本發(fā)明涉及發(fā)動機進氣預(yù)熱領(lǐng)域，尤其涉及一種發(fā)動機進氣預(yù)熱控制電路及控制方法。

背景技術(shù)：

進氣預(yù)熱或發(fā)動機缸內(nèi)預(yù)熱是改善發(fā)動機低溫起動性能而普遍采用的技術(shù)。由于進氣預(yù)熱或缸內(nèi)預(yù)熱均需要較大的電流，常用的方式是通過繼電器來驅(qū)動，即電子控制單元驅(qū)動繼電器的線圈，使繼電器觸點接合，電流流經(jīng)進氣預(yù)熱裝置或缸內(nèi)預(yù)熱塞使局部溫度升高，從而改善發(fā)動機起動性能。目前這種驅(qū)動方式存在的問題是大電流流經(jīng)繼電器觸點時會導(dǎo)致觸點粘連，由于觸點粘連導(dǎo)致預(yù)熱裝置長時間通電，輕者造成蓄電池虧電或預(yù)熱裝置因長時間發(fā)熱燒損，嚴重的會導(dǎo)致車輛因局部發(fā)熱著火燒毀。預(yù)熱繼電器觸點粘連一直是我國汽車售后領(lǐng)域非常常見的故障。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有發(fā)動機進氣預(yù)熱時容易發(fā)生繼電器觸點粘連的現(xiàn)象，提出一種改進的進氣預(yù)熱控制電路方案，該方案能極大程度降低因繼電器發(fā)生觸點粘連而導(dǎo)致的控制電路失效并在發(fā)生觸點粘連時能有效檢測出來。為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種發(fā)動機進氣預(yù)熱控制電路，包括高邊繼電器k1、低邊繼電器k2、電子控制單元ecu以及電源，所述k1輸入端1腳和k2輸入端1腳連接電源正極vbb，k1輸入端2腳和k2輸入端2腳分別連接ecu的控制端ctl1和ctl2，k1輸出端3腳通過負載gh1連接k2輸出端4腳，k1輸出端4腳連接電源正極vbb，k2輸出端3腳接地，電源負極接地。

優(yōu)選的，所述電子控制單元ecu包括微控制單元mcu、電阻r1、電阻r2、電阻r3以及防反二極管d1，所述mcu有兩個控制輸出端口out1、out2以及一個輸入端口in，所述控制輸出端口out1、out2分別連接ecu的控制端ctl1和ctl2,所述防反二極管d1的正端連接vcc，d1負端連接電阻r3的一端，r3的另一端連接于ecu的輸入端adc1和電阻r1的一端，電阻r1的另一端連接于mcu的輸入端口in和電阻r2的一端，電阻r2的另一端接地，所述繼電器k1的輸出端3腳連接ecu的輸入端adc1。

優(yōu)選的，所述控制輸出端口out1、out2還可通過驅(qū)動功率管q1、q2分別連接ecu的控制端ctl1和ctl2，具體連接方式為：控制輸出端口out1連接電阻r4的一端，電阻r4的另一端連接電阻r5的一端和驅(qū)動功率管q1的基極，r5的另一端和驅(qū)動功率管q1的發(fā)射極接地，驅(qū)動功率管q1的集電極連接ecu的控制端ctl1；控制輸出端口out2連接電阻r6的一端，電阻r6的另一端連接電阻r7的一端和驅(qū)動功率管q2的基極，r7的另一端和驅(qū)動功率管q2的發(fā)射極接地，驅(qū)動功率管q2的集電極連接ecu的控制端ctl2。

優(yōu)選的，本發(fā)明基于上述控制電路，還提供一種發(fā)動機進氣預(yù)熱控制方法，包括步驟：

一：電子控制單元ecu的控制端ctl1和ctl2同時輸出高電平；

二：采集輸入端in的電壓值；

三：判斷輸入端in上的電壓值，若輸入端in的電壓值為vfb＝(vcc-vd1)*r2/(r1+r2+r3)，則表示繼電器k1、k2均正常斷開，若輸入端in的電壓值為vfb＝vbb*r2/(r1+r2)，則表示繼電器k1發(fā)生觸點粘連、k2正常斷開或者繼電器k1、k2同時發(fā)生觸點粘連，若輸入端in的電壓值為vfb＝[(vcc-vd1)*rp/(rp+r3)]*r2/(r1+r2)，則表示繼電器k1正常斷開、k2發(fā)生觸點粘連，其中vd1為防反二極管的正向壓降，rp為(r1+r2)與負載gh1內(nèi)阻并聯(lián)后的電阻。

