国产自产21区,亚洲97,免费毛片网,国产啪视频,青青青国产在线观看,国产毛片一区二区三区精品

用于被加熱的汽車部件的溫度控制的電阻確定的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于被加熱的汽車部件的溫度控制的電阻確定。確定被加熱的部件的電阻用于溫度控制和監(jiān)控。接收電壓表示信號，所述電壓表示信號與跨越加熱器部件的電壓成比例。與通過加熱器部件的電流成比例的電流表示信號被接收并且被調(diào)制以生成與調(diào)制量成比例的電阻表示信號，所述調(diào)制量使得所述電流表示信號近似等于所述電壓表示信號。所述調(diào)制可以是脈寬調(diào)制。可以基于與所述脈寬調(diào)制的百分比占空比成比例的信號來生成所述電阻表示信號。所述電阻表示信號和所述電壓表示信號的差值可以被積分以提供誤差信號，所述誤差信號被適配以使所述調(diào)制與加熱器部件的電阻成比例。
【專利說明】用于被加熱的汽車部件的溫度控制的電阻確定
[0001]對相關(guān)申請的交叉引用
本申請與以下5個美國臨時專利申請相關(guān):
在與本臨時專利申請同日提交的并且由代理人案號2012P01913US所識別的、由Perry Czimmek、Mike Hornby 和 Doug Cosby 所發(fā)明的 Using Resistance Equivalent toEstimate Temperature of a Fuel-1njector Heater (使用電阻等效以估計燃料噴射器加熱器的溫度)。
[0002]在與本臨時專利申請同日提交的并且由代理人案號2012P01914US所識別的、由Perry Czimmek 所發(fā)明的 Tuned Power Amplifier With Loaded Choke For InductivelyHeated Fuel Injector (用于電感加熱的燃料噴射器的具有加載扼流圈的調(diào)諧功率放大器)。
[0003]在與本臨時專利申請同日提交的并且由代理人案號2012P01915US所識別的、由Perry Czimmek 所發(fā)明的 Tuned Power Amplifier with Multiple Loaded Chokes forInductively Heated Fuel Injectors (用于電感加熱的燃料噴射器的具有多重加載扼流圈的調(diào)諧功率放大器)。
[0004]在與本臨時專利申請同日提交的并且由代理人案號2012P02060US所識別的、由Perry Czimmek、Mike Hornby 和 Doug Cosby 所發(fā)明的 Using Resistance Equivalent toEstimate Heater Temperature of an Exhaust Gas After-Treatment Component (使用電阻等效以估計廢氣后處理部件的加熱器溫度)。
[0005]在與本臨時專利申請同日提交的并且由代理人案號2012P02176US所識別的、由Perry Czimmek 所發(fā)明的 Resistance Determination with Increased Sensitivity forTemperature Control of Heated Automotive Component (用于被加熱的汽車部件的溫度控制的靈敏度增大的電阻確定)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0006]本發(fā)明的實施例通常涉及用于汽車加熱器并且更具體地用于為可變噴霧燃料噴射器或電子催化劑而控制加熱器的功率電子設備。
【背景技術(shù)】
[0007]有用于改進內(nèi)燃機排放質(zhì)量的持續(xù)需要。同時，有最小化發(fā)動機曲柄發(fā)動次數(shù)(engine crank times)和從接通到開走的時間同時維持最大燃料經(jīng)濟性的壓力。這些壓力適用于用可替代燃料被供給燃料的發(fā)動機以及那些用汽油被供給燃料的發(fā)動機，所述可替代燃料諸如乙醇。
