CN107117120A - 一种电动汽车用水面高度检测报警装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动汽车用水面高度检测报警装置及控制方法。所述水面高度检测报警装置包括超声波水位传感器、整车控制器、总正继电器、仪表；所述超声波水位传感器以CAN总线电连接整车控制器，整车控制器分别以CAN总线连接总正继电器和仪表；所述超声波水位传感器用来检测道路积水的水面到汽车底盘距离；整车控制器根据计算结果不同而分别向仪表发送不同的警告提示、向总正继电器发送断开动作的控制信号；仪表显示警告信息，总正继电器在接到整车控制器发来的关闭信号后切断动力系统。所述水面高度检测报警装置控制方法，保证了水面高度检测报警装置中部件设计功能的实现，也进一步保证了整个方案技术目的的实现。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车零部件及控制方法领域，具体的说，是涉及一种电动汽车用水面高度检测报警装置及控制方法。
背景技术
随着化石能源储量的急剧减少以及电机驱动技术的发展，电动汽车近年来发展迅猛；与此同时，电动汽车的安全性能也备受关注，其中尤以防水性能为重要。
电动汽车的动力系统（通常称为高压系统或高压部件）一般位于底盘部位；当车辆行驶在存有积水的道路上时，驾驶人员凭目视无法准确判断积水的深度；当积水过深时，很有可能造成设置在底盘上的高压部件进水，进而造成短路，对车辆和人身安全均造成危害。
因此，需要一种电动汽车用水面高度检测报警装置，用来检测道路积水的水面到汽车底盘的距离，从而确保设置电动汽车底盘上的高压部件的安全。
现有技术中，申请号为201620610799.0、主题为“用于车辆的涉水感应系统和具有其的车辆” 的专利文件中公开了一种用于车辆的涉水感应系统，其包括超声波雷达传感器、显示屏、报警提示器和整车控制器，其中，所述超声波雷达传感器与所述整车控制器相连，所述超声波雷达传感器用以监测所述车辆涉水时的水面高度信息，并将所述水面高度信息发送给所述整车控制器；所述整车控制器分别与所述显示屏和所述报警提示器相连，所述整车控制器接收所述水面高度信息，并控制所述显示屏显示所述水面高度信息，以及在水面高度达到预设的临界漫水高度时控制所述报警提示器发出报警提示信息。此文件确认为最接近的现有技术。
已公开的“用于车辆的涉水感应系统”解决的主要问题是：通过报警提示，帮助驾驶人员了解水面高度，以防止驾驶室进水；同时已公开的此方案也存在不足：所述涉水感应系统只能发出单一信号的报警，不够明确；同时方案中所述整车控制器面对水面超高只具有发出警报的电路，如果驾驶人员因疏忽或环境嘈杂等原因未注意到报警信息，则车辆仍有可能进入深水导致驾驶室进水。
综上所述，本领域技术人员需设计一种电动汽车用水面高度检测报警装置，通过检测水面到底盘的距离，保证电动汽车底盘的高压部件的安全，当车底出现积水时不但能发出不同等级的明确报警，还能在达到最高警戒水位时自动关断车辆的动力电池，防止因人为失误导致车辆损失和人身危害。
对于此种全新的水面高度检测报警装置，还需要新设计一种对应的控制方法，从而使所设计的水面高度检测报警装置能够满足设计要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：
电动车辆遇到道路积水时，容易因积水高度不能准确判定而导致底盘高压部件进水；同时现有技术中的涉水报警装置可以防止驾驶室进水，但在报警时信号单一，不够明确，并且不能强制中止人员的错误前行动作。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电动汽车用水面高度检测报警装置，采取的技术方案如下：
一种电动汽车用水面高度检测报警装置，包括：超声波水位传感器、整车控制器、总正继电器、仪表；
所述超声波水位传感器以CAN总线电连接整车控制器，整车控制器以CAN总线连接仪表，整车控制器电连接总正继电器，所述整车控制器具有相应的计算程序和控制电路；
所述超声波水位传感器用来检测道路积水的水面到汽车底盘距离并发送测得的信号到整车控制器；整车控制器接收测量信号并计算得出距离值，根据计算结果不同而分别向仪表发送不同的警告提示、向总正继电器发送控制断开动作的电信号；仪表接收整车控制器发送的信号并显示警告信息，总正继电器安装在电动车辆动力系统回路中并能在整车控制器控制下切断动力系统回路。
优选的，所述超声波水位传感器置于电动汽车底盘下方且位于高压部件的前方，并垂直于底盘朝下安装。
优选的，所述仪表包括液晶显示屏和警报器，液晶显示屏显示文字和数字警告提示，警报器发出警报声。
优选的，所述液晶显示屏和警报器均为经过程序扩展后的电动汽车原车仪表。
为了使本发明中的水面高度检测报警装置能够发挥设计的作用，本发明还提供了一种所述水面高度检测报警装置控制方法，技术方案如下：
一种水面高度检测报警装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤201：整车控制器接收到超声波水位传感器的电信号；
