一种电磁阀电流的控制方法及装置与流程

本发明涉及电磁阀驱动技术领域，具体涉及一种电磁阀电流的控制方法及装置。

背景技术：

随着汽车自动变速器在整车配备比例的逐年提高，采用电液比例等电磁阀进行变速箱执行控制的方式也越来越广泛。通常的比例电磁阀一般采用pwm(脉冲宽度调制)信号进行驱动控制，通过调节pwm信号的占空比来控制电磁阀上比例电磁铁的电流，以实现电磁阀输出压力、流量等参数的控制。

由于电磁阀工作温度的变化会影响到电磁阀的电阻值，这就造成电磁阀的电流在同样的pwm信号驱动下，由于不同的工作温度而引起的输出特性的改变。目前，采用的是电流闭环控制方式，即将电磁阀的实际电流与设定电流进行比较，并根据实际电流与设定电流之间的偏差改变pwm信号的占空比，以保证设定电流和实际电流的一致性。

然而，传统的电流闭环中，在实际电流与设定电流有偏差时，只根据偏差调整pwm信号的占空比，并不能迅速达到实际电流跟随设定电流的目的，导致电磁阀的响应速度比较慢。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述现有技术的不足提出的一种电磁阀电流的控制方法及装置，该目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的第一方面提出了一种电磁阀电流的控制方法，所述方法包括：

根据电磁阀的实际电流判断是否需要更改电磁阀驱动信号的占空比；

如果需要，则根据所述实际电流获取修正因子，并根据所述修正因子和电磁阀驱动电路中寄生电阻的压降，确定电磁阀驱动信号的占空比；

利用确定出的占空比控制所述电磁阀。

本发明的第二方面提出了一种电磁阀电流的控制装置，所述装置包括：

判断模块，用于根据电磁阀的实际电流判断是否需要更改电磁阀驱动信号的占空比；

占空比确定模块，用于在判断需要更改时，根据所述实际电流获取修正因子，并根据所述修正因子和电磁阀驱动电路中寄生电阻的压降，确定电磁阀驱动信号的占空比；

控制模块，用于利用确定出的占空比控制所述电磁阀。

基于上述第一方面和第二方面所述的电磁阀电流的控制方法及装置，本发明具有如下有益效果：

在计算电磁阀驱动信号的占空比时，将驱动电路中寄生电阻的压降引入占空比的计算中，使得计算出有效的占空比，能够迅速将实际电流调整至设定电流，提升电磁阀的响应速度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明根据一示例性实施例示出的一种电磁阀电流的控制方法的实施例流程图；

图2为本发明根据一示例性实施例示出的一种未考虑寄生电阻时实际电流跟随设定电流曲线示意图；

图3为本发明根据一示例性实施例示出的一种考虑寄生电阻时实际电流跟随设定电流曲线示意图；

图4为本发明根据一示例性实施例示出的一种控制设备的硬件结构图；

图5为本发明根据一示例性实施例示出的一种电磁阀电流的控制装置的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

在现有技术中，为了保证控制的精确，通常采用电流闭环控制的方式，实时根据实际电流与设定电流的偏差调整闭环修正因子，进而由闭环修正因子得到电磁阀驱动信号的占空比，以保证设定电流和实际电流的一致性。

然而传统的闭环控制中，只考虑到了温度变化对电磁阀电阻的影响，并未考虑驱动电路中寄生电阻的影响，导致瞬态工况时不能立马得到有效的占空比，需要多次的调整才能保证设定电流与实际电流一致，进而造成电磁阀的响应速度比较慢。

为解决上述技术问题，本发明提出一种改进的电磁阀电流的控制方法，在计算电磁阀驱动信号的占空比时，将驱动电路中寄生电阻的压降引入占空比的计算中，使得计算出有效的占空比，能够迅速将实际电流调整至设定电流，提升电磁阀的响应速度。

