缸内直喷汽油机高压喷油器驱动电路的设计

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1、第l9卷第11期电子设计工程2011年6月Vo1．19No．11ElectronicDesignEngJun．2011缸内直喷汽油机高压喷油器驱动电路的设计胡颖智，滕勤，刘井生(合肥工业大学机械与汽车工程学院，安徽合肥230009)摘要：为了实现缸内直喷汽油机(GDI)喷油量、喷油正时和喷油速率的精确控制，对喷油器驱动电路提出更高的要求。设计了一种GDI发动机喷油器驱动电路．该电路由BOOST升压、高端自举驱动和电流分段控制电路等模块组成。采用双电源供电，以硬件控制方式实现三段驱动反馈电流控制，节省了软件资源。实验表明，该电路可以有效减小喷油器的开启时问和关闭时间。满足喷油器对驱动性能的

2、要求。关键词：喷油器驱动电路；BOOST升压；高端自举驱动；电流分段控制中图分类号：TK413．8文献标识码：A文章编号：1674—6236(2011)11-0139—03DevelopmentofadrivercircuitforGDIhighpressureinjectorHUYing-zhi，TENGQin，LIUJing-sheng(SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering，HefeiUniversityofTechnology，日230009，China)Abstract：Inordertopreciselycontroltheinj

3、ectionquantity，injectiontimingandinjectionrateoftheGDI(GasolineDirectInjection)en~ne，ahigherrequirementoftheinjectordrivecircuitshouldbeachieved．AdrivecircuitforGDIinjectorwa$designed．Thedrivecircuitwasmadeupofamoduleofboostconve~er，ahighsidebootstrapdriverandacurrentfeedbackcircuit．Throughdouble

4、powersupply，drivecurrentsectionalizedcontrolinthreestageswasachievedbyhardwarecontrolmode．Theexperimentresultsshowthatthecircuitcaneficientlyreducetheopeningorclosingtimeoftheinjector，andmeettherequirementsfortheinjectordriveperformance．Keywords：injectordrivercircuit；BOOSTconverter；highsidebootst

5、rapdriver；currentsectionalizedcontrol缸内直喷汽油机(GDI)燃油喷射系统将燃油以喷雾形式直接送入气缸中，在缸内实现油气混合。通过改善喷雾特性，在缸内形成理想混合气是GDI能够实现其在燃油经济性和排放特性方面优势的关键。喷雾特性除与喷油器本身的特性有关外，还需要一个高效的喷油器驱动电路，实现对喷油量、喷油正时和喷油速率的精确控制。北京航空航天大学开发了基于GDI喷油器专用驱动芯片L9707的喷油器驱动电路【”，但目前该芯片在国内市场上无法买到。为此，笔者设计了一种缸内直喷汽油机喷油器驱动电路．采用通用芯片以硬件方图l理想的喷油器驱动电流波形Fig．1T

6、heidealcurrentwaveformofGDIinjector式实现喷油器驱动所需的三段驱动电流，减少对软件资源的占用。满足GDI发动机对复杂喷射的要求。喷油器驱动电路结构如图2所示，由升压电路、高端自举驱动电路、电流分段控制电路等组成，工作原理如下：1驱动电路总体设计方案发动机喷油时。ECU同时产生选缸信号和高压触发信如图l所示．理想的喷油器驱动电流要求分为3个阶段嘲：号．其中，选缸信号通过低端驱动电路控制相应缸号的低端上升阶段(TO—T1)、拾波阶段(TI一)和保持阶段(T2一T3)。MOSFET导通，其脉宽决定了喷油时间；高压触发信号通过在上升阶段，需要一个高电压直接作用在

7、喷油器电磁阀线高端自举驱动电路控制高端MOSFET管M1导通，其脉宽决圈上，加快驱动电流上升速度。以缩短喷油器开启时间；在拾定了高电压通电时长。此时，通过升压电路得到的高电压VH波阶段，仍需提供较大保持电流，以防止电流突变导致喷油对喷油器供电。形成较大的电流，使喷油器快速开启。器针阀意外落座：在保持阶段．驱动电流下降到一个较小的高压触发信号结束时，其下降沿触发单稳态触发器，产值，保证喷油器处于打开状态且功耗降低。生一个低电平信号。控