具有升压和故障诊断功能的高速电磁阀驱动方法及电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电磁阀喷射驱动技术领域，尤其是涉及一种具有升压和故障诊断功能的高速电磁阀驱动方法及电路。
【背景技术】
[0002]随着柴油机电子控制技术的不断提高，喷射系统已经逐步由传统的机械栗喷射系统发展到现在的电控单体栗喷射系统与共轨喷射系统，高速电磁阀驱动作为其关键技术之一，也得到了迅猛的发展。在以电磁阀作为执行部件的柴油机电控燃油喷射系统中，电磁阀的驱动对整个喷射系统的性能起着决定性的作用。
[0003]目前的技术中，一般高速电磁阀的驱动均采用双电源驱动，即电磁阀在高压电源作用下快速启动与关闭，在低压电源下通过PWM调制使电磁阀上的电流维持在开启电流和喷射过程的维持电流之间，达到加快开关响应速度和降低系统功耗的目的。驱动电路中的低压电源为车载电源，高压电源由车载电源升压得到，需要单独的DC/DC变换电路。且不能实现对电磁阀断路，电磁阀短路，驱动电路对电源短路和驱动电路对地短路四种故障的诊断。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明旨在提出一种具有升压和故障诊断功能的高速电磁阀驱动方法及电路。
[0005]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0006]—种具有升压和故障诊断功能的高速电磁阀驱动方法，包括如下内容:
[0007]利用电磁阀本身的电感特性，使用电磁阀作为功率电感，为高压电容充电，通过控制开关管的通断驱动电磁阀工作，并在此期间完成升压功能；
[0008]如果在喷射期间未使高压电容的电压达到设定值，则在两次喷射间隙，可继续升压，直到电压达到设定值为止;对高压电容电压进行检测，如果电压达到设定值，则停止升压，仅进行正常驱动；
[0009]根据电磁阀电流上升速度来判断电磁阀断路故障和电磁阀短路故障。
[0010]相对于现有技术，本发明所述具有升压和故障诊断功能的高速电磁阀驱动方法具有以下优势:
[0011](I)无需额外的升压电路，利用电磁阀本身的电感特性为高压储能电容充电，在喷射期间和喷射间隙完成升压功能；
[0012](2)可完成电磁阀的故障诊断，在故障发生时可以停止喷射并反馈到发动机控制单元。
[0013]本发明创造的另一目的在于提出一种具有升压和故障诊断功能的高速电磁阀驱动电路。技术方案是这样实现的:
[0014]—种具有升压和故障诊断功能的高速电磁阀驱动电路，包括发动机控制单元，电磁阀喷射驱动控制单元、电磁阀喷射驱动电路、高压信号采样电路、高位检测调理电路和驱动电流?目号米样电路，
[0015]所述发动机控制单元对电磁阀喷射驱动控制单元发出电磁阀喷射参数信号21，接收电磁阀喷射驱动控制单元I返回的故障诊断信号20;
[0016]所述电磁阀喷射驱动电路为直接驱动电磁阀的高低位MOS管驱动电路结构，响应电磁阀喷射驱动控制单元的命令，并为其提供反馈信号使其完成闭环控制；
[0017]所述电磁阀喷射驱动控制单元是一个可编程逻辑器件，用来驱动电磁阀喷射的逻辑单元，通过控制电磁阀喷射驱动电路开关MOS管的通断驱动电磁阀工作，并在此期间完成升压功能和故障诊断功能；
[0018]所述高压信号采样电路采集电磁阀喷射驱动电路的高压信号，处理后形成电压反馈信号11输入到电磁阀喷射驱动控制单元；
[0019]所述高位检测调理电路输出电磁阀喷射驱动电路对电源短路的检测信号，处理后形成反馈信号14输入到电磁阀喷射驱动控制单元；
