CN103912391A - 发动机喷油控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机喷油控制系统，微处理器输出进行喷油信号、电压类型信号两路信号，控制喷油器喷油时负载电流的斩波电压类型以及相应斩波时间长度，通过可编程逻辑器件实时读取电压、电流检测单元的反馈信号，控制当前喷油的喷油器高、低边开关驱动电路，实现喷油器负载驱动电流的均值、峰峰值控制；本发明的发动机喷油控制系统，并可通过可编程逻辑器件实时检测喷油器在各个工作阶段的高边电压反馈信息、高\低边电流反馈信息，实现喷油器故障诊断。本发明的发动机喷油控制系统，以可编程逻辑器件实现了发动机喷油控制及多种故障的诊断，电路结构简单，微处理器控制逻辑简单，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及发动机喷油控制技术，特别涉及一种发动机喷油控制系统。
背景技术
汽车发动机喷油控制系统主要包含驱动控制、信号采集以及故障诊断与保护等单元。
现有的发动机喷油控制与诊断方式主要有：
1）使用专用喷油控制集成电路的方式。采用该方式控制发动机喷油时，微控制器MCU通过对专用喷油控制集成电路的相关参数配置与信号采样，实现发动机喷油控制、故障诊断。专用喷油控制集成电路集成度高，但价格昂贵。
2）使用分立元器件的方式。该方式利用分立器件设计发动机喷油驱动控制及诊断保护电路，可以实现正常喷油控制与故障保护，但其缺点明显：（1）使用大量分立元件，电路集成度低、成本高；（2）使MCU的控制逻辑复杂；（3）仅能实现过流、过压等少数故障诊断保护。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种发动机喷油控制系统，能实现发动机喷油控制及多种故障的诊断，电路结构简单，微处理器控制逻辑简单，成本低。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种发动机喷油控制系统，其包括微处理器、可编程逻辑器件、高边驱动开关电路、低边驱动开关电路、低边电流检测电路；
所述高边驱动开关电路同低边驱动开关电路组成多个回路，x号喷油器接在第x个回路中；
所述低边电流检测电路，用于检测各个回路的负载低边电流信号；
所述微处理器确定当前要喷油的喷油器，如果x号喷油器为当前要喷油的喷油器，则输出x号喷油器喷油状态信号为1状态，x号喷油器喷油状态信号开始为1状态并经过第一时间后开始输出进行喷油信号为1状态，进行喷油信号开始为1状态经过第二时间后输出进行喷油信号为0状态，并输出电压类型信号为1状态，电压类型信号为1状态经过第三时间后输出电压类型信号为0状态；
所述可编程逻辑器件，在x号喷油器喷油状态信号为0状态时，输出x号喷油器低边驱动控制信号为0状态，输出x号喷油器高边驱动控制信号为0状态，使高、低边驱动开关电路同时关断第x个回路，x号喷油器进入喷油空闲阶段；
所述可编程逻辑器件，在x号喷油器喷油状态信号为1状态时：
在x号喷油器喷油状态信号开始为1状态的第一时间内，输出x号喷油器低边驱动控制信号为1状态，使第x个回路的低边驱动开关电路接通，并输出高边高压驱动控制信号为0状态、高边低压驱动控制信号为0状态，控制高边驱动开关电路关断，x号喷油器进入喷油准备阶段；
在进行喷油信号为1状态后，继续输出x号喷油器低边驱动控制信号为1状态，使第x个回路的低边驱动开关电路接通，并输出高边高压驱动控制信号为1状态，高边低压驱动控制信号为0状态，控制高边驱动开关电路以升压电压为工作电压，x号喷油器进入喷油开启阶段；
在x号喷油器进入喷油开启阶段后，如果第x个回路的负载低边电流达到峰值电流的时间大于等于最小开启时间，则在第x个回路的负载低边电流达到峰值电流之后的第四时间内输出x号喷油器低边驱动控制信号为1或0状态，使第x个回路的低边驱动开关电路接通或关断，并输出高边高压驱动控制信号为0状态，高边低压驱动控制信号为0状态，控制高边驱动开关电路关断，x号喷油器进入喷油开启跳转阶段；如果第x个回路的负载低边电流达到峰值电流的时间小于最小开启时间，则输出x号喷油器高边高压驱动控制信号为0状态，高边低压驱动控制信号为0状态，低边驱动控制信号为0状态，使第x个回路高、低边驱动开关同时关断，x号喷油器进入喷油空闲阶段；
在x号喷油器的喷油开启跳转阶段结束后，输出x号喷油器低边驱动控制信号为1状态，使第x个回路的低边驱动开关电路接通，并输出高边低压驱动控制信号为0状态，输出高边高压驱动控制信号控制高边驱动开关电路以升压电压为工作电压，以高边高压斩波频率为电流斩波频率,输出喷油电流，x号喷油器进入喷油高边高压斩波阶段；
