一種高壓油泵及裝有該高壓油泵的汽車的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種高壓油泵及裝有該高壓油泵的汽車，其中，高壓油泵包括高壓油泵本體和高壓油泵驅(qū)動電路，所述高壓油泵驅(qū)動電路包括單片機、第一比較器、第一或非門和兩個MOS管，第一MOS管的源極接地，漏極經(jīng)高壓油泵接電源正極所述第一比較器的反相輸入端接參考電壓，同相輸入端接單片機的PWM信號輸出端，其輸出端接第二MOS管的柵極和第一或非門的一個輸入端，所述第一或非門的另一輸入端接第二MOS管的漏極，其輸出端接第一MOS管的柵極，所述第二MOS管的源極接地。相對于現(xiàn)有技術(shù)，所述高壓油泵驅(qū)動電路采用單片機、邏輯器件和MOS管控制流過高壓油泵的電流，便于實現(xiàn)對高壓油泵的監(jiān)測和保護，從而提高了高壓油泵的可靠性。
【專利說明】一種高壓油泵及裝有該高壓油泵的汽車

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及燃燒發(fā)動機的油泵【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種用于驅(qū)動GDI發(fā)動機高壓油泵及裝有該油泵的汽車。

【背景技術(shù)】
[0002]高壓油泵是⑶I (Gasoline Direct Inject1n)汽車發(fā)動機燃油供給系統(tǒng)的重要部件，其驅(qū)動電路的可靠性直接關(guān)系到整車性能。傳統(tǒng)的高壓油泵驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，功能單一，缺少必要的監(jiān)測和保護功能，不僅可靠性較差，而且不便于維修，因此有必要加以改進。
實用新型內(nèi)容
[0003]有鑒于此，本實用新型旨在提出一種高壓油泵，以提高發(fā)動機燃油供給系統(tǒng)的可靠性。
[0004]為達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0005]一種高壓油泵，包括高壓油泵本體和高壓油泵驅(qū)動電路，所述高壓油泵驅(qū)動電路包括單片機、第一比較器、第一或非門和兩個MOS管，第一MOS管的源極接地，漏極經(jīng)高壓油泵接電源正極，所述第一比較器的反相輸入端接參考電壓，同相輸入端接單片機的PWM信號輸出端，其輸出端接第二 MOS管的柵極和第一或非門的一個輸入端，所述第一或非門的另一輸入端接第二 MOS管的漏極，其輸出端接第一 MOS管的柵極，所述第二 MOS管的源極接地。
[0006]進一步的，所述高壓油泵驅(qū)動電路設(shè)置有續(xù)流控制電路，所述續(xù)流控制電路包括第二比較器、第二或非門、電容、第一二極管、兩個電阻和兩個MOS管，所述第二或非門的一個輸入端接第一比較器的輸出端，另一個輸入端接第二 MOS管的漏極，其輸出端接第二比較器的同相輸入端，所述第二比較器的反相輸入端接單片機的續(xù)流信號輸出端，輸出端接第三MOS管的柵極，所述第三MOS管的源極接地，漏極經(jīng)第一電阻接高壓油泵正極并依次經(jīng)電容和第二電阻接第四MOS管的柵極，所述第四MOS管的源極接高壓油泵正極，所述第一二極管的負極接第四MOS管的漏極，正極接高壓油泵的負極。
[0007]進一步的，所述續(xù)流控制電路還包括第二二極管和第三二極管，所述第二二極管的負極接高壓油泵的負極，正極接電容和第二電阻的串接點，所述第三二極管的負極接第二二極管的正極，其正極接高壓油泵的正極。
[0008]進一步的，所述高壓油泵驅(qū)動電路設(shè)置有負極電流監(jiān)控電路，所述負極電流監(jiān)控電路包括第三比較器、第三或非門、第四二極管和兩個電阻，所述第三比較器的反相輸入端接油泵負極，同相輸入端接參考電壓，所述第三或非門的一個輸入端接地，另一輸入端接第三比較器的輸出端，其輸出端依次經(jīng)第四二極管和第四電阻接第二 MOS管的漏極，高壓油泵的負極通過導(dǎo)線與單片機的輸入端口連接。
[0009]進一步的，所述高壓油泵驅(qū)動電路還設(shè)有正極電流監(jiān)控電路，所述正極電流監(jiān)控電路包括高邊功率開關(guān)管、第五MOS管、兩個比較器和五個電阻，所述高邊功率開關(guān)管接于高壓油泵與電源正極之間，所述第五MOS管的源極接地，漏極經(jīng)第五電阻接高邊功率開關(guān)管的IN端，高邊功率開關(guān)管的IS端經(jīng)第六電阻接地并經(jīng)第七電阻接第四比較器的反相輸入端，所述第四比較器的同相輸入端接參考電壓，輸出端經(jīng)第八電阻接第五比較器的同相輸入端，所述第五比較器的反相輸入端接參考電壓，輸出端接第五MOS管的柵極并經(jīng)第九電阻接單片機的反饋信號輸入端。
