CN105444919A - 车载温度采集系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种车载温度采集系统，包括固定在待测部件上的测温单元，所述的测温单元：VCC经限流电阻R1和两个串联的开关二极管BAV99接地，MCU的AD接口连接限流电阻R1与开关二极管BAV99之间采集温度信号。本发明的优点在于在精度及响应速度要求不高的情况下，该方案在一致性及线性方面具有良好的表现，且成本优势较大，节省PCB空间，易于实现，能够整车装备，便于对车辆各个部件的温度进行监控，提高车辆的安全性。

Description

车载温度采集系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及车辆电器领域，尤其涉及应用在车辆上的温度采集电路。

背景技术

许多产品应用场合都需要环境温度检测，常规做法采用热电偶。热电偶优点是宽温度范围、结实、价低，无需供电，但电压和温度间是非线性关系，因此需要为参考温度作第二次测量，并利用测试设备软件或硬件在仪器内部处理电压-温度变换，以最终获得热偶温度，操作繁琐。热敏电阻的优点具有很好的精度及响应速度，尺寸也较小，但热敏电阻的线性度极差，并且与生产工艺有很大关系，仅适合需要进行快速和灵敏温度测量的控制应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种结构精简、测温准确、采集可靠的温度采集系统。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：车载温度采集系统，包括固定在待测部件上的测温单元，所述的测温单元：VCC经限流电阻R1和两个串联的开关二极管BAV99接地，MCU的AD接口连接限流电阻R1与开关二极管BAV99之间采集温度信号。

所述的开关二极管BAV99由两个串联的二极管通过SOT23封装构成。

所述限流电阻R1为15K/1％的规格。

所述测温单元安装在发动机底部机油仓外、蓄电池壳体、发动机水箱、发电机壳体外、轮毂上、刹车钳上、车内、车外中的部分或全部。

所述测温单元安装的MCU输出温度信号至控制单元，所述控制单元输出显示信息至车内显示单元，输出报警信号至车内报警单元。

所述显示单元为多个具有背光灯的图标，每个图标对应一个测温单元，所述报警单元为扬声器。

对应所述发动机底部机油仓外测温单元的图标的背光灯设有三种颜色，分别为绿色、红色和黄色，对应所述蓄电池壳体、发动机水箱、发电机壳体外、轮毂上、刹车钳上测温单元的图标的背光灯设有两种颜色，分别为红色和黄色，对应所述车内、车外测温单元的图标的背光灯设有两种颜色，分别为橙色和白色。

基于所述车载温度采集系统的控制方法，其特征在于：

1)系统启动；

2)控制器实时采集每个测温单元采集的温度信息；

3)若发动机底部机油仓外的测温单元采集的温度高于热车油温阈值则点亮相应图标的绿色背光灯，高于预警油温阈值则点亮相应图标的黄色背光灯并给予声音提示，高于报警油温阈值则点亮相应图标的红色背光灯并给予急促的声音提示；热车油温阈值＜预警油温阈值＜报警油温阈值；

若蓄电池壳体的测温单元采集的温度高于预警电池温度阈值则点亮相应图标的黄色背光灯并给予声音提示，高于报警电池温度阈值则点亮相应图标的红色背光灯并给予急促的声音提示；预警电池温度阈值＜报警电池温度阈值；

若发动机水箱的测温单元采集的温度高于预警水箱温度阈值则点亮相应图标的黄色背光灯并给予声音提示，高于报警水箱温度阈值则点亮相应图标的红色背光灯并给予急促的声音提示；预警水箱温度阈值＜报警水箱温度阈值；

若发电机壳体外的测温单元采集的温度高于预警发电机温度阈值则点亮相应图标的黄色背光灯并给予声音提示，高于报警发电机温度阈值则点亮相应图标的红色背光灯并给予急促的声音提示；预警发电机温度阈值＜报警发电机温度阈值；

若轮毂上的测温单元采集的温度高于预警轮毂温度阈值则点亮相应图标的黄色背光灯并给予声音提示，高于报警轮毂温度阈值则点亮相应图标的红色背光灯并给予急促的声音提示；预警轮毂温度阈值＜报警轮毂温度阈值；

若刹车钳上的测温单元采集的温度高于预警刹车温度阈值则点亮相应图标的黄色背光灯并给予声音提示，高于报警刹车温度阈值则点亮相应图标的红色背光灯并给予急促的声音提示；预警刹车温度阈值＜报警刹车温度阈值。

所述3)还包括：

若车内的测温单元采集的温度低于车内舒适温度下限阈值则点亮相应图标的白色背光灯，高于车内舒适温度上限阈值则点亮相应图标的橙色背光灯；

车外的测温单元采集的温度低于车外温度下限阈值则点亮相应图标的白色背光灯，高于车外温度上限阈值则点亮相应图标的橙色背光灯。

本发明的优点在于在精度及响应速度要求不高的情况下，该方案在一致性及线性方面具有良好的表现，且成本优势较大，节省PCB空间，易于实现，能够整车装备，便于对车辆各个部件的温度进行监控，提高车辆的安全性。

