电磁阀驱动控制系统、控制方法及EMS系统与流程

专利检索2025-01-15  28


本发明涉及汽车领域,特别是涉及一种电磁阀驱动控制系统和控制方法,以及一种具有所述电磁阀驱动控制系统的ems(发动机管理系统)系统。


背景技术:

1、电磁阀是用来控制流体的方向的自动化基础元件,属于执行器;通常用于机械控制和工业阀门上面,对介质方向进行控制,从而达到对阀门开关的控制。自动变速箱车辆的核心部件为自动变速箱,其通过液压系统控制离合器电磁阀实现挡位切换,最终将发动机动力传递到车轮,离合器电磁阀的开闭直接关系到变速箱能否将动力传递至车轮使车辆正常行驶。

2、现有技术中离合器电磁阀驱动电流需求包括:驱动电流要求实现两段式(peak阶段、hold阶段)电流控制,其中peak阶段3.8a±0.1a,hold阶段2.4a±0.1a,参考图1所示。为实现图1所示的电流控制,现有技术采用的驱动电路结构包括以下几种:

3、1、低边驱动,lsd驱动,参考图2所示:仅由lsd驱动的方式,最简单、最经济,但无法实现电流的多段控制。

4、2、高边驱动,hsd驱动,参考图2所示:仅由hsd驱动的方式,与lsd类似,也无法实现电流的多段控制。

5、3、高边驱动+低边驱动,hsd+lsd驱动,参考图4所示:

6、a、hsd+lsd配合的on/off型驱动,即hsd和lsd均只有on和off两种状态,此种控制下电磁阀驱动电流是一个固定值,无法实现两段式电流控制。

7、b、hsd+lsd配合的pwm型驱动,即hsd和lsd可以按实际电流需求按pwm形式输出,可以进行电流的多段控制。但此方案受限于供电电压上限,无法满足更大的电流驱动范围。以如上负载特性为例,对于12v系统,图5的hsd+lsd方式驱动电流会受限,在220℃下(负载电阻5.254ohm)驱动电流仅为12/5.254=2.28a,远远小于如上负载所需要的3.8a peak电流和2.4a hold电流。

8、4、单独开发离合器电磁阀控制器,如图5所示,由ccu单独控制离合器,需要额外增加ccu控制器,成本过高,整车也需要布置空间,集成度过低。


技术实现思路

1、在
技术实现要素:
部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化,这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征,更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

2、本发明要解决的技术问题是提供一种不要专用控制器通过硬件电路实现电磁阀精准控制的电磁阀驱动控制系统和控制方法,以及一种具有所述电磁阀驱动控制系统的ems系统。

3、为解决上述技术问题,本发明提供的电磁阀驱动控制系统,包括:

4、逻辑集成电路,其接收外部指令(例如mcu指令)控制升压电路、高边驱动电路和低边驱动电路工作,并采集升压电路和低边驱动电路电流反馈至mcu;

5、升压电路,其由第二电压供电,其输出第一供电电压至高边驱动电路;

6、高边驱动电路,其由第一供电电压和第二供电电压共同供电,其能为电磁阀peak控制段和hold控制段供电;

7、低边驱动电路,其连接电磁阀并接地,低边驱动通过到第一供电电压的回路进行续流。

8、可选择的,进一步改进所述的电磁阀驱动控制系统,第一供电电压大于等于第二供电电压。

9、可选择的,进一步改进所述的电磁阀驱动控制系统,第一供电电压范围为12v-72v。

10、可选择的,进一步改进所述的电磁阀驱动控制系统,第二供电电压为12v。

11、可选择的,进一步改进所述的电磁阀驱动控制系统,升压电路包括:

12、升压网络,输入端连接第二供电电压;

13、第一nmos,其漏极分别连接升压网络输出端和第一二极管阳极,其栅极经过串联的第一电阻和第二电阻连接逻辑集成电路的第一低边驱动芯片,其源极经第三电阻接地并经过第一电容连接升压电路供电端;

14、第一二极管,其阴极作为升压电路供电端输出第一供电电压为高边驱动电路供电;

15、逻辑集成电路量测第三电阻电流反馈至mcu;

16、第二电容,其一端连接在第一电阻和第二电阻之间,另一端接地。

17、可选择的,进一步改进所述的电磁阀驱动控制系统,高边驱动电路包括:

18、第二nmos,其漏极连接第二供电电压,其源极连接逻辑集成电路的第一高边驱动芯片和防反二极管阳极,其栅极经过第四电阻连接逻辑集成电路的第一高边驱动芯片;

19、防反二极管,其阴极作为高边驱动电路供电端为电磁阀供电;

20、第五电阻,其连接在第二nmos栅极和源极之间;

21、第三电容,其连接在第二nmos栅极和源极之间;

22、第三nmos,其漏极连接升压电路供电端,其源极连接逻辑集成电路的第二高边驱动芯片和防反二极管阴极,其栅极经过第六电阻连接逻辑集成电路的第二高边驱动芯片;

