CN108060994A - 利用发动机喷油器自带线圈加热喷油器内燃油的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用喷油器自带线圈加热喷油器内燃油的方法，其控制电路包括三路信号线路：PWM1信号线路用于在80V开启电压接到喷油触发信号时，控制喷油器喷油；PWM2信号线路用于在15V加热电压接到加热信号时，控制喷油器内部的燃油加热；PWM3信号线路是接地线路，通过控制喷油器地线的通断来控制整个控制电路的通断。本发明在喷油器关闭期间给喷油器加载一个远低于其开启电压的电压负载，利用喷油器自带线圈的电阻，迅速加热喷油器内部的燃油；而且由于加载的电压远低于喷油器开启电压，在高压油轨的油压作用下，喷油器不会出现漏油的情况。

Description

利用发动机喷油器自带线圈加热喷油器内燃油的方法

技术领域

本发明涉及发动机燃油加热领域，具体涉及利用喷油器自带线圈加热喷油器内的燃油的方法。

背景技术

在寒冷的冬季，由于环境温度很低，对发动机冷启动和低负荷工况排放造成了很大的影响。为改善发动机在冷启动工况和低负荷工况的燃烧特性和排放特性有必要安装燃油加热装置。

燃油加热装置一般分为两大类。1；以燃烧燃油来加热空气或加热水进而间接加热燃油；2；以另外新的加热电阻丝为基础的直接加热燃油。传统的以燃烧燃油为基础的加热器，体积大，加热速率低。由于需要改变喷入加热器中燃油的量来改变被加热燃油的温度，控制精度低，而且在加热器中燃烧的燃油，雾化程度低，燃烧不充分，不仅浪费了能源，还会产生碳烟污染。

以加热电阻丝为基础的电加热方式，一般都需要外接燃油加热容器和安装附加的加热电阻丝，用在车用发动机上会极大的影响发动机整体布置。因此需要对加热方法进行改进。

发明内容

本发明的目的是针对以加热电阻丝为基础加热燃油时，装置复杂，安装困难的问题，提供一种利用喷油器自带线圈加热喷油器内燃油的方法。本发明在喷油器关闭期间给喷油器加载一个远低于其开启电压的电压负载，利用喷油器自带线圈的电阻，迅速加热喷油器内部的燃油；而且由于加载的电压远低于喷油器开启电压，在高压油轨的油压作用下，喷油器不会出现漏油的情况。

一种利用发动机喷油器自带线圈加热喷油器内燃油的方法，其控制电路包括三路信号线路：PWM1信号线路用于在80V开启电压接到喷油触发信号时，控制喷油器喷油；PWM2信号线路用于在15V加热电压接到加热信号时，控制喷油器内部的燃油加热；PWM3信号线路是接地线路，通过控制喷油器地线的通断来控制整个控制电路的通断；

所述PWM1信号线路包括PWM1信号、一号光电耦合芯片、一号MOS管、80V开启电压；PWM1信号与一号光电耦合芯片相连，控制一号MOS管的接通和关闭；80V开启电压通过一号MOS管与喷油器相连，用于开启喷油器。

所述PWM2信号线路包括PWM2信号、二号光电耦合芯片、二号MOS管、 15V加热电压、一号二极管；PWM2信号与二号光电耦合芯片相连，控制二号 MOS管的接通和关闭；15V加热电压通过二号MOS管与喷油器相连，用于加热喷油器内部的燃油加热；一号二极管连通喷油器和二号MOS管。

所述PWM3信号线路包括PWM3信号、三号光电耦合芯片、三号MOS管、喷油器地线；PWM3信号与三号光电耦合芯片相连，控制三号MOS管的接通和关闭；喷油器地线通过三号MOS管与喷油器相连接。

进一步地，所述PWM1信号线路还包括一号12V驱动电源，一号12V驱动电源与一号光电耦合芯片相连，用来驱动一号光电耦合芯片正常运行；一号12V 驱动电源通过电容与一号12V稳压电源地线相连；所述PWM2信号线路还包括二号12V驱动电源，二号12V驱动电源与二号光电耦合芯片相连，用来驱动二号光电耦合芯片正常运行；二号12V驱动电源通过电容与二号12V稳压电源地线相连；所述PWM3信号线路还包括三号12V驱动电源，三号12V驱动电源与三号光电耦合芯片相连，用来驱动三号光电耦合芯片正常运行；三号12V驱动电源通过电容与三号12V稳压电源地线相连。

