一种柴油机egr阀电机的控制装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种柴油机EGR阀电机的控制装置，与柴油机ECU连接，所述控制装置包括EGR阀体、EGR阀驱动器和驱动电机，所述EGR阀驱动器分别连接柴油机ECU和驱动电机，所述驱动电机和EGR阀驱动器均位于EGR阀体内，所述EGR阀体位于柴油机的气体管道中，所述EGR阀驱动器包括依次连接的CAN收发电路、单片机和电机驱动电路，所述CAN收发电路与柴油机ECU连接，所述电机驱动电路与驱动电机连接，所述保护电路分别与驱动电机、单片机和电机驱动电路相连，所述PWM接口与单片机相连。与现有技术相比，本实用新型结构紧凑、可靠性高，能快速及时准确的实现EGR率等优点。
【专利说明】-种柴油机EGR阀电机的控制装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及发动机，尤其涉及柴油机，更具体地涉及柴油机的进气系统，具体 的是一种柴油机EGR阀电机的控制装置。
【背景技术】
[0002] 发动机的有害排放物是造成大气污染的一个主要来源，随着环境保护问题的重要 性日趋增加，降低发动机有害排放物这一目标成为当今世界上发动机发展的一个重要方 向。随着世界石油制品的消耗量逐年上升，国际油价居高不下，例如柴油机的经济性日渐突 出，这使得柴油机在车用动力中占据着越来越重要的地位。所以开展柴油机有害排放物控 制方法的研究，是从事柴油机设计者的重要任务。
[0003] 氮氧化物NOx是发动机排放物中一种对人体危害极大的气体，其主要是在高温富 氧的条件下生成的。在发动机工作过程种，如适时、适量地将部分废气再次引入气缸内，因 废气中的主要成分C02比热容比较大，所以废气可将燃烧产生的部分热量吸收并带出气 缸，并对混合气有一定的稀释作用，因此降低了发动机燃烧的最高温度和氧含量，从而减少 了 NOx化合物的生成量。
[0004] 伴随着能源危机的加剧，对排放的控制愈发严格。EGR(排气再循环，Exhaust Gas Recycling)技术适用于各种型号的柴油发动机，是降低NOx的有效手段，对其研究显得刻 不容缓。现有EGR阀门的开度控制装置结构较复杂，可靠性和效率方面也有待提高。
[0005] 我国EGR技术起步比国外发达国家晚，研究大多集中在汽油机上，相对范围比较 窄。对柴油机EGR仍还处在结构研究、电气控制系统设计和实验分析阶段。电动式EGR阀 普遍需要将电机的直线运动转化为阀门开关的旋转运动，但是传统的电动EGR阀响应时间 慢，且使用可靠性比较差。
【发明内容】
[0006] 本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构紧凑、 可靠性高的柴油机EGR阀电机的控制装置。
[0007] 本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0008] -种柴油机EGR阀电机的控制装置，与柴油机E⑶连接，所述控制装置包括EGR阀 体、EGR阀驱动器和驱动电机，所述EGR阀驱动器分别连接柴油机ECU和驱动电机，所述驱动 电机和EGR阀驱动器均位于EGR阀体内，所述EGR阀体位于柴油机的气体管道中，所述EGR 阀驱动器包括依次连接的CAN收发电路、单片机和电机驱动电路，所述CAN收发电路与柴油 机ECU连接，所述电机驱动电路与驱动电机连接，所述保护电路分别与驱动电机、单片机和 电机驱动电路相连，所述PWM接口与单片机相连。
[0009] 所述驱动电机为有限转角无刷直流电机。
[0010] 所述驱动电机内设有位置传感器，该位置传感器与单片机连接。
[0011] 所述单片机为Infineon XC878芯片。
[0012] 所述单片机内包括相连接的滤波器和PID控制器。
[0013] 所述电机驱动电路为Infineon BTM7710G，为标准Η桥集成电路。
[0014] 所述CAN收发电路为TLE6250-G。
[0015] 所述保护电路为TLE4250-2G。
[0016] 与现有技术相比，本实用新型的积极进步效果在于：
[0017] (1)本实用新型用于柴油机EGR驱动电机控制系统，驱动电机采用有限转角无刷 直流电机。相比于传统直流电机控制，响应时间更快，可在Ι-lOms内响应外部输入，定位时 间小于100ms，电机扭矩利用率能够全部利用，静止时电流消耗更小，同时驱动电路与阀体 集成，位置传感器在电机内集成结构更紧凑，EGR阀复位主要依靠电机，复位更优。
[0018] ⑵本实用新型采用PID控制，使EGR阀工作更可靠精确。
[0019] (3)本实用新型电机驱动电路采用BTM7710GH桥集成电路，Η桥桥驱动器，上下桥 臂可单独控制，9260mhom导通电阻（80mohm+180mohm)，集成内部诊断、短路保护。
[0020] (4)本实用新型主芯片为Infineon XC878产品，内部集成振荡器，运算速度高，增强 硬件PWM单元，快速AD采样。
[0021] (5)本实用新型采用TLE4250-2G，自动电压跟随，集成过载保护，使得EGR阀运行 更加安全可靠。
[0022] (6)EGR阀驱动器为伺服系统，可精确控制流量。
[0023] (7)本实用新型还具备PWM输入、CAN通讯，可兼容于各种发动机控制系统。
[0024] (8)本实用新型集成度高，整体可靠性好。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 图1为本实用新型的结构示意图；
