一种发动机用电磁阀驱动电路制造技术

一种发动机用电磁阀驱动电路涉及电控柴油机燃油喷射系统中的电磁控制旁通阀驱动技术领域。其特征是，它含有一个信号处理电路，该电路接收由发动机电子控制单元发出的控制脉冲Ａ，并分别输出高压驱动脉冲Ａ↓［Ｈ］和低压驱动脉冲Ａ↓［Ｌ］到高端驱动电路，同时接收由低端驱动电路对电磁阀采样反馈的电流信号，进行处理后调节低压驱动脉冲Ａ↓［Ｌ］对高端驱动电路进行调节控制，从而调节电磁阀的驱动电流，低端驱动电路直接接收由发动机电子控制单元发出的脉冲信号Ｂ，该脉冲信号与控制信号Ａ相同。本实用新型专利技术能够缩短电磁阀关闭时间，提高驱动电磁阀的能力，缩短了反馈周期，减小了驱动电流波动范围，提高了控制精度。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种发动机用电磁阀驱动电路涉及电控柴油机燃油喷射系统中的电磁控制旁通阀驱动，可用于电磁阀驱动的相关

技术介绍
在电控发动机喷射系统中，对电磁阀的关闭动作有较严格的要求，由于电磁阀的关闭动作与驱动电流有密切关系，所以在完成电磁阀动作时多通过精确控制驱动电流实现，这在发动机电磁阀驱动中表现的尤为明显，驱动电流常常要求形如附图4所示的两段式驱动电流，电磁阀在T1和T2时间段内完成闭合动作，在T3时间段内维持闭合状态直至结束。为获得该类型的驱动电流，已开发出一些驱动电路，如传统的高低端驱动结构各电磁阀共用一套高端驱动电路，包括一个高端驱动电源和一个高端功率三极管，高端驱动电源电压多采用车载蓄电池电压——24V；每个电磁阀各有一套低端驱动电路，每套低端驱动电路的主要器件为一个低端功率三级管，为检测驱动电流，多在各电磁阀的公共端设置一个采样电阻。工作时，通过改变高端功率三极管控制脉冲的占空比调整驱动电流大小，通过选通低端功率三极管实现选缸工作。该驱动电路结构简单，但其缺点也比较明显首先，电磁阀关闭时间过长。其原因是24V的驱动电源电压在较短时间内无法提供足够的能量，导致驱动电流上升缓慢，不足以在短时间内产生足够的电磁力关闭电磁阀。如果单纯的依靠提高驱动电源电压减小电磁阀关闭时间，将会极大的增加能量消耗，这种改进方案通常不被采用。其次，控制精度低。为将驱动电流的大小调整到符合要求的形状，需对驱动电流采用电流闭环反馈控制。高低端驱动电路中，由于硬件电路只提供了驱动电流反馈值，所以对驱动电流的采样、比较以及调整高端功率三极管控制脉冲占空比等控制动作都必须依靠软件完成，这种控制方式被称为软件电流反馈控制，其控制软件的编写非常复杂，而且对占空比的调整频率也非常低，一般不超过100Hz，如此低的反馈控制频率必然导致电流波动幅度较大，控制精度较低。可见，传统的驱动电路在驱动能力、控制精度上都有待改进。
技术实现思路
本技术的目的是提出一种发动机用电磁阀驱动电路。该驱动电路的驱动能力强，能够缩短电磁阀关闭时间，还能够提高电流控制的精度。本技术含有分别连接在电磁阀两端的高端驱动电路和低端驱动电路，其特征在于，还含有一个信号处理电路，所述信号处理电路接收由发动机电子控制单元发出的控制脉冲A，并分别输出一个高压驱动脉冲AH和一个低压驱动脉冲AL到所述高端驱动电路，同时接收由所述低端驱动电路对所述电磁阀采样反馈的电流信号，进行处理后调节所述低压驱动脉冲AL对所述高端驱动电路进行调节控制，从而调节电磁阀的驱动电流，所述低端驱动电路直接接收由发动机电子控制单元发出的脉冲信号B，该脉冲信号与所述控制信号A相同。