CN105480222B - 防止车辆涉水熄火的系统和方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于防止车辆涉水熄火的系统和相应方法，该系统包括：排气管防呛水控制装置，其被配置为响应于检测到水深超过低于发动机排气口的第一高度，控制车辆进入涉水模式，在该模式下，发动机处于高转速状态，变速箱处于低档位状态，从而使发动机排气的压力大于水压。

Description

防止车辆涉水熄火的系统和方法

技术领域

本发明涉及车辆领域，具体涉及一种用于防止车辆涉水熄火的系统和方法，以及一种发动机气缸进水自保护装置及方法。

背景技术

每年的夏季，由于暴雨或台风天气都会导致不少城市内涝，道路积水。在恶劣天气积水和不熟悉道路积水程度的情况下用车往往会导致很多车辆因进水被毁。因此迫切需要对汽车涉水防熄火和发动机损坏提供全面的保护。

现有的汽车涉水防熄火的技术通常注重于抬高汽车的进排气管的高度，但这会改变整车系统，具有成本高、实施难度大等缺陷.

可见，本领域中需要一种改进的用于防止车辆涉水熄火以及发动机气缸进水自保护的技术方案。

发明内容

在本发明的一个方面，提供了一种防止车辆涉水熄火的系统，包括：排气管防呛水控制装置，其被配置为响应于检测到水深超过低于发动机排气口的第一高度，控制车辆进入涉水模式，在该模式下，发动机处于高转速状态，变速箱处于低档位状态，从而使发动机排气的压力大于水压。

在本发明的另一个方面，提供了一种发动机气缸进水自保护装置，包括：爆震或压力传感器，其安装在发动机缸体上，被配置为检测发动机的爆震或压力；发动机控制单元ECU，其被配置为响应于检测到来自爆震或压力传感器的关于爆震或压力超过正常爆震或压力值的信号，关闭发动机。

在本发明的又一个方面，提供了一种防止车辆涉水熄火的方法，包括：响应于检测到水深超过低于发动机排气口的第一高度，控制车辆进入涉水模式，在该模式下，发动机处于高转速状态，变速箱处于低档位状态，从而使发动机排气的压力大于水压。

在本发明的再一个方面，提供了一种发动机气缸进水自保护方法，包括：通过检测发动机的爆震或压力是否超过正常爆震或压力值，来检测水是否进入发动机；以及响应于检测到水进入发动机气缸，自动关闭发动机。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的用于防止车辆涉水熄火的系统的结构图；

图2示意性地示出了挡水板升起后的汽车的正面视图；

图3示意性地示出了挡水板的结构图；以及

图4示出了根据本发明的实施例的用于防止车辆涉水熄火的系统的控制流程图。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的实施例。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解和实现本发明。但是，对所属技术领域的技术人员明显的是，本发明的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本发明并不局限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面所述的特征和要素的任意组合来实施本发明，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用，而不应看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。

现参照图1，其示出了根据本发明的实施例的用于防止车辆涉水熄火的系统的结构图。

该用于防止车辆涉水熄火的系统包括三个部分:排气管防呛水控制装置，进气管防吸水/呛水防护装置，以及发动机气缸进水自保护装置。

所述排气管防呛水控制装置可包括可选的水深传感器1 101、水深传感器2 102、发动机控制单元(ECU)103以及变速箱控制单元(TCU)104。

所述进气管防吸水/呛水防护装置可包括所述ECU 103、进气口防吸水/呛水控制器105、水深传感器3 106、挡水板驱动电机107、挡水板(图1中未示出)。

所述发动机气缸进水自保护装置可包括爆震或压力传感器108以及所述ECU 103。

所述ECU 103、变速箱控制单元104以及进气口防吸水/呛水控制器105可通过CAN网络或其他方式相互通信。所述进气口防吸水/呛水控制器105也可合并到ECU 103之内。

