CN100585150C - 一种天然气发动机电磁阀喷射驱动电路 - Google Patents

一种天然气发动机电磁阀喷射驱动电路 Download PDF

Info

Publication number
CN100585150C
CN100585150C CN200810000550A CN200810000550A CN100585150C CN 100585150 C CN100585150 C CN 100585150C CN 200810000550 A CN200810000550 A CN 200810000550A CN 200810000550 A CN200810000550 A CN 200810000550A CN 100585150 C CN100585150 C CN 100585150C
Authority
CN
China
Prior art keywords
port
resistance
comparator
connects
termination
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN200810000550A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101215995A (zh
Inventor
章健勇
李建秋
洪木南
陈林
欧阳明高
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
Original Assignee
Tsinghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University filed Critical Tsinghua University
Priority to CN200810000550A priority Critical patent/CN100585150C/zh
Publication of CN101215995A publication Critical patent/CN101215995A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100585150C publication Critical patent/CN100585150C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Abstract

一种天然气发动机电磁阀喷射驱动电路,属于电控发动机硬件系统技术领域。该驱动电路包括峰值维持脉宽产生电路、峰值维持电流设定电路、防止误喷射电路等电路;电容C7连接喷射输入信号DRVSIGNAL1和比较器A的负极端口;比较器A的输出信号COUT1连接三极管Q1基极;电阻R1连接比较器B的正极端口和输出端口;电阻R9一端连接喷射控制信号DRVSIGNAL1,另一端连接比较器C的正极端口;高低边驱动器端口2接比较器C的输出端口信号,端口8接二极管MUR1阴极;MOSFET芯片Q2的漏极接电源VBAT。本发明实现了峰值电流脉宽的产生;简化了喷射驱动控制方式;电路的可配置性较高;可以有效地防止误喷射发生。

