柴油機壓電陶瓷噴油器的驅動電流控制電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種柴油機壓電陶瓷噴油器的驅動電流控制電路，其所述柴油機壓電陶瓷噴油器的驅動電流控制電路，包括第一處理器以及壓電陶瓷執(zhí)行器；所述壓電陶瓷執(zhí)行器的高壓端與高壓充電開關管T1的源極端連接以及與放電開關管T2的漏極端連接，放電開關管T2的源極端接地；所述壓電陶瓷執(zhí)行器的低壓端與用于對所述壓電陶瓷執(zhí)行器的工作電流采樣的采樣閾值處理電路連接，所述采樣閾值處理電路與電流控制電路連接，電流控制電路通過邏輯驅動電路分別與高壓充電開關管T1的柵極端、放電開關管T2的柵極端連接；本發(fā)明結構緊湊，能實現對驅動電流的精確控制，確保驅動電流的一致性，降低開關損耗，提高電控系統(tǒng)的可靠性。
【專利說明】柴油機壓電陶瓷噴油器的驅動電流控制電路

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種驅動電流控制電路，尤其是一種柴油機壓電陶瓷噴油器的驅動電流控制電路，屬于柴油機壓電陶瓷噴油系統(tǒng)的【技術領域】。

【背景技術】
[0002]對于柴油機噴油器，西門子公司介入壓電系統(tǒng)驅動較早，首先提出基本驅動結構；BOSH公司結合整車系統(tǒng)，提出許多實際控制的優(yōu)化方案等；電流控制方案一般都是采用可變PWM驅動，控制驅動從小脈沖到較大脈沖驅動的過程，參考文獻如US8074626B2，JP04615967B2 ;或者可變占空比控制PWM驅動模式，參考文獻如EP1772952B1。電流控制方式基本都是通過硬件采樣比較后與PWM直接耦合，在極端情況下(如高轉速多次噴射要求)功率器件熱損耗較嚴重。
[0003]目前，國外由于壓電材料的特殊性已經攻關成功，基本只需要對執(zhí)行器的大電流做一般性質的保護控制即可。即使存在電流控制，也是通過基于采樣電阻的電壓反饋配合MCU的PWM控制來實現基本的電流控制，電流控制的精度有限。而國內的執(zhí)行器目前不能承受很高的電流沖擊，需要對電流做更加精確的控制。有的方案也采用采樣電阻反饋控制電流，但是要將電流控制在較低值時，系統(tǒng)損耗較大，發(fā)熱嚴重，沒有鎖存器的過渡耦合，開關頻率高，器件發(fā)熱嚴重，電磁干擾也較嚴重。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種柴油機壓電陶瓷噴油器的驅動電流控制電路，其結構緊湊，能實現對驅動電流的精確控制，確保驅動電流的一致性，降低開關損耗，提高電控系統(tǒng)的可靠性。
[0005]按照本發(fā)明提供的技術方案，所述柴油機壓電陶瓷噴油器的驅動電流控制電路，包括第一處理器以及壓電陶瓷執(zhí)行器；所述壓電陶瓷執(zhí)行器的高壓端與高壓充電開關管T1的源極端連接以及與放電開關管T2的漏極端連接，放電開關管T2的源極端接地；所述壓電陶瓷執(zhí)行器的低壓端與用于對所述壓電陶瓷執(zhí)行器的工作電流采樣的采樣閾值處理電路連接，所述采樣閾值處理電路與電流控制電路連接，電流控制電路通過邏輯驅動電路分別與高壓充電開關管T1的柵極端、放電開關管T2的柵極端連接；
第一處理器與電流控制電路連接，并能向電流控制電路輸入高頻捕獲使能信號；當壓電陶瓷執(zhí)行器上的工作電流與采樣閾值處理電路中預設電流閾值不匹配時，采樣閾值處理電路向電流控制電路輸出閾值電流控制觸發(fā)信號，電流控制電路通過高頻捕獲使能信號能有效捕獲采樣閾值電路輸出的閾值電流控制觸發(fā)信號，電流控制電路根據捕獲的閾值電流控制觸發(fā)信號輸出電流控制信號，邏輯驅動電路根據電流控制信號調節(jié)高壓充電開關管T1、放電開關管T2相應的開關狀態(tài)，以使得壓電陶瓷執(zhí)行器的工作電流與預設電流閾值相匹配。
[0006]所述第一處理器與采樣閾值處理電路連接，第一處理器能向采樣閾值處理電路傳輸電流調節(jié)控制信號，以通過所述電流調節(jié)控制信號調整采樣閾值處理電路內的預設電流閾值。
