具体实施方式

为使本申请的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

汽车的起动性能直接影响到汽车机动性能、驾驶员的劳动强度和行车的安全性，是汽车工作可靠性的重要表现，是汽车正常运行应具备的重要性能之一。特别是在寒冷的地区，汽车起动性能尤为重要。

在低温条件下，燃料粘度和密度增大、蒸发性差，喷射后雾化效果不佳，致使大部分燃料以液态存在于气缸内，一方面容易造成进气歧管、缸筒、活塞等湿壁严重，增加油耗量，影响经济性；另一方面燃料难与空气混合，会造成实际参与燃烧的混合气过稀，不易着火，使发动机起动困难。并且，燃料不能充分燃烧，还可能会导致排放超标，污染环境，以及产生过多的积碳，导致部分零部件不能正常使用。因此，克服低温下燃料特性所带来的上述问题，对于提升汽车的起动性能具有重要意义。

本申请实施例提供了一种油轨加热系统，能够在低温条件下自动为油轨加热，进而改善燃料的雾化质量，提升汽车的起动性能。

如图1所示，本申请实施例提供的油轨加热系统包括油轨本体1、加热单元2和加热控制单元3，加热单元2与油轨本体1连接，用于为油轨本体1加热；加热控制单元3与加热单元2电连接，加热控制单元3被配置为根据环境温度、燃料温度以及发动机冷却液温度控制加热单元2的工作模式。

在寒冷环境下，汽车长时间未启动时，油轨本体1内的燃料温度通常接近于环境温度，这样会导致燃料粘度和密度增大、蒸发性差，不利于汽车的起动性能。在本申请实施例中，将加热单元2连接在油轨本体1的外壁上，这样当加热单元2工作时，其输出的热量可以通过油轨本体1传递至油轨本体1内部装载的燃料中，提升燃料的温度，降低燃料的粘度和密度，提高其蒸发性能。

加热控制单元3能够根据环境温度、燃料温度和发动机冷却液的温度，精准地判断加热单元2为油轨本体1加热的时机，并控制加热单元2进入符合当前时机的工作模式。

加热单元2的工作模式可以包括加热模式、保温模式和关闭模式。其中，加热模式是指加热单元2持续工作，以向油轨本体1输出热量，从而使油轨本体1的温度升高；保温模式是指加热单元2间歇性工作，以在油轨本体1的温度散失过多时为该油轨本体1加热，从而使油轨本体1维持在当前温度，在保温模式下，油轨本体1的当前温度通常高于环境温度；关闭模式是指加热单元2不工作，不向油轨本体1输出热量，此时油轨本体1自然散热。

综上所述，本申请实施例提供的油轨加热系统，为油轨本体1单独设置了加热单元2，从而在低温的条件下加热单元2可以为油轨本体1加热，使得油轨本体1内的燃料温度上升，蒸发性能得到改善，雾化质量得到提高。其中，加热单元2为油轨本体1加热的时机由加热控制单元3根据环境温度、燃料温度和发动机冷却液温度进行综合判断后确定，并自动执行，减少了人的工作量，也避免了在不合适的时机为油轨本体1加热而导致的车辆安全问题。

相关技术中的加热设备通常是设置在油轨本体1的内部，从而直接为燃料加热，但是这种设置方式会使油轨本体1的结构变得复杂，而且由于加热设备与燃料直接接触，如果运用不当，很可能会引起发动机起火等风险。

在本申请实施例的一些实现方式中，加热单元2为加热带，加热带与油轨本体1的外壁相贴合。在本申请实施例中，加热带是指具有柔性的、能够包覆在结构表面的具有加热功能的器件。

在本申请实施例中，加热带的形状例如可以为带状、片状等，基于加热带的柔性设计，其走向通常根据油轨本体1的形状来布置，并通过例如粘贴或捆绑的方式与油轨本体1的外壁贴合，从而为油轨本体1进行全面、均匀的加热，提升加热效率。加热带的内部材料和结构特性可以根据加热速度、最高温度需求等因素进行设计和选择，以满足不同种类、不同燃料种类的特殊要求。加热带不与燃料直接接触，也规避了发动机起火的风险。

示例性地，加热带可以为电磁式加热带或电阻式加热带。

在本申请的一些实施例中，加热带的加热回路中具有热敏电阻，该热敏电阻可以为负温度系数热敏电阻器(NTC)，即温度越高，该热敏电阻的阻值越低。在加热带贴合在油轨本体1的外壁上后，该热敏电阻也与油轨本体1的外壁紧密接触，从而在温度稳定后，热敏电阻的温度、油轨本体1的温度和燃料的温度都相同。

