CN207568731U - 一种预热控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种预热控制系统，该系统包括：预热控制器、水温传感器、继电器、加热丝、蓄电池和点火开关；预热控制器的第一输入端与点火开关的ON挡相连，预热控制器的第二输入端与水温传感器的输出端相连，预热控制器的第一输出端与继电器的控制端相连，继电器的输入端与蓄电池的正极相连，继电器的输出端与加热丝的一端相连，加热丝的另一端接车身搭铁；在预热控制器的第一输入端为高电平时，预热控制器通过水温传感器获得发动机水温，在发动机水温小于预设的水温阈值时控制继电器闭合，以使加热丝对进气管道加热，直到加热丝的通电时间达到预设的第一加热时间时断开。应用本实用新型提供的系统对进气管道加热时无需驾驶员手动操作。

Description

一种预热控制系统

技术领域

本实用新型涉及柴油发动机起动技术领域，特别涉及一种预热控制系统。

背景技术

当发动机的进气管路或冷却液的温度过低时，容易造成发动机冷机起动困难，为此，目前多采用在进气管路上安装加热器等辅助装置来提高进气管路中的空气温度，进而提高发动机气缸内混合气体的温度。

图1为现有技术提供的一种预热控制方案：当车辆点火开关SW1闭合后，驾驶员手动闭合预热开关SW2来接通加热器，此时继电器J吸合，加热丝H处于通电状态，对进气管路加热，同时指示灯L点亮表明进气管路处于加热状态；一段时间后，驾驶员手动断开预热开关SW2以使加热器断电，此时继电器J断开，加热丝H处于断电状态，停止对进气管路加热。

可见，上述方案虽能够对进气管道进行加热，但需要驾驶员手动闭合或断开预热开关SW2，操作不方便。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种预热控制系统，以解决对进气管道加热过程中需要驾驶员手动操作的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种预热控制系统，所述预热控制系统包括：预热控制器、水温传感器、继电器、加热丝、蓄电池和点火开关；

所述预热控制器的第一输入端与所述点火开关的ON挡相连，所述预热控制器的第二输入端与所述水温传感器的输出端相连，所述预热控制器的第一输出端与所述继电器的控制端相连，所述继电器的输入端与所述蓄电池的正极相连，所述继电器的输出端与所述加热丝的一端相连，所述加热丝的另一端接车身搭铁；

在所述预热控制器的第一输入端为高电平时，所述预热控制器通过所述水温传感器获得发动机水温，在所述发动机水温小于预设的水温阈值时控制所述继电器闭合，以使所述加热丝对进气管道加热，直到所述加热丝的通电时间达到预设的第一加热时间时断开。

优选的，所述预热控制系统还包括：指示灯；

所述指示灯串接在所述预热控制器的第一控制端和所述蓄电池的正极之间；

所述预热控制器还用于检测流经所述指示灯的第一电流或所述继电器的线圈端的第二电流，在所述第一电流非零且所述预热控制器的第一输入端为高电平时，控制所述指示灯持续点亮预设时间以示正常；在所述第一电流等于零且所述预热控制器的第一输入端为高电平时，所述指示灯熄灭以示故障；以及在所述第二电流等于零、或所述第二电流大于预设的短路电流阈值，且所述预热控制器的第一输入端为高电平时，控制所述指示灯以频闪方式报警。

优选的，所述预热控制系统还包括：保险丝，所述保险丝串接在所述继电器的输出端与所述加热丝之间，所述保险丝对所述加热丝进行过电流保护。

优选的，所述预热控制器的第三输入端与所述加热丝的一端相连；

所述预热控制器检测所述加热丝的一端处的第一电压，在所述第一电压小于预设的断路电压阈值、且所述预热控制器的第一输入端和第三输入端均为高电平时，控制所述指示灯以频闪方式报警。

优选的，所述预热控制器的第四输入端与所述点火开关的Start挡相连；

在所述预热控制器的第四输入端为高电平时，所述预热控制器控制所述继电器断开，以使所述加热丝停止对进气管道加热。

优选的，所述预热控制系统还包括发电机充电指示灯开关，所述发电机充电指示灯开关串接在所述蓄电池与所述预热控制器的第五输入端之间；

所述发电机充电指示灯开关用于指示发动机的起动状态，当发动机起动成功时，所述发电机充电指示灯开关闭合，当发动机起动失败时，所述发电机充电指示灯开关断开；

在所述预热控制器的第五输入端为高电平时，所述预热控制器控制所述继电器闭合，直到所述加热丝的通电时间达到预设的第二加热时间时断开。

优选的，所述预热控制系统还包括转速传感器，所述转速传感器的输出端与所述预热控制器的第六输入端相连；

所述转速传感器用于采集的发动机转速，在所述发动机转速大于预设的转速阈值时，所述预热控制器控制所述继电器闭合，直到所述加热丝的通电时间达到预设的第三加热时间时断开。