[0008]在冷溫度發(fā)動機起動期間，常規(guī)的火花點火內(nèi)燃機由高碳氫化合物排放和不佳的燃料點火和可燃性所表征。除非在停止和熱浸(hot-soak)之后發(fā)動機已經(jīng)處于高溫，否則曲柄發(fā)動時間可能是過度的，或者發(fā)動機可能根本不起動。在較高速度和負載下，操作溫度升高并且燃料霧化和混合改進。[0009]在實際發(fā)動機冷起動期間,完成起動所必需的濃集(enrichment)許可(leave)具體化為高尾管碳氫化合物排放的非化學計量(off-stoichiometric)燃料供給。最差的排放在發(fā)動機操作的最初幾分鐘期間，在此之后催化劑和發(fā)動機接近操作溫度。關(guān)于乙醇供給燃料的車輛，由于燃料的乙醇百分比部分增大到100%，冷起動的能力變得越來越變小，導致一些制造者包括雙燃料系統(tǒng)，其中用常規(guī)汽油為發(fā)動機起動供給燃料，并且用乙醇級(ethanol grade)為發(fā)動機運行供給燃料。這種系統(tǒng)是昂貴并且冗余的。
[0010]對在低溫下冷起動排放和起動困難的另一個解決方案是將燃料預熱到以下溫度:其中燃料當被釋放到歧管或大氣壓力時快速汽化或立即汽化(“閃速沸騰”(flash boil))。只要考慮燃料狀態(tài)，預熱燃料重現(xiàn)熱發(fā)動機。
[0011]已經(jīng)提議了許多預熱方法，大多數(shù)預熱方法涉及在燃料噴射器中預熱。燃料噴射器被廣泛用于將燃料計量供給到汽車發(fā)動機的進氣歧管或汽缸中。燃料噴射器通常包括包含大量加壓燃料的外殼、燃料進口部分、包含針閥的噴嘴部分和機電致動器，所述機電致動器諸如電磁螺線管、壓電致動器或用于致動針閥的另外的機械裝置。當針閥被致動時，加壓燃料通過閥座中的噴口噴出并且進入到發(fā)動機中。
[0012]已經(jīng)被用于預熱燃料的一種技術(shù)是包括具有時變或穩(wěn)態(tài)電流的燃料噴射器的電阻性加熱金屬元件。電能在幾何上和材料上適合于由焦耳或歐姆損耗加熱的部件內(nèi)部被轉(zhuǎn)換成熱，所述焦耳或歐姆損耗由通過該部件的電流流動所引起。
[0013]被加熱的燃料噴射器不僅在解決與汽油系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的上述問題中是有用的，而且在預熱乙醇級燃料以在沒有冗余汽油燃料系統(tǒng)的情況下成功完成起動中也是有用的。
[0014]因為加熱技術(shù)使用電流，所述系統(tǒng)包括電子設備，所述電子設備用于向燃料噴射器中的部件提供適當激勵。該激勵可以包括控制電能并且確定何時施加電能。
[0015]常規(guī)電阻性加熱是開環(huán)或在沒有基于溫度的電能控制情況下被完成的。遠程恒溫器或計算模型可以被合并以提供某種控制用以防止失控溫度事件和對燃料噴射器的損害。更復雜的方法可以監(jiān)控通過加熱器的電流以估計溫度或指引熱電耦、正/負溫度系數(shù)傳感器或用于確定溫度的其它裝置用于更精確地調(diào)節(jié)噴射器加熱器溫度。
[0016]被加熱的金屬部件將具有對電流的電阻正溫度系數(shù)(即當其溫度升高時其電阻將增大)。理想地，知道初始電阻和最終電阻將允許以某一精確度知道部件溫度。用于電阻性加熱器的最佳金屬通常具有非常小的正溫度系數(shù)并且因此只通過監(jiān)控電流來測量電阻改變將由許多互相連接部件的老化和線束電阻而降低靈敏度。因此，從其它串聯(lián)部件的電阻改變來辨別加熱器部件的電阻改變變得困難。
[0017]更精確地知道加熱器部件的電阻改變以便可以完成溫度控制將會是有利的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]根據(jù)本發(fā)明的實施例，加熱器部件的電阻被確定用于溫度控制和監(jiān)控。與跨越加熱器部件的電壓成比例的電壓表示信號被接收。與通過加熱器部件的電流成比例的電流表示信號被接收并且被調(diào)制以生成與調(diào)制量成比例的電阻表示信號，所述調(diào)制量使得所述電流表示信號近似地等于所述電壓表示信號。所述調(diào)制可以是脈寬調(diào)制。可以基于與所述脈寬調(diào)制的百分比占空比成比例的信號而生成所述電阻表示信號。所述電阻表示信號和所述電壓表示信號的差值可以被積分以提供誤差信號，所述誤差信號被適配以使所述調(diào)制與加熱器部件的電阻成比例。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是用于本發(fā)明實施例的操作環(huán)境的圖示。
[0020]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的信號流圖。
