CN206206004U - 车用燃气喷射阀的驱动控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种车用燃气喷射阀的驱动控制电路,包括多个BANK单元，通过将每个BANK中增加了一个MOSFET及1路采样电阻，从而实现BOOST电压的选择性控制及每支喷气阀电流的采集控制；根据燃气需求量的大小，实现喷气阀的自动控制；避免了同一工作时序时，由于电路结构不合理导致的无法准确控制喷射阀的情况；实现更长时间(720°CA曲轴转角)的喷射阀的工作，增大了燃气的喷射量，减少了元器件的数量，降低了硬件成本。

Description

车用燃气喷射阀的驱动控制电路

技术领域

本实用新型涉及电路控制技术领域，特别涉及一种车用燃气喷射阀的驱动控制电路。

背景技术

燃气喷射阀(又称燃气喷气阀)是气体分配装置，是天然气发动机主要设备之一。天然气经燃气喷射阀输出，能够同时向多个气缸输出气体，目前公共汽车或轿车开始采用天然气等作为汽车燃料取代了汽油或柴油，因此燃气喷射阀的应用日渐广泛。

燃气喷射阀是一种电控机械装置，使用寿命会受控制电压、电流精度的影响。常见的燃气喷射阀的驱动电路多数分为3个驱动BANK，由于驱动电路架构的设计，限制了喷射阀喷射持续时间及燃气喷射量，因此常出现喷射阀喷射持续时间短，喷气喷射总量小的现象，为达到更长的喷射持续时间，需要为每个喷射阀的设计单独的驱动BANK，或者增加燃气喷射阀的数量，以增大相同时间段内的燃气喷射量，大幅度的增加了成本。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在至少解决所述的技术缺陷之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种车用燃气喷射阀的驱动控制电路，通过燃气喷射阀驱动电路的设计，解决了进气总管燃气喷射阀喷射持续时间短，导致喷气喷射总量小的问题，实现更长时间的喷射阀的工作，增大了燃气的喷射量。减少了元器件的数量，降低了硬件成本。

为了实现上述目的，本实用新型一方面的实施例提供一种车用燃气喷射阀的驱动控制电路，其特征在于，包括多个BANK单元，所述BANK单元中至少一个BANK单元包括以下电路结构:

第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管，放大器、采样电阻、第一喷射阀和第二喷射阀；所述第一场效应管的漏极连接电压源，栅极通过第一二极管连接第二二极管的阴极；第二二极管的阳极接地；所述第二场效应管的漏极连接基准电压，栅极连接第二二极管的阴极；还连接第一喷射阀输入端和第二喷射阀输入端；所述第一喷射阀输出端和第二喷射阀输出端，分别连接第三场效应管的漏极和第四场效应管漏极；所述第三场效应管的栅极连接采样电阻的一端，所述采样电阻两端并联放大器；所述第四场效应管栅极接地。

优选的，其他所述BANK单元的电路结构包括第五场效应管、第六场效应管、第七场效应管、第八场效应管，放大器、采样电阻、第三喷射阀和第四喷射阀；所述第一场效应管的漏极连接电压源UBAT测试接口，栅极通过第三二极管连接第四二极管的阴极；第四二极管的阳极接地；所述第六场效应管的漏极连接基准电压，栅极连接第四二极管的阴极；还连接第三喷射阀输入端和第四喷射阀输入端；所述第三喷射阀输出端和第四喷射阀输出端，分别连接第七场效应管的漏极和第八场效应管漏极；所述第七场效应管的栅极和所述第八场效应管栅极分别接地。

优选的，所述BANK单元为根据发动机的发火顺序，对燃气喷射阀进行的分组。

进一步，所述发动机为直列6缸燃气发动机，所述发动机采用2个BANK单元或者3个BANK单元。

优选的，通过设置电压源电压范围24V-28V控制所述第一喷射阀持续工作。

优选的，所述采样电阻选用100毫欧电阻与放大器并联，用于采集第二喷射阀、第三喷射阀和第四喷射阀及其他BANK单元中喷射阀的喷射电流的参考值。

第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管、第七场效应管、第八场效应管均为NPN型场效应管。

根据本实用新型实施例的提供的车用燃气喷射阀的驱动控制电路，通过将每个BANK中增加了一个MOSFET及1路采样电阻，从而实现BOOST电压的选择性控制及每支喷气阀电流的采集控制；根据燃气需求量的大小，实现喷气阀的自动控制；避免了同一工作时序时，由于电路结构不合理导致的无法准确控制喷射阀的情况；实现更长时间(720° CA曲轴转角)的喷射阀的工作，增大了燃气的喷射量，减少了元器件的数量，降低了硬件成本。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为传统车用燃气喷射阀的驱动控制电路原理图；