优选的，所述预热控制系统还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器串接于所述蓄电池和所述预热控制器的第二输出端之间；

所述预热控制器在检测到所述指示灯、所述继电器、所述加热丝和/或所述保险丝故障时，控制所述蜂鸣器以声音方式报警。

优选的，所述预热控制系统还包括：与CAN总线相连的组合仪表；

在所述指示灯、所述继电器、所述加热丝和/或所述保险丝故障时，所述预热控制器发送故障报文，所述组合仪表根据所述故障报文显示和/或语音播报故障信息。

本实用新型的有益效果在于：

车辆点火开关置于ON挡时，预热控制器的第一输入端为高电平，此时预热控制器通过水温传感器获得发动机水温，在发动机水温低于预设的水温阈值时可以控制继电器闭合，接通加热丝所在的电流回路，加热丝自动对进气管道进行加热；并且，当加热丝的通电时间到达预设的第一加热时间时自动断开。可见，本实用新型提供的方案，实现了对进气管道加热的自动控制，无需驾驶员进行手动操作，提升了用户操作体验。

附图说明

图1为现有技术提供的一种预热控制系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种预热控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，下面结合附图和实施方式对本实用新型实施例作详细说明。

如图2所示，为本实用新型实施例提供的一种预热控制系统的结构示意图，所述预热控制系统可以包括：预热控制器U、水温传感器S1、继电器J、加热丝H、蓄电池BAT和点火开关。

其中，所述预热控制器U的第一输入端(端口1)与所述点火开关的ON挡相连，所述预热控制器U的第二输入端(端口5)与所述水温传感器S1的输出端相连，所述预热控制器U的第一输出端(端口9)与所述继电器J的控制端相连，所述继电器J的输入端与所述蓄电池BAT的正极相连，所述继电器J的输出端与所述加热丝H的一端相连，所述加热丝H的另一端接车身搭铁。

具体的，在所述预热控制器U的第一输入端为高电平时，所述预热控制器U通过所述水温传感器S1获得发动机水温，在所述发动机水温小于预设的水温阈值时控制所述继电器J闭合，以使所述加热丝H对进气管道加热，直到所述加热丝H的通电时间达到预设的第一加热时间时断开。

需要说明的是，车辆点火开关置于ON挡时，预热控制器U的第一输入端为高电平，此时预热控制器U通过水温传感器S1获得发动机水温，在发动机水温低于预设的水温阈值时可以控制继电器J闭合，接通加热丝H所在的电流回路，加热丝H自动对进气管道进行加热；并且，当加热丝H的通电时间到达预设的第一加热时间时自动断开。可见，本实用新型提供的方案，实现了对进气管道加热的自动控制，无需驾驶员进行手动操作，提升了用户操作体验。

一种实现方式中，所述的预热控制系统还可以包括：指示灯L；

所述指示灯L串接在所述预热控制器U的第一控制端(端口8)和所述蓄电池BAT的正极之间。

具体的，所述预热控制器U还用于检测流经所述指示灯L的第一电流或所述继电器J的线圈端的第二电流，

在所述第一电流非零且所述预热控制器U的第一输入端为高电平时，控制所述指示灯L持续点亮预设时间(如2秒)以示正常；在所述第一电流等于零且所述预热控制器U的第一输入端为高电平时，所述指示灯L熄灭以示故障；以及在所述第二电流等于零、或所述第二电流大于预设的短路电流阈值，且所述预热控制器U的第一输入端为高电平时，控制所述指示灯L以频闪方式报警。

进一步的，所述的预热控制系统还可以包括：保险丝F，所述保险丝F串接在所述继电器J的输出端与所述加热丝H之间，所述保险丝F对所述加热丝H进行过电流保护。

更进一步的，所述预热控制器U的第三输入端(端口10)与所述加热丝H的一端相连；

所述预热控制器U检测所述加热丝H的一端处的第一电压，在所述第一电压小于预设的断路电压阈值、且所述预热控制器U的第一输入端和第三输入端均为高电平时，控制所述指示灯L以频闪方式报警。

