压电喷油器驱动电路和策略的研究

压电喷油器在减少柴油发动机排放上有显著的作用,其多次喷射能力大大降低NOx和PM的排放.然而压电喷油器控制策略灵活多变、电磁干扰强,这给压电喷油器电子控制单元(ECU)设计提出了新的挑战.为此,本文探索采用多峰值电流驱动策略来控制压电喷油器的开启和关闭.首先,研究压电晶体极化后的频域特性,在此基础上设计了压电喷油器充放电的驱动电路;其次,通过MATLAB/SIMULINK对三种常见的电流驱动策略进行仿真,分别研究了在恒定电流驱动、单峰值电流驱动、多峰值电流驱动下压电喷油器的不同响应特性,阐明不同控制策略对压电喷油器响应速度的作用机制,进而研究PWM占空比、频率和功率电感等参数对压电喷油器充放电的影响规律;最后,就多峰值电流驱动策略进行了实验.实验结果表明:当压电喷油器的等效电容为3.3μF时,采用多峰值电流驱动策略时电压可达150V,峰值电流为4A,充放电时间均在100μs内,自主开发的驱动板、复杂驱动软件以及多峰值电流驱动策略可以实现多次喷射,改善了喷油器噪声,实现了喷油器的柔性控制.