[发明专利]一种尿素泵空气电磁阀的控制方法

说明书

技术领域

本发明属于SCR排气后处理技术领域，更具体地说，涉及一种尿素泵空气电磁阀峰值电流和保持电流的控制方法。

背景技术

在尿素泵空气电磁阀的使用中，如图3中曲线1，传统的控制方法是给空气电磁阀一定占空比的电流脉冲，使空气电磁阀足以执行开闭动作，并以此电流维持空气电磁阀的开启状态。

尿素泵空气电磁阀稳态工作时电磁力：

其中：N为线圈匝数；I为线圈电流；μ为真空磁导率；S为磁路截面积；K_f为漏磁系数；δ为气隙长度。可知，在空气电磁阀开启前，所需的电磁力大。为了使空气电磁阀能够迅速开启，需要给空气电磁阀通以较大的电流值；当空气电磁阀开启后，维持空气电磁阀开启状态的电磁力变小，即此时已不需要与空气电磁阀开启过程中的等大的电磁力来维持空气电磁阀的开启状态。如果空气电磁阀仍通以的开启时的电流脉冲，就会使空气电磁阀发热量增加。

因此，传统的控制方法存在一些不足之处：1.空气电磁阀发热量过多；2.发热量过多，影响空气电磁阀的使用寿命；3.发热量过多，增加空气电磁阀工作过程中的能耗。4.发热量过多，降低了空气电磁阀的工作稳定性。

解决空气电磁阀发热的问题，可有一下两种思路。第一，调节电压的方法，即在空气电磁阀开启时，在空气电磁阀线圈两端加以足以开启的电压，在空气电磁阀开启后通过电压调节使电压值减小至足以维持空气电磁阀开启状态的电压。第二，调节电流的方法，即在空气电磁阀两端电压不变的情况下，通过调节空气电磁阀的通电时间来改变空气电磁阀的电流，在开启时通以足以打开空气电磁阀的电流，在空气电磁阀开启后减小电流值至足以维持空气电磁阀开启状态。本发明是从第二种思路研究解决空气电磁阀发热过多这一问题的。

发明内容

本发明是针对尿素泵空气电磁阀在工作过程中发热量过多的问题，提供了一种在空气电磁阀开启和维持过程中灵活地控制通过空气电磁阀电流值的方法，解决空气电磁阀发热量过多的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种尿素泵空气电磁阀的控制方法，参照图1，包括用于产生不同占空比脉冲信号的PWM信号模块2，用于控制通过空气电磁阀电流大小的驱动电流控制模块3，用于提供直流电流的电源输入模块5以及可根据输入电流做出相应的动作执行模块4。其特征在于：

所述的PWM信号模块包括单片机空气电磁阀开启信号输入端和单片机PWM信号输出端，所述空气电磁阀开启信号端用于电磁阀开启信号采集；所述单片机PWM信号输出端用于单片机输出不同占空比的脉冲信号到驱动电流控制模块。

所述的驱动电流控制模块为场效应管，其中G引脚与单片机PWM信号输出端连接，S引脚接地，D引脚与空气电磁阀一端连接，可以根据不同占空比的PWM脉冲来控制通过空气电磁阀的电流大小。

所述的电源输入模块为直流电源，与空气电磁阀的另一端连接，可为空气电磁阀提供足够大的直流电流。

所述的动作执行模块为尿素泵空气电磁阀，其两端分别连接开关电源和场效应管D引脚，可根据PWM信号做出相应的执行动作。

参考图4，在尿素泵空气电磁阀开始工作时，由公式知，此时空气电磁阀开启所需要的电磁力较大。根据开启信号输入端采集到的电磁阀开启的信号，如图4中1所示，单片机在PWM信号输出端口输出占空比为A1～A2的占空比，如图4中2所示，并保持此占空比不变，所述驱动电流控制模块根据这一脉冲信号控制空气电磁阀的通电时间，使通过空气电磁阀电流高于最小开启电流一定值，如图3中3所示，保证空气电磁阀在迅速开启的前提下减小开启阶段的发热量。

在尿素泵空气电磁阀开启后，由公式知，此时空气电磁阀需要的维持开启状态的电磁力较小，单片机在PWM信号输出端口输出占空比为B1～B2的占空比，如图4中2所示，所述驱动电流控制模块根据这一信号控制空气电磁阀的通电时间，使通过空气电磁阀电流高于最小维持电流一定值，如图3中4所示，保证维持空气电磁阀开启状态的前提下减小在维持开启状态的发热量。

在本发明中，可用电流钳测量出PWM控制空气电磁阀电流变化的曲线，如参考图3中曲线4，可以更直观地看出该控制方法在空气电磁阀开启阶段T₁和维持阶段T₂的电流变化。对比图3中传统控制方法电流曲线1和PWM控制电流曲线4，更容易理解这种控制方法减小发热量、减少能耗的原理。这种控制两个阶段电流变化的方法，既保证了空气电磁阀的正常工作，又减小了空气电磁阀的发热量。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：