[0010]進一步的，所述正極電流監(jiān)控電路還包括第六比較器、第六MOS管、第五二極管和第十電阻，所述第六比較器的同相輸入端接參考電壓，反相輸入端接單片機的輸出端口，輸出端接第六MOS管的柵極，所述第六MOS管的源極接地，漏極經(jīng)第十電阻接電源正極并經(jīng)第五二極管接第五比較器的同相輸入端。
[0011]進一步的，所述的高壓油泵驅(qū)動電路還設(shè)有使能控制電路，所述使能控制電路包括第四或非門、第七MOS管、第十一電阻和兩個二極管，所述第四或非門的兩個輸入端分別接地和單片機的輸出端口，其輸出端接第七MOS管的柵極并經(jīng)第六二極管接第四二極管的負極，所述第七MOS管的源極接地，漏極經(jīng)第十一電阻接電源正極并經(jīng)第七二極管接第五比較器的同相輸入端。
[0012]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型所述的高壓油泵驅(qū)動電路具有以下優(yōu)勢:
[0013](I)本實用新型所述的高壓油泵驅(qū)動電路采用單片機、邏輯器件和MOS管控制流過高壓油泵的電流，便于實現(xiàn)對高壓油泵的監(jiān)測和保護，從而提高了驅(qū)動電路的可靠性。
[0014](2)本實用新型所述的高壓油泵驅(qū)動電路不僅設(shè)置了續(xù)流控制電路，而且還同時對高壓油泵的正極電流和負極電流進行監(jiān)測，一旦電流超出設(shè)定值，單片機就斷開高壓油泵的電源，有效保護了油泵的安全。
[0015]本實用新型的另一個目的是提供裝有該高壓油泵的汽車，其目的是這樣實現(xiàn)的:
[0016]一種汽車，它裝有如權(quán)利要求1一7所述的高壓油泵。
[0017]所述裝有該高壓油泵的汽車與上述高壓油泵相對于現(xiàn)有技術(shù)所具有的優(yōu)勢相同，在此不再贅述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]構(gòu)成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0019]圖1為本實用新型的電路原理圖。
[0020]附圖標記說明:
[0021]U1、單片機，U2、高邊功率開關(guān)管，NORl?N0R4、第一或非門?第四或非門，Ql?Q7、第一 MOS管?第七MOS管，M、高壓油泵，Rl?R11、第一電阻?第i^一電阻，Dl?D7、第一二極管?第七二極管，F(xiàn)l?F6、第一比較器?第六比較器，C、電容。

【具體實施方式】
[0022]需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0023]下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本實用新型。
[0024]參看圖1，高壓油泵驅(qū)動電路主要由五部分構(gòu)成:工作電流控制電路(主要包括第一比較器Fl、第一或非門NORl、第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2)，正極電流監(jiān)控電路(主要包括高邊功率開關(guān)管U2、第五MOS管Q5、第六MOS管、第四比較器F4、第五比較器F5和第六比較器F6)、負極電流監(jiān)控電路(主要包括第三比較器F3、第三或非門3、第四二極管D4)、續(xù)流控制電路(主要包括第二比較器F2、第二或非門N0R2、電容C、第三MOS管Q3和第四MOS管Q4、第一二極管D1、第二二極管D2和第三二極管D3)和使能控制電路(主要包括第四或非門N0R4和第七MOS管Q7)。正極電流監(jiān)控電路為高壓油泵的燃油計量閥正極提供正電壓12V，工作電流控制電路控制著燃油計量閥的負極，單片機Ul提供的脈沖信號使燃油計量閥在規(guī)定的時間內(nèi)有效開啟和關(guān)斷，控制高壓油泵M的泵油壓力。正極電流監(jiān)控電路和負極電流監(jiān)控電路可以實現(xiàn)正極過流保護及負極短路、開路的診斷和保護。續(xù)流控制電路在第一 MOS管Ql關(guān)斷時工作，將燃油計量閥內(nèi)的反向電壓續(xù)流到電源端，保護驅(qū)動電路和高壓油泵。
