CN108661815B - 一种电控燃油计量单元电磁阀控制系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电控燃油计量单元电磁阀控制系统，电磁阀上安装电流传感器，包括eTPU模块、逻辑模块和第一MOS管和第二MOS管，所述eTPU模块与第二MOS管的栅极连接；第一MOS管的源极和第二MOS管的源极分别与电磁阀连接；所述逻辑模块与第一MOS管的栅极连接；所述逻辑模块与所述eTPU模块连接；所述电流传感器与逻辑模块连接，所述逻辑模块通过比较电流传感器输入的实际电压UA和目标电压UT大小；所述逻辑模块内部根据转速和喷油量设定目标电压UT。本发明通过电路计算和利用eTPU外部触发提高控制的响应速度、减少CPU的资源占用，实现轨压的快速建立。

Description

一种电控燃油计量单元电磁阀控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及内燃机控制领域或者发动机控制领域或发动机电子控制，特别涉及一种电控燃油计量单元电磁阀控制系统及控制方法。
背景技术
随着世界范围内的能源短缺和环境污染问题日益严重，人们对于节约能源和环境保护的要求也日趋严格，因此各国政府出台更为严格的排放法规，各国研究员不断寻求内燃机排放控制技术。电控高压共轨系统具有较高的燃油喷射压力，同时能在不同工况下，实现燃油喷射的精确控制，能够有效的减少污染物的排放，而燃油计量单元的控制是保证轨压和喷油压力稳定的重要部件。
电控燃油计量阀中的电磁阀是电控系统中的主要执行器。根据电磁阀需求开度的变化范围，电磁阀驱动电路采用两种驱动方式，即高压快速打开/低压维持和低压打开/低压维持两种类型，从而保证当电磁阀开度变化大时，能够迅速到达指定开度，低压控制维持阀门的开度，能够减少电路热功率；而当电磁阀开度小时，能够以低压打开到电磁阀的目标开度并保持。
传统的燃油计量单元电磁阀的控制多数使用微控制器eMIOS模块产生PWM控制MOS管的开闭，eMIOS模块在输出控制信号时，这种方式CPU需要中止当前的任务，来处理电磁阀控制任务，实时性不高；少数燃油计量单元电磁阀控制采用CPU内部计算并且CPU内部给增强型时间处理单元即eTPU模块输入控制信号，能提高实时性，这种方式虽然eTPU模块不需要CPU中止当前，但是CPU计算占用资源并且eTPU需要CPU给其分配任务；外部电路的计算响应速度快于CPU内部的计算速度，通过外部电路计算轨压变化幅度很大时，能快速建立轨压。
发明内容
针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种电控燃油计量单元电磁阀控制系统及控制方法，在电路中加入eTPU模块和逻辑计算模块，通过电路计算和利用eTPU外部触发提高控制的响应速度、减少CPU的资源占用，实现轨压的快速建立。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种电控燃油计量单元电磁阀控制系统，电磁阀上安装电流传感器，包括eTPU模块、逻辑模块和第一MOS管和第二MOS管，所述eTPU模块与第二MOS管的栅极连接；第一MOS管的源极和第二MOS管的源极分别与电磁阀连接；所述逻辑模块与第一MOS管的栅极连接；所述逻辑模块与所述eTPU模块连接；所述电流传感器与逻辑模块连接，所述逻辑模块通过比较电流传感器输入的实际电压UA和目标电压UT大小；所述逻辑模块内部根据转速和喷油量设定目标电压UT，所述电磁阀的开启信号输入逻辑模块。
进一步，所述第二MOS管的漏极与低压电源连接；所述第一MOS管的漏极与高压电源连接。
进一步，所述逻辑模块包括比较器、高低电平转换模块和与门，所述实际电压UA和目标电压UT输入比较器，所述比较器将判断结果输入所述与门；所述电磁阀开启信号输入所述与门；当UA>UT，且电磁阀有开启信号时，所述与门将输出高电平信号到第一MOS管的栅极；当UA<UT，且电磁阀有开启信号时，所述与门输出低电平信号到高低电平转换模块，所述高低电平转换模块与所述eTPU模块连接，用于将高电平输入所述eTPU模块。
进一步，所述高低电平转换模块具体为非门电路。
一种电控燃油计量单元电磁阀的控制方法，包括如下步骤：
确定目标电压UT：所述逻辑模块内部根据转速和喷油量设定目标电压UT；
比较器逻辑判断：将目标电压UT和电流传感器检测到的实际电压UA输入比较器；
