线圈电阻是确定的，因此使用标定得出的最小开启电压U₀，即可得出气动系统内每一电磁阀工作在原始温度下的最小开启电流I₀。例如：当原始温度下线圈电阻为40Ω，最小开启电压U₀为6V时，可通过公式I₀＝U₀/R₀计算得出电磁阀的最小开启电流I₀＝6V/40Ω＝0.15A。

S300、实时获取气动系统内每一电磁阀线圈的温度信息，并根据所获取的温度信息，计算得出每一电磁阀在相应温度下的工作电压U_t；优选地，相应温度下工作电压U_t的计算公式为：

U_t＝I₀×R₀×[1+α(t₁-t₀)]；其中，α为线圈电阻的温度系数，t₁为实时获取的温度，t₀为原始温度。

在该步骤中，温度信息可通过直接检测电磁阀线圈的温度来获得，也可通过检测到的环境温度推算得出，均为现有技术中常用的检测方法，在此不再赘述。由于线圈电流在线圈匝数恒定的情况下，基本保持恒定，而线圈电阻随温度而变化，因此，根据预测得出的最小开启电流I₀以及不同温度下的线圈电阻，可计算得出每一电磁阀在相应温度下的工作电压U_t。线圈电阻随温度的变化规律如下：在温度变化范围不大时，纯金属的电阻率随温度线性地增大，即ρ＝ρ₀×[1+α(t₁-t₀)]，式中ρ、ρ₀分别是变化后温度的电阻率和原始温度的电阻率，α为线圈电阻的温度系数。多数金属的线圈电阻温度系数α≈0.4％，相比金属的线膨胀显著得多(温度每升高1℃，金属长度膨胀约0.001％)，因此在考虑金属电阻随温度变化时，其长度和截面积的变化可忽略不计，即不同温度下线圈电阻R＝R₀×[1+α(t₁-t₀)]；从而计算得出相应温度下工作电压U_t的值。

S400、MCU根据计算得出的工作电压U_t，对气动系统内每一电磁阀所输入的电压值进行适应性的调节；MCU根据计算得出的工作电压U_t，发出相应的PWM信号，输送至与之相连的控制电路上，控制电路即可根据相应的PWM信号执行相应的电压输出，给到电磁阀，使电磁阀始终维持在既能正常工作，又能产生较小噪音和发热量的状态中，从而提高气动系统整体的舒适性。

实施例2：

请参阅附图3，本实施例提供了一种降低气动系统内电磁阀工作噪音的电压调控装置，该电压调控装置包括温度检测模块101、与温度检测模块101相连的MCU模块102、与MCU模块102相连的控制电路模块103，以及与MCU模块102相连的压力检测模块104；其中，温度检测模块101用于获取气动系统内每一电磁阀线圈的温度信息，以计算每一电磁阀在相应温度下的工作电压U_t。MCU模块102用于标定原始温度下气动系统内每一电磁阀工作的最小开启电压U₀、判断主气路气压值在预设的时间范围内气压降低是否达到预设的气压值、计算原始温度下气动系统内每一电磁阀工作的最小开启电流I₀、计算每一电磁阀在相应温度下的工作电压U_t，以及对气动系统内每一电磁阀所输入的电压值进行适应性的调节。控制电路模块103用于根据MCU模块102的调节，向气动系统内每一电磁阀输出相应的电压；压力检测模块104用于检测气动系统中主气路的气压。

实施例3：

请参阅附图4，本实施例提供了一种电子设备，包括存储器201、处理器202以及存储在存储器201中并可在处理器202上运行的计算机程序，且处理器202执行计算机程序时实现实施例1中降低气动系统内电磁阀工作噪音的电压调控方法的部分或全部步骤。

本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，且计算机程序被处理器执行时实现实施例1中降低气动系统内电磁阀工作噪音的电压调控方法的部分或全部步骤。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/电子设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/电子设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.降低气动系统内电磁阀工作噪音的电压调控方法，其特征在于，包括：

标定原始温度下气动系统内每一电磁阀工作的最小开启电压U₀；

根据所标定的最小开启电压U₀，计算得出原始温度下气动系统内每一电磁阀工作的最小开启电流I₀；

实时获取气动系统内每一电磁阀线圈的温度信息，并根据所获取的温度信息，计算得出每一电磁阀在相应温度下的工作电压U_t；

MCU根据计算得出的工作电压U_t，对气动系统内每一电磁阀所输入的电压值进行适应性的调节。

2.根据权利要求1所述的电压调控方法，其特征在于，所述标定原始温度下气动系统内每一电磁阀工作的最小开启电压U₀步骤中，包括：

S110，开启气动系统的气泵和调压阀，使压力稳定在调压阀预设的压力范围内；

S120，采用气动系统中的最大电压值开启所需标定的电磁阀；

S130，检测气动系统中主气路的气压，判断主气路气压值在预设的时间范围内气压降低是否达到预设的气压值；

S140，若是，则关闭电磁阀、将气动系统中的电压值降低预设的阈值后，重复步骤S110-S130；

S150，若否，则输出原始温度下气动系统内所需标定电磁阀工作的最小开启电压值U₀。

3.根据权利要求2所述的电压调控方法，其特征在于，所述开启气动系统的气泵和调压阀，使压力稳定在调压阀预设的压力范围内步骤中，调压阀预设的压力范围为100HPa-450HPa。

4.根据权利要求2所述的电压调控方法，其特征在于，所述检测气动系统中主气路的气压，判断主气路气压值在预设的时间范围内气压降低是否达到预设的气压值步骤中，预设的时间范围为50ms-200ms,预设的气压值为50HPa-100HPa。

5.根据权利要求2所述的电压调控方法，其特征在于，所述将气动系统中的电压值降低预设的阈值步骤中，气动系统中电压值降低的阈值范围为0.05V-0.1V。

6.根据权利要求1所述的电压调控方法，其特征在于，所述根据所标定的最小开启电压U₀，计算得出原始温度下气动系统内每一电磁阀工作的最小开启电流I₀步骤中，最小开启电流I₀的计算公式如下：

I₀＝U₀/R₀，其中，R₀为原始温度下每一电磁阀线圈的电阻。

7.根据权利要求1所述的电压调控方法，其特征在于，所述实时获取气动系统内每一电磁阀线圈的温度信息，并根据所获取的温度信息，计算得出每一电磁阀在相应温度下的工作电压U_t步骤中，相应温度下工作电压U_t的计算公式为：

U_t＝I₀×R₀×[1+α(t₁-t₀)]；其中，α为线圈电阻的温度系数，t₁为实时获取的温度，t₀为原始温度。

8.降低气动系统内电磁阀工作噪音的电压调控装置，其特征在于，包括：

温度检测模块，用于获取气动系统内每一电磁阀线圈的温度信息；

MCU模块，与所述温度检测模块相连，用于标定原始温度下气动系统内每一电磁阀工作的最小开启电压U₀、判断主气路气压值在预设的时间范围内气压降低是否达到预设的气压值、计算原始温度下气动系统内每一电磁阀工作的最小开启电流I₀、计算每一电磁阀在相应温度下的工作电压U_t，以及对气动系统内每一电磁阀所输入的电压值进行适应性的调节；

控制电路模块，与所述MCU模块相连，用于根据MCU模块的调节，向气动系统内每一电磁阀输出相应的电压；

以及压力检测模块，与所述MCU模块相连，用于检测气动系统中主气路的气压。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7任一所述的电压调控方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一所述的电压调控方法的步骤。

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