能在线调节的压电式喷油器驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及柴油机高压共轨技术领域，尤其是一种能在线调节的喷油器驱动装置。
【背景技术】
[0002]目前在国内，高压共轨压电执行器(如压电式喷油器)研究与传统电磁阀执行器(电磁阀喷油器)相比较，起步较晚，也不成熟，压电晶体执行器利用其逆压电效应，将电能转换为机械运动，因此共轨压电执行器驱动力与行程是由其驱动电压决定的，为实现压电执行器最佳驱动性能，在整个喷油过程中，保持在压电执行器两端的电压要维持不变，且不同机械参数压电执行器其驱动电压也不尽相同，为寻求该参数的合理值，按照传统方法，不断更换硬件参数，经计算、硬件焊接、调试等过程，整个过程繁琐复杂，且易出错。
[0003]目前压电执行器驱动电路中，其驱动电压由其闭环控制电路中阈值比较器分压电阻大小决定，采用不断调整各分压电阻的大小来实现不同的压电式喷油器驱动电压。通过频繁修改比较器电路硬件参数实现压电执行器驱动电压调节，修改过程繁琐费时，且易出错，而且硬件器件的标准化根本无法实现驱动电压任意大小的调节。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种能在线调节的压电式喷油器驱动装置，压电式喷油器驱动电压可通过软件在线设定，无需修改硬件电路参数，通过在线参数设定、D/A转换、驱动电压闭环控制等过程，输出与在线设定参数相对应的驱动电压，该压电式喷油器驱动装置简单可靠，效率高，且在整个喷油过程中，实时监控压电式喷油器高端驱动电压，使其高端驱动电压在整个喷油过程中一直维持软件在线调节的对应电压值。并且该压电式喷油器驱动装置还能够在压电式喷油器喷油过程和放电过程中控制电流大小，防止电流过大损坏压电式喷油器。本发明采用的技术方案是:
一种能在线调节的压电式喷油器驱动装置，包括:
人机交互模块，用于在线设置压电式喷油器C的驱动电压的参数值，并向与人机交互模块连接的微控制器发送；
微控制器，与DAC转换单元连接，用于将驱动电压的参数值发送给DAC转换单元进行数模转换；且用于产生控制驱动电压闭环控制电路工作的信号；
DAC转换单元，所述DAC转换单元的输出端连接驱动电压闭环控制电路，向驱动电压闭环控制电路提供与设定的驱动电压参数值相对应的模拟参考电压；
驱动电压闭环控制电路，用于在压电式喷油器C开始动作至喷油过程中，在受限于充电电流最大值的情况下对压电式喷油器C充电，使得压电式喷油器C的高端驱动电压从小变大直至达到与设定驱动电压参数值相对应的驱动电压，且在喷油过程中维持；还用于在压电式喷油器C放电过程中，在受限于放电电流最大值的情况下对压电式喷油器C进行放电。
[0005]进一步地，
驱动电压闭环控制电路包括比较器Ul、CPLD逻辑单元、充电驱动电路、放电驱动电路、充电电流闭环调制控制电路、放电电流闭环调制控制电路、低端驱动电路，功率开关管Q1、Q2、Q3 ;二极管01、02、03、04;电阻1?1、1?2、1?3 ;所述充电电流闭环调制控制电路包括比较器U3、电阻R4、R5、R6 ;所述放电电流闭环调制控制电路包括运算放大器U2、比较器U4，电阻R7、R8、R9、R10、R11 和 R12 ；
比较器U1的同相输入端接DAC转换单元的输出端；比较器U1的输出端产生驱动电压闭环控制信号S4并输入CPLD逻辑单元；
微控制器产生的喷油器低端使能信号S0输入低端驱动电路；微控制器产生的充电使能信号S1、放电使能信号S5按时间先后输入CPLD逻辑单元；比较器U3的输出端产生充电电流调制信号S2并输入CPLD逻辑单元；比较器U4的输出端产生放电电流调制信号S6并输入CPLD逻辑单元；
CPLD逻辑单元在充电使能信号S1、充电电流调制信号S2和驱动电压闭环控制信号S4作用下产生充电回路预驱动信号S3，并输入充电驱动电路；CPLD逻辑单元在放电使能信号S5和放电电流调制信号S6作用下产生放电回路预驱动信号S7，并输入放电驱动电路；