下面以具体实施例对本发明提出的电磁阀电流的控制方法进行详细阐述。

图1为本发明根据一示例性实施例示出的一种电磁阀电流的控制方法的实施例流程图，该控制方法可以应用在控制设备上，该控制设备可以是发动机ecu，当然也可以是专门为实现电磁阀电流控制的控制设备，如图1所示，该电磁阀电流的控制方法包括如下步骤：

步骤101：根据电磁阀的实际电流判断是否需要更改电磁阀驱动信号的占空比，如果需要，则执行步骤102，如果不需要，则继续执行步骤101。

在一些实施例中，在实际应用中，电磁阀的电流要求为一个恒定值，即控制设备中预先设置有一个设定电流，当发动机工况发生变化或环境温度发生变化时，电磁阀的实际电流与设定电流之间出现偏差，如果偏差超过预设偏差范围，则需要更改电磁阀驱动信号的占空比，以使电磁阀的实际电流与设定电流一致，如果偏差未超过预设偏差范围，表示电磁阀实际电流还跟随着设定电流，不需要更改电磁阀驱动信号的占空比。

其中，预设偏差范围可以根据实验进行标定。

进一步地，也可以实时检测电磁阀的实际电流，并获取实际电流与设定电流之间的偏差，如果偏差超过预设偏差范围，则确定需要更改电磁阀驱动信号的占空比；如果差值未超过预设偏差范围，则确定不需要更改电磁阀驱动信号的占空比。

步骤102：根据实际电流获取修正因子，并根据所述修正因子和电磁阀驱动电路中寄生电阻的压降，确定电磁阀驱动信号的占空比。

在一些实施例中，针对根据实际电流获取修正因子的过程，可以通过获取设定电流与实际电流之间的偏差，并根据所述偏差确定修正因子。

其中偏差指的是设定电流与实际电流之间的差值，该偏差与修正因子之间呈正相关关系，即偏差越大，修正因子越高，偏差越小，修正因子越低。

在具体实施时，可以预先建立偏差与修正因子之间的对应关系式，利用该对应关系式计算得到修正因子；当然也可以预先建立偏差与修正因子之间的map图，通过查找该map图得到相应的修正因子，本发明对此不进行具体限定。

在本实施例中，电磁阀通常可以简化为电阻和电感串联电路，由于电感为储能元件，不消耗能力，所以在驱动电压不变的情况下，电磁阀电流的大小主要由电阻决定，电阻计算的准确性直接决定了电磁阀闭环控制的响应性。

在实际应用中发现，电磁阀的驱动电路中除了有电磁阀电阻，还存在寄生电阻，该寄生电阻包括驱动阶段的晶体管的电阻和停止驱动阶段的续流二极管的电阻。也就是说，在一个pwm的驱动信号中，高电平对应的驱动阶段要考虑晶体管的寄生电阻，低电平对应的停止驱动阶段要考虑续流二极管的寄生电阻。

为了提高每次占空比调整的有效性，需要将驱动电路中的寄生电阻考虑到驱动信号占空比的计算中，而寄生电阻的阻值本身不便于测量得到，但是寄生电阻的压降比较容易获得，因此本发明通过将寄生电阻的压降引入占空比的计算中。

基于此，针对根据所述修正因子和电磁阀驱动电路中寄生电阻的压降，确定电磁阀驱动信号的占空比的过程，可以利用设定电流、设定电阻、修正因子、所述压降以及驱动电压计算占空比，具体公式如下：

其中，i为设定电流、γ为修正因子、r为设定电阻、du为寄生电阻的压降、u为驱动电压；所述设定电阻为电磁阀常温下的电阻。

需要说明的是，寄生电阻的压降指的是驱动阶段的晶体管的压降和停止驱动阶段的续流二极管的压降经过加权后得到的压降。也就是说，参与占空比计算的压降为晶体管和续流二极管的综合压降。

步骤103：利用确定出的占空比控制电磁阀。

如图2所示，为现有技术中未考虑寄生电阻时实际电流跟随设定电流的曲线，其中，虚线表示设定电流，黑实线表示实际电流，在设定电流i＝0.5a时，大概需要0.5s的调整时间，才能使得实际电流与设定电流一致。

