一种驻车加热器熄火保护装置及其工作方法

一种驻车加热器熄火保护装置及其工作方法


背景技术：

1.本发明属于车辆故障检测技术领域，具体涉及一种驻车加热器熄火保护装置及其工作方法
[0002][0003]
驻车加热器是一种加热发动机循环水进而使发动机可以热启动，同时使驾驶室升温的设备。无需启动发动机，即可为发动机和车内同时提前预热，避免低温冷启动给发动机带来的磨损，让车主在寒冬里打开车门即可感受到温暖，还可解决车窗除霜、刮雪和擦雾等困扰。
[0004]
然而，驻车加热器在运行过程中如果因为故障或者燃油短时中断而导致熄火，此时如果控制器不能够及时终止泵油，会导致过多的燃油泵到燃烧室内，则在下一次运行点火时，可能会导致点火失败，甚至可能发生爆炸或者爆燃等严重后果。因此，监测车辆运行中驻车加热器熄火检测的准确性和快速性尤为重要。
[0005]
现有技术中，主要通过在排烟管上设置热电偶，并通过设置检测芯片来测量热电偶的温度，当温度值下降较大或较快时，则认为驻车加热器在运行过程中发生了熄火故障。然而，上述方法主要存在以下缺陷：一是该方法检测的是排烟温度，而由于时间的积累排出的烟雾会在热电偶表面形成污垢，导致热电偶对于温度的灵敏度下降，进而导致熄火时间或温度的检测不够精确；二是该方法的所采用的热电偶和检测芯片的成本较高，用户体验不佳。


技术实现要素：

[0006]
本发明的目的是提供一种驻车加热器熄火保护装置及其工作方法，用于解决现有技术中存在的至少一个技术问题。
[0007]
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0008]
第一方面，本发明提供一种驻车加热器熄火保护装置，包括：电压检测电路和控制器，所述电压检测电路的第一端与点火塞连接，所述电压检测电路的第二端与所述控制器连接；
[0009]
所述电压检测电路用于检测点火塞两端的电压信号，并将所述电压信号处理后发送至所述控制器；
[0010]
所述控制器用于对所述电压信号进行分析处理，并判断驻车加热器是否发生异常熄火故障。
[0011]
在一种可能的设计中，所述电压检测电路包括第一滤波电路、同相比例运算放大电路、第二滤波电路和熄火导通电路；所述第一滤波电路的第一端与点火塞连接，所述第一滤波电路的第二端与所述同相比例运算放大电路的输入端连接，所述同相比例运算放大电路的输出端与所述第二滤波电路的第一端连接，所述第二滤波电路的第二端与所述控制器连接，所述熄火导通电路的第一端接入供电电源，所述熄火导通电路的第二端与点火塞连接。
[0012]
在一种可能的设计中，所述第一滤波电路包括第一电阻r1和第一电容c1，所述第一电阻r1的第一端与点火塞的第一端连接，所述第一电阻r1的第二端与所述同相比例运算放大电路的输入端连接，所述第一电容c1的第一端与点火塞的第二端连接，所述第一电容c1的第二端与所述同相比例运算放大电路的输入端连接。
[0013]
在一种可能的设计中，所述同相比例运算放大电路包括运算放大器u1b、第二电阻r2和第三电阻r3，所述运算放大器u1b的同相输入端分别与所述第一电阻r1的第二端和所述第一电容c1的第二端连接，所述运算放大器u1b的反相输入端分别与所述第二电阻r2的第一端和所述第三电阻r3的第一端连接，所述第二电阻r2的第二端接地，所述第三电阻r3的第二端与所述运算放大器 u1b的输出端分别与所述第二滤波电路连接。
[0014]
在一种可能的设计中，所述第二滤波电路包括第四电阻r4和第二电容c2，所述第四电阻r4的第一端分别与所述第三电阻r3的第二端与所述运算放大器 u1b的输出端连接，所述第四电阻r4的第二端分别与所述第二电容c2的第一端和所述控制器连接，所述第二电容c2的第二端接地。
[0015]
在一种可能的设计中，所述熄火导通电路包括三极管q1和第五电阻r5，所述三级管q1和所述第五电阻r5的第一端分别接入供电电源，所述三级管q1 和所述第五电阻r5的第二端分别与点火塞的第一端连接。
[0016]
