CN104577724B - 一种除霜方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种除霜方法，用于汽车，所述除霜方法包括以下步骤：S1）在发动机停机时，获取融霜触发信号；S2）当获取到融霜触发信号后，给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压，以除去所述火花塞的所述中心电极和所述侧电极之间所结的霜。本发明提供的除霜方法，通过给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压，可以达到融解冻住火花塞的霜的目的。

Description

一种除霜方法

技术领域

本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种用于汽车发动机的除霜方法。

背景技术

在我国东北地区，温度常常会达到-30℃的低温，天然气发动机的火花塞在这种温度下易结霜，从而导致发动机不易启动。

发明内容

本发明针对汽车发动机的火花塞在超低温的情况下会结霜而不能启动的问题，提供了一种除霜方法。

本发明就其技术问题提供的技术方案如下：

本发明公开了一种除霜方法，用于汽车，所述除霜方法包括以下步骤：

S1）在发动机停机时，获取融霜触发信号；

S2）当获取到所述融霜触发信号后，给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压，以除去所述火花塞的所述中心电极和所述侧电极之间所结的霜。

本发明上述的除霜方法中，所述步骤S1还包括：

设置所述发动机的冷却水的温度与通过加载所述融霜电压以使所述火花塞的所述中心电极和所述侧电极之间所结的霜被除去所用的第一融霜电压加载时间段的对应关系；

获取所述发动机的冷却水的实际温度；

根据所述发动机的冷却水的温度与通过加载所述融霜电压以使所述火花塞的所述中心电极和所述侧电极之间所结的霜被除去所用的第一融霜电压加载时间段的对应关系，获取与所述发动机的冷却水的实际温度对应的第一融霜电压加载时间段；

则所述步骤S2为：

从获取到所述融霜触发信号的时刻起，在获取到的与所述发动机的冷却水的实际温度对应的第一融霜电压加载时间段内，给所述火花塞的所述中心电极和侧电极两端加载所述融霜电压。

本发明上述的除霜方法中，所述融霜触发信号为汽车的油门踏板被完全踩下所产生的信号。

本发明上述的除霜方法中，所述获取融霜触发信号的步骤包括：

设置油门踏板的踏板压力阈值；

获取油门踏板被踩下时所承受的压力，并判断油门踏板所承受的压力是否大于预设的踏板压力阈值，若是，则判断获取到了该油门踏板被完全踩下所产生的融霜触发信号。

本发明上述的除霜方法中，所述除霜方法还包括获取发动机点火信号的步骤；当获取到发动机点火信号时，则结束除霜。

本发明上述的除霜方法中，所述步骤S2还包括：

在给所述火花塞的所述中心电极和所述侧电极两端加载所述融霜电压时起，探测所述火花塞的所述中心电极和所述侧电极之间是否产生有火花，当探测到所述火花塞的所述中心电极和所述侧电极之间产生有火花时，则停止给所述火花塞的所述中心电极和所述侧电极两端加载所述融霜电压。

本发明上述的除霜方法中，所述步骤S1还包括：

设置所述发动机内部的空气温度阈值；设置第二融霜电压加载时间段；

则步骤S2为：从获取到融霜触发信号的时刻起，在预设的第二融霜电压加载时间段内，给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压；

所述除霜方法还包括步骤S3：在经过预设的第二融霜电压加载时间段后，停止加载融霜电压，测量该发动机内部的空气的实际温度，进而判断该空气的实际温度是否高于预设的空气温度阈值，若是，则结束除霜。

本发明上述的除霜方法中，所述步骤S3还包括设置延迟时间段的步骤；所述步骤S3包括：

在停止加载融霜电压的时刻起，经该延迟时间段后，再测量该发动机内部的空气的实际温度。

本发明上述的除霜方法中，所述除霜方法还包括：

在测量了所述发动机内部的空气的实际温度后，且所述发动机内部的空气的实际温度不高于预设的所述空气温度阈值时，继续在一预设的第二融霜电压加载时间段内，给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压；然后重复步骤S3。

本发明上述的除霜方法中，所述步骤S1还包括设置发动机内部的空气的温差阈值和额外电压加载时间段的步骤；所述步骤S2还包括在获取到融霜触发信号的时刻，测量该发动机内部的空气的实际温度，并计算该发动机内部的空气的实际温度与其空气温度阈值之差，进而判断该发动机内部的空气的实际温度与其空气温度阈值之差是否低于预设的该发动机内部的空气的温差阈值，若是，则在从获取到融霜触发信号的时刻起，在预设的第二融霜电压加载时间段内，给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压后，继续在额外电压加载时间段内，给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压。