Description

一种天然气发动机电磁阀喷射驱动电路
技术领域
一种天然气发动机电磁阀喷射驱动电路,涉及电控天然气发动机喷气电磁阀的驱动电路,属于电控发动机硬件系统技术领域。
背景技术
在电控天然气发动机喷射系统中,对电磁阀的驱动控制是实现多点喷射精确控制的基础。电磁阀动作是通过控制驱动电流产生的电磁力实现的。关闭电磁阀时,接通驱动电路并产生适当的驱动电流,驱动电流又通过电磁阀线圈产生足够的电磁力驱动衔铁运动并落座,从而断开电磁阀某条天然气管路;电磁阀打开时,驱动电路断开,不再产生驱动电流与电磁力,衔铁在复位弹簧的作用下复位,接通关闭时闭合的气路。这是一个涉及到机、电、磁等诸多因素相互作用的过程,使电磁阀衔铁运动的机械能是由电磁力提供的,但电磁力受控于驱动电流,而驱动电流又是由驱动电路控制的。
为达到保护电磁阀、提高可靠性等目的,电磁阀关闭过程对驱动电流大小、持续时间等参数都有一定的要求,这些参数使驱动电流表现出特定的波形。现阶段,综合性能最好的是‘峰值+维持’波形的驱动电流,该电流波形如图1所示。为了实现该类型的驱动电流,已开发出一些驱动电路。如传统的高低端驱动结构,各电磁阀共用一个高端驱动电路,包括一个高端驱动电源和一个高端功率驱动管。每个电磁阀各有一套低端驱动电路,主要器件为一低端功率三极管为检测驱动电流,多在各电磁阀的公共端设置采样电阻。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功能。该驱动电路虽然实现简单,但是存在一些缺点:首先,对驱动电流进行控制需要实现软件反馈,即单片机对驱动电流采样,然后对控制脉冲占空比进行调制控制,软件工作量较大,同时控制频率较低,精度无法提高。其次,在硬件驱动上无法有效防止误喷射的发生。
传统的天然气电磁阀喷射驱动电路在驱动能力、控制可靠性上都需要改进。为克服以上不足,本发明的任务是提高驱动电路能力,提高驱动可靠性;同时降低驱动电路的成本。
发明内容
本发明的目的在于提出一种可配置式天然气喷射电磁阀驱动电路。整个驱动电路包括峰值维持脉宽产生电路、峰值维持电流设定电路、防止误喷射电路、高低边驱动及电流采样电路四部分组成。峰值维持脉宽产生电路包括比较器、保护二极管、电阻、电容等;峰值维持电流设定电路包括比较器、三极管、电阻、电容等;防止误喷射电路包括比较器、电阻、电容等;高低边驱动及电流采样电路包括高低边驱动芯片、二极管、电容、驱动管、运算放大器、采样电阻等。该控制电路接收喷射控制脉冲,自动产生峰值脉宽设定,可以维持驱动电流在设定范围内。
峰值维持脉宽产生电路由比较器A和两路RC电路组成。包括电阻R10、R14、R18,电容C1、C2、C7,齐纳二极管D1、D3,比较器A。电容C7连接喷射控制信号DRVSIGNAL1和比较器A的负极端口。电阻R18,一端接比较器A的负极端口,另一端接地。齐纳二极管D3和电阻R18并联,阴极端接比较器A的负极端口,阳极端接地。电容C1一端接地,一端接电源VCC。电阻R8一端接地,另一端接比较器A的正极端口。电阻R14一端接电源VCC,另一端接比较器A的正极端口。齐纳二极管D1和电阻R8并联,阴极端接比较器A的正极端口,阳极端接地。电容C2连接比较器A的正极端口和输出端口。电阻R10连接电源VCC和比较器A的输出端口。该电路输入信号为喷射控制信号DRVSIGNAL1,输出给峰值维持电流设定电路的信号为比较器A的输出端口信号COUT1。
峰值维持电流设定电路包括比较器B,NPN三极管Q1,电阻R1、R2、R3、R5、R7、R11、R12、R16,电容C4。比较器A的输出信号COUT1输入三极管Q1的基极,三极管的发射极接地。电阻R16一端接电阻R12,另一端接地。电阻R12连接R16和三极管Q1的发射极。电阻R11一端与三极管Q1的发射极相连,另一端和电阻R7相连。电阻R7一端连接电源VCC,另一端连接电阻R11。电容C4一端连接电阻R11,另一端连接电阻R5。电阻R5连接电容C4和电阻R2。电阻R2一端接比较器B的正极端口,另一端接地。比较器B的负极端口输入来自高低边驱动及电流采样电路输出的电流反馈信号CRT1。电阻R1连接比较器B的正极端口和输出端口。电阻R3一端接电源VCC,另一端接比较器B的输出端口。该电路的输入信号为来自峰值维持脉宽产生电路的COUT1信号和来自高低边驱动及电流采样电路的CRT1信号,输出到防止误喷射电路的信号为比较器B的输出端口信号COUT2。
防止误喷射电路包括比较器C,电阻R4、R6、R9、R13、R15、R17。电阻R6一端连接比较器B的输出端口,另一端连接比较器C的正极端口。电阻R9一端连接喷射控制信号DRVSIGNAL1,另一端连接比较器C的正极端口。电阻R15一端连接比较器C的正极端口,另一端接地。电阻R17一端连接比较器C的负极端口,另一端接地。电阻R13一端连接电源VCC,另一端连接比较器C的负极端口。电阻R4一端连接电源VCC,另一端连接比较器C的输出端口。该电路的输入信号为喷射控制信号DRVSIGNAL1和来自峰值维持电流设定电路的COUT2信号,输出给高低边驱动及电流采样电路的信号为比较器C的输出端口信号COUT3。