水深传感器1 101可安装在汽车轮毂1/3处，该传感器用来监测汽车是否开始涉水。

水深传感器2 102可安装在汽车轮毂或者车架上，并距离汽车排气管底部大约5cm处，该传感器用来监测汽车涉水的深度是否接近排气管。

当水深传感器1 101探测到水深已超过阈值,说明汽车已经开始涉水,但是还处于汽车可安全过水范围内。ECU 103可亮起仪表盘“涉水指示灯绿光”，并发出“嘟嘟”警示音，提醒驾驶员涉水深仍在安全范围内,需谨慎驾驶。

当水深传感器2102探测到水深已达到阈值，说明汽车涉水深已经超过危险警戒,接近排气口，ECU 103可亮起仪表盘“涉水指示灯”黄光，发出“笛笛”急促警示音。同时,ECU103可自动发送信号给TCU 104，并控制车辆进入“涉水模式”。

在涉水模式中,ECU 103迅速将采集到的汽车车速、变速箱档位、发动机转速进行计算,在不需要驾驶员的干预的情况下，通过执行空燃比及发动机转速控制以及通过由TCU104执行离合器及档位传动比控制，逐渐降低并保持适当的汽车车速，调低变速箱的档位，提高发动机的转速，以实现排气管气流的稳定和强劲，防止反向呛水。通常，当发动机转速达到3000转/每分钟以上，并且没有突然剧烈的转速下降调整，排气压力将大于水压。

当水深传感器1 101探测到水深低于阈值，则ECU 103将自动“解除”涉水模式，发动机转速和变速箱档位将回归正常。

水深传感器3 106可安装在低于汽车进气口10cm的汽车进气栅栏处，该传感器用于检测涉水的深度或者是汽车自身涌起的水墙是否已经接近进气口。

如果水深传感器3 106检测到涉及深度或水墙已接近进气口，则可发出更急促的“笛笛”警示音，并且ECU 103可通过进气口防吸水/呛水控制器105自动控制挡水板驱动电机107“升起”挡水板。

图2示意性地示出了挡水板升起后的汽车的正面视图。如图2中所示，该挡水板201位于发动机舱202的进气格栅203的后面。挡水板201的宽度大于进气格栅203的宽度。当挡水板201在驱动电机107(图2中未示出)的驱动下升起后，该挡水板201的顶端距进气格栅203的上边缘大约5cm处，以保证进气通道的通畅。

图3示意性地示出了挡水板的示例性结构图。如图3中所示，该挡水板201包括铝合金挡板301、固定于进气格栅内边缘的左滑道302、固定于进气格栅内边缘的右滑道303、下部的排水槽304、排水槽阻挡沿305、挡水板上边阻水帽沿306。优选地，该挡水板201可以是一体化成形的。当挡水板201升起后，被阻挡的水墙将顺着排水槽304排出发动机舱。当然，如本领域的技术人员所知的，以上描述和图示的挡水板的特定结构、形状、材料等仅为示例，而不是对本发明的限制。任何其他结构、形状和材料的挡水板，只要其能在一定程度上阻止水进入发动机进气管，都落入本发明的精神和范围之内。

返回图1，压力传感器(或发动机自带的爆震传感器)108安装在发动机的缸体上，用于检测发动机缸体内的压力(或异常震动)。

当ECU 103接收到来自爆震或压力传感器108的关于发动机内爆震或压力迅速上升并超过阈值的信号，并且水深传感器1的信号超过阈值，可判断发动机缸体已进水。此时，ECU 103可自动停止发动机的工作，实现自动熄火，并且可以将故障码记录在ECU 103中，并在仪表盘上亮起“涉水指示灯”红灯，提示驾驶员发动机已进水。在该故障码被清除之前，ECU将不能启动发动机，以防止发动机的二次破坏。

以上参照附图描述了根据本发明的实施例的用于防止汽车涉水熄火的系统，应指出的是，以上描述仅为示例，而不是对本发明的限制。在本发明的其他实施例，该系统可具有更多、更少或不同的装置和部件，且各装置和部件之间的连接、包含、功能等关系可以与所描述和图示的不同。例如，所述用于防止汽车涉水熄火的系统也可以仅包括所述排气管防呛水控制装置、进气管防吸水/呛水防护装置以及发动机气缸进水自保护装置中的任何一个或两个。

