喷油器模拟负载驱动电流波形调整系统及调整方法技术方案

本发明专利技术公开了一种喷油器模拟负载驱动电流波形调整系统及方法，所述喷油器模拟负载驱动电流波形调整系统包括喷油器真实负载、喷油器控制单元、喷油器电流测试装置、数据存储装置、调整单元、数据采集卡和喷油器模拟负载。本发明专利技术基于喷油器真实负载、得到喷油器真实负载驱动电流波形参数数据，通过调整单元调整喷油器模拟负载驱动电流波形保持阶段的斩波关断时间,不影响微处理器时间处理单元模块发出的喷射脉宽信号，保证了发动机的喷射正时系统不受影响，而且调整后，喷油器驱动电路功率开关器件的功耗和热应力与喷油器控制单元驱动喷油器真实负载时的功耗和热应力相等，解决了发动机控制单元环境试验时热应力不准确问题。

Adjustment System and Method of Injector Simulated Load Driving Current Waveform

The invention discloses a system and method for adjusting the waveform of the fuel injector analog load driving current, which comprises the real load of the injector, the fuel injector control unit, the fuel injector current testing device, the data storage device, the adjustment unit, the data acquisition card and the fuel injector analog load. Based on the real load of the injector, the parameters of the real load driving current waveform of the injector are obtained. By adjusting the unit, the chopper turn-off time in the holding stage of the waveform of the simulated load driving current of the injector is adjusted, without affecting the injection pulse width signal emitted by the time processing unit module of the microprocessor, thus ensuring that the injection timing system of the engine is not affected, and after adjusting, the injection timing system is not affected. The power consumption and thermal stress of the power switch device in the drive circuit of the injector are equal to those of the real load of the injector driven by the injector control unit, which solves the problem of inaccurate thermal stress in the environmental test of the engine control unit.