在进行喷油信号由1状态变为0状态时起，电压类型信号为1状态时，继续输出x号喷油器低边驱动控制信号为1状态，使第x个回路的低边驱动开关电路接通，并输出高边高压驱动控制信号为0状态，输出高边低压驱动控制信号控制高边驱动开关电路以电池电压为工作电压，以高边低压斩波频率为电流斩波频率，输出喷油电流，x号喷油器进入喷油高边低压斩波阶段；
在电压类型信号由1状态变为0状态时起的第五时间内，输出x号喷油器高边高压驱动控制信号为0状态，高边低压驱动控制信号为0状态，低边驱动控制信号为0状态，使第x个回路高、低边驱动开关同时关断，x号喷油器进入喷油保持跳转阶段；
在x号喷油器的喷油保持跳转阶段结束后，输出x号喷油器低边驱动控制信号为1状态，使第x个回路的低边驱动开关电路接通，并输出高边低压驱动控制信号，控制高边驱动开关电路以电池电压为工作电压，以保持阶段斩波频率为电流斩波频率，输出喷油保持电流，x号喷油器进入喷油保持阶段。
较佳的，所述微处理器根据发动机曲轴与凸轮轴相对位置信息确定当前要喷油的喷油器。
较佳的，高边高压斩波频率、高边低压斩波频率、保持阶段斩波频率是通过硬件拨码设置；
或者高边高压斩波频率、高边低压斩波频率、保持阶段斩波频率是通过可编程逻辑器件程序直接设定。
较佳的，所述可编程逻辑器件，是复杂可编程逻辑器件或者和现场可编程门阵列。
较佳的，所述最小开启时间大于第一时间；
所述第四时间小于第二时间。
较佳的，发动机喷油控制系统，还包括高边过流检测电路、高边电压检测电路；
所述高边过流检测电路，用于检测高边驱动开关电路的高边高压电流、高边低压电流；
所述高边电压检测电路，用于检测喷油器负载的高边节点电压；
所述低边电流检测电路，用于检测各个回路的负载低边电流；
所述编程逻辑器件，根据喷油阶段第x个回路的负载低边电流，相应输出x号喷油器高边高压驱动控制信号、x号喷油器高边低压驱动控制信号，控制高边驱动开关电路在喷油高边高压斩波阶段及喷油高边低压斩波阶段输出喷油电流；根据喷油保持阶段第x个回路的负载低边电流相应输出x号喷油器高边低压驱动控制信号，控制高边驱动开关电路在喷油保持阶段输出保持电流。
较佳的，所述编程逻辑器件，对x号喷油器所在回路进行故障诊断，并输出x号喷油器所在回路的故障诊断结果到所述微处理器；
所述编程逻辑器件对x号喷油器所在回路的故障诊断，包括喷油器高边短路到电源故障诊断、喷油器高边短路到地故障诊断、x号喷油器负载短路故障诊断、x号喷油器负载开路故障诊断、x号喷油器低边短路到地故障诊断、x号喷油器低边短路到电源故障诊断、x号喷油器开启电流过斜率故障诊断、x号喷油器开启电流欠斜率故障诊断、x#喷油器回路过流故障诊断。
本发明的发动机喷油控制系统，微处理器MCU输出喷油器喷油状态信号、进行喷油信号Phase1、电压类型信号Phase0，共三路控制信号，控制喷油器喷油时负载电流的斩波电压类型（Vboost或Vbat电压类型）以及相应斩波时间长度，通过可编程逻辑器件实时读取电压、电流检测单元的反馈信号，控制当前喷油的喷油器高、低边开关驱动电路，实现喷油器负载驱动电流的均值、峰峰值控制；本发明的发动机喷油控制系统，并通过可编程逻辑器件实时检测喷油器在各个工作阶段的高边电压反馈信息、高\低边电流反馈信息，实现喷油器故障诊断与硬件保护策略。本发明的发动机喷油控制系统，以可编程逻辑器件实现了发动机喷油控制及多达九种故障的诊断，成本较低，并简化了分立器件控制发动机喷油的控制电路，拓扑结构清晰，微处理器MCU的控制逻辑简单，解决了分立器件控制方式在故障诊断与硬件保护策略实施上的困难。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面对本发明所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的发动机喷油控制系统一实施例结构示意图；
图2是单次喷射的喷油器负载电流波形示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
发动机喷油控制系统，如图1所示，包括微处理器MCU、可编程逻辑器件、高边驱动开关电路、低边驱动开关电路、低边电流检测电路；
所述高边驱动开关电路同低边驱动开关电路组成多个回路，x号喷油器接在第x个回路中；
所述低边电流检测电路，用于检测各个回路的负载低边电流信号；
所述微处理器MCU，根据发动机曲轴、凸轮轴位置相对位置信息确定当前要喷油的喷油器，如果x号喷油器为当前要喷油的喷油器，则输出x号喷油器喷油状态信号Cylx_Pulse为1状态，x号喷油器喷油状态信号Cylx_Pulse开始为1状态并经过第一时间后开始输出进行喷油信号Phase1为1状态，进行喷油信号Phase1开始为1状态经过第二时间后输出进行喷油信号Phase1为0状态，并输出电压类型信号Phase0为1状态，电压类型信号Phase0开始为1状态经过第三时间后输出电压类型信号Phase0为0状态；