进一步地，所述控制电路还包括12V恒压电源，12V恒压电源通过二号二极管与喷油器相连。

进一步地，所述加热喷油器内燃油的方法包括以下过程：

当发动机ECU接到燃油加热信号时，PWM2信号和PWM3信号同时发出，分别由二号光电耦合芯片和三号光电耦合芯片控制的二号MOS管和三号MOS 管导通，15V加热电压作用在喷油器上，利用喷油器自带的电感和电阻，产生热量，加热喷油器内储存的燃油；

加热过程结束时，二号光电耦合芯片和三号光电耦合芯片分别在PWM2信号和PWM3信号的作用下控制二号MOS管和三号MOS管断开，加热终止；

当发动机ECU接到喷油触发信号时，PWM1信号和PWM3信号同时发出，一号光电耦合芯片和二号光电耦合芯片分别控制一号MOS管和二号MOS管开启，80V开启电压作用在喷油器上，使喷油器在0.5ms内快速开启，喷油器开始喷油；

随后一号光电耦合芯片在PWM1信号作用下，控制一号MOS管关闭，80V 开启电压断路，12V保持电压导通，保证喷油器31正常喷油；

当喷油过程完成时，三号光电耦合芯片在PWM3信号作用下，控制喷油器地线断开，12V保持电压被断路，喷油器关闭，喷油过程结束。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果；

本发明无需外加燃油加热容器，不影响发动机零件的布置；

本发明利用PWM信号来控制电加热喷油器内的燃油，响应快，控制精度高。

附图说明

图1为利用发动机喷油器自带线圈加热喷油器内的燃油电路图；

图2为喷油器一个循环内的加载电压图。

图中：

1-PWM1信号；2-一号470欧直插电阻；3-一号光电耦合芯片；4-一号12V 驱动电源；5-一号12V稳压电源地线；6-80V开启电压；7-一号100nF直插电容；8-二号470欧直插电阻；9-一号MOS管；10-PWM2信号；11-三号470欧直插电阻；12-二号光电耦合芯片；13-二号12V驱动电源；14-二号12V稳压电源地线；15-15V加热电压；16-二号100nF直插电容；17-四号470欧直插电阻；18- 二号MOS管；19-一号二极管；20-PWM3信号；21-五号470欧直插电阻；22-三号光电耦合芯片；23-三号12V驱动电源；24-三号12V稳压电源地线；25-三号100nF直插电容；26-六号470欧直插电阻；27-三号MOS管；28-喷油器地线； 29-12V恒压电源；30-二号二极管；31-喷油器。

具体实施方式

下面结合附图详细介绍本发明的技术方案：

参阅图1，本发明提供一种利用发动机喷油器自带线圈加热喷油器内燃油的方法，

实现所述该利用发动机喷油器自带线圈加热喷油器内燃油的方法的控制电路包括：PWM1信号1、6个470欧直插电阻、3个光电耦合芯片(TLP250)、3 个12V驱动电源、3个12V稳压电源地线、80V开启电压6、3个100nF直插电容、一号MOS管9、二号MOS管18、三号MOS管27、PWM2信号10、15V 加热电压15、2个二极管、PWM3信号20、喷油器地线28、12V保持电源29、喷油器31。

该控制电路主要由三路信号线路组成，PWM1信号1线路是80V开启电压 6在接到喷油触发信号时，用来控制喷油器31喷油的；PWM2信号10线路是15V加热电压15，在接到加热信号时，来给喷油器31内部的燃油加热的；PWM3 信号20线路是接地线路，通过控制喷油器地线28的通断来控制整个电路的通断的。

PWM1信号1与一号光电耦合芯片3相连，来控制一号MOS管9的接通和关闭；80V开启电压6通过一号MOS管9与喷油器31相连，用来开启喷油器 31；一号12V驱动电源4与一号光电耦合芯片3相连，用来驱动一号光电耦合芯片3正常运行；一号12V驱动电源4通过一号100nF直插电容7与一号12V 稳压电源地线5相连，通过一号100nF直插电容7的稳压作用，保证一号12V 驱动电源4的正常工作；