[0007]所述壓電陶瓷執(zhí)行器的高壓端通過電感選通電路與高壓充電開關管T1的源極端連接以及與放電開關管T2的漏極端連接，壓電陶瓷執(zhí)行器的低壓端通過采樣電阻R1接地，采樣閾值處理電路與采樣電阻R1連接，以通過采樣電阻R1采集壓電陶瓷執(zhí)行器的工作電流；第一處理器能向電感選通電路輸入電感選通信號，電感選通電路根據電感選通信號能調節(jié)與所述壓電陶瓷執(zhí)行器連接的電感值。
[0008]所述采樣閾值處理電路包括用于對壓電陶瓷執(zhí)行器的工作電流進行采樣的電流采樣電路以及用于對電流采樣電路采樣的工作電流進行比較處理的閾值控制電路；閾值控制電路內具有預設電流閾值，當采樣的工作電流與預設電流閾值不匹配時，閾值控制電路向電流控制電路輸出閾值電流控制觸發(fā)信號。
[0009]所述電流控制電路包括第二處理器以及鎖存器，所述第二處理器、鎖存器均接收采樣閾值處理電路輸出的閾值電流控制觸發(fā)信號，且第二處理器同時接收第一處理器輸出的高頻捕獲使能信號；在高頻捕獲使能信號作用下，當第二處理器同時接收到閾值電流控制觸發(fā)信號時，第二處理器能向鎖存器輸出工作電流控制觸發(fā)信號，鎖存器根據工作電流控制觸發(fā)信號以及閾值電流控制觸發(fā)信號輸出電流控制信號，以使得邏輯驅動電路根據電流控制信號調節(jié)高壓充電開關管T1以及放電開關管T2的開關狀態(tài)。
[0010]所述邏輯驅動電路包括第一與門U1以及第二與門U2，第一與門U1的一輸入端、第二與門U2的一輸入端均與電流控制電路的輸出端連接，第一與門U1的另一輸入端與第一處理器的輸出端連接，以接收第一處理器輸出的高壓開關充電信號；第二與門U2的另一輸入端與第一處理器的輸出端連接，以接收第一處理器輸出的放電管工作觸發(fā)信號；第一與門U1的輸出端與高壓充電開關管T1的柵極端連接，第二與門U2的輸出端與放電開關管T2的柵極端連接；
第一與門U1能根據第一處理器輸出的高壓開關充電信號驅動開啟高壓充電開關管T1，并能根據電流控制電路輸出的電流控制信號關斷高壓充電開關管T1 ;第二與門U2能根據第一處理器輸出的放電管工作觸發(fā)信號驅動開啟放電開關管T2，并能根據電流控制電路輸出的電流控制信號關斷放電開關管T2。
[0011]所述電流控制電路的輸出端與第一處理器連接，以向第一處理器輸出電流控制信號；第一處理器能對電流控制信號進行計數，當第一處理器的計數值達到預設計數值時，第一處理器能通過邏輯驅動電路同時關斷高壓充電開關管T1以及放電開關管T2。
[0012]所述電感選通電路包括電感L1以及電感L2，電感L1的一端與二極管D1的陽極端、二極管D2的陰極端、開關管Q1的漏極端、高壓充電開關管T1的源極端以及放電開關管T2的漏極端連接，電感L1的另一端與二極管D3的陽極端以及二極管D4的陰極端連接，二極管D2的陽極端以及二極管D4的陽極端均接地，二極管D1的陰極端、二極管D1的陰極端、二極管D3的陰極端均與高壓源VCC_BOOST連接；開關管Q1的柵極端通過自舉電路與第一處理器的輸出端連接，以接收第一處理器輸出的電感選通信號；電感L2的一端與開關管Q1的源極端以及二極管D5的陰極端連接，電感L2的另一端與二極管D6的陽極端連接，二極管D5的陽極端接地，二極管D6的陰極端與高壓源VCC_BOOST連接。
[0013]所述第二處理器包括CPLD處理器U4以及反相器U3，所述反相器U3與采樣閾值控制電路的輸出端連接，反相器U3的輸出端與CPLD處理器U4的輸入端連接，CPLD處理器U4還接收第一處理器輸出的高頻捕獲使能信號，CPLD處理器U4能向鎖存器輸出工作電流控制觸發(fā)信號。
