CN105329165A - 一种汽车涉水深度报警装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车涉水深度报警装置，包括固定在汽车车身上的水深传感器组，其放大器模块的输入端与水深传感器组的输出端连接，其编码器的输入端与放大器模块的输出端连接，其解码器的输入端与编码器的输出端通过CAN总线连接，其仪表显示模块的输入端与解码器的输出端连接，其发动机ECU模块内载发动机启动程序，发动机ECU模块的输入端与解码器的输出端连接，发动机ECU模块根据来自编码器的数字信号控制汽车发动机点火，其执行器模块的输入端与发动机ECU模块的输出端连接，其输出端与发动机连接。本方案实现了水深报警，在汽车涉水熄火后保护发动机。

Description

一种汽车涉水深度报警装置

技术领域

本发明涉及汽车防护技术，具体是一种汽车涉水深度报警装置。

背景技术

在汽车越野涉水时，或者夏天暴雨后由于公路的排水系统设计不尽合理，当公路面形成积水时，如果积水过深，水面高度超过汽车排气管最低高度，汽车一旦熄火，发动机温度降低后，排气管内会形成负压，积水会沿排水管进入发动机，造成发动机损坏。

在实际驾驶过程中，由于驾驶人员对水深的估计不准确，往往会抱着侥幸的心理，强行通过路面，这样汽车一旦陷入水潭，进退两难；还有一些谨慎的驾驶人员，叫随车人员下车探路，观察水面与排气管的位置情况，这样会带来不必要的麻烦。驾驶经验告诉我们：水深超过轮胎的1/3高度就要谨慎通过，超过1/2高度就不能强行通过；如果在深水中熄火，不能重新启动，否则水会被负压吸入气缸，引起发动机大修。

CN103318081A公开的一种汽车涉水警示装置，其活动式安装于汽车车身底部，适用于驶入积水路面时的涉水警示，且所述汽车涉水警示装置包括电控报警单元及联杆，所述电控报警单元包括报警器、电控开关，所述电控开关固定于汽车车身底部，且当电控开关被触压后，报警器发出报警信号；所述联杆通过转轴连接于汽车车身底部，且所述联杆下方设有浮球，浮球浸入水中所产生的浮力带动联杆相对于转轴旋转，且所述联杆旋转至预定角度后触压电控开关，驾驶员通过报警信号了解积水深度是否为安全深度。但在该文献中，由于车辆行驶时是运动状态，浮球在水中容易晃动，并不能准确反应出当前的水深，适用性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车涉水深度报警装置，其对涉水驾驶进行报警和保护发动机。

本发明的技术方案如下：

一种汽车涉水深度报警装置，包括固定在汽车车身上的水深传感器组，其放大器模块的输入端与水深传感器组的输出端连接，用于接收和放大水深传感器组产生的电信号；其编码器的输入端与放大器模块的输出端连接，用于处理来自放大器模块输出的电信号，并对电信号编码成适用于CAN总线传输的信号；其解码器的输入端与编码器的输出端通过CAN总线连接，用于将来自编码器的信号译码成数字信号；其仪表显示模块的输入端与解码器的输出端连接，用于显示涉水深度和报警信息；其发动机ECU模块内载发动机启动程序，发动机ECU模块的输入端与解码器的输出端连接，发动机ECU模块根据来自编码器的数字信号控制汽车发动机点火，用于在涉水深度达到设定值时产生禁止启动发动机启动的电平信号；其执行器模块的输入端与发动机ECU模块的输出端连接，其输出端与启动发动机连接，用于接收发动机ECU模块输出的电平信号，并根据电平信号提供禁止启动发动机启动的低电压。

进一步的，水深传感器组包括固定在汽车前部下方的钣金件的第一水深传感器和第二水深传感器，第一水深传感器离地面的高度为轮胎高度的1/3且低于排气管管口的最低处，第二水深传感器离地面的高度为轮胎高度的1/2且低于排气管管口的最低处。

进一步的，第一水深传感器和第二水深传感器均包括传感器本体和置于传感器本体中的传感器芯片，传感器芯片与放大器模块导线连接，传感器本体安装于一防飞溅壳中，防飞溅壳的侧壁密封闭合且上下两端均有开口，防飞溅壳通过一安装支架螺钉固定在碰撞横梁上。

进一步的，所述防飞溅壳的侧壁下端设有相对布置的两挡水板，该两挡水板向下倾斜且其中一挡水板高于另一挡水板，两挡水板间留有间隙形成开口，两挡水板在上下方向上遮挡住防飞溅壳的下端口。

进一步的，编码器将第一水深传感器和第二水深传感器产生的电信号调制成两个不同的信号，解码器将第一水深传感器产生的信号解调成浅水报警数字信号，解码器将第二水深传感器产生的信号解调成深水报警数字信号。