優(yōu)選的，本發(fā)明基于上述控制電路，還提供一種發(fā)動機進氣預(yù)熱控制方法，包括步驟：

一：電子控制單元ecu的控制端ctl1和ctl2同時輸出低電平；

二：采集輸入端in的電壓值；

三：判斷采集輸入端in上的電壓值是否為vfb＝vbb*r2/(r1+r2),若是，則表示繼電器k1、k2均正常接合，否則表示k1或k2接合異常。

本發(fā)明的優(yōu)點是：

1、本發(fā)明采用了雙繼電器電路，即使一個繼電器發(fā)生觸點粘連，系統(tǒng)的控制功能也不會喪失，只有當(dāng)兩個繼電器同時發(fā)生粘連時系統(tǒng)的控制功能才會喪失，可見本發(fā)明極大的提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性。

2、本發(fā)明可以準確診斷出繼電器粘連的故障，從而提醒用戶及時排除故障，以免造成進一步的損壞。

3、本發(fā)明除了能檢測出控制端輸出高電平時的觸點粘連故障之外，還能檢測出控制端輸出低電平時電路是否存在其他故障。

4、與現(xiàn)有的進氣預(yù)熱控制電路相比，本發(fā)明僅增加了一個繼電器和反饋電路就極大提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性，從所花費的成本角度考慮，屬于低投入高回報的設(shè)計，減少了蓄電池電能浪費、預(yù)熱裝置損壞、甚至車輛燒損的潛在風(fēng)險，具有較大的經(jīng)濟效益和社會效益。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要的附圖做簡單的介紹，顯而易見地，下面描述的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明發(fā)動機進氣預(yù)熱控制電路基本結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明發(fā)動機進氣預(yù)熱控制電路優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細說明。

如圖1所示，一種發(fā)動機進氣預(yù)熱控制電路，包括高邊繼電器k1、低邊繼電器k2、電子控制單元ecu以及電源，所述k1輸入端1腳和k2輸入端1腳連接電源正極vbb，k1輸入端2腳和k2輸入端2腳分別連接ecu的控制端ctl1和ctl2，k1輸出端3腳通過負載gh1連接k2輸出端4腳，k1輸出端4腳連接電源正極vbb，k2輸出端3腳接地，電源負極接地。

本實施方式使用蓄電池作為電源，但這并不作為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解本發(fā)明也可采用除蓄電池以外的其他直流供電源。負載gh1為預(yù)熱裝置負載，k1為高邊繼電器，k2為低邊繼電器，ecu的控制端ctl1輸出高電平時，k1線圈不導(dǎo)通，k1的觸點不接合，ecu的控制端ctl2輸出高電平時，k2線圈不導(dǎo)通，k2的觸點不接合，當(dāng)對系統(tǒng)進行開關(guān)控制時，所述ecu的控制端ctl1和ctl2同時輸出高電平或同時輸出低電平，當(dāng)ctl1和ctl2同時輸出高電平時，說明需要斷開系統(tǒng)電路，若此時繼電器k1、k2中的其中一個發(fā)生觸點粘連故障，整個系統(tǒng)電路依然可以實現(xiàn)斷開，只有當(dāng)繼電器k1和k2均發(fā)生觸點粘連時，控制電路才會喪失控制功能導(dǎo)致整個系統(tǒng)電路不能按照預(yù)期斷開。假設(shè)一個繼電器發(fā)生觸點粘連的概率為0.3％，則本發(fā)明控制電路喪失功能的概率為十萬分之九，可見本發(fā)明所設(shè)計的控制電路結(jié)構(gòu)能夠極大提高發(fā)動機預(yù)熱系統(tǒng)的安全性和可靠性。

進一步的，本發(fā)明的電子控制單元ecu包括微控制單元mcu、電阻r1、電阻r2、電阻r3以及防反二極管d1，所述mcu有兩個控制輸出端口out1、out2以及一個輸入端口in，所述控制輸出端口out1、out2為ecu的控制端ctl1和ctl2,所述防反二極管d1的正端連接vcc，d1負端連接電阻r3的一端，r3的另一端連接于ecu的輸入端adc1和電阻r1的一端，電阻r1的另一端連接于mcu的輸入端口in和電阻r2的一端，電阻r2的另一端接地，所述繼電器k1的輸出端3腳連接ecu的輸入端adc1。

本發(fā)明中mcu為ecu內(nèi)部的微處理器，vcc為mcu供電電壓，r1、r2和r3為分壓電阻。ecu的輸入端adc1輸入反饋信號，并經(jīng)內(nèi)部r1和r2分壓后送入mcu中，由mcu進行模數(shù)轉(zhuǎn)換采集電壓值vfb，通過控制端口ctl1、ctl2的高低電平以及相應(yīng)的vfb的電壓值即可實現(xiàn)k1和k2觸點粘連的檢測。

當(dāng)需要進行預(yù)熱時，ctl1和ctl2同時置低電平l，k1和k2的觸點接合，此時mcu采樣端的電壓值vfb為：vfb＝vbb*r2/(r1+r2)，其中vbb為蓄電池電壓值，通常情況下，16v≤vbb≤32v。

