[發明專利]天然氣發動機ECU噴射裝置及控制方法

有效

• 申請號: 201710899593.3
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN107842445B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 隋建鵬;宋紅雨;劉鵬飛;孫鵬;張金鵬;王興武
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: F02M21/02
• 分類號: F02M21/02;F02D41/00;F02D41/32;F02D41/06
• 代理公司: 北京青松知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11384
• 代理人: 鄭青松

1.一種天然氣發動機ECU噴射裝置，其特征在于，包括天然氣發動機ECU、噴射電磁閥、車載電源和熔斷器；

每個噴射電磁閥的第一端通過熔斷器連接車載電源，第二端連接天然氣發動機ECU；

所述天然氣發動機ECU根據發動機的輸入條件，判斷是否為冷啟動工況；如果判定為冷啟動工況，則將噴射電磁閥驅動波形從正常波形模式切換到冷啟動波形模式；如果判定為不是冷啟動工況，則將噴射電磁閥驅動波形保持正常波形模式；在冷啟動波形模式下，通過提升噴射電磁閥驅動波形的峰值電流，提高噴射電磁閥開啟性能；

所述天然氣發動機ECU包括微控制器模塊和噴射模塊，所述微控制器模塊的時間處理單元發出噴射脈寬信號、峰值位置脈寬信號和分值電流選擇信號至所述噴射模塊，所述噴射模塊輸出噴射電磁閥的驅動波形，控制噴射電磁閥的噴射量；

所述噴射模塊包括功率開關電路、電流采樣調理電路、電流反饋控制電路、續流控制電路和波形參數設定電路；

其中，所述功率開關電路用于通過脈沖寬度調制控制噴射電磁閥的驅動電流，為噴射模塊的輸出級；

所述電流采樣調理電路用于將噴射電磁閥驅動電流調理為脈沖式電壓信號；

所述電流反饋控制電路用于根據所述電流采樣調理電路輸出的電壓脈沖信號的下降沿觸發輸出暫穩態高電平脈沖，作為所述功率開關電路的斬波控制信號；

所述續流控制電路用于控制噴射電磁閥工作階段和結束時刻驅動電流的續流方式；

以及，所述波形參數設定電路用于設定噴射電磁閥正常波形模式和冷啟動波形模式下驅動電流波形的峰值電流和保持電流值。

2.根據權利要求1所述的天然氣發動機ECU噴射裝置，其特征在于，所述功率開關電路包括限流電阻R1、場效應管Q1、穩壓管DZ2和二極管D2；

所述噴射脈寬信號通過限流電阻R1連接到場效應管Q1的柵極；場效應管Q1作為功率開關控制噴射電磁閥的驅動電流；穩壓管DZ2的陽極連接場效應管Q1的柵極，陰極連接二極管D2的陰極；二極管D2的陽極連接場效應管Q1的漏極；場效應管Q1的漏極連接噴射電磁閥的一端。

3.根據權利要求2所述的天然氣發動機ECU噴射裝置，其特征在于，所述電流采樣調理電路包括采樣電阻Rs1、電阻R6、電容C1、電壓比較器U1、電阻Rf和上拉電阻Rup1；

所述場效應管Q1的源極和地之間通過采樣電阻Rs1連接；場效應管Q1的源極通過電阻R6連接于電壓比較器U1的反相輸入端，而且所述電壓比較器U1的反相輸入端還通過電容C1接地；電阻Rf連接電壓比較器U1的同相輸入端和輸出端；電壓比較器U1的輸出端通過上拉電阻Rup1連接到5V的直流供電電源VDD5。

4.根據權利要求3所述的天然氣發動機ECU噴射裝置，其特征在于，所述電流反饋控制電路包括單穩態觸發器U2、電阻R10、三極管Q4、電阻R11、匹配電阻Rx和匹配電容Cx；

電壓比較器U1的輸出端連接單穩態觸發器U2的輸入腳1B；單穩態觸發器U2的輸出腳1Q輸出的控制信號通過電阻R10連接到三極管Q4的基極；三極管Q4的發射極接地，三極管Q4的基極和發射極之間通過接電阻R11連接，三極管Q4的集電極連接所述的場效應管Q1的柵極；所述單穩態觸發器U2的1RxCx腳通過匹配電阻Rx連接于VDD5電源，以及通過匹配電容Cx接地；所述單穩態觸發器U2的1Cx、1A、2A和GND腳接地。

5.根據權利要求4所述的天然氣發動機ECU噴射裝置，其特征在于，所述續流控制電路包括二極管D3、場效應管Q2、穩壓管DZ3、電阻R2、穩壓管DZ1、二極管D1、電阻R3、三極管Q3、電阻R4和電阻R5；

所述場效應管Q1的漏極連接二極管D3的陽極；二極管D3的陰極連接場效應管Q2的源極；穩壓管DZ3的陽極連接場效應管Q2的柵極，陰極連接場效應管Q2的源極；電阻R2連接場效應管Q2的柵極和源極之間；穩壓管DZ1的陰極連接場效應管Q2的柵極，陽極連接二極管D1的陽極；二極管D1的陰極連接車載電源V_BAT；電阻R3一端連接場效應管Q2的柵極，另一端連接三極管Q3的集電極；電阻R5連接三極管Q3的基極和發射極之間；電阻R4一端連接三極管Q3的基極，另一端連接所述的噴射脈寬信號。