[发明专利]比例电磁阀控制装置

说明书

                       技术领域

本发明涉及用于例如重型设备的液压系统、自动传输系统或车辆的喷油系统中的比例电磁阀控制装置。具体地说，本发明涉及一种用于液压系统中的单向阀的控制装置。

                       背景技术

比例电磁阀的研制填补了伺服阀和常规的开/关电磁阀之间的空白。关于比例电磁阀的说明可以在“Machine Design”，pp.69-72，1983年2月以及在“Machine Design”，pp.77-81，1984年3月有关液压系统的控制中找到。

电气控制的比例电磁阀不同于开关电磁阀，它可以按比例地控制一液压系统，并具有比伺服阀成本低、控制系统简单的优点。具体地说，虽然伺服阀具有小的死区(deadband)以及较快的响应时间和较快的频率响应，但它大约为比例电磁阀价格的5倍。同样，虽然开关电磁阀的成本大约只有比例电磁阀成本的一半，但它只能控制液压系统的开/并操作。

因此，比例电磁阀具有可以和伺服阀相比的控制性能但没有像其那样昂贵的成本。

                       发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种按照电流指令(current command)精确地控制流过比例电磁阀的电流的控制装置。本发明的另一个目的在于提供一种比例电磁阀，当高于一个固定值的外部电流指令加于该控制电路时，所述比例电磁阀能够限制一电流指令。

为了实现上述目的，本发明提供的比例电磁阀控制装置包括：电流指令检测电路，用来检测由用户输入的电流指令和参考电压之间的电压差；偏置电路，用来接收由电流指令检测电路检测的电流指令，并产生一个偏置值，它可以被用户改变，并当电流指令高于一预定值时可被用于限制(limit)电流指令；增加和限制电流指令电路，用来将电流指令和来自偏置(offset)电路的偏置值相加，并且当偏置值被用来限制电流指令时，通过提供一个固定值限制输出的电流指令；电流检测电路，用来检测主电路中流过阀门的电流；比例积分控制器(以后称为PI控制器)用来接收正负交变的三角波脉冲信号，并把来自增加和限制电流指令电路的输出、电流检测电路的输出信号以及第二三角波脉冲信号相加，以及放大由这三个信号确定的误差；脉宽调制比较器，用来接收不同的三角波脉冲信号并将其和PI控制器的输出信号进行比较；输出电路，用来产生具有相应于脉宽调制比较器的输出信号的占空比的开关信号。

比例电磁阀控制装置还包括电流指令模式确定电路，用来确定操作模式并把该操作模式提供给输出电路。

开关元件，使用其开关信号来控制与开关元件相连接的比例电磁阀的开关操作。在这种方式下，脉宽调制被用于控制比例电磁阀，同时减少功率消耗。

现在参照附图说明本发明的最佳实施例。

                       附图说明

图1是按照本发明最佳实施例的比例电磁阀控制装置的方框图；

图2是按照本发明的最佳实施例的比例电磁阀控制装置的控制电路的详细电路图；以及

图3至图5是关于按照本发明的最佳实施例的比例电磁阀控制装置的负载电流对电流指令的曲线。

                     具体实施方式

现在参照图1说明按照本发明最佳实施例的比例电磁阀的控制装置。

按照本发明最佳实施例的比例电磁阀控制装置包括主电路100和控制电路200。主电路100包括P型金属氧化物半导体(以后称为PMOS)晶体管M，比例电磁阀PV和电流检测电阻RS。

具体地说，PMOS晶体管M的栅极被连接到控制电路200的输出端OUT，PMOS晶体管M的源极被连接到电源电压V_dc。齐纳二极管ZD正向地和电阻R并联在PMOS晶体管M的栅极和源极之间。

比例电磁阀PV和电流检测电阻Rs串联于PMOS晶体管M的漏极。此外，二极管D1反向地连接于PMOS晶体管M的漏极。

控制电路200包括电源电路10(未示出)。电流指令检测电路20其接收输入的电流指令V_CMD和参考电压V_CMDref，并向电流指令模式确定装置30和偏置电路31输出信号。电流指令模式确定装置30的输出端被连接到输出电路90。偏置电路31的输出端和增加与限制电流指令电路32相连接。