本发明提供的除霜方法，通过给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压，可以达到融解冻住火花塞的霜的目的。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明第一实施例的除霜方法的流程图；

图2为本发明第二实施例的除霜方法的流程图；

图3为本发明第三实施例的除霜方法的流程图；

图4为本发明实施例的除霜装置的功能模块方框图。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图以及具体实施方式对本发明进行更为详细的描述。

本发明通过利用给火花塞的中心电极和侧电极两端加载电压，在中心电极和侧电极之间产生电流，从而提高火花塞的中心电极和侧电极之间温度，从而通过该温度达到除霜的目的，方法简单，效率高。

通过这一思路，本发明公开了一种除霜方法，该除霜方法包括以下步骤：

S1）在发动机停机时，获取融霜触发信号；

S2）当获取到融霜触发信号后，给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压，以除去火花塞的中心电极和侧电极之间所结的霜。

具体地，本发明提供了两个实施例：

第一实施例

图1为本发明第一实施例的除霜方法的流程图；第一实施例中，该除霜方法包括：

步骤101：设置发动机的冷却水的温度与通过加载融霜电压以使火花塞的中心电极和侧电极之间所结的霜被除去所用的第一融霜电压加载时间段的对应关系；获取发动机的冷却水的实际温度；根据发动机的冷却水的温度与通过加载融霜电压以使火花塞的中心电极和侧电极之间所结的霜被除去所用的第一融霜电压加载时间段的对应关系，获取与发动机的冷却水的实际温度对应的第一融霜电压加载时间段；在发动机停机时，获取融霜触发信号；

本步骤中，发动机的冷却水的温度与通过加载融霜电压以使火花塞的中心电极和侧电极之间所结的霜被除去所用的第一融霜电压加载时间段的对应关系是通过对该发动机进行实测得到的。

具体地，在实测过程中，通过CCD图像传感器探测火花塞的中心电极和侧电极之间的霜是否被除去。通过热电偶探测发动机的冷却水的温度；当然，测试手段并不限于此。

实测时，首先记录下发动机的冷却水的温度，然后给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压，并记录下此时的时刻，记为融霜电压加载起始时刻；

当发现火花塞的中心电极和侧电极之间的霜已被除去时，记录下此时的时刻，记为融霜电压加载终止时刻；

这样，第一融霜电压加载时间段为融霜电压加载起始时刻与融霜电压加载终止时刻之差；

这样，通过上述方法，可对发动机的冷却水的温度与第一融霜电压加载时间段建立对应关系。

这里，冷却水的实际温度是被用作衡量火花塞上所结的霜的凝结程度的尺度。

进一步地，融霜触发信号可以是用户完全踩下油门踏板所产生的信号，也可以是用户操控车载电脑所产生的信号，还可以由另外增加的一个专门用于产生融霜触发信号的开关来产生。

本步骤中，融霜触发信号预先定义为用户完全踩下油门踏板所产生的信号。

在这种情况下，本发明提供了一种获取融霜触发信号的方法，包括：

设置油门踏板的踏板压力阈值；

获取油门踏板被踩下时所承受的压力，并判断油门踏板所承受的压力是否大于预设的踏板压力阈值，若是，则判断获取到了该油门踏板被完全踩下所产生的融霜触发信号。若否，则判断没有获取融霜触发信号，并结束本流程。

步骤102：从获取到融霜触发信号的时刻起，在获取到的与发动机的冷却水的实际温度对应的第一融霜电压加载时间段内，给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压。

由于发动机中所冷凝的霜含有能导电的杂质，并具有一定的电阻值。并且在火花塞中，中心电极和侧电极之间的距离仅有1mm左右。这样，火花塞很容易被发动机中的霜冻住，并使中心电极和侧电极被霜导通。这样，当给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压时，在加载的融霜电压的作用下，将火花塞的中心电极和侧电极导通的霜由于焦耳定律会产生热量，并最终融解。

一般来说，通过步骤102，火花塞的中心电极和侧电极之间所结的霜会被除去，从而达到除霜的效果。当然，在某些特殊的环境下，如在除霜过程中，外界环境温度仍然在下降，从而对火花塞的中心电极和侧电极之间的温度产生影响，从而造成火花塞的中心电极和侧电极之间所结的霜不能完全除去。这样，可以适当将第一融霜电压加载时间段延长一段固定的额外时间，以保证火花塞的中心电极和侧电极之间所结的霜都能完全除尽。

