支持天然气多点喷射的柴油天然气双燃料发动机电控单元.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108278162A(43)申请公布日2018.07.13(21)申请号201810038230.5(22)申请日2018.01.13(71)申请人福州大学地址350108福建省福州市闽侯县福州地区大学新区学园路2号(72)发明人彭育辉陈祥榛汤家有(74)专利代理机构福州元创专利商标代理有限公司35100代理人蔡学俊(51)Int.Cl.F02D41/38(2006.01)F02D41/40(2006.01)F02D41/00(2006.01)F02D19/06(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图6页(54)发明名称支持天然气多点喷射的柴油天然气双燃料发动机电控单元(57)摘要本发明涉及一种支持天然气多点喷射的柴油天然气双燃料发动机电控单元。包括微处理器及外围电路，以及与电控单元连接的电源管理模块、曲轴与凸轮轴位置信号采集模块、排气温度信号采集模块、模拟信号采集模块、电磁阀驱动模块、低边驱动模块、电流检测模块、通信模块。与现有技术相比，本发明无需加装其他信号转发器等设备，就可同时对柴油喷射电磁阀和天然气喷射电磁阀进行独立控制，同时改进了传统电磁阀驱动电路，增加高压驱动电源，减少了电磁阀开启时间和功率消耗，使喷射更加精确；本发明可采用多点顺序喷射的方式，实现对每一个气缸定时供给引燃油量与天然气，有效提高天然气/柴油双燃料发动机的工作性能。CN108278162ACN108278162A权利要求书1/2页1.一种支持天然气多点喷射的柴油天然气双燃料发动机电控单元，其特征在于：包括微处理器及与其连接的存储器模块、电源管理模块、电磁阀驱动模块、低边驱动模块、电流检测模块、曲轴与凸轮轴位置信号采集模块、油门位置信号采集模块、压力信号采集模块、冷却水温度信号采集模块、排气温度信号采集模块、通信模块；所述微处理器包括一个主中央处理单元和一个协处理器；所述主中央处理单元，用于电控单元处于单燃料工作模式时，响应任务中断、执行控制策略和通信任务；所述协处理器，用于电控单元处于双燃料工作模式时，柴油与天然气喷射任务的中断响应；所述存储器模块包括Flash存储器，用于存储发动机在单燃料/双燃料工作模式下需要的所有MAP数据，以便电控单元重新上电的时候能够加载预先设定的配置信息，进行系统初始化；所述电源管理模块将汽车蓄电池电压转换为各传感器、执行器、控制芯片工作所需电压；包括Boost升压电路、Buck降压电路、线性稳电路；其中，Boost升压电路的外围功率器件的输入端连接汽车蓄电池，将汽车蓄电池电源转换为+60V高压驱动电源，输出端接电磁阀驱动模块；Buck降压电路将汽车蓄电池电源转换为5V电源，用于为有源传感器和微处理器及外围电路供电；线性稳压器电路将汽车蓄电池电源转换为15V电源，为电磁阀驱动模块的高低边驱动器供电；所述电磁阀驱动模块包括：高低边驱动器、第一外围电路、高边NMOS管Q400、高边NMOS管Q402、低边选缸NMOS管Q401、低边选缸NMOS管Q403、隔离二极管D404、隔离二极管D405、两个负载电磁阀L400和L401；所述高边NMOS管Q400的源极、隔离二极管D404、所述电流检测模块的采样电阻R404、电磁阀L400、低边选缸NMOS管Q401依次串联，组成负载第一回路；所述高边NMOS管Q402的源极、隔离二极管D405、所述电流检测模块的采样电阻R404、电磁阀L401、低边选缸NMOS管Q403依次串联，组成负载第二回路；所述高低边驱动器接收由微处理器发出的高边控制脉冲Ah、高边控制脉冲Bh与低边控制脉冲Cl，经过高低边驱动器输出用于接通高压源的高边驱动脉冲AH、用于接通低压源的高边驱动脉冲BH和用于选缸低边驱动脉冲CL，分别到高位NMOS管Q400和高位NMOS管Q405的栅极以及低位NMOS管Q401或Q403的栅极；所述高位NMOS管Q400的漏极与Boost升压电源模块的输出端连接，高位NMOS管Q402的漏极与汽车蓄电池的输出端连接；所述低边驱动模块包括低边驱动器、第二外围电路、功率NMOS管、续流二极管；所述电流检测模块包括采样电阻R404、电流检测放大器、第三外围电路；所述采样电阻R404在电磁阀高边侧，用于检测电磁阀的工作电流；所述电流检测放大器将采样电阻R404两侧的差分电压进行放大，再传递到微处理器；所述曲轴与凸轮轴位置信号采集模块用于调理发动机曲轴与凸轮轴上齿位置信号；所述油门位置信号采集模块、压力信号采集模块、冷却水温度信号采集模块、排气温度信号采集模块分别用于调理发动机的油门位置信号、压力信号、冷却水温度信号、排气温度信号；所述通信模块包括CAN总线通信模块，用于和发动机的标定软件进行双向通信，便于对