第一MOS管工作：比较器逻辑判断结果和电磁阀开启信号输入所述与门，当UA>UT，电磁阀有开启信号时，所述与门输出高电平信号到第一MOS管的栅极和高低电平转换模块；所述第一MOS管控制燃油计量阀电磁阀打开；所述高电平信号使所述高低电平转换模块发出低电平，所述低电平输入所述eTPU模块，不会触发所述eTPU模块工作；
第二MOS管工作：比较器逻辑判断结果和电磁阀开启信号输入所述与门，当UA<UT，电磁阀有开启信号时，所述与门输出低电平信号到第一MOS管的栅极和高低电平转换模块，所述低电平信号使所述第一MOS管关闭，所述低电平信号使所述高低电平转换模块发出高电平，所述高电平输入所述eTPU模块，所述eTPU模块输出PWM信号到第二MOS管的栅极，所述第二MOS管控制燃油计量阀电磁阀打开。
本发明的有益效果在于：
1.本发明所述的电控燃油计量单元电磁阀控制系统及控制方法，eTPU模块和逻辑计算模块，通过电路计算和利用eTPU外部触发提高控制的响应速度、减少CPU的资源占用，实现轨压的快速建立。
2.本发明所述的电控燃油计量单元电磁阀控制系统及控制方法，通过逻辑模块触发第一MOS管来控制高压电路，不需要CPU进行计算处理数据，降低了CPU资源的占用率，电路响应速度快于CPU的计算速度，响应速度得到提升，高压控制能快速建立轨压。
3.本发明所述的电控燃油计量单元电磁阀控制系统及控制方法，通过外部触发eTPU模块，使eTPU输出PWM低压控制信号控制第二MOS管，不需要CPU给eTPU分配任务，CPU占用率降低，实时性提高，低压控制可以实现电磁阀快速泄流，提高燃油计量单元电磁阀控制下的轨压的稳定性。
附图说明
图1为本发明所述的电控燃油计量单元电磁阀控制系统原理图。
图2为本发明所述的电控燃油计量单元电磁阀控制方法的流程图。
图3为本发明所述的电控燃油计量单元电磁阀Peak&Hold驱动方式示意图。
图中：
1-低压电源；2-高压电源；3-第二MOS管；4-第一MOS管；5-电磁阀；6-eTPU模块；7-与门；8-比较器；9-非门电路；10-电流传感器。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1和图2所示，本发明所述的电控燃油计量单元电磁阀控制系统，电磁阀5上安装电流传感器10，包括eTPU模块6、逻辑模块和第一MOS管4和第二MOS管3，所述eTPU模块6与第二MOS管3的栅极连接；第一MOS管4的源极和第二MOS管3的源极分别与电磁阀5连接；所述逻辑模块与第一MOS管4的栅极连接；所述逻辑模块与所述eTPU模块6连接；所述电流传感器10与逻辑模块连接，所述逻辑模块通过比较电流传感器10输入的实际电压UA和目标电压UT大小；所述逻辑模块内部根据转速和喷油量设定目标电压UT。所述第二MOS管3的漏极与低压电源1连接，低压电源为12/24V；所述第一MOS管4的漏极与高压电源2连接，高压电源为60V。所述逻辑模块包括比较器8、高低电平转换模块和与门7，所述实际电压UA和目标电压UT输入比较器8，所述比较器8将判断结果和电磁阀开启信号输入所述与门7；当UA>UT，且电磁阀5有开启信号时，所述与门7将输出高电平信号到第一MOS管4的栅极；当UA<UT，且电磁阀5有开启信号时，所述与门7输出低电平信号到高低电平转换模块，所述高低电平转换模块与所述eTPU模块6连接，用于将高电平输入所述eTPU模块6。
一种电控燃油计量单元电磁阀控制系统的控制方法，包括如下步骤：
确定目标电压UT：所述逻辑模块内部根据转速和喷油量设定目标电压UT；
比较器8逻辑判断：将目标电压UT和电流传感器10检测到的实际电压UA输入比较器8；
第一MOS管4工作：比较器8逻辑判断结果和电磁阀5开启信号输入所述与门7，当UA>UT，电磁阀5有开启信号时，所述与门7输出高电平信号到第一MOS管4的栅极和高低电平转换模块；所述第一MOS管4控制燃油计量阀电磁阀打开；所述高电平信号使所述高低电平转换模块发出低电平，所述低电平输入所述eTPU模块6，不会触发所述eTPU模块6工作；
第二MOS管3工作：比较器8逻辑判断结果和电磁阀5开启信号输入所述与门7，当UA<UT，电磁阀5有开启信号时，所述与门7输出低电平信号到第一MOS管4的栅极和高低电平转换模块，所述低电平信号使所述第一MOS管4关闭，所述低电平信号使所述高低电平转换模块发出高电平，所述高电平输入所述eTPU模块6，所述eTPU模块6输出PWM信号到第二MOS管3的栅极，所述第二MOS管3控制燃油计量阀电磁阀打开。
图3为常闭式燃油计量阀，电控燃油计量单元电磁阀采用Peak&Hold驱动方式，将其划分为两种模式：
