燃气发动机喷嘴驱动控制电路及采用该控制电路的燃气发动机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种燃气发动机喷嘴驱动控制电路及采用该控制电路的燃气发动机。喷嘴驱动电路包括：高压控制高位开关模块，高压控制高位开关模块连接到喷嘴的电磁线圈的一端，用于控制喷嘴开启脉冲电流的大小，使喷嘴开启；低压控制输出模块，低压控制输出模块与高压控制高位开关模块连接到喷嘴的电磁线圈的同一端，用于控制喷嘴的维持电流，将喷嘴维持在开启状态；以及低位开关模块，低位开关模块连接到喷嘴的电磁线圈的另一端，用于控制喷嘴关闭。通过本实用新型专利技术的喷嘴驱动控制电路，可实现在高速下达到精确控制燃气喷射量，同时减小系统的功耗和发热。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及燃气发动机，具体涉及燃气发动机喷嘴驱动控制。
技术介绍
发动机可包括燃油发动机和燃气发动机，随着燃油价格的不断攀升以及环保要求的提高，作为一种既经济又环保的动力设备，燃气发动机越来越受到人们的青睐，已经广泛应用于汽车等行业中。现有的燃气发动机的燃料供应系统主要由燃料气瓶、减压器、控制单元、燃料显示器、分配器(喷射系统)以及喷嘴构成。其中，喷嘴的驱动电路一般采用硬件电路实现，针对特定的喷嘴配置硬件参数，更换其他类型喷嘴后该硬件电路也需要调整，扩展能力不强。另 夕卜，驱动电路的电流在驱动过程中不可控，造成喷嘴关闭时的续流电流较大，延长喷嘴的关闭时间。而且，还有些喷嘴驱动电路只能用于12V电系系统，而不能在24V电系系统上使用，大大限制了喷嘴的应用范围。然而，在燃气发动机控制中，为了在高速运转下精确控制燃气的喷嘴量，需要燃气喷嘴能够按照控制快速的开启和关闭，尽量减少开启和关闭过程的不可控时间。这就必须需要用足够大的电流开启燃气喷嘴，而用足够小的电流关闭喷嘴。同时，在整个驱动过程中，驱动电流大小可控，使得大电流对喷嘴不造成损伤，小电流能够维持喷嘴的开启状态。
技术实现思路
本技术的目的是为燃气发动机喷嘴精确控制提供一个可靠地控制驱动方式。为实现上述目的，本技术提供了一种燃气发动机喷嘴驱动控制电路，其特征在于，包括高压控制高位开关模块，所述高压控制高位开关模块连接到所述喷嘴的电磁线圈的一端，用于控制喷嘴开启脉冲电流的大小，使所述喷嘴开启；低压控制输出模块，所述低压控制输出模块与所述高压控制高位开关模块连接到所述喷嘴的电磁线圈的同一端，用于控制喷嘴的维持电流，将所述喷嘴维持在开启状态；以及低位开关模块，所述低位开关模块连接到所述喷嘴的电磁线圈的另一端，用于控制所述喷嘴关闭。本技术的一优选实施例中，所述高压控制高位开关模块采用高压控制场效应管作为高电压控制高位开关，所述高压控制场效应管漏极连接高电压，源极通过二级管连接所述喷嘴的电磁线圈的一端，且栅极接输入信号。本技术的另一优选实施例中，所述低位开关模块采用低位开关场效应管作为低位开关，所述低位开关场效应管漏极接喷嘴的电磁线圈另一端，源极接地，且栅极接输入信号，在漏极还连接有峰值吸收二级管，用于所述低位开关场效应管关断时吸收峰值电流，保护所述低位开关场效应管，所述峰值吸收二级管阳极接地。本技术的另一优选实施例中，所述低压控制输出模块采用低压控制场效应管为低压控制高位开关，所述低压控制场效应管漏极接蓄电池电压，源极通过二级管接所述喷嘴的电磁线圈的一端，且栅极接输入信号。