阅读说明：本技术 一种全参数可调的直喷喷油器驱动器 (Full-parameter-adjustable direct-injection fuel injector driver ) 是由 许敏 李雪松 叶昌 徐宏昌 胥浩天 于 2020-06-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种全参数可调的直喷喷油器驱动器,涉及喷油嘴驱动器领域,包括硬件部分和软件部分,所述软件部分包括供电模块,逻辑控制模块,控制模块和电流检测模块,所述供电模块可稳定电压并将所述电压升高至20-120V；所述逻辑控制模块可控制电流并完成直喷喷油器的预磁化、开启、到达峰值、保持和关闭操作；所述控制模块可控制所述供电模块的所述电压升高的数值、所述逻辑控制模块可控制所述电流的数值以及电路的开关管状态；所述电流检测模块可检测所述控制模块的所述电流的数值并反馈给所述控制模块。该发明的成本更低,参数可灵活配置,且控制界面简单,方便测试人员使用。(The invention discloses a direct injection injector driver with adjustable full parameters, which relates to the field of injector drivers and comprises a hardware part and a software part, wherein the software part comprises a power supply module, a logic control module, a control module and a current detection module, and the power supply module can stabilize voltage and increase the voltage to 20-120V; the logic control module can control current and complete the operations of pre-magnetization, opening, peak value reaching, holding and closing of the direct injection fuel injector; the control module can control the voltage rising value of the power supply module, the logic control module can control the current value and the switching tube state of the circuit; the current detection module can detect the current value of the control module and feed back the current value to the control module. The invention has the advantages of lower cost, flexible parameter configuration, simple control interface and convenient use by testing personnel.)

一种全参数可调的直喷喷油器驱动器

技术领域

本发明涉及喷油器驱动器领域，尤其涉及一种全参数可调的直喷喷油器驱动器。

背景技术

喷油器是发动机控制系统核心部件，而喷油器驱动器的作用就是精确控制喷油器，保证精确的喷油正时、喷油量和喷油速率。当前高压喷油器驱动器的驱动过程包括开启阶段，峰值和保持阶段，以及关闭阶段。同时，为了能够加快开启过程，有的喷油器驱动器拥有预磁化阶段。另外，为了快速关闭，喷油驱动器则配置负电压加速关闭功能。为了避免电磁阀线圈的短路、开路等故障，一般喷油驱动器还配备有故障自动检测功能。喷油器驱动器包括软件和硬件两部分，软件包括喷油驱动的逻辑控制、电流闭环控制、升压控制，用来精确的控制喷油器的电流，进而达到控制喷油器电磁阀的目的。硬件部分则包括升压电路、逻辑控制电路以及诊断电路三部分。但目前，全参数可调的喷油器驱动器依然依靠进口，价格昂贵；大多数喷油驱动器没有预磁化过程，开发响应慢；全参数可调的喷油嘴驱动器设置较为复杂，测试人员使用起来不方便。

本发明要解决的技术问题是如何在降低全参数可调的喷油嘴驱动器成本同时使其具备预磁化功能，且还能根据不同的喷油器需求柔性配置喷油嘴驱动器参数。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种全参数可调的直喷喷油器驱动器，降低全参数可调的喷油嘴驱动器成本同时使其具备预磁化功能，还能根据不同的喷油器需求柔性配置喷油嘴驱动器参数。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何在降低全参数可调的喷油嘴驱动器成本同时使其具备预磁化功能，还能根据不同的喷油器需求柔性配置喷油嘴驱动器参数。

为实现上述目的，本发明提供了一种全参数可调的直喷喷油器驱动器，包括硬件部分和软件部分，其特征在于，所述硬件部分包括供电模块，逻辑控制模块，控制模块和电流检测模块，所述供电模块可稳定电压并将所述电压升高至20-120V；所述逻辑控制模块可控制电流并完成直喷喷油器的预磁化、开启、到达峰值、保持和关闭操作；所述控制模块可控制所述供电模块的所述电压升高的数值、所述逻辑控制模块控制的所述电流的数值以及电路的开关管状态；所述电流检测模块可检测所述控制模块的所述电流的数值并反馈给所述控制模块。

进一步地，所述供电模块包括boost升压电路和滤波稳压电路。

进一步地，所述硬件部分包括上位机操作界面，可配置所述直喷喷油器驱动器参数、监控所述直喷喷油器状态并存储数据。

进一步地，所述上位机操作界面和所述直喷喷油器驱动器通过串口通讯连接。

进一步地，所述上位机操作界面的后台软件由LabVIEW编写。

进一步地，所述逻辑控制模块可控制所述电流经过预磁化阶段、峰值阶段、保持第一阶段、保持第二阶段和关闭阶段。

进一步地，所述预磁化阶段的时间可通过所述上位机操作界面进行设置。

进一步地，所述峰值阶段的所述电流对应的电压值可通过所述上位机操作界面进行设置。

进一步地，所述保持第一阶段的所述电流的时间可通过所述上位机操作界面进行设置。

进一步地，所述保持第二阶段的所述电流的时间可通过所述上位机操作界面进行设置。

该发明的成本更低，参数可灵活配置，具备预磁化功能，而且控制界面简单，方便测试人员使用。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的直喷喷油器驱动器的结构示意图；