进一步的，发动机ECU模块在发动机熄火时扫描解码器是否有数字信号输出，当发动机ECU模块扫描到解码器有数字信号输出则锁定发动机禁止启动发动机启动。

第一水深传感器和第二水深传感器检测到的信号通过放大器模块、编码器、解码器分别传送数字信号给仪表显示模块和发动机ECU模块，通过仪表显示模块和发动机ECU模块的处理最后实现水深报警和禁止发动机再次启动。一旦发动机在水中熄火，水深传感器的信号会持续发送给发动机ECU模块，在通过发动机ECU模块再次启动发动机时，发动机ECU模块将控制启动电机的执行模块，使其无法工作，即禁止发动机重新启动。只有在积水退去或脱离涉水报警状态之后，发动机才能再次启动。

本装置在涉水驾驶时，用数字，警示灯或语音等方法向驾驶人员提示。一旦水深超过设定值立刻报警，如果在涉水汽车熄火，禁止驾驶人员重新启动发动机，以免发动机受损。并且为了防止在低水位时由于车轮转动引起水飞溅或浪涌致使的水深传感器误报警，本方案设置了一个防飞溅壳外罩在水深传感器上，以此来保证只有在水浸泡水深传感器时才产生报警信号。

在本装置工作时，驾驶员可清楚地知道路面积水深度与轮胎高度关系，防止冒险闯入水潭，同时也能避免让人下车观察水情的尴尬。如果汽车在水中不幸熄火，本装置通过发动机ECU模块对再次启动发动机实施控制，防止驾驶人员误操作而引起的更大麻烦。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的水深传感器在汽车上的安装示意图；

图3为本发明的水深传感器的结构示意图。

附图标记说明：1-第二水深传感器；2-排气管；3-防飞溅壳；5-螺钉；6-导线；8-钣金件；8-开口；9－前保险杠；10-车轮；12-第一水深传感器；14-传感器芯片；15-下挡水板；16-上挡水板；18-传感器本体；22－放大器模块；23－编码器；24－解码器；25－仪表显示模块；26－发动机ECU模块；27－执行器模块；28－启动电机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

一种汽车涉水深度报警装置，其固定在汽车车身上的水深传感器有两个，如图2所示，第一水深传感器12离地面的高度为轮胎高度的1/3，第二水深传感器1离地面的高度为轮胎高度的1/2。安装时，第二水深传感器1和第一水深传感器12离地面的高度要低于排气管2的管口的最低处，保证路面积水在进入排气管2前，第一水深传感器12和第二水深传感器1应感应到并产生感应信号。本报警装置有放大器模块22、编码器23、解码器24、仪表显示模块25、发动机ECU模块26和执行器模块27，这些模块与水深传感器共同执行水深报警和保护。

如图1所示，放大器模块22的输入端与水深传感器组的输出端连接，用于接收和放大水深传感器组产生的电信号。编码器23的输入端与放大器模块22的输出端连接，用于处理来自放大器模块22输出的电信号，并对电信号编码成适用于CAN总线传输的信号。解码器24的输入端与编码器23的输出端通过CAN总线连接，用于将来自编码器23的信号译码成数字信号。仪表显示模块25的输入端与解码器24的输出端连接，用于显示涉水深度和报警信息。发动机ECU模块26内载发动机启动程序，其输入端与解码器24的输出端连接，其根据来自编码器23的数字信号控制汽车的启动发动机28点火，用于在涉水深度达到设定值时产生禁止启动发动机28再次启动的电平信号。执行器模块27的输入端与发动机ECU模块26的输出端连接，其输出端与启动发动机28连接，用于接收发动机ECU模块26输出的电平信号，并根据电平信号提供禁止启动发动机28启动的低电压。

当传感器第一水深传感器12和/或第二水深传感器1被水浸没后，所产生的电信号被放大器模块22放大，经过编码器23处理的信号通过CAN总线输送给解码器24，译码后的数字信号分别传送给仪表显示模块25和发动机ECU模块26。仪表显示模块25和发动机ECU模块26接到信号后通过处理实现水深报警和控制启动发动机28点火，禁止发动机熄火后再次启动。

第一水深传感器12和第二水深传感器1结构一致，如图3所示，均包括传感器本体18和置于传感器本体18中的传感器芯片14，传感器芯片14与放大器模块22通过导线6连接，传感器本体18安装于防飞溅壳3中，防飞溅壳3通过安装支架17被螺钉5安装固定在汽车前部下方的钣金件7的任意部位上，比如，如图2所示，安装靠近前保险杠9的碰撞横梁的底部位置。安装支架17安装布置时特别要注意不能影响汽车最小离地间隙。防飞溅壳3的侧壁密封闭合且上下两端均有开口，上端的开口8朝上敞开，以此来保证涉水时只有水深传感器被完全浸没时才能产生报警信号，而避免因为溅水使水深传感器产生错误的水深报警。

所述防飞溅壳3的侧壁下端为相对布置的两挡水板，该两挡水板向下倾斜且其中的上挡水板16高于下挡水板15，两挡水板间留有间隙形成开口，两挡水板在上下方向上遮挡住防飞溅壳3的下端口。如图3所示，两挡水板为位置相对在上的上挡水板16和位置相对在下的下挡水板15，这样的设置能有效阻挡由于车轮10转动引起的飞溅水花，防止水深传感器被水打湿而引起误报。当积水退去时，积水从两挡水板之间的开口迅速排出。水深传感器的传感器芯片14选用对水灵敏度较低的产品，当水排除后稍作干燥，水深传感器才脱离报警状态。