在本申请实施例中，加热控制单元3被配置为获取热敏电阻的阻值，并基于热敏电阻的阻值得到燃料温度。也就是说，本申请实施例提供的油轨加热系统中，没有设置专门的传感器来采集燃料温度，而是加热控制单元3通过热敏电阻的阻值反推出热敏电阻的温度，进而获得燃料温度。

热敏电阻的阻值和温度具有对应关系，加热控制单元3通过获取当前加载到热敏电阻的电压，以及经过热敏电阻的电流，即可获得热敏电阻当前的阻值，然后通过查表法可以在热敏电阻的阻值-温度关系对应表中找到当前的阻值对应的温度，该温度即为燃料温度。

其中，热敏电阻与加热控制单元3可以通过线束进行连接，加热控制单元3可以通过电源4供电。

在本申请实施例的一些实现方式中，油轨加热系统包括第一温度传感器和第二温度传感器，第一温度传感器和第二温度传感器均与加热控制单元3电连接。其中，第一温度传感器用于采集环境温度信号，并将环境温度信号发送至加热控制单元3；第二温度传感器用于采集发动机冷却液温度信号，并将发动机冷却液温度信号发送至加热控制单元3；加热控制单元3还被配置为接收环境温度信号和发动机冷却液温度信号。

在本申请的一些实施例中，第一温度传感器可以采集外界的环境温度，并将采集到的环境温度信号实时发送到加热控制单元3。第二温度传感器可以位于发动机水套中，采集发动机冷却液温度，并将采集到的发动机冷却液温度实时发送到加热控制单元3。加热控制单元 3基于上述热敏电阻的阻值、环境温度信号和发动机冷却液温度信号，按照预设的控制策略控制加热元件的工作模式。

在本申请实施例的一些实现方式中，加热控制单元3进一步被配置为：

当环境温度低于第一阈值时，控制加热单元2处于加热模式；

在加热模式下，若热敏电阻的阻值高于第二阈值，控制加热单元 2保持当前的加热模式。

在加热控制单元3的一种控制策略中，当环境温度低于第一阈值时，由于燃料温度与环境温度大致相等，此时燃料的粘度和密度都大幅增加，雾化效果差，不利于汽车发动机的顺利启动。在此情况下，控制加热单元2处于加热模式，此时由于热敏电阻的温度较低，阻值较大，因此加热功率大，能够实现快速升温。加热单元2的温度上升后，将热量传递给油轨本体1，油轨本体1进一步将热量传递给内腔中燃料。在加热单元2的升温过程中，热敏电阻的阻值不断减小，若热敏电阻的阻值高于第二阈值，则说明此时燃料的温度仍不够高，蒸发性依旧较差，此时仍需保持当前的加热模式继续加热。其中，第一阈值基于燃料的特性确定，当环境温度低于第一阈值时燃料的雾化质量较差，示例性地，第一阈值可以介于-20℃～-30℃之间。第二阈值也是基于燃料的特性确定，当热敏电阻的阻值低于第二阈值时燃料温度较高，压力过大，容易发生危险，示例性地，第二阈值可以为温度为0℃时热敏电阻对应的阻值。通常而言，第二阈值对应的温度高于第一阈值。

在本申请实施例的一些实现方式中，加热控制单元3进一步被配置为：

在加热模式下，若热敏电阻的阻值低于第二阈值且发动机冷却液温度低于第三阈值，控制加热单元2处于保温模式。

在加热控制单元3的另一种控制策略中，当热敏电阻的阻值达到第二阈值时，说明此时燃料温度比较高，燃料的粘度下降，蒸发性能得到了很大改善。示例性地，当热敏电阻的阻值小于第二阈值时，热敏电阻的阻值可以降至接近零，加热单元2几乎不再产生热量，以达到保温、保护的目的。

接下来需要进一步判断发动机冷却液的温度情况，若发动机冷却液温度低于第三阈值，此时喷油量大，空燃比不够合理，需要保持在当前温度，等待发动机水温尽快提高。此时加热单元2处于保温模式，即当热敏电阻的阻值小于第二阈值时，热敏电阻的阻值接近零，不产生热量；当热敏电阻的阻值大于第二阈值时，热敏电阻的阻值较大，产生热量为油轨本体1加热。其中，第三阈值为正常情况下发动机冷却液的温度，当低于第三阈值时燃油混合效果差，油耗增加，示例性地，第三阈值可以为80℃。

在本申请实施例的一些实现方式中，加热控制单元3进一步被配置为：

在加热模式下，若热敏电阻的阻值低于第二阈值且发动机冷却液温度高于第三阈值，控制加热单元2处于关闭模式。

在加热控制单元3的再一种控制策略中，当热敏电阻的阻值低于第二阈值，并且发动机冷却液温度高于第三阈值时，此时发动机水温达到正常范围，喷油量合适，空燃比合理，发动机处于稳定运行状态，无需再为油轨本体1加热，控制加热单元2处于关闭模式。