步骤202：整车控制器计算出测量的水面距离值H；
步骤203：整车控制器将水面距离值H与预设的水面高度提示阈值H0进行比较，如果水面距离值H大于等于水面高度提示阈值H0，则表示此时车辆是安全的，继续执行步骤201，如果水面距离值H小于水面高度提示阈值H0，则执行步骤204；
步骤204：整车控制器将水面距离值H与预设的水面高度报警阈值HW进行比较，如果水面距离值H大于水面高度报警阈值HW，则表示此时车辆正在涉水运行，但是并不影响车辆安全，此时执行步骤205；如果水面距离值H小于等于水面高度报警阈值HW，则执行步骤206；
步骤205：整车控制器将水面距离值H发送给仪表，实时显示此时汽车底盘距离水面的高度，向司机发出提示；
步骤206：整车控制器将水面距离值H与预设的强制掉高压阈值HS比较，如果水面距离值H大于强制掉高压阈值HS，则执行步骤207；如果水面距离值H小于等于强制掉高压阈值HS，则执行步骤208；
步骤207：整车控制器将水面距离值H发送给仪表，实时显示此时汽车底盘距离水面的高度，并提醒司机停车；
步骤208：整车控制器控制断开总正继电器，强制断开动力电，停止车辆运行。
本发明的有益效果是：
1. 本发明中的电动汽车用水面高度检测报警装置，设置了总正继电器并在整车控制器中增加了相关的控制部分，使得电动汽车在底盘距离水面过低时能强制断开动力回路，防止了车辆损坏和人身危害。
2. 本发明优选方案中的电动汽车用水面高度检测报警装置，将超声波水位传感器置于电动汽车底盘下方且位于高压部件的前方，并垂直于底盘朝下安装，使得超声波水位传感器测得的距离信息更准确，既保证了安全所需，又尽量避免了误报，减少了损失。
3. 本发明优选方案中使用程序扩展后的原车仪表，既节省了硬件费用，又避免了新增仪表破坏原车布局、带来不便。
4.本发明中的水面高度检测报警装置的控制方法，保证了水面高度检测报警装置中部件设计功能的实现，也进一步保证了整个方案技术目的的实现。
附图说明
图1为本发明实施例中超声波水位传感器的安装示意图；
图2为本发明的工作原理示意图；
图3为本发明的控制流程示意图。
其中：101. 超声波水位传感器， 103.整车控制器，104.仪表，105.总正继电器。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例，对本发明的实施方式进行详细说明如下：
一种电动汽车用水面高度检测报警装置，如附图2所示，包括：超声波水位传感器101、整车控制器103、总正继电器105、仪表104；
所述超声波水位传感器101以CAN总线电连接整车控制器103，整车控制器103以CAN总线连接仪表104，整车控制器103电连接总正继电器105，所述整车控制器103具有相应的计算程序和控制电路；
所述超声波水位传感器101用来检测道路积水的水面到汽车底盘距离并发送测得的信号到整车控制器103；整车控制器103接收测量信号并计算得出距离值，根据计算结果不同而分别决定向仪表104发送不同的警告提示、向总正继电器105发送控制断开动作的电信号；仪表104接收整车控制器103发送的信号并显示警告信息，总正继电器105安装在电动车辆动力系统回路中并可在整车控制器103控制下断开动力系统回路。
所述仪表104包括液晶显示屏和警报器，液晶显示屏显示文字和数字警告提示，警报器发出警报声。
所述液晶显示屏和警报器均为经过程序扩展后的电动汽车原车仪表。目前行业中电动汽车所用的仪表均留有液晶综合显示屏，用于显示除转速、车速、油量等信息以外的车况信息，所显示的信息均来自整车控制器通过CAN总线发来的信号；同时电动汽车所用的仪表也均有警报器，用于在车况异常时提示驾驶人员，警报器的控制信号也是由整车控制器通过CAN总线发来的。类似对电动车辆仪表通过程序扩展增加显示内容的操作，在业内实现无特殊困难，因此本发明方案中不包括这一部分操作。
所述超声波水位传感器101置于电动汽车底盘下方且位于高压部件的前方，并垂直于底盘朝下安装，如图1所示。超声波传感器101距离地面的高度为H，H可以根据汽车底盘的高度或者汽车车轮的直径D来调整，不是一个定值；在本实施例中，采用的车型是LCK6812EVGA,车轮直径D为83cm，超声波传感器101距离地面的高度H为29.3cm。
如图2所示，为本发明的工作原理图。超声波水位传感器101向道路积水水面发出高频脉冲声波，声波经水面反射之后由超声波水位传感器101接收，超声波水位传感器101将接收到的声波信息转化为相应的电信号传送给整车控制器103。声波的传输距离S与声速C和传输时间T之间的关系为：S=C×T，整车控制器根据检测到的超声波水位传感器发出和接收到声波的时间T，计算出声波的传输距离S，从而得到距离水面的高度H=S/2。
由于车型不同，底盘的高度和车轮的直径一般也不相同，所以根据不同的车型设定不同的高度阈值H。在本发明中设置三个阈值，一个是水面高度提示阈值H0，一个是水面高度报警阈值HW，还有一个是强制掉高压阈值HS。本实施例中，三个阈值分别设定为：水面高度提示阈值H0为25cm，水面高度报警阈值HW为10cm，强制掉高压阈值HS为5cm。