[0021]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的簡化示意圖。
[0022]圖4是描繪根據(jù)本發(fā)明實施例的功能性的示波器數(shù)據(jù)的圖表。
【具體實施方式】
[0023]本發(fā)明的實施例目的在于確定加熱器部件的電阻并且提供以下信號，所述信號將該電阻表示為表示電壓的信號與表示電流的信號的除法等效的輸出解。可以通過精確測量跨越電子組件內(nèi)部的小值精確電阻器或“電流感測電阻器”的電壓降來測量電流。該電壓降與流經(jīng)電阻器的電流直接成比例。然后可以通過精確測量跨越加熱器部件的電壓來詳細敘述對該電流的了解。在通過加熱器的電流已知和跨越加熱器的電壓已知的情況下，從歐姆定律，可以根據(jù)眾所周知的公式R=V/I來計算電阻，其中R是電阻，V是電壓并且I是電流。所述電阻被提供，作為與脈寬調(diào)制(PWM)信號的占空比成比例的電壓。所述PWM信號具有占空比，所述占空比使得與通過加熱器部件的電流成比例的電壓等效于與跨越加熱器部件的電壓成比例的電壓。本發(fā)明的實施例產(chǎn)生該電阻了解，并且從該了解中，加熱部件的溫度可以被估計并且然后基于所估計的溫度被調(diào)節(jié)。
[0024]圖1是用于本發(fā)明實施例的操作環(huán)境的圖示。在圖1中，本發(fā)明的實施例的功能位置被描繪為除法等效模塊113。用于包括但不限于電感加熱的燃料噴射器或用于廢氣后處理的被加熱的部件的汽車部件的加熱器110參考以下加熱器部件，所述加熱器部件的電阻將根據(jù)溫度被確定。也被稱為加熱器電流信號120的I感測電阻器差動電壓表示通過I感測電阻器122并且因此通過加熱器110的電流。電流測量電路127包括I感測電阻器122和差動電壓運算放大器126。可以在功率開關(guān)或負載的高壓側(cè)或低壓側(cè)使用電流感測電阻器。可以利用霍爾傳感器或利用諸如感測線圈的其它類型磁傳感器完成電流測量。
[0025]也被稱為加熱器電壓信號108的跨越加熱器的差動電壓表示與流經(jīng)加熱器的電流直接有關(guān)的激勵電壓。兩個差動電壓針對歐姆定律關(guān)系R=V/I使用模擬或數(shù)字除法等效(division equivalent)113而被求解，以作為電壓等效加熱器電阻信號112提供結(jié)果。可以根據(jù)本領(lǐng)域中已知的常規(guī)技術(shù)、通過組合包括但不限于以下內(nèi)容的操作和部件來實施模擬或數(shù)字除法等效113:以數(shù)字解的求和和移位寄存器；以及以模擬解的對數(shù)、總和或差值和逆對數(shù)放大。電阻差動放大器中的改變118于是求得在電壓等效加熱器電阻信號112和電阻參考值R-ref 124之間的差值。這生成德耳塔或電阻改變或誤差信號，其可以作為等效溫度上升信號123被引入到溫度控制模塊130。該等效溫度上升信號123可以隨時間被積分并且可以與溫度參考T-ref 128比較，其中所述隨時間積分可以在計算上或通過模擬轉(zhuǎn)換被執(zhí)行以執(zhí)行積分功能。溫度控制模塊130可以使用該比較以確定是否應當通過關(guān)斷功率開關(guān)116而從加熱器移除功率,對于該示例,所述功率開關(guān)116在圖1中由MOSFET表示。溫度控制模塊130可以是:微控制器、數(shù)字“恒溫器”、PID (比例積分微分)控制器或使用被積分的并且與目標溫度改變、絕對溫度或某一其它溫度參考比較的溫度改變(所述溫度改變由等效溫度上升信號表示)的任何接口。如果等效溫度上升信號123太高，溫度改變太大，那么功率開關(guān)116可以被去能，從而關(guān)斷加熱器110。于是冷卻模型可以被使用以確定何時再次開啟加熱器。或者如果使用連續(xù)設定點控制策略，那么功率開關(guān)可以被迅速開啟和關(guān)斷(或如同模擬音頻放大器一樣在線性區(qū)域中被操作)以通過重復調(diào)整加熱器功率而將溫度調(diào)節(jié)到目標溫度。
[0026]跨越加熱器110的差動電壓可以通過差動電壓測量電路109而被獲得，所述差動電壓測量電路109可以包括差動電壓運算放大器114和盡可能接近于實際加熱器電連接的一對到加熱器的開爾文連接104-1和104-2。該對開爾文連接指的是進行力和感測連接的接頭。力部件是高載流導體并且感測部件是用于獲得該連接處的電壓電勢的并聯(lián)導線。有兩個開爾文連接，以便一個導體對承載加熱器的電流并且另一個導體對用于獲得電壓電勢。在適當尺寸的載流對用以最小化損耗和任何合理小尺寸的電壓電勢對用于測量的情況下，兩對導線可以是不同尺寸的。這樣，這兩對導線可以根據(jù)本發(fā)明的實施例而被用于執(zhí)行四導線測量。