當(dāng)結(jié)束預(yù)熱后，ctl1和ctl2同時置高電平h，正常情況下k1和k2的觸點斷開，adc1端懸空，此時mcu采樣端的電壓值vfb為：vfb＝(vcc-vd1)*r2/(r1+r2+r3)，其中vd1為防反二極管的正向壓降。

如果當(dāng)結(jié)束預(yù)熱后，ctl1和ctl2同時置高電平，k1觸點發(fā)生粘連而k2的觸點正常斷開，或者k1和k2觸點同時粘連，此時mcu采樣端的電壓值vfb為：vfb＝vbb*r2/(r1+r2)。

如果當(dāng)結(jié)束預(yù)熱后，ctl1和ctl2同時置高電平，k1的觸點正常斷開而k2觸點發(fā)生粘連，此時mcu采樣端的電壓值vfb為：vfb＝[(vcc-vd1)*rp/(rp+r3)]*r2/(r1+r2)，其中rp為(r1+r2)與負載gh1內(nèi)阻并聯(lián)后的電阻，由于負載gh1的內(nèi)阻一般2歐姆以下，相比r1、r2、r3小很多，通常r1、r2、r3是gh1阻抗的5000倍以上，所以vfb接近于零。

作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，如圖2所示，為了使得mcu更好地控制繼電器的開關(guān)，還可在mcu的控制輸出端口和繼電器之間連接驅(qū)動功率管，具體連接方式為：控制輸出端口out1連接電阻r4的一端，電阻r4的另一端連接電阻r5的一端和驅(qū)動功率管q1的基極，r5的另一端和驅(qū)動功率管q1的發(fā)射極接地，驅(qū)動功率管q1的集電極連接ecu的控制端ctl1；控制輸出端口out2連接電阻r6的一端，電阻r6的另一端連接電阻r7的一端和驅(qū)動功率管q2的基極，r7的另一端和驅(qū)動功率管q2的發(fā)射極接地，驅(qū)動功率管q2的集電極連接ecu的控制端ctl2。q1為高邊繼電器驅(qū)動功率管，q2為低邊繼電器驅(qū)動功率管，r4、r5、r6、r7為功率管基極分壓電阻。當(dāng)控制端口out1為低電平時，q1不導(dǎo)通，ctl1為高電平，k1線圈不導(dǎo)通，k1的觸點不接合；當(dāng)控制端口out2為低電平時，q2不導(dǎo)通，ctl2為高電平，k2線圈不導(dǎo)通，k2的觸點不接合。

當(dāng)需要進行預(yù)熱時，控制端口out1和out2置高電平，ctl1和ctl2即與地導(dǎo)通，k1和k2的觸點接合，此時mcu采樣端的電壓值vfb為：vfb＝vbb*r2/(r1+r2)；

當(dāng)結(jié)束預(yù)熱后，控制端口out1和out2置低電平，q1和q2不導(dǎo)通,正常情況下k1和k2的觸點斷開，adc1線懸空，此時mcu采樣端的電壓值vfb為：vfb＝(vcc-vd1)*r2/(r1+r2+r3)，其中vd1為防反二極管的正向壓降；

如果當(dāng)結(jié)束預(yù)熱后，控制端口out1和out2置低電平，q1和q2不導(dǎo)通,k1觸點發(fā)生粘連而k2的觸點正常斷開，或者k1和k2觸點同時粘連，此時mcu采樣端的電壓值vfb為：vfb＝vbb*r2/(r1+r2)；

如果當(dāng)結(jié)束預(yù)熱后，控制端口out1和out2置低電平，q1和q2不導(dǎo)通，k1的觸點正常斷開而k2觸點發(fā)生粘連，此時mcu采樣端的電壓值vfb為：

vfb＝[(vcc-vd1)*rp/(rp+r3)]*r2/(r1+r2)，其中rp為(r1+r2)與負載gh1內(nèi)阻并聯(lián)后的電阻，由于負載gh1的內(nèi)阻一般2歐姆以下，相比r1、r2、r3小很多，通常r1、r2、r3是gh1阻抗的5000倍以上，所以vfb接近于零。

根據(jù)以上描述，可以得出如下故障檢測表(h表示高電平、l表示低電平)：

為了更好的詳細闡述本發(fā)明，下面結(jié)合具體數(shù)值并給出控制端ctl1和ctl2各種狀態(tài)時的故障檢測表：gh1電阻為1.7ω，r2＝r3＝10kω,r1＝100kω,vbb＝16v,vcc＝5vvd1＝0.6v。

根據(jù)上述取值，可以得出如下故障檢測表(h表示高電平、l表示低電平、x表示兩種電平均可)：

需要說明的是：上述具體取值只是為了更加詳細闡述本發(fā)明，但不用于限制本發(fā)明的保護范圍。

本發(fā)明能夠減小發(fā)動機預(yù)熱結(jié)束后因繼電器發(fā)生觸點粘連而產(chǎn)生的控制電路失效，以及由此帶來的一系列安全隱患，能極大提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。

以上僅為本發(fā)明的具體實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。