多功能噴油器驅(qū)動(dòng)控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種噴油器驅(qū)動(dòng)控制器，特別是涉及一種多功能噴油器驅(qū)動(dòng)控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著高壓共軌柴油機(jī)和缸內(nèi)直噴汽油機(jī)的不斷應(yīng)用和推廣，人們對(duì)噴油器特性的要求也越來越高，尤其是對(duì)噴油器開啟和關(guān)閉的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度要求越來越高，這就要求發(fā)動(dòng)機(jī)控制器具有高性能的驅(qū)動(dòng)電路和高效的控制策略，同時(shí)，還要保證發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在惡劣的環(huán)境下安全可靠地運(yùn)行，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的開發(fā)與設(shè)計(jì)提出了很大的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)控制器僅僅是信號(hào)級(jí)別的控制單元，或者帶有低功率的驅(qū)動(dòng)資源(有的甚至是沒有驅(qū)動(dòng)能力)，面對(duì)高壓共軌柴油機(jī)和缸內(nèi)直噴汽油機(jī)的噴油器驅(qū)動(dòng)要求，很難達(dá)到理想的效果O
[0003]根據(jù)噴油器電磁閥電流驅(qū)動(dòng)的工作特性，其理想驅(qū)動(dòng)方式為:在銜鐵吸合時(shí)，應(yīng)盡可能迅速地對(duì)電磁閥線圈加上較大的電流，使其快速響應(yīng)，進(jìn)行吸合動(dòng)作；吸合后，磁路氣隙減小，磁阻也降低，此時(shí)電磁閥僅需較小的電流即可穩(wěn)定地保持吸合狀態(tài)；在釋放時(shí)，為減少電磁閥的釋放延遲，應(yīng)盡可能快地切斷驅(qū)動(dòng)電流，并快速釋放電磁閥的電勢能。該驅(qū)動(dòng)方式中，用較小的保持電流維持電磁閥的吸合，一方面可以減少蓄電池的能源損耗，另一方面也可以在釋放時(shí)加快電磁閥的釋放速度。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)這種理想的噴油器驅(qū)動(dòng)方式，需要比較復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)。目前行業(yè)內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電路各式各樣，但是總的來說，有如下幾種情況:
[0005]從驅(qū)動(dòng)信號(hào)合成方式的不同來分，主要有兩種形式:一種是采用主控制器控制輸出的方式，利用控制器的定時(shí)中斷來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的各階段控制脈沖來實(shí)現(xiàn)；這種方法需要占用大量的中斷資源，對(duì)控制器的運(yùn)行不利，即復(fù)雜的中斷響應(yīng)會(huì)拖慢控制器的運(yùn)行速度，同時(shí)中斷數(shù)量的增大，會(huì)導(dǎo)致潛在的程序問題存在；因此這種方式的控制精度很難保證。另一種方式是采用模擬電路進(jìn)行搭建拼接組合而成，需要利用采樣反饋電路不停的進(jìn)行反饋控制，同時(shí)需要使用脈沖發(fā)生器、觸發(fā)器、比較器、運(yùn)放、晶體管等搭建出不同階段的控制信號(hào)，從而來得到不同電流需求的實(shí)現(xiàn)；這種方法減少了主控制器的資源占有，但是外部電路器件較多且發(fā)雜，涉及高頻的數(shù)字電路和敏感的模擬電路混合設(shè)計(jì)，給電路設(shè)計(jì)工作帶來較大的困難，不符合電路設(shè)計(jì)數(shù)字化和集成化的趨勢，正在淘汰的狀態(tài)。