[0026] 图2是本实用新型的控制原理示意图；
[0027] 图3是本实用新型驱动器的PID控制示意图。
[0028] 图中，1、EGR阀体，2、EGR阀驱动器，3、柴油机E⑶，4、驱动电机，5、发动机，a、进气， b、排气，c、废气回收，21、CAN收发电路，22、单片机，23、电机驱动电路，24、保护电路，25、PWM 接口，221、滤波器，222、PID控制器、223、补偿器。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型 技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保 护范围不限于下述的实施例。
[0030] 如图1所示，一种柴油机EGR阀电机的控制装置，与柴油机ECU3连接，所述控制装 置包括EGR阀体1、EGR阀驱动器2和驱动电机4,所述EGR阀驱动器2分别连接柴油机E⑶3 和驱动电机4,所述驱动电机4和EGR阀驱动器2均位于EGR阀体1内，所述EGR阀体1位 于柴油机的气体管道中。驱动电机4为有限转角无刷直流电机，EGR阀体1为亚新科南岳 (衡阳）有限公司的柴油发动机废气再循环双阀（EGR)。发动机5排放的尾气一部分经排 气b排入环境，一部分经废气回收c引入到EGR阀体1中，位于EGR阀体1内部的EGR阀驱 动器2接受来自柴油机ECU3的信号，控制驱动电机4转动带动EGR阀体1中阀门开度。最 终使得定量废气C与进气a进入的空气一同参与发动机燃烧室的循环燃烧。
[0031] 如图2所示，所述EGR阀驱动器2包括依次连接的CAN收发电路21、单片机22、电 机驱动电路23、保护电路24和PWM接口 25,所述CAN收发电路21与柴油机ECU3连接，所 述电机驱动电路23与驱动电机4连接。驱动电机4内设有位置传感器，该位置传感器与单 片机22连接。单片机22为Infineon XC878芯片，电机驱动电路23为Infineon BTM7710G， 为标准Η桥集成电路，CAN收发电路21为TLE6250-G。保护电路24分别与驱动电机4、单 片机22和电机驱动电路23相连，对电路行成保护，保护电路24采用TLE4250-2G。PWM接 口 25与单片机22相连，使得该EGR阀控制具有PWM输入的功能。CAN收发电路21连通柴 油机E⑶3与EGR阀驱动器2,用于EGR阀驱动器2与柴油机E⑶3之间数据的传输。电机 驱动电路23连通驱动电机4与电机驱动电路23,用于驱动电机4与EGR阀驱动器2之间 的数据传输。驱动电机4内部的位置传感器与单片机22相连，形成闭环控制。CAN收发电 路21将柴油机ECU3发出的信号传递给单片机22,单片机22通过电机驱动电路23对驱动 电机4传输命令。驱动电机4内部参数为PID标定，响应可靠性高。驱动电机4运动带动 EGR阀门。驱动电机4内部位置传感器传输位置信号给单片机22,组成闭环控制，使得控制 更加准确。
[0032] 如图3所示，柴油机E⑶3通过CAN收发电路21传输信号给单片机22内的滤波器 221，信号经过滤波后进入PID控制器222,并通过补偿器223补偿，输出信号给电机驱动电 路23,达到驱动电机4的控制。
【权利要求】
1. 一种柴油机EGR阀电机的控制装置，与柴油机E⑶(3)连接，所述控制装置包括EGR 阀体⑴、EGR阀驱动器⑵和驱动电机（4)，所述EGR阀驱动器⑵分别连接柴油机ECU (3) 和驱动电机（4)，所述驱动电机（4)和EGR阀驱动器（2)均位于EGR阀体（1)内，所述EGR 阀体（1)位于柴油机的气体管道中，其特征在于，所述EGR阀驱动器（2)包括依次连接的 CAN收发电路（21)、单片机（22)、电机驱动电路（23)、保护电路（24)、PWM接口（25)，所述 CAN收发电路（21)与柴油机ECU (3)连接，所述电机驱动电路（23)与驱动电机（4)连接， 所述保护电路（24)分别与驱动电机（4)、单片机（22)和电机驱动电路（23)相连，所述PWM 接口（25)与单片机（22)相连。
2. 根据权利要求1所述的一种柴油机EGR阀电机的控制装置，其特征在于，所述驱动电 机（4)为有限转角无刷直流电机。
3. 根据权利要求1所述的一种柴油机EGR阀电机的控制装置，其特征在于，所述驱动电 机（4)内设有位置传感器，该位置传感器与单片机（22)连接。
4. 根据权利要求1所述的一种柴油机EGR阀电机的控制装置，其特征在于，所述单片机 (22)为 Infineon XC878 芯片。
5. 根据权利要求4所述的一种柴油机EGR阀电机的控制装置，其特征在于，所述单片机 (22)内包括相连接的滤波器（221)和PID控制器（222)。
6. 根据权利要求1所述的一种柴油机EGR阀电机的控制装置，其特征在于，所述电机驱 动电路（23)为Infineon BTM7710G，为标准Η桥集成电路。
7. 根据权利要求1所述的一种柴油机EGR阀电机的控制装置，其特征在于，所述CAN收 发电路（21)为 TLE6250-G。
8. 根据权利要求1所述的一种柴油机EGR阀电机的控制装置，其特征在于，所述保护电 路（24)为 TLE4250-2G。
【文档编号】F02M25/07GK203906127SQ201420269343
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年5月23日 优先权日:2014年5月23日
【发明者】于吉寅, 吴长水, 龚元明 申请人:上海工程技术大学