现参照图4，其示出了根据本发明的实施例的用于防止车辆涉水熄火的系统的控制流程图。

如图4所示，在步骤401，水深传感器1检测水深。

在步骤402，判断水深传感器1是否超过阈值，即水深是否超过水深传感器1所在高度，例如汽车轮毂1/3处。如果该判断为否，则转到步骤403；如果该判断为是，则转到步骤404。

在步骤403，可确定车辆无涉水风险，继续正常行驶，或者(由如下所述的涉水模式或挡水板升起的状态)转为正常行驶。

在步骤404，可确定车辆开始涉水，此时仪表盘指示灯变绿，并发涉及警示音1，例如“嘟嘟”声。

在步骤405，水深传感器2检测水深。

在步骤406，判断水深传感器2是否超过阈值，即水深是否起过水深传感器2所在高度，例如排气管下大约5cm处。如果该判断为否，则返回到步骤402；如果该步骤为是，则转到步骤407，并同时转到步骤409。

在步骤407，可确定车辆涉水深已经接近排气管，此时仪表盘涉水灯指示变黄，发警示音2，例如急促的“笛笛”声，且ECU/TCU启动“涉水模式”。

在步骤408，在“涉水模式”中，ECU与TCU通信，调低变速箱档位，提高发动机转速，逐渐降低并保持适当的汽车车速。然后，转到步骤413。

在步骤409，水深传感器3检测水深。

在步骤410，判断水深传感器3是否超过阈值，即水深是否超过水深传感器3所在高度，例如低于汽车进气口10cm处。如果该判断为否，则转到步骤407；如果该判断为否，则转到步骤411。

在步骤411，可确定车辆涉水深或“水墙”已接近进气管的低端，发警示音3，例如更急促的“嘀嘀”声。

在步骤412，ECU通过进气口防吸水/呛水控制器控制挡水板驱动电机升起挡水板。然后，转到步骤413。

在步骤413，发动机压力传感器/爆震传感器检测发动机的压力/爆震。

在步骤414，判断压力/爆震是否超过阈值，例如正常的压力/爆震值。如果该判断为否，则返回步骤402，开始过程的下一个循环；如果该判断为是，则转到步骤415。

在步骤415，发动机自动熄火，将错误码记录在ECU中，在错误码被清除之前，发动机将被禁止重新启动。并且在仪表盘上亮起“涉水指示灯”红灯。

优选地，该控制流程可以由ECU执行。当然，也可以考虑该控制流程由ECU之外并与ECU协作的其他处理装置执行。

以上描述了根据本发明的实施例的用于防止发动机涉水熄火的系统的控制流程。应指出的是，以上描述仅为示例，而不是对本发明的限制。在本发明的其他实施例中，该控制流程可具有更多、更不或不同的步骤，且各步骤之间的顺序、包含、功能等关系可以与所描述和图示的不同。此外，以上描述中包含的大量技术细节，诸如具体的指示灯、警示音、高度等，仅为示例性说明，而不是对本发明的限制。

如本领域的技术人员可知的，以上描述实际上公开了根据本发明的实施例的一种用于防止车辆涉水熄火的系统和相应方法以及一种发动机气缸进水自保护装置及相应方法。

在本发明的一个方面，提供了一种用于防止车辆涉水熄火的系统，该系统包括：排气管防呛水控制装置，其被配置为响应于检测到水深超过低于发动机排气口的第一高度，控制车辆进入涉水模式，在该模式下，发动机处于高转速状态，变速箱处于低档位状态，从而使发动机排气的压力大于水压。

根据本发明的实施例，所述排气管防呛水装置包括：第一水深传感器，其安装在车辆上所述第一高度处，被配置为检测水深是否超过所述第一高度；以及ECU，其被配置为响应于接收到来自第一水深传感器的关于水深超过第一高度的信号，根据采集到的当前车速、发动机转速和变速箱档位，在逐渐降低和保持适当的车速的同时，通过变速箱控制单元TCU使变速箱的档位变为或保持为低档位，并使发动机的转速变为或保持为高转速，从而使发动机排气的压力大于水压。

