專利名稱：燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴驅(qū)動(dòng)控制電路及采用該控制電路的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，具體涉及燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴驅(qū)動(dòng)控制。
背景技術(shù)：
發(fā)動(dòng)機(jī)可包括燃油發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，隨著燃油價(jià)格的不斷攀升以及環(huán)保要求的提高，作為一種既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保的動(dòng)力設(shè)備，燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)越來越受到人們的青睞，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車等行業(yè)中?，F(xiàn)有的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)主要由燃料氣瓶、減壓器、控制單元、燃料顯示器、分配器(噴射系統(tǒng))以及噴嘴構(gòu)成。其中，噴嘴的驅(qū)動(dòng)電路一般采用硬件電路實(shí)現(xiàn)，針對(duì)特定的噴嘴配置硬件參數(shù)，更換其他類型噴嘴后該硬件電路也需要調(diào)整，擴(kuò)展能力不強(qiáng)。另 夕卜，驅(qū)動(dòng)電路的電流在驅(qū)動(dòng)過程中不可控，造成噴嘴關(guān)閉時(shí)的續(xù)流電流較大，延長(zhǎng)噴嘴的關(guān)閉時(shí)間。而且，還有些噴嘴驅(qū)動(dòng)電路只能用于12V電系系統(tǒng)，而不能在24V電系系統(tǒng)上使用，大大限制了噴嘴的應(yīng)用范圍。然而，在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)控制中，為了在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下精確控制燃?xì)獾膰娮炝?，需要燃?xì)鈬娮炷軌虬凑湛刂瓶焖俚拈_啟和關(guān)閉，盡量減少開啟和關(guān)閉過程的不可控時(shí)間。這就必須需要用足夠大的電流開啟燃?xì)鈬娮?，而用足夠小的電流關(guān)閉噴嘴。同時(shí)，在整個(gè)驅(qū)動(dòng)過程中，驅(qū)動(dòng)電流大小可控，使得大電流對(duì)噴嘴不造成損傷，小電流能夠維持噴嘴的開啟狀態(tài)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴精確控制提供一個(gè)可靠地控制驅(qū)動(dòng)方式。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于，包括高壓控制高位開關(guān)模塊，所述高壓控制高位開關(guān)模塊連接到所述噴嘴的電磁線圈的一端，用于控制噴嘴開啟脈沖電流的大小，使所述噴嘴開啟；低壓控制輸出模塊，所述低壓控制輸出模塊與所述高壓控制高位開關(guān)模塊連接到所述噴嘴的電磁線圈的同一端，用于控制噴嘴的維持電流，將所述噴嘴維持在開啟狀態(tài)；以及低位開關(guān)模塊，所述低位開關(guān)模塊連接到所述噴嘴的電磁線圈的另一端，用于控制所述噴嘴關(guān)閉。本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例中，所述高壓控制高位開關(guān)模塊采用高壓控制場(chǎng)效應(yīng)管作為高電壓控制高位開關(guān)，所述高壓控制場(chǎng)效應(yīng)管漏極連接高電壓，源極通過二級(jí)管連接所述噴嘴的電磁線圈的一端，且柵極接輸入信號(hào)。本實(shí)用新型的另一優(yōu)選實(shí)施例中，所述低位開關(guān)模塊采用低位開關(guān)場(chǎng)效應(yīng)管作為低位開關(guān)，所述低位開關(guān)場(chǎng)效應(yīng)管漏極接噴嘴的電磁線圈另一端，源極接地，且柵極接輸入信號(hào)，在漏極還連接有峰值吸收二級(jí)管，用于所述低位開關(guān)場(chǎng)效應(yīng)管關(guān)斷時(shí)吸收峰值電流，保護(hù)所述低位開關(guān)場(chǎng)效應(yīng)管，所述峰值吸收二級(jí)管陽極接地。