[0014]所述采樣閾值處理電路包括放大器U6，所述放大器U6的同相端與電阻R2的一端連接，放大器U6的反相端與電阻R3的一端以及電阻R4的一端連接，電阻R3的另一端接地，電阻R4的另一端與放大器U6的輸出端以及電阻R5的一端連接，電阻R5通過電阻R10與電阻R11的一端連接，電阻R11的另一端與電容C1的一端、比較器U7的反相端以及電阻R12的一端連接，電容C1的另一端與比較器U7的同相端、電阻R9的一端以及電阻R8的一端連接，電阻R9的另一端與DA模塊連接，電阻R8的另一端與三極管Q2的集電極端連接，三極管Q2的發(fā)射極端接地，三極管Q2的基極端與電阻R6的一端以及電阻R7的一端連接，電阻R7的另一端接地；電阻R12的另一端與比較器U7的輸出端、電阻R13的一端以及電阻R14的一端連接，電阻R13的另一端與+3.3V電壓連接。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點:壓電陶瓷執(zhí)行器與電感選通電路連接，電感選通電路通過電感選通信號調節(jié)與所述壓電陶瓷執(zhí)行器連接的電感值，從而能改變壓電陶瓷執(zhí)行器在工作時的電流變換，實現不同的電流響應時間；閾值控制電路能將壓電陶瓷執(zhí)行器的工作電流與預設電流閾值比較，并能輸出閾值電流控制觸發(fā)信號，第一處理器能調整閾值控制電路內的預設電流閾值，從而能使得壓電陶瓷執(zhí)行器具有不同的峰值電流，使得驅動過程為一個漸變過程，第二處理器采用CPLD處理器，CPLD處理器在高頻捕獲使能信號作用下對閾值電流控制觸發(fā)信號的捕捉，鎖存器根據工作電流控制觸發(fā)信號對閾值電流控制觸發(fā)信號進行鎖存并輸出電流控制信號，邏輯驅動電路采用兩個與門，通過電流控制信號實現對高壓充電開關管、放電開關管的開關狀態(tài)控制，，能實現對驅動電流的精確控制，確保驅動電流的一致性，降低開關損耗，提高電控系統(tǒng)的可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結構框圖。
[0017]圖2為本發(fā)明電感選通電路的電路原理圖。
[0018]圖3為本發(fā)明電流控制電路的電路原理圖。
[0019]圖4為本發(fā)明采樣閾值處理電路的電路原理圖。
[0020]附圖標記說明:1_第一處理器、2-電感選通電路、3-壓電陶瓷執(zhí)行器、4-采樣閾值處理電路、5-電流采樣電路、6-閾值控制電路、7-電流控制電路、8-第二處理器、9-鎖存器、10-自舉電路以及11-DA模塊。

【具體實施方式】
[0021]下面結合具體附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0022]如圖1所示:為了能實現對驅動電流的精確控制，確保驅動電流的一致性，降低開關損耗，提高電控系統(tǒng)的可靠性，本發(fā)明包括第一處理器1以及壓電陶瓷執(zhí)行器3 ;所述壓電陶瓷執(zhí)行器3的高壓端與高壓充電開關管T1的源極端連接以及與放電開關管T2的漏極端連接，放電開關管T2的源極端接地；所述壓電陶瓷執(zhí)行器3的低壓端與用于對所述壓電陶瓷執(zhí)行器3的工作電流采樣的采樣閾值處理電路4連接，所述采樣閾值處理電路4與電流控制電路7連接，電流控制電路7通過邏輯驅動電路分別與高壓充電開關管T1的柵極端、放電開關管T2的柵極端連接；
第一處理器1與電流控制電路7連接，并能向電流控制電路7輸入高頻捕獲使能信號；當壓電陶瓷執(zhí)行器3上的工作電流與采樣閾值處理電路4中預設電流閾值不匹配時，采樣閾值處理電路4向電流控制電路7輸出閾值電流控制觸發(fā)信號，電流控制電路7通過高頻捕獲使能信號能有效捕獲采樣閾值電路4輸出的閾值電流控制觸發(fā)信號，電流控制電路7根據捕獲的閾值電流控制觸發(fā)信號輸出電流控制信號，邏輯驅動電路根據電流控制信號調節(jié)高壓充電開關管T1、放電開關管T2相應的開關狀態(tài)，以使得壓電陶瓷執(zhí)行器3的工作電流與預設電流閾值相匹配。
[0023]具體地，壓電陶瓷執(zhí)行器3為共軌系統(tǒng)中壓電陶瓷噴油器的執(zhí)行器，高壓充電開關管T1的源極端與高壓源VCC_BOOST連接，高壓充電開關管T1與放電開關管T2均采用MOS管。當高壓充電開關管T1開啟工作時，高壓源VCC_BOOST能對壓電陶瓷執(zhí)行器3進行充電，當放電開關管T2開啟工作時，能對壓電陶瓷執(zhí)行器3進行放電，在壓電陶瓷執(zhí)行器3的一個周期中，高壓充電開關管T1與放電開關管T2不會存在同時開啟工作的狀態(tài)，高壓充電開關管T1與放電開關管T2之間的導通時間間隔即為噴油脈寬。第一處理器1采用常用的微處理芯片或集成電路，如單片機等，第一處理器1能夠通過邏輯驅動電路以及電流控制電路7來實現對高壓充電開關管T1、放電開關管T2的開關狀態(tài)的控制與調節(jié)。