如图3所示，为考虑寄生电阻时实际电流跟随设定电流曲线，同样，虚线表示设定电流，黑实线表示实际电流，并且图2和图3均是在同样的环境温度下，设定电阻和驱动电压也相同，在设定电流i＝0.5a时，图3需要不到0.5s的调整时间，便能使得实际电流与设定电流一致，因此本方案的电磁阀响应速度很快。

另外，将图2和图3进行比较还可以发现，图2在调整占空比时，修正因子的变化幅度比图3的变化幅度大。并且当设定电流变化时，图2中的实际电流超调量很大，即刚开始调整的实际电流会比设定电流大，而图3中的实际电流超调量比较小。

至此，完成上述图1所示的控制流程，通过图1所示流程，在计算电磁阀驱动信号的占空比时，将驱动电路中寄生电阻的压降引入占空比的计算中，使得计算出有效的占空比，能够迅速将实际电流调整至设定电流，提升电磁阀的响应速度。

图4为本发明根据一示例性实施例示出的一种控制设备的硬件结构图，该控制设备包括：通信接口401、处理器402、机器可读存储介质403和总线404；其中，通信接口401、处理器402和机器可读存储介质403通过总线404完成相互间的通信。处理器402通过读取并执行机器可读存储介质403中与电磁阀电流的控制方法的控制逻辑对应的机器可执行指令，可执行上文描述的电磁阀电流的控制方法，该方法的具体内容参见上述实施例，此处不再累述。

本发明中提到的机器可读存储介质403可以是任何电子、磁性、光学或其它物理存储装置，可以包含或存储信息，如可执行指令、数据，等等。例如，机器可读存储介质可以是：易失存储器、非易失性存储器或者类似的存储介质。具体地，机器可读存储介质403可以是ram(randomaccessmemory，随机存取存储器)、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、任何类型的存储盘(如光盘、dvd等)，或者类似的存储介质，或者它们的组合。

与前述电磁阀电流的控制方法的实施例相对应，本发明还提供了电磁阀电流的控制装置的实施例。

图5为本发明根据一示例性实施例示出的一种电磁阀电流的控制装置的实施例流程图，该控制装置可以应用在控制设备上，如图5所示，该电磁阀电流的控制装置包括：

判断模块510，用于根据电磁阀的实际电流判断是否需要更改电磁阀驱动信号的占空比；

占空比确定模块520，用于在判断需要更改时，根据所述实际电流获取修正因子，并根据所述修正因子和电磁阀驱动电路中寄生电阻的压降，确定电磁阀驱动信号的占空比；

控制模块530，用于利用确定出的占空比控制所述电磁阀。

在一可选实现方式中，所述占空比确定模块520，具体用于在根据电磁阀的实际电流判断是否需要更改电磁阀驱动信号的占空比过程中，获取设定电流与所述实际电流之间的偏差；若所述偏差超过预设偏差范围，则确定需要更改电磁阀驱动信号的占空比；若所述差值未超过预设偏差范围，则确定不需要更改电磁阀驱动信号的占空比。

在一可选实现方式中，所述占空比确定模块520，具体用于在根据所述实际电流获取修正因子过程中，获取设定电流与所述实际电流之间的偏差；根据所述偏差确定修正因子，所述偏差与修正因子之间呈正相关关系。

在一可选实现方式中，所述占空比确定模块520，具体用于在根据所述修正因子和电磁阀驱动电路中寄生电阻的压降，确定电磁阀驱动信号的占空比过程中，利用设定电流、设定电阻、修正因子、所述压降以及驱动电压计算占空比，公式如下：

其中，i为设定电流、γ为修正因子、r为设定电阻、du为寄生电阻的压降、u为驱动电压；

其中，所述设定电阻为电磁阀常温下的电阻。

在一可选实现方式中，所述寄生电阻包括驱动阶段的晶体管的电阻和停止驱动阶段的续流二极管的电阻。

上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。