本實(shí)用新型的另一優(yōu)選實(shí)施例中，所述低壓控制輸出模塊采用低壓控制場(chǎng)效應(yīng)管為低壓控制高位開關(guān)，所述低壓控制場(chǎng)效應(yīng)管漏極接蓄電池電壓，源極通過二級(jí)管接所述噴嘴的電磁線圈的一端，且柵極接輸入信號(hào)。本實(shí)用新型的另一優(yōu)選實(shí)施例中，所述高壓控制高位開關(guān)模塊采用高壓控制場(chǎng)效應(yīng)管作為高電壓控制高位開關(guān)，所述高壓控制場(chǎng)效應(yīng)管漏極連接高電壓，源極通過二級(jí)管連接所述噴嘴的電磁線圈的一端，且柵極接輸入信號(hào)；所述低位開關(guān)模塊采用低位開關(guān)場(chǎng)效應(yīng)管作為低位開關(guān)，所述低位開關(guān)場(chǎng)效應(yīng)管漏極接噴嘴的電磁線圈另一端，源極S接地，且柵極接輸入信號(hào)，在漏極還連接有峰值吸收二級(jí)管，用于所述低位開關(guān)場(chǎng)效應(yīng)管關(guān)斷時(shí)吸收峰值電流，保護(hù)所述低位開關(guān)場(chǎng)效應(yīng)管，所述峰值吸收二級(jí)管陽極接地；所述低壓控制輸出模塊采用低壓控制場(chǎng)效應(yīng)管為低壓控制高位開關(guān)，所述低壓控制場(chǎng)效應(yīng)管漏極接蓄電池電壓，源極通過二級(jí)管接所述噴嘴的電磁線圈的一端，且柵極接輸入信號(hào)；且所述噴嘴的電磁線圈的一端還連接有二極管，所述二極管陽極接地，陰極接所述噴嘴的電磁線圈，用于為所述高壓控制場(chǎng)效應(yīng)管和低位開關(guān)場(chǎng)效應(yīng)管關(guān)斷后的噴嘴電磁線圈提供續(xù)流通道。上述實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述場(chǎng)效應(yīng)管是結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管。本實(shí)用新型還提供了一種燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)包括上述的噴嘴驅(qū)動(dòng)控制電路。根據(jù)本實(shí)用新型的噴嘴驅(qū)動(dòng)控制電路，在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)控制中，對(duì)燃?xì)鈬娮斓目刂撇捎脙杉?jí)供電的方式完成，用高壓窄脈沖提供的大電流實(shí)現(xiàn)電磁閥的迅速開啟，用低壓PWM方式達(dá)到用小電流維持電磁閥開啟狀態(tài)的目的，從而實(shí)現(xiàn)在高速下達(dá)到精確控制燃?xì)鈬娚淞浚瑫r(shí)減小系統(tǒng)的功耗和發(fā)熱。此外，本實(shí)用新型可針對(duì)不同規(guī)格燃?xì)鈬娮鞂?shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電流可編程控制，配合相關(guān)軟件工具，大大提高了本電路的應(yīng)用范圍。

圖I是本實(shí)用新型的燃?xì)鈬娮祢?qū)動(dòng)電路圖；圖2是本實(shí)用新型的燃?xì)鈬娮祢?qū)動(dòng)控制過程時(shí)序圖。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，以便更清楚理解本實(shí)用新型的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)理解的是，附圖所示的實(shí)施例并不是對(duì)本實(shí)用新型范圍的限制，而只是為了說明本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)精神。圖中相同的部分采用相同的附圖標(biāo)記表不。目前，燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)中燃?xì)鈬娮煲话阃ㄟ^電磁閥，尤其是電磁閥針閥來控制噴嘴的開關(guān)。