所述可编程逻辑器件，在x号喷油器喷油状态信号Cylx_Pulse为0状态时，输出x号喷油器低边驱动控制信号Inj_LSDx_Dri为0状态，输出x号喷油器高边高压驱动控制信号Inj_HHD_Dri为0状态、输出x号喷油器高边低压驱动控制信号Inj_HLD_Dri为0状态，使高、低边驱动开关电路同时关断第x个回路，x号喷油器进入喷油空闲阶段（Idle）；
所述可编程逻辑器件，在x号喷油器喷油状态信号Cylx_Pulse为1状态时：
在x号喷油器喷油状态信号Cylx_Pulse开始为1状态的第一时间内，输出x号喷油器低边驱动控制信号Inj_LSDx_Dri为1状态，使第x个回路的低边驱动开关电路接通，并输出x号喷油器高边高压驱动控制信号Inj_HHD_Dri为0状态、输出x号喷油器高边低压驱动控制信号Inj_HLD_Dri为0状态，控制高边驱动开关电路关断，x号喷油器进入喷油准备阶段(Ready),较佳的，第一时间为32uS；
在进行喷油信号Phase1为1状态后，继续输出x号喷油器低边驱动控制信号Inj_LSDx_Dri为1状态，使第x个回路的低边驱动开关电路接通，并输出高边高压驱动控制信号Inj_HHD_Dri为1状态，高边低压驱动控制信号Inj_HLD_Dri为0状态，控制高边驱动开关电路以升压电压VBoost为工作电压，x号喷油器进入喷油开启阶段(Peak)；
在x号喷油器进入喷油开启阶段后，如果第x个回路的负载低边电流Inj_LSD_OCFB达到峰值电流Peak_Current的时间大于等于最小开启时间Tpeak_Min，则在第x个回路的负载低边电流达到峰值电流Peak_Current后的第四时间内继续输出x号喷油器低边驱动控制信号Inj_LSDx_Dri为1或0状态，使第x个回路的低边驱动开关电路接通或关断，并输出高边高压驱动控制信号Inj_HHD_Dri为0状态，高边低压驱动控制信号Inj_HLD_Dri为0状态，控制高边驱动开关电路关断，x号喷油器进入喷油开启跳转阶段(Peak_Jump)，第四时间小于第二时间；如果第x个回路的负载低边电流Inj_LSD_OCFB达到峰值电流Peak_Current的时间小于最小开启时间Tpeak_Min，则输出x号喷油器高边高压驱动控制信号为0状态，高边低压驱动控制信号为0状态、低边驱动控制信号Inj_LSDx_Dri为0状态，使第x个回路高、低边驱动开关同时关断，x号喷油器被保护关断，喷油过程进入喷油空闲阶段（Idle）；
较佳的，最小开启时间Tpeak_Min大于第一时间；
在x号喷油器的喷油开启跳转阶段(Peak-Jump)结束后，输出x号喷油器低边驱动控制信号Inj_LSDx_Dri为1状态，使第x个回路的低边驱动开关电路接通，并输出高边低压驱动控制信号为0状态，输出高边高压驱动控制信号Inj_HHD_Dri，控制高边驱动开关电路以升压电压VBoost为工作电压，以高边高压斩波频率F-Boost为电流斩波频率,输出喷油电流Pullin-Current，x号喷油器进入喷油高边高压斩波阶段（Boost-Pullin）；
在进行喷油信号Phase1由1状态变为0状态时起，电压类型信号Phase0为1状态时，继续输出x号喷油器低边驱动控制信号Inj_LSDx_Dri为1状态，使第x个回路的低边驱动开关电路接通，并输出高边高压驱动控制信号为0状态，输出高边低压驱动控制信号Inj_HLD_Dri，控制高边驱动开关电路以电池电压VBat为工作电压，以高边低压斩波频率F-Bat为电流斩波频率，输出喷油电流Pullin-Current，x号喷油器进入喷油高边低压斩波阶段（Bat-Pullin）；
在电压类型信号Phase0由1状态变为0状态时起的第五时间内，输出x号喷油器高边高压驱动控制信号为0状态，高边低压驱动控制信号为0状态，低边驱动控制信号为0状态，使第x个回路高、低边驱动开关同时关断，x号喷油器进入喷油保持跳转阶段(Hold-Jump)；
在x号喷油器的喷油保持跳转阶段(Hold-Jump)结束后，输出x号喷油器低边驱动控制信号Inj_LSDx_Dri为1状态，使第x个回路的低边驱动开关电路接通，并输出x号喷油器高边低压驱动控制信号Inj_HLD_Dri，控制高边驱动开关电路以电池电压VBat为工作电压，以保持阶段斩波频率F-Hold为电流斩波频率，输出喷油保持电流Hold-Current，x号喷油器进入喷油保持阶段（Hold）。