图2为传统车用燃气喷射阀的驱动控制电路的时序图；

图3为本实用新型实施例一车用燃气喷射阀的驱动控制电路原理图；

图4为本实用新型实施例一车用燃气喷射阀的驱动控制电路的时序图；

图5为本实用新型实施例二车用燃气喷射阀的驱动控制电路原理图；

图6为本实用新型实施例二车用燃气喷射阀的驱动控制电路的时序图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，传统的车用燃气喷射阀的驱动控制电路与本实用新型实施例提供的车用燃气喷射阀的驱动控制电路区别在于在BANK1-BANK3中采样电阻和放大器并联，并且同时连接两个场效应管。以直列6缸发动机为例，发火顺序1-5-3-6-2-4，喷射阀的驱动电路多数分为3个驱动BANK。

如图2所示，根据PWM脉冲时序图说明传统的车用燃气喷射阀的驱动控制电路的工作过程如下：在发动机转速较高的情况下，需要的燃气量较大，而相应此时的喷射阀加点时间却缩短，从而导致在同一个BANK中发生工作时序的重叠，如BANK2中所示，此时，Injector2处于Hold阶段，要求MOSFET 1的状态为“OFF”，Injector 5要进入Peak阶段快速打开，要求MOSFET 1的状态为“ON”，并且两路喷射阀共用1路采样电路，无法实现两者在同一时刻的不同需求，不能满足发动机的喷射时序及发动机对燃气喷射量的需求。

如图3所示，通过调整电路结构，本实用新型第一个实施例提供的一种车用燃气喷射阀的驱动控制电路，包括至少3个BANK单元。BANK单元中至少一个BANK单元包括以下电路结构。

在本实施例中以直列6缸燃气发动机为例，采用3个BANK电路驱动的方式，每个BANK单元都采用BANK3所示的电路结构：

包括第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、第三场效应管Q3、第四场效应管Q4，放大器U1、采样电阻R1、第一喷射阀injector1和第二喷射阀injector3；第一场效应管Q1的漏极连接电压源UBAT测试接口，栅极通过第一二极管D1连接第二二极管D2的阴极；第二二极管D2的阳极接地；第二场效应管Q2的漏极连接基准电压，这里基准电压的电压范围控制在24-28伏，栅极连接第二二极管D2的阴极；还连接第一喷射阀injector1输入端和第二喷射阀injector3输入端；第一喷射阀injector1输出端和第二喷射阀injector3输出端，分别连接第三场效应管Q3的漏极和第四场效应管Q4漏极；第三场效应管Q3的栅极连接采样电阻R1的一端，采样电阻R1选用100毫欧电阻；采样电阻R1两端并联放大器U1；第四场效应管Q4栅极接地。这里的场效应管Q1/Q2/Q3/Q4均选用NPN型场效应管。

根据如图4所示的本实用新型车用燃气喷射阀的驱动控制电路的PWM脉冲时序图，进行工作过程的说明。

该驱动电路在每个BANK中增加了一个MOSFET及1路采样电阻，从而实现BOOST电压的选择性控制及每支喷气阀电流的采集控制。在同一时序中，可以分别控制两个喷射阀的工作状态，可以灵活的实现燃气驱动阀的喷射，在燃气需求量小的情况下，根据需要，可以禁止某几路电路的工作(Injector 4除外，作为其它缸喷射电流的参考值)，在燃气需求量大的情况下，可以让每个BANK上的2支燃气喷射阀同时进入Peak-Hold阶段开始工作，以增大燃气喷射量。Peak-Hold阶段是指Peak-Hold电流控制即燃气喷射阀/柴油喷油器的一种控制方式，以电流为目标进行闭环控制，在电磁阀刚开始工作时，用Peak电流使其快速打开，而后用Hold电流维持电磁阀的开启状态。实现了720度曲轴转角喷射阀的工作状态控制；曲轴转角：曲轴转角是以° CA表示，发动机曲轴旋转一圈为360度，通过曲轴转角为基准，设定引燃式发动机的点火时间，压燃式发动机的燃料喷入时间，设定进排气门的开合时间与角度，控制活塞的导向分配。

