CN107813773B - 基于汽车火灾预测的静态电流监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开基于汽车火灾预测的静态电流监测系统，在车辆静态电流数据正常范围内，系统维持在较低的采样频率持续监控以减少能耗，如果电流数据超过警戒阈值且上升加速度增加，超出设定的安全范围，则系统提升采样频率可提高静态电流异常瞬间被提前检测到的概率。同时也合理利用了车辆电子控制器硬件资源，降低了车辆火灾上的监测电路能耗及硬件成本投入，易于实现量产化。
Description
技术领域
本发明涉及车辆火灾预警技术领域，具体涉及基于汽车火灾预测的静态电流监测系统。
背景技术
对于车辆火灾，现有的预防及抑制技术通常基于对温度或烟雾的监测，通过温度传感器、（如红外探测器）监测车内特定位置的温度，或者]通过烟雾传感器监测车内的烟雾浓度。
基于温度、烟雾、火焰的探测有共同的局限性，都需要车辆已经处于有烟有火的着火状态，无法防止起火，损失已经构成。因此需要采用一种方法，能够在火灾发生前，就可以检测出车辆已达到火灾发生的状态。
在汽车火灾发生的实验中，发现多数情况下的车辆火灾是汽车静态电流异常导致的电气火灾，因此静态电流异常检测准确性、及时性会影响到汽车火灾的预测准确度，可在车辆火灾真正发生之前，起到预警作用。
发明内容
本发明公开了基于汽车火灾预测的静态电流监测系统，基于车辆静态电流异常检测，提前预警汽车火灾的发生。
基于汽车火灾预测的静态电流监测系统，包括蓄电池、电流传感器、车辆控制器和报警器；
所述电流传感器连接在蓄电池电路上，所述车辆控制器通过车载网络从电流传感器监测到蓄电池电流值并判断车辆是否处于短路故障，如有故障，车辆控制器控制报警器报警；
所述车辆控制器包括：静态电流变频采样模块和警戒阈值判断模块，其工作机制如下：
步骤1，车辆熄火或锁车后，所述静态电流变频采样模块维持第一采样频率从电流传感器监测蓄电池静态电流值，并将静态电流值传送至警戒阈值判断模块；
步骤2，警戒阈值判断模块判断静态电流值超过警戒阈值且电流值呈上升趋势后通知静态电流变频采样模块，静态电流变频采样模块启用高于第一采样频率监测频次的第二采样频率监测静态电流；
步骤3，启用第二采样频率监测一段时间内，警戒阈值判断模块判断静态电流值：
为上升速率不断增大且静态电流值超出报警阈值，判断车辆处于短路故障状态并有起火的风险，控制报警器报警；
或为静态电流值跌到警戒阈值以下，进入步骤1。
进一步地，警戒阈值=车辆静态电流+警戒跳变量，所述车辆静态电流为车辆停车熄火后，电流传感器监测到的静态电流值稳定状态下的均值，所述警戒跳变量为车辆电气电路失火实验中，测试获得的车辆失火瞬间蓄电池电路上的静态电流跳升值。
进一步地，步骤3中，报警阈值初始值设置为高于警戒阈值；当执行过一次报警后，将此时的报警阈值数据传送到警戒阈值判断模块用于学习调整下一次报警阈值。
进一步地，步骤2中，电流值呈上升趋势是在连续设定的检测周期数，后一个检测周期监测到的电流均值高于前一个检测周期监测到的电流均值。
进一步地，步骤3中，电流值上升速率不断增大是在连续设定的检测周期数，后一个检测周期监测到的电流斜率高于前一个检测周期监测到的电流斜率。
本发明有益技术效果为：
1、在车辆静态数据正常范围内，则维持在较低的采样频率持续监控减少能耗，如果电流数据超过警戒阈值并上升加速度增加，实时电流值超出设定的安全范围，提升采样频率可以提高静态电流异常瞬间被提前监测到的概率，同时也合理利用了车辆资源，在车辆火灾上的监测电路能耗、硬件精度投入可以降低，实现量产化。
2、警戒阈值=车辆静态电流+警戒跳变量，使得不同车型（装载不同电气的车辆正常静态电流值各不相同）警戒阈值的设置有针对性，而不是一个固定值来框定不同车型的车辆失火风险情况。
3、报警阈值初始值初步设定，后续值通过每次报警后存储进车辆控制器用于学习调整下一次报警阈值，报警精度不断提高。
4、通过静态电流监测曲线斜率不断增加及均值达到报警阈值确定车辆失火的紧迫时机，能够准确对电气火灾进行预测。
附图说明
图1汽车静态电流监测系统的控制逻辑框图；
图2静态电流监测电流曲线图；
