一种电磁阀的控制方法、控制装置及燃气发动机与流程

本发明实施例涉及电子控制技术，尤其涉及一种电磁阀的控制方法、控制装置及燃气发动机。

背景技术

电磁阀是一种利用电磁控制的工业设备，电磁阀内设置有电磁线圈，当电流流过电磁线圈时产生磁力驱动衔铁运动，达到打开或关闭电磁阀的目的。

现有技术中，一般通过给电磁线圈施加一个持续时间较短的大电流，以此电流来间接驱动电磁阀打开，但是该大电流可能影响电磁阀驱动电路等硬件性能的稳定性，也会影响硬件内部元器件的使用寿命，严重甚至会导致硬件直接损坏。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种电磁阀的控制方法、控制装置及燃气发动机，以实现电磁阀控制，降低大电流驱动电磁阀及硬件设备的冲击，提供电磁阀控制的安全性和稳定性。

第一方面，本发明实施例提供了一种电磁阀的控制方法，所述电磁阀包括阀体、驱动部件以及控制所述驱动部件的驱动电路，所述驱动部件内置电磁线圈，所述驱动电路与所述电磁线圈电连接；该控制方法包括：

获取所述驱动部件的固有频率；

在获取到打开所述电磁阀的指令时，控制所述驱动电路向所述电磁线圈输出第一电流信号以控制所述驱动部件打开所述电磁阀；其中，所述第一电流信号的频率与所述驱动部件的固有频率相同。

可选的，所述驱动电路包括电感元件，所述控制方法还包括：

获取所述电感元件的电流幅值；

在所述电感元件的电流幅值由增大变为减小时，判定所述电磁阀已打开，并控制所述驱动电路向所述电磁线圈输出第二电流信号；

其中，所述第二电流信号用于维持所述电磁阀处于打开状态。

可选的，还包括：

在获取到关闭所述电磁阀的指令时，控制所述驱动电路关闭所述第二电流信号输出。

可选的，所述第一电流信号为脉冲宽度调制pwm信号。

可选的，所述pwm信号的占空比大于或等于90％。

第二方面，本发明实施例还提供了一种电磁阀的控制装置，所述电磁阀包括阀体、驱动部件以及控制所述驱动部件的驱动电路，所述驱动部件内置电磁线圈，所述驱动电路与所述电磁线圈电连接；该控制装置包括：

获取模块，用于获取所述驱动部件的固有频率；

控制模块，在获取到打开所述电磁阀的指令时，控制所述驱动电路向所述电磁线圈输出第一电流信号以控制所述驱动部件打开所述电磁阀；其中，所述第一电流信号的频率与所述驱动部件的固有频率相同。

可选的，所述驱动电路包括电感元件；

所述获取模块还用于获取所述电感元件的电流幅值；

所述控制模块还用于在所述电感元件的电流幅值由增大变为减小时，判定所述电磁阀已打开，并控制所述驱动电路向所述电磁线圈输出第二电流信号；

其中，所述第二电流信号用于维持所述电磁阀处于打开状态。

可选的，所述控制模块还用于在获取到关闭所述电磁阀的指令时，控制所述驱动电路关闭所述第二电流信号输出。

可选的，所述第一电流信号为脉冲宽度调制pwm信号。

可选的，所述pwm信号的占空比大于或等于90％。

第三方面，本发明实施例还提供了一种燃气发动机，其特征在于，包括储气罐、燃烧室、连接所述储气罐和所述燃烧室的导气管路、电磁阀以及上述的电磁阀的控制装置；

其中，所述电磁阀位于所述导气管路上，用于控制燃气喷射到所述燃烧室。

本发明实施例提供一种电磁阀的控制方法，电磁阀包括阀体、驱动部件以及控制驱动部件的驱动电路，驱动部件内置电磁线圈，驱动电路与电磁线圈电连接；通过获取驱动部件的固有频率；在获取到打开电磁阀的指令时，控制驱动电路向电磁线圈输出第一电流信号以控制驱动部件打开电磁阀；其中，第一电流信号的频率与驱动部件的固有频率相同。通过对电磁阀的电磁线圈输入一个频率同驱动部件固有频率相同的第一电流信号，引起驱动部件共振，当驱动部件能量积累到足以克服打开电磁阀所需克服的阻力时，控制电磁阀打开，降低大电流驱动电磁阀及硬件设备的冲击，提高电磁阀控制的安全性和稳定性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种电磁阀的控制方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的另一种电磁阀的控制方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的一种电磁阀的控制装置的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种燃气发动机的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的一种电磁阀的控制方法的流程图。电磁阀包括阀体、驱动部件以及控制驱动部件的驱动电路，驱动部件内置电磁线圈，驱动电路与电磁线圈电连接；该控制方法包括：