根据本发明的实施例，所述高转速大于或等于约3000转/分。

根据本发明的实施例，该系统还包括：进气管防吸水/呛水防护装置，其被配置为响应于检测到水深超过低于发动机进气口的第二高度，在进气栅栏后升起挡水板，以阻挡水进入进气管。

根据本发明的实施例，所述进气管防吸水/呛水防护装置包括：第二水深传感器，其安装在车辆上所述第二高度处，被配置为检测水深是否超过所述第二高度；挡水板，其安装在进气格栅后，被配置为在驱动电机的驱动下升起和降下；驱动电机，其被配置为响应于来自控制器的驱动信号，驱动挡水板升起和降下；以及控制器，其被配置为响应于接收到来自第二水深传感器的关于水深超过所述第二高度的信号，向驱动电机发送用于驱动挡水板升起的驱动信号。

根据本发明的实施例，该系统还包括：发动机气缸进水自保护装置，其被配置为响应于检测到水进入发动机气缸，自动关闭发动机。

根据本发明的实施例，所述发动机气缸进水自保护装置包括：爆震或压力传感器，其安装在发动机缸体上，被配置为检测发动机的爆震或压力；ECU，其被配置为响应于检测到来自爆震或压力传感器的关于爆震或压力超过正常爆震或压力值的信号，关闭发动机。

在本发明的另一个方面，提供了一种发动机气缸进水自保护装置，该装置，包括：爆震或压力传感器，其安装在发动机缸体上，被配置为检测发动机的爆震或压力；发动机控制单元(ECU)，其被配置为响应于检测到来自爆震或压力传感器的关于爆震或压力超过正常爆震或压力值的信号，关闭发动机。

根据本发明的实施例，所述ECU还被配置为：响应于检测到来自爆震或压力传感器的关于爆震或压力超过正常爆震或压力值的信号，记录故障码；以及在所述故障码被清除之前，禁止发动机启动。

在本发明的又一个方面，提供了一种用于防止车辆涉水熄火的方法。该方法包括：响应于检测到水深超过低于发动机排气口的第一高度，控制车辆进入涉水模式，在该模式下，发动机处于高转速状态，变速箱处于低档位状态，从而使发动机排气的压力大于水压。

根据本发明的实施例，所述高转速大于或等于约3000转/分。

根据本发明的实施例，该方法还包括：响应于检测到水深超过低于发动机进气口的第二高度，在进气栅栏后升起挡水板，以阻挡水进入进气管。

根据本发明的实施例，该方法还包括：响应于检测到水进入发动机气缸，自动关闭发动机。

根据本发明的实施例，该方法还包括：通过检测发动机的爆震或压力是否超过正常爆震或压力值，来检测水是否进入发动机。

在本发明的再一个方面，提供了一种发动机气缸进水自保护方法，该方法包括：通过检测发动机的爆震或压力是否超过正常爆震或压力值，来检测水是否进入发动机；以及响应于检测到水进入发动机气缸，自动关闭发动机。

根据本发明的实施例，该方法还包括：响应于检测到发动机的爆震或压力超过正常爆震或压力值，记录故障码；以及在所述故障码被清除之前，禁止发动机启动。

本发明的系统和方法具有如下优点中的至少一个：

(1)根据本发明的一些实施例，提供了完善的自动预防和处理装置，包括排气管防呛水控制装置；进气管防吸水/呛水防护装置；发动机气缸进水自保护装置，能对车辆涉水提供全面的保护。

(2)根据传感器条件，给车辆的控制增加了“涉水模式”，不需要驾驶员干预，提高了安全性和可靠性。并且该方案实现方法简单，可以方便地在量产的汽车上实施升级，不会增加车辆的成本。

(3)根据本发明的一些实施例，提供了自动控制的挡水板技术，简单易用。可以有效地防止涉水高速行驶所引起的水墙灌入进气管

(4)根据本发明的一些实施例，利用发动机压力/爆震传感器，识别发动机气缸进水。提供危险警示，在清除缸体内积水并清除故障码前，禁止ECU再次启动发动机，以实现对发动机的保护。

尽管以上参照附图描述了本发明的实施例，本领域的技术人员可以理解以上描述仅为示例，而不是对本发明的限制。可以对本发明的实施例进行各种修改和变形，而仍落入本发明的精神和范围之内，本发明的范围仅由所附权利要求书确定。