[0024]本發(fā)明實施例中，壓電陶瓷執(zhí)行器3的工作電流包括充電工作電流以及放電工作電流，壓電陶瓷執(zhí)行器3上的工作電流與采樣閾值處理電路4中預設電流閾值不匹配是指所述壓電陶瓷執(zhí)行器3的工作電流大于預設電流閾值，即充電工作電流或放電工作電流大于預設電流閾值，此時采樣閾值電路4能向電流控制電路7輸出閾值電流控制觸發(fā)信號；其中，采樣閾值處理電路4內的預設電流閾值可以根據不同壓電陶瓷執(zhí)行器3的工作選擇設定，具體過程及設置為本【技術領域】人員所熟知，此處不再贅述。第一處理器1 一直向電流控制電路7輸出高頻捕獲使能信號，電流控制電路7在高頻捕獲使能信號作用下，能對閾值電流控制觸發(fā)信號進行捕獲，并根據閾值電流控制觸發(fā)信號輸出電流控制信號。
[0025]邏輯驅動電路根據電流控制信號調節(jié)高壓充電開關管T1、放電開關管T2相應的開關狀態(tài)，具體是指，當高壓充電開關管T1開啟使得壓電陶瓷執(zhí)行器3在充電階段，且壓電陶瓷執(zhí)行器3上的充電工作電流大于預設電流閾值時，邏輯驅動電路關斷高壓充電開關管T1 ;當放電開關管T2開啟使得壓電陶瓷執(zhí)行器3在放電階段，且壓電陶瓷執(zhí)行器3上的放電工作電流大于預設電流閾值時，邏輯驅動電路關斷放電開關管T2，使得壓電陶瓷執(zhí)行器3的充電工作電流、放電工作電流與預設電流閾值匹配，實現對壓電陶瓷執(zhí)行器3工作電流的精確控制。此外，本發(fā)明實施例中，充電工作電流、放電工作電流與預設電流閾值匹配，也可以為充電工作電流、放電工作電流與預設電流閾值之間的差值處于一個許可的誤差范圍內，具體為本【技術領域】人員所熟知，具體不再贅述。
[0026]進一步地，所述第一處理器1與采樣閾值處理電路4連接，第一處理器1能向采樣閾值處理電路4傳輸電流調節(jié)控制信號，以通過所述電流調節(jié)控制信號調整采樣閾值處理電路4內的預設電流閾值。
[0027]在柴油機壓電陶瓷噴油器的實際應用中，采樣閾值處理電路4在不同階段需要設置不同的預設電流閾值，為了能夠不同預設電流閾值，本發(fā)明實施例中，第一處理器1與采樣閾值處理電路4連接，采樣閾值處理電路4能根據電流調節(jié)控制信號來調整預設電流閾值，從而能夠適應不同階段對于壓電陶瓷執(zhí)行器3的工作電流控制。
[0028]所述采樣閾值處理電路4包括用于對壓電陶瓷執(zhí)行器3的工作電流進行采樣的電流采樣電路5以及用于對電流采樣電路5采樣的工作電流進行比較處理的閾值控制電路6 ;閾值控制電路6內具有預設電流閾值，當采樣的工作電流與預設電流閾值不匹配時，閾值控制電路6向電流控制電路7輸出閾值電流控制觸發(fā)信號。
[0029]如圖4所示，所述采樣閾值處理電路4包括放大器U6，所述放大器U6的同相端與電阻R2的一端連接，放大器U6的反相端與電阻R3的一端以及電阻R4的一端連接，電阻R3的另一端接地，電阻R4的另一端與放大器U6的輸出端以及電阻R5的一端連接，電阻R5通過電阻R10與電阻R11的一端連接，電阻R11的另一端與電容C1的一端、比較器U7的反相端以及電阻R12的一端連接，電容C1的另一端與比較器U7的同相端、電阻R9的一端以及電阻R8的一端連接，電阻R9的另一端與DA模塊11連接，電阻R8的另一端與三極管Q2的集電極端連接，三極管Q2的發(fā)射極端接地，三極管Q2的基極端與電阻R6的一端以及電阻R7的一端連接，電阻R7的另一端接地；電阻R12的另一端與比較器U7的輸出端、電阻R13的一端以及電阻R14的一端連接，電阻R13的另一端與+3.3V電壓連接。
[0030]具體地，放大器U6、電阻R2、電阻R3、電阻R4以及R5構成電流采樣電路5，DA模塊11以及三極管Q2形成預設電流閾值的調整部分，比較器U7的部分用于將電流采樣電路5得到的工作電流與預設電流閾值比較。當工作電流大于預設電流閾值時，比較器U7通過電阻R14輸出一個閾值電流控制觸發(fā)信號，即為I_COntix)ll，由于電流采樣電路5與比較器U7的反相端連接，因此，閾值電流控制觸發(fā)信號是一個低電平信號。