[0020]所述驱动电流信号采样电路采集电磁阀喷射驱动电路中电磁阀电流信号，处理后形成开启电流IH反馈信号15和维持电流IL反馈信号16输入到电磁阀喷射驱动控制单元。[0021 ] 进一步的，所述电磁阀喷射驱动电路包括两个高位MOS管和至少一个低位MOS管，低位MOS管的个数与待驱动的电磁阀的个数是相同的;所述高位MOS管Ql的源极同时与高压信号采样电路4、高压VH、高压电容El的正极、隔离二极管Dl的负极相连;高位MOS管Q2的源极与低压VL、隔离二极管Dl的正极相连，所述高位MOS管Ql和高位MOS管Q2的栅极均接收来自电磁阀喷射驱动控制单元4的控制信号，高压电容EI的负极接地;高位MOS管QI的漏极通过二极管D2接高位MOS管Q2的漏极，二极管D2的负极还通过二极管D3接地;所述高位MOS管Ql的漏极接高位检测调理电路和驱动电流信号采样电路;所述高位MOS管Ql的漏极通过采样电阻Rl连接一个或多个电磁阀，每个所述电磁阀的另一端连接一个低位MOS管的源极，同时通过一个续流二极管连接高压电容El的正极，所有低位MOS管的漏极相连并接地;所有低位MOS管的栅极均接收来自电磁阀喷射驱动控制单元的控制信号。
[0022]进一步的，所述电磁阀喷射驱动控制单元可在单片机芯片，数字信号处理芯片或可编程逻辑芯片上实现。
[0023]相对于现有技术，本发明所述具有升压和故障诊断功能的高速电磁阀驱动电路具有以下优势:
[0024](I)无需额外的升压电路，利用电磁阀本身的电感特性为高压储能电容充电，在喷射期间和喷射间隙完成升压功能；
[0025](2)可完成电磁阀的故障诊断，在故障发生时可以停止喷射并反馈到发动机控制单元。
[0026]上述具有故障诊断和升压功能的高速电磁阀驱动电路的升压方法，包括如下步骤:
[0027](I)接收到发动机控制单元(3)的喷射脉宽信号，喷射开始，首先发送开关驱动信号使高位MOS管Ql与所有低位MOS管导通；
[0028](2)电流上升到开启电流设定值IH后，驱动电流信号采样电路(6)输出的电流反馈信号15电平跳变，此时发送开关驱动信号使关断高位MOS管Ql与所有低位MOS管；
[0029](3)当电流降幅达到开启电流IH的回差范围外后，发送开关驱动信号导通高位MOS管Q2与所有低位MOS管，电磁阀上的电流再次上升；电流上升到开启电流设定值IH后关断高位MOS管Q2与所有低位MOS管;如此反复，达到升压的目的；
[0030](4)在高压电容El电容上的电压达到升压设定值后，驱动电路可以停止升压，方法为将步骤(3)中关断高位MOS管Q2与所有低位MOS管，改为仅关断高位MOS管Q2;
[0031](5)如果喷射期间无法使高压电容El的电压达到设定电压值，在喷射间隙可以控制电磁阀电流仅保持在维持电流IL以下，重复步骤(3)，继续进行升压;在高压电容El电容上的电压达到升压设定值后，关闭全部高位和低位MOS管。
[0032]相对于现有技术，本发明创造所述的升压方法具有以下优势:
[0033]无需额外的升压电路，利用电磁阀本身的电感特性为高压储能电容充电，在喷射期间和喷射间隙完成升压功能。
[0034]上述具有故障诊断和升压功能的高速电磁阀驱动电路的故障诊断方法，包括如下内容:
[0035](I)电磁阀断路故障诊断:通过试验设定断路保护时间Topen，在电磁阀喷射驱动电路(2)的电磁阀支路开关打开后，若电流开始上升的时间大于设定的断路保护时间Topen，则电磁阀喷射驱动控制单元(I)会迅速停止喷射驱动，并向发动机控制单元(3)发出断路故障指示；
[0036](2)电磁阀短路故障诊断:通过实验验证设定短路保护的时间Tshort，在电磁阀喷射驱动电路(2)打开电磁阀支路开关后，若电流开始上升时间小于设定的短路保护时间T short，则电磁阀喷射驱动控制单元(I)迅速停止喷射驱动，并向发动机控制单元(3)发出短路故障指示；
[0037](3)驱动电路对电源短路诊断:在喷射开始之前，通过判断高位检测调理电路(5)的反馈信号14，若反馈信号14反向则电磁阀喷射驱动控制单元(I)迅速停止喷射驱动，并向发动机控制