一種柴油機(jī)egr閥電機(jī)的控制裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種柴油機(jī)EGR閥電機(jī)的控制裝置，與柴油機(jī)ECU連接，所述控制裝置包括EGR閥體、EGR閥驅(qū)動器和驅(qū)動電機(jī)，所述EGR閥驅(qū)動器分別連接柴油機(jī)ECU和驅(qū)動電機(jī)，所述驅(qū)動電機(jī)和EGR閥驅(qū)動器均位于EGR閥體內(nèi)，所述EGR閥體位于柴油機(jī)的氣體管道中，所述EGR閥驅(qū)動器包括依次連接的CAN收發(fā)電路、單片機(jī)和電機(jī)驅(qū)動電路，所述CAN收發(fā)電路與柴油機(jī)ECU連接，所述電機(jī)驅(qū)動電路與驅(qū)動電機(jī)連接，所述保護(hù)電路分別與驅(qū)動電機(jī)、單片機(jī)和電機(jī)驅(qū)動電路相連，所述PWM接口與單片機(jī)相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高，能快速及時準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)EGR率等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】-種柴油機(jī)EGR閥電機(jī)的控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及發(fā)動機(jī)，尤其涉及柴油機(jī)，更具體地涉及柴油機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)，具體 的是一種柴油機(jī)EGR閥電機(jī)的控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)動機(jī)的有害排放物是造成大氣污染的一個主要來源，隨著環(huán)境保護(hù)問題的重要 性日趨增加，降低發(fā)動機(jī)有害排放物這一目標(biāo)成為當(dāng)今世界上發(fā)動機(jī)發(fā)展的一個重要方 向。隨著世界石油制品的消耗量逐年上升，國際油價居高不下，例如柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性日漸突 出，這使得柴油機(jī)在車用動力中占據(jù)著越來越重要的地位。所以開展柴油機(jī)有害排放物控 制方法的研究，是從事柴油機(jī)設(shè)計者的重要任務(wù)。
[0003] 氮氧化物NOx是發(fā)動機(jī)排放物中一種對人體危害極大的氣體，其主要是在高溫富 氧的條件下生成的。在發(fā)動機(jī)工作過程種，如適時、適量地將部分廢氣再次引入氣缸內(nèi)，因 廢氣中的主要成分C02比熱容比較大，所以廢氣可將燃燒產(chǎn)生的部分熱量吸收并帶出氣 缸，并對混合氣有一定的稀釋作用，因此降低了發(fā)動機(jī)燃燒的最高溫度和氧含量，從而減少 了 NOx化合物的生成量。
[0004] 伴隨著能源危機(jī)的加劇，對排放的控制愈發(fā)嚴(yán)格。EGR(排氣再循環(huán)，Exhaust Gas Recycling)技術(shù)適用于各種型號的柴油發(fā)動機(jī)，是降低NOx的有效手段，對其研究顯得刻 不容緩?，F(xiàn)有EGR閥門的開度控制裝置結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，可靠性和效率方面也有待提高。
[0005] 我國EGR技術(shù)起步比國外發(fā)達(dá)國家晚，研究大多集中在汽油機(jī)上，相對范圍比較 窄。對柴油機(jī)EGR仍還處在結(jié)構(gòu)研究、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計和實(shí)驗(yàn)分析階段。電動式EGR閥 普遍需要將電機(jī)的直線運(yùn)動轉(zhuǎn)化為閥門開關(guān)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，但是傳統(tǒng)的電動EGR閥響應(yīng)時間 慢，且使用可靠性比較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、 可靠性高的柴油機(jī)EGR閥電機(jī)的控制裝置。
[0007] 本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0008] -種柴油機(jī)EGR閥電機(jī)的控制裝置，與柴油機(jī)E⑶連接，所述控制裝置包括EGR閥 體、EGR閥驅(qū)動器和驅(qū)動電機(jī)，所述EGR閥驅(qū)動器分別連接柴油機(jī)ECU和驅(qū)動電機(jī)，所述驅(qū)動 電機(jī)和EGR閥驅(qū)動器均位于EGR閥體內(nèi)，所述EGR閥體位于柴油機(jī)的氣體管道中，所述EGR 閥驅(qū)動器包括依次連接的CAN收發(fā)電路、單片機(jī)和電機(jī)驅(qū)動電路，所述CAN收發(fā)電路與柴油 機(jī)ECU連接，所述電機(jī)驅(qū)動電路與驅(qū)動電機(jī)連接，所述保護(hù)電路分別與驅(qū)動電機(jī)、單片機(jī)和 電機(jī)驅(qū)動電路相連，所述PWM接口與單片機(jī)相連。
[0009] 所述驅(qū)動電機(jī)為有限轉(zhuǎn)角無刷直流電機(jī)。
