CN109831835A - 自动加热手柄及其加热方法 - Google Patents

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Abstract

自动加热手柄，包括控制模块以及与控制模块电连接的加热模块；其中，控制模块包括LED指示灯、触摸滑条、MCU、接近传感器，MCU的第一信号输入端、第二信号输入端分别与触摸滑条、接近传感器的信号输出端连接，MCU的第一信号输出端与LED指示灯的信号接收端连接；加热模块包括第一NTC热敏电阻、第二NTC热敏电阻、加热电阻丝，第一NTC热敏电阻、第二NTC热敏电阻的信号输出端均与MCU的第三信号输入端、第四信号输入端连接。优点是：自动控制加热功率等级，无需用户介入操作，能自动调节手柄温度；同时，避免了操作过程中，驾驶员精力分散可能产生的危险；自动识别用户是否抓握住手柄，并通过MCU自动实现开启/关闭加热功能。

Description

自动加热手柄及其加热方法
技术领域
本发明涉及手柄加热技术领域，具体地说是一种自动加热手柄及其加热方法。
背景技术
目前普通手柄加热器，其温度控制功能以下有两种方式：
一.使用电位器调节通过手柄加热丝的电流，达到控温的目的。这种加热方式，加热功率调节不方便，操作过程中，驾驶员会分散精力，容易发生交通事故。另外，由于电位器是机械滑动结构，寿命较低。
二.通过固定档位开关调节通过电热丝的电流，达到控温的目的。通过设定不同的加热功率档位，使用按键或拨动开关进行调节；相对电位器方式，方便了用户调节温度。但该方式同样也存在操作过程中分散驾驶员精力，开关结构寿命低等缺陷。
同时，存在这样一种场景：用户离开车辆，但没有关掉车辆供电，此时，上述两种方式都没有办法做到自动关闭加热手柄功能，造成用户车辆电瓶亏电。
发明内容
为了解决上述技术缺陷，本发明提供一种通过温度感应，且可自动控制的自动加热手柄。
本发明的目的是通过一下技术方案实现的：
本发明第一方面保护一种自动加热手柄，包括控制模块以及与控制模块电连接的加热模块；
其中，控制模块包括LED指示灯、触摸滑条、MCU、接近传感器，MCU的第一信号输入端、第二信号输入端分别与触摸滑条、接近传感器的信号输出端连接，MCU的第一信号输出端与LED指示灯的信号接收端连接，MCU将来自触摸滑条的信号通过处理后以控制LED指示灯显示相应档位；
加热模块包括第一NTC热敏电阻、第二NTC热敏电阻、加热电阻丝，第一NTC热敏电阻、第二NTC热敏电阻的信号输出端均与MCU的第三信号输入端、第四信号输入端连接，第一NTC热敏电阻用于监测环境温度，第二NTC热敏电阻用于监测手柄温度；加热电阻丝的信号输入端与MCU的第二信号输出端连接。
本发明第二方面保护一种自动加热手柄的加热方法，包括如下步骤：
S1、在MCU中设定来自电瓶所输出的最低电压值为V、来自第一NTC热敏电阻所测的环境温度不得大于Ta、来自第二NTC热敏电阻所测的手柄温度不得大于Tb；
S2、当MCU监测到来自电瓶输出端的电压大于V，同时MCU监测的第一NTC热敏电阻所测的环境温度小于Ta时，MCU通过监测触摸滑条的输出信号，判断手柄此时的档位；若MCU监测到触摸滑条的输出信号，则MCU根据监测到的来自接近传感器的输出信号，通过PWM以调整加热电阻丝的加热功率，以达到向手柄进行自动加热的目的。
本发明自动加热手柄及其加热方法，其优点是：
1、本发明可自动控制加热功率等级，无需用户介入操作，能自动调节手柄温度，使用户始终处于舒适的温度。同时，避免了操作过程中，驾驶员精力分散可能产生的危险；
2、触摸滑条与接近传感器的使用，用于自动识别用户是否抓握住手柄，并通过MCU自动实现开启/关闭加热功能；
3、可实现自动开启/关闭加热功能，当用户离开车辆，但车辆未熄火或关闭的情况下，手柄的自动加热功能关闭；对于没有发动机充电功能的车辆，如电瓶车，可以节约用电，提升电瓶寿命；
4、本发明结构简单、实用性强，便于操作。
附图说明
图1为自动加热手柄的原理框图；
图2为自动加热手柄的加热方法的流程图；
其中：
