多功能喷油器驱动控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种喷油器驱动控制器，特别是涉及一种多功能喷油器驱动控制器。
【背景技术】
[0002]目前，随着高压共轨柴油机和缸内直喷汽油机的不断应用和推广，人们对喷油器特性的要求也越来越高，尤其是对喷油器开启和关闭的动态响应速度要求越来越高，这就要求发动机控制器具有高性能的驱动电路和高效的控制策略，同时，还要保证发动机能够在恶劣的环境下安全可靠地运行，对发动机控制器的开发与设计提出了很大的挑战。现有发动机控制器仅仅是信号级别的控制单元，或者带有低功率的驱动资源(有的甚至是没有驱动能力)，面对高压共轨柴油机和缸内直喷汽油机的喷油器驱动要求，很难达到理想的效果O
[0003]根据喷油器电磁阀电流驱动的工作特性，其理想驱动方式为:在衔铁吸合时，应尽可能迅速地对电磁阀线圈加上较大的电流，使其快速响应，进行吸合动作；吸合后，磁路气隙减小，磁阻也降低，此时电磁阀仅需较小的电流即可稳定地保持吸合状态；在释放时，为减少电磁阀的释放延迟，应尽可能快地切断驱动电流，并快速释放电磁阀的电势能。该驱动方式中，用较小的保持电流维持电磁阀的吸合，一方面可以减少蓄电池的能源损耗，另一方面也可以在释放时加快电磁阀的释放速度。
[0004]为了实现这种理想的喷油器驱动方式，需要比较复杂的驱动电路设计。目前行业内的驱动电路各式各样，但是总的来说，有如下几种情况:
[0005]从驱动信号合成方式的不同来分，主要有两种形式:一种是采用主控制器控制输出的方式，利用控制器的定时中断来实现驱动信号中的各阶段控制脉冲来实现；这种方法需要占用大量的中断资源，对控制器的运行不利，即复杂的中断响应会拖慢控制器的运行速度，同时中断数量的增大，会导致潜在的程序问题存在；因此这种方式的控制精度很难保证。另一种方式是采用模拟电路进行搭建拼接组合而成，需要利用采样反馈电路不停的进行反馈控制，同时需要使用脉冲发生器、触发器、比较器、运放、晶体管等搭建出不同阶段的控制信号，从而来得到不同电流需求的实现；这种方法减少了主控制器的资源占有，但是外部电路器件较多且发杂，涉及高频的数字电路和敏感的模拟电路混合设计，给电路设计工作带来较大的困难，不符合电路设计数字化和集成化的趋势，正在淘汰的状态。
[0006]从喷油器的驱动电压来划分，有两种方式:一种是单一的高压驱动方式，这种方式的驱动电路很简单，易于实现，但是功率消耗大，对升压模块的要求很高，同时精度很难控制，其电路体积会变的很大，不是未来控制器精巧化趋势的方向。另一种是高/低压驱动的方式，即开启时采用高压(通常情况下最高能达到一百伏以上)，而保持电压采用电池电压(12伏或24伏电池电压)，这种方式对升压模块的要求不高，一路升压即可满足多路需求，同时能够降低升压电路的热负荷，是未来发展的方向，但是这种电路的信号合成是设计中的难点。
【发明内容】
[0007]本实用新型要解决的技术问题是:提供一种高效、精准、可靠的多功能喷油器驱动控制器。
[0008]为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:
[0009]设计一种多功能喷油器驱动控制器，含有接口保护模块、主控模块、预驱动模块、驱动模块、升压模块和电源管理模块，汽车的电子控制单元E⑶(Electronic ControlUnit)输出的喷油控制信号经过接口保护模块后输入到主控模块，主控模块输出的驱动信号经预驱动模块后进入驱动模块，驱动模块控制喷油器工作，驱动模块输出的喷油器电流检测信号经预驱动模块后反馈给主控模块，升压模块为预驱动模块和驱动模块提供高电压，所述电源管理模块为接口保护模块、主控模块、预驱动模块、驱动模块和升压模块供电。
[0010]所述接口保护模块中含有第十二极管、第^^一二极管、第十二二极管、第十三二极管、第十电阻和第十一电阻，第十二极管的正极与第十一二极管的负极连接，第十二极管的负极与电源连接，第十一二极管的正极与地连接，汽车的电子控制单元的喷油控制信号输出端通过第十电阻与第十二极管的正极连接，第十二二极管的正极与第十三二极管的负极连接，第十二二极管的负极与电源连接，第十三二极管的正极与地连接，汽车的电子控制单元的电源控制信号输出端通过第十一电阻与第十二二极管的正极连接；