所述高端驱动电路含有一个由高电压驱动的高压功率三极管MH和一个由低电压驱动的低压功率三极管ML，所述高压功率三极管MH的门极接收上述信号处理电路发出的高压驱动脉冲AH，所述低压功率三极管ML的门极接收上述信号处理电路发出的低压驱动脉冲AL，所述高压功率三极管MH的发射极连接所述电磁阀的一端，在所述低压功率三极管ML的发射极和所述高压功率三极管MH的发射极之间连接一个实现隔离作用的二极管D0。所述信号处理电路接收发动机电子控制单元发出的控制脉冲A，该控制脉冲A经过一个定时器(1)后输出上述高压驱动脉冲AH到上述高端驱动电路；所述发动机电子控制单元发出的控制脉冲A还输入一个硬件反馈电流闭环反馈控制电路，该反馈控制电路接收上述低端驱动电路反馈的电流信号，该电流信号经过一个放大器U1放大后输入一个比较器U2与一个参考电压进行比较；所述控制脉冲A经过另一个定时器(2)后输入一个三极管T1，并控制该三极管T1的导通和截止，所述比较器U2的参考电压输入端与所述三极管T1的发射极之间连接决定所述参考电压电平的电阻，通过所述三极管T1的导通和截止，改变所述电阻的阻值，从而使参考电压在高电平UH和低电平UL间切换，该参考电压与所述放大器U1输出的电流反馈信号进行比较后输入一个触发器，该触发器输出信号与所述控制脉冲A共同输入一个与门U3，该与门U3输出低压驱动脉冲AL到所述高端驱动电路。所述低端驱动电路含有连接在电磁阀一端，且个数与所述电磁阀个数一致的低端功率三极管，所述每一个低端功率三极管的门极接收一路由发动机电子控制单元发出的与上述控制脉冲相同的脉冲信号B，所述低端功率三极管的发射极共同连接一个采样电阻Rs，所述低端功率三极管的集电极分别连接所述各个电磁阀的一端；在所述低端功率三极管的发射极和电磁阀与所述高端驱动电路连接的一端之间还连接有一个续流二极管D1。所述高压功率三极管MH的驱动电压为100V±50V。所述低压功率三极管ML的驱动电压是车载蓄电池的输出电压。实验证明，与现有技术相比，本技术的有益效果为1.缩短了电磁阀关闭时间。本驱动电路中实现了双电压分时驱动，其高压驱动源电压在100V±50V，可在短时间内向电磁阀提供足够的能量，迅速提高驱动电流，完成电磁阀关闭动作。2.电流控制精度高。本驱动电路实现了硬件电流反馈控制。对驱动电流的采样、放大、比较及低压功率三极管的PWM脉宽调制控制信号的产生全部由硬件自动完成，不需要软件干预，故该控制电路的调整频率较高，可达到20Khz左右，这大大降低了驱动电流的波动范围，提高了对电流波形的控制精度。3.控制软件简单。该控制电路所需的输入控制信号极其简单，只需两段高电平脉冲输入，中间不再需要进行PWM脉宽调制，这将大大降低控制软件的复杂程度。附图说明图1为本技术的驱动电路原理图(以驱动六路电磁阀为例)。图2为图1的信号处理电路原理图。图3为工作过程部分信号图。图4为电磁阀的驱动电流示意图。具体实施方式下面结合实施例和附图详细描述本技术的具体电路以及工作过程。见图1，本技术主要包括高端驱动电路、低端驱动电路和信号处理电路三部分。以驱动六路电磁阀为例，高端驱动电路位于电磁阀L1-L6(L2-L5图中未标出)一端，包括两套独立的驱动电源和功率三极管，一套包括高压驱动电源UH和高压功率三极管MH(型号为IRFB61N15D)，其中，高压驱动电源电压在100V±30V，一般可取100V，高压功率三极管MH由信号处理电路输出的AH脉冲信号控制。