高低边驱动及电流采样电路包括高低边驱动器,运算放大器,MOSFET芯片Q2、Q3,二极管MUR1、D2、D4,电阻R19、R20、R21、R22、R23、R25,采样电阻R24,电容C3、C5、C6、C8、C9、C10。电容C3一端接电平V_D12,另一端接地。高低边驱动器端口1接电平V_D12,端口2接比较器C的输出端口信号,端口3接喷射控制信号DRVSIGNAL1,端口4接地,端口5接电阻R20,端口6接电容C6,端口7接电阻R19,端口8接二极管MUR1阴极。二极管MUR1的阳极接电平V_D12,阴极接高低边驱动器的端口8。电容C5的正极接高低边驱动器的端口8,负极接高低边驱动器的端口6。电容C6两端连接高低边驱动器的端口8和端口6。二极管D2的阳极接高低边驱动器的端口6,阴极接MOSFET芯片Q2的栅极。二极管D4的阴极接高低边驱动器的端口6,阳极接地。电阻R19一端接高低边驱动器的端口7,另一端接MOSFET芯片Q2的栅极。电阻R20一端接高低边驱动器的端口5,另一端接MOSFET芯片Q3的栅极。MOSFET芯片Q2的漏极接电源VBAT,源极接电磁阀一端。MOSFET芯片Q3的漏极接电磁阀的另一端,源极接采样电阻R24。采样电阻R24一端接MOSFET芯片Q3的源极,另一端接地。电阻R21一端接电容C10,另一端接采样电阻R24。电容C10和C8并联,一端接电阻R21,另一端接地。电阻R23一端接运算放大器的负极,另一端接地。电阻R22一端接运算放大器的负极,另一端接电阻R25。电阻R25一端接电阻R22,另一端接运算放大器的输出端口。电容C9一端接电源VCC,另一端接地。运算放大器的输出端口信号是CRT1。该电路的输入信号为喷射控制信号DRVSIGNAL1和来自防止误喷射电路的信号COUT3,输出信号为电流反馈信号CRT1,CRT1信号输入峰值维持电流设定电路。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1.简化了喷射驱动控制方式,单片机只需要发出喷射方波脉冲即可,选缸脉冲和喷射脉冲完全一样,单片机不用占用很大资源来产生复杂的喷射控制脉冲。
2.电路的可配置性较高,通过电路中不同电阻值的设定,可以实现不同峰值电流和维持电流的设定。
3.电路的可靠性提高,通过电路模块的设计,可以有效地防止误喷射发生。
附图说明
图1为驱动电流示意图。
图2为本发明示意图。
图3为本发明工作过程部分信号图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图进一步说明本发明。
图1为驱动电流示意图。图2为本发明示意图。图3为本发明工作过程部分信号图。
整个驱动电路包括峰值维持脉宽产生电路、峰值维持电流设定电路、防止误喷射电路、高低边驱动及电流采样电路四部分组成。峰值维持脉宽产生电路由比较器A和两路RC电路组成,喷射驱动脉冲信号输入一路RC电路,然后输入LM2902比较器A负极端口。当脉冲输入端为低电平时,比较器A正极端口的电平比负极端口高,则比较器A输出低电平。在脉冲输入端变成高电平后,比较器A的正极端口电平从0V上升到2.5V,负极端口电平从5V下降到0V,在两端口电平相等前,比较器A输出高电平。该段高电平的宽度即为峰值电流脉宽。
峰值维持电流设定电路包括LM2902比较器B、NPN三极管、电阻和电容。比较器A输出的峰值脉冲通过NPN三极管组成的电阻配置电路,在比较器B的正极端口形成两种不同的电平,比较器B的负极端口为采样电流经过运算放大器放大后的电平,相应的比较器B的输出端口对不同电平进行比较控制,即可实现不同峰值和维持电流的配置。
防止误喷射电路由比较器C和一系列电阻组成,在喷射信号输入端为低电平时,比较器C的正极端口的电平一直低于负极端口的电平,因此输出端口的电平一直为低,可以有效防止误喷射的发生。
高低边驱动及电流采样电路由高低边驱动器IR2101、MOSFET、二极管、电阻、电容、高精度的功率采样电阻、AD8051运算放大器等组成。比较器C的输出控制信号作为高边驱动控制信号,喷射控制脉冲作为低边驱动控制信号,可以有效地实现高低边驱动方式。通过电阻配置可以实现电流的采样和放大。采样后的电平与设定的电平比较,实现不同峰值和维持电流的电流控制方式。
本发明与现有技术相比,具有以下优点和效果:首先,通过LM2902比较器和相应的电路设置在硬件上实现了峰值电流脉宽的产生;其次,通过不同的电阻设置可以实现不同幅值的峰值和维持电流设置;最后,本驱动电路具有较高的可靠性,可以有效地防止误喷射发生。

