一種汽車柴油加熱智能控制系統的制作方法

本實用新型涉及汽車制造技術領域，特別涉及一種汽車柴油加熱智能控制系統。

背景技術：

以柴油為發動機燃料的汽車，若使用低標號柴油經常會因為周圍環境溫度過低而出現柴油變稠、結蠟，進而濾網、油管被堵塞的現象，致使車輛啟動困難、行車中突然熄火等故障，從而給用戶帶來一系列的麻煩和經濟損失。若使用較好標號的柴油不但油價增高，動力性也隨之降低，從而增加用戶的運輸成本。為解決低溫環境下低標號油因黏度增加而流動性變差甚至結蠟這一現象，人們通常直接用熱水澆淋或用火烤油箱及吸油管附近促使燃油液化，該方法有時會使燃油箱局部過熱發生危險而造成人員傷害。有人提出應用電加熱的方法，其加熱系統大都對加熱元件的控制存在缺陷，不能將溫度控制在一定范圍內，僅僅依靠個人的經驗對整個系統進行加熱，控制方式過于簡單，可靠性差，安全隱患大。

目前市場上大多數的加熱控制系統采用繼電器的通斷控制加熱元件的通斷，以此達到對燃油加熱的控制，而繼電器的控制信號由裝在駕駛室內的翹板開關手動控制。因此僅僅依靠個人的經驗對整個系統進行加熱，對系統運行過程中燃油的實時溫度、環境的溫度、加熱元件的運行時間及狀態等參數無法準確掌握，只能依靠加熱元件自身的過熱保護及手動控制切斷加熱，存在較大的安全隱患。在車輛初次啟動時，有可能出現電瓶潰電的情況，導致加熱元件啟動后加快電能的消耗，如果該現象頻繁出現，會對電池的使用壽命有很大影響。在車輛運行中，如果需要手動控制啟動加熱，有可能分散駕駛員注意力，存在駕駛安全隱患。

技術實現要素：

本實用新型提供一種汽車柴油加熱智能控制系統，目的在于實現對汽車柴油進行加熱控制、故障診斷及安全管理的智能控制，以保證柴油車的低溫正常啟功及運行全過程的柴油供油的安全加熱。

為解決上述問題，本實用新型實施例提供一種汽車柴油加熱智能控制系統，包括，

電池電壓采集電路，實時采集當前電池電壓信號；

溫度采集電路，所述溫度采集電路連接溫度傳感器，通過溫度傳感器實時對油箱油溫進行溫度信號采集；

主控電路，耦接所述電池電壓采集電路和所述溫度采集電路，設定欠壓閾值、第一預設值、過壓閾值、第二預設值、溫度上限閾值和溫度下限閾值，將溫度信號與溫度上限閾值和溫度下限閾值進行比較，通過比較輸出相應的工作信號；

智能功率輸出電路，耦接所述主控電路，根據工作信號使加熱元件啟動或關斷；

當電池電壓信號低于欠壓閾值時，加熱元件停止加熱；當高于第一預設值并滿足溫度信號低于溫度下限閾值時，加熱元件開始啟動加熱，若溫度信號高于溫度上限閾值，加熱元件停止加熱；當電池電壓信號高于過壓閾值時，加熱元件停止加熱；當低于第二預設值并滿足溫度信號低于溫度下限閾值時，加熱元件重新啟動加熱，若溫度信號高于溫度上限閾值，加熱元件停止加熱。

作為一種實施方式，還包括電流采集電路，耦接所述主控電路和所述智能功率輸出電路，實時采集智能功率輸出電路輸出的電流信號，通過電流信號監控加熱元件的輸出功率，所述主控電路設定過流閾值，當電流信號大于過流閾值，則停止加熱元件輸出。

