[发明专利]一种发动机电磁阀驱动电路及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电控发动机控制系统领域，具体是指一种发动机电磁阀驱动电路及其控制方法。

背景技术

目前，在诸如柴油机喷油器电磁阀、汽油机喷油器电磁阀、天燃气发动机喷气嘴电磁阀等电控发动机控制系统中，其相关电磁阀的驱动电路大都采用以下控制方式来进行：首先，根据曲轴、凸轮轴信号得到发动机转速及相位位置等相关信息，并计算得到燃油喷射量、燃油喷射提前角等控制参数，再根据相位位置来控制喷油器驱动电路等执行器来驱动电路，实现对发动机的控制。在该控制方式中，电磁阀驱动电路可根据ECU（Engine Control Unit，发动机控制器）的喷射逻辑信号控制电磁阀的驱动电流，电磁阀在驱动电流的作用下，可改变针阀升程，进而控制喷射通道的开关状态，最终实现控制喷射的目的。

现阶段常用的电磁阀驱动电流多为Peak&Hold波形，波形如图1所示，其驱动电路则多为如图2所示的高低端驱动电路。该高低端驱动电路特征为：电磁阀两端均有三极管，即在电磁阀与高压驱动电源之间，以及电磁阀与地之间均连接有可控三极管。工作时，利用与高压驱动电源相连的高端三极管可控制电源与电磁阀的联通状态，进而使电磁阀驱动电流提升或降低：当高端电磁阀导通，联通电源与电磁阀时，电源向电磁阀注入能量，驱动电流提升；当高端电磁阀关断，断开电源与电磁阀时，电磁阀泄放能量，驱动电流降低。

相应地，利用与地相连的低端三极管则可控制电磁阀与地之间的联通状态，其作用有两个，其一，在多缸机电磁阀驱动电路中可通过导通不同的低端三极管实现选缸功能；其二，控制电磁阀驱动电流降低阶段的下降速率，当低端电磁阀导通时，驱动电流下降速率较慢；当低端电磁阀关断时，驱动电流下降速度较快。ECU通过对采样电阻的电压进行采样即可实时计算得到驱动电流大小，与预先设定的Peak&Hold驱动电流波形各阶段标准值进行比较，可得到驱动电流目标值与实际值的大小关系。依据该大小关系调整高端电磁阀的导通或关断状态，即可实现对驱动电流的反馈控制。

高低端驱动电路可以实现Peak&Hold驱动电流波形，但主要存在以下两点缺陷。第一，线路结构复杂，在该驱动电路中ECU与电磁阀之间需要两根较长的连接线，分别连接电磁阀的两端。工作时，由于这两根连接线均有较大的驱动电流通过，因此增加了线束布置的难度。第二，驱动过程复杂。高端三极管关断时，控制端电压高于地10～15V即可保证三极管导通，但是一旦该高端三极管导通，则控制端电压需要升高到高于高压电源10～15V才可保持三极管的导通状态，因此通常需采用浮动驱动技术实现这一功能。然而，浮动驱动电路不仅电路结构非常复杂、价格昂贵，而且其电路稳定性也不高，不适于广泛推广。

发明内容

本发明的目的在于克服目前电磁阀驱动电路中高、低端驱动电路所存在的线路结构和驱动方式较为复杂，安全性能和稳定性能较差的缺陷，提供一种结构简单，性能稳定，安全性较高的发动机电磁阀驱动电路。

本发明的另一目的是提供一种上述发动机电磁阀驱动电路的控制方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种发动机电磁阀驱动电路，主要由与发动机控制器相连接的控制三极管电路，以及分别与控制三极管电路和发动机控制器相连接的续流保护电路组成。

进一步地，所述的控制三极管电路由N型的三极管TC，以及一端接地、另一端与三极管TC的源极相连接的采样电阻RF构成，且该三极管TC的漏极与所述的续流保护电路相连接，其栅极和源极还均与发动机控制器相连接。

所述的续流保护电路由P型的三极管TR1，N型的三极管TR2，与三级管TR1的漏极相串接的续流二极管D，串接在三极管TR2的漏极与三极管TR1的栅极之间的分压电阻R1，以及串接在三极管TR1的栅极与源极之间的分压电阻R2组成；所述三极管TR1的源极与三极管TC的漏极相连，三极管TR2的栅极则与发动机控制器相连接。

一种上述发动机电磁阀驱动电路的控制方法，主要包括以下步骤：

a、喷射持续期间，续流控制信号输出高电平，且系统利用驱动电流采样信号计算得到驱动电流实际值，判断驱动电流实际值是否小于预设的驱动电流目标值？

b、是，则驱动控制信号持续输出高电平；否，则驱动控制信号持续输出t秒低电平；

c、判定喷射是否结束，否，则返回步骤a重新调整驱动控制信号输出；是，则续流控制信号及驱动控制信号都输出低电平。

其中，步骤a中所述的利用驱动电流采样信号计算得到驱动电流实际值，其计算公式是：电流反馈信号采样得到的电压/采样电阻R_F阻值。