[发明专利]基于PWM的比例电磁阀驱动方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及比例电磁阀驱动领域，特别涉及一种基于PWM的比例电磁阀驱动方法及系统。

背景技术

比例电磁阀最为理想的驱动信号为载有小幅颤振的直流电。但出于系统复杂程度和成本的考虑，挖掘机等工程机械的嵌入式控制系统通常利用脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)的方法来驱动比例电磁阀，PWM包含占空比和频率两种信息：调整占空比可以得到所需电压值；而PWM频率的选择对比例电磁阀二次压力的稳定性和自身功耗有很大影响。

目前大多采用固定频率的PWM驱动比例电磁阀，其存在以下缺点：

1)驱动比例电磁阀的PWM频率过低会引起比例电磁阀二次压力随PWM脉冲波动；

2)驱动比例电磁阀的PWM信号频率过高将会降低电磁阀的响应时间，且会产生过多的功率损失，增加电磁阀的磁滞损耗和涡流损耗。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种基于PWM的比例电磁阀驱动方法及基于PWM的比例电磁阀驱动系统，以实现频率随PWM占空比变化，进而稳定比例电磁阀二次压力、防止阀芯卡滞和降低功耗。

一方面，本发明提供了一种基于PWM的比例电磁阀驱动方法，包括：预先设置占空比与频率值的对应关系，所述对应关系中频率值的分布规律为中间占空比对应的频率值大于两侧占空比对应的频率值；根据所述对应关系确定目标占空比对应的频率值；根据所述目标占空比及其对应的频率值，生成PWM驱动信号，以及利用所述PWM驱动信号驱动比例电磁阀。

进一步地，所述“根据所述对应关系确定目标占空比对应的频率值”的步骤包括：首先根据所述对应关系进行线性插值计算；然后根据线性插值计算的结果确定所述目标占空比对应的频率值。

进一步地，所述“预先设置占空比与频率值的对应关系”的步骤包括：预先设置占空比为10％、50％及90％时对应的频率值，其中占空比50％为中间占空比，占空比50％对应的频率值最大，占空比为10％及90％分别为最小占空比及最大占空比，占空比为10％和/或90％对应的频率值最小。

进一步地，所述占空比为10％及90％时对应的频率值相同。

进一步地，所述的基于PWM的比例电磁阀驱动方法还包括：实时感测比例电磁阀中的液压油油温；在所述“根据所述对应关系确定目标占空比对应的频率值”的步骤之后还包括：根据预设的频率值随所述液压油油温的变化的调整方法，调整所述目标占空比对应的频率值；所述频率随油温变化的调整方法包括：随所述液压油油温升高，增大所述频率值。

另一方面，本发明提供了一种基于PWM的比例电磁阀驱动系统，包括：对应关系设置单元，用于预先设置占空比与频率值的对应关系，所述对应关系中频率值的分布规律为中间占空比对应的频率值大于两侧占空比对应的频率值；频率确定单元，用于根据所述对应关系确定目标占空比对应的频率值；驱动信号生成单元，用于根据所述目标占空比及其对应的频率值，生成PWM驱动信号；驱动单元，用于利用所述PWM驱动信号驱动比例电磁阀。

进一步地，所述频率确定单元包括：计算子单元，用于根据所述对应关系进行线性插值计算；确定子单元，用于根据线性插值计算的结果确定所述目标占空比对应的频率值。

进一步地，所述对应关系设置单元包括存储子单元，用于预先设置占空比为10％、50％及90％时对应的频率值，其中占空比50％为中间占空比，占空比50％对应的频率值最大，占空比为10％及90％分别为最小占空比及最大占空比，占空比为10％和/或90％对应的频率值最小。

进一步地，所述的基于PWM的比例电磁阀驱动系统还包括：感测单元，用于实时感测比例电磁阀中的液压油油温；调整单元，用于根据预设的频率值随所述液压油油温的变化的调整方法，调整所述目标占空比对应的频率值；所述频率随油温变化的调整方法包括：随所述液压油油温升高，增大所述频率值

进一步地，所述基于PWM的比例电磁阀驱动系统设置在DSP芯片或通用CPU中。

本发明基于PWM的比例电磁阀驱动方法及系统通过根据比例电磁阀控制所需占空比的不同采用不同的PWM频率，具体地在两侧占空比，采用较低的PWM频率，而在中间占空比采用较高的频率，实现使比例电磁阀达到输出压力稳定、防止阀芯卡滞和降低功耗。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：