PWM2信号10与二号光电耦合芯片12相连，来控制二号MOS管18的接通和关闭；15V加热电压15通过二号MOS管18与喷油器31相连，用来加热喷油器31内部的燃油加热；一号二极管19连通喷油器31和二号MOS管18； 12V恒压电源29通过二号二极管30与喷油器31相连，在喷油器31开始喷油时，维持喷油器31的喷油；二号12V驱动电源13与二号光电耦合芯片12相连，用来驱动二号光电耦合芯片12正常运行；二号12V驱动电源13通过二号100nF 直插电容16与二号12V稳压电源地线14相连。

PWM3信号20与三号光电耦合芯片22相连，来控制三号MOS管27的接通和关闭；喷油器地线28通过三号MOS管27与喷油器31相连接。三号12V 驱动电源23与三号光电耦合芯片22相连，用来驱动三号光电耦合芯片22正常运行；三号12V驱动电源通过三号100nF直插电容25与三号12V稳压电源地线24相连。

所述利用喷油器自带线圈加热喷油器内的燃油的方法：

当发动机ECU接到燃油加热信号时，PWM2信号10和PWM3信号20同时发出，分别由二号光电耦合芯片12和三号光电耦合芯片22控制的二号MOS 管18和三号MOS管27导通，15V加热电压15作用在喷油器31上，利用喷油器31自身带有的电感和电阻，产生热量，加热喷油器31内储存的燃油。加热过程结束时，二号光电耦合芯片12和三号光电耦合芯片22分别在PWM2信号 10和PWM3信号20的作用下控制二号MOS管18和三号MOS管27断开，加热终止。

当发动机ECU接到喷油触发信号时，PWM1信号1和PWM3信号20同时给出，一号光电耦合芯片3和二号光电耦合芯片12分别控制一号MOS管9和二号MOS管18开启，80V开启电压6作用在喷油器31上，使喷油器31在0.5ms 内快速开启，喷油器31开始喷油。随后一号光电耦合芯片3在PWM1信号1 作用下，控制一号MOS管9关闭，80V开启电压6断路。12V恒压电源29导通，保证喷油器31正常喷油。当喷油过程完成时，三号光电耦合芯片22在PWM3 信号20作用下，控制喷油器地线28断开，12V恒压电源29被断路，喷油器31 关闭，喷油过程结束。

分别安装在15V加热电压15和12V恒压电源29处的一号二极管19和二号二极管30，是利用二极管的单向导通作用，防止80V开启电压6对15V加热电压电路15和12V恒压电源29电路产生影响。

电容7、16、25分别安装在3个光电耦合芯片3、12、22的12V驱动电源 4、13、23处，用于利用电容的稳压作用，保证光电耦合芯片驱动电压的稳定，保证了芯片的安全工作，同时保证所控制的MOS管9、18、27的正常开启和关闭。

以下简述本发明的工作原理；

本发明提供的燃油加热控制电路中，PWM信号以电压方波的形式作用于光电耦合器，控制着光电耦合器的工作。一号光电耦合芯片3和二号光电耦合芯片12分别通过控制一号MOS管9和二号MOS管18的开闭来控制80V峰值电压6和15V加热电压15是否作用在喷油器31上；三号光电耦合芯片22通过控制三号MOS管27的开闭来控制喷油器地线28是否接通，以此来决定80V峰值电压6、15V加热电压15和12V恒压电源29能否真正与喷油器31形成回路。利用二极管19、30的单行导电性来避免不同电源间的相互干扰。分别利用电容 7、16、25的稳压作用，保证对应的光电耦合芯片3、12、22的稳定工作。

当发动机ECU接到燃油加热信号时，PWM2信号10和PWM3信号20发出(如图1)，分别控制带有驱动能力的二号光电耦合芯片12和三号光电耦合芯片22，进而分别使二号MOS管18和三号MOS管27导通，此时15V加热电压 15作用在喷油器31上。由于喷油器线圈自身带有电阻和电感，在负载电压的作用下会产生足够的热量来加热喷油器内部的燃油。同时由于15V加热电压15远低于喷油器31正常开启电压，并且在高压油轨的油压下，15V加热电压15不会使喷油器31产生漏油的情况。当加热燃油完成后，二号光电耦合芯片12和三号光电耦合芯片分别22控制二号MOS管18和三号MOS管27断开，加热过程结束。随后发动机ECU接到喷油触发信号，PWM1信号1和PWM3信号20 发出，分别带有驱动能力的一号光电耦合芯片3和三号光电耦合芯片22使一号 MOS管9和三号MOS管27导通，0.5ms内喷油器31加载电压达到80V，喷油器31开启，开始喷油。随后一号光电耦合芯片3在PWM1信号1的作用下，控制一号MOS管9关闭，80V开启电压6断路。12V恒压电源29接通，保证喷油器31正常工作，达到预期喷油时刻后，三号光电耦合芯片22在PWM3信号 20作用下，控制喷油器地线28断开，12V恒压电源29被断路，喷油器31关闭，喷油过程结束。当发动机ECU再次接到加热触发信号时，PWM2信号10和 PWM3信号20再次发出并按上一个循环继续。