燃?xì)鈬娮旃ぷ鲿r(shí)，大體上可分為三個(gè)階段第一階段是噴嘴從關(guān)閉到全部打開，第二階段是維持在打開狀態(tài)，第三階段是噴嘴從全開到全閉的關(guān)閉階段。理想的狀態(tài)時(shí)，第一和第三階段所占用的時(shí)間為零，這樣才能保證控制系統(tǒng)對(duì)噴射量控制的精度。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要在第一階段給噴嘴一個(gè)大電流，盡量縮短這個(gè)階段的時(shí)間。同時(shí)，以最短的時(shí)間將噴嘴上的電流減小到零，從而減少第三階段(即關(guān)閉階段)的時(shí)間。此夕卜，控制第二階段，以降低能耗，減少噴嘴的發(fā)熱量，并為第三階段創(chuàng)造條件。為達(dá)到上述控制目標(biāo)，本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，如圖I所示，噴嘴驅(qū)動(dòng)控制電路100提供了高壓控制高位開關(guān)模塊10、低壓控制輸出模塊20、以及低位開關(guān)模塊30。應(yīng)注意，這里的高壓是指相對(duì)于低壓而言的相對(duì)高壓，并非絕對(duì)的高壓，例如，假設(shè)低壓是12V，則20V可以稱為高壓。高位開關(guān)模塊10能夠瞬時(shí)提供大電流，使噴嘴快速開啟；低壓控制輸出模塊20將噴嘴維持在開啟狀態(tài)；低位開關(guān)模塊30控制噴嘴快速關(guān)閉。第一階段驅(qū)動(dòng)電流大小可以通過高電壓輸出時(shí)間來控制；第二階段電流大小通過低電壓脈寬調(diào)制方式控制；第三階段通過電路開關(guān)關(guān)閉順序和添加峰值吸收管來實(shí)現(xiàn)。圖I的噴嘴驅(qū)動(dòng)控制電路100中，高壓控制高位開關(guān)模塊10采用高壓控制場(chǎng)效應(yīng) 管Ql作為高電壓控制高位開關(guān)，漏極D接高電壓VH，源極S通過二級(jí)管Dl接燃?xì)鈬娮祀姶啪€圈LI的一端即高端，柵極接輸入信號(hào)1，輸入信號(hào)I可由機(jī)動(dòng)車的微處理器提供。低位開關(guān)模塊30采用低位開關(guān)場(chǎng)效應(yīng)管Q3作為低位開關(guān)，漏極D接燃?xì)鈬娮斓碾姶啪€圈另一端即低端，源極S接地，柵極接輸入信號(hào)3，輸入信號(hào)3可由機(jī)動(dòng)車的微處理器提供。峰值吸收二級(jí)管D3陽極接地，陰極接燃?xì)鈬娮祀姶啪€圈低端，為場(chǎng)效應(yīng)管Q3關(guān)斷時(shí)吸收峰值電流，保護(hù)場(chǎng)效應(yīng)管Q3。低壓控制輸出模塊20采用低電壓控制輸出采用低壓控制場(chǎng)效應(yīng)管Q2為高位開關(guān)，漏極D接蓄電池電壓VL，源極S通過二級(jí)管D2接燃?xì)鈬娮祀姶啪€圈的一端即高端，柵極接輸入信號(hào)2，輸入信號(hào)2可由機(jī)動(dòng)車的微處理器提供。二極管D4陽極接地，陰極接燃?xì)鈬娮祀姶啪€圈聞端，為聞電壓控制聞位開關(guān)Ql或Q3關(guān)斷后的燃?xì)鈬娮祀姶啪€圈提供續(xù)流通道。驅(qū)動(dòng)電路100工作時(shí)，燃?xì)鈬娮彀凑請(qǐng)D2所示給定的時(shí)序進(jìn)行工作。首先，低位開關(guān)先于高位開關(guān)打開，曲線6為低位開關(guān)輸入3的控制信號(hào)，以便于確定噴嘴開啟時(shí)刻，該開啟時(shí)刻具體由聞電壓聞位開關(guān)驅(qū)動(dòng)輸入I決定。曲線5為聞電壓聞位開關(guān)輸入I的控制信號(hào)，其中，tH時(shí)間為燃?xì)鈬娮祀姶啪€圈電流上升到第一個(gè)拐點(diǎn)時(shí)的時(shí)間，這段時(shí)間燃?xì)鈬娮灬橀y將以最大的加速度上升，此時(shí)燃?xì)鈬娮祀姶啪€圈電流可達(dá)到磁飽和狀態(tài)時(shí)的電流，但實(shí)際應(yīng)用中不會(huì)使它達(dá)到飽和。在高位開關(guān)輸入I關(guān)閉后，燃?xì)鈬娮祀姶啪€圈上的電流將下降，當(dāng)下降到接近維持電流2. 