高边高压斩波频率F-Boost、高边低压斩波频率F-Bat、喷油保持阶段斩波频率F-Hold可以通过硬件拨码设置，也可以由可编程逻辑器件程序直接设定。
可编程逻辑器件可以是CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)、FPGA（Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）等。
单次喷射的喷油器负载电流波形如图2所示。
实施例二
基于实施例一，发动机喷油控制系统，还包括高边过流检测电路、高边电压检测电路；
所述高边过流检测电路，用于检测高边驱动开关电路的高边高压电流Inj_HHD_OCFB、高边低压电流Inj_HLD_OCFB；
所述高边电压检测电路，用于检测喷油器负载的高边节点电压Inj_HSD_VFB；
所述低边电流检测电路，用于检测各个回路的负载低边电流Inj_LSD_OCFB；
所述编程逻辑器件，根据喷油阶段第x个回路的负载低边电流，相应输出x号喷油器高边高压驱动控制信号Inj_HHD_Dri、x号喷油器高边低压驱动控制信号Inj_HLD_Dri，控制高边驱动开关电路在喷油高边高压斩波阶段（Boost-Pullin）及喷油高边低压斩波阶段（Bat-Pullin）输出喷油电流Pullin-Current；根据喷油保持阶段第x个回路的负载低边电流，相应输出x号喷油器高边低压驱动控制信号Inj_HLD_Dri，控制高边驱动开关电路在喷油保持阶段（Hold）输出保持电流Hold-Current；
所述编程逻辑器件，对x号喷油器所在回路实施故障诊断与保护，并输出x号喷油器所在回路的故障诊断结果到所述微处理器MCU，编程逻辑器件通过六位故障码Fault[5:0]输出喷油器故障信息给MCU，并发送喷油器故障中断信号Fault_IRQ触发微处理器MCU实时读取故障信息；与此同时，微处理器MCU实时反馈喷油器故障信号读取状态应答信号Fault_ANS到编程逻辑器件；
所述编程逻辑器件对x号喷油器所在回路的故障诊断与保护策略如表1所示，包括：
一、喷油器高边短路到电源故障诊断
如果喷油准备阶段(Ready)之前的喷油空闲阶段（Idle），高边节点电压Inj_HSD_VFB不低于第一下限电压（1）；并且喷油准备阶段(Ready)，高边节点电压Inj_HSD_VFB不低于第一下限电压（1），且第x个回路的负载低边电流Inj_LSD_OCFB_x低于第一上限电流（0）；并且喷油开启阶段(Peak)开始的第六时间（诊断时间窗Tdiag）内，高边高压电流Inj_HHD_OCFB不低于第二上限电流（1），且第x个回路的负载低边电流Inj_LSD_OCFB_x低于第一上限电流（0），则诊断为喷油器高边短路到电源故障并作故障保护；第六时间小于最小开启时间Tpeak_Min；
表1
二、喷油器高边短路到地故障诊断
如果喷油准备阶段(Ready)之前的喷油空闲阶段（Idle），高边节点电压Inj_HSD_VFB低于第一下限电压（0）；并且喷油准备阶段(Ready)，高边节点电压Inj_HSD_VFB低于第一下限电压（0），且第x个回路的负载低边电流Inj_LSD_OCFB_x低于第一上限电流（0）；并且喷油开启阶段(Peak)开始的第六时间（诊断时间窗Tdiag）内，高边高压电流Inj_HHD_OCFB不低于第二上限电流（1），且第x个回路的负载低边电流Inj_LSD_OCFB_x低于第一上限电流（0），则诊断为喷油器高边短路到地故障并作故障保护；
三、x号喷油器负载短路故障诊断
如果喷油准备阶段(Ready)之前的喷油空闲阶段（Idle），高边节点电压Inj_HSD_VFB不低于第一下限电压（1）；并且喷油准备阶段(Ready)，高边节点电压Inj_HSD_VFB低于第一下限电压（0），且第x个回路的负载低边电流Inj_LSD_OCFB_x低于第一上限电流（0）；并且喷油开启阶段(Peak)开始的第六时间（诊断时间窗Tdiag）内，高边高压电流Inj_HHD_OCFB不低于第二上限电流（1）或者第x个回路的负载低边电流Inj_LSD_OCFB_x不低于第一上限电流（1），则诊断为x号喷油器负载短路故障并作故障保护；
四、x#喷油器负载开路故障诊断
如果喷油准备阶段(Ready)之前的喷油空闲阶段（Idle），高边节点电压Inj_HSD_VFB不低于第一下限电压（1）；并且喷油准备阶段(Ready)，高边节点电压Inj_HSD_VFB不低于第一下限电压（1），且第x个回路的负载低边电流Inj_LSD_OCFB_x低于第一上限电流（0）；并且喷油开启阶段(Peak)开始的第六时间（诊断时间窗Tdiag）内，高边高压电流Inj_HHD_OCFB低于第二上限电流（0），且第x个回路的负载低边电流Inj_LSD_OCFB_x低于第一上限电流（0），则诊断为x#喷油器负载开路故障；