在一种可能的设计中，所述电压检测电路还包括稳压电路，所述稳压电路包括第一稳压二极管d1、第二稳压二极管d2和第三稳压二极管d3，所述第一稳压二极管d1的两端分别与所述第一电容c1的两端连接，所述第二稳压二极管d2的两端分别与所述第二电容c2的两端连接，所述第三稳压二极管d3的两端分别与点火塞的两端连接。
[0017]
第二方面，本发明提供一种如第一方面任意一种可能的设计中所述的驻车加热器熄火保护装置的工作方法，包括：
[0018]
自点火塞启动工作时起，利用电压检测电路检测持续采集点火塞两端的电压信号，并将所述电压信号处理后发送至控制器；
[0019]
利用控制器获取点火塞停止工作后经过第一时间时的第一电压信号，并将所述第一电压信号转化为第一温度值；
[0020]
获取点火塞停止工作后经过第二时间时的第二电压信号，并将所述第二电压信号转化为第二温度值；
[0021]
计算所述第一温度值和所述第二温度值的温度差值，若所述温度差值大于差值阈值，则认为驻车加热器可能发生异常熄火故障；
[0022]
获取自所述第二时间后的n次电压信号，若n次电压信号所对应的温度值均大于所述差值阈值，则确定驻车加热器发生异常熄火故障。
[0023]
在一种可能的设计中，在将所述电压信号处理后发送至所述控制器之后，还包括：
[0024]
将采集的多组实时电压信号存储在数组中。
[0025]
在一种可能的设计中，获取点火塞停止工作后经过第一时间时的第一电压信号，并将所述第一电压信号转化为第一温度值，包括：
[0026]
获取点火塞停止工作后经过3秒时的第一电压信号，并利用控制器的模数转化器将第一电压信号转化为第一数字信号，将所述第一数字信号等效为第一温度值；
[0027]
获取点火塞停止工作后经过第二时间时的第二电压信号，并将所述第二电压信号
转化为第二温度值，包括：
[0028]
获取点火塞停止工作后经过30秒时的第二电压信号，并利用控制器的模数转化器将第二电压信号转化为第二数字信号，将所述第二数字信号等效为第二温度值；
[0029]
计算所述第一温度值和所述第二温度值的温度差值，若所述温度差值大于差值阈值，则认为驻车加热器可能发生异常熄火故障，包括：
[0030]
计算所述第一温度值和所述第二温度值的温度差值，若所述温度差值大于 50摄氏度，则认为驻车加热器可能发生异常熄火故障；
[0031]
获取自所述第二时间后的n次电压信号，若n次电压信号所对应的温度值均大于所述差值阈值，则确定驻车加热器发生异常熄火故障，包括：
[0032]
获取自30秒后的100次电压信号，若100次电压信号所对应的温度值均大于50摄氏度，则确定驻车加热器发生异常熄火故障。
[0033]
第三方面，本发明提供一种计算机设备，包括依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如第二方面任意一种可能的设计中所述的一种驻车加热器熄火保护方法。
[0034]
第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如第二方面任意一种可能的设计中所述的一种驻车加热器熄火保护方法。
[0035]
第五方面，本发明提供一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行如第二方面任意一种可能的设计中所述的一种驻车加热器熄火保护方法。
[0036]
有益效果：
[0037]
1.本发明的驻车加热器熄火保护装置通过在驻车加热器的点火塞上连接有电压检测电路以检测点火塞两端的电压信号，并发送至控制器进行分析处理，以判断驻车加热器是否发生异常熄火故障；相较于现有技术需要另外设置热电偶和检测芯片来检测排烟管温度从而判断驻车加热器是否发生异常熄火故障的方案，本发明设置的电路结构简单，能够在保证测量灵敏度和准确度的同时，大大降低测试电路的成本，同时满足厂家成本控制的需求和用户产品购买的需求。
[0038]