[0006]從噴油器的驅(qū)動(dòng)電壓來劃分，有兩種方式:一種是單一的高壓驅(qū)動(dòng)方式，這種方式的驅(qū)動(dòng)電路很簡單，易于實(shí)現(xiàn)，但是功率消耗大，對(duì)升壓模塊的要求很高，同時(shí)精度很難控制，其電路體積會(huì)變的很大，不是未來控制器精巧化趨勢的方向。另一種是高/低壓驅(qū)動(dòng)的方式，即開啟時(shí)采用高壓(通常情況下最高能達(dá)到一百伏以上)，而保持電壓采用電池電壓(12伏或24伏電池電壓)，這種方式對(duì)升壓模塊的要求不高，一路升壓即可滿足多路需求，同時(shí)能夠降低升壓電路的熱負(fù)荷，是未來發(fā)展的方向，但是這種電路的信號(hào)合成是設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:提供一種高效、精準(zhǔn)、可靠的多功能噴油器驅(qū)動(dòng)控制器。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0009]設(shè)計(jì)一種多功能噴油器驅(qū)動(dòng)控制器，含有接口保護(hù)模塊、主控模塊、預(yù)驅(qū)動(dòng)模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、升壓模塊和電源管理模塊，汽車的電子控制單元E⑶(Electronic ControlUnit)輸出的噴油控制信號(hào)經(jīng)過接口保護(hù)模塊后輸入到主控模塊，主控模塊輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)預(yù)驅(qū)動(dòng)模塊后進(jìn)入驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)模塊控制噴油器工作，驅(qū)動(dòng)模塊輸出的噴油器電流檢測信號(hào)經(jīng)預(yù)驅(qū)動(dòng)模塊后反饋給主控模塊，升壓模塊為預(yù)驅(qū)動(dòng)模塊和驅(qū)動(dòng)模塊提供高電壓，所述電源管理模塊為接口保護(hù)模塊、主控模塊、預(yù)驅(qū)動(dòng)模塊、驅(qū)動(dòng)模塊和升壓模塊供電。
[0010]所述接口保護(hù)模塊中含有第十二極管、第^^一二極管、第十二二極管、第十三二極管、第十電阻和第十一電阻，第十二極管的正極與第十一二極管的負(fù)極連接，第十二極管的負(fù)極與電源連接，第十一二極管的正極與地連接，汽車的電子控制單元的噴油控制信號(hào)輸出端通過第十電阻與第十二極管的正極連接，第十二二極管的正極與第十三二極管的負(fù)極連接，第十二二極管的負(fù)極與電源連接，第十三二極管的正極與地連接，汽車的電子控制單元的電源控制信號(hào)輸出端通過第十一電阻與第十二二極管的正極連接；
[0011]接口保護(hù)模塊能屏蔽掉高脈沖電壓信號(hào)，以及雜波大電流信號(hào)，能夠很好地保護(hù)噴油器驅(qū)動(dòng)控制器的核心部件不受外部高壓脈沖雜波干擾。
[0012]所述主控模塊中含有可編程邏輯控制器，第十二極管的正極與可編程邏輯控制器的噴油控制信號(hào)輸入端連接；
[0013]所述主控模塊能夠?qū)斎氲膰娪涂刂菩盘?hào)進(jìn)行捕捉，然后進(jìn)行信號(hào)合成，輸出給預(yù)驅(qū)動(dòng)模塊，進(jìn)行高低壓分時(shí)控制和高低邊組合控制；通過接口保護(hù)模塊，可將汽車的電子控制單元輸出的多路噴油控制信號(hào)輸送到可編程邏輯控制器中，可編程邏輯控制器可對(duì)這些噴油控制信號(hào)進(jìn)行處理后分別輸送給多個(gè)預(yù)驅(qū)動(dòng)模塊和驅(qū)動(dòng)模塊，控制多個(gè)噴油器工作，因此，主控模塊能實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)噴油控制通道信號(hào)的獨(dú)立控制，相互間不受影響，解決了多數(shù)噴油驅(qū)動(dòng)中的噴油重疊現(xiàn)象，能夠完美地處理ECU輸出的噴油控制信號(hào)，真實(shí)地驅(qū)動(dòng)噴油器；