【技术实现步骤摘要】
喷油器模拟负载驱动电流波形调整系统及调整方法
本专利技术涉及发动机控制单元测试
，尤其发动机喷油器模拟负载驱动电流波形调整系统及其调整方法。
技术介绍
目前，发动机控制单元在做环境试验时(高温耐久试验、温度循环试验、湿热稳态试验等)，采用模拟负载替代真实负载进行环境试验，既降低了试验成本，又解决了真实负载在长时间试验过程中易损坏，影响试验进度等问题。采用模拟负载替代真实负载进行环境试验的方法非常适合于继电器、灯、风扇等负载，但是对喷油器这样复杂的执行器负载，应用电阻和电感的组合作为喷油器模拟负载却存在着喷油器驱动电路功率开关器热应力不准确问题，其具体表现为器件表面温度偏低，影响试验结果的准确性。因为，喷油器作为驱动执行机构，其本质是一个带铁芯的线圈，在没有驱动时(关闭状态)，其有一定的电感值L1。为了满足喷射过程中喷油器的响应特性，喷油器驱动电路通常采用提升保持驱动模式。在喷油器开启阶段，对喷油器线圈以尽可能快的速度注入峰值电流，以达到使其快速开启的目的。喷油器完全开启后，磁路气隙减少，磁阻降低，此时以较小的保持电流维持吸合状态，此时的电感值为L2，其电感值与关闭状态时的电感值L1相差较大。驱动结束后，驱动电流快速降低到零以使喷油器快速关闭，此时的电感值恢复到L1。而喷油器模拟负载的电感值在喷油器关闭状态和吸合状态都是L1，其电感值不随喷油器的状态而改变，导致喷油器驱动电流波形保持阶段的斩波频率发生改变，具体表现为喷油器驱动电路功率开关器件的热应力发生改变。这里以天然气发动机控制单元驱动天津哈那科技有限公司生产的H2200_N型喷嘴为例，测试条件为：蓄电池电压28V，环境温度85℃，发动机转速为1900RPM，喷射脉宽15ms。发动机控制单元在驱动喷油器真实负载时，在喷油器驱动电路中，六路驱动通道的功率开关器件的温度(壳温)以及发动机控制单元壳体的温度(温度最高点)分别为116.6℃，117℃，115.5℃，114.8℃，118.5℃，117.7℃，96.8℃。发动机控制单元在驱动喷油器模拟负载时，在喷油器驱动电路中，六路驱动通道的功率开关器件的温度(壳温)以及发动机控制单元壳体的温度(温度最高点)分别为111.4℃，112.1℃，110.2℃，110℃，113.3℃，111.8℃，92.8℃。可知，采用喷油器模拟负载替代喷油器真实负载进行环境试验时，喷油器驱动电路功率开关器件和发动机控制单元壳体的热应力不同，其温度偏差分别为约5℃和4℃，严重影响试验结果的准确性，尤其是对发动机电控单元耐久性试验(寿命试验)的结果产生较大的偏差。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种喷油器模拟负载驱动电流波形调整系统及调整方法，其采用喷油器模拟负载替代喷油器真实负载进行环境试验时，发动机控制单元热应力不准确问题。本专利技术解决技术问题采用如下技术方案：一种喷油器模拟负载驱动电流波形调整系统，其特征在于，包括喷油器真实负载、喷油器控制单元、喷油器电流测试装置、数据存储装置、调整单元、数据采集卡和喷油器模拟负载；所述喷油器控制单元连接于喷油器真实负载和喷油器模拟负载，用于向喷油器真实负载发送喷油器真实负载驱动电流波形，并且向喷油器模拟负载发送喷油器模拟负载驱动电流波形；所述喷油器电流测试装置用于从喷油器真实负载中得到喷油器真实负载驱动电流波形；然后通过数据采集卡将喷油器真实负载的驱动电流波形转换为喷油器真实负载驱动电流波形参数数据，并将该喷油器真实负载驱动电流波形参数数据存储在存储装置中；所述调整单元根据喷油器真实负载驱动电流波形参数数据调整喷油器模拟负载驱动电流波形保持阶段的斩波关断时间，使喷油器驱动控制模块在分别驱动喷油器模拟负载和真实负载时，喷油器驱动电路中功率开关器件的功耗和热应力相等。可选的，喷油器模拟负载包括串联的电阻器和电感器，喷油器模拟负载的等效电阻RINJ_S与喷油器真实负载的等效电阻RINJ_R相等；喷油器模拟负载的等效电感LINJ_S与喷油器真实负载在关断状态下的等效电感LINJ_R_OFF相等。可选的，所述喷油器控制单元为发动机电子控制单元，并包括微处理器和喷油器驱动控制模块，微处理器的时间处理单元模块发出喷射脉宽信号给喷油器驱动控制模块，所述喷油器驱动控制模块根据喷射脉宽信号输出喷油器驱动电流波形。本专利技术解决技术问题采用如下技术方案：一种喷油器模拟负载驱动电流波形调整方法，其包括：喷油器控制单元向喷油器真实负载发送喷油器真实负载驱动电流波形；所述喷油器电流测试装置从喷油器真实负载中得到喷油器真实负载驱动电流波形；数据采集卡将喷油器真实负载的驱动电流波形转换为喷油器真实负载驱动电流波形参数数据，并将该喷油器真实负载驱动电流波形参数数据存储在存储装置中；调整单元根据喷油器真实负载驱动电流波形参数数据调整喷油器模拟负载驱动电流波形保持阶段的斩波关断时间，使喷油器驱动控制模块在分别驱动喷油器模拟负载和真实负载时，喷油器驱动电路功率开关器件的功耗和热应力相等。可选的，所述调整单元根据喷油器真实负载驱动电流波形参数数据调整喷油器模拟负载驱动电流波形保持阶段的斩波关断时间具体包括：数据提取：获取喷油器真实负载驱动电流波形参数数据中的tO、tA、tB、tC、tD、tE时刻以及峰值电流IA，保持电流上限设定值IB_H和保持电流下限值IB_L；其中，所述tO为喷油器真实负载驱动电流波形开始时刻对应的时间点；tA为从tO时刻驱动电流连续增长到峰值电流IA对应的时间点；tB为从tA时刻驱动电流连续下降到保持电流下限值IB_L对应的时间点；tC为从tB时刻驱动电流连续增长到保持电流上限设定值IB_H对应的时间点；tD为从tC时刻驱动电流连续下降到保持电流下限值IB_L对应的时间点；得到喷油器真实负载驱动电流波形从零上升到峰值电流值IA的时间tOA，tOA＝tA-tO；并且使喷油器模拟负载驱动电流波形从零上升到峰值电流IA的时间tOA_S与tOA相同；得到所述喷油器真实负载驱动电流波形从峰值电流IA下降到保持电流下限值IB_L的时间tAB，tAB＝tB-tA；以及所述喷油器真实负载驱动电流波形保持阶段的保持电流的斩波导通时间tBC，tBC＝tC-tB；根据获取的喷油器真实负载驱动电流波形参数数据，以及喷油器模拟负载的等效电阻RINJ_S和等效电感LINJ_S，计算喷油器模拟负载中的驱动电流波形从峰值电流IA下降到保持电流下限值IB_L的时间tAB_S，计算公式为：其中，VDIODE为续流二极管正向导通压降；设定喷油器控制单元驱动喷油器模拟负载时，喷油器模拟负载驱动电流波形保持阶段的斩波数NHOLD_S与喷油器控制单元驱动喷油器真实负载时驱动喷油器真实负载驱动电流波形保持阶段的斩波数NHOLD_R相等；计算喷油器模拟负载驱动电流波形在保持阶段的斩波周期tHOLD，计算公式为：设定喷油器控制单元驱动喷油器模拟负载时，喷油器模拟负载驱动电流波形在保持阶段的斩波导通时间tHOLD_ON与驱动喷油器真实负载时驱动喷油器真实负载驱动电流波形在保持阶段的斩波导通时间tBC相等；计算喷油器模拟负载驱动电流波形在保持阶段的斩波关断时间tHOLD_OFF，计算公式为：tHOLD_OFF＝tHOLD-tHOLD_ON将喷油器模拟负载驱动电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种喷油器模拟负载驱动电流波形调整系统，其特征在于，包括喷油器真实负载、喷油器控制单元、喷油器电流测试装置、数据存储装置、调整单元、数据采集卡和喷油器模拟负载；所述喷油器控制单元连接于喷油器真实负载和喷油器模拟负载，用于向喷油器真实负载发送喷油器真实负载驱动电流波形，并且向喷油器模拟负载发送喷油器模拟负载驱动电流波形；所述喷油器电流测试装置用于从喷油器真实负载中得到喷油器真实负载驱动电流波形；然后通过数据采集卡将喷油器真实负载的驱动电流波形转换为喷油器真实负载驱动电流波形参数数据，并将该喷油器真实负载驱动电流波形参数数据存储在存储装置中；所述调整单元根据喷油器真实负载驱动电流波形参数数据调整喷油器模拟负载驱动电流波形保持阶段的斩波关断时间，使喷油器驱动控制模块在分别驱动喷油器模拟负载和真实负载时，喷油器驱动电路中功率开关器件的功耗和热应力相等。