5A時(shí)，即在圖2中曲線4中F點(diǎn)時(shí)，低電壓脈寬調(diào)制PWM輸出(如圖2中曲線7所示)為負(fù)載提供的維持電流開始起作用，保持燃?xì)鈬娮灬橀y吸合狀態(tài)。燃?xì)鈬娮灬橀y的關(guān)閉由低位開關(guān)控制。這樣便盡量的減小了燃?xì)鈬娮灬橀y上的能量損耗，避免燒壞噴嘴電磁閥，同時(shí)也減小了由于場(chǎng)效應(yīng)管開關(guān)帶來的尖峰能量，但為了最快的截?cái)嚯娏鳎@個(gè)關(guān)斷所產(chǎn)生的尖峰能量是不可避免的，這部分能量將被峰值吸收管D3吸收，保護(hù)Q3不被擊穿。此外，還可通過軟件來控制各個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管的開啟時(shí)間，使燃?xì)鈬娚淞康玫骄_控制，并可通過軟件對(duì)不同噴嘴實(shí)現(xiàn)不同驅(qū)動(dòng)電流標(biāo)定，提高了本電路的應(yīng)用范圍。根據(jù)本實(shí)用新型的噴嘴驅(qū)動(dòng)控制電路，在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)控制中，對(duì)燃?xì)鈬娮斓目刂撇捎脙杉?jí)供電的方式完成，用高壓窄脈沖提供的大電流實(shí)現(xiàn)電磁閥的迅速開啟，用低壓PWM方式達(dá)到用小電流維持電磁閥開啟狀態(tài)的目的，從而實(shí)現(xiàn)在高速下達(dá)到精確控制燃?xì)鈬娚淞?，同時(shí)減小系統(tǒng)的功耗和發(fā)熱。此外，本實(shí)用新型可針對(duì)不同規(guī)格燃?xì)鈬娮鞂?shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電流可編 程控制，配合相關(guān)軟件工具，大大提高了本電路的應(yīng)用范圍。以上已詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，但應(yīng)理解到，在閱讀了本實(shí)用新型的上述講授內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改。這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
權(quán)利要求1.一種燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于，包括 高壓控制高位開關(guān)模塊，所述高壓控制高位開關(guān)模塊連接到所述噴嘴的電磁線圈的一端(LI)，用于控制噴嘴開啟脈沖電流的大小，使所述噴嘴開啟； 低壓控制輸出模塊，所述低壓控制輸出模塊與所述高壓控制高位開關(guān)模塊連接到所述噴嘴的電磁線圈的同一端(LI)，用于控制噴嘴的維持電流，將所述噴嘴維持在開啟狀態(tài)；以及 低位開關(guān)模塊，所述低位開關(guān)模塊連接到所述噴嘴的電磁線圈的另一端，用于控制所述噴嘴關(guān)閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的噴嘴驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于所述高壓控制高位開關(guān)模塊采用高壓控制場(chǎng)效應(yīng)管(Ql)作為高電壓控制高位開關(guān)，所述高壓控制場(chǎng)效應(yīng)管(Ql)漏極連接高電壓，源極通過二級(jí)管(Dl)連接所述噴嘴的電磁線圈的一端(LI)，且柵極接輸入信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的噴嘴驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于所述低位開關(guān)模塊采用低位開關(guān)場(chǎng)效應(yīng)管(Q3)作為低位開關(guān)，所述低位開關(guān)場(chǎng)效應(yīng)管(Q3)漏極接噴嘴的電磁線圈另一端，源極S接地，且柵極接輸入信號(hào)，在漏極還連接有峰值吸收二級(jí)管(D3)，用于所述低位開關(guān)場(chǎng)效應(yīng)管(Q3)關(guān)斷時(shí)吸收峰值電流，保護(hù)所述低位開關(guān)場(chǎng)效應(yīng)管，所述峰值吸收二級(jí)管(D3)陽極接