可见，本实用新型能够实现预热控制系统自身故障的诊断，从而能够在诸如继电器短路或短路、以及保险丝熔断等驾驶员无法察觉的情况下，及时提示驾驶员结束对发动机进气管道的加热，并且能够及时提醒技术人员排除系统故障以便尽快恢复正常使用。

需要强调的是，端口8和端口9为输入/输出共用端口，当预热控制器U驱动指示灯L亮灭或频闪时端口8用作输出端口，当预热控制器U检测流经指示灯L的电流信号时端口8用作输入端口；当预热控制器U控制继电器J的线圈接通时端口9用作输出端口，当预热控制器U检测流经继电器J的线圈的电流信号时端口9用作输入端口。需要说明的是，端口8和端口9选用输入/输出共用端口仅为了电气连线简单方便，本领域内的技术人员也可以根据实际应用的具体情况，将共用端口8或端口9中的输入端口和输出端口分开，本实用新型并不需要对此进行限定。

还需要说明的是，本实用新型并不需要对指示灯L的频闪方式进行限定，比如，可以采用相同的频闪方式进行报警，仅用于指示预热控制系统存在故障，也可以采用不同的频闪方式进行报警，从而针对指示灯L、继电器J、保险丝F等电学器件的故障信息以不同的频闪方式进行分别报警。

另外，本实用新型也不需要对指示灯L的数量进行限定，本领域内的技术人员还可以根据实际应用中的具体情况而设置多个指示灯，以便针对指示灯L、继电器J、保险丝F等电学器件的故障信息进行分别报警。

具体的，所述预热控制器U的第四输入端(端口2)可以与所述点火开关的Start挡相连；

在所述预热控制器U的第四输入端为高电平时，所述预热控制器U控制所述继电器J断开，以使所述加热丝H停止对进气管道加热。

需要说明的是，发动机起动和加热丝H同时工作会导致工作电流过大，容易对蓄电池BAT造成损伤，预热控制器U的第四输入端为高电平时，表明发动机处于起动状态，因此，为了避免对蓄电池BAT的影响，预热控制器U控制加热丝H暂时停止对进气管道加热。

一种实现方式中，所述的预热控制系统还可以包括发电机充电指示灯开关D+，所述发电机充电指示灯开关D+串接在所述蓄电池BAT与所述预热控制器U的第五输入端(端口3)之间；

所述发电机充电指示灯开关D+用于指示发动机的起动状态，当发动机起动成功时，所述发电机充电指示灯开关D+闭合，当发动机起动失败时，所述发电机充电指示灯开关D+断开；

在所述预热控制器U的第五输入端为高电平时，所述预热控制器U控制所述继电器J闭合，直到所述加热丝H的通电时间达到预设的第二加热时间时断开。

另一种实现方式中，所述的预热控制系统还可以包括转速传感器S2，所述转速传感器S2的输出端与所述预热控制器U的第六输入端(端口6)相连；

所述转速传感器S2用于采集的发动机转速，在所述发动机转速大于预设的转速阈值时，所述预热控制器U控制所述继电器J闭合，直到所述加热丝H的通电时间达到预设的第三加热时间时断开。

需要说明的是，为了迅速提升发动机温度，往往需要在发动机起动成功后对进气管道再次加热一定时间，而现有技术中，驾驶员在发动机起动后不便继续按住预热开关，难以实现发动机起动成功后对进气管道继续加热的预热过程，而本实用新型在实际应用中，并不需要驾驶员进行手动操作，能够通过预热控制器U自动控制继电器J闭合，从而接通加热丝H继续加热。

需要说明的是，上述提及的“第一加热时间”、“第二加热时间”和“第三加热时间”中的“第一”、“第二”、“第三”仅仅用于对发动机起动成功前(前加热阶段)和发动机起动成功后(后加热阶段)的加热时间进行区分，此处的“第一”、“第二”、“第三”并不用于限定对进气管道加热的先后顺序。

实验数据表明，加热丝H的通电时间与蓄电池BAT的电压值和发动机水温有关，在发动机水温一定的情况下，蓄电池BAT的电压值越高，加热丝H的通电时间越短，反之，蓄电池BAT的电压值越低，加热丝H的通电时间越长；同样的，对于蓄电池的电压值一定的情况下，发动机水温越高，加热丝H的通电时间越短，反之，发动机水温越低，加热丝H的通电时间越长。