2.本发明的驻车加热器熄火保护方法通过获取点火塞停止工作后经过第一时间时的第一电压信号，并将第一电压信号转化为第一温度值；然后获取点火塞停止工作后经过第二时间时的第二电压信号，并将第二电压信号转化为第二温度值；计算所述第一温度值和所述第二温度值的温度差值，若所述温度差值大于差值阈值，则认为驻车加热器可能发生异常熄火故障；获取自所述第二时间后的n次电压信号，若n次电压信号所对应的温度值均大于所述差值阈值，则确定驻车加热器发生异常熄火故障。本发明通过监测点火塞停止工作后的第一时间时的温度和第二时间时的温度，若两个时间点的温度差值很大，则判断驻车加热器可能发生熄火故障，同时通过持续监测第二时间后的多个温度值，可以确定驻车加热器发生了熄火故障，从而可以第一时间准确检测到故障，以及时采取救济措施，防止发生爆炸等安全事故。
附图说明
[0039]
图1为本实施例中的驻车加热器熄火保护装置的结构框图；
[0040]
图2为本实施例中的电压检测电路的电路结构图；
[0041]
图3为本实施例中的驻车加热器熄火保护方法的流程图。
具体实施方式
[0042]
为使本说明书实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0043]
实施例
[0044]
第一方面，本发明提供一种驻车加热器熄火保护装置，包括：电压检测电路和控制器，所述电压检测电路的第一端与点火塞连接，所述电压检测电路的第二端与所述控制器连接；
[0045]
所述电压检测电路用于检测点火塞两端的电压信号，并将所述电压信号处理后发送至所述控制器；
[0046]
所述控制器用于对所述电压信号进行分析处理，并判断驻车加热器是否发生异常熄火故障。
[0047]
其中，需要说明的是，所述控制器优选为单片机，所述单片机中设有模数转换模块，当所述单片机接收到所述电压信号后，通过所述模数转换模块将所述电压信号转换为数字信号，而该数字信号可等效为温度值，从而通过监测点火塞温度的变化来判断驻车加热器是否发生异常熄火故障。
[0048]
基于上述公开的内容，本实施例通过在驻车加热器的点火塞上连接有电压检测电路以检测点火塞两端的电压信号，并发送至控制器进行分析处理，以判断驻车加热器是否发生异常熄火故障；相较于现有技术需要另外设置热电偶和检测芯片来检测排烟管温度从而判断驻车加热器是否发生异常熄火故障的方案，本发明设置的电路结构简单，能够在保证测量灵敏度和准确度的同时，大大降低测试电路的成本，同时满足厂家成本控制的需求和用户产品购买的需求。
[0049]
在一种可能的设计中，所述电压检测电路包括第一滤波电路、同相比例运算放大电路、第二滤波电路和熄火导通电路；所述第一滤波电路的第一端与点火塞连接，所述第一滤波电路的第二端与所述同相比例运算放大电路的输入端连接，所述同相比例运算放大电路的输出端与所述第二滤波电路的第一端连接，所述第二滤波电路的第二端与所述控制器连接，所述熄火导通电路的第一端接入供电电源，所述熄火导通电路的第二端与点火塞连接。
[0050]
在一种可能的设计中，所述第一滤波电路包括第一电阻r1和第一电容c1，所述第一电阻r1的第一端与点火塞的第一端连接，所述第一电阻r1的第二端与所述同相比例运算放大电路的输入端连接，所述第一电容c1的第一端与点火塞的第二端连接，所述第一电容c1的第二端与所述同相比例运算放大电路的输入端连接。
[0051]
在一种可能的设计中，所述同相比例运算放大电路包括运算放大器u1b、第二电阻r2和第三电阻r3，所述运算放大器u1b的同相输入端分别与所述第一电阻r1的第二端和所述第一电容c1的第二端连接，所述运算放大器u1b的反相输入端分别与所述第二电阻r2的第一端和所述第三电阻r3的第一端连接，所述第二电阻r2的第二端接地，所述第三电阻r3的第二端与所述运算放大器 u1b的输出端分别与所述第二滤波电路连接。
[0052]
在一种可能的设计中，所述第二滤波电路包括第四电阻r4和第二电容c2，所述第四电阻r4的第一端分别与所述第三电阻r3的第二端与所述运算放大器 u1b的输出端连接，所述第四电阻r4的第二端分别与所述第二电容c2的第一端和所述控制器连接，所述第二电容c2的第二端接地。