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的噴嘴驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于所述低壓控制輸出模塊采用低壓控制場(chǎng)效應(yīng)管(Q2)為低壓控制高位開關(guān)，所述低壓控制場(chǎng)效應(yīng)管(Q2)漏極接蓄電池電壓，源極通過二級(jí)管(D2)接所述噴嘴的電磁線圈的一端(LI)，且柵極接輸入信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的噴嘴驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于 所述高壓控制高位開關(guān)模塊采用高壓控制場(chǎng)效應(yīng)管(Ql)作為高電壓控制高位開關(guān)，所述高壓控制場(chǎng)效應(yīng)管(Ql)漏極連接高電壓，源極通過二級(jí)管(Dl)連接所述噴嘴的電磁線圈的一端(LI)，且柵極接輸入信號(hào)； 所述低位開關(guān)模塊采用低位開關(guān)場(chǎng)效應(yīng)管(Q3)作為低位開關(guān)，所述低位開關(guān)場(chǎng)效應(yīng)管(Q3)漏極接噴嘴的電磁線圈另一端，源極接地，且柵極接輸入信號(hào)，在漏極還連接有峰值吸收二級(jí)管(D3)，用于所述低位開關(guān)場(chǎng)效應(yīng)管(Q3)關(guān)斷時(shí)吸收峰值電流，保護(hù)所述低位開關(guān)場(chǎng)效應(yīng)管(Q3)，所述峰值吸收二級(jí)管(D3)陽極接地； 所述低壓控制輸出模塊采用低壓控制場(chǎng)效應(yīng)管(Q2)為低壓控制高位開關(guān)，所述低壓控制場(chǎng)效應(yīng)管(Q2)漏極接蓄電池電壓，源極通過二級(jí)管(D2)接所述噴嘴的電磁線圈的一端(LI)，且柵極接輸入信號(hào)；且 所述噴嘴的電磁線圈的一端(LI)還連接有二極管(D4)，所述二極管(D4)陽極接地，陰極接所述噴嘴的電磁線圈，用于為所述高壓控制場(chǎng)效應(yīng)管和低位開關(guān)場(chǎng)效應(yīng)管(Ql、Q3)關(guān)斷后的噴嘴電磁線圈提供續(xù)流通道。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的噴嘴驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于所述場(chǎng)效應(yīng)管(Q1、Q1、Q3)是結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管。
7.一種燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)包括權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的噴嘴驅(qū)動(dòng)控制電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴驅(qū)動(dòng)控制電路及采用該控制電路的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)。噴嘴驅(qū)動(dòng)電路包括高壓控制高位開關(guān)模塊，高壓控制高位開關(guān)模塊連接到噴嘴的電磁線圈的一端，用于控制噴嘴開啟脈沖電流的大小，使噴嘴開啟；低壓控制輸出模塊，低壓控制輸出模塊與高壓控制高位開關(guān)模塊連接到噴嘴的電磁線圈的同一端，用于控制噴嘴的維持電流，將噴嘴維持在開啟狀態(tài)；以及低位開關(guān)模塊，低位開關(guān)模塊連接到噴嘴的電磁線圈的另一端，用于控制噴嘴關(guān)閉。通過本實(shí)用新型的噴嘴驅(qū)動(dòng)控制電路，可實(shí)現(xiàn)在高速下達(dá)到精確控制燃?xì)鈬娚淞浚瑫r(shí)減小系統(tǒng)的功耗和發(fā)熱。
文檔編號(hào)F02D41/30GK202611892SQ201220268299
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月7日
發(fā)明者李波, 曹廣濱 申請(qǐng)人:羅達(dá)萊克斯閥門(上海)有限公司