五、x号喷油器低边短路到地故障诊断
如果喷油准备阶段(Ready)之前的喷油空闲阶段（Idle），高边节点电压Inj_HSD_VFB低于第一下限电压（0）；并且喷油准备阶段(Ready)，高边节点电压Inj_HSD_VFB低于第一下限电压（0），且第x个回路的负载低边电流Inj_LSD_OCFB_x低于第一上限电流（0）；并且喷油开启阶段(Peak)开始的第六时间（诊断时间窗Tdiag）内，高边高压电流Inj_HHD_OCFB低于第二上限电流（0），且第x个回路的负载低边电流Inj_LSD_OCFB_x低于第一上限电流（0），则诊断为x号喷油器低边短路到地故障并作故障保护；
六、x号喷油器低边短路到电源故障诊断
如果喷油准备阶段(Ready)之前的喷油空闲阶段（Idle），高边节点电压Inj_HSD_VFB不低于第一下限电压（1）；并且喷油准备阶段(Ready)，高边节点电压Inj_HSD_VFB不低于第一下限电压（1），且第x个回路的负载低边电流Inj_LSD_OCFB_x不低于第一上限电流（1）；则诊断为x号喷油器低边短路到电源故障并作故障保护；
喷油器低边短路到电源故障在喷油准备阶段(Ready)完成诊断；
七、x号喷油器开启电流过斜率故障诊断
如果喷油准备阶段(Ready)之前的喷油空闲阶段（Idle），高边节点电压Inj_HSD_VFB不低于第一下限电压（1）；并且喷油准备阶段(Ready)，高边节点电压Inj_HSD_VFB低于第一下限电压（0），且第x个回路的负载低边电流Inj_LSD_OCFB_x低于第一上限电流（0）；并且喷油开启阶段(Peak)开始的第六时间（诊断时间窗Tdiag）内，高边高压电流Inj_HHD_OCFB低于第二上限电流（0），且第x个回路的负载低边电流Inj_LSD_OCFB_x低于第一上限电流（0）；并且在x号喷油器进入喷油开启阶段(Peak)后，第x个回路的负载低边电流Inj_LSD_OCFB_x达到峰值电流Peak_Current需要的实际时间Tpeak大于第六时间（诊断时间窗Tdiag）且小于最小开启时间Tpeak_Min（1），则诊断为x号喷油器开启电流过斜率故障并作故障保护；
八、x号喷油器开启电流欠斜率故障诊断
如果喷油准备阶段(Ready)之前的喷油空闲阶段（Idle），高边节点电压Inj_HSD_VFB不低于第一下限电压（1）；并且喷油准备阶段(Ready)，高边节点电压Inj_HSD_VFB低于第一下限电压（0），且第x个回路的负载低边电流Inj_LSD_OCFB_x低于第一上限电流（0）；并且喷油开启阶段(Peak)开始的第六时间（诊断时间窗Tdiag）内，高边高压电流Inj_HHD_OCFB低于第二上限电流（0），且第x个回路的负载低边电流Inj_LSD_OCFB_x低于第一上限电流（0）；并且在x号喷油器进入喷油开启阶段(Peak)后，第x个回路的负载低边电流Inj_LSD_OCFB_x达到峰值电流Peak_Current需要的实际时间Tpeak大于最大开启时间Tpeak_Max（1），则诊断为x号喷油器开启电流欠斜率故障；最大开启时间Tpeak_Max大于最小开启时间Tpeak_Min且小于第二时间；
九、x#喷油器回路过流故障诊断
如果喷油准备阶段(Ready)之前的喷油空闲阶段（Idle），高边节点电压Inj_HSD_VFB不低于第一下限电压（1）；并且喷油准备阶段(Ready)，高边节点电压Inj_HSD_VFB低于第一下限电压（0），且第x个回路的负载低边电流Inj_LSD_OCFB_x低于第一上限电流（0）；并且喷油开启阶段(Peak)开始的第六时间（诊断时间窗Tdiag）内，高边高压电流Inj_HHD_OCFB低于第二上限电流（0），且第x个回路的负载低边电流Inj_LSD_OCFB_x低于第一上限电流（0）；并且在x号喷油器进入喷油开启阶段(Peak)（第六时间结束）后，第x个回路的负载低边电流Inj_LSD_OCFB达到峰值电流Peak_Current需要的实际时间Tpeak大于最小开启时间Tpeak_Min且小于最大开启时间Tpeak_Max；并且喷油第六时间结束之后到喷油开启阶段（Peak）结束期间，高边高压电流Inj_HHD_OCFB不低于第二上限电流（1）或者高边低压电流Inj_HLD_OCFB不低于第二上限电流或者第x个回路的负载低边电流Inj_LSD_OCFB高于第一上限电流（1），则诊断为x#喷油器回路过流故障并作故障保护；