控制模块100、LED指示灯101、触摸滑条102、MCU103、接近传感器104；
加热模块200、第一NTC热敏电阻201、第二NTC热敏电阻202、加热电阻丝203；
电源300。
具体实施方式
自动加热手柄，包括控制模块100以及与控制模块100电连接的加热模块200；
其中，控制模块100包括LED指示灯101、触摸滑条102、MCU103、接近传感器104，MCU103的第一信号输入端、第二信号输入端分别与触摸滑条102、接近传感器104的信号输出端连接，MCU 103的第一信号输出端与LED指示灯101的信号接收端连接，MCU 103将来自触摸滑条102的信号通过处理后以控制LED指示灯101显示相应档位；
加热模块200包括第一NTC热敏电阻201、第二NTC热敏电阻202、加热电阻丝203，第一NTC热敏电阻201、第二NTC热敏电阻202的信号输出端均与MCU 103的第三信号输入端、第四信号输入端连接，第一NTC热敏电阻201用于监测环境温度，第二NTC热敏电阻202用于监测手柄温度；加热电阻丝203的信号输入端与MCU 103的第二信号输出端连接。
优选地，触摸滑条102用于加热手柄的档位调节，且触摸滑条102调节方式为滑动调节；
接近传感器104用于监测是否有手握住手柄，且接近传感器104为触摸式感应。
进一步地，当MCU 103同时监测到来自第二NTC热敏电阻202的温度低于设定值且接近传感器104被触发时，MCU 103根据档位输出PWM以调整加热电阻丝203的功率，继而达到自动加热手柄的目的。
当MCU103接收到来自第一NTC热敏电阻201的温度≥15℃，则不会调整加热电阻丝203的功率；
当MCU 103未接收到接近传感器104被触发信号时，则不会调整加热电阻丝203的功率。
优选地，MCU 103根据档位输出PWM以调整加热电阻丝203的加热功率≤60W。
电源300向控制模块100供电。
自动加热手柄的加热方法，包括如下步骤：
S1、在MCU 103中设定来自电瓶所输出的最低电压值为V、来自第一NTC热敏电阻201所测的环境温度不得大于Ta、来自第二NTC热敏电阻202所测的手柄温度不得大于Tb；
S2、当MCU 103监测到来自电瓶输出端的电压大于V，同时MCU 103监测的第一NTC热敏电阻201所测的环境温度小于Ta时，MCU 103通过监测触摸滑条102的输出信号，判断手柄此时的档位；此时，若MCU103监测到触摸滑条102的输出信号，则MCU 103根据监测到的来自接近传感器104的输出信号，通过PWM以调整加热电阻丝203的加热功率，以达到向手柄进行自动加热的目的。
进一步地，上述步骤S2中，若MCU 103未监测到来自接近传感器104的输出信号，则表示手柄未被触摸，MCU 103停止工作；
上述步骤S2中，当MCU 103监测到来自电瓶输出端的电压小于V，此时MCU 103则停止工作；
上述步骤S2中，当MCU 103监测到来自电瓶输出端的电压大于V，同时MCU 103监测的第一NTC热敏电阻201所测的环境温度大于Ta时，此时MCU 103停止工作。
上述步骤S2中，当MCU 103监测到来自第二NTC热敏电阻202所测的手柄温度大于Tb时，此时MCU 103则停止工作；
优选地，手柄有四个档位，分别为off、auto、+1、+2；且档位由变量Le储存于MCU103的软件系统中，当上电后变量Le被初始化为off档；当Off档停止加热，则MCU 103任何情况下不会向外输出PWM信号；+1档工作流程与auto档相同，只是将T0提升至T1；+2档工作流程与auto档相同，只是将T0提升至T2。
触摸滑条102用来感应是否有手握住手柄，且在PSOC系统中触摸滑条102被系统封装，接口返回范围0～0x7F无符号整数，根据对系统返回值的定时采样，通过值的变化判定手指在触摸滑条102上的滑动方向来感知用户意图。通过调整采样周期及相应的延时处理来达到软件滤波效果。
触摸滑条102与LED指示灯101连接，LED指示灯101随触摸滑条102档位调节而变化。