本实施例中，除霜方法还可包括获取发动机点火信号；当获取到发动机点火信号时，则结束除霜。

第二实施例

在第一实施例中，在某些特殊情况下，在第一融霜电压加载时间段内给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压并不能完全除去中心电极和侧电极之间所结的霜。因此，在第二实施例中，增加了一个探测中心电极和侧电极之间所结的霜是否被除去的过程，如图2所示。图2为本发明第二实施例的除霜方法的流程图。参见图2，该流程包括：

步骤201：在发动机停机时，获取融霜触发信号；

这一步骤与第一实施例中的步骤101相同。

步骤202：当获取到融霜触发信号后，给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压，并在给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压时起，探测火花塞的中心电极和侧电极之间是否产生有火花，当探测到火花塞的中心电极和侧电极之间产生有火花时，则停止给所述火花塞的所述中心电极和所述侧电极两端加载所述融霜电压。

这里，在给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压后，且中心电极和侧电极之间的霜被除去时，仍然给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压，则会出现融霜电压将中心电极和侧电极之间的空气击穿，从而产生蓝色的火花。这样，当中心电极和侧电极之间产生有火花时，则中心电极和侧电极之间所结的霜必然被除去。

进一步地，探测火花塞的中心电极和侧电极之间是否产生有火花，可通过借助CCD图像传感器进行，并由人眼进行判断。可以理解，火花也可由其他手段来探测。如火花的产生会产生光强的变化，而光强的变化可由光强探测器进行检测。这样，单纯通过仪器设备也可以对中心电极和侧电极之间是否产生有火花进行探测。

通过步骤202，当停止给所述火花塞的所述中心电极和所述侧电极两端加载所述融霜电压时，火花塞的中心电极和侧电极之间所结的霜必然被除去。

第三实施例

图3为本发明第三实施例的除霜方法的流程图。参见图3，该流程包括：

步骤301：设置发动机内部的空气温度阈值；设置第二融霜电压加载时间段；并在发动机停机时，获取融霜触发信号；

本步骤中，发动机内部的空气温度阈值用于指示发动机中的霜是否除尽。一般地，当发动机内部的空气的实际温度高于空气温度阈值时，则表明发动机中的霜已除尽，反之，则表明发动机中仍然有霜。进一步地，该空气温度阈值可以为0℃，当然，可以理解，该空气温度阈值也可以高于0℃，如10℃，这样可以保证发动机中的霜完全除尽。

进一步地，融霜触发信号可以是用户完全踩下油门踏板所产生的信号，也可以是用户操控车载电脑所产生的信号，还可以由另外增加的一个专门用于产生融霜触发信号的开关来产生。

步骤302：从获取到融霜触发信号的时刻起，在预设的第二融霜电压加载时间段内，给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压；

本步骤中，融霜触发信号预先定义为用户完全踩下油门踏板所产生的信号。

在这种情况下，本发明提供了一种获取融霜触发信号的方法，包括：

设置油门踏板的踏板压力阈值；

获取油门踏板被踩下时所承受的压力，并判断油门踏板所承受的压力是否大于预设的踏板压力阈值，若是，则判断获取到了该油门踏板被完全踩下所产生的融霜触发信号。若否，则判断没有获取融霜触发信号，并结束本流程。

当然，该融霜触发信号也可以是通过车载电脑的输入设备（如触摸屏，键盘以及鼠标等）产生。

在这种情况下，可以在车载电脑中编写一个用于触发发动机进行除霜步骤的触发模块，并通过操控该车载电脑（如触摸、单击等）来运行该触发模块产生融霜触发信号。

融解冻住该火花塞的霜会消耗一定的时间，从而导致在预设的第二融霜电压加载时间段内，给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压并不能明显提高发动机内部的空气的温度。

一般地，可以通过加大融霜电压，或者延长第二融霜电压加载时间段的方法，来解决在第二融霜电压加载时间段内不能完全融解凝结在火花塞的所述中心电极和所述侧电极之间的霜。但是这些方法都较为粗放，会容易导致能源的浪费。这样，为了尽可能的减少能源的浪费，可以使给火花塞的中心电极和侧电极加载融霜电压的加载时间根据发动机内部的空气的实际温度进行调整，具体地，在当发动机内部的空气的实际温度较低时，可以将第二融霜电压加载时间段延长一些，在当发动机内部的空气的实际温度较高时，可以将第二融霜电压加载时间段减小一点。