图2是本发明的喷油驱动控制信号图；

图3是本发明的供电模块电路图；

图4是本发明的逻辑与电流采集电路图；

图5是本发明的开关管驱动电路图。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

全参数可调的喷油器驱动器用于驱动发动机电磁式高压喷射喷油器，向缸内喷射燃油，包括供电模块，为喷油器提供滤波后的稳定电压以及经该模块升压后的电压，升压后的电压范围在20V-120V；逻辑控制模块为喷油器驱动器的核心控制模块，通过逻辑控制，使喷油器控制电流符合预先设计的电流波形，完成喷油器的开启、峰值和保持以及关闭等操作；电流检测模块用来检测喷油器控制电流，用来反馈给控制器，进行精确的闭环控制操作；控制模块用来控制升压电路的升压值，逻辑电路开关管状态，以及喷油器电流控制；喷油器驱动器工作状态可以通过电流检测模块对喷油器的工作状态进行判断；供电模块可以通过改变升压电路升压比，调节供电模块的输出电压。通过滤波电路提供给喷油器稳定的输出电压和电流；逻辑控制模块通过控制多路开关管的通断，控制不同时刻特定电压接通喷油器，获得所需要的喷油器电流，精确控制喷油器；控制模块为喷油器驱动器核心模块，通过控制升压电路升压值，逻辑电路以及电流检测电路，完成喷油器整体的控制和检测，同时通过串口模块同电脑进行通讯。

供电模块的升压电路由boost电路、稳压模块、电流采集模块、电压采集模块组成；滤波模块采用低通滤波和稳压电容组成，该模块对于电源电压进行稳压操作；逻辑控制模块由功率开关(MOS)管、MOS管驱动、光耦隔离电路组成；电流采集模块由放大器和低通滤波器组成；控制模块由一款32位80MHz单片机和保护电路组成；单片机保护电路主要防止采集信号过流过压等问题，确保单片机稳定工作；能够检测喷油器工作过程中电流及喷油行为，进而确定喷油器的工作状态。根据喷油器的工作状态，通过保护电流对喷油器的工作进行保护，防止喷油器过热、电流过大、断路、短路等故障。

升压电路控制算法为PID控制，逻辑控制电路算法为开关控制。保护模块用于监控喷油器驱动器工作过程中的异常现象，对装置进行保护。

如图1所示，全参数可调喷油器驱动器包括供电模块、逻辑控制模块、电流采集模块、控制芯片模块、以及故障诊断模块。

如图3所示，供电模块包含升压模块以及滤波模块，升压模块由控制芯片模块输出的占空比(PWM)信号控制，通过boost电路进行升压操作，同时，通过电压采集和电流采集，对升压模块进行闭环控制。升压比可通过电脑上位机进行控制，用来满足不同喷油器对参数的需求。滤波模块由低通滤波器和限压模块组成，低通滤波器用来稳定电源电压，同时限压模块保护电路，防止电压过大损坏元器件。

如图4和图5所示，输出的电压通过MOS管进行逻辑控制，在峰值电压阶段，接通升压模块输出电压端，使得高电压通过开关管与喷油器相连通，此时喷油器两端为高电压，喷油器阀门快速开启，当喷油器完全开启后，断开升压端，接通电源端，此时利用电源的低电压为喷油器供电，既能保证喷油器阀门的开启，也能避免线圈过热导致喷油器失效。该模块通过光耦隔离电路将控制端和驱动端隔离，起到防护控制芯片模块的作用。控制喷油器过程中，从上位机接收喷油器相关参数，通过控制芯片分配给不同模块，利用逻辑电路调配不同开关电路的通断，实现喷油过程。

同时，为了精确控制喷油器的各项参数，电流采集模块实时监控喷油器电流，并将信号通过滤波后发送给控制芯片模块，控制芯片模块通过闭环控制，保证喷油器工作过程中电流波形为确定波形。

本发明主要改变如图2所示电流幅值A₁，A₂，A₃，A₄，同时改变放电时间t₁，t₂，t₃，t₄，各参数之间没有耦合关系，可以随意调节更改。

需要注意的是，该全参数可调喷油器驱动器驱动的喷油器数量不限于4个，可以根据实验和测试的需要进行调整。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。