根据图3所示的控制流程图，来控制相应的执行机构执行不同的动作。
一种本实施例中水面高度检测报警装置控制方法， 包括以下步骤：
步骤201：整车控制器103接收到超声波水位传感器101的电信号；
步骤202：整车控制器103计算出测量的水面距离值H；
步骤203：整车控制器103将水面距离值H与预设的水面高度提示阈值H0进行比较，如果水面距离值H大于等于水面高度提示阈值H0，则表示此时车辆是安全的，继续执行步骤201；如果水面距离值H小于水面高度提示阈值H0，则执行步骤204；
步骤204：整车控制器103将水面距离值H与预设的水面高度报警阈值HW进行比较，如果水面距离值H大于水面高度报警阈值HW，则表示此时车辆正在涉水运行，但是并不影响车辆安全，此时执行步骤205；如果水面距离值H小于等于水面高度报警阈值HW，则执行步骤206；
步骤205：整车控制器103将水面距离值H发送给仪表104，实时显示此时汽车底盘距离水面的高度，向司机发出提示；
步骤206：控制器103将水面距离值H与预设的强制掉高压阈值HS比较，如果水面距离值H大于强制掉高压阈值HS，则执行步骤207；如果水面距离值H小于等于强制掉高压阈值HS，则执行步骤208；
步骤207：整车控制器103将水面距离值H发送给仪表104，实时显示此时汽车底盘距离水面的高度，并提醒司机停车；
步骤208：整车控制器103控制断开总正继电器105，强制断开动力电，停止车辆运行。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，未予以详细说明和局部放大呈现的部分，为现有技术，在此不进行赘述。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和特点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.一种电动汽车用水面高度检测报警装置，其特征在于，包括：
超声波水位传感器（101）、整车控制器（103）、总正继电器（105）、仪表（104）；
所述超声波水位传感器（101）以CAN总线电连接整车控制器（103），整车控制器（103）以CAN总线连接仪表（104），整车控制器（103）电连接总正继电器（105），所述整车控制器（103）具有相应的计算程序和控制电路；
所述超声波水位传感器（101）用来检测道路积水的水面到汽车底盘距离并发送测得的信号到整车控制器（103）；整车控制器（103）接收测量信号并计算得出距离值，根据计算结果不同而分别向仪表（104）发送不同的警告提示、向总正继电器（105）发送断开动作的电信号；仪表（104）接收整车控制器（103）发送的信号并显示警告信息，总正继电器（105）安装在电动车辆动力系统回路中并能在整车控制器（103）的控制下断开动力系统回路。
2.根据权利要求1所述的水面高度检测报警装置，其特征在于，所述超声波水位传感器（101）置于电动汽车底盘下方且位于高压部件的前方，垂直于底盘朝下安装。
3.根据权利要求1所述的水面高度检测报警装置，其特征在于，所述仪表（104）包括液晶显示屏和警报器，液晶显示屏显示文字和数字警告提示，警报器发出警报声。
4.根据权利要求3所述的水面高度检测报警装置，其特征在于，所述液晶显示屏和警报器均为经过程序扩展后的电动汽车原车仪表。
5.一种权利要求1所述的水面高度检测报警装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤201：整车控制器（103）接收到超声波水位传感器（101）的电信号；
步骤202：整车控制器（103）计算出测量的水面距离值H；
步骤203：整车控制器（103）将水面距离值H与预设的水面高度提示阈值H0进行比较，如果水面距离值H大于等于水面高度提示阈值H0，则表示此时车辆是安全的，继续执行步骤201；如果水面距离值H小于水面高度提示阈值H0，则执行步骤204；
步骤204：整车控制器（103）将水面距离值H与预设的水面高度报警阈值HW进行比较，如果水面距离值H大于水面高度报警阈值HW，则表示此时车辆正在涉水运行，但是并不影响车辆安全，此时执行步骤205；如果水面距离值H小于等于水面高度报警阈值HW，则执行步骤206；
步骤205：整车控制器（103）将水面距离值H发送给仪表（104），实时显示此时汽车底盘距离水面的高度，向司机发出提示；
步骤206：整车控制器（103）将水面距离值H与预设的强制掉高压阈值HS比较，如果水面距离值H大于强制掉高压阈值HS，则执行步骤207；如果水面距离值H小于等于强制掉高压阈值HS，则执行步骤208；
步骤207：整车控制器（103）将水面距离值H发送给仪表（104），实时显示此时汽车底盘距离水面的高度，并提醒司机停车；
步骤208：整车控制器（103）控制断开总正继电器（105），强制断开动力电，停止车辆运行。
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