这样，第二融霜电压加载时间段可以为一常数，也可以为发动机内部的空气的温度的函数。本实施例中，第二融霜电压加载时间段为一常数。

为了使给火花塞的中心电极和侧电极加载融霜电压的加载时间可根据发动机内部的空气的实际温度进行调整，本发明还提供了一种给火花塞的中心电极和侧电极加载融霜电压的方法，该方法包括：

设置发动机内部的空气的温差阈值和额外电压加载时间段；

在获取到融霜触发信号的时刻，测量该发动机内部的空气的实际温度，并计算该发动机内部的空气的实际温度与其空气温度阈值之差，进而判断该发动机内部的空气的实际温度与其空气温度阈值之差是否低于预设的该发动机内部的空气的温差阈值，若是，则在从获取到融霜触发信号的时刻起，在预设的第二融霜电压加载时间段内，给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压后，继续在额外电压加载时间段内，给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压。

这里，额外电压加载时间段可以为一常数，也可以是发动机内部的空气的温度的函数。

本实施例中，额外电压加载时间段为发动机内部的空气的温度的函数，具体地，额外电压加载时间段等于该发动机内部的空气的实际温度与其空气温度阈值之差，与温差阈值的比值的绝对值，再与额外电压加载时间段阈值的乘积，再与第二融霜电压加载时间段的差。

该额外电压加载时间段阈值与车辆的发动机种类，大小等因素有关。

一般地，额外电压加载时间段为正数。当然，额外电压加载时间段有为负数的可能。在这种情况下，可以在当额外电压加载时间段为负数时，则结束本流程。

步骤303：在经过预设的第二融霜电压加载时间段后，停止加载融霜电压，测量该发动机内部的空气的实际温度，进而判断该空气的实际温度是否高于预设的空气温度阈值，若是，则结束除霜。

在给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压，并在经预设的第二融霜电压加载时间段后，中心电极和侧电极会发热。而该中心电极和侧电极的余热也有可能将凝结在中心电极和侧电极之间的霜除尽。因此，为了不浪费能量，本步骤中，可以设置延迟时间段，并在停止加载融霜电压的时刻起，经该延迟时间段后，再测量该发动机内部的空气的实际温度。

当然，在实际中，也会出现在经过第二融霜电压加载时间段和额外电压加载时间段内，给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压后，火花塞的中心电极和侧电极之间的凝结的霜仍然没有除尽的问题。为了解决这一问题，本实施例中，除霜方法还包括：

当该发动机内部的空气的实际温度不高于预设的空气温度阈值时，则继续在一预设的第二融霜电压加载时间段内，给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压；然后重复步骤303。

本发明中，除霜方法还可包括获取发动机点火信号；当获取到发动机点火信号时，则结束除霜。

为了更加清晰、准确的阐述上述除霜方法的流程，下面举一个例子对本发明第三实施例的除霜方法进行描述。

首先，预先设置发动机内部的空气温度阈值T₀为10℃，设置第二融霜电压加载时间段t₀为10s，设置温差阈值ΔT为-10℃；定义额外电压加载时间段阈值为t_d，定义该发动机内部的空气的实际温度T，设置延迟时间段为5min，则有：

$t_e=\left|\frac{T-T_0}{\mathrm{\ΔT}}\right|\·t_d-t_0=\left|\frac{T-10}{-10}\right|\·10-10$

当在发动机停机（即发动机没有点火）时，获取到用户完全踩下油门踏板所产生的融霜触发信号；

在获取到该融霜触发信号后，测量到发动机内部的空气的实际温度为-20℃，则额外电压加载时间段t_e为20s。

则从获取到融霜触发信号的时刻起，在30s（即（10s+20s））内，给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压；

然后在停止加载融霜电压的时刻起，经5min后，测量该发动机内部的空气的实际温度。测量得到该发动机内部的空气的实际温度为15℃，大于预设的发动机的空气温度阈值（即10℃）。则表明该火花塞的中心电极和侧电极之间的霜已除尽。

图4示出了本发明实施例的除霜装置，该除霜装置包括：

设置模块401，用于设置发动机的冷却水的温度与通过加载融霜电压以使火花塞的中心电极和侧电极之间所结的霜被除去所用的第一融霜电压加载时间段的对应关系；或设置发动机的空气温度阈值，设置第二融霜电压加载时间段；并将它们发送给处理器402，并由处理器402将其存储于存储器403；