Claims (1)

1、一种天然气发动机电磁阀喷射驱动电路,其特征在于,该驱动电路包括峰值维持脉宽产生电路、峰值维持电流设定电路、防止误喷射电路、高低边驱动及电流采样电路;
所述峰值维持脉宽产生电路包括电阻R10、R14、R18,电容C1、C2、C7,齐纳二极管D1、D3,比较器A;
电容C7连接喷射控制信号(DRVSIGNAL1)和比较器A的负极端口;电阻R18一端接比较器A的负极端口,另一端接地;齐纳二极管D3和电阻R18并联,阴极端接比较器A的负极端口,阳极端接地;电容C1一端接地,一端接电源VCC;电阻R8一端接地,另一端接比较器A的正极端口;电阻R14一端接电源VCC,另一端接比较器A的正极端口;齐纳二极管D1和电阻R8并联,阴极端接比较器A的正极端口,阳极端接地;电容C2连接比较器A的正极端口和输出端口;电阻R10连接电源VCC和比较器A的输出端口;
所述峰值维持电流设定电路包括比较器B,NPN三极管Q1,电阻R1、R2、R3、R5、R7、R11、R12、R16,电容C4;
所述比较器A的输出信号COUT1输入三极管Q1的基极,三极管的发射极接地;电阻R16一端接电阻R12,另一端接地;电阻R12连接R16和三极管Q1的发射极;电阻R11一端与三极管Q1的发射极相连,另一端和电阻R7相连;电阻R7一端连接电源VCC,另一端连接电阻R11;电容C4一端连接电阻R11,另一端连接电阻R5;电阻R5连接电容C4和电阻R2;电阻R2一端接比较器B的正极端口,另一端接地;比较器B的负极端口输入来自高低边驱动及电流采样电路输出的电流反馈信号CRT1;电阻R1连接比较器B的正极端口和输出端口;电阻R3一端接电源VCC,另一端接比较器B的输出端口;
所述防止误喷射电路包括比较器C,电阻R4、R6、R9、R13、R15、R17;
电阻R6一端连接比较器B的输出端口,另一端连接比较器C的正极端口;电阻R9一端连接喷射控制信号(DRVSIGNAL1),另一端连接比较器C的正极端口;电阻R15一端连接比较器C的正极端口,另一端接地;电阻R17一端连接比较器C的负极端口,另一端接地;电阻R13一端连接电源VCC,另一端连接比较器C的负极端口;电阻R4一端连接电源VCC,另一端连接比较器C的输出端口;
所述高低边驱动及电流采样电路包括高低边驱动器,运算放大器,MOSFET芯片Q2、Q3,二极管MUR1、D2、D4,电阻R19、R20、R21、R22、R23、R25,采样电阻R24,电容C3、C5、C6、C8、C9、C10;
电容C3一端接电平V_D12,另一端接地;高低边驱动器端口1接电平V_D12,端口2接比较器C的输出端口信号,端口3接喷射控制信号(DRVSIGNAL1),端口4接地,端口5接电阻R20,端口6接电容C6,端口7接电阻R19,端口8接二极管MUR1阴极;二极管MUR1的阳极接电平V_D12,阴极接高低边驱动器的端口8;电容C5的正极接高低边驱动器的端口8,负极接高低边驱动器的端口6;电容C6两端连接高低边驱动器的端口8和端口6;二极管D2的阳极接高低边驱动器的端口6,阴极接MOSFET芯片Q2的栅极;二极管D4的阴极接高低边驱动器的端口6,阳极接地;电阻R19一端接高低边驱动器的端口7,另一端接MOSFET芯片Q2的栅极;电阻R20一端接高低边驱动器的端口5,另一端接MOSFET芯片Q3的栅极;MOSFET芯片Q2的漏极接电源VBAT,源极接电磁阀一端;MOSFET芯片Q3的漏极接电磁阀的另一端,源极接采样电阻R24;采样电阻R24一端接MOSFET芯片Q3的源极,另一端接地;电阻R21一端接电容C10,另一端接采样电阻R24;电容C10和C8并联,一端接电阻R21,另一端接地;电阻R23一端接运算放大器的负极,另一端接地;电阻R22一端接运算放大器的负极,另一端接电阻R25;电阻R25一端接电阻R22,另一端接运算放大器的输出端口;电容C9一端接电源VCC,另一端接地。
CN200810000550A 2008-01-21 2008-01-21 一种天然气发动机电磁阀喷射驱动电路 Expired - Fee Related CN100585150C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200810000550A CN100585150C (zh) 2008-01-21 2008-01-21 一种天然气发动机电磁阀喷射驱动电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200810000550A CN100585150C (zh) 2008-01-21 2008-01-21 一种天然气发动机电磁阀喷射驱动电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101215995A CN101215995A (zh) 2008-07-09
CN100585150C true CN100585150C (zh) 2010-01-27