充电驱动电路的输出端接功率开关管Q1的栅极，Q1的漏极接高压源Boost，二极管D2和D3的阴极；Q1的源极接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极接二极管D2的阳极，电感L的一端以及功率开关管Q2的漏极；放电驱动电路的输出端接功率开关管Q2的栅极，Q2的源极接地；电感L的另一端接二极管D3的阳极、二极管D4的阴极、电阻R1的一端，以及压电式喷油器C的一端；电阻R1另一端接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接地，电阻R1和R2连接的节点连接比较器U1的反相输入端；
低端驱动电路的输出端接功率开关管Q3的栅极，Q3的源极接地，漏极接压电式喷油器C的另一端，电阻R3的一端、比较器U3的反相输入端，以及通过电阻R8连接运算放大器U2的反相输入端；电阻R3的另一端接地；
比较器U3的同相输入端接电阻R5的一端，电阻R4的一端，并通过电阻R6连接U3的输出端；电阻R5的另一端接地；电阻R4的另一端接供电电压+V ;比较器U3的输出端接CPLD逻辑单元；
运算放大器U2的同相输入端通过电阻R7接地，反相输入端通过电阻R9接U2的输出端；运算放大器U2的输出端接比较器U4的反相输入端，比较器U4的同相输入端接电阻R11的一端，电阻R10的一端，并通过电阻R12连接U4的输出端，电阻R11的另一端接地，电阻R10的另一端接供电电压+V ;比较器U4的输出端接CPLD逻辑单元；
比较器U3的同相输入端接电阻R5的一端，电阻R4的一端，并通过电阻R6连接U3的输出端；电阻R5的另一端接地；电阻R4的另一端接供电电压+V ;比较器U3的输出端接CPLD逻辑单元；
运算放大器U2的同相输入端通过电阻R7接地，反相输入端通过电阻R9接U2的输出端；运算放大器U2的输出端接比较器U4的反相输入端，比较器U4的同相输入端接电阻R11的一端，电阻R10的一端，并通过电阻R12连接U4的输出端，电阻R11的另一端接地，电阻R10的另一端接供电电压+V ;比较器U4的输出端接CPLD逻辑单元。
[0006]本发明的优点在于:驱动电压闭环控制电路中比较器U1的阈值电压能够在线修改，且在整个喷油过程中，驱动电压闭环控制电路一直处于有效状态，实时监测压电式喷油器高端电压，使其高端驱动电压在整个喷油过程中一直维持软件在线调节对应的电压值。可以方便灵活地调节压电式喷油器高端驱动电压。而传统方法通过不断更换硬件电路器件实现的不同的压电式喷油器驱动电压。
[0007]实时监控压电式喷油器高端驱动电压，当由于各种原因导致其下降时，高压源会再次给压电式喷油器充电至预设参数对应的电压，直至喷油过程结束。
[0008]本驱动装置实现了对压电式喷油器驱动电压的在线灵活控制，较传统的频繁更换硬件器件，简单快捷，效率高，同时也避免了由于硬件器件的差异所引起的压电式喷油器驱动电压的不一致。同时对驱动电压的实时监控与实时闭环补偿控制，有助于在喷油过程中保持压电式喷油器形变的一致性，提高压电喷油器性能。
[0009]充电电流和放电电流实现了闭环控制，防止电流过大造成压电式喷油器损坏或性能过早衰退。
【附图说明】
[0010]图1为本发明的电原理示意图。
[0011]图2为本发明的主要信号时序图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0013]本发明提出的能在线调节的压电式喷油器驱动装置，如图1所示，包括:
人机交互模块10，用于在线设置压电式喷油器C的驱动电压的参数值，并向与人机交互模块10连接的微控制器20发送；
微控制器20，与DAC转换单元30连接，用于将驱动电压的参数值发送给DAC转换单元30进行数模转换；且用于产生控制驱动电压闭环控制电路40工作的信号；