[0027]為了測量差動電壓，負載或加熱器可以是被平衡的惠斯通電橋的一個支路。并且于是負載的任何改變將會導致惠斯通電橋的不平衡和因此跨越負載的不同電壓。或電阻分壓器(resistance divider)可以局部地位于加熱器或負載處。并且于是來自電阻分壓器的電壓可以被帶回到電子設備用于解釋。
[0028]參考圖2，表示通過加熱器部件110的電流的信號214由脈寬調(diào)制器212基于在表示跨越加熱器部件110的電壓的信號202和表示通過加熱器部件110的電流的經(jīng)調(diào)制的信號206在其已經(jīng)由低通濾波器205低通濾波之后的版本之間的誤差或差值信號210而被調(diào)制。調(diào)制的結(jié)果是生成表示電流的信號206，所述表示電流的信號206等于表示電壓的信號202，并且對應的調(diào)制占空比是加熱器部件110的等效電阻。通過低通濾波器205處理經(jīng)調(diào)制的信號206，以便由于調(diào)制頻率的信號變化被移除以呈現(xiàn)調(diào)制校正(而不是脈寬上升和下降信號的變化)或換句話說，脈寬調(diào)制的高電平和低電平的平均值。在跨越加熱器部件的電壓和通過加熱器部件的經(jīng)調(diào)制的電流之間的差值可以由差值積分放大器208積分以將誤差信號210驅(qū)動至零。數(shù)學上，占空比和通過加熱器部件的電流的積等于跨越加熱器部件的電壓:I (%) =V。為百分比占空比求解產(chǎn)生％=V/I，因此在％等效于R的情況下，R=V/I被滿足。于是使得電阻等效信號204作為表示占空比的信號而是可用的，所述表示占空比的信號將在表示跨越加熱器部件110的電壓的信號202和表示通過加熱器部件110的電流的經(jīng)調(diào)制的信號206之間的誤差210驅(qū)動至零。
[0029]參考圖3，一種實施例被描述，其中差動放大器A提供表示跨越加熱器部件的電壓的信號作為差動電壓A。差動放大器B提供表示通過加熱器部件的電流的信號作為差動電壓B，如所期望的，所述差動電壓B由R2和R3定標(scale)。PWM (脈寬調(diào)制)比較器通過與三角或鋸齒波形比較的來自積分放大器的信號調(diào)制差動電壓B以生成脈寬調(diào)制。R4和Cl是低通濾波器，其移除高和低PWM值的變化以產(chǎn)生平均電壓，所述平均電壓表示經(jīng)調(diào)制的差動電壓B。在該經(jīng)調(diào)制的電壓和由R5和R6定標的差動電壓A之間的差值由C2積分以產(chǎn)生被提供給PWM比較器和輸出PWM比較器的誤差電壓。所述輸出PWM比較器由通過R7的R-scale定標并且由包括R8和C3的低通濾波器濾波以產(chǎn)生電壓R_out，所述電壓R_out表示加熱器部件的電阻。[0030]參考圖4，未被示出的5伏特穩(wěn)態(tài)電壓作為差動電壓A被提供給類似于圖3的電路并且I赫茲頻率的電壓三角波形作為差動電壓B被提供。R-out信號等效于Vc并且作為Va/Vb=Vc而被繪圖。對Va/Vb的數(shù)字解同時被繪圖以示出本發(fā)明的實施例生成R=V/I的良好近似。
[0031]前面詳述的說明書將被理解為在各方面是說明性和示范性的，而不是限制性的，并且如根據(jù)由專利法所容許的完整寬度所解釋的不應從本發(fā)明的說明書而是從權(quán)利要求來確定此處公開的本發(fā)明的范圍。例如，當所述方法參考低壓側(cè)半導體開關(guān)和低壓側(cè)電流感測電阻器時，高壓側(cè)半導體開關(guān)或高壓側(cè)電流感測電阻器或如由本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的其任何組合將在本發(fā)明的范圍內(nèi)。附加示例是，當三角波形和比較器被用于創(chuàng)建PWM時，諸如微控制器或?qū)Ｓ肞WM集成電路的任何其它方法可以在不偏離本發(fā)明范圍的情況下被使用。此外，積分和低通濾波可以在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下被互換或取代。將被理解的是，此處所示出和描述的實施例只是說明本發(fā)明的原理并且各種修改可以在不偏離本發(fā)明的范圍和精神的情況下由本領(lǐng)域技術(shù)人員實施。