[0010] 所述驅(qū)動電機(jī)內(nèi)設(shè)有位置傳感器，該位置傳感器與單片機(jī)連接。
[0011] 所述單片機(jī)為Infineon XC878芯片。
[0012] 所述單片機(jī)內(nèi)包括相連接的濾波器和PID控制器。
[0013] 所述電機(jī)驅(qū)動電路為Infineon BTM7710G，為標(biāo)準(zhǔn)Η橋集成電路。
[0014] 所述CAN收發(fā)電路為TLE6250-G。
[0015] 所述保護(hù)電路為TLE4250-2G。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的積極進(jìn)步效果在于：
[0017] (1)本實(shí)用新型用于柴油機(jī)EGR驅(qū)動電機(jī)控制系統(tǒng)，驅(qū)動電機(jī)采用有限轉(zhuǎn)角無刷 直流電機(jī)。相比于傳統(tǒng)直流電機(jī)控制，響應(yīng)時間更快，可在Ι-lOms內(nèi)響應(yīng)外部輸入，定位時 間小于100ms，電機(jī)扭矩利用率能夠全部利用，靜止時電流消耗更小，同時驅(qū)動電路與閥體 集成，位置傳感器在電機(jī)內(nèi)集成結(jié)構(gòu)更緊湊，EGR閥復(fù)位主要依靠電機(jī)，復(fù)位更優(yōu)。
[0018] ⑵本實(shí)用新型采用PID控制，使EGR閥工作更可靠精確。
[0019] (3)本實(shí)用新型電機(jī)驅(qū)動電路采用BTM7710GH橋集成電路，Η橋橋驅(qū)動器，上下橋 臂可單獨(dú)控制，9260mhom導(dǎo)通電阻（80mohm+180mohm)，集成內(nèi)部診斷、短路保護(hù)。
[0020] (4)本實(shí)用新型主芯片為Infineon XC878產(chǎn)品，內(nèi)部集成振蕩器，運(yùn)算速度高，增強(qiáng) 硬件PWM單元，快速AD采樣。
[0021] (5)本實(shí)用新型采用TLE4250-2G，自動電壓跟隨，集成過載保護(hù)，使得EGR閥運(yùn)行 更加安全可靠。
[0022] (6)EGR閥驅(qū)動器為伺服系統(tǒng)，可精確控制流量。
[0023] (7)本實(shí)用新型還具備PWM輸入、CAN通訊，可兼容于各種發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)。
[0024] (8)本實(shí)用新型集成度高，整體可靠性好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖2是本實(shí)用新型的控制原理示意圖；
[0027] 圖3是本實(shí)用新型驅(qū)動器的PID控制示意圖。
[0028] 圖中，1、EGR閥體，2、EGR閥驅(qū)動器，3、柴油機(jī)E⑶，4、驅(qū)動電機(jī)，5、發(fā)動機(jī)，a、進(jìn)氣， b、排氣，c、廢氣回收，21、CAN收發(fā)電路，22、單片機(jī)，23、電機(jī)驅(qū)動電路，24、保護(hù)電路，25、PWM 接口，221、濾波器，222、PID控制器、223、補(bǔ)償器。

【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)施例以本實(shí)用新型 技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本實(shí)用新型的保 護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0030] 如圖1所示，一種柴油機(jī)EGR閥電機(jī)的控制裝置，與柴油機(jī)ECU3連接，所述控制裝 置包括EGR閥體1、EGR閥驅(qū)動器2和驅(qū)動電機(jī)4,所述EGR閥驅(qū)動器2分別連接柴油機(jī)E⑶3 和驅(qū)動電機(jī)4,所述驅(qū)動電機(jī)4和EGR閥驅(qū)動器2均位于EGR閥體1內(nèi)，所述EGR閥體1位 于柴油機(jī)的氣體管道中。驅(qū)動電機(jī)4為有限轉(zhuǎn)角無刷直流電機(jī)，EGR閥體1為亞新科南岳 (衡陽）有限公司的柴油發(fā)動機(jī)廢氣再循環(huán)雙閥（EGR)。發(fā)動機(jī)5排放的尾氣一部分經(jīng)排 氣b排入環(huán)境，一部分經(jīng)廢氣回收c引入到EGR閥體1中，位于EGR閥體1內(nèi)部的EGR閥驅(qū) 動器2接受來自柴油機(jī)ECU3的信號，控制驅(qū)動電機(jī)4轉(zhuǎn)動帶動EGR閥體1中閥門開度。最 終使得定量廢氣C與進(jìn)氣a進(jìn)入的空氣一同參與發(fā)動機(jī)燃燒室的循環(huán)燃燒。