Claims (4)

1.一种利用发动机喷油器自带线圈加热喷油器内燃油的方法，其特征在于，其控制电路包括三路信号线路：PWM1信号线路用于在80V开启电压接到喷油触发信号时，控制喷油器喷油；PWM2信号线路用于在15V加热电压接到加热信号时，控制喷油器内部的燃油加热；PWM3信号线路是接地线路，通过控制喷油器地线的通断来控制整个控制电路的通断；

所述PWM1信号线路包括PWM1信号、一号光电耦合芯片、一号MOS管、80V开启电压；PWM1信号与一号光电耦合芯片相连，控制一号MOS管的接通和关闭；80V开启电压通过一号MOS管与喷油器相连，用于开启喷油器；

所述PWM2信号线路包括PWM2信号、二号光电耦合芯片、二号MOS管、15V加热电压、一号二极管；PWM2信号与二号光电耦合芯片相连，控制二号MOS管的接通和关闭；15V加热电压通过二号MOS管与喷油器相连，用于加热喷油器内部的燃油加热；一号二极管连通喷油器和二号MOS管；

所述PWM3信号线路包括PWM3信号、三号光电耦合芯片、三号MOS管、喷油器地线；PWM3信号与三号光电耦合芯片相连，控制三号MOS管的接通和关闭；喷油器地线通过三号MOS管与喷油器相连接。

2.如权利要求1所述的一种利用发动机喷油器自带线圈加热喷油器内燃油的方法，其特征在于，所述PWM1信号线路还包括一号12V驱动电源，一号12V驱动电源与一号光电耦合芯片相连，用来驱动一号光电耦合芯片正常运行；一号12V驱动电源通过电容与一号12V稳压电源地线相连；所述PWM2信号线路还包括二号12V驱动电源，二号12V驱动电源与二号光电耦合芯片相连，用来驱动二号光电耦合芯片正常运行；二号12V驱动电源通过电容与二号12V稳压电源地线相连；所述PWM3信号线路还包括三号12V驱动电源，三号12V驱动电源与三号光电耦合芯片相连，用来驱动三号光电耦合芯片正常运行；三号12V驱动电源通过电容与三号12V稳压电源地线相连。

3.如权利要求1所述的一种利用发动机喷油器自带线圈加热喷油器内燃油的方法，其特征在于，所述控制电路还包括12V恒压电源，12V恒压电源通过二号二极管与喷油器相连。

4.如权利要求1所述的一种利用发动机喷油器自带线圈加热喷油器内燃油的方法，其特征在于，所述加热喷油器内燃油的方法包括以下过程：

当发动机ECU接到燃油加热信号时，PWM2信号和PWM3信号同时发出，分别由二号光电耦合芯片和三号光电耦合芯片控制的二号MOS管和三号MOS管导通，15V加热电压作用在喷油器上，利用喷油器自带的电感和电阻，产生热量，加热喷油器内储存的燃油；

加热过程结束时，二号光电耦合芯片和三号光电耦合芯片分别在PWM2信号和PWM3信号的作用下控制二号MOS管和三号MOS管断开，加热终止；

当发动机ECU接到喷油触发信号时，PWM1信号和PWM3信号同时发出，一号光电耦合芯片和二号光电耦合芯片分别控制一号MOS管和二号MOS管开启，80V开启电压作用在喷油器上，使喷油器在0.5ms内快速开启，喷油器开始喷油；

随后一号光电耦合芯片在PWM1信号作用下，控制一号MOS管关闭，80V开启电压断路，12V保持电压导通，保证喷油器31正常喷油；

当喷油过程完成时，三号光电耦合芯片在PWM3信号作用下，控制喷油器地线断开，12V保持电压被断路，喷油器关闭，喷油过程结束。