本實用新型涉及汽車制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種汽車柴油加熱智能控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

以柴油為發(fā)動機燃料的汽車，若使用低標(biāo)號柴油經(jīng)常會因為周圍環(huán)境溫度過低而出現(xiàn)柴油變稠、結(jié)蠟，進(jìn)而濾網(wǎng)、油管被堵塞的現(xiàn)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(jīng)濟損失。若使用較好標(biāo)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(huán)境下低標(biāo)號油因黏度增加而流動性變差甚至結(jié)蠟這一現(xiàn)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(fā)生危險而造成人員傷害。有人提出應(yīng)用電加熱的方法，其加熱系統(tǒng)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(nèi)，僅僅依靠個人的經(jīng)驗對整個系統(tǒng)進(jìn)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(shù)的加熱控制系統(tǒng)采用繼電器的通斷控制加熱元件的通斷，以此達(dá)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(nèi)的翹板開關(guān)手動控制。因此僅僅依靠個人的經(jīng)驗對整個系統(tǒng)進(jìn)行加熱，對系統(tǒng)運行過程中燃油的實時溫度、環(huán)境的溫度、加熱元件的運行時間及狀態(tài)等參數(shù)無法準(zhǔn)確掌握，只能依靠加熱元件自身的過熱保護(hù)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(xiàn)電瓶潰電的情況，導(dǎo)致加熱元件啟動后加快電能的消耗，如果該現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)，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(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種汽車柴油加熱智能控制系統(tǒng)，目的在于實現(xiàn)對汽車柴油進(jìn)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(tǒng)，包括，

電池電壓采集電路，實時采集當(dāng)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(jìn)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(shè)定欠壓閾值、第一預(yù)設(shè)值、過壓閾值、第二預(yù)設(shè)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(jìn)行比較，通過比較輸出相應(yīng)的工作信號；

智能功率輸出電路，耦接所述主控電路，根據(jù)工作信號使加熱元件啟動或關(guān)斷；

當(dāng)電池電壓信號低于欠壓閾值時，加熱元件停止加熱；當(dāng)高于第一預(yù)設(shè)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(dāng)電池電壓信號高于過壓閾值時，加熱元件停止加熱；當(dāng)?shù)陀诘诙A(yù)設(shè)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(jiān)控加熱元件的輸出功率，所述主控電路設(shè)定過流閾值，當(dāng)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(shù)據(jù)存儲電路，耦接所述主控電路，用于該系統(tǒng)運行參數(shù)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(tǒng)發(fā)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(tǒng)運行時各參數(shù)的集中顯示。

作為一種實施方式，還包括若干保護(hù)電路，其中一個所述保護(hù)電路耦接電池電壓采集電路的輸出端，其中一個所述保護(hù)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(shù)量為兩個，其中一個智能功率輸 出電路耦接至少一個設(shè)于油箱內(nèi)的加熱元件，另一個智能功率輸出電路耦接至少一個設(shè)于油管內(nèi)的加熱元件。

本實用新型相比于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果在于：實現(xiàn)對汽車柴油進(jìn)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(yōu)先檢測電池電壓信號，若電池處于欠壓或過壓狀態(tài)，則不予加熱元件加熱，只有當(dāng)電池處于正常工作狀態(tài)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(tǒng)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(shù)據(jù)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(biāo)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(qū)動電路；5、數(shù)據(jù)存儲電路；6、智能功率輸出電路；61、智能功率芯片驅(qū)動電路；7、蜂鳴電路；71、蜂鳴器驅(qū)動電路；8、主控電路；9、供電電源電路；

具體實施方式

以下結(jié)合附圖，對本實用新型上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點進(jìn)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(tǒng)，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(shù)據(jù)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(nèi)部設(shè)定欠壓閾值、第一預(yù)設(shè)值、過壓閾值、第二預(yù)設(shè)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(wěn)定電源；電池電壓電路采集當(dāng)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(jīng)過R5和C4組成的阻容濾波器，對信號進(jìn)行濾波，在經(jīng)D3處的由兩個二極管串聯(lián)組成的保護(hù)電路，使電池電壓采集電路1輸出不超過3.3V，以保護(hù)主控電路8的引腳不受損壞，最后到達(dá)主控電路8的ADC采集口(22引腳)，通過主控電路8內(nèi)集成的ADC轉(zhuǎn)換模塊，將模擬電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再將數(shù)字電壓信號實時傳送給顯示電路4，用于顯示電路4的數(shù)據(jù)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(nèi)的溫度傳感器，對外界環(huán)境溫度及油箱內(nèi)油溫進(jìn)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(huán)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(jīng)由C7、R7、C8組成的RC濾波器濾波后，再經(jīng)D4處的由兩個二極管串聯(lián)組成的保護(hù)電路，使電池電壓采集電路1輸出不超過3.3V，以保護(hù)主控電路8的引腳不受損壞，最終到達(dá)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(jīng)由C9、R9、C10組成的RC濾波器濾波后，再經(jīng)D5處的由兩個二極管串聯(lián)組成的保護(hù)電路，使電池電壓采集電路1輸出不超過3.3V，以保護(hù)主控電路8的引腳不受損壞，最終到達(dá)主控電路8的ADC采集口(17引腳)；通過主控電路8內(nèi)集成的ADC轉(zhuǎn)換模塊，將模擬電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)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(jiān)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(nèi)置集成負(fù)載(相當(dāng)于本實用新型的加熱元件)開路和短路檢測電路，并將狀態(tài)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(shù)量為兩個(圖5中的(a)和(b))，加熱元件的數(shù)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(yīng)設(shè)置，其中一部分加熱元件設(shè)于油箱內(nèi)，另一部分加熱元件設(shè)于油管內(nèi)。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(nèi)，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(shè)有智能功率芯片驅(qū)動電路61，智能功率芯片驅(qū)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(dǎo)通或斷開，以此來控制相應(yīng)的智能功率芯片的工作或停止。智能功率芯片內(nèi)部集成的電流檢測功能對安裝在油箱內(nèi)和油管內(nèi)的加熱元件的電流進(jìn)行檢測，由于輸出電流越大，加熱元件的發(fā)熱功率就越大，同時產(chǎn)生的熱量就越大，通過檢測輸出電流的大小，可以實時監(jiān)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(nèi)部的電流檢測功能，經(jīng)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(nèi)集成的ADC轉(zhuǎn)換模塊，將模擬電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)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(jìn)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(jiān)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(jìn)行數(shù)據(jù)交換。顯示電路4中包括顯示驅(qū)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(dǎo)通或斷開，以此來控制相應(yīng)的指示燈工作或停止，顯示電路4用于系統(tǒng)運行時各參數(shù)的集中顯示。

