[發(fā)明專利]一種基于CPLD的燃?xì)怆娍匕l(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴控制器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310752821.6
• 申請(qǐng)日: 2013-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103670756A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒博文;蒲紫光;吳向暢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)汽車(chē)工程研究院股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F02D41/30
• 分類(lèi)號(hào): F02D41/30;F02D41/14
• 代理公司: 重慶市恒信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電控發(fā)動(dòng)機(jī)，特別涉及一種燃?xì)怆娍匕l(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴控制器。

背景技術(shù)

電控燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴驅(qū)動(dòng)控制器主要是實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)燃?xì)鈬娮?，保證其可靠地打開(kāi)與關(guān)閉，它是電控燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)上面的關(guān)鍵零部件。燃?xì)鈬娮斓膬?nèi)電阻普遍比較小，一般在1～4歐姆的范圍內(nèi)，電感又比較大，一般達(dá)到毫亨級(jí)以上，所以基于以上特性，燃?xì)鈬娮斓目刂品绞揭话惆凑铡按蜷_(kāi)保持”（Peak-Hold）的驅(qū)動(dòng)方式去驅(qū)動(dòng)，燃?xì)鈬娮祢?qū)動(dòng)其本質(zhì)是精確實(shí)時(shí)地控制驅(qū)動(dòng)電流，主要原理是首先以比較大的電流打開(kāi)噴嘴，待噴嘴完全打開(kāi)后以比較小的電流維持開(kāi)啟狀態(tài)。整個(gè)過(guò)程涉及驅(qū)動(dòng)電流的精確控制，同時(shí)還要保證實(shí)時(shí)性，所以不管在電路上、控制邏輯上是比較復(fù)雜的。

基于以上背景分析，現(xiàn)有的燃?xì)鈬娮祢?qū)動(dòng)控制器具有以下缺陷：

1.采取開(kāi)環(huán)控制，不能精確保證每次噴嘴的可靠工作。

2.采用分立電子元器件實(shí)現(xiàn)、電路復(fù)雜、成本高、電磁兼容性差。

3.不能實(shí)現(xiàn)噴嘴同時(shí)驅(qū)動(dòng)，實(shí)時(shí)性差。

4.每種噴嘴驅(qū)動(dòng)控制只能使用與其匹配的噴嘴，靈活性和適應(yīng)性差。

5.不包含噴嘴實(shí)時(shí)故障診斷功能，同時(shí)無(wú)法向發(fā)動(dòng)機(jī)ECU等整車(chē)相關(guān)控制器傳遞故障信息，無(wú)法顯示故障與處理自感故障。

6.無(wú)工況判斷功能，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)在比較寒冷的環(huán)境下噴嘴打開(kāi)困難，引起發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)。

7.現(xiàn)有噴嘴功率驅(qū)動(dòng)模塊采用二極管電路泄放燃?xì)鈬娮斓淖愿须妱?dòng)勢(shì)，導(dǎo)致燃?xì)鈬娮炜焖訇P(guān)斷能力差，發(fā)熱控制不好，產(chǎn)品可靠性差。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)了燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴打開(kāi)的精確控制。保證了燃?xì)鈬娮旃ぷ鞯目煽啃缘幕贑PLD的燃?xì)怆娍匕l(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴控制器。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于CPLD的燃?xì)怆娍匕l(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴控制器,所述發(fā)動(dòng)機(jī)具有電子控制單元ECU(1)，包括信號(hào)處理電路、主控CPLD芯片模塊、功率驅(qū)動(dòng)模塊及CAN通信接口；其中

所述信號(hào)處理電路模塊：用于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元ECU發(fā)出的噴射使能信號(hào)進(jìn)行整形濾波處理，濾波電路主要由電容和電阻組成一階濾波電路，主要去除噴射使能信號(hào)上面的干擾，最后將處理后的信號(hào)傳輸給主控CPLD芯片模塊；

所述主控CPLD芯片模塊：包括主控制模塊、冷熱機(jī)工況識(shí)別模塊、噴射故障實(shí)時(shí)診斷模塊、標(biāo)定與CAN通信模塊；所述主控制模塊用于根據(jù)實(shí)時(shí)采樣的噴嘴打開(kāi)電流值與給定的目標(biāo)值進(jìn)行比較得到差值，將差值輸入PID閉環(huán)控制器，并經(jīng)過(guò)PWM控制模塊得出功率驅(qū)動(dòng)模塊的使能信號(hào)；所述冷熱機(jī)工況識(shí)別模塊用于根據(jù)噴嘴的實(shí)時(shí)打開(kāi)電流波形模式判斷出噴嘴的工作狀態(tài)；所述噴射故障實(shí)時(shí)診斷模塊用于將噴嘴工作電流采樣值，噴嘴自感電壓，電瓶電壓及噴嘴使能信號(hào)作為輸入，經(jīng)過(guò)分析處理后得出噴嘴的故障類(lèi)型；所述標(biāo)定與CAN通信模塊用于將噴嘴的故障代碼通過(guò)CAN通信總線上；還用于噴嘴的標(biāo)定；

所述功率驅(qū)動(dòng)模塊包括自感泄放控制回路，（主要由PNP型大功率達(dá)林頓管、齊納二極管組成）及預(yù)驅(qū)動(dòng)電路(702)（主要由場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)控制芯片構(gòu)成）、其主要是通過(guò)PNP型的大功率達(dá)林頓管等電路把噴嘴產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)泄放掉，起到保護(hù)左右、預(yù)驅(qū)動(dòng)電路(702)、預(yù)驅(qū)動(dòng)電路主要作用是降低主功率驅(qū)動(dòng)管的開(kāi)關(guān)損耗，主功率驅(qū)動(dòng)管及泄放回路開(kāi)關(guān)管；所述自感泄放控制回路接收功率驅(qū)動(dòng)模塊的使能信號(hào)，所述自感泄放控制回路與泄放回路開(kāi)關(guān)管的基極相連接，所述預(yù)驅(qū)動(dòng)電路與主功率驅(qū)動(dòng)管的柵極相連接，所述主功率驅(qū)動(dòng)管的源極接地；

所述CAN通信接口與主控CPLD芯片模塊的標(biāo)定與CAN通信模塊相連接，并與電子控制單元ECU相連接進(jìn)行通信。

進(jìn)一步的，所述主功率驅(qū)動(dòng)管及泄放回路開(kāi)關(guān)管之間還設(shè)置有保護(hù)電路。其主要是保護(hù)主功率開(kāi)關(guān)管以及相關(guān)電路，有過(guò)溫、過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)。（主要由開(kāi)關(guān)型二極管和齊納二極管組成）

進(jìn)一步的，所述冷熱機(jī)工況識(shí)別模塊依次經(jīng)過(guò)硬件FFT濾波、波形數(shù)據(jù)庫(kù)特征點(diǎn)匹配得出噴嘴所處是熱機(jī)狀態(tài)或冷機(jī)狀態(tài)。

進(jìn)一步的，所述冷熱機(jī)工況識(shí)別模塊判斷出來(lái)的噴嘴的工作狀態(tài)包括噴嘴開(kāi)路、噴嘴與電瓶的正極短路、噴嘴與電瓶的負(fù)極短路及噴嘴正常四種工作狀態(tài)。

進(jìn)一步的，所述標(biāo)定與CAN通信模塊通過(guò)修改噴嘴工作電流目標(biāo)值實(shí)現(xiàn)標(biāo)定。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果如下：