[0014]電源管理模塊含有三極管和穩(wěn)壓器，汽車蓄電池的電源輸出端通過正向連接的第七二極管與穩(wěn)壓器的輸入端連接，穩(wěn)壓器的輸出端即為電源管理模塊的輸出端，第十二二極管的正極通過三極管與穩(wěn)壓器的控制端連接；
[0015]所述電源管理模塊主要用來對(duì)汽車蓄電池的電壓(12V/24V)進(jìn)行處理，輸出整個(gè)噴油器驅(qū)動(dòng)控制器需求的電源，使用ECU的電源控制信號(hào)來控制電源管理模塊的供電與否，當(dāng)電源控制信號(hào)為高電平時(shí)，電源管理模塊供電，當(dāng)電源控制信號(hào)為低電平時(shí)，電源管理模塊停止供電，電源管理模塊與整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)同步上電掉電；
[0016]所述升壓模塊中含有電感、儲(chǔ)能電容、雙通道低側(cè)驅(qū)動(dòng)器和第四場效應(yīng)管，可編程邏輯控制器的高電壓輸出控制端通過第八電阻與雙通道低側(cè)驅(qū)動(dòng)器的第一輸入端連接，雙通道低側(cè)驅(qū)動(dòng)器的第一輸出端通過第四電阻與第四場效應(yīng)管的柵極連接，第四場效應(yīng)管的源極接地，第四場效應(yīng)管的漏極通過電感與汽車蓄電池的電源輸出端連接，第四場效應(yīng)管的漏極還與第一二極管的正極連接，第一二極管的負(fù)極通過儲(chǔ)能電容接地，第一二極管的負(fù)極即為升壓模塊的高電壓輸出端；
[0017]所述升壓模塊可根據(jù)不同的噴油器性能要求，調(diào)節(jié)不同的升壓電壓值，最大可達(dá)150V ;通過第四場效應(yīng)管的PWM波控制，對(duì)電感不斷的充放電來進(jìn)行電壓的提升；
[0018]預(yù)驅(qū)動(dòng)模塊中含有第一高低邊驅(qū)動(dòng)器、第二高低邊驅(qū)動(dòng)器、運(yùn)算放大器和比較器，可編程邏輯控制器的第一高邊信號(hào)輸出端通過第一電阻與第一高低邊驅(qū)動(dòng)器的高邊輸入端連接，可編程邏輯控制器的第一低邊信號(hào)輸出端通過第二電阻與第一高低邊驅(qū)動(dòng)器的低邊輸入端連接，可編程邏輯控制器的第二高邊信號(hào)輸出端通過第三電阻與第二高低邊驅(qū)動(dòng)器的高邊輸入端連接，升壓模塊的高電壓輸出端通過正向連接的第二二極管與第一高低邊驅(qū)動(dòng)器的高邊浮動(dòng)電壓供電端連接，穩(wěn)壓器的輸入端通過正向連接的第八二極管與第二高低邊驅(qū)動(dòng)器的高邊浮動(dòng)電壓供電端連接；
[0019]所述驅(qū)動(dòng)模塊中含有第一場效應(yīng)管、第二場效應(yīng)管和第三場效應(yīng)管，第一高低邊驅(qū)動(dòng)器的高邊輸出端通過第十二電阻與第一場效應(yīng)管的柵極連接，第一高低邊驅(qū)動(dòng)器的低邊輸出端通過第九電阻與第三場效應(yīng)管的柵極連接，第二高低邊驅(qū)動(dòng)器的高邊輸出端通過第十三電阻與第二場效應(yīng)管的柵極連接，第一高低邊驅(qū)動(dòng)器的高邊浮動(dòng)補(bǔ)償電壓供電端與第一場效應(yīng)管的源極連接，第二高低邊驅(qū)動(dòng)器的高邊浮動(dòng)補(bǔ)償電壓供電端與第二場效應(yīng)管的源極連接，升壓模塊的高電壓輸出端與第一場效應(yīng)管的漏極連接，第一場效應(yīng)管的源極通過正向連接的第三二極管與噴油器的第一連接端子連接，穩(wěn)壓器的輸入端與第二場效應(yīng)管的漏極連接，第二場效應(yīng)管的源極通過正向連接的第四二極管與噴油器的第一連接端子連接，噴油器的第一連接端子還通過反向連接的第五二極管接地，噴油器的第二連接端子通過正向連接的第六二極管接升壓模塊的高電壓輸出端，噴油器的第二連接端子還與第三場效應(yīng)管的漏極連接，第三場效應(yīng)管的源極通過第五電阻與運(yùn)算放大器的輸入端連接，運(yùn)算放大器的輸出端通過第六電阻與比較器的輸入端連接，比較器的輸出端通過第七電阻與可編程邏輯控制器的噴油器電流檢