专利名称：一种控制电动汽车燃油加热器的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动汽车燃油加热器控制方法及系统，特别涉及纯电动汽车在冬季严 寒地区时，所配燃油加热器使用的油箱的油量信号控制技术。
背景技术：
纯电动汽车冬季取暖、除霜除雾一般是通过电动空调正温度系数(PTC)热敏电阻 加热的方法，但严寒地区的除霜除雾要求空调PTC做到功率很大，这样在车载动力电池总 能量一定的情况下就严重影响整车动力性，且现阶段电池存在能量比较小的问题，整车电 池布置受空间、载重量等限制，故在满足动力性的前提下增加燃油加热器辅助加热是严寒 地区必须的配置(加热器燃料可以是传统的柴油、汽油，也可以是生物柴油与生物乙醇等 新兴的生物质燃料，为简化说明，燃料以下统称为“燃油”，其贮存装置统称为“油箱”、其容 量统称为“油量”)。传统汽油车或柴油车上本身安装有油表显示油量信息，当将市场上成熟的燃油加 热器产品安装在传统车时，工作时只从原车油箱取油即可。即，油箱是共用的，但原车油泵 只为发动机供油，而加热器的供油还是需要单独的计量电磁泵和管路。原车油箱的实时油 量、报警信息等可从仪表的油表信息中读出，这样油表的油量信息可以作为驾驶员使用加 热器时是否加油的判断，并不影响传统车的驾驶员对是否加油进行判断等驾驶习惯。另外， 传统汽车油泵是电机旋转叶轮抽空式的，一般和油量传感器集成在油箱内，输油响应速度 极快，而且原车的油量报警时所剩的油量较多，油箱到加热器的油管中仍然充满存油，因此 加热器不会由于重复检测到油路故障而自动锁止。但电动汽车上加装燃油加热器配置后， 加热器所用油泵是在油箱外布置的计量电磁油泵，依靠脉冲电流使电磁阀吸附与脱离，级 进式推动燃油，所以在加热器工作时如果燃油被耗尽，油箱到加热器的油管中就没有存油 了。并且与传统汽车的电机旋转抽空式油泵不同的是，在加油后启动加热器，计量电磁泵需 要工作一段时间先将油箱到泵的进油段油管中的空气级进式排出后再吸油，才能将油管填 满(由于加热器耗油量极小，供油过程不能产生气泡，计量电磁泵要求的管路内直径极小， 仅2mm)。在此期间由于没有燃油供给，加热器会检测到油路故障，在重复多次故障后加热器 会被自动锁止，此时需要人工重启加热器继续让计量电磁泵抽空气，加热器又会多次检测 到油路故障而自动锁止，于此反复多次人工重启加热器才能使其正常工作。由于加热器和 电动空调是集成配合协同工作达到取暖、除霜除雾的目的，这种情况会引起最终用户的抱怨。
发明内容
为了避免上述情况发生，使得加热器在加油后启动时不会由于多次检测到油路故 障而自动锁止，并且无需反复多次人工重启加热器，而做出了本发明。另外，本发明目的还 在于解决如何将油箱油量信号作为电动车仪表或空调控制器抑或其它控制器的输入以便 在燃油即将耗尽时控制器自动关掉加热器从而避免耗尽燃油、如何定义即将耗尽时的燃油量为多少时作为油量输入信号等围绕加热器油量信号控制的问题。基于上述考虑，根据本发明第一方面，提供了一种控制电动汽车燃油加热器的方 法，包括步骤预先设置一个下限阈值，所述下限阈值是比保证从油箱到计量电磁油泵的进 油段油管中恰好充满存油的油量值大的一个值；检测油箱内的实时油量并输出指示实时油 量值的油量信号；和当实时油量值等于或低于所述下限阈值时，关闭燃油加热器。根据本发明的优选实施例，所述下限阈值通过燃油加热器搭载性能试验后进行标 定而获得。另外，下限阈值还可以由用户通过控制面板来自行设置。根据本发明的优选实施例，所述方法还包括在显示单元上显示实时油量值。所述 方法还可以包括报警的步骤，即当实时油量值等于或低于所述下限阈值时，通过可视方式 和可听方式中的一个或两者向车内人员报警。所述油量信号可以通过CAN通信方式来传 输。根据本发明的第二方面，提供了一种控制电动汽车燃油加热器的系统，包括油量 传感器，用于检测油箱内的实时油量并输出指示实时油量值的油量信号；比较单元，用于将 油量信号与一个预先设置的下限阈值进行比较并输出比较结果，所述下限阈值是比保证从 油箱到泵的进油段油管中恰好充满存油的油量值大的一个值；控制单元，用于接收比较单 元输出的比较结果，并且，当实时油量值等于或低于所述下限阈值时，输出关闭信号以关闭 燃油加热器。