【權(quán)利要求】
1.一種方法，包括: 接收電壓表示信號，所述電壓表示信號與跨越加熱器部件的電壓成比例； 接收電流表示信號，所述電流表示信號與通過加熱器部件的電流成比例；和 調(diào)制所述電流表示信號以生成電阻表示信號，所述電阻表示信號與調(diào)制量成比例，所述調(diào)制量使得所述電流表示信號近似等于所述電壓表示信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述調(diào)制是脈寬調(diào)制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，至少部分基于與脈寬調(diào)制的百分比占空比成比例的信號來生成電阻表不信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述電阻表示信號和所述電壓表示信號的差值被積分以提供誤差信號，所述誤差信號被配置以控制所述調(diào)制，以便所述調(diào)制與加熱器部件的電阻成比例。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述電阻表示信號和所述電壓表示信號的差值被提供作為誤差信號，所述誤差信號被配置以控制所述調(diào)制，以便所述調(diào)制與加熱器部件的電阻成比例。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述電阻表示信號被定標以便所述電阻表示信號與加熱器部件的電阻成比例。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過跨越電阻器的電壓的差動電壓測量來生成所述電流表示信號，其中所述電阻器通過成比例地與通過加熱器部件的電流量近似相同的電流量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過加熱器部件的差動電壓測量來生成所述電壓表不信號。
9.一種設備,包括: 低通濾波器，其被配置以接收經(jīng)調(diào)制的電流表示信號并且提供電阻表示信號，所述經(jīng)調(diào)制的電流表示信號與通過加熱器部件的電流成比例； 放大器，其被配置以基于在電壓表示信號和所述電阻表示信號之間的差值來生成差值誤差信號，所述電壓表示信號與跨越加熱器部件的電壓成比例；和 調(diào)制器，其被配置以響應于所述差值誤差信號來調(diào)制所述電流表示信號，以便所述電阻表示信號與調(diào)制量成比例，所述調(diào)制量使得所述電流表示信號近似地等于所述電壓表示信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設備，其中所述調(diào)制器是脈寬調(diào)制器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設備，其中至少部分基于與所述脈寬調(diào)制器的百分比占空比成比例的信號來生成所述電阻表示信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設備，其中所述放大器被配置以對所述電阻表示信號和所述電壓表示的差值求積分，以便所述調(diào)制與加熱器部件的電阻成比例。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設備，其中所述放大器被配置以便所述調(diào)制與加熱器部件的電阻成比例。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設備，其中所述電阻表示信號被定標以便所述電阻表示信號與加熱器部件的電阻成比例。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設備，其中通過跨越電阻器的電壓的差動電壓測量來生成所述電流表示信號，所述電阻器通過成比例地與通過加熱器部件的電流量近似相同的電流量。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設備，其中通過加熱器部件的差動電壓測量來生成所述電壓表不信號。
【文檔編號】G01R27/08GK103913637SQ201310746390
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月31日
【發(fā)明者】P.R.齊梅克 申請人:大陸汽車系統(tǒng)公司