本技术的另一优选实施例中，所述高压控制高位开关模块采用高压控制场效应管作为高电压控制高位开关，所述高压控制场效应管漏极连接高电压，源极通过二级管连接所述喷嘴的电磁线圈的一端，且栅极接输入信号；所述低位开关模块采用低位开关场效应管作为低位开关，所述低位开关场效应管漏极接喷嘴的电磁线圈另一端，源极S接地，且栅极接输入信号，在漏极还连接有峰值吸收二级管，用于所述低位开关场效应管关断时吸收峰值电流，保护所述低位开关场效应管，所述峰值吸收二级管阳极接地；所述低压控制输出模块采用低压控制场效应管为低压控制高位开关，所述低压控制场效应管漏极接蓄电池电压，源极通过二级管接所述喷嘴的电磁线圈的一端，且栅极接输入信号；且所述喷嘴的电磁线圈的一端还连接有二极管，所述二极管阳极接地，阴极接所述喷嘴的电磁线圈，用于为所述高压控制场效应管和低位开关场效应管关断后的喷嘴电磁线圈提供续流通道。上述实施例中，优选地，所述场效应管是结型场效应管。本技术还提供了一种燃气发动机，其特征在于，所述燃气发动机包括上述的喷嘴驱动控制电路。根据本技术的喷嘴驱动控制电路，在燃气发动机控制中，对燃气喷嘴的控制采用两级供电的方式完成，用高压窄脉冲提供的大电流实现电磁阀的迅速开启，用低压PWM方式达到用小电流维持电磁阀开启状态的目的，从而实现在高速下达到精确控制燃气喷射量，同时减小系统的功耗和发热。此外，本技术可针对不同规格燃气喷嘴实现驱动电流可编程控制，配合相关软件工具，大大提高了本电路的应用范围。附图说明图I是本技术的燃气喷嘴驱动电路图；图2是本技术的燃气喷嘴驱动控制过程时序图。具体实施方式以下将结合附图对本技术的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本技术的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本技术范围的限制，而只是为了说明本技术技术方案的实质精神。图中相同的部分采用相同的附图标记表不。目前，燃气发动机中燃气喷嘴一般通过电磁阀，尤其是电磁阀针阀来控制喷嘴的开关。燃气喷嘴工作时，大体上可分为三个阶段第一阶段是喷嘴从关闭到全部打开，第二阶段是维持在打开状态，第三阶段是喷嘴从全开到全闭的关闭阶段。理想的状态时，第一和第三阶段所占用的时间为零，这样才能保证控制系统对喷射量控制的精度。为实现这一目标，需要在第一阶段给喷嘴一个大电流，尽量缩短这个阶段的时间。同时，以最短的时间将喷嘴上的电流减小到零，从而减少第三阶段(即关闭阶段)的时间。此夕卜，控制第二阶段，以降低能耗，减少喷嘴的发热量，并为第三阶段创造条件。为达到上述控制目标，本技术的一实施例中，如图I所示，喷嘴驱动控制电路100提供了高压控制高位开关模块10、低压控制输出模块20、以及低位开关模块30。应注意，这里的高压是指相对于低压而言的相对高压，并非绝对的高压，例如，假设低压是12V，则20V可以称为高压。高位开关模块10能够瞬时提供大电流，使喷嘴快速开启；低压控制输出模块20将喷嘴维持在开启状态；低位开关模块30控制喷嘴快速关闭。第一阶段驱动电流大小可以通过高电压输出时间来控制；第二阶段电流大小通过低电压脉宽调制方式控制；第三阶段通过电路开关关闭顺序和添加峰值吸收管来实现。图I的喷嘴驱动控制电路100中，高压控制高位开关模块10采用高压控制场效应 管Ql作为高电压控制高位开关，漏极D接高电压VH，源极S通过二级管Dl接燃气喷嘴电磁线圈LI的一端即高端，栅极接输入信号1，输入信号I可由机动车的微处理器提供。