作為一種實施方式，還包括數據存儲電路，耦接所述主控電路，用于該系統運行參數及故障信息的存儲。

作為一種實施方式，還包括蜂鳴電路，耦接所述主控電路，用于該系統發生故障時，通過不同聲音提示不同故障信息。

作為一種實施方式，還包括顯示電路，耦接主控電路，用于該系統運行時各參數的集中顯示。

作為一種實施方式，還包括若干保護電路，其中一個所述保護電路耦接電池電壓采集電路的輸出端，其中一個所述保護電路耦接溫度采集電路的輸出端。

作為一種實施方式，所述智能功率輸出電路的數量為兩個，其中一個智能功率輸 出電路耦接至少一個設于油箱內的加熱元件，另一個智能功率輸出電路耦接至少一個設于油管內的加熱元件。

本實用新型相比于現有技術的有益效果在于：實現對汽車柴油進行加熱控制、故障診斷及安全管理的智能控制，以保證柴油車的低溫正常啟功及運行全過程的柴油供油的安全加熱；在加熱時，優先檢測電池電壓信號，若電池處于欠壓或過壓狀態，則不予加熱元件加熱，只有當電池處于正常工作狀態并且滿足加熱的溫度條件時，才允許加熱元件加熱，避免了電瓶潰電情況下加快電能的消耗。

附圖說明

圖1為本實用新型的汽車柴油加熱智能控制系統的框圖；

圖2為本實用新型的主控電路的電路圖；

圖3為本實用新型的供電電源電路和電池電壓采集電路的電路圖；

圖4為本實用新型的溫度采集電路的電路圖；

圖5為本實用新型的智能功率輸出電路的電路圖；

圖6為本實用新型的顯示電路的電路圖；

圖7為本實用新型的數據存儲電路的電路圖；

圖8為本實用新型的蜂鳴電路的電路圖。

附圖標注：1、電池電壓采集電路；2、溫度采集電路；3、電流采集電路；4、顯示電路；41、顯示驅動電路；5、數據存儲電路；6、智能功率輸出電路；61、智能功率芯片驅動電路；7、蜂鳴電路；71、蜂鳴器驅動電路；8、主控電路；9、供電電源電路；

具體實施方式

以下結合附圖，對本實用新型上述的和另外的技術特征和優點進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的部分實施例，而不是全部實施例。

如圖1所示，一種汽車柴油加熱智能控制系統，包括主控電路8和與主控電路8耦接的電池電壓采集電路1、溫度采集電路2、電流采集電路3、智能功率輸出電路6、數據存儲電路5、蜂鳴電路7及顯示電路4，還包括供電電源電路9。

如圖1和2所示，主控電路8采用STM8AF系列芯片，具體的，本實施中采用 STM8AF51A。其內部設定欠壓閾值、第一預設值、過壓閾值、第二預設值、溫度上限閾值、溫度下限閾值以及過流閾值等參考值。

如圖1和3所示，包括供電電源電路9和電池電壓采集電路1，供電電源電路9采用L7805芯片，為電路提供穩定電源；電池電壓電路采集當前電池電壓信號。電壓采集點連接電池正極，通過R3和R4電阻分壓后，再經過R5和C4組成的阻容濾波器，對信號進行濾波，在經D3處的由兩個二極管串聯組成的保護電路，使電池電壓采集電路1輸出不超過3.3V，以保護主控電路8的引腳不受損壞，最后到達主控電路8的ADC采集口(22引腳)，通過主控電路8內集成的ADC轉換模塊，將模擬電壓信號轉換成數字信號，再將數字電壓信號實時傳送給顯示電路4，用于顯示電路4的數據顯示。

