[发明专利]一种比例电磁阀PWM平均电流计算装置及方法

权利要求书

1.一种比例电磁阀PWM平均电流计算装置，其特征在于，包括：

一采集模块，用以采集电源电压、阀芯的峰值和谷值驱动电流及相应时刻；

一参数计算模块，该参数计算模块的信号输入端与所述采集模块的信号输出端连接，将PWM驱动过程细分为上升和下降两部分，通过电路方程计算比例电磁阀线圈的电感、电阻；

一滤波器模块，所述滤波器模块的信号输入端与所述参数计算模块的信号输出端连接，所述滤波器模块的信号反馈端与所述参数计算模块的信号反馈端连接，所述滤波器模块对电磁阀线圈电感和电阻进行低通滤波；

一电流细化模块，所述电流细化模块的信号输入端与所述滤波器模块的信号输出端连接，用以计算相应上升和下降时间常数，并建立相应电路方程，对上升阶段和下降阶段进行细分计算电流值以确定电流序列；

一平均值计算模块，所述平均值计算模块的信号输入端与所述电流细化模块的信号输出端连接，其对电流序列进行梯形法求和后，再除以PWM周期计算出平均电流，所述平均值计算模块的信号输出端输出平均电流。

2.根据权利要求1所述的一种比例电磁阀PWM平均电流计算装置，其特征在于，所述采集模块为控制器MCU。

3.一种比例电磁阀PWM平均电流计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，采集模块采集电源电压，并根据PWM信号的峰值和谷值切换点，采集阀芯的峰值和谷值电流及相应时钟信息；

步骤S2，参数计算模块根据步骤S1采集得到的时钟信息计算出上升阶段和下降阶段的时长，通过时长计算占空比、上升阶段和下降阶段的电感和电阻；对计算出的电感和电阻进行超范围诊断；

步骤S3，滤波器模块根据步骤S2计算占空比的变化情况，确定滤波时间参数，分别对步骤S2输出的线圈电感和电阻值进行低通滤波，得到低通滤波后的上升阶段和下降阶段的电感和电阻L(k)_{up_filtered},L(k)_{down_filtered}和R(k)_{up_filtered}，R(k)_{down_filtered}；滤波后的线圈电感和电阻值将传回到步骤S2中；

步骤S4，电流细化模块根据步骤S3计算的滤波后电感和电阻，计算上升阶段时间常数τ(k)_up和下降阶段时间常数τ(k)_down，建立上升阶段和下降阶段的电路方程；将上升阶段和下降阶段以细化周期T_refining向下取整得到相应细分点，将相应细分点依次代入相应的电路方程求解，得到相应细分点电流值，最终确定电流序列；

步骤5：平均电流模块；根据步骤S4计算得到的电流序列进行梯形法求和后，再除以PWM周期计算出平均电流I。

4.根据权利要求3所述的一种比例电磁阀PWM平均电流计算方法，其特征在于，步骤S2中，通过参数计算模块根据步骤S1采集得到的时钟信息计算出上升阶段和下降阶段的时长的公式如下：

T(k-1)_up＝t(k-1)_high-t(k-1)_low ①

T(k-1)_down＝t(k)_low-t(k-1)_high ②

式中，T(k-1)_up为上一个PWM周期的上升阶段时长；t(k-1)_high为上一个PWM周期的峰值时刻；t(k-1)_low为上一个PWM周期的谷值时刻；T(k-1)_down为上一个PWM周期的下降阶段时长；t(k)_low为当前PWM周期的谷值时刻。

5.根据权利要求4所述的一种比例电磁阀PWM平均电流计算方法，其特征在于，步骤S2中，通过时长计算占空比的公式如下：

式中，D(k-1)为上一个PWM周期的占空比。