CN1483927A - 单一燃料电喷发动机点火喷射驱动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种单一燃料电喷发动机点火喷射驱动系统，包括点火和喷射两部分，其中点火喷射驱动系统的点火部分接收发动机电控单元发来的3路点火信号和相位传感器发出的发动机相位信号进行逻辑运算后产生出顺序点火信号并分别驱动6个缸的点火线圈，实现了顺序点火的目的；喷射部分对发动机发来的三路喷嘴控制信号进行放大处理增加驱动喷嘴的能力，达到了驱动喷嘴的目的。
Description
技术领域：本发明涉及一种单一燃料电喷发动机点火喷射驱动系统，尤其是用于EQ6102天然气电喷发动机点火和喷射驱动控制。
背景技术：EQ6102天然气电喷发动机采用一种已经开发和掌握的电控汽油机的电控单元，该电控单元输出的是分组点火信号，不能满足本发动机顺序点火的要求，而且本发动机电控单元只能驱动电阻稍大的电压型喷嘴，不能驱动本发动机所采用的低阻电流型喷嘴。
发明内容：本发明为了解决EQ6102天然气电喷发动机采用的电控单元不能满足顺序点火和驱动低阻电流型喷嘴的问题，提出一种单一燃料电喷发动机点火喷射驱动系统，包括点火和喷射两部分，其特征在于：所述点火部分由点火信号处理电路、相位信号处理电路、逻辑运算电路、点火驱动电路和限流电路组成，电控单元输出的点火控制信号和相位传感器信号分别经点火信号处理电路、相位信号处理电路同时到达逻辑运算电路，当信号到达点火驱动电路时经过限流保护电路的反馈，最后到达点火线圈；所述喷射部分由喷射驱动电路和二级限流电路组成，喷射驱动电路包括一级放大电路、二级放大电路、功率放大电路，电控单元输出的喷嘴控制信号经一级放大、二级放大、功率放大驱动喷嘴，并对驱动电流进行取样，取样电流经过电流/电压变换后经限流保护系统反馈到二级放大电路。
该单一燃料电喷发动机点火喷射驱动系统的点火部分接收发动机电控单元发来的三路点火信号和相位传感器发出的发动机相位信号，进行逻辑运算后产生出顺序点火信号并分别驱动六个缸的点火线圈，实现了顺序点火的目的；喷射部分对发动机发来的三路喷嘴控制信号进行放大处理增加驱动喷嘴的能力，达到了驱动喷嘴的目的。
附图说明：图1是本发明单一燃料电喷发动机点火喷射驱动系统的原理框图；
图2是本发明的点火部分的点火信号ESTA处理电路图；
图3是本发明的点火部分的相位信号处理电路图；
图4是本发明的点火部分的逻辑运算和点火驱动的电路图；
图5是本发明的点火部分的限流电路图；
图6是本发明的喷射部分的喷射驱动电路图；
图7是本发明的喷射部分的限流电路图。
具体实施方式：该单一燃料电喷发动机点火喷射驱动系统包括点火和喷射两部分，点火部分接收发动机电控单元发来的三路点火信号和相位传感器发出的发动机相位信号进行逻辑运算，产生顺序点火信号并分别驱动六个缸的点火线圈，最终实现顺序点火，而且针对天然气燃料的特殊性，即燃点高，点火线圈不同于一般汽油机的点火线圈，所以还增加限流保护功能，以避免因电流过大而损坏功率驱动器件。喷射部分针对天然气发动机所采用的喷嘴为低阻电流型喷嘴的特点，喷射部分接收发动机发来的三路喷嘴控制信号，并对该信号进行放大处理从而增加其驱动喷嘴的能力；同时增加喷嘴限流保护电路，对喷嘴和功率驱动器件进行保护。如图1所示，其中点火部分由点火信号处理电路、相位信号处理电路、逻辑运算电路、点火驱动电路和限流电路组成；喷射部分由喷射驱动电路和二级限流电路组成，喷射驱动电路包括一级放大电路、二级放大电路、功率放大电路。发动机电控单元分别发出三路点火信号和喷射信号，三路喷射信号经一级放大电路、二级放大电路、功率放大驱动喷嘴，分别驱动喷嘴1、喷嘴2、喷嘴3，并对驱动电流进行取样，取样电流经过电流/电压变换后经限流保护系统反馈到二级放大电路。三路点火信号和相位传感器信号分别经点火信号处理电路、相位信号处理电路同时到达逻辑运算电路，当信号到达点火驱动电路时经过限流保护电路的反馈，最后到达点火线圈1和点火线圈2，点火线圈1和点火线圈2分别驱动六缸，实现顺序点火。