附图说明

下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：

图1为测温单元结构示意图；

图2为测温单元温度采集示意图。

具体实施方式

车载温度采集系统包括固定在待测部件上的测温单元，可以将测温单元选择性的固定在发动机底部机油仓外、蓄电池壳体、发动机水箱、发电机壳体外、轮毂上、刹车钳上、车内、车外中的部分或全部。

发动机底部机油仓外的测温单元可以测量发动机的温度状态，可以用于启动时，控制热车时间，避免过度空转费油费时；

蓄电池壳体的测温单元可以测量蓄电池温度，避免蓄电池过载或过热时发生故障；

发动机水箱的测温单元可以测量水箱内部的水温，将水温测量集成一个系统上，不必单独处理，避免“开锅”；

发电机壳体外的测温单元可以测量发电机工况温度，避免发电机故障导致电池馈电；

轮毂上的测温单元可以间接测量轮胎温度，避免轮胎温度过高而发生事故；

刹车钳上的测温单元可以间接测量刹车片温度，避免制动系统温度过高而发生失灵；

车内、车外的温度传感器可以采集车内外的温度，提示驾驶员控制空调系统，了解车内外温度状况。

测温单元如图1所示，VCC经限流电阻R1和两个串联的开关二极管BAV99接地，MCU的AD接口连接限流电阻R1与开关二极管BAV99之间采集温度信号。其中开关二极管BAV99由两个串联的二极管通过SOT23封装构成。利用半导体的负温度特性，来实施温度采样。如图2所示，利用二极管导通压降随温度变化改变的特性，且线性较好。SOT封装是SOP系列封装的一种，表示小外形晶体管

VCC端接5V电源，用4个二极管串联可以改善一致性，提高检测精度，限流电阻R1为15K/1％的规格，一方面进行限流来避免二极管的自发热影响，另一方面减小自身误差对采样的影响。

测温单元安装的MCU输出温度信号至控制单元，利用控制单元处理各个测温单元的温度信号，控制单元输出显示信息至车内显示单元，输出报警信号至车内报警单元。显示单元为多个具有背光灯的图标，每个图标对应一个测温单元，报警单元为扬声器。

由于采集的温度信号较多，而驾驶员在非故障情况下也不需要了解如此之多的信息量，因此可以采用以下的方式提示温度，既能有效的测量温度，也能合理的提示温度，在不增加驾驶复杂性的情况下，保证的行车安全。对应发动机底部机油仓外测温单元的图标的背光灯设有三种颜色，分别为绿色、红色和黄色，对应蓄电池壳体、发动机水箱、发电机壳体外、轮毂上、刹车钳上测温单元的图标的背光灯设有两种颜色，分别为红色和黄色，对应车内、车外测温单元的图标的背光灯设有两种颜色，分别为橙色和白色。通过亮灯显示提示驾驶员。显示单元可以集成在车辆仪表台上。

基于上述车载温度采集系统的控制方法，其特征在于：

1)系统启动；

2)控制器实时采集每个测温单元采集的温度信息；

3)若发动机底部机油仓外的测温单元采集的温度高于热车油温阈值则点亮相应图标的绿色背光灯，高于预警油温阈值则点亮相应图标的黄色背光灯并给予声音提示(响一声或几声)，高于报警油温阈值则点亮相应图标的红色背光灯并给予急促的声音提示(警示驾驶员)；热车油温阈值＜预警油温阈值＜报警油温阈值；热车油温阈值为发动机预热完成的温度，根据车辆型号设定，预警油温阈值和报警油温阈值为发动机过高温度和故障温度的两个节点，根据需要设定；

若蓄电池壳体的测温单元采集的温度高于预警电池温度阈值则点亮相应图标的黄色背光灯并给予声音提示(响一声或几声)，高于报警电池温度阈值则点亮相应图标的红色背光灯并给予急促的声音提示(警示驾驶员)；预警电池温度阈值＜报警电池温度阈值；

若发动机水箱的测温单元采集的温度高于预警水箱温度阈值则点亮相应图标的黄色背光灯并给予声音提示，高于报警水箱温度阈值则点亮相应图标的红色背光灯并给予急促的声音提示(警示驾驶员)；预警水箱温度阈值＜报警水箱温度阈值；

若发电机壳体外的测温单元采集的温度高于预警发电机温度阈值则点亮相应图标的黄色背光灯并给予声音提示(响一声或几声)，高于报警发电机温度阈值则点亮相应图标的红色背光灯并给予急促的声音提示(警示驾驶员)；预警发电机温度阈值＜报警发电机温度阈值；

若轮毂上的测温单元采集的温度高于预警轮毂温度阈值则点亮相应图标的黄色背光灯并给予声音提示(响一声或几声)，高于报警轮毂温度阈值则点亮相应图标的红色背光灯并给予急促的声音提示(警示驾驶员)；预警轮毂温度阈值＜报警轮毂温度阈值；