[0011]接口保护模块能屏蔽掉高脉冲电压信号，以及杂波大电流信号，能够很好地保护喷油器驱动控制器的核心部件不受外部高压脉冲杂波干扰。
[0012]所述主控模块中含有可编程逻辑控制器，第十二极管的正极与可编程逻辑控制器的喷油控制信号输入端连接；
[0013]所述主控模块能够对输入的喷油控制信号进行捕捉，然后进行信号合成，输出给预驱动模块，进行高低压分时控制和高低边组合控制；通过接口保护模块，可将汽车的电子控制单元输出的多路喷油控制信号输送到可编程逻辑控制器中，可编程逻辑控制器可对这些喷油控制信号进行处理后分别输送给多个预驱动模块和驱动模块，控制多个喷油器工作，因此，主控模块能实现对每个喷油控制通道信号的独立控制，相互间不受影响，解决了多数喷油驱动中的喷油重叠现象，能够完美地处理ECU输出的喷油控制信号，真实地驱动喷油器；
[0014]电源管理模块含有三极管和稳压器，汽车蓄电池的电源输出端通过正向连接的第七二极管与稳压器的输入端连接，稳压器的输出端即为电源管理模块的输出端，第十二二极管的正极通过三极管与稳压器的控制端连接；
[0015]所述电源管理模块主要用来对汽车蓄电池的电压(12V/24V)进行处理，输出整个喷油器驱动控制器需求的电源，使用ECU的电源控制信号来控制电源管理模块的供电与否，当电源控制信号为高电平时，电源管理模块供电，当电源控制信号为低电平时，电源管理模块停止供电，电源管理模块与整个发动机控制系统同步上电掉电；
[0016]所述升压模块中含有电感、储能电容、双通道低侧驱动器和第四场效应管，可编程逻辑控制器的高电压输出控制端通过第八电阻与双通道低侧驱动器的第一输入端连接，双通道低侧驱动器的第一输出端通过第四电阻与第四场效应管的栅极连接，第四场效应管的源极接地，第四场效应管的漏极通过电感与汽车蓄电池的电源输出端连接，第四场效应管的漏极还与第一二极管的正极连接，第一二极管的负极通过储能电容接地，第一二极管的负极即为升压模块的高电压输出端；
[0017]所述升压模块可根据不同的喷油器性能要求，调节不同的升压电压值，最大可达150V ;通过第四场效应管的PWM波控制，对电感不断的充放电来进行电压的提升；
[0018]预驱动模块中含有第一高低边驱动器、第二高低边驱动器、运算放大器和比较器，可编程逻辑控制器的第一高边信号输出端通过第一电阻与第一高低边驱动器的高边输入端连接，可编程逻辑控制器的第一低边信号输出端通过第二电阻与第一高低边驱动器的低边输入端连接，可编程逻辑控制器的第二高边信号输出端通过第三电阻与第二高低边驱动器的高边输入端连接，升压模块的高电压输出端通过正向连接的第二二极管与第一高低边驱动器的高边浮动电压供电端连接，稳压器的输入端通过正向连接的第八二极管与第二高低边驱动器的高边浮动电压供电端连接；
[0019]所述驱动模块中含有第一场效应管、第二场效应管和第三场效应管，第一高低边驱动器的高边输出端通过第十二电阻与第一场效应管的栅极连接，第一高低边驱动器的低边输出端通过第九电阻与第三场效应管的栅极连接，第二高低边驱动器的高边输出端通过第十三电阻与第二场效应管的栅极连接，第一高低边驱动器的高边浮动补偿电压供电端与第一场效应管的源极连接，第二高低边驱动器的高边浮动补偿电压供电端与第二场效应管的源极连接，升压模块的高电压输出端与第一场效应管的漏极连接，第一场效应管的源极通过正向连接的第三二极管与喷油器的第一连接端子连接，稳压器的输入端与第二场效应管的漏极连接，第二场效应管的源极通过正向连接的第四二极管与喷油器的第一连接端子连接，喷油器的第一连接端子还通过反向连接的第五二极管接地，喷油器的第二连接端子通过正向连接的第六二极管接升压模块的高电压输出端，喷油器的第二连接端子还与第三场效应管的漏极连接，第三场效应管的源极通过第五电阻与运算放大器的输入端连接，运算放大器的输出端通过第六电阻与比较器的输入端连接，比较器的输出端通过第七电阻与可编程逻辑控制器的喷油器电流检