Claims (10)

1.一种用于防止车辆涉水熄火的系统，包括：

排气管防呛水控制装置，其被配置为响应于检测到水深超过低于发动机排气口的第一高度，控制车辆进入涉水模式，在该模式下，发动机处于高转速状态，变速箱处于低档位状态，从而使发动机排气的压力大于水压；

进气管防吸水/呛水防护装置，其被配置为响应于检测到水深超过低于发动机进气口的第二高度，在进气栅栏后升起挡水板，以阻挡水进入进气管；其中，当所述挡水板升起后，其顶端距离进气栅栏的上边缘具有一定间距，以保证进气通道的通畅；

所述挡水板包括挡板、固定于进气格栅内边缘的左滑道、固定于进气格栅内边缘的右滑道、下部的排水槽、排水槽阻挡沿、挡水板上边阻水帽沿；当所述挡水板升起后，被阻挡的水墙将顺着下部的排水槽排出发动机舱。

2.根据权利要求1的系统，其中，所述排气管防呛水控制装置包括：

第一水深传感器，其安装在车辆上所述第一高度处，被配置为检测水深是否超过所述第一高度；以及

发动机控制单元ECU，其被配置为响应于接收到来自第一水深传感器的关于水深超过第一高度的信号，根据采集到的当前车速、发动机转速和变速箱档位，在逐渐降低和保持适当的车速的同时，通过变速箱控制单元TCU使变速箱的档位变为或保持为低档位，并使发动机的转速变为或保持为高转速，从而使发动机排气的压力大于水压。

3.根据权利要求2的系统，其中，所述高转速大于或等于3000转/分。

4.根据权利要求1的系统，其中，所述进气管防吸水/呛水防护装置包括：

第二水深传感器，其安装在车辆上所述第二高度处，被配置为检测水深是否超过所述第二高度；

挡水板，其安装在进气格栅后，被配置为在驱动电机的驱动下升起和降下；

驱动电机，其被配置为响应于来自控制器的驱动信号，驱动挡水板升起和降下；以及

控制器，其被配置为响应于接收到来自第二水深传感器的关于水深超过所述第二高度的信号，向驱动电机发送用于驱动挡水板升起的驱动信号。

5.根据权利要求2的系统，还包括：

发动机气缸进水自保护装置，其被配置为响应于检测到水进入发动机气缸，自动关闭发动机。

6.根据权利要求5的系统，其中，所述发动机气缸进水自保护装置包括：

爆震或压力传感器，其安装在发动机缸体上，被配置为检测发动机的爆震或压力；

发动机控制单元ECU，其被配置为响应于检测到来自爆震或压力传感器的关于爆震或压力超过正常爆震或压力值的信号且所述第一水深传感器检测到水深超过了所述第一高度时，关闭发动机。

7.一种用于防止车辆涉水熄火的方法，包括：

响应于检测到水深超过低于发动机排气口的第一高度，控制车辆进入涉水模式，在该模式下，发动机处于高转速状态，变速箱处于低档位状态，从而使发动机排气的压力大于水压；

响应于检测到水深超过低于发动机进气口的第二高度，在进气栅栏后升起挡水板，以阻挡水进入进气管；其中，当所述挡水板升起后，其顶端距离进气栅栏的上边缘具有一定间距，以保证进气通道的通畅；

所述挡水板包括挡板、固定于进气格栅内边缘的左滑道、固定于进气格栅内边缘的右滑道、下部的排水槽、排水槽阻挡沿、挡水板上边阻水帽沿；当所述挡水板升起后，被阻挡的水墙将顺着下部的排水槽排出发动机舱。

8.根据权利要求7的方法，其中，所述高转速大于或等于3000转/分。

9.根据权利要求7的方法，还包括：

响应于检测到水进入发动机气缸，自动关闭发动机。

10.根据权利要求9的方法，还包括：

当检测到水深超过低于发动机排气口的第一高度时，且检测到发动机的爆震或压力超过正常爆震或压力值，则自动关闭发动机。