[0031] 如圖2所示，所述EGR閥驅(qū)動器2包括依次連接的CAN收發(fā)電路21、單片機(jī)22、電 機(jī)驅(qū)動電路23、保護(hù)電路24和PWM接口 25,所述CAN收發(fā)電路21與柴油機(jī)ECU3連接，所 述電機(jī)驅(qū)動電路23與驅(qū)動電機(jī)4連接。驅(qū)動電機(jī)4內(nèi)設(shè)有位置傳感器，該位置傳感器與單 片機(jī)22連接。單片機(jī)22為Infineon XC878芯片，電機(jī)驅(qū)動電路23為Infineon BTM7710G， 為標(biāo)準(zhǔn)Η橋集成電路，CAN收發(fā)電路21為TLE6250-G。保護(hù)電路24分別與驅(qū)動電機(jī)4、單 片機(jī)22和電機(jī)驅(qū)動電路23相連，對電路行成保護(hù)，保護(hù)電路24采用TLE4250-2G。PWM接 口 25與單片機(jī)22相連，使得該EGR閥控制具有PWM輸入的功能。CAN收發(fā)電路21連通柴 油機(jī)E⑶3與EGR閥驅(qū)動器2,用于EGR閥驅(qū)動器2與柴油機(jī)E⑶3之間數(shù)據(jù)的傳輸。電機(jī) 驅(qū)動電路23連通驅(qū)動電機(jī)4與電機(jī)驅(qū)動電路23,用于驅(qū)動電機(jī)4與EGR閥驅(qū)動器2之間 的數(shù)據(jù)傳輸。驅(qū)動電機(jī)4內(nèi)部的位置傳感器與單片機(jī)22相連，形成閉環(huán)控制。CAN收發(fā)電 路21將柴油機(jī)ECU3發(fā)出的信號傳遞給單片機(jī)22,單片機(jī)22通過電機(jī)驅(qū)動電路23對驅(qū)動 電機(jī)4傳輸命令。驅(qū)動電機(jī)4內(nèi)部參數(shù)為PID標(biāo)定，響應(yīng)可靠性高。驅(qū)動電機(jī)4運(yùn)動帶動 EGR閥門。驅(qū)動電機(jī)4內(nèi)部位置傳感器傳輸位置信號給單片機(jī)22,組成閉環(huán)控制，使得控制 更加準(zhǔn)確。
[0032] 如圖3所示，柴油機(jī)E⑶3通過CAN收發(fā)電路21傳輸信號給單片機(jī)22內(nèi)的濾波器 221，信號經(jīng)過濾波后進(jìn)入PID控制器222,并通過補(bǔ)償器223補(bǔ)償，輸出信號給電機(jī)驅(qū)動電 路23,達(dá)到驅(qū)動電機(jī)4的控制。
【權(quán)利要求】
1. 一種柴油機(jī)EGR閥電機(jī)的控制裝置，與柴油機(jī)E⑶(3)連接，所述控制裝置包括EGR 閥體⑴、EGR閥驅(qū)動器⑵和驅(qū)動電機(jī)（4)，所述EGR閥驅(qū)動器⑵分別連接柴油機(jī)ECU (3) 和驅(qū)動電機(jī)（4)，所述驅(qū)動電機(jī)（4)和EGR閥驅(qū)動器（2)均位于EGR閥體（1)內(nèi)，所述EGR 閥體（1)位于柴油機(jī)的氣體管道中，其特征在于，所述EGR閥驅(qū)動器（2)包括依次連接的 CAN收發(fā)電路（21)、單片機(jī)（22)、電機(jī)驅(qū)動電路（23)、保護(hù)電路（24)、PWM接口（25)，所述 CAN收發(fā)電路（21)與柴油機(jī)ECU (3)連接，所述電機(jī)驅(qū)動電路（23)與驅(qū)動電機(jī)（4)連接， 所述保護(hù)電路（24)分別與驅(qū)動電機(jī)（4)、單片機(jī)（22)和電機(jī)驅(qū)動電路（23)相連，所述PWM 接口（25)與單片機(jī)（22)相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油機(jī)EGR閥電機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述驅(qū)動電 機(jī)（4)為有限轉(zhuǎn)角無刷直流電機(jī)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油機(jī)EGR閥電機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述驅(qū)動電 機(jī)（4)內(nèi)設(shè)有位置傳感器，該位置傳感器與單片機(jī)（22)連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油機(jī)EGR閥電機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述單片機(jī) (22)為 Infineon XC878 芯片。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種柴油機(jī)EGR閥電機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述單片機(jī) (22)內(nèi)包括相連接的濾波器（221)和PID控制器（222)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油機(jī)EGR閥電機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述電機(jī)驅(qū) 動電路（23)為Infineon BTM7710G，為標(biāo)準(zhǔn)Η橋集成電路。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油機(jī)EGR閥電機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述CAN收 發(fā)電路（21)為 TLE6250-G。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油機(jī)EGR閥電機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述保護(hù)電 路（24)為 TLE4250-2G。
【文檔編號】F02M25/07GK203906127SQ201420269343
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】于吉寅, 吳長水, 龔元明 申請人:上海工程技術(shù)大學(xué)