低位开关模块30采用低位开关场效应管Q3作为低位开关，漏极D接燃气喷嘴的电磁线圈另一端即低端，源极S接地，栅极接输入信号3，输入信号3可由机动车的微处理器提供。峰值吸收二级管D3阳极接地，阴极接燃气喷嘴电磁线圈低端，为场效应管Q3关断时吸收峰值电流，保护场效应管Q3。低压控制输出模块20采用低电压控制输出采用低压控制场效应管Q2为高位开关，漏极D接蓄电池电压VL，源极S通过二级管D2接燃气喷嘴电磁线圈的一端即高端，栅极接输入信号2，输入信号2可由机动车的微处理器提供。二极管D4阳极接地，阴极接燃气喷嘴电磁线圈闻端，为闻电压控制闻位开关Ql或Q3关断后的燃气喷嘴电磁线圈提供续流通道。驱动电路100工作时，燃气喷嘴按照图2所示给定的时序进行工作。首先，低位开关先于高位开关打开，曲线6为低位开关输入3的控制信号，以便于确定喷嘴开启时刻，该开启时刻具体由闻电压闻位开关驱动输入I决定。曲线5为闻电压闻位开关输入I的控制信号，其中，tH时间为燃气喷嘴电磁线圈电流上升到第一个拐点时的时间，这段时间燃气喷嘴针阀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气发动机喷嘴驱动控制电路，其特征在于，包括：高压控制高位开关模块，所述高压控制高位开关模块连接到所述喷嘴的电磁线圈的一端（L1），用于控制喷嘴开启脉冲电流的大小，使所述喷嘴开启；低压控制输出模块，所述低压控制输出模块与所述高压控制高位开关模块连接到所述喷嘴的电磁线圈的同一端（L1），用于控制喷嘴的维持电流，将所述喷嘴维持在开启状态；以及低位开关模块，所述低位开关模块连接到所述喷嘴的电磁线圈的另一端，用于控制所述喷嘴关闭。

【技术特征摘要】
1.一种燃气发动机喷嘴驱动控制电路，其特征在于，包括 高压控制高位开关模块，所述高压控制高位开关模块连接到所述喷嘴的电磁线圈的一端(LI)，用于控制喷嘴开启脉冲电流的大小，使所述喷嘴开启； 低压控制输出模块，所述低压控制输出模块与所述高压控制高位开关模块连接到所述喷嘴的电磁线圈的同一端(LI)，用于控制喷嘴的维持电流，将所述喷嘴维持在开启状态；以及 低位开关模块，所述低位开关模块连接到所述喷嘴的电磁线圈的另一端，用于控制所述喷嘴关闭。2.根据权利要求I所述的喷嘴驱动控制电路，其特征在于所述高压控制高位开关模块采用高压控制场效应管(Ql)作为高电压控制高位开关，所述高压控制场效应管(Ql)漏极连接高电压，源极通过二级管(Dl)连接所述喷嘴的电磁线圈的一端(LI)，且栅极接输入信号。3.根据权利要求I所述的喷嘴驱动控制电路，其特征在于所述低位开关模块采用低位开关场效应管(Q3)作为低位开关，所述低位开关场效应管(Q3)漏极接喷嘴的电磁线圈另一端，源极S接地，且栅极接输入信号，在漏极还连接有峰值吸收二级管(D3)，用于所述低位开关场效应管(Q3)关断时吸收峰值电流，保护所述低位开关场效应管，所述峰值吸收二级管(D3)阳极接地。4.根据权利要求I所述的喷嘴驱动控制电路，其特征在于所述低压控制输出模块采用低压控制场效应管(Q2)为低压控制高位开关，所述低压控制场效应管(Q2)漏极接蓄电池电压，源极通过二级...

【专利技术属性】
技术研发人员：李波，曹广滨，
申请(专利权)人：罗达莱克斯阀门上海有限公司，
类型：实用新型
国别省市：