[0053]
在一种可能的设计中，所述熄火导通电路包括三极管q1和第五电阻r5，所述三级管q1和所述第五电阻r5的第一端分别接入供电电源，所述三级管q1 和所述第五电阻r5的第二端分别与点火塞的第一端连接。
[0054]
在一种可能的设计中，所述电压检测电路还包括稳压电路，所述稳压电路包括第一稳压二极管d1、第二稳压二极管d2和第三稳压二极管d3，所述第一稳压二极管d1的两端分别与所述第一电容c1的两端连接，所述第二稳压二极管d2的两端分别与所述第二电容c2的两端连接，所述第三稳压二极管d3的两端分别与点火塞的两端连接。
[0055]
本实施例中的驻车加热器熄火保护装置具体的工作原理如下：
[0056]
获取点火塞两端的电压信号，经过所述第一电阻r1和第一电容c1构成的第一滤波电路输入到运算放大器u1b的同相输入端，经过由第二电阻r2和第三电阻r3组成的同相比例放大器后从运算放大器的2号引脚输出，然后通过由第四电阻r4和第二电容c2组成的第二滤波电路输出，该输出信号输入到控制器中，具体是单片机中，通过单片机中嵌入的程序进行识别，从而判断驻车加热器是否出现异常熄火故障。
[0057]
此外，为了对输入信号的电压进行限制，防止损坏运算放大器或者单片机，在所述电压检测电路中还设置有由第一稳压二极管d1、第二稳压二极管d2和第三稳压二极管d3构成的稳压电路。
[0058]
其中，需要说明的是，由于不同的汽车的车上电压等级不同，而驻车加热器的供电电压主要包括12v和24v,则点火塞的供电电压也可以为12v和24v。因此，本实施例需要考虑再不同电压供电时点火塞的电阻参数变化与电压和温度的关系。
[0059]
例如，当点火塞的供电电压为12v时，点火塞两端电压经过运算放大器u1b 放大后从所述第二稳压二极管d2两端输出电压，则第二稳压二极管d2两端输出电压vd2和点火塞两端电压vi之间的关系为：
[0060]
vd2＝(1+r3/r2)vi；
[0061]
取r3/r2的比值为20，当输入电压等于输出电压时，很明显运算放大器u1b 早已经饱和，因此当点火塞工作时，q1导通，12v电压全部加在点火塞两端，电压较高，此时输入到单片机的电压超过了单片机范围，因此通过设置稳压二级管d2对电压进行限制。
[0062]
当点火塞停止工作时，三极管q1截止，供电电源电压通过第五电阻r5和点火塞形成通路，由于点火塞的阻值随着温度变化而变化，当温度高时电阻阻值大，当温度低时电阻阻值小，因此，当点火塞停止工作时，通过检测点火塞两端的电压即可获得此时点火塞的温度值。
[0063]
用rd表示点火塞的电阻，则输入点火塞两端电压经过第一电阻r1和第一电容c1构成的第一滤波电路，再通过运算放大器u1b构成的同相比例运算放大器，以及第二电容c2和第四电阻r4构成的第二滤波电路后的电压的关系如下：
[0064]
vd2＝(1+r3/r2)*12v*rd/(r5+rd)。
[0065]
在实际应用中，发现当电阻参数选择合适时，电压值vd2通过单片机的模数转换模块转换成的数字量与温度值非常接近，由于在判断驻车加热器运行熄火时，并不需要知道绝对温度，只要能监测出运行时的相对温度值以及之后的温度变化规律即可准确判断出是否出现异常熄火。
[0066]
第二方面，本实施例提供一种驻车加热器熄火保护装置的工作方法，包括但不限于由步骤s101～s104实现：
[0067]
步骤s101.自点火塞启动工作时起，利用电压检测电路检测持续采集点火塞两端的电压信号，并将所述电压信号处理后发送至所述控制器；
[0068]
优选的，在将所述电压信号处理后发送至所述控制器之后，还包括：
[0069]
将采集的多组实时电压信号存储在数组中。
[0070]
步骤s102.利用控制器获取点火塞停止工作后经过第一时间时的第一电压信号，并将所述第一电压信号转化为第一温度值；
[0071]