因此，本申请实施例提供的油轨加热系统中，加热控制单元3可以通过调节加载到热敏电阻的电压的大小、以及控制回路的通断来实现对加热单元2的加热速度、加热时间以及是否工作进行控制，控制策略中包括加热、保温和关闭三种工作模式。在加热模式下，采用较大的电压，以增大加热功率，实现快速升温，电压的大小可根据已定义的策略调节；在保温模式下，电压调节到较小值，在维持温度稳定的情况下，尽可能减少系统能耗，同时避免因温度异常升高带来的安全隐患；在关闭模式下，断开控制电路，不再为油轨本体1加热。

在按照不同的外界环境和使用工况需求，制定相应的控制策略之后，可以使加热控制单元3按照预设的控制策略以及车辆的实际状态，判断出加热单元2需求的模式、控制电压的大小和控制回路的通断状态，以使加热单元2工作在最佳状态。例如低温下，发动机启动之前，可以增大控制电压以实现快速升温；启动后暖机，油轨本体1 内的燃料温度达到第二阈值后，可适当降低电压，以减小电池的负载和对周边电子零件的干扰；暖机后，燃料雾化质量得到很大改善，可用低电压进行保温；若无需进一步加热燃料，可断开控制电路，进入关闭模式以减少能耗。

综上所述，本申请实施例提供的油轨加热系统，预先根据不同的外界环境和使用工况需求制定控制策略，然后利用加热控制单元根据车辆当前的状态(包括车辆所处环境的温度、燃料温度和发动机冷却液温度)匹配并执行对应的控制策略，使加热单元在不同工况下采用不同的工作模式对油轨本体进行加热，从而改善了低温条件下燃料的蒸发性能和雾化质量，使燃料容易被点燃，解决了发动机冷启动困难的问题，同时由于燃料能够较充分燃烧，有效减少了有害排放物的产生、降低了油耗、减少了气缸内零件的积碳，改善了进气歧管和气缸湿壁现象和机油稀释现象。本申请实施例提供的加热单元具有加热、保温、关闭三种工作模式，结构简单、易于实施，不需改变或破坏现有的油轨结构设计，适用范围广。

本申请实施例还提供了一种油轨加热方法，该方法的执行主体可以是上述的油轨加热系统，也可以是上述的加热控制单元，甚至还可以是车辆的ECU(Electronic ControlUnit，电子控制单元)。下面以执行主体是加热控制单元为例对本申请实施例提供的油轨加热方法进行介绍。

本申请实施例提供的油轨加热方法包括以下步骤：

步骤201、获取环境温度。

在低温条件下，燃料粘度和密度增大、蒸发性差，喷射后雾化效果不佳，致使大部分燃料以液态存在于气缸内，一方面容易造成进气歧管、缸筒、活塞等湿壁严重，增加油耗量，影响经济性；另一方面燃料难与空气混合，会造成实际参与燃烧的混合气过稀，不易着火，使发动机起动困难。并且，燃料不能充分燃烧，还可能会导致排放超标，污染环境，以及产生过多的积碳，导致部分零部件不能正常使用。

基于燃料的上述特性，在执行本申请实施例提供的油轨加热方法时，首先需要获取环境温度。外界的当前环境温度可以通过第一传感器进行采集。

第一传感器与加热控制单元电连接，并将采集到的环境温度信号实时发送到加热控制单元。

加热控制单元能够判断所采集的环境温度与第一阈值的大小关系，并根据预先设定的控制策略来控制加热单元进入相应的工作模式。其中，当环境温度高于第一阈值时，执行步骤202；当环境温度低于第一阈值时，执行步骤203。

步骤202、当环境温度高于第一阈值时，控制加热单元处于关闭模式。

当环境温度高于第一阈值时，说明该温度下燃料的雾化性能尚可，燃料容易被点燃，发动机能够顺利启动，因此无需对油轨本体和燃料进行加热，加热单元处于关闭模式。在关闭模式下，加热单元不工作，不向油轨本体和燃料输出热量，此时油轨本体和燃料自然散热。其中，第一阈值基于燃料的特性确定，当环境温度低于第一阈值时燃料的雾化质量较差，示例性地，第一阈值可以介于-20℃～-30℃之间。