[0031]電阻R2的一端與放大器U6的同相端連接，電阻R2的另一端與壓電陶瓷執(zhí)行器3的低壓端以及采樣電阻R1連接，放大器U6的正電源端接5V電壓，放大器U6的負電源端接地。比較器U7的正電源端與+5V電壓連接，且比較器U7的正電源端通過電容C2接地，電阻R14的一端與比較器U7的輸出端連接，電阻R14的另一端與電流控制電路7連接。DA模塊11與第一處理器1的輸出端連接，三極管Q2的基極端與電阻R6的一端連接，電阻R6的另一端也與第一處理器1的輸出端連接。DA模塊11接收第一處理器1輸出的電流調節(jié)控制信號，DA模塊11根據電流調節(jié)控制信號能輸出0~5V的一個電壓，所述電壓通過電阻R9加載在比較器U7的同相端。電阻R6的另一端與第一處理器1連接后，第一處理器1輸出的電流轉換信號，電流轉換信號即為PEAK_EN1作用驅動三極管Q2，當三極管Q2的驅動導通后，能夠與DA模塊11配合，將比較器U7同相端的比較器提高，即能快速有效調節(jié)閾值控制電路6內的預設電流閾值。
[0032]進一步地，為了能夠調節(jié)壓電陶瓷執(zhí)行器3的工作電流的變化曲線，所述壓電陶瓷執(zhí)行器3的高壓端通過電感選通電路2與高壓充電開關管T1的源極端連接以及與放電開關管T2的漏極端連接，壓電陶瓷執(zhí)行器3的低壓端通過采樣電阻R1接地，采樣閾值處理電路4與采樣電阻R1連接，以通過采樣電阻R1采集壓電陶瓷執(zhí)行器3的工作電流；第一處理器1能向電感選通電路2輸入電感選通信號，電感選通電路2根據電感選通信號能調節(jié)與所述壓電陶瓷執(zhí)行器3連接的電感值。
[0033]如圖2所示，所述電感選通電路2包括電感L1以及電感L2，電感L1的一端與二極管D1的陽極端、二極管D2的陰極端、開關管Q1的漏極端、高壓充電開關管T1的源極端以及放電開關管T2的漏極端連接，電感L1的另一端與二極管D3的陽極端以及二極管D4的陰極端連接，二極管D2的陽極端以及二極管D4的陽極端均接地，二極管D1的陰極端、二極管D1的陰極端、二極管D3的陰極端均與高壓源VCC_BOOST連接；開關管Q1的柵極端通過自舉電路10與第一處理器1的輸出端連接，以接收第一處理器1輸出的電感選通信號；電感L2的一端與開關管Q1的源極端以及二極管D5的陰極端連接，電感L2的另一端與二極管D6的陽極端連接，二極管D5的陽極端接地，二極管D6的陰極端與高壓源VCC_BOOST連接。
[0034]本發(fā)明實施例中，自舉電路10能夠接收電感選通信號，通過自舉電路10能夠驅動開關管Q1。當高壓充電開關管T1導通后，由于高壓充電開關管T1的源極端電感L1的一端連接，電感L2的另一端與二極管D6陽極端相連的一端與壓電陶瓷執(zhí)行器3的高壓端連接，因此，高壓源VCC_BOOST通過高壓充電開關管T1的源極端以及電感L1能對壓電陶瓷執(zhí)行器3的高壓端進行充電。當需要調節(jié)與壓電陶瓷執(zhí)行器3連接的電感值時，第一處理器1通過電感選通信號以及自舉電路10驅動開關管Q1導通，開關管Q1導通后，電感L1與電感L2實現并聯，從而實現了調整與壓電陶瓷執(zhí)行器3連接的電感值。二極管Dl~ 二極管D6能夠實現有效的保護。
[0035]所述電流控制電路7包括第二處理器8以及鎖存器9，所述第二處理器8、鎖存器9均接收采樣閾值處理電路4輸出的閾值電流控制觸發(fā)信號，且第二處理器8同時接收第一處理器1輸出的高頻捕獲使能信號；在高頻捕獲使能信號作用下，當第二處理器8同時接收到閾值電流控制觸發(fā)信號時，第二處理器8能向鎖存器9輸出工作電流控制觸發(fā)信號，鎖存器9根據工作電流控制觸發(fā)信號以及閾值電流控制觸發(fā)信號輸出電流控制信號，以使得邏輯驅動電路根據電流控制信號調節(jié)高壓充電開關管T1以及放電開關管T2的開關狀態(tài)。
[0036]如圖3所示，所述第二處理器8包括CPLD處理器U4以及反相器U3，所述反相器U3與采樣閾值控制電路4的輸出端連接，反相器U3的輸出端與CPLD處理器U4的輸入端連接，CPLD處理器U4還接收第一處理器1輸出的高頻捕獲使能信號，CPLD處理器U4能向鎖存器9輸出工作電流控制觸發(fā)信號。