[0025]高邊功率開關(guān)管U2的型號是BTS6143D，其IS腳是電流診斷管腳，其電流和負載電流(即OUT腳電流)是1/10000的關(guān)系，第六電阻R6為采樣電阻，其阻值為1.21K。第四比較器F4同相輸入端的參考電壓是2.5V，油泵負載定義20.7A為最大電流，當流過高壓油泵的電流等于20.7A時，高邊功率開關(guān)管U2的IS腳會輸出20.7/10000=2.07mA的電流，經(jīng)過1.21K電阻轉(zhuǎn)換為電壓信號即1.21K*2.07mA=2.5047V，也就是第四比較器F4反相輸入端的電壓，信號經(jīng)過比較后送入單片機Ul的采集端口 Pl.0，單片機Ul關(guān)閉油泵驅(qū)動電路，實現(xiàn)對油泵的過流保護。
[0026]單片機Ul的Pl.2端口輸出的PWM信號送至第一 MOS管Ql，工作電流控制電路在PWM信號的作用下，使流量控制閥流過規(guī)定的電流。通過改變PWM信號的占空比，就可以改變流過流量控制閥的平均電流。通過改變控制信號產(chǎn)生的時刻(對應(yīng)于曲軸的轉(zhuǎn)角)，可以改變高壓油泵的泵油量，進而改變高壓油軌的壓力。
[0027]續(xù)流控制電路受兩路信號影響，一是單片機Ul的Pl.2端口輸出的PWM信號，另一個是單片機Ul的Pl.3端口輸出的續(xù)流控制信號(高電平有效)。當PWM信號有效時，第一 MOS管Ql工作。第二比較器F2的兩輸入信號(即PWM信號和續(xù)流控制信號)會進行比較，當PWM信號有效時，第二比較器F2輸出高電平驅(qū)動第三MOS管Q3，使其導(dǎo)通，12V電源電壓會對電容C (10nF)充電，此時電容電壓達到10V。當PWM信號無效時，第二比較器F2輸出低電平，關(guān)閉第一 MOS管Ql和第三MOS管Q3，而第四MOS管Q4的柵極電位可以達到12V+10V=22V，于是第四MOS管Q4導(dǎo)通，完成續(xù)流的功能。當最后一個控制信號結(jié)束時，第二二極管D2和第三二極管D3會限制反向電壓的大小，使之最大不超過這兩個二極管的擊穿電壓之和(大約45V)，從而有效保護了驅(qū)動系統(tǒng)和油泵的安全。
[0028]單片機Ul的Pl.5端口是使能控制端口，正常工作時，Pl.5端口輸出高電平，或非之后為低電平，經(jīng)過第七MOS管Q7輸出為高電平。關(guān)閉功率驅(qū)動時，Pl.5端口輸出低電平，貝丨J第七MOS管Q7輸出低電平。
[0029]單片機Ul的Pl.1端口輸出正極控制信號，第六比較器F6將該信號與2.5V參考電壓比較后輸出高低信號，控制信號為高電平有效。
[0030]高邊功率開關(guān)管U2的通斷受三個信號控制:即單片機Ul的Pl.5端口輸出信號、P1.5端口輸出信號和第四比較器F4的輸出信號。當以上三個信號全部為I時，第五比較器F5輸出為1，第五MOS管導(dǎo)通，其漏極輸出為O，高邊功率開關(guān)管U2的IN腳是低電平有效，此時其兩個OUT腳輸出12V電壓(12V汽車系統(tǒng))。以上三個信號只要有一個為0，則高邊功率開關(guān)管U2不工作。當出現(xiàn)過流時，關(guān)閉高邊功率開關(guān)管U2，達到保護高壓油泵的目的。[0031 ] 當工作電流控制電路正常運行時，第一 MOS管Ql的漏極為低電壓，第三比較器F3的反相輸入端為低電平，如果第一 MOS管Ql出現(xiàn)過流,其漏極電位會被抬高。若第一 MOS管Ql開路時，其漏極電位會拉到12V，此電壓信號送至單片機Ul的Pl.4端口，單片機Ul通過電平大小判斷油泵負極是否過流、開路或短路。
[0032]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高壓油泵，包括高壓油泵本體和高壓油泵驅(qū)動電路，其特征在于，所述高壓油泵驅(qū)動電路包括單片機(Ul )、第一比較器(Fl )、第一或非門(NORl)和兩個MOS管，第一 MOS管(Ql)的源極接地，漏極經(jīng)高壓油泵(M)接電源正極，所述第一比較器(Fl)的反相輸入端接參考電壓，同相輸入端接單片機(Ul)的PWM信號輸出端，其輸出端接第二 MOS管(Q2)的柵極和第一或非門(NORl)的一個輸入端，所述第一或非門(NORl)的另一輸入端接第二 MOS管(Q2)的漏極，其輸出端接第一 MOS管(Ql)的柵極，所述第二 MOS管(Q2)的源極接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓油泵，其特征在于，所述高壓油泵驅(qū)動電路設(shè)置有續(xù)流控制電路，所述續(xù)流控制電路包括第二比較器(F2)、第二或非門(N0R2)、電容(C)、第一二極管(D1)、兩個電阻和兩個MOS管，所述第二或非門(N0R2)的一個輸入端接第一比較器(Fl)的輸出端，另一個輸入端接第二 