放大器模块22采用型号为LM358的芯片，编码器23采用型号为TJA1040的芯片，解码器24采用型号为TJA1041的芯片。在遇到路面积水时，第一水深传感器12首先被淹没，发出的信号从放大器模块22的引脚a4进入；经过放大的信号从放大器模块22的引脚b2送入编码器23的引脚S2；被编码的信号从编码器23的引脚D1送出，通过CAN总线送入解码器24的引脚D2；由此分别发送给仪表显示模块25和发动机ECU模块26。第二水深传感器1的位置较高，在水深增加时才能被淹没。

编码器23将第一水深传感器12和第二水深传感器1产生的电信号调制成两个不同的信号以区别。解码器24将第一水深传感器12产生的信号解调成浅水报警数字信号，对应在仪表显示模块25上会出现浅水深度值和/或发出黄色报警。解码器24将第二水深传感器1产生的信号解调成深水报警数字信号，对应在仪表显示模块25上会出现深水深度值，同时还可以发出红色报警。在报警时可以通过喇叭辅以声音报警。在浅水报警时驾驶人员可以小心翼翼地放慢车速通过。一旦发现仪表板上的深水报警点亮，驾驶员应该立刻停止前进并根据情况倒退至安全浅水区，以此避免发动机熄火后进水的危险。

在深水中行驶时，解码器24输出CAN信号的同时也发送给发动机ECU模块26。在发动机工作时，发动机ECU模块26的运算算法规定该CAN信号仅仅控制发动机的启动，不干涉发动机的正常运行。只有在水中熄火时，发动机启动程序会对解码器24输出的CAN信号进行扫描监视，一旦发现解码器24有CAN信号输出，立刻拒绝发动机启动。此时，发动机ECU模块26产生一个电平信号，该电平信号通过执行器模块27进入执行器模块27的输入引脚，迫使执行器模块27的电压输出引脚处于低电位，无法提供让启动电机28启动的电压。积水退去后，CAN信号消失，执行模块27可以让启动电机28正常工作。

Claims (6)

1.一种汽车涉水深度报警装置，包括固定在汽车车身上的水深传感器组，其特征在于，还包括：

放大器模块，其输入端与水深传感器组的输出端连接，用于接收和放大水深传感器组产生的电信号；

编码器，其输入端与放大器模块的输出端连接，用于处理来自放大器模块输出的电信号，并对电信号编码成适用于CAN总线传输的信号；

解码器，其输入端与编码器的输出端通过CAN总线连接，用于将来自编码器的信号译码成数字信号；

仪表显示模块，其输入端与解码器的输出端连接，用于显示涉水深度和报警信息；

发动机ECU模块，其内载发动机启动程序，其输入端与解码器的输出端连接，其根据来自编码器的数字信号控制汽车发动机点火，用于在涉水深度达到设定值时产生禁止启动发动机再次启动的电平信号；

执行器模块，其输入端与发动机ECU模块的输出端连接，其输出端与启动发动机连接，用于接收发动机ECU模块输出的电平信号，并根据电平信号提供禁止启动发动机启动的低电压。

2.根据权利要求1所述的一种汽车涉水深度报警装置，其特征在于：所述水深传感器组包括固定在汽车前部下方的钣金件的第一水深传感器和第二水深传感器，第一水深传感器离地面的高度为轮胎高度的1/3且低于排气管管口的最低处，第二水深传感器离地面的高度为轮胎高度的1/2且低于排气管管口的最低处。

3.根据权利要求2所述的一种汽车涉水深度报警装置，其特征在于：第一水深传感器和第二水深传感器均包括传感器本体和置于传感器本体中的传感器芯片，传感器芯片与放大器模块导线连接，传感器本体安装于一防飞溅壳中，防飞溅壳的侧壁密封闭合且上下两端均有开口，防飞溅壳通过一安装支架螺钉固定在碰撞横梁上。

4.根据权利要求3所述的一种汽车涉水深度报警装置，其特征在于：所述防飞溅壳的侧壁下端设有相对布置的两挡水板，该两挡水板向下倾斜且其中一挡水板高于另一挡水板，两挡水板间留有间隙形成开口，两挡水板在上下方向上遮挡住防飞溅壳的下端口。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的一种汽车涉水深度报警装置，其特征在于：编码器将第一水深传感器和第二水深传感器产生的电信号调制成两个不同的信号，解码器将第一水深传感器产生的信号解调成浅水报警数字信号，解码器将第二水深传感器产生的信号解调成深水报警数字信号。

6.根据权利要求2至4中任一项所述的一种汽车涉水深度报警装置，其特征在于：发动机ECU模块在发动机熄火时扫描解码器是否有数字信号输出，当发动机ECU模块扫描到解码器有数字信号输出则锁定发动机禁止启动发动机启动。