根据本发明的优选实施例，所述下限阈值通过燃油加热器搭载性能试验后进行标 定而获得。另外，所述系统还可以包括一个设置单元，用户能够通过设置单元来自行设置下 限阈值。此时，在设置单元出厂之前，厂家可以将用户通过设置单元能够设置的下限阈值的 范围进行规定，比如规定用户所能够设置的最小下限阈值不得低于通过燃油加热器搭载性 能试验后进行标定而获得的值，以此保证不会由于用户在设置时的误操作而导致燃油加热 器不能获得本发明的优点。根据本发明的优选实施例，所述系统可以包括一个用于显示实时油量值的显示单 元。所述系统还可以包括一个报警单元，其用于在实时油量值等于或低于所述下限阈值时 通过可视方式和可听方式中的一个或两者向车内人员报警。另外，所述系统中的各个部件 通过CAN进行通信。由于本发明所提供的方法和系统能够在油箱内的燃油即将耗尽时自动关闭加热 器，而此时油箱到计量电磁泵段总是充满油的，避免在驾驶员未发觉的情况下燃油被耗尽， 因此当加油后重启加热器时，加热器不会重复检测到油路故障，就不会出现因为重复多次 检测到油路故障而自动锁止的情况，加油启动后立即正常工作，从而使加热器加油后的系 统启动正常工作更为便捷。对于在严寒地区的冬季需要附加燃油加热器进行辅助加热的纯 电动汽车而言，普通的纯电动汽车上尽管可以读取加热器油箱剩余油量，却难以解决得知 油箱内的油已经耗尽后重加油时，出现上述多次人工重启加热器的问题。也就是说，现有技 术的纯电动汽车尽管也可以通过油量传感器上CAN给仪表上的油表显示油箱信号，但是会 诱发售后客户抱怨。本发明的燃油加热器控制方法及系统则解决了上述问题。另外，对于 纯电动EV同一平台的混合动力车型，如装有小发动机的PHEV，当其油箱很小(10-15L)时， 增加加热器配置时，其仪表同样要增加油量显示模块，报警信号和阈值也可按上述方法进 行设置以获得同样的技术效果。
此外，本发明还具有以下优点1.控制逻辑结构和原理简单、思路清晰，便于电动车搭载加热器配置产业化降低 成本；2.满足电动车增加加热器配置后在严寒地区使用的整车舒适性同时，满足了驾驶 方便性；3.对于和纯电动车同一平台的其它车辆，如增加里程增加器的插电式混合动力汽 车(PHEV)，该系统中的仪表增加油量显示模块后只需更改软件就可以共用，若其发动机取 暖不能满足严寒地区的要求而增加加热器配置，加热器及附件也大多可以通用，对整车控 制器(VMS)也只需更改部分控制软件，故对电动汽车平台化开发，减少了主机厂整车开发 成本。通过以下参照附图对具体实施例的详细描述，还可以清楚地得知本发明的其它优
点ο
图1是说明根据本发明第一实施例的电动汽车燃油加热器控制系统的示意性框 图。图2是说明根据本发明第一实施例的电动汽车燃油加热器控制方法的流程图。图3是说明根据本发明第二实施例的电动汽车燃油加热器控制系统的示意性框 图。图4是说明根据本发明第二实施例的电动汽车燃油加热器控制方法的流程图。
具体实施例方式下面将参照附图对本发明的具体实施例进行详细描述。其中省略了对本技术领域 中公知技术手段的说明，以突出本发明的重点。<第一实施例>图1是说明根据本发明第一实施例的电动汽车燃油加热器控制系统100的示意性 框图。燃油加热器控制系统100包括整车控制器VMS 101、油量传感器102、加热器控制器 103和加热器104。油量传感器102设置在加热器供油系附件的油箱内，对油箱中剩余的实 时油量进行检测。其可以采用各种常用的油量/油位传感器，比如可附加各种协议的通信 的CR-606油位传感器。由于VMS采用的是CAN通信系统，搭载燃油加热器的电动车EV所 用油量传感器是单独的件(而传统车是集成油泵的)，因此，可以将油量传感器102输出的 模拟信号经由一个单独的控制单元(为简明起见，图中未示出)进行A/D转换后通过CAN 总线通信的方式传输到VMS 101。VMS 101接收到指示实时油量值的油量输出信号之后，将实时油量值与预设的阈 值进行比较，以判断实时油量值是否达到或低于预设的阈值。