[0037]具體地，第二處理器8采用CPLD，利用CPLD處理器U4能有效地對高頻捕獲使能信號進行捕獲，同時，通過CPLD處理器U4能對采樣閾值處理電路4輸出的閾值電流控制觸發(fā)信號進行捕獲。反相器U3的輸入端用于接收閾值電流控制觸發(fā)信號，通過反相器U3反向后，能在CPLD處理器U4內得到一個高電平，此時CPLD (Complex Programmable LogicDevice)處理器U4能向鎖存器9輸入工作電流控制觸發(fā)信號，所述工作電流控制觸發(fā)信號與鎖存器9的SCK端連接，以作為鎖存器9的時鐘信號。鎖存器9的電源端與+5V電壓連接，鎖存器9的輸入端與閾值電流控制觸發(fā)信號連接，當工作電流控制觸發(fā)信號有效，鎖存器9能將閾值電流控制觸發(fā)信號進行鎖存輸出，即能輸出電流控制信號。在鎖存器9的鎖存時間內，電流控制信號有效，當電流控制信號有效時，通過邏輯驅動電路能關斷高壓充電開關管T1或關斷放電開關管T2，實現了對壓電陶瓷執(zhí)行器3的充電電流以及放電電流的控制，鎖存器9的鎖存時間可以根據需要進行設定，鎖存器9的鎖存時間為本【技術領域】人員所熟知，此處不再贅述。本發(fā)明實施例中，通過CPLD處理器U4對閾值電流控制觸發(fā)信號捕獲，鎖存器9對閾值電流控制觸發(fā)信號進行鎖存，且在鎖存器9的鎖存時間內，能保持電流控制信號的不變有效，能夠提高壓電陶瓷執(zhí)行器3的工作電流的控制精度，能夠降低電流調制的功耗以及系統(tǒng)資源開銷。
[0038]所述邏輯驅動電路包括第一與門U1以及第二與門U2，第一與門U1的一輸入端、第二與門U2的一輸入端均與電流控制電路7的輸出端連接，第一與門U1的另一輸入端與第一處理器1的輸出端連接，以接收第一處理器1輸出的高壓開關充電信號；第二與門U2的另一輸入端與第一處理器1的輸出端連接，以接收第一處理器1輸出的放電管工作觸發(fā)信號；第一與門U1的輸出端與高壓充電開關管T1的柵極端連接，第二與門U2的輸出端與放電開關管T2的柵極端連接；
第一與門U1能根據第一處理器1輸出的高壓開關充電信號驅動開啟高壓充電開關管T1，并能根據電流控制電路7輸出的電流控制信號關斷高壓充電開關管T1 ;第二與門U2能根據第一處理器1輸出的放電管工作觸發(fā)信號驅動開啟放電開關管T2，并能根據電流控制電路7輸出的電流控制信號關斷放電開關管T2。
[0039]本發(fā)明實施例中，第一與門U1的輸入端能分別接收第一處理器1輸出的高壓開關充電信號以及鎖存器9輸出的電流控制信號，當高壓開關充電信號為高電平有效時，第一與門U1的輸出端能驅動開啟高壓充電開關管T1 ;而鎖存器9輸出的電流控制信號有效時，第一與門U1的輸出端能關斷高壓充電開關管T1。第二與門U2中，當第二與門U2接收的放電管工作觸發(fā)信號有效時，第二與門U2的輸出端能驅動開啟放電開關管T2，此時，壓電陶瓷執(zhí)行器3能通過放電開關管T2進行放電階段。當壓電陶瓷執(zhí)行器3在放電階段且鎖存器9輸出的電流控制信號有效時，第二與門U2能關斷放電開關管T2，避免壓電陶瓷執(zhí)行器3上的放電電流超過預設電流閾值。
[0040]進一步地，所述電流控制電路7的輸出端與第一處理器1連接，以向第一處理器1輸出電流控制信號；第一處理器1能對電流控制信號進行計數，當第一處理器1的計數值達到預設計數值時，第一處理器1能通過邏輯驅動電路同時關斷高壓充電開關管T1以及放電開關管T2。
[0041]本發(fā)明實施例中，第一處理器1內的預設計數值可以根據需要進行選擇設定，電流控制電路7內鎖存器9的輸出端同時連接到第一處理器1的輸入端，當鎖存器9輸出的電流控制信號有效時，第一處理器1即計數，當計數值達到預設計數值時，第一處理器1通過第一與門U1、第二與門U2同時關斷高壓充電開關管T1以及放電開關管T2，對壓電陶瓷執(zhí)行器3進行保護。