步骤110、获取驱动部件的固有频率。

可以理解的是，电磁阀的驱动部件一般包括衔铁和弹簧，当衔铁受到的驱动力大于打开电磁阀时衔铁需要克服的阻力时，衔铁运动使电磁阀打开。物体在做自由振动时，其位移随时间按正弦或余弦规律变化，振动的频率与初始条件无关，而仅与系统的固有特性有关，该频率称为固有频率，也叫做自然频率。驱动部件的用户手册可以查到驱动部件的固有频率，可以预先将此固有频率存储在控制电磁阀的控制器中。

步骤120、在获取到打开电磁阀的指令时，控制驱动电路向电磁线圈输出第一电流信号以控制驱动部件打开电磁阀。

其中，打开电磁阀的指令可以由外部控制器发送，例如电磁阀用于发动机上时，打开电磁阀的指令可以由发动机的电子控制单元发出；第一电流信号的频率与驱动部件的固有频率相同。当需要控制电磁阀打开时，控制驱动电路给驱动部件输入一个和驱动部件的固有频率相同频率的第一电流信号，从而使驱动部件的衔铁发生共振，衔铁的振幅逐渐增大并有向上颤动的趋势，当衔铁颤动的力大于驱动电磁阀所需要克服的阻力时，电磁阀打开。

本实施例提供的电磁阀的控制方法，对电磁阀的电磁线圈输入一个频率同驱动部件固有频率相同的第一电流信号，引起驱动部件共振，当驱动部件能量积累到足以克服打开电磁阀所需克服的阻力时，控制电磁阀打开，降低大电流驱动电磁阀及硬件设备的冲击，提高电磁阀控制的安全性和稳定性。

图2为本发明实施例提供的另一种电磁阀的控制方法的流程图。可选的，电磁阀驱动电路包括电感元件，该控制方法包括：

步骤210、获取驱动部件的固有频率。

步骤220、在获取到打开电磁阀的指令时，控制驱动电路向电磁线圈输出第一电流信号以控制驱动部件打开电磁阀。

步骤230、获取电感元件的电流幅值。

步骤240、在电感元件的电流幅值由增大变为减小时，判定电磁阀已打开，并控制驱动电路向电磁线圈输出第二电流信号。

其中，第二电流信号用于维持电磁阀处于打开状态，具体第二电流信号根据实际情况确定。可以理解的是，当衔铁向上颤动的力大于驱动电磁阀所要克服的阻力时，理论上电磁阀驱动成功，但是实际的驱动情况还要以电感元件电流来反向判断。因为短时间的激励信号能量除用于衔铁向上颤动和损耗外，其余都存储在电感元件中，电感元件并不消耗能量，只会不断地的进行放电和充电，随着时间的累积，能量逐渐增大，电感元件的电流逐渐增大，当喷射阀驱动成功后能量会突然降低，电感元件的电流会从增大变为减小，所以通过观察电感元件电流的变化情况能够判断电磁阀实际上是否驱动成功。

可选的，继续参见图2，该控制方法还包括：

步骤250、在获取到关闭电磁阀的指令时，控制驱动电路关闭第二电流信号输出。

可以理解的是，关闭电磁阀的指令可以由外部控制器发送，例如电磁阀用于发动机上时，打开电磁阀的指令可以由发动机的电子控制单元发出。

可选的，第一电流信号为脉冲宽度调制pwm信号。可选的，pwm信号的占空比大于或等于90％。利用占空比大于或等于90％的pwm信号，具有较高的驱动效率。

图3所示为本发明实施例提供的一种电磁阀的控制装置的结构示意图。电磁阀包括阀体10、驱动部件20以及控制驱动部件的驱动电路30，驱动部件30内置电磁线圈，驱动电路30与电磁线圈电连接；该控制装置包括：