通过设置UBAT测试接口电压控制第一喷射阀injector4持续工作。

通过设置另外两个BANK单元的脉冲时序，控制其他喷射阀的工作状态；喷射阀的工作状态包括打开、保持、关闭。

如图5所示，本实用新型还提供了第二个实施例说明本实用新型车用燃气喷射阀的驱动控制电路的工作过程；

一种车用燃气喷射阀的驱动控制电路，包括至少3个BANK单元，BANK单元中至少一个BANK单元采用实施例一中的电路结构，另外两个BANK单元的电路结构包括第五场效应管Q5、第六场效应管Q6、第七场效应管Q7、第八场效应管Q8，第三喷射阀injector4和第四喷射阀injector6；第三场效应管Q1的漏极连接UBAT测试接口，栅极通过第三二极管D1连接第四二极管D2的阴极；第三二极管D2的阳极接地；第六场效应管Q2的漏极连接基准电压48VVBOOST电压，栅极连接第四二极管D2的阴极；还连接第一喷射阀injector4输入端和第二喷射阀injector6输入端；第一喷射阀injector4输出端和第二喷射阀injector6输出端，分别连接第七场效应管Q3的漏极和第八场效应管Q4漏极；第七场效应管Q3的栅极和第八场效应管Q4栅极分别接地。

如图6所示根据本实用新型车用燃气喷射阀的驱动控制电路的PWM脉冲时序图，具体说明本实用新型的工作过程。

以直列6缸发动机为例，发火顺序1-5-3-6-2-4，喷射阀的驱动电路多数分为3个驱动BANK该驱动电路在只有一个BANK中增加了一个MOSFET及1路采样电阻，采样电阻与放大器并联，用于采集其它喷射阀喷射电流的参考值。通过该BANK单元实现其他喷气阀电流的采集控制。通过BOOST电压的设置实现其他喷气阀的选择性控制也可以灵活的实现燃气驱动阀的喷射，在燃气需求量小的情况下，根据需要，可以禁止某几路电路的工作(Injector4除外，作为其它缸喷射电流的参考值)，在燃气需求量大的情况下，可以让每个BANK上的2支燃气喷射阀同时进入Peak-Hold阶段开始工作，以增大燃气喷射量。实现了720度曲轴转角喷射阀的工作状态控制；曲轴转角：曲轴转角是以° CA表示，发动机曲轴旋转一圈为360度，通过曲轴转角为基准，设定引燃式发动机的点火时间，压燃式发动机的燃料喷入时间，设定进排气门的开合时间与角度，控制活塞的导向分配。

通过设置UBAT测试接口电压控制第一喷射阀injector1持续工作。

通过设置另外两个BANK单元的脉冲时序，控制其他喷射阀的工作状态；喷射阀的工作状态包括打开、保持、关闭。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (7)

1.一种车用燃气喷射阀的驱动控制电路，其特征在于，包括多个BANK单元，所述BANK单元中至少一个BANK单元包括以下电路结构：

第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管，放大器、采样电阻、第一喷射阀和第二喷射阀；所述第一场效应管的漏极连接电压源，栅极通过第一二极管连接第二二极管的阴极；第二二极管的阳极接地；所述第二场效应管的漏极连接基准电压，栅极连接第二二极管的阴极；还连接第一喷射阀输入端和第二喷射阀输入端；所述第一喷射阀输出端和第二喷射阀输出端，分别连接第三场效应管的漏极和第四场效应管漏极；所述第三场效应管的栅极连接采样电阻的一端，所述采样电阻两端并联放大器；所述第四场效应管栅极接地。

2.根据权利要求1所述的车用燃气喷射阀的驱动控制电路，其特征在于，其他所述BANK单元的电路包括第五场效应管、第六场效应管、第七场效应管、第八场效应管，第三喷射阀和第四喷射阀；所述第一场效应管的漏极连接电压源，栅极通过第三二极管连接第四二极管的阴极；第四二极管的阳极接地；所述第六场效应管的漏极连接基准电压，栅极连接第四二极管的阴极；还连接第三喷射阀输入端和第四喷射阀输入端；所述第三喷射阀输出端和第四喷射阀输出端，分别连接第七场效应管的漏极和第八场效应管漏极；所述第七场效应管的栅极和所述第八场效应管栅极分别接地。

3.根据权利要求1所述的车用燃气喷射阀的驱动控制电路，其特征在于，所述BANK单元为根据发动机的发火顺序，对燃气喷射阀进行的分组。

4.根据权利要求3所述的车用燃气喷射阀的驱动控制电路，其特征在于，所述发动机为直列6缸燃气发动机，所述发动机采用2个BANK单元或者3个BANK单元。

5.根据权利要求1所述的车用燃气喷射阀的驱动控制电路，其特征在于，通过设置电压源电压范围在24v-28v控制所述第一喷射阀持续工作。

6.根据权利要求1所述的车用燃气喷射阀的驱动控制电路，其特征在于，所述采样电阻与放大器并联，采样电阻选用100毫欧电阻采集第二喷射阀、第三喷射阀和第四喷射阀及其他BANK单元中喷射阀的喷射电流的参考值。

7.根据权利要求1所述的车用燃气喷射阀的驱动控制电路，其特征在于，第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管、第七场效应管、第八场效应管均为NPN型场效应管。