[发明专利]一种控制用于驱动清洗泵的直流螺线管致动器的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制用于驱动清洗泵的直流螺线管致动器的装置和方法。

背景技术

清洗泵是一种常用的工业设备，尤其可以应用于汽车领域。当前，有多种致动器可以用来对清洗泵进行驱动，其中直流螺线管致动器是常用的一种，因为其结构简单紧凑，且制造成本低。

为了使清洗泵具有良好的性能，需要对直流螺线管致动器（电磁线圈）进行有效控制。在常规直流螺线管致动器的控制中，工作电流幅值在不同的输入电压下会发生变化，这导致清洗泵的性能下降。因此，为了获得稳定的控制电流，必须向直流螺线管致动器提供恒定的电压，然而在清洗泵工作期间难以提供这种恒定电压。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种新颖的控制用于驱动清洗泵的直流螺线管致动器的装置和方法，其能够在不同的输入电压下使直流螺线管致动器的工作电流幅值基本保持不变，由此可以解决在输入电压发生变化的情况下进行稳定控制的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种控制用于驱动清洗泵的直流螺线管致动器的装置，包括：第一开关，耦合在所述直流螺线管致动器的一端与输入电压源之间；第二开关，耦合在所述直流螺线管致动器的另一端与地之间；以及控制器，用于在所述清洗泵处于运行状态时向所述第一和第二开关施加控制信号，以在第一时间段内每隔预定的时间使所述第一和第二开关同时导通，在第二时间段内使所述第一和第二开关中的至少一个截止，并且使所述第一和第二时间段以预定的频率进行重复，其中所述预定时间小于所述直流螺线管致动器的反应时间，所述第二时间段的持续时间大于所述直流螺线管致动器的反应时间，并且根据所述直流螺线管致动器的输入电压调整所述第一和第二开关同时导通的时间与该同时导通的时间和所述预定时间之和的比率，以使所述直流螺线管致动器的工作电流保持稳定。

在本发明的一个实施例中，所述控制器被配置成向所述第一开关施加第一脉宽调制信号，所述第一脉宽调制信号的周期为所述第一和第二开关同时导通的时间与所述预定时间之和，所述第一脉宽调制信号的占空比为所述第一和第二开关同时导通的时间与该同时导通的时间和所述预定时间之和的比率，并且所述控制器被配置成向所述第二开关施加第二脉宽调制信号，所述第二脉宽调制信号的周期为所述第一和第二时间段之和，所述第二脉宽调制信号的占空比为所述第一时间段与所述第一和第二时间段之和的比率。

在本发明的另一实施例中，所述控制器被配置成向所述第一开关施加高电平信号以使其保持导通，并且所述控制器配置为在所述第一时间段内向所述第二开关施加脉宽调制信号并且在所述第二时间段内向所述第二开关施加低电平信号以使其截止，所述脉宽调制信号的周期为所述第一和第二开关同时导通的时间与所述预定时间之和，所述脉宽调制信号的占空比为所述第一和第二开关同时导通的时间与该同时导通的时间和所述预定时间之和的比率。

在本发明的另一实施例中，所述装置还可以包括保护电路，所述保护电路与所述直流螺线管致动器并联耦合。

在本发明的另一实施例中，所述第一和第二开关同时导通的时间与所述预定时间的比率DC1由下式确定

DC1=(U_e/U_in)×100％

其中U_e为所述直流螺线管致动器的期望工作电压，且U_in为输入电压。

在本发明的另一实施例中，所述控制器被配置成根据环境温度的高低调整所述预定频率。

在本发明的另一实施例中，使所述预定频率和所述第一时间段与所述第一和第二时间段之和的比率优化匹配以与清洗泵的机械响应相一致，从而使所述清洗泵获得最佳流量范围。

根据本发明的另一个方面，提供一种控制用于驱动清洗泵的直流螺线管致动器的方法，包括：在所述清洗泵处于运行状态时，在第一时间段内每隔预定的时间向所述直流螺线管致动器提供输入电压；在第二时间段内停止向所述直流螺线管致动器提供输入电压；以及以预定的频率重复所述第一和第二时间段，其中所述预定时间小于所述直流螺线管致动器的反应时间，所述第二时间段的持续时间大于所述直流螺线管致动器的反应时间，并且根据所述直流螺线管致动器的输入电压调整向所述直流螺线管致动器提供输入电压的时间与该提供输入电压的时间和所述预定时间之和的比率，以使所述直流螺线管致动器的工作电流保持稳定。

在本发明的一个实施例中，所述方法进一步包括使所述预定频率和所述第一时间段与所述第一和第二时间段之和的比率优化匹配以与清洗泵的机械响应相一致，从而使所述清洗泵获得最佳流量范围。

附图说明