或者，如果喷油准备阶段(Ready)之前的喷油空闲阶段（Idle），高边节点电压Inj_HSD_VFB不低于第一下限电压（1）；并且喷油准备阶段(Ready)，高边节点电压Inj_HSD_VFB低于第一下限电压（0），且第x个回路的负载低边电流Inj_LSD_OCFB_x低于第一上限电流（0）；并且喷油开启阶段(Peak)开始的第六时间（诊断时间窗Tdiag）内，高边高压电流Inj_HHD_OCFB低于第二上限电流（0），且第x个回路的负载低边电流Inj_LSD_OCFB_x低于第一上限电流（0）；并且在x号喷油器进入喷油开启阶段后，第x个回路的负载低边电流Inj_LSD_OCFB达到峰值电流Peak_Current需要的实际时间Tpeak大于最小开启时间Tpeak_Min且小于最大开启时间Tpeak_Max；并且喷油第六时间结束之后到喷油开启阶段（Peak）结束期间，高边高压电流Inj_HHD_OCFB低于第二上限电流（0），高边低压电流低于第二上限电流（0），且第x个回路的负载低边电流Inj_LSD_OCFB_x低于第一上限电流（0）；并且喷油高边高压斩波阶段（Boost-Pullin）、喷油高边低压斩波阶段（Bat-Pullin）或喷油保持阶段（Hold）任一阶段，高边高压电流Inj_HHD_OCFB不低于第二上限电流（1）或者高边低压电流Inj_HLD_OCFB不低于第二上限电流（1）或者第x个回路的负载低边电流Inj_LSD_OCFB_x不低于第一上限电流（1），则诊断为x#喷油器回路过流故障并作故障保护；
低边驱动开关电路的第x个回路过流故障在故障诊断时间窗Tdiag之后进行诊断，故障判断条件二选一。
本发明的发动机喷油控制系统，微处理器MCU输出喷油器选择信号Cylx_Pulse、进行喷油信号Phase1、电压类型信号Phase0共三路控制信号，控制喷油器喷油时负载电流的斩波电压类型（Vboost或Vbat电压类型）以及相应斩波时间长度，通过可编程逻辑器件实时读取电压、电流检测单元的反馈信号，控制当前喷油的喷油器高、低边开关驱动电路，实现喷油器负载驱动电流的均值、峰峰值控制；本发明的发动机喷油控制系统，并通过可编程逻辑器件实时检测喷油器在各个工作阶段的高边电压反馈信息、高\低边电流反馈信息，实现喷油器故障诊断与硬件保护策略。本发明的发动机喷油控制系统，以可编程逻辑器件实现了发动机喷油控制及多达九种故障的诊断，成本较低，并简化了分立器件控制发动机喷油的控制电路，拓扑结构清晰，微处理器MCU的控制逻辑简单，解决了分立器件控制方式在故障诊断与硬件保护策略实施上的困难。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (15)
1.一种发动机喷油控制系统，其特征在于，包括微处理器、可编程逻辑器件、高边驱动开关电路、低边驱动开关电路、低边电流检测电路；
所述高边驱动开关电路同低边驱动开关电路组成多个回路，x号喷油器接在第x个回路中；
所述低边电流检测电路，用于检测各个回路的负载低边电流信号；
所述微处理器确定当前要喷油的喷油器，如果x号喷油器为当前要喷油的喷油器，则输出x号喷油器喷油状态信号为1状态，x号喷油器喷油状态信号开始为1状态并经过第一时间后开始输出进行喷油信号为1状态，进行喷油信号开始为1状态经过第二时间后输出进行喷油信号为0状态，并输出电压类型信号为1状态，电压类型信号为1状态经过第三时间后输出电压类型信号为0状态；
所述可编程逻辑器件，在x号喷油器喷油状态信号为0状态时，输出x号喷油器低边驱动控制信号为0状态，输出x号喷油器高边驱动控制信号为0状态，使高、低边驱动开关电路同时关断第x个回路，x号喷油器进入喷油空闲阶段；
所述可编程逻辑器件，在x号喷油器喷油状态信号为1状态时：
在x号喷油器喷油状态信号开始为1状态的第一时间内，输出x号喷油器低边驱动控制信号为1状态，使第x个回路的低边驱动开关电路接通，并输出高边高压驱动控制信号为0状态、高边低压驱动控制信号为0状态，控制高边驱动开关电路关断，x号喷油器进入喷油准备阶段；
在进行喷油信号为1状态后，继续输出x号喷油器低边驱动控制信号为1状态，使第x个回路的低边驱动开关电路接通，并输出高边高压驱动控制信号为1状态，高边低压驱动控制信号为0状态，控制高边驱动开关电路以升压电压为工作电压，x号喷油器进入喷油开启阶段；
在x号喷油器进入喷油开启阶段后，如果第x个回路的负载低边电流达到峰值电流的时间大于等于最小开启时间，则在第x个回路的负载低边电流达到峰值电流之后的第四时间内输出x号喷油器低边驱动控制信号为1或0状态，使第x个回路的低边驱动开关电路接通或关断，并输出高边高压驱动控制信号为0状态，高边低压驱动控制信号为0状态，控制高边驱动开关电路关断，x号喷油器进入喷油开启跳转阶段；如果第x个回路的负载低边电流达到峰值电流的时间小于最小开启时间，则输出x号喷油器高边高压驱动控制信号为0状态，高边低压驱动控制信号为0状态，低边驱动控制信号为0状态，使第x个回路高、低边驱动开关同时关断，x号喷油器进入喷油空闲阶段；