如圖1和4所示，溫度采集電路2，通過裝在車外及油箱內的溫度傳感器，對外界環境溫度及油箱內油溫進行實時檢測。溫度傳感器分別通過第一串口J1和第二串口J2耦接溫度采集電路2，通過兩條路徑將采集到的溫度信號傳輸至主控電路8。車外環境的溫度信號通過與第一串口J1相連的溫度傳感器采集，經由C7、R7、C8組成的RC濾波器濾波后，再經D4處的由兩個二極管串聯組成的保護電路，使電池電壓采集電路1輸出不超過3.3V，以保護主控電路8的引腳不受損壞，最終到達主控電路8的ADC采集口(16引腳)；油箱油溫的溫度信號通過與第二串口J2相連的溫度傳感器采集，經由C9、R9、C10組成的RC濾波器濾波后，再經D5處的由兩個二極管串聯組成的保護電路，使電池電壓采集電路1輸出不超過3.3V，以保護主控電路8的引腳不受損壞，最終到達主控電路8的ADC采集口(17引腳)；通過主控電路8內集成的ADC轉換模塊，將模擬電壓信號轉換成數字信號，最終傳送給顯示電路4，用于集中顯示，方便使用者對溫度的實時監控。

如圖1和5所示，智能功率輸出電路6，在本實施例中采用BTS50085智能功率芯片，所述BTS50085智能功率芯片內置集成負載(相當于本實用新型的加熱元件)開路和短路檢測電路，并將狀態實時傳送給主控電路8。在本實施例中，智能功率輸出電路6的數量為兩個(圖5中的(a)和(b))，加熱元件的數量也為兩部分(分別耦接圖中OUT1和OUT2端)，智能功率輸出電路6和加熱元件一一對應設置，其中一部分加熱元件設于油箱內，另一部分加熱元件設于油管內。其中加熱元件不一定是一路輸出一個，只要在輸出電流在允許范圍內，一個智能功率輸出電路可以接多個加 熱元件，例如輸油管路較長，可以布置多個加熱元件。每一智能功率芯片的輸入端設有智能功率芯片驅動電路61，智能功率芯片驅動電路61的一端耦接主控電路8，接收主控電路8的輸出信號，從而控制三極管Q1、Q2的導通或斷開，以此來控制相應的智能功率芯片的工作或停止。智能功率芯片內部集成的電流檢測功能對安裝在油箱內和油管內的加熱元件的電流進行檢測，由于輸出電流越大，加熱元件的發熱功率就越大，同時產生的熱量就越大，通過檢測輸出電流的大小，可以實時監控加熱元件的輸出功率大小。電流采集電路3通過智能功率芯片內部的電流檢測功能，經RC濾波器濾波后，連接至主控電路8的ADC采集口(分別為20和21引腳)，通過主控電路8內集成的ADC轉換模塊，將模擬電壓信號轉換成數字信號，最終傳送給顯示電路4。電流檢測電路對加熱元件的輸出電流進行實時檢測并在顯示電路4中顯示，方便使用者對電流的實時監控。

如圖1和6所示，顯示電路4，在本實施例中采用YXD-12864液晶模組，其通過串口J4與主控電路8進行數據交換。顯示電路4中包括顯示驅動電路41，其一端耦接主控電路8，接收主控電路8的輸出信號，另一端耦接串口J4，從而通過主控電路8的輸出信號控制三極管Q4的導通或斷開，以此來控制相應的指示燈工作或停止，顯示電路4用于系統運行時各參數的集中顯示。

如圖1和7所示，數據存儲電路5，在本實施例中采用AT93C46芯片，數據存儲電路5通過數據存儲芯片，對控制系統運行參數及故障等信息進行存儲，以幫助使用者進一步掌握控制系統的運行情況及故障定位及接下來的檢修工作。

如圖8所示，蜂鳴電路7，包括蜂鳴器驅動電路71和蜂鳴器SP1，控制信號由主控芯片輸出，通過三極管Q3信號放大后驅動控制蜂鳴器SP1執行相應動作。作為一種實施方式：電池過欠壓時，蜂鳴器響停頻率為1HZ；輸出負載開路或短路，蜂鳴器響停頻率為2HZ；溫度傳感器開路或短路，蜂鳴器響停頻率為3HZ。

