CN2937707Y - 高速电磁阀驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种高速电磁阀驱动装置，由高端驱动器、电容储能电路、PWM发生器、电流检测放大器、选缸电路组成。该装置通过采用电容储能，高端电流检测反馈控制PWM输出实现了对电磁阀电流的精确控制。与传统的电磁阀驱动电路相比，其控制逻辑简单，更符合电磁阀的电流响应特点，且有利于降低功耗和防止电磁阀过载。

Description

高速电磁阀驱动装置
技术领域
本实用新型涉及一种电磁阀的控制装置。
背景技术
高压共轨燃油喷射系统是柴油发动机的发展方向之一。该系统通过控制燃油的共轨压力和喷油器的快速启闭来保证发动机对喷油正时、精确喷油量及理想喷油率等方面的要求。其中关键执行器件是高速电磁阀，其电流响应特性决定其驱动电路应满足下列基本要求。一、电磁控制阀开启前的能量强激功率驱动模块应以尽可能高的速率为电磁阀注入能量，确保电磁控制阀在开启过程中产生足够大的电磁作用力，缩短开启响应时间。二、电磁控制阀开启后，因工作气隙较小，磁路磁阻很低，电磁线圈通入较小的保持电流便能产生足够大的电磁作用力以保证电磁控制阀的可靠开启。小的保持电流可以降低能量消耗，减小线圈发热，同时有利于电磁控制阀的快速闭合。
综上所述，电磁阀驱动电路的设计要求在电磁阀的不同工作阶段应维持相应的理想驱动电流。目前常见的电磁阀驱动电路大致分为可调电阻式、双电压式。其中可调电阻式驱动电路结构简单但功耗较大，双电压式功耗有所减小但仍不理想。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种高速电磁阀驱动装置，采用电容储能、高端电流检测反馈控制PWM输出实现了对电磁阀电流的精确控制。
为了达到以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种高速电磁阀驱动装置，由高端驱动器、电容储能电路、PWM发生器、电流检测放大器、选缸电路组成。
电容储能电路由MOS管(Q1)和电容(C1)组成，连接关系为MOS管(Q1)的栅极接高端驱动器输出端，漏极接直流高压，源极与地之间接电容(C1)，同时接电磁阀的线圈(L1)，MOS管(Q1)关断时电容(C1)对线圈(L1)放电，选缸电路由MOS管(Q4)、(Q5)和电磁阀线圈(L1)和(L3)组成，MOS管Q4的漏极接线圈L1，源极接地，栅极接前缸引燃喷油脉宽信号INJ1，MOS管Q5的漏极接线圈L3，源极接地，栅极接前缸引燃喷油脉宽信号INJ3。
电磁阀线圈L1和L3的两端分别并联续流二极管D13、D14；电磁阀线圈L1与直流高压电源端之间串联二极管D11，电磁阀线圈L3与直流低压电源端之间串联二极管D13，起到高压和低压电源隔离作用。
本实用新型在柴油高压共轨转子机前后双缸分别配备双喷油器，且两个喷油器分别独立控制，且两路喷油器在部分工作中喷油时序重叠，。将转子机前缸的引燃喷油脉宽信号INJ1与后缸的引燃喷油脉宽信号INJ3通过或非门后，输入到高端驱动芯片驱动高端功率MOS管Q1，DC/DC升压后的100V电源通过Q1打开后向电容C1充电，在喷油脉宽周期内Q1关断。PWM发生器通过功率MOS管Q2控制12V电源输入的占空比。Q1与Q2的源极分别通过二极管D11和D12连接电磁阀线圈L1与L3的上端，D11和D12的作用是将100V和12V两个不同电压的电源隔离开。INJ1和INJ3分别通过低端功率MOS管Q4和Q5实现选缸。D13、D14为续流二极管。电流检测放大器与PWM发生器相连实现反馈控制。此装置符合电磁阀的电流响应特点，且有利于降低功耗和防止电磁阀过载。
附图说明
图1是本实用新型的电路示意图。