【技术特征摘要】
1.一种喷油器模拟负载驱动电流波形调整系统，其特征在于，包括喷油器真实负载、喷油器控制单元、喷油器电流测试装置、数据存储装置、调整单元、数据采集卡和喷油器模拟负载；所述喷油器控制单元连接于喷油器真实负载和喷油器模拟负载，用于向喷油器真实负载发送喷油器真实负载驱动电流波形，并且向喷油器模拟负载发送喷油器模拟负载驱动电流波形；所述喷油器电流测试装置用于从喷油器真实负载中得到喷油器真实负载驱动电流波形；然后通过数据采集卡将喷油器真实负载的驱动电流波形转换为喷油器真实负载驱动电流波形参数数据，并将该喷油器真实负载驱动电流波形参数数据存储在存储装置中；所述调整单元根据喷油器真实负载驱动电流波形参数数据调整喷油器模拟负载驱动电流波形保持阶段的斩波关断时间，使喷油器驱动控制模块在分别驱动喷油器模拟负载和真实负载时，喷油器驱动电路中功率开关器件的功耗和热应力相等。2.根据权利要求1所述的喷油器模拟负载驱动电流波形调整系统，其特征在于，喷油器模拟负载包括串联的电阻器和电感器，喷油器模拟负载的等效电阻RINJ_S与喷油器真实负载的等效电阻RINJ_R相等；喷油器模拟负载的等效电感LINJ_S与喷油器真实负载在关断状态下的等效电感LINJ_R_OFF相等。3.根据权利要求1所述的喷油器模拟负载驱动电流波形调整系统，其特征在于，所述喷油器控制单元为发动机电子控制单元，并包括微处理器和喷油器驱动控制模块，微处理器的时间处理单元模块发出喷射脉宽信号给喷油器驱动控制模块，所述喷油器驱动控制模块根据喷射脉宽信号输出喷油器驱动电流波形。4.一种喷油器模拟负载驱动电流波形调整方法，其特征在于，包括：喷油器控制单元向喷油器真实负载发送喷油器真实负载驱动电流波形；所述喷油器电流测试装置从喷油器真实负载中得到喷油器真实负载驱动电流波形；数据采集卡将喷油器真实负载的驱动电流波形转换为喷油器真实负载驱动电流波形参数数据，并将该喷油器真实负载驱动电流波形参数数据存储在存储装置中；调整单元根据喷油器真实负载驱动电流波形参数数据调整喷油器模拟负载驱动电流波形保持阶段的斩波关断时间，使喷油器驱动控制模块在分别驱动喷油器模拟负载和真实负载时，喷油器驱动电路功率开关器件的功耗和热应力相等。5.根据权利要求4所述的喷油器模拟负载驱动电流波形调整方法，其特征在于，所述调整单元根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋建鹏，王强，孙鹏远，闻继伟，赵目龙，赵楠楠，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22