若刹车钳上的测温单元采集的温度高于预警刹车温度阈值则点亮相应图标的黄色背光灯并给予声音提示(响一声或几声)，高于报警刹车温度阈值则点亮相应图标的红色背光灯并给予急促的声音提示(警示驾驶员)；预警刹车温度阈值＜报警刹车温度阈值。

若车内的测温单元采集的温度低于车内舒适温度下限阈值(如10℃)则点亮相应图标的白色背光灯，高于车内舒适温度上限阈值(如30℃)则点亮相应图标的橙色背光灯；车外的测温单元采集的温度低于车外温度下限阈值则点亮相应图标的白色背光灯，高于车外温度上限阈值则点亮相应图标的橙色背光灯。提示车内外的温度状况，提示驾驶员是否需要开启空调，采用橙色也能避免刺激到驾驶员(若采用红色，可能让驾驶员紧张)。

通过上述控制方法，能够在采集显示大量温度数据的情况下，根据需要给与驾驶员提示，提高行车安全性。

Claims (9)

1.车载温度采集系统，其特征在于：包括固定在待测部件上的测温单元，所述的测温单元：VCC经限流电阻R1和两个串联的开关二极管BAV99接地，MCU的AD接口连接限流电阻R1与开关二极管BAV99之间采集温度信号。

2.根据权利要求1所述的车载温度采集系统，其特征在于：所述的开关二极管BAV99由两个串联的二极管通过SOT23封装构成。

3.根据权利要求1或2所述的车载温度采集系统，其特征在于：所述限流电阻R1为15K/1％的规格。

4.根据权利要求1或2所述的车载温度采集系统，其特征在于：所述测温单元安装在发动机底部机油仓外、蓄电池壳体、发动机水箱、发电机壳体外、轮毂上、刹车钳上、车内、车外中的部分或全部。

5.根据权利要求4所述的车载温度采集系统，其特征在于：所述测温单元安装的MCU输出温度信号至控制单元，所述控制单元输出显示信息至车内显示单元，输出报警信号至车内报警单元。

6.根据权利要求5所述的车载温度采集系统，其特征在于：所述显示单元为多个具有背光灯的图标，每个图标对应一个测温单元，所述报警单元为扬声器。

7.根据权利要求6所述的车载温度采集系统，其特征在于：对应所述发动机底部机油仓外测温单元的图标的背光灯设有三种颜色，分别为绿色、红色和黄色，对应所述蓄电池壳体、发动机水箱、发电机壳体外、轮毂上、刹车钳上测温单元的图标的背光灯设有两种颜色，分别为红色和黄色，对应所述车内、车外测温单元的图标的背光灯设有两种颜色，分别为橙色和白色。

8.基于权利要求1-7中任一项所述车载温度采集系统的控制方法，其特征在于：

1)系统启动；

2)控制器实时采集每个测温单元采集的温度信息；

3)若发动机底部机油仓外的测温单元采集的温度高于热车油温阈值则点亮相应图标的绿色背光灯，高于预警油温阈值则点亮相应图标的黄色背光灯并给予声音提示，高于报警油温阈值则点亮相应图标的红色背光灯并给予急促的声音提示；热车油温阈值＜预警油温阈值＜报警油温阈值；

若蓄电池壳体的测温单元采集的温度高于预警电池温度阈值则点亮相应图标的黄色背光灯并给予声音提示，高于报警电池温度阈值则点亮相应图标的红色背光灯并给予急促的声音提示；预警电池温度阈值＜报警电池温度阈值；

若发动机水箱的测温单元采集的温度高于预警水箱温度阈值则点亮相应图标的黄色背光灯并给予声音提示，高于报警水箱温度阈值则点亮相应图标的红色背光灯并给予急促的声音提示；预警水箱温度阈值＜报警水箱温度阈值；

若发电机壳体外的测温单元采集的温度高于预警发电机温度阈值则点亮相应图标的黄色背光灯并给予声音提示，高于报警发电机温度阈值则点亮相应图标的红色背光灯并给予急促的声音提示；预警发电机温度阈值＜报警发电机温度阈值；

若轮毂上的测温单元采集的温度高于预警轮毂温度阈值则点亮相应图标的黄色背光灯并给予声音提示，高于报警轮毂温度阈值则点亮相应图标的红色背光灯并给予急促的声音提示；预警轮毂温度阈值＜报警轮毂温度阈值；

若刹车钳上的测温单元采集的温度高于预警刹车温度阈值则点亮相应图标的黄色背光灯并给予声音提示，高于报警刹车温度阈值则点亮相应图标的红色背光灯并给予急促的声音提示；预警刹车温度阈值＜报警刹车温度阈值。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：

所述3)还包括：

若车内的测温单元采集的温度低于车内舒适温度下限阈值则点亮相应图标的白色背光灯，高于车内舒适温度上限阈值则点亮相应图标的橙色背光灯；

车外的测温单元采集的温度低于车外温度下限阈值则点亮相应图标的白色背光灯，高于车外温度上限阈值则点亮相应图标的橙色背光灯。