[0042]本發(fā)明壓電陶瓷執(zhí)行器3與電感選通電路2連接，電感選通電路2通過電感選通信號調節(jié)與所述壓電陶瓷執(zhí)行器3連接的電感值，從而能改變壓電陶瓷執(zhí)行器3在工作時的電流變換，實現不同的電流響應時間；閾值控制電路6能將壓電陶瓷執(zhí)行器3的工作電流與預設電流閾值比較，并能輸出閾值電流控制觸發(fā)信號，第一處理器1能調整閾值控制電路6內的預設電流閾值，從而能使得壓電陶瓷執(zhí)行器3具有不同的峰值電流，使得驅動過程為一個漸變過程，第二處理器8采用CPLD處理器U4，CPLD處理器U4在高頻捕獲使能信號作用下對閾值電流控制觸發(fā)信號的捕捉，鎖存器9根據工作電流控制觸發(fā)信號對閾值電流控制觸發(fā)信號進行鎖存并輸出電流控制信號，邏輯驅動電路采用兩個與門，通過電流控制信號實現對高壓充電開關管T1、放電開關管T2的開關狀態(tài)控制，，能實現對驅動電流的精確控制，確保驅動電流的一致性，降低開關損耗，提高電控系統(tǒng)的可靠性。
【權利要求】
1.一種柴油機壓電陶瓷噴油器的驅動電流控制電路，包括第一處理器(1)以及壓電陶瓷執(zhí)行器(3)；其特征是:所述壓電陶瓷執(zhí)行器(3)的高壓端與高壓充電開關管II的源極端連接以及與放電開關管12的漏極端連接，放電開關管12的源極端接地；所述壓電陶瓷執(zhí)行器(3)的低壓端與用于對所述壓電陶瓷執(zhí)行器(3)的工作電流采樣的采樣閾值處理電路(4)連接，所述采樣閾值處理電路(4)與電流控制電路(7)連接，電流控制電路(7)通過邏輯驅動電路分別與高壓充電開關管II的柵極端、放電開關管12的柵極端連接； 第一處理器(1)與電流控制電路(7)連接，并能向電流控制電路(7)輸入高頻捕獲使能信號；當壓電陶瓷執(zhí)行器(3)上的工作電流與采樣閾值處理電路(4)中預設電流閾值不匹配時，采樣閾值處理電路(4)向電流控制電路(7)輸出閾值電流控制觸發(fā)信號，電流控制電路(7)通過高頻捕獲使能信號能有效捕獲采樣閾值電路(4)輸出的閾值電流控制觸發(fā)信號，電流控制電路(7)根據捕獲的閾值電流控制觸發(fā)信號輸出電流控制信號，邏輯驅動電路根據電流控制信號調節(jié)高壓充電開關管I1、放電開關管12相應的開關狀態(tài)，以使得壓電陶瓷執(zhí)行器(3)的工作電流與預設電流閾值相匹配。
2.根據權利要求1所述的柴油機壓電陶瓷噴油器的驅動電流控制電路，其特征是:所述第一處理器(1)與采樣閾值處理電路(4)連接，第一處理器(1)能向采樣閾值處理電路(4)傳輸電流調節(jié)控制信號，以通過所述電流調節(jié)控制信號調整采樣閾值處理電路(4)內的預設電流閾值。
3.根據權利要求1所述的柴油機壓電陶瓷噴油器的驅動電流控制電路，其特征是:所述壓電陶瓷執(zhí)行器(3)的高壓端通過電感選通電路(2)與高壓充電開關管II的源極端連接以及與放電開關管12的漏極端連接，壓電陶瓷執(zhí)行器(3)的低壓端通過采樣電阻町接地，采樣閾值處理電路(4)與采樣電阻町連接，以通過采樣電阻町采集壓電陶瓷執(zhí)行器(3)的工作電流；第一處理器(1)能向電感選通電路(2 )輸入電感選通信號，電感選通電路(2 )根據電感選通信號能調節(jié)與所述壓電陶瓷執(zhí)行器(3)連接的電感值。
4.根據權利要求3所述的柴油機壓電陶瓷噴油器的驅動電流控制電路，其特征是:所述采樣閾值處理電路(4)包括用于對壓電陶瓷執(zhí)行器(3)的工作電流進行采樣的電流采樣電路(5)以及用于對電流采樣電路(5)采樣的工作電流進行比較處理的閾值控制電路(6)；閾值控制電路(6)內具有預設電流閾值，當采樣的工作電流與預設電流閾值不匹配時，閾值控制電路(6 )向電流控制電路(7 )輸出閾值電流控制觸發(fā)信號。
5.根據權利要求1所述的柴油機壓電陶瓷噴油器的驅動電流控制電路，其特征是:所述電流控制電路(7 )包括第二處理器(8 )以及鎖存器(9),所述第二處理器(8 )、鎖存器(9 )均接收采樣閾值處理電路(4)輸出的閾值電流控制觸發(fā)信號，且第二處理器(8)同時接收第一處理器(1)輸出的高頻捕獲使能信號；在高頻捕獲使能信號作用下，當第二處理器(8)同時接收到閾值電流控制觸發(fā)信號時，第二處理器(8 )能向鎖存器(9 )輸出工作電流控制觸發(fā)信號，鎖存器(9)根據工作電流控制觸發(fā)信號以及閾值電流控制觸發(fā)信號輸出電流控制信號，以使得邏輯驅動電路根據電流控制信號調節(jié)高壓充電開關管II以及放電開關管12的開關狀態(tài)。