如圖1和7所示，數(shù)據(jù)存儲電路5，在本實施例中采用AT93C46芯片，數(shù)據(jù)存儲電路5通過數(shù)據(jù)存儲芯片，對控制系統(tǒng)運行參數(shù)及故障等信息進(jìn)行存儲，以幫助使用者進(jìn)一步掌握控制系統(tǒng)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(qū)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(qū)動控制蜂鳴器SP1執(zhí)行相應(yīng)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(fù)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(dāng)汽車控制系統(tǒng)為12V系統(tǒng)：當(dāng)汽車柴油加熱智能控制系統(tǒng)檢測到電池電壓低于11V(11V為12V系統(tǒng)的欠壓閾值)時，立即停止加熱元件加熱或不允許加熱，進(jìn)入電池欠壓保護(hù)功能；直到電壓上升至12V(12V為12V系統(tǒng)的第一預(yù)設(shè)值)時，檢測溫度信號是否低于溫度下限閾值，若是，進(jìn)入自動加熱運行模式；當(dāng)汽車柴油加熱智能控制系統(tǒng)檢測到電池電壓高于16V(16V為12V系統(tǒng)的過壓閾值)時，進(jìn)入電池過壓保護(hù)功能，直到電壓下降至15V(15V為12V系統(tǒng)的第二預(yù)設(shè)值)時，檢 測溫度信號是否低于溫度下限閾值，若是，進(jìn)入自動加熱運行模式。

當(dāng)汽車控制系統(tǒng)為24V系統(tǒng)：當(dāng)汽車柴油加熱智能控制系統(tǒng)檢測到電池電壓低于21V(21V為24V系統(tǒng)的欠壓閾值)時，立即停止加熱元件加熱或不允許加熱，進(jìn)入電池欠壓保護(hù)功能；直到電壓上升至22V(22V為24V系統(tǒng)的第一預(yù)設(shè)值)時，檢測溫度信號是否低于溫度下限閾值，若是，進(jìn)入自動加熱運行模式；當(dāng)汽車柴油加熱智能控制系統(tǒng)檢測到電池電壓高于30V(16V為12V系統(tǒng)的過壓閾值)時，進(jìn)入電池過壓保護(hù)功能，直到電壓下降至29V(29V為24V系統(tǒng)的第一預(yù)設(shè)值)時，檢測溫度信號是否低于溫度下限閾值，若是，進(jìn)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(dāng)然，可根據(jù)所處環(huán)境對溫度上限閾值和溫度下限閾值進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。

通過本控制系統(tǒng)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(tǒng)具備以下功能：

1)電池電壓保護(hù)功能

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

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

2)過流保護(hù)功能

該控制系統(tǒng)可以根據(jù)不同要求設(shè)定不同的負(fù)載輸出過流保護(hù)值，當(dāng)控制系統(tǒng)檢測到電流大于保護(hù)值時，停止負(fù)載輸出，并在顯示屏中顯示“故障”，方便使用者快速進(jìn)行故障定位及檢修。

3)電流及溫度值實時監(jiān)測及顯示功能

該控制系統(tǒng)通過電流及溫度信號采集電路，通過主控芯片的數(shù)據(jù)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(dāng)前系統(tǒng)狀況運行狀態(tài)進(jìn)行實時掌握。

4)故障信息的檢測及顯示功能

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

該控制系統(tǒng)進(jìn)入自動加熱運行模式下時，隨著加熱的進(jìn)行，油溫不斷升高，此時如果不進(jìn)行溫度限制，有可能會發(fā)生危險及人員傷害，因此該控制系統(tǒng)的溫度采集電路實時監(jiān)測油溫溫度，當(dāng)油溫達(dá)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(xiàn)結(jié)蠟現(xiàn)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(huán)工作，該控制系統(tǒng)的自動無人化智能控制的實現(xiàn)，保證車輛運行的經(jīng)濟、安全、可靠、穩(wěn)定。

以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步的詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)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(hù)范圍。特別指出，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。