需要说明的是，本领域内的技术人员可以预先对蓄电池的电压值和加热丝H的通电时间之间的对应关系进行标定，根据统计规律可知，在标定上述对应关系过程中选用的样本数据越多，加热丝H的通电时间标定结果就越精确。

具体的，预热控制器U可以根据预设的水温阈值、以及所标定的发动机水温和通电时间之间的对应关系确定第一加热时间，这样，当预热控制器U通过水温传感器S1检测到当前的发动机水温小于该水温阈值时，可以控制继电器J闭合以使加热丝H对进气管道加热，直到在加热丝的通电时间达到预设的第一加热时间时断开。显然，与现有技术中驾驶员借助实际经验来确定加热丝H的通电时间的方式相比，大大提高了加热丝H通电时间的精确程度，因此，应用本实用新型对进气管道加热时，有效避免了对进气管道加热过度或者加热不足的问题，提高了对进气管道的加热效果。

一种实现方式中，所述的预热控制系统还可以包括蜂鸣器B，所述蜂鸣器B串接于所述蓄电池BAT和所述预热控制器U的第二输出端(端口4)之间；

所述预热控制器U在检测到所述指示灯L、所述继电器J、所述加热丝H和/或所述保险丝F故障时，控制所述蜂鸣器B以声音方式报警。

需要说明的是，上述列举的蜂鸣器B仅仅是本实用新型的一种具体实现方式，本领域内的技术人员可以根据实际应用中的具体情况，选用合适的声音器件如喇叭等。

另一种实现方式中，所述的预热控制系统还可以包括：与CAN总线相连的组合仪表；

在所述指示灯L、所述继电器J、所述加热丝H和/或所述保险丝F故障时，所述预热控制器U发送故障报文，所述组合仪表根据所述故障报文显示和/或语音播报故障信息。

需要说明的是，通过组合仪表显示和/或语音播报故障信息，能够进一步提示驾驶员，以便及时排除预热控制系统的故障以恢复正常使用。

下面仍然以图2为例，对本实用新型的应用过程进行详细描述：

首先，当驾驶员将点火开关拧至ON挡时预热控制系统起动，此时预热控制器U驱动指示灯L点亮2秒以实现自身故障诊断，若预热控制器U检测到端口8无电流信号(表明指示灯L存在故障)，此时预热控制系统可以结束本次预热过程；若预热控制器U检测到端口8有电流信号(表明指示灯L正常)，则预热控制器U通过端口9驱动继电器J的线圈，并检测继电器J的线圈是否存在短路或断路故障，若检测到端口9电流超过阈值则表明继电器J的线圈存在短路故障，若检测到端口9无电流则表明继电器J的线圈存在断路故障，此时预热控制器U可以控制指示灯L快闪3次以示报警，然后结束本次预热过程；

进一步的，当继电器J的线圈正常时预热控制器U检测端口10处是否为高电平，如果是高电平则表明继电器触点短路故障，此时预热控制器U可以控制指示灯L快闪4次以示报警，然后结束本次预热过程；

更进一步的，若继电器J的触点正常，则预热控制器U驱动继电器J吸合，此时预热控制器U检测端口10处是否仍然为高电平，如果不是高电平则表明保险丝F熔断，指示灯快闪5次以示报警，然后结束本次预热过程，至此完成预热控制系统的故障诊断过程。

接着，在预热控制系统未诊断出故障时，预热控制器U通过水温传感器S1检测当前的发动机水温，若检测到的当前的发动机水温低于预设的水温阀值(如0℃)，则预热控制器U驱动继电器J吸合，继而加热丝H开始通电加热，并且加热丝H加热的同时指示灯L为持续点亮状态。

一种情况中，当预热控制器U检测到加热丝H的通电时间到达预设的第一加热时间后控制继电器J断开，从而停止对进气管道加热，此时预热控制器U可以控制指示灯L以慢闪方式提示驾驶员起动发动机；另一种情况中，驾驶员在加热丝H的通电时间未达到预设的第一加热时间起动车辆时，预热控制器U通过端口2接收到Start挡闭合的信号，并立即停止对进气管道加热，并且控制指示灯L熄灭。

然后，当车辆发动机起动成功(即端口3为高电平)时，预热控制器U控制加热丝H再次加热(此时为后加热)，直到加热丝H的通电时间达到预设的第二加热时间时，控制继电器J断开结束本次预热过程。

