[发明专利]具有电能回馈功能的柴油喷嘴仿真器及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及发动机电子控制领域，特别涉及一种具有电能回馈功能的柴油喷嘴仿真器及其工作方法。 

背景技术

柴油喷嘴是高压共轨柴油机中控制柴油喷射的关键部件，柴油喷嘴本质是一种特殊的电磁阀，柴油喷嘴的等效电路可简化为一个电感与电阻串联的电路，电感值约为几毫亨，电阻约为零点几欧姆。在高压共轨柴油机电子控制系统中，柴油喷嘴由柴油ECU(电子控制单元)驱动控制。为达到快速响应性，柴油喷嘴采用两段电压作用的峰值-恒流控制。在峰值阶段，柴油ECU给喷嘴施加高于电池电压V_Battery数倍的高电压V_Boost，使喷嘴电磁线圈中的电流急剧上升到预先设定的峰值电流，使喷嘴以最快速度开启；当喷嘴开启后，柴油ECU给喷嘴施加电池电压V_Battery，并采用脉宽调制(PWM)方法把喷嘴电磁线圈中的电流维持在一个较小的保持电流上，直至喷嘴关闭。 

在不对高压共轨柴油机的发动机内部做任何改动的前提下，在柴油机上添加一套天然气喷射装置，把天然气喷入柴油发动机的进气道，就实现了柴油/天然气双燃料发动机。在柴油机的气缸内，柴油喷嘴喷入的柴油被压燃，并连带点燃气缸内的天然气，这种燃烧方式被称为掺烧。把柴油发动机变为柴油/天然气双燃料发动机能同时取得经济性与环保性的好处。 

为了双燃料掺烧燃烧过程最优，需要开发并行式主动掺烧电子控制系统，掺烧电控系统的核心是掺烧ECU。一方面，掺烧ECU控制天然气喷射；另一方面掺烧ECU夺取柴油喷嘴的控制权，根据掺烧的特殊需求，主动控制柴油喷射。与此同时，原柴油机的柴油ECU则失去了柴油喷嘴的控制权。所以主动掺烧电控系统内必须有一个切换控制器，切换柴油喷嘴控制权。纯柴油模式时，柴油喷嘴由柴油ECU控制，掺烧模式时，柴油喷嘴由掺烧ECU控制。当掺烧时，虽然柴油ECU失去了与柴油喷嘴的连接，但需要一个物理存在的柴油喷嘴仿真器替代实际柴油喷嘴并与柴油ECU的喷嘴驱动电路相连，使柴油ECU仍像纯柴油模式那样如常工作，即在丧失柴油喷嘴控制权、不与真实柴油喷嘴连接后， 不产生与柴油喷嘴有关的不必要的故障报警。显然，用一个与柴油喷嘴驱动线圈电感值近似的电感就可以替代并仿真柴油喷嘴，但这在实践中并不可行，因为柴油ECU的输出驱动电流很大，用简单的电感代替喷嘴，则柴油ECU输出的电能都白白消耗在这个电感上，导致电感发热严重，最终烧毁仿真器。 

发明内容

本发明的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种具有电能回馈功能的柴油喷嘴仿真器，该柴油喷嘴仿真器将接受的柴油ECU驱动电能进行重新变换，以回馈至电池上，既保证仿真器不过热，又节约宝贵的汽车电池电能。 

本发明的第二目的在于提供上述柴油喷嘴仿真器的工作方法。 

本发明的第一目的通过下述技术方案实现：具有电能回馈功能的柴油喷嘴仿真器，包括脉冲变压器、整流电路、DC/DC升压电路、电感回馈电路以及控制器； 

所述脉冲变压器的原边串联在柴油ECU的喷嘴驱动回来中，分别与柴油ECU驱动的高边与低边相连，所述脉冲变压器的副边连接至整流电路的输入端； 

所述整流电路的输出端通过DC/DC升压电路后连接至电感回馈电路的输入端，所述电感回馈电路的输出端与电池相连；所述DC/DC升压电路与控制器连接，通过控制器控制DC/DC升压电路的工作状态； 

其中整流电路输出端、DC/DC升压电路输出端以及电池正极分别通过信号采样电路与控制器连接，通过控制器测量电压值。 

优选的，所述整流电路包括二极管DR1、二极管DR2和滤波电容C1，所述二极管DR1和二极管DR2的阴极均与滤波电容C1正极连接，所述滤波电容C1负极接地，所述滤波电容C1正极作为整流电路的输出端；所述二极管DR1的阳极和二极管DR2的阳极分别作为整流电路的输入端。 

更进一步的，所述脉冲变压器由无中心抽头的原边绕组和带中心抽头的副边绕组构成，所述脉冲变压器的副边两端分别与整流电路中二极管DR1和二极管DR2的阳极连接，所述脉冲变压器的副边中心抽头连接整流电路的滤波电容C1负极并且接地。