另一套包括低压驱动电源UL和低压功率三极管ML(型号为IRFB61N15D)，两个功率三极管MH和ML之间采用二极管D0(60CTQ150)实现隔离保护，其中，低压驱动电源直接使用24V车载蓄电池电源，低压功率三极管ML由信号处理电路输出的AL脉冲信号控制。低端驱动电路位于电磁阀L1-L6(L2-L5图中未标出)另一端，包括六个功率三极管M1-M6(IRFB61N15D)(M2-M5图中未标出)，其数目应等于发动机电磁阀数目，这些功率三极管分别连接到每个电磁阀，其控制信号B1-B6直接由发动机电子控制单元(ECU)发出，都是一段高电平脉冲。在各低端功率三极管的发射极公共端设有采样电阻Rs和续流二极管D1(60CTQ150)。信号处理电路的输入控制信号是A脉冲，其波形与低端驱动电路控制信号B1-B6脉冲完全一致，也是直接由发动机电子控制单元(ECU)发出的。见图2，信号处理电路包括定时器1(74LS123)、定时器2(74LS123)、三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机用电磁阀驱动电路，含有分别连接在电磁阀两端的高端驱动电路和低端驱动电路，其特征在于，还含有一个信号处理电路，所述信号处理电路接收由发动机电子控制单元发出的控制脉冲Ａ，并分别输出一个高压驱动脉冲Ａ↓［Ｈ］和一个低压驱动脉冲Ａ↓［Ｌ］到所述高端驱动电路，同时接收由所述低端驱动电路对所述电磁阀采样反馈的电流信号，进行处理后调节所述低压驱动脉冲Ａ↓［Ｌ］对所述高端驱动电路进行调节控制，从而调节电磁阀的驱动电流，所述低端驱动电路直接接收由发动机电子控制单元发出的脉冲信号Ｂ，该脉冲信号与所述控制信号Ａ相同。

【技术特征摘要】
1.一种发动机用电磁阀驱动电路，含有分别连接在电磁阀两端的高端驱动电路和低端驱动电路，其特征在于，还含有一个信号处理电路，所述信号处理电路接收由发动机电子控制单元发出的控制脉冲A，并分别输出一个高压驱动脉冲AH和一个低压驱动脉冲AL到所述高端驱动电路，同时接收由所述低端驱动电路对所述电磁阀采样反馈的电流信号，进行处理后调节所述低压驱动脉冲AL对所述高端驱动电路进行调节控制，从而调节电磁阀的驱动电流，所述低端驱动电路直接接收由发动机电子控制单元发出的脉冲信号B，该脉冲信号与所述控制信号A相同。2.如权利要求1所述的一种发动机用电磁阀驱动电路，其特征在于，所述高端驱动电路含有一个由高电压驱动的高压功率三极管MH和一个由低电压驱动的低压功率三极管ML，所述高压功率三极管MH的门极接收上述信号处理电路发出的高压驱动脉冲AH，所述低压功率三极管ML的门极接收上述信号处理电路发出的低压驱动脉冲AL，所述高压功率三极管MH的发射极连接所述电磁阀的一端，在所述低压功率三极管ML的发射极和所述高压功率三极管MH的发射极之间连接一个实现隔离作用的二极管D0。3.如权利要求1所述的一种发动机用电磁阀驱动电路，其特征在于，所述信号处理电路接收发动机电子控制单元发出的控制脉冲A，该控制脉冲A经过一个定时器(1)后输出上述高压驱动脉冲AH到上述高端驱动电路；所述发动机电子控制单元发出的控制脉冲A还输入一个硬件反馈电流闭环反馈控制电路，该反馈控制电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：张科勋，鹿笑冬，张奇，李建秋，欧阳明高，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]