图3汽车静态电流监测电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1，2及3所示，基于汽车火灾预测的静态电流监测系统，包括蓄电池1、电流传感器2、车辆控制器4和报警器5；电流传感器2连接在蓄电池的电气电路上，车辆控制器通过车载网络3从电流传感器2监测到蓄电池电流值并判断车辆是否处于短路故障，有故障，车辆控制器4控制报警器5报警；
车辆控制器4包括：静态电流变频采样模块41和警戒阈值判断模块42，其工作机制如下：
步骤1，车辆熄火或锁车后，所述静态电流变频采样模块41维持第一采样频率从电流传感器2监测蓄电池静态电流值，并将静态电流值传送至警戒阈值判断模块42；
步骤2，警戒阈值判断模块42判断静态电流值超过警戒阈值且电流值呈上升趋势（可以为在连续设定的检测周期数，后一个检测周期采样电流值高于前一个检测周期采样电流值）后通知静态电流变频采样模块41，静态电流变频采样模块41启用高于第一采样频率监测频次的第二采样频率监测静态电流；
警戒阈值=车辆静态电流+警戒跳变量，所述车辆静态电流为车辆停车熄火后，电流传感器2监测到的静态电流值稳定状态下的均值，所述警戒跳变量为车辆电气电路失火实验中，测试获得的车辆失火瞬间蓄电池1电路上的静态电流跳升值。
步骤3，启用第二采样频率监测一段时间内，警戒阈值判断模块42判断静态电流值：
为上升速率不断增大（如：后一个检测周期采样电流斜率高于前一个检测周期采样电流斜率）且电流均值超出报警阈值，判断车辆处于短路故障状态并有起火的风险，控制报警器5报警；
或为电流均值跌到警戒阈值以下，进入步骤1。
报警阈值初始值设置为高于警戒阈值的任何值，并满足一段监测时间内的电流值上升速率不断增的条件；当执行过一次报警后，将此时的报警阈值数据传送到警戒阈值判断模块42用于学习调整下一次报警阈值。
Claims (5)
1.基于汽车火灾预测的静态电流监测系统，其特征在于：
包括蓄电池（1）、电流传感器（2）、车辆控制器（4）和报警器（5）；
所述电流传感器（2）连接在蓄电池电路上，所述车辆控制器（4）通过车载网络（3）从电流传感器（2）监测到蓄电池电流值并判断车辆是否处于短路故障，如有故障，车辆控制器（4）控制报警器（5）报警；
所述车辆控制器（4）包括：静态电流变频采样模块（41）和警戒阈值判断模块（42），其工作机制如下：
步骤1，车辆熄火或锁车后，所述静态电流变频采样模块（41）维持第一采样频率从电流传感器（2）监测蓄电池静态电流值，并将静态电流值传送至警戒阈值判断模块（42）；
步骤2，警戒阈值判断模块（42）判断静态电流值超过警戒阈值且电流值呈上升趋势后通知静态电流变频采样模块（41），静态电流变频采样模块（41）启用高于第一采样频率监测频次的第二采样频率监测静态电流；
步骤3，启用第二采样频率监测一段时间内，警戒阈值判断模块（42）判断静态电流值：
为上升速率不断增大且静态电流值超出报警阈值，判断车辆处于短路故障状态并有起火的风险，控制报警器（5）报警；
或为静态电流值跌到警戒阈值以下，进入步骤1。
2.如权利要求1所述的基于汽车火灾预测的静态电流监测系统，其特征在于：警戒阈值=车辆静态电流+警戒跳变量，所述车辆静态电流为车辆停车熄火后，电流传感器（2）监测到的静态电流值稳定状态下的均值，所述警戒跳变量为车辆电气电路失火实验中，测试获得的车辆失火瞬间蓄电池（1）电路上的静态电流跳升值。
3.如权利要求1或2所述的基于汽车火灾预测的静态电流监测系统，其特征在于：步骤3中，报警阈值初始值设置为高于警戒阈值；当执行过一次报警后，将此时的报警阈值数据传送到警戒阈值判断模块（42）用于学习调整下一次报警阈值。
4.如权利要求1或2所述的基于汽车火灾预测的静态电流监测系统，其特征在于：
步骤2中，电流值呈上升趋势为在连续设定的检测周期数，后一个检测周期监测到的电流均值高于前一个检测周期监测到的电流均值。
5.如权利要求1或2所述的基于汽车火灾预测的静态电流监测系统，其特征在于：步骤3中，电流值上升速率不断增大为在连续设定的检测周期数，后一个检测周期监测到的电流斜率高于前一个检测周期监测到的电流斜率。
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