6.根據權利要求1所述的柴油機壓電陶瓷噴油器的驅動電流控制電路，其特征是:所述邏輯驅動電路包括第一與門VI以及第二與門似，第一與門VI的一輸入端、第二與門口2的一輸入端均與電流控制電路(7)的輸出端連接，第一與門VI的另一輸入端與第一處理器(1)的輸出端連接，以接收第一處理器(1)輸出的高壓開關充電信號；第二與門似的另一輸入端與第一處理器(1)的輸出端連接，以接收第一處理器(1)輸出的放電管工作觸發(fā)信號；第一與門III的輸出端與高壓充電開關管！'1的柵極端連接，第二與門112的輸出端與放電開關管了2的柵極端連接； 第一與門VI能根據第一處理器(1)輸出的高壓開關充電信號驅動開啟高壓充電開關管丁1，并能根據電流控制電路(7)輸出的電流控制信號關斷高壓充電開關管II ；第二與門口2能根據第一處理器(1)輸出的放電管工作觸發(fā)信號驅動開啟放電開關管12，并能根據電流控制電路(7)輸出的電流控制信號關斷放電開關管丁2。
7.根據權利要求1所述的柴油機壓電陶瓷噴油器的驅動電流控制電路，其特征是:所述電流控制電路(7)的輸出端與第一處理器(1)連接，以向第一處理器(1)輸出電流控制信號；第一處理器(1)能對電流控制信號進行計數，當第一處理器(1)的計數值達到預設計數值時，第一處理器(1)能通過邏輯驅動電路同時關斷高壓充電開關管II以及放電開關管丁2。
8.根據權利要求3所述的柴油機壓電陶瓷噴油器的驅動電流控制電路，其特征是:所述電感選通電路(2)包括電感11以及電感12，電感11的一端與二極管01的陽極端、二極管02的陰極端、開關管的漏極端、高壓充電開關管II的源極端以及放電開關管12的漏極端連接，電感[1的另一端與二極管03的陽極端以及二極管04的陰極端連接，二極管02的陽極端以及二極管04的陽極端均接地，二極管01的陰極端、二極管01的陰極端、二極管03的陰極端均與高壓源7(1^80031連接；開關管的柵極端通過自舉電路(10)與第一處理器(1)的輸出端連接，以接收第一處理器(1)輸出的電感選通信號；電感12的一端與開關管的源極端以及二極管05的陰極端連接，電感12的另一端與二極管06的陽極端連接，二極管05的陽極端接地，二極管06的陰極端與高壓源7(1^80031連接。
9.根據權利要求5所述的柴油機壓電陶瓷噴油器的驅動電流控制電路，其特征是:所述第二處理器(8)包括處理器以及反相器仍，所述反相器與采樣閾值控制電路(4)的輸出端連接，反相器口3的輸出端與處理器口4的輸入端連接，處理器口4還接收第一處理器(1)輸出的高頻捕獲使能信號，處理器能向鎖存器(9)輸出工作電流控制觸發(fā)信號。
10.根據權利要求1所述的柴油機壓電陶瓷噴油器的驅動電流控制電路，其特征是:所述采樣閾值處理電路(4)包括放大器服，所述放大器的同相端與電阻以的一端連接，放大器服的反相端與電阻…的一端以及電阻財的一端連接，電阻…的另一端接地，電阻尺4的另一端與放大器口6的輸出端以及電阻85的一端連接，電阻85通過電阻[0與電阻尺11的一端連接，電阻[1的另一端與電容的一端、比較器價的反相端以及電阻[2的一端連接，電容的另一端與比較器口7的同相端、電阻四的一端以及電阻狀的一端連接，電阻尺9的另一端與0八模塊(11)連接，電阻狀的另一端與三極管02的集電極端連接，三極管02的發(fā)射極端接地，三極管02的基極端與電阻冊的一端以及電阻87的一端連接，電阻尺7的另一端接地；電阻[2的另一端與比較器的輸出端、電阻[3的一端以及電阻尺14的一端連接，電阻[3的另一端與+3.電壓連接。
【文檔編號】F02M51/06GK104500298SQ201410725730
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月3日 優(yōu)先權日:2014年12月3日
【發(fā)明者】高崴, 曾偉, 張愛云, 宋國民, 俞謝斌, 王穎 申請人:中國第一汽車股份有限公司無錫油泵油嘴研究所, 中國第一汽車股份有限公司