[发明专利]具有故障诊断的高速喷油器驱动电路及判断方法

说明书

本发明公开了一种具有故障诊断的高速喷油器驱动电路及判断方法，其包含CPU、高端驱动电路、低端驱动电路、喷油器开关电路、电路采样电路和比较电路；所述高端驱动电路、低端驱动电路、电流采样电路和比较电路分别与CPU电连接；所述喷油器开关电路分别与高端驱动电路、低端驱动电路和电流采样电路电连接。本发明不仅具备喷油器控制功能，还具备对其故障的判断。

技术领域

本发明涉及柴油机燃油系统喷油器的驱动电路技术领域，具体涉及一种具有故障诊断的高速喷油器驱动电路及判断方法。

背景技术

在车用、船用柴油机燃油系统中，高速喷油器通常作为燃油喷射系统的执行器关键零部件。若喷油器驱动出现故障，可直接影响柴油机的正常工作，甚至损坏柴油机并影响行车行船的安全，因此高速喷油器的驱动电路需要具备高可靠性的性能，并且在驱动电路出现故障后可及时诊断并且采取相关动作避免柴油机造成损坏。在使用过程中由于柴油机喷射能量巨大，对驱动电路的电流有十分严苛的要求，并且容易造成喷油器与驱动电路的故障。因此提出一种具有故障诊断的高速喷油器驱动电路及判断方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有故障诊断的高速喷油器驱动电路及判断方法，能实现驱动电路故障、喷油器故障等一系列故障的诊断，同时能明确诊断出故障点。

第一方面，本发明所述的一种具有故障诊断的高速喷油器驱动电路，包括CPU、高端驱动电路、低端驱动电路、喷油器开关电路、电流采样电路和比较电路；

所述高端驱动电路、低端驱动电路、电流采样电路和比较电路分别与CPU电连接；所述喷油器开关电路分别与高端驱动电路、低端驱动电路和电流采样电路电连接；所述CPU输出控制信号给高端驱动电路与低端驱动电路，高端驱动电路用于完成喷油器开关电路中的高端MOS管的开启，所述低端驱动电路用于完成喷油器开关电路中的低端MOS管的开启，其中低端MOS管用于喷油器的选择，高端MOS管用于电流的控制；MOS管开启后喷油器中便会有电流流过并产生所需要的电磁力促使喷油器完成喷油动作；

喷油器的电流与电磁力的大小息息相关，因此对喷油器的电流需要达到准确地控制，为达到对电流的准确控制，需对喷油器的电流完成闭环控制，当电流值低于设定值时，CPU发出信号将高端MOS管打开，电源电压再次施加给喷油器，因此电流将再次逐步上升；当电流值高于设定值时，CPU收回信号，高端MOS管关闭，电流逐步下降。采用精密的采样电阻完成电流采样，并通过精准的放大器将电流进行放大之后输送至CPU的FADC端口，从而完成对电流地准确监控。为了节约CPU资源，降低其工作负荷，对电流采样进行了优化设计：一组喷油器驱动电流采用一个主路电流采样电阻，并由1路FADC进行快速采样；不对各支路电流进行采样，通过各支路电流与总电流进行对比，最终输出0-5V高低电平信号给CPU的IO端口，最终根据此信号判断出喷油器支路的短路故障。

所述电流采样电路用于采集喷油器的电流信号，并基于电流信号对驱动电路的故障进行诊断，能诊断的故障包含高端MOS管短路故障、高端MOS管断路故障、低端MOS管短路故障、低端MOS管断路故障、喷油器短路故障和喷油器断路故障。

进一步，所述CPU的FADC采样频率大于等于10MHz，并具有独立的内核进行计算。

进一步，所述喷油器开关电路由两路高端MOS管，K路低端MOS管和K+1个采样电阻组成；其中，K为喷油器的数量；

一路高端MOS管为高端高压48V MOS管，用于满足缩短喷油器电流上升时间，实现喷油器的快速开启；

一路高端MOS管为高端低压24V MOS管，用于维持喷油器的开启,保持电流稳定；

所述低端MOS管作为选缸开关，选择所需要驱动的喷油器；

K个采样电阻分别对应布置在K个低端MOS管的S极，用于检测各喷油器的电流情况；另外一个采样电阻放置在GND与K个采样电阻之间，用于总体电路的检测以及总体电流的控制。