另外，若预热控制器U在预设时间段之内未收到发电机充电指示灯开关D+的高电平信号(即预热控制器等待超时)，可以确定本次发动机起动失败，进而结束本次预热过程，至此，完成对预热控制系统在应用过程的介绍。

以上对本实用新型实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本实用新型进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本实用新型内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种预热控制系统，其特征在于，所述预热控制系统包括：预热控制器、水温传感器、继电器、加热丝、蓄电池和点火开关；

所述预热控制器的第一输入端与所述点火开关的ON挡相连，所述预热控制器的第二输入端与所述水温传感器的输出端相连，所述预热控制器的第一输出端与所述继电器的控制端相连，所述继电器的输入端与所述蓄电池的正极相连，所述继电器的输出端与所述加热丝的一端相连，所述加热丝的另一端接车身搭铁；

在所述预热控制器的第一输入端为高电平时，所述预热控制器通过所述水温传感器获得发动机水温，在所述发动机水温小于预设的水温阈值时控制所述继电器闭合，以使所述加热丝对进气管道加热，直到所述加热丝的通电时间达到预设的第一加热时间时断开。

2.根据权利要求1所述的预热控制系统，其特征在于，还包括：指示灯；

所述指示灯串接在所述预热控制器的第一控制端和所述蓄电池的正极之间；

所述预热控制器还用于检测流经所述指示灯的第一电流或所述继电器的线圈端的第二电流，

在所述第一电流非零且所述预热控制器的第一输入端为高电平时，控制所述指示灯持续点亮预设时间以示正常；在所述第一电流等于零且所述预热控制器的第一输入端为高电平时，所述指示灯熄灭以示故障；以及在所述第二电流等于零、或所述第二电流大于预设的短路电流阈值，且所述预热控制器的第一输入端为高电平时，控制所述指示灯以频闪方式报警。

3.根据权利要求2所述的预热控制系统，其特征在于，还包括：保险丝，所述保险丝串接在所述继电器的输出端与所述加热丝之间，所述保险丝对所述加热丝进行过电流保护。

4.根据权利要求3所述的预热控制系统，其特征在于，所述预热控制器的第三输入端与所述加热丝的一端相连；

所述预热控制器检测所述加热丝的一端处的第一电压，在所述第一电压小于预设的断路电压阈值、且所述预热控制器的第一输入端和第三输入端均为高电平时，控制所述指示灯以频闪方式报警。

5.根据权利要求1-4任一项所述的预热控制系统，其特征在于，所述预热控制器的第四输入端与所述点火开关的Start挡相连；

在所述预热控制器的第四输入端为高电平时，所述预热控制器控制所述继电器断开，以使所述加热丝停止对进气管道加热。

6.根据权利要求1-4任一项所述的预热控制系统，其特征在于，还包括发电机充电指示灯开关，所述发电机充电指示灯开关串接在所述蓄电池与所述预热控制器的第五输入端之间；

所述发电机充电指示灯开关用于指示发动机的起动状态，当发动机起动成功时，所述发电机充电指示灯开关闭合，当发动机起动失败时，所述发电机充电指示灯开关断开；

在所述预热控制器的第五输入端为高电平时，所述预热控制器控制所述继电器闭合，直到所述加热丝的通电时间达到预设的第二加热时间时断开。

7.根据权利要求1-4任一项所述的预热控制系统，其特征在于，还包括转速传感器，所述转速传感器的输出端与所述预热控制器的第六输入端相连；

所述转速传感器用于采集的发动机转速，在所述发动机转速大于预设的转速阈值时，所述预热控制器控制所述继电器闭合，直到所述加热丝的通电时间达到预设的第三加热时间时断开。

8.根据权利要求3或4所述的预热控制系统，其特征在于，还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器串接于所述蓄电池和所述预热控制器的第二输出端之间；

所述预热控制器在检测到所述指示灯、所述继电器、所述加热丝和/或所述保险丝故障时，控制所述蜂鸣器以声音方式报警。

9.根据权利要求3或4所述的预热控制系统，其特征在于，还包括：与CAN总线相连的组合仪表；

在所述指示灯、所述继电器、所述加热丝和/或所述保险丝故障时，所述预热控制器发送故障报文，所述组合仪表根据所述故障报文显示和/或语音播报故障信息。