获取模块40，用于获取驱动部件的固有频率；控制模块50，在获取到打开电磁阀的指令时，控制驱动电路向电磁线圈输出第一电流信号以控制驱动部件打开电磁阀；其中，第一电流信号的频率与驱动部件的固有频率相同。

可以理解的是，电磁阀的驱动部件一般包括衔铁和弹簧，当衔铁受到的驱动力大于打开电磁阀时衔铁需要克服的阻力时，衔铁运动使电磁阀打开。物体在做自由振动时，其位移随时间按正弦或余弦规律变化，振动的频率与初始条件无关，而仅与系统的固有特性有关，该频率称为固有频率，也叫做自然频率。驱动部件的用户手册可以查到驱动部件的固有频率，可以预先将此固有频率存储在控制电磁阀的控制器中。打开电磁阀的指令可以由外部控制器发送，例如电磁阀用于发动机上时，打开电磁阀的指令可以由发动机的电子控制单元发出；第一电流信号的频率与驱动部件的固有频率相同。当需要控制电磁阀打开时，控制驱动电路给驱动部件输入一个和驱动部件的固有频率相同频率的第一电流信号，从而使驱动部件的衔铁发生共振，衔铁的振幅逐渐增大并有向上颤动的趋势，当衔铁颤动的力大于驱动电磁阀所需要克服的阻力时，电磁阀打开。

本实施例提供的电磁阀的控制装置，通过获取模块获取驱动部件的固有频率，通过控制模块在在获取到打开电磁阀的指令时，对电磁阀的电磁线圈输入一个频率同驱动部件固有频率相同的第一电流信号，引起驱动部件共振，当驱动部件能量积累到足以克服打开电磁阀所需克服的阻力时，控制电磁阀打开，降低大电流驱动电磁阀及硬件设备的冲击，提高电磁阀控制的安全性和稳定性。

可选的，驱动电路包括电感元件；获取模块还用于获取电感元件的电流幅值；控制模块还用于在电感元件的电流幅值由增大变为减小时，判定电磁阀已打开，并控制驱动电路向电磁线圈输出第二电流信号；其中，第二电流信号用于维持电磁阀处于打开状态。

可以理解的是，当衔铁向上颤动的力大于驱动电磁阀所要克服的阻力时，理论上电磁阀驱动成功，但是实际的驱动情况还要以电感元件电流来反向判断。因为短时间的激励信号能量除用于衔铁向上颤动和损耗外，其余都存储在电感元件中，电感元件并不消耗能量，只会不断地的进行放电和充电，随着时间的累积，能量逐渐增大，电感元件的电流逐渐增大，当喷射阀驱动成功后能量会突然降低，电感元件的电流会从增大变为减小，所以通过观察电感元件电流的变化情况能够判断电磁阀实际上是否驱动成功。

可选的，控制模块50还用于在获取到关闭电磁阀的指令时，控制驱动电路关闭第二电流信号输出。

可以理解的是，关闭电磁阀的指令可以由外部控制器发送，例如电磁阀用于发动机上时，打开电磁阀的指令可以由发动机的电子控制单元发出。

可选的，第一电流信号为脉冲宽度调制pwm信号。可选的，pwm信号的占空比大于或等于90％。利用占空比大于或等于90％的pwm信号，具有较高的驱动效率。

图4所示为本发明实施例提供的一种燃气发动机的结构示意图，该燃气发动机包括储气罐100、燃烧室200、连接储气罐100和燃烧室200的导气管路300、电磁阀400以及上述的电磁阀的控制装置500；其中，电磁阀400位于导气管路300上，用于控制燃气喷射到燃烧室200。

本实施例提供的燃气发动机，通过控制装置对电磁阀的电磁线圈输入一个频率同驱动部件固有频率相同的第一电流信号，引起驱动部件共振，当驱动部件能量积累到足以克服打开电磁阀所需克服的阻力时，控制电磁阀打开，降低大电流驱动电磁阀及发动机硬件设备的冲击，提高电磁阀控制的安全性和稳定性。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。