融霜触发信号获取模块404，用于在发动机停机时，获取融霜触发信号；

检测模块405，用于测量发动机的冷却水的实际温度，探测火花塞的中心电极和侧电极之间是否产生有火花，或测量发动机内部的空气的实际温度；

火花塞电压加载模块406，用于给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压；

时钟模块407，用于计时；

处理器402分别与存储器403以及时钟模块407建立通讯，用于控制火花塞电压加载模块406给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压，以除去火花塞的中心电极和侧电极之间所结的霜。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种除霜方法，用于汽车，其特征在于，所述除霜方法包括以下步骤：

S1)在发动机停机时，获取融霜触发信号；

S2)当获取到所述融霜触发信号后，给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压，以除去所述火花塞的所述中心电极和所述侧电极之间所结的霜；

所述步骤S1还包括：

设置所述发动机的冷却水的温度与通过加载所述融霜电压以使所述火花塞的所述中心电极和所述侧电极之间所结的霜被除去所用的第一融霜电压加载时间段的对应关系；

获取所述发动机的冷却水的实际温度；

根据所述发动机的冷却水的温度与通过加载所述融霜电压以使所述火花塞的所述中心电极和所述侧电极之间所结的霜被除去所用的第一融霜电压加载时间段的对应关系，获取与所述发动机的冷却水的实际温度对应的第一融霜电压加载时间段；

则所述步骤S2为：

从获取到所述融霜触发信号的时刻起，在获取到的与所述发动机的冷却水的实际温度对应的第一融霜电压加载时间段内，给所述火花塞的所述中心电极和侧电极两端加载所述融霜电压。

2.根据权利要求1所述的除霜方法，其特征在于，所述融霜触发信号为汽车的油门踏板被完全踩下所产生的信号。

3.根据权利要求2所述的除霜方法，其特征在于，所述获取融霜触发信号的步骤包括：

设置油门踏板的踏板压力阈值；

获取油门踏板被踩下时所承受的压力，并判断油门踏板所承受的压力是否大于预设的踏板压力阈值，若是，则判断获取到了该油门踏板被完全踩下所产生的融霜触发信号。

4.根据权利要求1所述的除霜方法，其特征在于，所述除霜方法还包括获取发动机点火信号的步骤；当获取到发动机点火信号时，则结束除霜。

5.根据权利要求1所述的除霜方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：

在给所述火花塞的所述中心电极和所述侧电极两端加载所述融霜电压时起，探测所述火花塞的所述中心电极和所述侧电极之间是否产生有火花，当探测到所述火花塞的所述中心电极和所述侧电极之间产生有火花时，则停止给所述火花塞的所述中心电极和所述侧电极两端加载所述融霜电压。

6.一种除霜方法，用于汽车，其特征在于，所述除霜方法包括以下步骤：

S1)在发动机停机时，获取融霜触发信号；

S2)当获取到所述融霜触发信号后，给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压，以除去所述火花塞的所述中心电极和所述侧电极之间所结的霜；

所述步骤S1还包括：

设置所述发动机内部的空气温度阈值；设置第二融霜电压加载时间段；

则步骤S2为：从获取到融霜触发信号的时刻起，在预设的第二融霜电压加载时间段内，给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压；

所述除霜方法还包括步骤S3：在经过预设的第二融霜电压加载时间段后，停止加载融霜电压，测量该发动机内部的空气的实际温度，进而判断该空气的实际温度是否高于预设的空气温度阈值，若是，则结束除霜。

7.根据权利要求6所述的除霜方法，其特征在于，所述步骤S3还包括设置延迟时间段的步骤；所述步骤S3包括：

在停止加载融霜电压的时刻起，经该延迟时间段后，再测量该发动机内部的空气的实际温度。

8.根据权利要求7所述的除霜方法，其特征在于，所述除霜方法还包括：

在测量了所述发动机内部的空气的实际温度后，且所述发动机内部的空气的实际温度不高于预设的所述空气温度阈值时，继续在一预设的第二融霜电压加载时间段内，给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压；然后重复步骤S3。

9.根据权利要求8所述的除霜方法，其特征在于，所述步骤S1还包括设置发动机内部的空气的温差阈值和额外电压加载时间段的步骤；所述步骤S2还包括在获取到融霜触发信号的时刻，测量该发动机内部的空气的实际温度，并计算该发动机内部的空气的实际温度与其空气温度阈值之差，进而判断该发动机内部的空气的实际温度与其空气温度阈值之差是否低于预设的该发动机内部的空气的温差阈值，若是，则在从获取到融霜触发信号的时刻起，在预设的第二融霜电压加载时间段内，给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压后，继续在额外电压加载时间段内，给火花塞的中心电极和侧电极两端加载融霜电压。