當汽車控制系統為12V系統：當汽車柴油加熱智能控制系統檢測到電池電壓低于11V(11V為12V系統的欠壓閾值)時，立即停止加熱元件加熱或不允許加熱，進入電池欠壓保護功能；直到電壓上升至12V(12V為12V系統的第一預設值)時，檢測溫度信號是否低于溫度下限閾值，若是，進入自動加熱運行模式；當汽車柴油加熱智能控制系統檢測到電池電壓高于16V(16V為12V系統的過壓閾值)時，進入電池過壓保護功能，直到電壓下降至15V(15V為12V系統的第二預設值)時，檢 測溫度信號是否低于溫度下限閾值，若是，進入自動加熱運行模式。

當汽車控制系統為24V系統：當汽車柴油加熱智能控制系統檢測到電池電壓低于21V(21V為24V系統的欠壓閾值)時，立即停止加熱元件加熱或不允許加熱，進入電池欠壓保護功能；直到電壓上升至22V(22V為24V系統的第一預設值)時，檢測溫度信號是否低于溫度下限閾值，若是，進入自動加熱運行模式；當汽車柴油加熱智能控制系統檢測到電池電壓高于30V(16V為12V系統的過壓閾值)時，進入電池過壓保護功能，直到電壓下降至29V(29V為24V系統的第一預設值)時，檢測溫度信號是否低于溫度下限閾值，若是，進入自動加熱運行模式。

在本實施中，溫度上限閾值為30℃、溫度下限閾值5℃，溫度閾值范圍為5℃～30℃，當然，可根據所處環境對溫度上限閾值和溫度下限閾值進行相應的調節。

通過本控制系統對汽車柴油的智能加熱管理，以保證柴油車的低溫正常啟功及運行全過程的柴油供油的安全加熱。

該智能控制系統具備以下功能：

1)電池電壓保護功能

當控制系統檢測到電池電壓低于欠壓閾值時，立即停止加熱，進入電池欠壓保護功能，直到電壓上升一定值時，進入自動加熱運行模式；當控制系統檢測到電池電壓高于過壓閾值時，立即停止加熱，進入電池過壓保護功能，直到電壓下降至一定值時，進入自動加熱運行模式。

進入該功能后(即啟動欠壓或過壓保護)，不執行加熱功能，顯示屏右下角相應位置顯示“電池欠壓”或“電池過壓”字樣。

2)過流保護功能

該控制系統可以根據不同要求設定不同的負載輸出過流保護值，當控制系統檢測到電流大于保護值時，停止負載輸出，并在顯示屏中顯示“故障”，方便使用者快速進行故障定位及檢修。

3)電流及溫度值實時監測及顯示功能

該控制系統通過電流及溫度信號采集電路，通過主控芯片的數據處理后，將電流值及溫度值在顯示屏中實時顯示，以方便使用者對當前系統狀況運行狀態進行實時掌握。

4)故障信息的檢測及顯示功能

當該控制系統的相應信號采集電路檢測到溫度傳感器開路、短路和輸出負載的開路、短路時，在顯示屏上立即顯示相關故障信息，以提醒使用者及時進行故障排查及檢修，保證控制系統的安全可靠工作。當溫度采集電路檢測到的數值大于傳感器參數中的最大值時，此時系統判斷溫度傳感器開路，當檢測到的數值等于零時，此時系統判斷溫度傳感器短路；輸出負載的開路與短路由智能功率芯片內置集成檢測電路實時傳送給主芯片，并由主芯片進行相關故障信息的收集。

該控制系統進入自動加熱運行模式下時，隨著加熱的進行，油溫不斷升高，此時如果不進行溫度限制，有可能會發生危險及人員傷害，因此該控制系統的溫度采集電路實時監測油溫溫度，當油溫達到30℃時，停止加熱輸出。同時隨著加熱的停止后，油溫溫度不斷降低，有可能燃油再一次出現結蠟現象，影響車輛運行，此時溫度采集電路檢測到溫度一旦低于5℃時，啟動加熱輸出，該自動模式按以上運行方式循環工作，該控制系統的自動無人化智能控制的實現，保證車輛運行的經濟、安全、可靠、穩定。

以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步的詳細說明，應當理解，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍。特別指出，對于本領域技術人員來說，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。