点火部分的三路点火信号处理电路原理相同，在此以一、六缸点火信号ESTA处理电路作为说明：如图2所示，电容C3和电阻R8组成信号滤波电路，输出端接下拉电阻R7和二极管D5、D6、电阻R9组成的信号嵌位保护电路，信号嵌位保护电路保证信号电压范围在0-5伏，其输出端接滤波电容C10和逻辑处理与门电路U4A的1脚。
点火部分的相位信号处理电路如图3所示，电阻R12为相位信号处理必需的上拉电阻，电容C4和电阻R11组成信号滤波电路，输入端接电源和电阻R12，输出端接下拉电阻R10和二极管D7、D8组成的信号嵌位保护电路，信号嵌位保护电路保证信号电压范围在0-5伏，其输出端经电容C12进行滤波后接分别由电阻R17、R18、三极管Q2以及电阻R15、R16、三极管Q1组成的放大电路，电阻R17、R18和三极管Q2产生代表发动机一、二、四缸的相位信号，电阻R15、R16和三极管Q1产生代表发动机三、五、六缸的相位信号，输出端分别接滤波电容C11、C12接逻辑处理与门电路U4A的2脚。
如图2、图3、图4所示，逻辑处理电路中的与门电路U4A对相应的相位处理信号和相应的点火处理后信号进行逻辑与运算，产生与发动机各缸相对应的点火信号；与门电路的输出端接点火驱动电路，1脚接信号ESTA处理电路输出端，2脚接相位处理电路输出端。
点火驱动电路六路原理相同，在此以一缸点火驱动电路作为说明：如图4所示，与门电路U4A输出端经上拉电阻R41接电阻R42、R43、三极管Q8组成的信号一级放大电路，三极管Q8发射极接达林顿管Q15基极，达林顿管Q15驱动点火线圈，电阻R40和串联在达林顿管Q15基极和集电极的稳压管Z7对达林顿管Q15进行过压保护；达林顿管Q15发射极由限流取样电阻R50接限流电路。
如图5所示，限流电路中的电阻R19和R23产生限流参考电压接到运算放大器U2A的同相端，点火驱动电路的限流取样电阻R50通过电阻R20接到比较器U2A的反相端，电阻R24为反馈电阻，当取样电压超过参考电压时，运算放大器U2A输出端信号通过电阻R21、R22和三极管Q9输出，输出端接点火驱动电路的三极管Q8集电极，作用于点火驱动电路进行限流。
喷射部分的喷射驱动电路由三路完全相同的电路组成，以其中一路为例：如图6所示，上拉电阻R46接蓄电池电源正极，电容C16、电阻R44组成的滤波电路，对输入信号进行滤波；并与电阻R56、R45和三极管Q16组成一级放大电路，对输入信号进行反相放大；三极管Q17、电阻R55组成第二级放大电路，对前一级信号进行放大同时为下一级的驱动器件提供基极驱动电流，稳压管Z8对达林顿管Q33进行过压保护，达林顿管Q33用于驱动喷件提供基极驱动电流，稳压管Z8对达林顿管Q33进行过压保护，达林顿管Q33用于驱动喷嘴，电流取样电阻R51对驱动电流进行取样并转换为电压信号，接到限流保护电路的输入端。其余两路与第一路功能相同，不再叙述。