当电磁阀由关闭到开度达到较大时，即峰值电流会从降低至保持电流I2，需要供给高电压使电磁阀门快速开启的第一种模式，峰值电流即为电磁阀关闭需要的电流，保持电流I2为电磁阀开度达到较大时的电流，将目标电压UT和电流传感器10检测到的实际电压UA输入比较器8，当UA>UT时，比较器8发出的信号，与门7接收到比较器8发出的信号和电磁阀开启信号时，所述与门7输出高电平信号到第一MOS管4的栅极和高低电平转换模块；所述第一MOS管4控制燃油计量阀电磁阀打开；所述高电平信号使所述高低电平转换模块发出低电平，所述低电平输入所述eTPU模块6，不会触发所述eTPU模块6工作。
当电磁阀由关闭到开度达到较小时或者当电磁阀由开度较大转为开度较小时，即即电流从保持电流I1变至保持电流I2或者从峰值电流变至保持电流I1，只需要低电压控制的第二种模式，保持电流I1即为电磁阀开度达到较小时的电流；将目标电压UT和电流传感器10检测到的实际电压UA输入比较器8，当UA<UT时，比较器8发出的信号，与门7接收到比较器8发出的信号和电磁阀开启信号时，所述与门7输出低电平信号到第一MOS管4的栅极和高低电平转换模块，所述低电平信号使所述第一MOS管4关闭，所述低电平信号使所述高低电平转换模块发出高电平，所述高电平输入所述eTPU模块6，所述eTPU模块6输出PWM信号到第二MOS管3的栅极，所述第二MOS管3控制燃油计量阀电磁阀打开。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种电控燃油计量单元电磁阀控制系统，电磁阀(5)上安装电流传感器(10)，其特征在于，包括eTPU模块(6)、逻辑模块和第一MOS管(4)和第二MOS管(3)，所述eTPU模块(6)与第二MOS管(3)的栅极连接；第一MOS管(4)的源极和第二MOS管(3)的源极分别与电磁阀(5)连接；所述逻辑模块与第一MOS管(4)的栅极连接；所述逻辑模块与所述eTPU模块(6)连接；
所述电流传感器(10)与逻辑模块连接，所述逻辑模块通过比较电流传感器(10)输入的实际电压UA和目标电压UT大小；所述逻辑模块内部根据转速和喷油量设定目标电压UT；所述电磁阀(5)的开启信号输入逻辑模块；
所述逻辑模块包括比较器(8)、高低电平转换模块和与门(7)，所述实际电压UA和目标电压UT输入比较器(8)，所述比较器(8)将判断结果和所述电磁阀(5)开启信号输入所述与门(7)；当UA>UT，且电磁阀(5)有开启信号时，所述与门(7)将输出高电平信号到第一MOS管(4)的栅极；当UA<UT，且电磁阀(5)有开启信号时，所述与门(7)输出低电平信号到高低电平转换模块，所述高低电平转换模块与所述eTPU模块(6)连接，用于将高电平输入所述eTPU模块(6)。
2.根据权利要求1所述的电控燃油计量单元电磁阀控制系统，其特征在于，所述第二MOS管(3)的漏极与低压电源(1)连接；所述第一MOS管(4)的漏极与高压电源(2)连接。
3.根据权利要求1所述的电控燃油计量单元电磁阀控制系统，其特征在于，所述高低电平转换模块具体为非门电路(9)。
4.一种根据权利要求1所述的电控燃油计量单元电磁阀控制系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
确定目标电压UT：所述逻辑模块内部根据转速和喷油量设定目标电压UT；
比较器(8)逻辑判断：将目标电压UT和电流传感器(10)检测到的实际电压UA输入比较器(8)；
第一MOS管(4)工作：比较器(8)逻辑判断结果和电磁阀(5)开启信号输入所述与门(7)，当UA>UT，电磁阀(5)有开启信号时，所述与门(7)输出高电平信号到第一MOS管(4)的栅极和高低电平转换模块；所述第一MOS管(4)控制电控燃油计量单元电磁阀打开；所述高电平信号使所述高低电平转换模块发出低电平，所述低电平输入所述eTPU模块(6)，不会触发所述eTPU模块(6)工作；
第二MOS管(3)工作：比较器(8)逻辑判断结果和电磁阀(5)开启信号输入所述与门(7)，当UA<UT，电磁阀(5)有开启信号时，所述与门(7)输出低电平信号到第一MOS管(4)的栅极和高低电平转换模块，所述低电平信号使所述第一MOS管(4)关闭，所述低电平信号使所述高低电平转换模块发出高电平，所述高电平输入所述eTPU模块(6)，所述eTPU模块(6)输出PWM信号到第二MOS管(3)的栅极，所述第二MOS管(3)控制电控燃油计量单元电磁阀打开。
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