步骤203、当环境温度低于第一阈值时，控制加热单元处于加热模式。

当环境温度低于第一阈值时，加热控制单元控制加热单元处于加热模式，加热模式下加热单元持续工作，以向油轨本体和燃料输出热量，从而使油轨本体和燃料的温度升高。加热单元中的加热元件为热敏电阻，热敏电阻贴合在油轨本体的外壁上。该热敏电阻为负温度系数热敏电阻器(NTC)，即温度越高，该热敏电阻的阻值越低。在加热之前，热敏电阻的温度与环境温度大致相同，因而此时热敏电阻的阻值较大，因此进入加热模式之后，加热功率大，能够实现快速升温。

在加热模式下，需要对燃料温度进行判断，并根据当前的燃料温度确定下一步的控制策略。

步骤204、获取热敏电阻的阻值。

热敏电阻的阻值和燃料温度具有对应关系，加热控制单元通过获取当前加载到热敏电阻的电压，以及经过热敏电阻的电流，即可获得热敏电阻当前的阻值，然后通过查表法可以在热敏电阻的阻值-温度关系对应表中找到当前的阻值对应的温度，该温度即为燃料温度。燃料温度通过热敏电阻的阻值来反映。

若热敏电阻的阻值高于第二阈值，则执行步骤205；若热敏电阻的阻值低于第二阈值，则执行步骤206。

步骤205、若热敏电阻的阻值高于第二阈值，控制加热单元保持当前的加热模式。

在加热单元的升温过程中，热敏电阻的阻值不断减小，若热敏电阻的阻值高于第二阈值，则说明此时燃料的温度仍不够高，蒸发性依旧较差，此时仍需保持当前的加热模式继续加热。其中，第二阈值基于燃料的特性确定，当热敏电阻的阻值低于第二阈值时燃料温度较高，压力过大，容易发生危险，示例性地，第二阈值可以为温度为0℃时热敏电阻对应的阻值。通常而言，第二阈值对应的温度高于第一阈值。

步骤206、若热敏电阻的阻值低于第二阈值，获取发动机冷却液温度。

当热敏电阻的阻值下降至第二阈值时，说明此时燃料温度已经比较高，燃料的粘度下降，蒸发性能得到了很大改善。接下来需要进一步判断发动机冷却液的温度情况，并根据发动机冷却液温度确定是否需要继续加热。

发动机冷却液温度可以通过第二传感器进行采集，第二温度传感器可以位于发动机水套中，并与加热控制单元电连接，用于将采集到的发动机冷却液温度实时发送到加热控制单元，以使加热控制单元按照预设的控制策略控制加热元件的工作模式。

在此基础上，若发动机冷却液温度低于第三阈值，则执行步骤 207；若发动机冷却液温度高于第三阈值，则执行步骤208。

步骤207、若发动机冷却液温度低于第三阈值，控制加热单元处于保温模式。

当发动机冷却液温度低于第三阈值时，此时喷油器的喷油量大，空燃比不够合理，需要保持在当前温度，等待发动机冷却液温度尽快升高。此时加热单元处于保温模式，即当热敏电阻的阻值小于第二阈值时，热敏电阻的阻值接近零，不产生热量；当热敏电阻的阻值大于第二阈值时，热敏电阻的阻值较大，产生热量为油轨本体加热。在保温模式下，油轨本体的当前温度通常高于环境温度。其中，第三阈值为正常情况下发动机冷却液的温度，当低于第三阈值时燃油混合效果差，油耗增加，示例性地，第三阈值可以为80℃。

步骤208、若发动机冷却液温度高于第三阈值，控制加热单元处于关闭模式。

当发动机冷却液温度高于第三阈值时，此时发动机水温达到正常范围，喷油量合适，空燃比合理，发动机处于稳定运行状态，无需再为油轨本体加热，可以控制加热单元处于关闭模式，减少能耗。

综上所述，本申请实施例提供的油轨加热方法，预先根据不同的外界环境和使用工况需求制定控制策略，然后利用加热控制单元根据车辆当前的状态(包括车辆所处环境的温度、燃料温度和发动机冷却液温度)匹配并执行对应的控制策略，使加热单元在不同工况下采用不同的工作模式对油轨本体进行加热，从而改善了低温条件下燃料的蒸发性能和雾化质量，使燃料容易被点燃，解决了发动机冷启动困难的问题，同时由于燃料能够较充分燃烧，有效减少了有害排放物的产生、降低了油耗、减少了气缸内零件的积碳，改善了进气歧管和气缸湿壁现象和机油稀释现象。

本申请还提供了一种车辆，该车辆具有上述油轨加热系统，从而可以实现在低温条件下对油轨本体和油轨本体内燃料的加热，经加热的燃料从喷油器喷射后雾化质量提升，使得车辆的冷启动性能、燃油经济性得到提升，燃烧性能得到改善，有效避免了有害物质排放、缸内积碳现象，降低了机油稀释风险。

在本申请中，应该理解到，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本申请的技术方案，并不用以限制本申请。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围。