如果实时油量值不大于预设 的阈值，则VMS 101向加热器控制器103输出一个命令其立即关闭加热器的控制信号。在 本实施例中，预设的阈值可以是通过前期的市场调查初步确认用户群对有加热器配置的电 动车关于油箱油量报警点设置的认可、再通过加热器搭载性能试验后进行标定而获得的报 警点油量。代表该报警点油量的阈值保证了当实时油量不低于该阈值时，油箱到加热器的油管中仍然充满燃油。而当实时油量等于或低于该阈值时，加热器被立即关闭，从而不会出 现在用户没有发觉的情况下油箱内的油被耗尽的状况。加热器控制器104具有可接受上述关闭加热器的控制信号的输入接口和软件处 理逻辑。本领域技术人员可以理解，只要加热器控制器的内存够用，增加信号处理的接口是 很容易的，一般开发时会预留接口，处理逻辑的实现也很简单。当其通过CAN与VMS 101通 信而接收到上述关闭加热器的控制信号时，适时地关闭了加热器，而此时油路并不切断，因 此加油后启动加热器就不会因计量电磁泵的工作，而出现反复报故障自动锁死加热器需反 复重启的问题。图2是说明根据本发明第一实施例的电动汽车燃油加热器控制方法的流程图。在 利用加热器为汽车供暖之前，比如在车辆出厂时、或者为车辆配置本发明的燃油加热器控 制系统时，预先设置一个限定油箱内剩余油量下限的阈值(Sll)。在加热器运行过程中， 通过油量传感器检测实时油量值(S12)，并将检测结果输入VMS 101以与阈值进行比较 (S13)。如果VMS判断出剩余的油量大于该阈值(步骤S13中的“否”)，则返回步骤S12继 续检测实时油量值。如果判断剩余油量小于或等于该阈值(步骤S13中的“是”)JUVMS 101向加热器控制器发送关闭加热器的命令(S14)。<第二实施例>下面参照图3和图4说明本发明的第二实施例。其中与第一实施例相同或类似的 装置、功能或步骤的描述被省略，仅详细描述与第一实施例不同之处。图3是说明根据本发明第二实施例的电动汽车燃油加热器控制系统200的示意性 框图。系统200与第一实施例中的系统100不同之处在于系统200还连接了油量显示器 105和报警装置106。油量显示器105可以是在车内单独设置的装置。也可以在电动汽车 原本安装的显示仪表板上增加一个油量显示模块作为对实时的剩余油量进行显示的油量 显示器。油量传感器输出的模拟信号直接发给油量显示器105显示油量，再由该油量显示 器105的控制单元将此信号进行A/D转换后经由CAN发给VMS。此外，系统200还增加了报 警装置106，当实时油量值已经达到甚至低于上述预设的阈值时，报警装置106向车内人员 发出报警信号。该报警信号可以是可视的，比如闪烁的LED光源，或者更简单的直接采用油 量显示器上显示的油量值来作为报警信号。当满足报警条件时，所显示的油量值变成红色 或开始闪烁。报警信号还可以是可听的，例如蜂鸣声或语音提示声。当然，也可以可视与可 听两种报警方式一起采用。图4是说明根据本发明第二实施例的电动汽车燃油加热器控制方法的流程图。其 中步骤S21、S23分别与图2中的步骤S11、S13相同。不同之处在于当检测到实时油量值时 还要对该值进行显示(S22)，以及在关闭加热器的同时向车内人员报警(SM)。通过上述描述，可以清楚地了解本发明的各个方面。本发明提供了一种对于在冬 季严寒地区使用燃油加热器配置的电动汽车，加热器储存燃料所用油箱燃油即将耗尽前信 号的采集和处理等控制方法，该方法能保证燃油即将耗尽时控制器自动关掉加热器，以避 免燃油耗尽驾驶员不得而知的情况下，加热器会检测到油路故障，在重复多次故障后加热 器被自动锁止而需要重启加热器使之再次工作，而引起顾客抱怨。本发明所要解决的技术 问题是通过如下技术方案实现的通过前期的市场调查，初步确认用户群对有加热器配置的电动车关于油箱油量报警点设置的认可，再通过加热器搭载性能试验后标定该报警点油量，以作为监控实时油量 的阈值。对电动汽车加装燃油加热器后，还可将仪表配置改为有油量显示模块的仪表，加热 器供油系附件的油箱内设单一的油量传感器，油量传感器输出模拟量阻值信号给仪表，仪 表就可以显示实时油量。电动车仪表通过控制器局域网(CAN)进行通信，故仪表可以将此 报警油量通过CAN信号传给整车控制器(VMQ。