一种电控组合泵喷油驱动电路技术领域
本发明涉及一种电控组合泵喷油驱动电路，适用于机械领域。
背景技术
电控组合泵燃油喷射系统与传统的机械式喷油系统相比，是一种时间控制式柴油机电控燃油喷射系统，其喷油定时和喷油量由电控单元经驱动电路控制高速电磁阀实现。与共轨式燃油喷射系统相比，电控组合泵系统虽然不能满足多次喷射的要求，但是可以通过优化凸轮型线实现理想的喷油规律来降低噪声；对燃油品质的要求也比共轨系统低，并具有喷油定时和喷油量电控柔性调节的优点。特别值得指出的是，电控组合泵的制造工艺相对简单，可以与国内市场上正在使用的柴油发动机在很少改动的情况下直接进行匹配，使发动机满足欧一m排放法规。在电控组合泵燃油喷射系统中，高速电磁阀是关键执行部件，电磁阀控制与驱动电路的设计在电子控制单元中是非常重要的一环。对于高性能驱动电路的研究和试验国内外有许多成果。
发明内容
本发明提出了一种电控组合泵喷油驱动电路，其驱动电流上升率高且不造成能量损耗，PWM波频率取值约100kHz时既能减小电流波动又能克服干扰；与单纯采用普通二极管的续流回路相比，采用瞬变抑制二极管的续流电路能使电流的下降延迟时间缩短10倍以上。
本发明所采用的技术方案是：
所述电控组合泵燃油喷射系统主要由电控组合泵、ECU、传感器、喷油器等部件组成；由输油泵、高压油泵和高速电磁阀组成电控组合泵总成。
所述高速电磁阀是一个高速动作的二位二通阀，当高速电磁阀断电时，输油泵将油箱中燃油输人高压油泵的柱塞腔，凸轮驱动柱塞上行过程中，在需要喷油的时刻高速电磁阀通电，关闭进回油口，柱塞腔中燃油在柱塞推动下压力急剧上升，高压燃油经出油阀通过高压油管进人喷油器，克服喷油器弹簧预紧力抬起针阀，喷射雾化燃油进入气缸燃烧;喷油量由高速电磁阀通电持续时间决定，当电磁阀通电截止，回油通路打开，高压嫩油迅速经进回油口泄压，喷油立刻停止。ECU采集油门、转速等信号以判断发动机的工况，在相应的控制策略模块中确定喷油量和喷油定时等数据，发出喷油时刻指令和喷油量指令，通过控制电磁阀的通电时刻、通电持续时间达到对喷油过程进行精确控制的目的.因此为了精确控制喷油时刻和喷油量就要保证高速电磁阀具有高速通断特性，即通电时具有高的电流上升率。能够迅速关闭进回油通道以使立刻喷油;断电时具有高的电流下降率，能够迅速打开回油通道以使喷油迅速截止。
所述驱动电路设计了双阶段PWM波限流驱动模块以提高电磁阀的高速驱动性能。该驱动电路采用了双电源模式以及双阶段PWM波限流控制，其中，双电源系统中高电压VH在电磁阀起始通电直到其电流到达峰值调制电流(电磁阀起始运动电流)时间段TP内有效，实现加快电磁阀通电响应速度的要求；低电压VL在喷油时间段一直有效，分别按照峰值电流和喷射过程的维持电流进行双阶段PWM限流控制，实现降低系统功耗的目的。
本发明的有益效果是：高低电压、双阶段PWM波限流控制的电磁阀驱动方式不仅能提高电磁阀的响应速度，而且能最大程度地减小线圈上的功率损耗，是一种较为理想的电磁阀驱动方式。线圈续流回路对电磁阀的快速截止有着显著的影响。与单纯采用普通二极管的续流回路相比，采用瞬变抑制二极管的续流电路使电流的下降延迟时间缩短10倍以上。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的电控组合泵燃油系统示意图。
图2是本发明的电磁阀驱动电路图。
图中：1.喷油器；2.高压油管；3.出油阀；4.柱塞腔；5.柱塞；6.高速电磁阀；7.线圈；8.溢流阀；9.输油泵；10.油箱；11.其他传感器；12.加速踏板；13.转角、判缸传感器；14.测速齿盘；15.凸轮轴；16.控制脉冲；17.反馈电流；18.选缸脉冲；19.电磁阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1，电控组合泵燃油喷射系统主要由电控组合泵、ECU、传感器、喷油器等部件组成；由输油泵、高压油泵和高速电磁阀组成电控组合泵总成。
高速电磁阀是一个高速动作的二位二通阀，当高速电磁阀断电时，输油泵将油箱中燃油输人高压油泵的柱塞腔，凸轮驱动柱塞上行过程中，在需要喷油的时刻高速电磁阀通电，关闭进回油口，柱塞腔中燃油在柱塞推动下压力急剧上升，高压燃油经出油阀通过高压油管进人喷油器，克服喷油器弹簧预紧力抬起针阀，喷射雾化燃油进人气缸燃烧;喷油量由高速电磁阀通电持续时间决定，当电磁阀通电截止，回油通路打开，高压嫩油迅速经进回油口泄压，喷油立刻停止。ECU采集油门、转速等信号以判断发动机的工况，在相应的控制策略模块中确定喷油量和喷油定时等数据，发出喷油时刻指令和喷油量指令，通过控制电磁阀的通电时刻、通电持续时间达到对喷油过程进行精确控制的目的.因此为了精确控制喷油时刻和喷油量就要保证高速电磁阀具有高速通断特性，即通电时具有高的电流上升率。能够迅速关闭进回油通道以使立刻喷油;断电时具有高的电流下降率，能够迅速打开回油通道以使喷油迅速截止。
如图2，驱动电路设计了双阶段PWM波限流驱动模块以提高电磁阀的高速驱动性能。该驱动电路采用了双电源模式以及双阶段PWM波限流控制，其中，双电源系统中高电压VH在电磁阀起始通电直到其电流到达峰值调制电流(电磁阀起始运动电流)时间段TP内有效，实现加快电磁阀通电响应速度的要求；低电压VL在喷油时间段一直有效，分别按照峰值电流和喷射过程的维持电流进行双阶段PWM限流控制，实现降低系统功耗的目的。
电路采用蓄电池电压或者经过升压变换的直流电压驱动，通过控制脉冲来控制功率管的通断，实现“峰值一维持”波形的电流调节方式。初期功率管全开，电流快速上升以使电磁阀迅速动作；中期采用脉冲宽度调制(PWM)波控制功率管通断，得到较小的恒定电流维持电磁阀动作以降低功耗；后期快速切断电流以使电磁阀迅速断电。该驱动电路在一定程度上能够满足电控燃油喷射系统的要求，但随着对喷射控制精度要求的提高，其缺点也越来越明显。在电磁阀起始通电阶段采用恒定电压驱动，由于对电磁阀中的电流没有任何控制，随着驱动电压的提高，电磁阀充电电流峰值将会很大，这样电磁阀功耗大幅度增加，对寿命和稳定性产生不利影响。