在x号喷油器的喷油开启跳转阶段结束后，输出x号喷油器低边驱动控制信号为1状态，使第x个回路的低边驱动开关电路接通，并输出高边低压驱动控制信号为0状态，输出高边高压驱动控制信号控制高边驱动开关电路以升压电压为工作电压，以高边高压斩波频率为电流斩波频率,输出喷油电流，x号喷油器进入喷油高边高压斩波阶段；
在进行喷油信号由1状态变为0状态时起，电压类型信号为1状态时，继续输出x号喷油器低边驱动控制信号为1状态，使第x个回路的低边驱动开关电路接通，并输出高边高压驱动控制信号为0状态，输出高边低压驱动控制信号控制高边驱动开关电路以电池电压为工作电压，以高边低压斩波频率为电流斩波频率，输出喷油电流，x号喷油器进入喷油高边低压斩波阶段；
在电压类型信号由1状态变为0状态时起的第五时间内，输出x号喷油器高边高压驱动控制信号为0状态，高边低压驱动控制信号为0状态，低边驱动控制信号为0状态，使第x个回路高、低边驱动开关同时关断，x号喷油器进入喷油保持跳转阶段；
在x号喷油器的喷油保持跳转阶段结束后，输出x号喷油器低边驱动控制信号为1状态，使第x个回路的低边驱动开关电路接通，并输出高边低压驱动控制信号，控制高边驱动开关电路以电池电压为工作电压，以保持阶段斩波频率为电流斩波频率，输出喷油保持电流，x号喷油器进入喷油保持阶段。
2.根据权利要求1所述的发动机喷油控制系统，其特征在于，
所述微处理器根据发动机曲轴与凸轮轴相对位置信息确定当前要喷油的喷油器。
3.根据权利要求1所述的发动机喷油控制系统，其特征在于，
高边高压斩波频率、高边低压斩波频率、保持阶段斩波频率是通过硬件拨码设置；
或者高边高压斩波频率、高边低压斩波频率、保持阶段斩波频率是通过可编程逻辑器件程序直接设定。
4.根据权利要求1所述的发动机喷油控制系统，其特征在于，
所述可编程逻辑器件，是复杂可编程逻辑器件或者和现场可编程门阵列。
5.根据权利要求1所述的发动机喷油控制系统，其特征在于，
所述最小开启时间大于第一时间；
所述第四时间小于第二时间。
6.根据权利要求5所述的发动机喷油控制系统，其特征在于，
发动机喷油控制系统，还包括高边过流检测电路、高边电压检测电路；
所述高边过流检测电路，用于检测高边驱动开关电路的高边高压电流、高边低压电流；
所述高边电压检测电路，用于检测喷油器负载的高边节点电压；
所述低边电流检测电路，用于检测各个回路的负载低边电流；
所述编程逻辑器件，根据喷油阶段第x个回路的负载低边电流，相应输出x号喷油器高边高压驱动控制信号、x号喷油器高边低压驱动控制信号，控制高边驱动开关电路在喷油高边高压斩波阶段及喷油高边低压斩波阶段输出喷油电流；根据喷油保持阶段第x个回路的负载低边电流相应输出x号喷油器高边低压驱动控制信号，控制高边驱动开关电路在喷油保持阶段输出保持电流。
7.根据权利要求6所述的发动机喷油控制系统，其特征在于，
所述编程逻辑器件，对x号喷油器所在回路进行故障诊断，并输出x号喷油器所在回路的故障诊断结果到所述微处理器；
所述编程逻辑器件对x号喷油器所在回路的故障诊断，包括喷油器高边短路到电源故障诊断；
如果喷油准备阶段之前的喷油空闲阶段，高边节点电压不低于第一下限电压；并且喷油准备阶段，高边节点电压不低于第一下限电压，第x个回路的负载低边电流低于第一上限电流；并且喷油开启阶段开始的第六时间内，高边高压电流不低于第二上限电流，且第x个回路的负载低边电流低于第一上限电流，则诊断为喷油器高边短路到电源故障；第六时间小于最小开启时间。
8.根据权利要求7所述的发动机喷油控制系统，其特征在于，
所述编程逻辑器件对x号喷油器所在回路的故障诊断，包括喷油器高边短路到地故障诊断；
如果喷油准备阶段之前的喷油空闲阶段，高边节点电压低于第一下限电压；并且喷油准备阶段，高边节点电压低于第一下限电压，第x个回路的负载低边电流低于第一上限电流；并且喷油开启阶段开始的第六时间内，高边高压电流不低于第二上限电流，且第x个回路的负载低边电流低于第一上限电流，则诊断为喷油器高边短路到地故障。
9.根据权利要求7所述的发动机喷油控制系统，其特征在于，
所述编程逻辑器件对x号喷油器所在回路的故障诊断，包括x号喷油器负载短路故障诊断；
如果喷油准备阶段之前的喷油空闲阶段，高边节点电压不低于第一下限电压；并且喷油准备阶段，高边节点电压低于第一下限电压，且第x个回路的负载低边电流低于第一上限电流；并且喷油开启阶段开始的第六时间内，高边高压电流不低于第二上限电流或者第x个回路的负载低边电流不低于第一上限电流，则诊断为x号喷油器负载短路故障。