进一步地，加热电阻丝203的加热功率由PWM调制，且PWM占空比越大加热功率越大；
电源300输入处有ADC采样，正常情况下电源300会有电压输入，若电压低于MCU103中设定最低值V时，则认为此时电源300处电瓶电量偏低，此时，由MCU 103主控制的加热功能关闭。
本文中，第一NTC热敏电阻201、第二NTC热敏电阻202的型号均为NXRT15WF；MCU103的型号是CY8C4124PVI-44228-SSOP。
Ta、Tb、T1、T2均为自定义温度参数；V为自定义电压值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.自动加热手柄，其特征在于：包括控制模块(100)以及与控制模块(100)电连接的加热模块(200)；
其中，控制模块(100)包括LED指示灯(101)、触摸滑条(102)、MCU(103)、接近传感器(104)，MCU(103)的第一信号输入端、第二信号输入端分别与触摸滑条(102)、接近传感器(104)的信号输出端连接，MCU(103)的第一信号输出端与LED指示灯(101)的信号接收端连接，MCU(103)将来自触摸滑条(102)的信号通过处理后以控制LED指示灯(101)显示相应档位；
加热模块(200)包括第一NTC热敏电阻(201)、第二NTC热敏电阻(202)、加热电阻丝(203)，第一NTC热敏电阻(201)、第二NTC热敏电阻(202)的信号输出端均与MCU(103)的第三信号输入端、第四信号输入端连接，第一NTC热敏电阻(201)用于监测环境温度，第二NTC热敏电阻(202)用于监测手柄温度；加热电阻丝(203)的信号输入端与MCU(103)的第二信号输出端连接。
2.根据权利要求1所述自动加热手柄，其特征在于：所述触摸滑条(102)用于加热手柄的档位调节。
3.根据权利要求1所述自动加热手柄，其特征在于：所述接近传感器(104)用于监测是否有手握住手柄。
4.根据权利要求1所述自动加热手柄，其特征在于：所述当MCU(103)同时监测到来自第二NTC热敏电阻(202)的温度低于设定值且接近传感器(104)被触发时，MCU(103)根据档位输出PWM以调整加热电阻丝(203)的功率，继而达到自动加热手柄的目的。
5.根据权利要求1至4任一所述自动加热手柄的加热方法，包括如下步骤：
S1、在MCU(103)中设定来自电瓶所输出的最低电压值为V、来自第一NTC热敏电阻(201)所测的环境温度不得大于Ta、来自第二NTC热敏电阻(202)所测的手柄温度不得大于Tb；
S2、当MCU(103)监测到来自电瓶输出端的电压大于V，同时MCU(103)监测的第一NTC热敏电阻(201)所测的环境温度小于Ta时，MCU(103)通过监测触摸滑条(102)的输出信号，判断手柄此时的档位；此时，若MCU103监测到触摸滑条(102)的输出信号，则MCU(103)根据监测到的来自接近传感器(104)的输出信号，通过PWM以调整加热电阻丝(203)的加热功率，以达到向手柄进行自动加热的目的。
6.根据权利要求5所述自动加热手柄的加热方法，其特征在于：所述步骤S2中，若MCU(103)未监测到来自接近传感器(104)的输出信号，则表示手柄未被触摸，MCU(103)停止工作。
7.根据权利要求5所述自动加热手柄的加热方法，其特征在于：所述步骤S2中，当MCU(103)监测到来自电瓶输出端的电压小于V，此时MCU(103)则停止工作。
8.根据权利要求1所述自动加热手柄的加热方法，其特征在于：所述步骤S2中，当MCU(103)监测到来自电瓶输出端的电压大于V，同时MCU(103)监测的第一NTC热敏电阻(201)所测的环境温度大于Ta时，此时MCU(103)停止工作。
9.根据权利要求1所述自动加热手柄的加热方法，其特征在于：所述步骤S2中，当MCU(103)监测到来自第二NTC热敏电阻(202)所测的手柄温度大于Tb时，此时MCU(103)则停止工作。
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