MOS管(Q2)的漏極，其輸出端接第二比較器(F2)的同相輸入端，所述第二比較器(F2)的反相輸入端接單片機(Ul)的續(xù)流信號輸出端，輸出端接第三MOS管(Q3)的柵極，所述第三MOS管(Q3)的源極接地，漏極經(jīng)第一電阻(Rl)接高壓油泵(M)正極并依次經(jīng)電容(C)和第二電阻(R2)接第四MOS管(Q4)的柵極，所述第四MOS管(Q4)的源極接高壓油泵(M)正極，所述第一二極管(Dl)的負極接第四MOS管(Q4)的漏極，正極接高壓油泵(M)的負極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓油泵，其特征在于，所述續(xù)流控制電路還包括第二二極管(D2)和第三二極管(D3)，所述第二二極管(D2)的負極接高壓油泵(M)的負極，正極接電容(C)和第二電阻(R2)的串接點，所述第三二極管(D3)的負極接第二二極管(D2)的正極，其正極接高壓油泵(M)的正極。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓油泵，其特征在于，所述高壓油泵驅(qū)動電路設(shè)置有負極電流監(jiān)控電路，所述負極電流監(jiān)控電路包括第三比較器(F3)、第三或非門(N0R3)、第四二極管(D4)和兩個電阻，所述第三比較器(F3)的反相輸入端接油泵負極，同相輸入端接參考電壓，所述第三或非門(N0R3)的一個輸入端接地，另一輸入端接第三比較器(F3)的輸出端，其輸出端依次經(jīng)第四二極管(D4)和第四電阻(R4)接第二 MOS管(Q2)的漏極，高壓油泵(M)的負極通過導(dǎo)線與單片機(Ul)的輸入端口連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓油泵，其特征在于，所述高壓油泵驅(qū)動電路還設(shè)有正極電流監(jiān)控電路，所述正極電流監(jiān)控電路包括高邊功率開關(guān)管(U2)、第五MOS管(Q5)、兩個比較器和五個電阻，所述高邊功率開關(guān)管(U2)接于高壓油泵(M)與電源正極之間，所述第五MOS管(Q5)的源極接地，漏極經(jīng)第五電阻(R5)接高邊功率開關(guān)管(U2)的IN端，高邊功率開關(guān)管(U2)的IS端經(jīng)第六電阻(R6)接地并經(jīng)第七電阻(R7)接第四比較器(F4)的反相輸入端，所述第四比較器(F4)的同相輸入端接參考電壓，輸出端經(jīng)第八電阻(R8)接第五比較器(F5)的同相輸入端，所述第五比較器(F5)的反相輸入端接參考電壓，輸出端接第五MOS管(Q5)的柵極并經(jīng)第九電阻(R9)接單片機(Ul)的反饋信號輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高壓油泵，其特征在于，所述正極電流監(jiān)控電路還包括第六比較器(F6)、第六MOS管(Q6)、第五二極管(D5)和第十電阻(RlO)，所述第六比較器(F6)的同相輸入端接參考電壓，反相輸入端接單片機(Ul)的輸出端口，輸出端接第六MOS管(Q6)的柵極，所述第六MOS管(Q6)的源極接地，漏極經(jīng)第十電阻(RlO)接電源正極并經(jīng)第五二極管(D5)接第五比較器(F5)的同相輸入端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高壓油泵，其特征在于，所述高壓油泵驅(qū)動電路還設(shè)有使能控制電路，所述使能控制電路包括第四或非門(N0R4)、第七MOS管(Q7)、第i^一電阻(Rll)和兩個二極管，所述第四或非門(N0R4)的兩個輸入端分別接地和單片機(Ul)的輸出端口，其輸出端接第七MOS管(Q7)的柵極并經(jīng)第六二極管(D6)接第四二極管(D4)的負極，所述第七MOS管(Q7)的源極接地，漏極經(jīng)第十一電阻(Rll)接電源正極并經(jīng)第七二極管(D7)接第五比較器(F5)的同相輸入端。
8.一種汽車，其特征在于，它裝有如權(quán)利要求1一7任一所述高壓油泵。
【文檔編號】F02M37/08GK204200542SQ201420570464
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】杜慶亞, 張建彪, 張南, 趙玉民, 高鵬, 徐德亮, 李衛(wèi)東, 閆崗, 劉宇玲 申請人:長城汽車股份有限公司