23、第七电阻,其连接在第三nmos栅极和源极之间;

24、第四电容,其连接在第三nmos栅极和源极之间;

25、第五电容,其连接在防反二极管阴极和地之间。

26、可选择的,进一步改进所述的电磁阀驱动控制系统,低边驱动电路包括:

27、第四nmos,其漏极经第二二极管连接升压电路供电端,其漏极还连接逻辑集成电路的第二低边驱动芯片和电磁阀,其源极经第九电阻接地,其栅极经第八电阻连接逻辑集成电路的第二低边驱动芯片;

28、第六电容,其连接在第四nmos栅极和源极之间;

29、第七电容,其连接在第四nmos漏极和地之间。

30、为解决上述技术问题,本发明提供一种具有上述任意一项所述电磁阀驱动控制系统的ems系统,其特征在于,其用于离合器电磁阀驱动控制。

31、为解决上述技术问题,本发明提供一种用于上述任意一项所述电磁阀驱动控制系统的电磁阀驱动控制方法,一个控制周期由第一~第五控制段组成,包括:

32、第一控制段,升压电路开启,高边驱动电路关闭,低边驱动电路开启;实现阀体电流快速上冲,减小阀体开启时间。

33、第二控制段,升压电路开启,高边驱动电路关闭,低边驱动电路执行pwm控制;实现阀体peak阶段电流控制,按电流控制精度选取lsd pwm频率即可。

34、第三控制段,升压电路关闭,高边驱动电路关闭,低边驱动电路关闭;驱动电流对升压电路快速续流,达到电流快速下降的目的。

35、第四控制段,升压电路关闭,高边驱动电路开启,低边驱动电路执行pwm控制;实现阀体hold阶段电流控制,按电流控制精度选取lsd pwm频率即可。

36、第五控制段,升压电路关闭,高边驱动电路关闭,低边驱动电路关闭。驱动电流对升压电路快速续流,达到电流快速下降的目的,快速关闭电磁阀。

37、对本发明的工作原理及技术效果说明如下:

38、为了降低整车成本,需要减少整车控制器数量,优化布置空间,提高整车集成度。现有技术单独开发离合器电磁阀控制器的解决方案需要单独的控制器显然不是降低整车成本,提高整车集成度的良好解决方案。

39、为实现电磁阀在12v系统上正常驱动离合器,需提高电磁阀驱动电压来保证足够大的驱动电流,本发明提供了一种12v系统实现电磁阀高电压驱动控制的方案。本发明不需要单独开发离合器电磁阀控制器,通过引入logic ic来进行升压电路(boost)控制和驱动电流采集,通过硬件驱动电路代替现有技术的控制器,进而能减少控制器数量。

40、因为不需要单独开发离合器电磁阀控制器,所以在应用于整车系统时,可以将离合器电磁阀的驱动电路融合到ems系统,进而实现减少整车控制器数量,优化布置空间,提高整车集成度的目的。


技术特征:

1.一种电磁阀驱动控制系统,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的电磁阀驱动控制系统,其特征在于:第一供电电压大于等于第二供电电压。

3.如权利要求1所述的电磁阀驱动控制系统,其特征在于:第一供电电压范围为12v-72v。

4.如权利要求1所述的电磁阀驱动控制系统,其特征在于:第二供电电压为12v。

5.如权利要求1所述的电磁阀驱动控制系统,其特征在于,升压电路包括:

6.如权利要求1所述的电磁阀驱动控制系统,其特征在于,高边驱动电路包括:

7.如权利要求1所述的电磁阀驱动控制系统,其特征在于,低边驱动电路包括:

8.一种具有权利要求1-7任意一项所述电磁阀驱动控制系统的ems系统,其特征在于,其用于离合器电磁阀驱动控制。

9.一种用于权利要求1-7任意一项所述电磁阀驱动控制系统的电磁阀驱动控制方法,其特征在于,一个控制周期由第一~第五控制段组成,包括:


技术总结
本发明公开了一种电磁阀驱动控制系统、控制方法及EMS系统,所述电磁阀驱动控制系统,包括:逻辑集成电路接收外部指令控制升压电路、高边驱动电路和低边驱动电路工作,并采集升压电路和低边驱动电路电流反馈至MCU;升压电路由第二电压供电,其输出第一供电电压至高边驱动电路;高边驱动电路由第一供电电压和第二供电电压共同供电,其能为电磁阀Peak控制段和Hold控制段供电;低边驱动电路连接电磁阀并接地,低边通过到第一供电电压的回路进行续流。本发明不需要单独开发离合器电磁阀控制器,将离合器电磁阀的驱动电路融合到EMS系统,进而实现减少整车控制器数量,优化布置空间,提高整车集成度。

技术研发人员:梁艳涛,何杰基,胡智扬,杨志,高弈
受保护的技术使用者:联合汽车电子有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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