10.根据权利要求7所述的发动机喷油控制系统，其特征在于，
所述编程逻辑器件对x号喷油器所在回路的故障诊断，包括x号喷油器负载开路故障诊断；
如果喷油准备阶段之前的喷油空闲阶段，高边节点电压不低于第一下限电压；并且喷油准备阶段，高边节点电压不低于第一下限电压，且第x个回路的负载低边电流低于第一上限电流；并且喷油开启阶段开始的第六时间内，高边高压电流低于第二上限电流，且第x个回路的负载低边电流低于第一上限电流，则诊断为x号喷油器负载开路故障。
11.根据权利要求7所述的发动机喷油控制系统，其特征在于，
所述编程逻辑器件对x号喷油器所在回路的故障诊断，包括x号喷油器低边短路到地故障诊断；
如果喷油准备阶段之前的喷油空闲阶段，高边节点电压低于第一下限电压；并且喷油准备阶段，高边节点电压低于第一下限电压，且第x个回路的负载低边电流低于第一上限电流；并且喷油开启阶段开始的第六时间内，高边高压电流低于第二上限电流，且第x个回路的负载低边电流低于第一上限电流，则诊断为x号喷油器低边短路到地故障。
12.根据权利要求7所述的发动机喷油控制系统，其特征在于，
所述编程逻辑器件对x号喷油器所在回路的故障诊断，包括x号喷油器低边短路到电源故障诊断；
如果喷油准备阶段之前的喷油空闲阶段，高边节点电压不低于第一下限电压；并且喷油准备阶段，高边节点电压不低于第一下限电压，且第x个回路的负载低边电流不低于第一上限电流，则诊断为x号喷油器低边短路到电源故障。
13.根据权利要求7所述的发动机喷油控制系统，其特征在于，
所述编程逻辑器件对x号喷油器所在回路的故障诊断，包括x号喷油器开启电流过斜率故障诊断；
如果喷油准备阶段之前的喷油空闲阶段，高边节点电压不低于第一下限电压；并且喷油准备阶段，高边节点电压低于第一下限电压，且第x个回路的负载低边电流低于第一上限电流；并且喷油开启阶段开始的第六时间内，高边高压电流低于第二上限电流，且第x个回路的负载低边电流低于第一上限电流；并且在x号喷油器进入喷油开启阶段后，第x个回路的负载低边电流达到峰值电流需要的时间大于第六时间且小于最小开启时间，则诊断为x号喷油器开启电流过斜率故障。
14.根据权利要求7所述的发动机喷油控制系统，其特征在于，
所述编程逻辑器件对x号喷油器所在回路的故障诊断，包括x号喷油器开启电流欠斜率故障诊断；
如果喷油准备阶段之前的喷油空闲阶段，高边节点电压不低于第一下限电压；并且喷油准备阶段，高边节点电压低于第一下限电压，且第x个回路的负载低边电流低于第一上限电流；并且喷油开启阶段开始的第六时间内，高边高压电流低于第二上限电流，且第x个回路的负载低边电流低于第一上限电流；并且在x号喷油器进入喷油开启阶段后，第x个回路的负载低边电流达到峰值电流需要的时间大于最大开启时间，则诊断为x号喷油器开启电流欠斜率故障；
最大开启时间大于最小开启时间且小于第二时间。
15.根据权利要求7所述的发动机喷油控制系统，其特征在于，
所述编程逻辑器件对x号喷油器所在回路的故障诊断，包括x号喷油器回路过流故障诊断；
如果喷油准备阶段之前的喷油空闲阶段，高边节点电压不低于第一下限电压；并且喷油准备阶段，高边节点电压低于第一下限电压，且第x个回路的负载低边电流低于第一上限电流；并且喷油开启阶段开始的第六时间内，高边高压电流低于第二上限电流，且第x个回路的负载低边电流低于第一上限电流；并且在x号喷油器进入喷油开启阶段后，第x个回路的负载低边电流达到峰值电流需要的时间大于最小开启时间且小于最大开启时间；并且喷油第六时间结束之后到喷油开启阶段结束期间，高边高压电流不低于第二上限电流或者高边低压电流不低于第二上限电流或者第x个回路的负载低边电流不低于第一上限电流，则诊断为x号喷油器回路过流故障；
或者，如果喷油准备阶段之前的喷油空闲阶段，高边节点电压不低于第一下限电压；并且喷油准备阶段，高边节点电压低于第一下限电压，且第x个回路的负载低边电流低于第一上限电流；并且喷油开启阶段开始的第六时间内，高边高压电流低于第二上限电流，且第x个回路的负载低边电流低于第一上限电流；并且在x号喷油器进入喷油开启阶段后，第x个回路的负载低边电流达到峰值电流需要的时间大于最小开启时间且小于最大开启时间；并且喷油第六时间结束之后到喷油开启阶段结束期间，高边高压电流低于第二上限电流，高边低压电流低于第二上限电流，且第x个回路的负载低边电流低于第一上限电流；并且喷油高边高压斩波阶段、喷油高边低压斩波阶段或喷油保持阶段任一阶段，高边高压电流不低于第二上限电流或者高边低压电流不低于第二上限电流或者第x个回路的负载低边电流不低于第一上限电流，则诊断为x号喷油器回路过流故障。
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