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明。
具体实施方式
如图1所示，一种高速电磁阀驱动装置，由高端驱动器、电容储能电路、PWM发生器、电流检测放大器、选缸电路组成。
电容储能电路由MOS管(Q1)和电容(C1)组成，连接关系为MOS管(Q1)的栅极接高端驱动器输出端，漏极接直流高压，源极与地之间接电容(C1)，同时接电磁阀的线圈(L1)，MOS管(Q1)关断时电容(C1)对线圈(L1)放电，选缸电路由MOS管(Q4)、(Q5)和电磁阀线圈(L1)和(L3)组成，MOS管Q4的漏极接线圈L1，源极接地，栅极接前缸引燃喷油脉宽信号INJ1，MOS管Q5的漏极接线圈L3，源极接地，栅极接前缸引燃喷油脉宽信号INJ3。
电磁阀线圈L1和L3的两端分别并联续流二极管D13、D14；电磁阀线圈L1与直流高压电源端之间串联二极管D11，电磁阀线圈L3与直流低压电源端之间串联二极管D13，起到高压和低压电源隔离作用。
前缸引燃喷油脉宽信号INJ1、后缸引燃喷油脉宽信号INJ3通过或非门与高端驱动器连接，高端驱动器另一端接MOS管Q1的栅极，MOS管的漏极接100V，源极与地之间接电容C1，同时与二极管D11正极连接，二极管D11负极分别接电流检测放大器的IN-和电磁阀线圈L1，电磁阀线圈L1两端并联二极管D13，另一端接MOS管Q4的漏极，MOS管Q4的源极接地，栅极接前缸引燃喷油脉宽信号INJ1。MOS管Q2漏极接12V，栅极接PWM发生器的输出端，栅极接二极管D12的正极，二极管D12的负极分别接电磁阀线圈L3和电流检测放大器的IN+，电磁阀线圈L3两端并联二极管D14，另一端接MOS管Q5的漏极，MOS管Q5的源极接地，栅极接后缸引燃喷油脉宽信号INJ3，电流检测放大器的输出端接PWM发生器的输入端。
工作方式：当ECU输出喷油脉宽INJ1时，Q4选缸导通，电容C1在INJ1开始时刻向电磁阀L1放电。这时Q5无选缸信号，电磁阀L3截止，Q1关断，禁止100V向电容C1充电，12V自行反向截止。直到C1放电至低于12V后，电流检测放大器输出信号，给PWM发生器触发信号开始工作，12V通过Q2以PWM方式向电磁阀L1提供能量。PWM占空比通过电流检测放大器实现反馈控制。INJ1结束后，Q4关断，L1截止，Q1导通，100V开始向C1充电。当发动机经过一个工作循环，ECU输出后缸引燃喷油脉宽INJ3时，电容C1已充满电，这时高端部分重复上述工作过程，Q5选缸导通，电磁阀L3工作，电磁阀L4截止。

Claims (3)

1.一种高速电磁阀驱动装置，由高端驱动器、电容储能电路、PWM发生器、电流检测放大器、选缸电路组成，其特征在于，所述电容储能电路由MOS管(Q1)和电容(C1)组成，连接关系为MOS管(Q1)的栅极接高端驱动器输出端，漏极接直流高压，源极与地之间接电容(C1)，同时接电磁阀的线圈(L1)，MOS管(Q1)关断时电容(C1)对线圈(L1)放电，选缸电路由MOS管(Q4)、(Q5)和电磁阀线圈(L1)和(L3)组成，MOS管Q4的漏极接线圈L1，源极接地，栅极接前缸引燃喷油脉宽信号INJ1，MOS管Q5的漏极接线圈L3，源极接地，栅极接前缸引燃喷油脉宽信号INJ3。
2.根据权利要求1的高速电磁阀驱动装置，其特征在于，所述电磁阀线圈L1和L3的两端分别并联续流二极管D13、D14。
3.根据权利要求1的高速电磁阀驱动装置，其特征在于，所述电磁阀线圈L1与直流高压电源端之间串联二极管D11，电磁阀线圈L3与直流低压电源端之间串联二极管D13，起到高压和低压电源隔离作用。
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