[发明专利]一种基于电压脉宽调制技术的电磁阀快速运动驱动方法

权利要求书

1.一种基于电压脉宽调制技术的电磁阀快速运动驱动方法，其特征在于：所述电磁阀（4）的线圈通过电流检测器（3）与电压源（2）相连，电压源（2）与占空比控制器（1）相连，占空比控制器（1）与控制器相连，压力传感系统（5）与电磁阀（4）各工作口连接实时获取电磁阀各工作口的压力状态；控制器（6）与压力传感系统（5）相连实时获取压力传感系统（5）中的数据，控制器包括控制信号产生单元，控制信号产生单元产生控制信号；

所述驱动方法包括如下步骤：

预加载激励阶段：在控制信号上升沿到来之前，根据预加载阶段的持续时间，控制器提前触发占空比控制器，占空比控制器输出占空比为100%的高频方波信号给电压源，电压源输出占空比为100%的电压方波，在该电压的激励下，电流快速上升，直到电流达到设定的预加载电流，此时预加载激励阶段结束；预加载电流略小于开启电流；

预加载维持阶段：控制器触发占空比控制器，占空比控制器输出占空比为α的高频方波信号给电压源，电压源开始输出占空比为α的电压方波，其中0α1，在此维持电压的作用下，线圈电流一直围绕在预加载电流数值上做高频小幅波动，即达到预加载电流状态；

开启阶段：当控制信号上升沿到来时，控制器触发占空比控制器，占空比控制器输出占空比为100%的高频方波信号给电压源，电压源输出占空比为100%的电压方波，线圈在占空比为100%的电压方波的激励下，电流迅速上升，由于电流在控制信号上升沿到来前就已经在预加载电流数值上小幅波动，在占空比为100%的电压方波的激励下，电流将在短时间内上升至开启电流，此时，电磁阀阀芯开启移动，进入开启阶段，继续维持电压源的激励直至确保电磁阀完全开启；

开启维持阶段：然后控制器触发占空比控制器，占空比控制器输出占空比为β的高频方波信号给电压源，电压源开始输出占空比为β的电压方波，其中0β1，电流逐渐下降，并最终围绕在维持电流数值上做高频小幅波动，维持电流略大于关闭电流，以保持电磁阀开启状态；

关闭阶段：当控制信号下降沿到来时，控制器触发占空比控制器，占空比控制器输出占空比为-100%的高频方波信号给电压源，电压源输出占空比为-100%的电压方波，在占空比为-100%的电压方波的激励下，线圈电流迅速降低至关闭电流，此时阀芯开始运动，进行复位，电压源继续激励，直至电流降至0；

关闭维持阶段：控制器触发占空比控制器，占空比控制器输出占空比为0的高频方波信号给电压源，电压源开始输出占空比为0的电压方波，即不供电；直到下一个预加载阶段到来。

2.根据权利要求1所述的基于电压脉宽调制技术的电磁阀快速运动驱动方法，其特征在于所述预加载维持阶段中，电压源输出的占空比为α的高频电压方波信号，经调制后的等效电压数值小于电磁阀线圈电阻与开启电流的乘积。

3.根据权利要求1所述的基于电压脉宽调制技术的电磁阀快速运动驱动方法，其特征在于占空比为β的高频电压方波信号经调制后的等效电压数值大于电磁阀线圈电阻与关闭电流的乘积。

4.根据权利要求1所述的基于电压脉宽调制技术的电磁阀快速运动驱动方法，其特征在于所述开启阶段的持续时间等于该电磁阀在0电流状态下，采用经占空比为100%的高频电压方波信号调制后的电压源激励电磁阀至完成行程所需时间，以确保电磁阀完全开始。

5.根据权利要求1所述的基于电压脉宽调制技术的电磁阀快速运动驱动方法，其特征在于所述的预加载激励阶段所需的持续时间的计算过程为：控制器根据当前驱动电压、电磁阀电流、线感电阻和电感，计算线圈当前电流上升至预加载电流所需的时间，作为预加载激励阶段的持续时间。

6.根据权利要求1所述的基于电压脉宽调制技术的电磁阀快速运动驱动方法，其特征在于所述的预加载维持阶段所需的持续时间为1~2ms。