喷射部分的限流电路由三路完全相同的电路组成，以其中一路为例：如图7所示，电阻R51两端的电压经过电阻R57、电阻R58分别接比较器U5A、U5B的反相端。C26为滤波电容，比较器U5A、电阻R48形成滞环并与电阻R49、R47，R68组成一级限流保护电路，比较器U5A的输出信号通过电阻R62、R63分别接到三极管Q20、Q19的基极输入端，两路输出信号通过电阻R65和R64连接到比较器U5B的同相端并与电阻R60设定了二级限流的基准值，电阻R66为上拉电阻，比较器U5B的输出信号电阻R61并经三极管Q18反相接到驱动电路二级放大电路输入端从而实现电流保护功能。其余两路与第一路功能相同，不再叙述。
Claims (7)
1、一种单一燃料电喷发动机点火喷射驱动系统，其特征在于：所述驱动系统包括点火和喷射两部分；
所述点火部分由点火信号处理电路、相位信号处理电路、逻辑运算电路、点火驱动电路和限流电路组成，电控单元输出的点火控制信号和相位传感器信号分别经点火信号处理电路、相位信号处理电路同时到达逻辑运算电路，当信号到达点火驱动电路时经过限流保护电路的反馈，最后到达点火线圈；
所述喷射部分由喷嘴信号处理电路、一级放大电路、二级放大电路、功率放大电路和限流电路组成，电控单元输出的喷嘴控制信号输出经一级放大、二级放大、功率放大驱动喷嘴，并对驱动电流进行取样，取样电流经过电流/电压变换后经限流保护系统反馈到二级放大电路。
2、如权利要求1所述的单一燃料电喷发动机点火喷射驱动系统，其特征在于：所述信号ESTA处理电路为电容C3和电阻R8组成信号滤波电路，输出端接下拉电阻R7和二极管D5、D6、电阻R9组成的信号嵌位保护电路，其输出端接滤波电容C10和逻辑处理与门电路的1脚。
3、如权利要求1所述的单一燃料电喷发动机点火喷射驱动系统，其特征在于：所述相位处理电路为电容C4和电阻R11组成信号滤波电路，输入端接电源和电阻R12，输出端接下拉电阻R10和二极管D7、D8组成的信号嵌位保护电路，其输出端经电容C12进行滤波后接分别由电阻R17、R18、三极管Q2以及电阻R15、R16、三极管Q1组成的放大电路，输出端分别接滤波电容C11、C12后接逻辑处理与门电路的2脚。
4、如权利要求1所述的单一燃料电喷发动机点火喷射驱动系统，其特征在于：所述点火驱动电路为：与门电路U4A输出端经上拉电阻R41接电阻R42、R43、三极管Q8组成的信号一级放大电路，三极管Q8发射极接达林顿管Q15基极，驱动点火线圈，电阻R40和串联在达林顿管Q15基极和集电极的稳压管Z7对达林顿管Q15的集电极和发射极进行过压保护；达林顿管Q15发射极由限流取样电阻R50接限流电路。
5、如权利要求1所述的单一燃料电喷发动机点火喷射驱动系统，其特征在于：所述限流电路为：电阻R19和R23接运算放大器U2A的同相端，电阻R50通过电阻R20接运算放大器U2A的反相端，当取样电压超过参考电压时，运算放大器U2A输出端信号通过电阻R21、R22和三极管Q9输出，输出端接点火驱动电路的三极管Q8集电极。
6、如权利要求1所述的单一燃料电喷发动机点火喷射驱动系统，其特征在于：所述喷射驱动电路为：上拉电阻R46接电容C16、电阻R44组成的滤波电路并与电阻R56、R45和三极管Q16组成一级放大电路，三极管Q17、电阻R55组成的第二级放大电路，稳压管Z8串联在达林顿管Q33基极和集电极之间，达林顿管Q33发射极接取样电阻R51。
7、如权利要求1所述的单一燃料电喷发动机点火喷射驱动系统，其特征在于：所述喷射限流电路为：串联电阻R57、电阻R58一端接取样电阻R51，一端接比较器U5A、U5B的反相端，比较器U5A、电阻R48形成滞环组成一级限流保护电路，三极管Q19、Q20和比较器U5B组成二级限流，三极管Q18对比较器U5B输出信号进行反相并通过LIT1接到驱动电路端。
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