使加热器控制器增加可接受此信号的输入 接口和软件处理逻辑，VMS就可以通过CAN信号和加热器控制器通信而适时关闭加热器，此 时油路并不切断，加油后启动加热器就不会因计量电磁泵的工作，而出现反复报故障自动 锁死加热器需反复重启的问题。虽然通过具体实施例详细描述了本发明，然而本发明的范围并不限于此，还可以 在本发明的主旨和精神覆盖的范围内做出各种变型和修改。例如，对于油箱油量报警点 (阈值)的设置，可以由汽车厂家根据车辆型号等的不同进行前期市场调查与加热器搭载 性能试验相结合而预先固定地设置，但也可以在车辆仪表板上增加一个设置面板，由用户 输入需要进行油量报警的值。此时，在车辆出厂之前，厂家可以将用户通过设置面板能够设 置的油量报警值的范围进行规定，比如规定用户所能够设置的最小油量报警值不得低于通 过燃油加热器搭载性能试验后进行标定而获得的值，以此保证不会由于用户在设置时的误 操作而导致燃油加热器不能获得本发明的优点。虽然本发明的实施例采用纯电动汽车作为示例，并且本发明应用于纯电动汽车上 时能够很好地解决其上由于加热器重复检测到故障而自动锁死因此需反复重启的问题，然 而本发明也可应用于混合动力汽车。如装有小发动机的PHEV，其油箱很小(10-15L)时，增 加加热器配置时，其仪表同样要增加油量显示模块，报警信号和阈值也可按上述方法进行 设置以获得同样的技术效果。本发明的保护范围以所附权利要求限定。
权利要求
1.一种控制电动汽车燃油加热器的方法，包括步骤预先设置一个下限阈值，所述下限阈值是比保证从油箱到计量电磁油泵的进油段油管 中恰好充满存油的油量值大的一个值；检测油箱内的实时油量并输出指示实时油量值的油量信号；和 当实时油量值等于或低于所述下限阈值时，关闭燃油加热器。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述下限阈值通过燃油加热器搭载性能试验后进行 标定而获得。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述下限阈值由用户设置。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括在显示单元上显示实时油量值。
5.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中当实时油量值等于或低于所述下限阈 值时，通过可视方式和可听方式中的一个或两者向车内人员报警。
6.一种控制电动汽车燃油加热器的系统，包括油量传感器，用于检测油箱内的实时油量并输出指示实时油量值的油量信号； 比较单元，用于将油量信号与一个预先设置的下限阈值进行比较并输出比较结果，所 述下限阈值是比保证从油箱到泵的进油段油管中恰好充满存油的油量值大的一个值；控制单元，用于接收比较单元输出的比较结果，并且，当实时油量值等于或低于所述下 限阈值时，输出关闭信号以关闭燃油加热器。
7.如权利要求6所述的系统，其中所述下限阈值通过燃油加热器搭载性能试验后进行 标定而获得。
8.如权利要求6所述的系统，还包括一个设置单元，用户通过所述设置单元来设置下 限阈值。
9.如权利要求6至8中任一项所述的系统，还包括一个用于显示实时油量值的显示单兀。
10.如权利要求6至8中任一项所述的系统，还包括一个报警单元，其用于在实时油量 值等于或低于所述下限阈值时通过可视方式和可听方式中的一个或两者向车内人员报警。
全文摘要
本发明提供了一种控制电动汽车燃油加热器的方法及系统。所述方法包括预先设置一个下限阈值，所述下限阈值是比保证从油箱到计量电磁油泵的进油段油管中恰好充满存油的油量值大的一个值；检测油箱内的实时油量并输出指示实时油量值的油量信号；和当实时油量值等于或低于所述下限阈值时，关闭燃油加热器。
文档编号F02M31/125GK102135054SQ20101057470
公开日2011年7月27日 申请日期2010年11月25日 优先权日2010年11月25日
发明者卢若振, 李金鹏, 杨林, 许红军 申请人:奇瑞汽车股份有限公司