步骤s103.获取点火塞停止工作后经过第二时间时的第二电压信号，并将所述第二电压信号转化为第二温度值；
[0072]
步骤s104.计算所述第一温度值和所述第二温度值的温度差值，若所述温度差值大于差值阈值，则认为驻车加热器可能发生异常熄火故障；
[0073]
步骤s105.获取自所述第二时间后的n次电压信号，若n次电压信号所对应的温度值均大于所述差值阈值，则确定驻车加热器发生异常熄火故障。
[0074]
在一种可能的设计中，获取点火塞停止工作后经过第一时间时的第一电压信号，并将所述第一电压信号转化为第一温度值，包括：
[0075]
获取点火塞停止工作后经过3秒时的第一电压信号，并利用控制器的模数转化器将第一电压信号转化为第一数字信号，将所述第一数字信号等效为第一温度值；
[0076]
获取点火塞停止工作后经过第二时间时的第二电压信号，并将所述第二电压信号转化为第二温度值，包括：
[0077]
获取点火塞停止工作后经过30秒时的第二电压信号，并利用控制器的模数转化器将第二电压信号转化为第二数字信号，将所述第二数字信号等效为第二温度值；
[0078]
计算所述第一温度值和所述第二温度值的温度差值，若所述温度差值大于差值阈值，则认为驻车加热器可能发生异常熄火故障，包括：
[0079]
计算所述第一温度值和所述第二温度值的温度差值，若所述温度差值大于 50摄氏度，则认为驻车加热器可能发生异常熄火故障；
[0080]
获取自所述第二时间后的n次电压信号，若n次电压信号所对应的温度值均大于所述差值阈值，则确定驻车加热器发生异常熄火故障，包括：
[0081]
获取自30秒后的100次电压信号，若100次电压信号所对应的温度值均大于50摄氏度，则确定驻车加热器发生异常熄火故障。
[0082]
其中，需要说明的是，当驻车加热器处于长时间工作状态时，在第二时间之后监测
到的点火塞的温度值均可存储在所述数组中，具体是将第二时间时的温度值和第二时间后的温度值替换掉第二时间时的温度值进行存储，并将此后监测的温度值与第一时间时的温度值进行比较，比较方法与上述相同，此处不再赘述，从而可以实现对驻车长时间工作时的异常熄火故障的监测。
[0083]
基于上述公开的内容，本实施例通过获取点火塞停止工作后经过第一时间时的第一电压信号，并将第一电压信号转化为第一温度值；然后获取点火塞停止工作后经过第二时间时的第二电压信号，并将第二电压信号转化为第二温度值；计算所述第一温度值和所述第二温度值的温度差值，若所述温度差值大于差值阈值，则认为驻车加热器可能发生异常熄火故障；获取自所述第二时间后的n次电压信号，若n次电压信号所对应的温度值均大于所述差值阈值，则确定驻车加热器发生异常熄火故障。本发明通过监测点火塞停止工作后的第一时间时的温度和第二时间时的温度，若两个时间点的温度差值很大，则判断驻车加热器可能发生熄火故障，同时通过持续监测第二时间后的多个温度值，可以确定驻车加热器发生了熄火故障，从而可以第一时间准确检测到故障，以及时采取救济措施，防止发生爆炸等安全事故。
[0084]
第三方面，本发明提供一种计算机设备，包括依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如第二方面任意一种可能的设计中所述的一种驻车加热器熄火保护方法。
[0085]
第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如第二方面任意一种可能的设计中所述的一种驻车加热器熄火保护方法。
[0086]
第五方面，本发明提供一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行如第二方面任意一种可能的设计中所述的一种驻车加热器熄火保护方法。
[0087]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。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。