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1、汽车发动机喷油器的驱动控制电路设计欧阳烨,李凌川,徐元森,甘俊仁(中国科学院上海冶金研究所,上海200050)摘要:考察了汽车发动机电喷系统中喷油器的特性,分析了其常见驱动控制电路的优缺点。在对现有的电喷系统驱动电路进行研究的基础上,设计一种改进的电磁阀电流驱动集成电路,它具有动态响应好、控制电流小、集成度高、芯片易于制造等特点。并附有该电路的原理分析和运行模拟结果。关键词:电控汽油喷射;喷油器;驱动控制电路Abstract:Thispaperintroducesthecharacteristicsofin
2、jectorofengineelectronic2spraysystemandanalysesthecom2monadvantageanddisadvantageofdrivingcontrolcircuit.Onthebasisofthedevelopmentofthecurrentelectronicspraysystemdrivingcircuit,akindofimprovedelectromagneticvalvecurrentdrivingintegratedcircuitisintroduce
3、d.Ithastheadvantageofgooddynamiccorrespondance,smallcontrollingcurrenthighgradeofintegrationandeasy2madechip.Theprin2cipleanalysisandsimulatedresultsaregiven.Keywords:electronic2controlledgasinjection;injector;drivingcontrolcircuit中图分类号:U464113611文献标识码:A文章
4、编号:1003-8639(1999)04-0005-05随着汽车工业和电子技术的发展,人们对减少汽车油耗和尾气排放不断提出更高的要求。早在六七十年代,发达国家就制定了严格的汽车燃油经济性法规和排放法规。在这种大环境下,汽车电控汽油喷射技术得到迅速发展,并在解决降低油耗和减少尾气排放两大难题中取得重大突破。首先在1979年BOSCH公司成功开发Montronic系统,至今数字式电控汽油喷射技术已成为中高级轿车发动机必备的技术之一。如Ford公司的EEC-Ⅲ系统,GM公司的DEFI系统,日产公司的ECCS系统,
5、丰田公司的TCCS系统等。与传统的机械式化油器比较,电控汽油喷射系统可以使汽车发动机功率提高5%～10%,汽油消耗率降低5%～10%,废气排放量减少20%1。在上述发动机控制系统中,均使用喷油器作为电控汽油喷射的执行器件,其喷油时序和喷油量由中央控制器通过喷油器驱动控制电路汽油喷射系统的精度和可靠性。以下将深入讨论的即是喷油器驱动控制电路的设计。1喷油器及其驱动控制要求喷油器主要有轴针式、球阀式和片阀式3种。轴针式喷油器是研制和使用最早的一种,又以BOSCH公司生产的EV型轴针式喷油器应用最广。国产桑塔纳2
6、000、奥迪等轿车使用的均为此型号。由于使用比较广泛,所以我们对该电喷系统的控制电路进行了深入的剖析、研究和详细的讨论。BOSCH公司生产的EV型轴针式喷油器的结构图见图2。图2BOSCH公司生产的EV型轴针式喷油器结构图11喷油轴针21针阀31衔铁41电磁线圈51电接头61滤网控制,见图1。驱动控制电路性能的好坏直接影响电控图1电磁喷油器驱动示意图基金项目:上海市科学技术发展基金资助作者简介:欧阳烨(1975-),男,安徽人,硕士,从事ASIC设计;李凌川(1967-),男,贵州人,硕士,从事ASIC设计
7、;徐元森(1927-),男,浙江人,研究员,从事微电子学研究;甘俊仁(1941-),男,上海人,研究员,从事计算机科学研究。《汽车电器》1999年第4期·5·如图2所示,当有驱动电流通过电磁线圈时,线圈产生磁场吸引衔铁,衔铁带动针阀上移约015mm,此时汽油喷出并充分雾化;当电磁线圈没有驱动电流时,针阀保持关闭。一般喷油时间即针阀开启时间为115～10ms2。EV型电磁线圈的阻值为16Ω,电感为213mH;针阀的开启电流≥240mA,关断电流≤150mA。在Montronic系统中,中央控制器(ECU)的喷
8、油控制信号是数字脉冲式的,其脉冲下降沿为喷油器开启信号,低电平脉冲宽度为喷油时间长度。为了高精度地控制喷油器的开启和汽油喷射量,要求喷油驱动电路开启、关断延迟尽可能小;同时为了防止喷油器电磁线圈电流过大而影响使用寿命,在保证喷油器可靠导通的前提下,驱动电流要小。此外由于电磁线圈为感性负载,电流切换时会有较高的感生电动势,因而驱动电路还必须有可靠的输出保护电路。212电流驱动方式电流驱动方式利用电流控制器回路实现了