Family

ID=39622498

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200810000550A Expired - Fee Related CN100585150C (zh) 2008-01-21 2008-01-21 一种天然气发动机电磁阀喷射驱动电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100585150C (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101956857B (zh) * 2010-09-21 2012-07-04 金龙联合汽车工业(苏州)有限公司 汽车电磁阀的控制保护自检电路
CN103321727B (zh) * 2012-03-21 2015-07-22 联创汽车电子有限公司 汽车尾气处理系统的还原剂喷射控制电路
CN104564461B (zh) * 2013-10-10 2017-12-15 中国人民解放军海军工程大学 一种电流反馈控制的喷油器电磁阀驱动电路
CN106402458B (zh) * 2016-10-31 2019-07-12 北京航天动力研究所 一种节能电流可调节斩波驱动电路
JP6873316B2 (ja) * 2017-08-01 2021-05-19 カミンズ インコーポレーテッド エンジン制御モジュールにおいて複数のハイサイド負荷を接続するための制御論理回路
CN108661815B (zh) * 2018-04-16 2020-03-31 江苏大学 一种电控燃油计量单元电磁阀控制系统及控制方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
增压天然气发动机电控喷射系统的研究. 夏源,周希德.内燃机学报,第20卷第06期. 2002
增压天然气发动机电控喷射系统的研究. 夏源,周希德.内燃机学报,第20卷第06期. 2002 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN101215995A (zh) 2008-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100585150C (zh) 一种天然气发动机电磁阀喷射驱动电路
CN201148923Y (zh) 一种天然气发动机电磁阀喷射驱动电路
CN101975301B (zh) 基于fpga的电磁阀驱动模块
CN103016227B (zh) 能在线调节的电磁阀驱动装置
CN207976736U (zh) 一种电磁阀控制器及汽车变速器液压模块电磁阀测控系统
CN1317501C (zh) 一种发动机用电磁阀驱动电路
CN104564461B (zh) 一种电流反馈控制的喷油器电磁阀驱动电路
CN108301950B (zh) 一种天然气喷射电磁阀的双压驱动电路
CN104747333A (zh) 一种高压共轨喷油器的集成式驱动电路
CN204498094U (zh) 有源相控阵雷达t/r组件的调制脉冲驱动电路
CN104747332A (zh) 一种柴油机电控共轨喷油器的驱动电路
CN202091047U (zh) 基于ir2110的高压悬浮电磁阀驱动电路
CN204835904U (zh) 一种半桥驱动电路的电磁干扰与效率动态平衡装置
CN104518705B (zh) 电容执行器充电和放电电路装置的运行方法
CN110375107B (zh) 汽车电磁阀控制电路及其控制方法
CN107994817A (zh) 电机反电动势采样系统及其方法
CN101303576A (zh) 基于矩阵输出的新型脉冲控制仪
CN203743576U (zh) 一种恒温燃气热水器开关阀控制电路
CN104819062B (zh) 喷油器双电源双边驱动钳压续流电路模块
CN203775016U (zh) 一种自锁高端驱动电路
CN201363200Y (zh) 一种通用式发动机电子控制单元
CN206545724U (zh) 一种流量仪表阀门控制电路
CN204493048U (zh) 一种高压共轨喷油器的集成式驱动电路
CN108131487A (zh) 一种多模式电磁阀驱动器用的电磁阀开关控制系统
CN201211453Y (zh) 基于矩阵输出的新型脉冲控制仪

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100127

Termination date: 20210121

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee