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1、(10)申请公布号 CN 103821625 A (43)申请公布日 2014.05.28 CN 103821625 A (21)申请号 201410045788.8 (22)申请日 2014.02.08 F02D 41/20(2006.01) F02D 41/30(2006.01) (71)申请人 潍柴动力股份有限公司 地址 261205 山东省潍坊市高新技术产业开 发区福寿东街 197 号甲 (72)发明人 王世荣 杨英振 陈岩 仉佃伟 张国花 (74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人 王宝筠 (54) 发明名称 一种发动机喷油控制电路及控制方法 (57) 。
2、摘要 本发明提供了一种发动机喷油控制电路及控 制方法 : 限流稳压电路、 单向导通电路、 储能电路 以及控制电路依次相连, 当 T15 开关开启时, T15 信号为高电平, 电源电压经过限流稳压电路稳定 到预设电压范围后通过单向导通电路输出至储能 电路, 给储能电路中的电容充电, 当储能电路的输 出电压值高于导通电压时, 控制电路控制喷油总 开关开启 ; 当T15开关关闭时, T15信号为低电平, 储能电路中的电容放电, 输出的电压逐渐下降, 当 储能电路的输出电压值低于导通电压时, 控制电 路控制喷油总开关关闭, 实现对发动机喷油的控 制。 当单片机工作异常, 无法在T15开关关闭时正 常控。
3、制 ECU 关闭时, 本发明所提供的电路可以关 闭喷油总开关, 使发动机停止工作。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103821625 A CN 103821625 A 1/2 页 2 1. 一种发动机喷油控制电路, 其特征在于, 所述电路包括 : 限流稳压电路、 单向导通电路、 储能电路以及控制电路依次相连 ; 所述限流稳压电路, 当 T15 信号为高电平时, 将电源电压稳定到预设电压范围输出, 给 储能电路供电, 并通过输出电。
4、压范围控制储能模块的电能 ; 所述单向导通电路, 将所述限流稳压电路输出的稳压电流单向输出至储能电路, 并反 向截止电流 ; 所述储能电路, 当 T15 信号为高电平时, 储能电路中的电容充电, 充满后电能稳定在预 设电能值, 输出的电压值稳定在预设电压值 ; 当 T15 信号为低电平时, 储能电路中的电容通 过放电回路放电, 储能电路的输出电压逐渐下降 ; 所述控制电路, 用于检测储能电路输出的电压值, 当储能电路输出的电压值高于导通 电压时, 控制喷油总开关开启 ; 当储能电路输出的电压值低于导通电压时, 控制喷油总开关 关闭, 储能电路放电至输出电压低于导通电压的延时大于单片机控制 EC。
5、U 关闭的延时。 2. 根据权利要求 1 所述的电路, 其特征在于, 所述电路还包括 : RC 滤波电路, RC 滤波电路设置在限流稳压电路之前, 对电源电压进行滤波, 降低电源 电压的干扰。 3. 根据权利要求 1 所述的电路, 其特征在于, 所述电路还包括 : 温度补偿电路, 温度补偿电路与限流稳压电路和控制电路相连, 补偿温度变化对储能 电路中电容和控制电路中开关管的影响。 4. 根据权利要求 1-3 任意一项所述的电路, 其特征在于, 所述限流稳压电路包括 : 稳压二极管或稳压芯片。 5. 根据权利要求 1-3 任意一项所述的电路, 其特征在于, 所述储能电路包括 : 储能电容以及两个。
6、放电电阻, 当 T15 信号为低电平时, 储能电容以及两个放电电阻组 成放电回路。 6. 根据权利要求 1-3 任意一项所述的电路, 其特征在于, 所述控制电路包括 : 开关管和非门芯片 ; 开关管检测储能电路输出的电压值, 当储能电路输出的电压值高于导通电压时, 向非 门芯片输出高电平, 非门芯片输出低电平控制喷油总开关开启 ; 当储能电路输出的电压值 低于导通电压时, 向非门芯片输出低电平, 非门芯片输出高电平控制喷油总开关关闭。 7. 一种发动机喷油控制方法, 其特征在于, 所述方法包括 : 当 T15 开关闭合时, 限流稳压电路将电源电压稳定到预设电压范围输出至单向导通电 路 ; 单向。
7、导通电路将稳压电流单向输出至储能电路, 对储能电路中的电容充电, 所述储能 电路输出的电压值不断增大, 直至储能电路中的电能稳定在预设电能值, 输出电压稳定在 预设电压值 ; 控制电路检测到储能电路输出的电压值高于导通电压时, 控制喷油总开关开启 ; 当 T15 开关关闭时, 储能电路中的电容通过放电回路放电, 储能电路的输出电压逐渐 下降 ; 控制电路检测到储能电路输出的电压值低于导通电压时, 控制喷油总开关关闭, 储能 电路放电至输出电压低于导通电压的延时大于单片机控制 ECU 关闭的延时。 权 利 要 求 书 CN 103821625 A 2 2/2 页 3 8. 根据权利要求 7 所述。
8、的方法, 其特征在于, 所述方法还包括 : RC 滤波电路对电源电压进行滤波, 将滤波后的电源电压输出至限流稳压电路。 9. 根据权利要求 8 所述的方法, 其特征在于, 所述方法还包括 : 温度补偿电路补偿温度变化对储能电路中的电容和控制电路中的开关管的影响。 权 利 要 求 书 CN 103821625 A 3 1/6 页 4 一种发动机喷油控制电路及控制方法 技术领域 0001 本发明涉及自动控制领域, 特别是涉及一种发动机喷油控制电路及控制方法。 背景技术 0002 在电控系统的发动机中, 电子控制单元 (Electronic Control Unit, ECU) 是控制 发动机正常运。
9、转的核心部件, 控制发动机的正常运转和关闭。 T15为控制ECU工作的使能信 号, T15 信号由 ECU 上的单片机检测。 0003 T15 关闭时, ECU 上的单片机检测到 T15 为低电平, 控制 ECU 进行数据的保存和备 份后停止工作, ECU 停止工作后, 发动机也停止运转。当 T15 开启时, ECU 上的单片机检测到 T15 为高电平, 控制 ECU 开始工作, ECU 开始工作后控制发动机正常运转。 0004 但是, 当 ECU 上的单片机工作异常时, 单片机无法检测到 T15 信号, 或者即使检测 到T15信号, 无法正常控制ECU停止工作, 就会造成在紧急制动需要停止发。
10、动机工作时导致 制动异常, 造成安全事故。 发明内容 0005 有鉴于此, 本发明提供了一种发动机喷油控制电路及控制方法, 在 T15 开关关闭 时, 储能电路放电至输出电压低于控制电路的导通电压, 控制电路控制喷油总开关关闭, 在 单片机工作异常时实现对发动机的制动。 0006 一种发动机喷油控制电路, 所述电路包括 : 0007 限流稳压电路、 单向导通电路、 储能电路以及控制电路依次相连 ; 0008 所述限流稳压电路, 当 T15 信号为高电平时, 将电源电压稳定到预设电压范围输 出, 给储能电路供电, 并通过输出电压范围控制储能模块的电能 ; 0009 所述单向导通电路, 将所述限流。
11、稳压电路输出的稳压电流单向输出至储能电路, 并反向截止电流 ; 0010 所述储能电路, 当 T15 信号为高电平时, 储能电路中的电容充电, 充满后电能稳定 在预设电能值, 输出的电压值稳定在预设电压值 ; 当 T15 信号为低电平时, 储能电路中的电 容通过放电回路放电, 储能电路的输出电压逐渐下降 ; 0011 所述控制电路, 用于检测储能电路输出的电压值, 当储能电路输出的电压值高于 导通电压时, 控制喷油总开关开启 ; 当储能电路输出的电压值低于导通电压时, 控制喷油 总开关关闭, 储能电路放电至输出电压低于导通电压的延时大于单片机控制 ECU 关闭的延 时。 0012 可选的, 所。
12、述电路还包括 : 0013 RC 滤波电路, RC 滤波电路设置在限流稳压电路之前, 对电源电压进行滤波, 降低 电源电压的干扰。 0014 可选的, 所述电路还包括 : 0015 温度补偿电路, 温度补偿电路与限流稳压电路和控制电路相连, 补偿温度变化对 说 明 书 CN 103821625 A 4 2/6 页 5 储能电路中电容和控制电路中开关管的影响。 0016 可选的, 所述限流稳压电路包括 : 0017 稳压二极管或稳压芯片。 0018 可选的, 所述储能电路包括 : 0019 储能电容以及两个放电电阻, 当 T15 信号为低电平时, 储能电容以及两个放电电 阻组成放电回路。 002。
13、0 可选的, 所述控制电路包括 : 0021 开关管和非门芯片 ; 0022 开关管检测储能电路输出的电压值, 当储能电路输出的电压值高于导通电压时, 向非门芯片输出高电平, 非门芯片输出低电平控制喷油总开关开启 ; 当储能电路输出的电 压值低于导通电压时, 向非门芯片输出低电平, 非门芯片输出高电平控制喷油总开关关闭。 0023 一种发动机喷油控制方法, 所述方法包括 : 0024 当 T15 开关闭合时, 限流稳压电路将电源电压稳定到预设电压范围输出至单向导 通电路 ; 0025 单向导通电路将稳压电流单向输出至储能电路, 对储能电路中的电容充电, 所述 储能电路输出的电压值不断增大, 直。
14、至储能电路中的电能稳定在预设电能值, 输出电压稳 定在预设电压值 ; 0026 控制电路检测到储能电路输出的电压值高于导通电压时, 控制喷油总开关开启 ; 0027 当 T15 开关关闭时, 储能电路中的电容通过放电回路放电, 储能电路的输出电压 逐渐下降 ; 0028 控制电路检测到储能电路输出的电压值低于导通电压时, 控制喷油总开关关闭, 储能电路放电至输出电压低于导通电压的延时大于单片机控制 ECU 关闭的延时。 0029 可选的, 所述方法还包括 : 0030 RC 滤波电路对电源电压进行滤波, 将滤波后的电源电压输出至限流稳压电路。 0031 可选的, 所述方法还包括 : 0032 。
15、温度补偿电路补偿温度变化对储能电路中的电容和控制电路中的开关管的影响。 0033 由上述内容可知, 本发明有如下有益效果 : 0034 本发明提供了一种发动机喷油控制电路及控制方法, 所述电路包括 : 限流稳压电 路、 单向导通电路、 储能电路以及控制电路依次相连, 当 T15 开关开启时, T15 信号为高电 平, 电源电压经过限流稳压电路稳定到预设电压范围后通过单向导通电路输出至储能电 路, 给储能电路中的电容充电, 并通过输出电压范围控制储能模块的电能, 储能电路的输出 电压值逐渐增大, 当储能电路的输出电压值高于导通电压时, 控制电路控制喷油总开关开 启, 充满后储能电路中的电能稳定在。
16、预设电能值, 输出的电压稳定在预设电压值 ; 当 T15 开 关关闭时, T15 信号为低电平, 储能电路中的电容放电, 输出的电压逐渐下降, 当储能电路的 输出电压值低于导通电压时, 控制电路控制喷油总开关关闭, 实现对发动机喷油的控制。 其 中, 储能电路的电容开始放电到放电至储能电路输出电压低于导通电压之间的时间延时大 于单片机控制 ECU 关闭的延时, 也就是说, 当单片机工作异常, 无法在 T15 开关关闭时正常 控制 ECU 关闭时, 本发明所提供的电路可以关闭喷油总开关, 使发动机停止工作。 说 明 书 CN 103821625 A 5 3/6 页 6 附图说明 0035 为了更。
17、清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案, 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍, 显而易见地, 下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例, 对于本领域普通技术人员来讲, 在不付出创造性劳动的前提下, 还可以 根据这些附图获得其他的附图。 0036 图 1 为本发明一种发动机喷油控制电路实施例一结构示意图 ; 0037 图 2 为本发明一种发动机喷油控制电路实施例一具体实现电路图 ; 0038 图 3 为本发明一种发动机喷油控制电路滤波补偿结构示意图 ; 0039 图 4 为本发明一种发动机喷油控制电路滤波补偿具体实现电路图 ; 0040 图 5 为本发明一种发动。
18、机喷油控制方法实施例二流程图。 具体实施方式 0041 本发明提供了一种发动机喷油控制电路及控制方法, 在 T15 开关关闭时, 储能电 路放电至输出电压低于控制电路的导通电压, 控制电路控制喷油总开关关闭, 在单片机工 作异常时实现关闭发动机。 0042 下面结合附图对本发明实施例进行具体说明。 0043 实施例一 0044 图 1 为本发明一种发动机喷油控制电路实施例一结构示意图, 所述电路包括 : 0045 限流稳压电路 101、 单向导通电路 102、 储能电路 103 以及控制电路 104 依次相连。 0046 所述限流稳压电路 101, 当 T15 信号为高电平时, 将电源电压稳定。
19、到预设电压范围 输出, 给储能电路供电, 并通过输出电压范围控制储能模块的电能。 0047 所述限流稳压电路101与T15开关相连, T15开关与电源相连, 当T15开关闭合时, T15 信号为高电平, 将电源电压输出至限流稳压电路 101。限流稳压电路 101 将电源电压稳 定在预设范围内输出。电源电压一般在 9V 32V 之间波动, 限流稳压电路 101 可以将电源 电压稳定在 8V 9V 之间, 消除电源电压不稳定给储能电路既定的延时时间的影响。限流 稳压电路 101 输出的预设电压范围决定储能电路所能存储的电能。 0048 其中, 限流稳压电路 101 包括稳压二极管或者稳压芯片。如图。
20、 2 所示, 本发明实施 例中限流稳压电路 101 所采用的是稳压二极管 201。 0049 所述单向导通电路 102, 将所述限流稳压电路 101 输出的稳压电流单向输出至储 能电路 103, 并反向截止电流, 确保储能电路按照既定的放电回路放电。 0050 单向导通电路102将限流稳压电路101输出的稳压电流输出至储能电路103, 并实 现反向截止电流。单向导通电路 102 的反向截止电流的功能主要是反向截止储能电路 103 的放电电流, 实现储能电路 103 通过既定的放电回路放电, 放电电流不能反向输出至限流 稳压电路 101, 保证放电回路的唯一性, 精确控制放电时间。 0051 如。
21、图 2 所示, 本发明实施例中单向导通电路 102 所采用的是二极管 202。 0052 所述储能电路103, 当T15信号为高电平时, 储能电路103中的电容充电, 充满后电 能稳定在预设电能值, 输出的电压值稳定在预设电压值 ; 当 T15 信号为低电平时, 储能电路 103 中的电容通过放电回路放电, 储能电路 103 的输出电压逐渐下降。 0053 当 T15 开关闭合时, T15 信号为高电平, 储能电路 103 中的电容开始充电, 储能电 说 明 书 CN 103821625 A 6 4/6 页 7 路103两端的电压逐渐增大, 当储能电路103中的电容充满后, 电容中的电能稳定在。
22、预设电 能值, 储能电路 103 的输出电压稳定在预设电压值。 0054 储能电路 103 中电容所存储的电能可以根据实际情况自行设定, 与电容的参数有 关, 电容存储的电能越多, 从开始放电到放电至导通电压的延时越长, 也就是说, 通过设置 储能电路 103 中的电容的参数, 可以控制储能电路 103 的放电延时。 0055 如图2所示, 储能电路103包括储能电容203以及两个放电电阻204和205, 当T15 信号为低电平时, 储能电容 203 以及两个放电电阻 204 和 205 组成放电回路。 0056 当T15开关关闭时, T15信号为低电平, 储能电路103中的储能电容203开始。
23、放电, 储能电容 203 以及两个放电电阻 204 和 205 依次相连组成放电回路, 两个放电电阻 204 和 205一端与储能电容203相连, 另一端接地。 储能电容203中存储的电能通过两个放电电阻 204 和 205 放电, 储能电路 103 输出电压逐渐下降。 0057 当T15开关断开时, T15信号为低电平, 储能电路103中的电容通过放电回路放电, 储能电路 103 的输出电压逐渐下降。放电回路一端接地, 一端与储能电路 103 的电容相连。 0058 所述控制电路 104, 用于检测储能电路 103 输出的电压值, 当储能电路 103 输出的 电压值高于导通电压时, 控制喷油。
24、总开关开启 ; 当储能电路 103 输出的电压值低于导通电 压时, 控制喷油总开关关闭, 储能电路 103 放电至输出电压低于导通电压的延时大于单片 机控制 ECU 关闭的延时。 0059 控制电路104用于控制喷油总开关的开启和关闭, 控制电路104检测储能电路103 的输出电压, 当 T15 开关闭合时, 储能电路 103 充电, 输出电压不断增大, 当储能电路 103 的 输出电压高于控制电路104的导通电压时, 控制电路104控制喷油总开关开启, 发动机开始 喷油 ; 当T15开关断开时, 储能电路103开始放电, 输出电压不断减小, 当储能电路103的输 出电压低于控制电路104的导。
25、通电压时, 控制电路104控制喷油总开关关闭, 发动机停止喷 油。 0060 当 T15 开关关闭时, T15 信号为低电平, 储能电路 103 的电容放电, 储能电路输出 的电压逐渐减小, 储能电路 103 从开始放电至输出电压低于控制电路 104 的导通电压的延 时大于单片机控制 ECU 关闭的延时。 0061 当单片机工作异常, 无法控制 ECU 关闭, 进而无法控制发动机停止工作时, 由于储 能电路 103 从开始放电至输出电压低于控制电路 104 的导通电压的延时大于单片机控制 ECU 关闭的延时, 本发明所提供的一种发动机喷油控制电路可以控制喷油总开关关闭, 从而 发动机停止喷油,。
26、 控制发动机停止工作。 为控制发动机在紧急制动时, 控制发动机停止工作 提供进一步保障, 提高电控机车的安全性。 0062 其中, 如图 2 所示, 所述控制电路 104 包括开关管 206 和非门芯片 207。 0063 开关管 206 检测储能电路 103 输出的电压值, 当储能电路 103 输出的电压值高于 导通电压时, 向非门芯片 207 输出高电平, 非门芯片 207 输出低电平控制喷油总开关开启 ; 当储能电路 103 输出的电压值低于导通电压时, 向非门芯片 207 输出低电平, 非门芯片 207 输出高电平控制喷油总开关关闭。其中, 开关管 206 采用三极管。 0064 在本。
27、发明实际应用中, 如图 3 所示, 发动机喷油控制电路还包括 RC 滤波电路 301。 RC 滤波电路 301 设置在限流稳压电路 101 之前, 对电源电压进行滤波, 降低电源电压的干 扰。 说 明 书 CN 103821625 A 7 5/6 页 8 0065 在本发明实际应用中, 如图 3 所示, 发动机喷油控制电路还包括温度补偿电路 302, 温度补偿电路 302 与限流稳压电路 101 和控制电路 104 相连, 补偿温度变化对储能电 路中电容和控制电路中开关管的影响。 温度补偿电路控制限流稳压电压根据温度变化输出 与温度变化相适应的电压范围, 保证储能电路所存储的电能不受温度影响,。
28、 确保储能电路 放电延时的精确可控。 0066 图 4 为包含 RC 滤波电路 301 和温度补偿电路 302 的具体电路示意图。其中, 温度 补偿电路 302 为常用的由多个三极管或 CMOS 组成的温度补偿网络。 0067 由上述内容可知, 本发明有如下有益效果 : 0068 本发明提供了一种发动机喷油控制电路及控制方法, 所述电路包括 : 限流稳压电 路、 单向导通电路、 储能电路以及控制电路依次相连, 当 T15 开关开启时, T15 信号为高电 平, 电源电压经过限流稳压电路稳定到预设电压范围后通过单向导通电路输出至储能电 路, 储能电路中的电容充电, 储能电路的输出电压值逐渐增大,。
29、 当储能电路的输出电压值高 于导通电压时, 控制电路控制喷油总开关开启, 充满后储能电路中的电能稳定在预设电能 值, 输出的电压稳定在预设电压值 ; 当 T15 开关关闭时, T15 信号为低电平, 储能电路中的电 容放电, 输出的电压逐渐下降, 当储能电路的输出电压值低于导通电压时, 控制电路控制喷 油总开关关闭, 实现对发动机喷油的控制。 其中, 储能电路的电容开始放电到放电至储能电 路输出电压低于导通电压之间的时间延时大于单片机控制 ECU 关闭的延时, 也就是说, 当 单片机工作异常, 无法在T15开关关闭时正常控制ECU关闭时, 本发明所提供的电路可以关 闭喷油总开关, 使发动机停止。
30、工作。 0069 实施例二 0070 图 5 为本发明一种发动机喷油控制方法实施例二流程图, 是与所述电路所对应的 方法, 所述方法包括 : 0071 步骤 501 : 当 T15 开关闭合时, 限流稳压电路将电源电压稳定到预设电压范围输出 至单向导通电路。 0072 T15 开关闭合, 限流稳压电路将电源电压稳定在 8V 9V 之间输出值单向导通电 路。 0073 步骤 502 : 单向导通电路将稳压电流单向输出至储能电路, 对储能电路中的电容 充电, 所述储能电路输出的电压值不断增大, 直至储能电路中的电能稳定在预设电能值, 输 出电压稳定在预设电压值。 0074 T15 开关闭合时, 单。
31、向导通电路将限流稳压电路输出的稳压电流单相输出至储能 电路, 给储能电路的电容充电, 输出电压不断增大。储能电路的电容充满电时, 电能稳定在 预设电能值, 输出电压稳定在预设电压值。储能电路中的电容可存储的电能与电容的参数 有关, 电容所存储的电能越多, 电容放电的延时越长, 可以根据需要设置电容的参数从而控 制储能电路的放电延时。 0075 步骤 503 : 控制电路检测到储能电路输出的电压值高于导通电压时, 控制喷油总 开关开启。 0076 当储能电路的输出电压高于导通电压时, 控制电路的开关管开启, 控制电路的非 门芯片输出低电平, 控制喷油总开关开启, 发动机开始工作。 0077 步骤。
32、 504 : 当 T15 开关关闭时, 储能电路中的电容通过放电回路放电, 储能电路的 说 明 书 CN 103821625 A 8 6/6 页 9 输出电压逐渐下降。 0078 当 T15 开关关闭时, 储能电路的电容开始通过放电回路放电, 单向导通电路防止 放电电流反向流入限流稳压电路, 储能电路的输出电压逐渐下降。 0079 步骤 505 : 控制电路检测到储能电路输出的电压值低于导通电压时, 控制喷油总 开关关闭, 储能电路放电至输出电压低于导通电压的延时大于单片机控制 ECU 关闭的延 时。 0080 当储能电路的输出电压低于控制电路的开关管的导通电压时, 非门芯片输出高电 平, 控。
33、制喷油总开关关闭, 发动机停止喷油, 实现控制发动机停止工作。 0081 在实际应用中, 所述方法还包括 RC 滤波电路对电源电压进行滤波, 将滤波后的电 源电压输出至限流稳压电路。 0082 所述方法还包括采用温度补偿电路补偿温度变化对储能电路中的电容和控制电 路中的开关管的影响。 0083 储能电路中的电容所存储的电能以及控制电路中的开关管的导通电压受温度影 响较大, 设置与储能电路以及开关管的温度补偿电路, 用来补偿温度变化对电容所存储的 电能以及开关管的导通电压的影响。提高一种发动机喷油控制电路的控制精度, 减小环境 温度对控制精度的影响。 0084 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已, 并不用以限制本发明, 凡在本发明的精 神和原则之内, 所作的任何修改、 等同替换、 改进等, 均应包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 103821625 A 9 1/4 页 10 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103821625 A 10 2/4 页 11 图 3 说 明 书 附 图 CN 103821625 A 11 3/4 页 12 图 4 说 明 书 附 图 CN 103821625 A 12 4/4 页 13 图 5 说 明 书 附 图 CN 103821625 A 13 。