CN110281862A - 燃油车辆及电动车辆火情监控预警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃油车辆及电动车辆火情监控预警系统,涉及汽车制造技术领域。包括火情监测单元,火情监测单元与火情预警反馈单元连接,火情监测单元包括传感器执行单元和控制器单元,控制器单元包括车联网主机,车联网主机分别通过CAN总线与控制器单元的各个控制器连接,控制器单元与传感器执行单元连接;火情监测单元的控制器单元中的车联网主机通过CAN总线、USB线分别与火情预警反馈单元中的各个控制器连接。本发明可以解决现有技术存在着无法定位车辆火烧的起火点及车辆故障原因,未能实现联网将火情及时传递给车主、车辆生产企业,无法同时监控电路引燃、油路引燃及可燃物引燃引发的火情,预警覆盖面较窄的问题。
Description
技术领域
本发明涉及汽车制造技术领域,尤其是一种燃油车辆及电动车辆火情监控预警系统。
背景技术
引起车辆火烧原因除外部因素外,内部要因主要可分为电路引燃、油路引燃及可燃物引燃:电路引燃主要指车辆电器短路引起火烧,以及相关用电器内部故障引发火烧;油路引燃主要指车辆供油系统存在汽油泄漏,遇高温引起明火;可燃物引燃指毛毡、枯草、纸张等可燃物掉落在排气等高温部件引起明火。
目前国内外量产车型均未配备相关火情监控预警功能,涉及火情监控预警功能的相关专利有CN201710185330、CN201710270335、CN201710185330、CN201020170071等,现有技术存在的不足:
1、现有技术主要通过温度、烟雾传感器探测特定信息源,但无法定位车辆火烧的起火点及车辆故障原因,对后期车辆火烧原因排查无显著帮助。
2、仅能实现车辆单体预警,未能实现联网将火情及时传递给车主、车辆生产企业。
3、仅监测单一信息指标,无法同时监控电路引燃、油路引燃及可燃物引燃引发的火情,预警覆盖面较窄。
4、主要针对燃油车辆火情预警,电动车辆并不适用。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种燃油车辆及电动车辆火情监控预警系统,它可以解决现有技术存在着无法定位车辆火烧的起火点及车辆故障原因,对后期车辆火烧原因排查无显著帮助,仅能实现车辆单体预警,未能实现联网将火情及时传递给车主、车辆生产企业,仅监测单一信息指标,无法同时监控电路引燃、油路引燃及可燃物引燃引发的火情,预警覆盖面较窄的问题。
为了解决上述问题一,本发明采用的技术方案是:这种燃油车辆火情监控预警系统,包括火情监测单元,所述火情监测单元与火情预警反馈单元连接,火情监测单元包括传感器执行单元和控制器单元,所述控制器单元包括车联网主机,所述车联网主机分别通过CAN总线与车身控制器、自动空调控制器、玻璃升降控制器、电子车身稳定控制器、无钥匙进入与一键启动主机、气囊电子控制装置、发动机电子控制模块连接,所述控制器单元与所述传感器执行单元连接;所述火情监测单元的所述控制器单元中的所述车联网主机通过CAN总线分别与所述火情预警反馈单元中的所述车身控制器、组合仪表、玻璃升降控制器、发动机电子控制模块、电子车身稳定控制器和行车记录仪连接;所述车联网主机通过USB线与所述多媒体驱动主机连接;所述车联网主机还与定位模块和4G通讯模块连接,4G通讯模块与汽车远程服务平台连接,所述汽车远程服务平台分别与手机终端和售后服务站连接。
上述技术方案中,更为具体的方案还可以是:所述传感器执行单元包括分别与所述自动空调控制器连接的温度传感器、空气质量传感器,与所述玻璃升降控制器连接的玻璃升降电机,分别与所述电子车身稳定控制器连接的制动液面报警开关、电子驻车执行器和轮速传感器,与所述无钥匙进入与一键启动主机连接的感应天线,分别与所述气囊电子控制装置连接的前碰传感器和安全带,分别与所述发动机电子控制模块连接的温度压力传感器、蓄电池传感器、油箱压力传感器、氧传感器和电喷传感执行器;所述车身控制器与外部灯具连接。
更进一步:所述车联网主机还通过CAN总线与电子助力转向控制器。
本发明的目的之二是提供一种燃油车辆及电动车辆火情监控预警系统,它可以解决现有技术只能针对燃油车辆火情预警,不适用于电动车辆的问题。
为了解决上述问题二,本发明采用的另一个技术方案是:这种电动车辆火情监控预警系统,包括火情监测单元,所述火情监测单元与火情预警反馈单元连接,所述火情监测单元包括传感器执行单元和控制器单元,所述控制器单元与所述传感器执行单元连接;所述控制器单元包括车联网主机,所述车联网主机分别通过CAN总线与车身控制器、自动空调控制器、玻璃升降控制器、电子车身稳定控制器、无钥匙进入与一键启动主机、气囊电子控制装置、电池包管理系统、驱动电机控制模块、整车控制器和车载充电机控制器连接;所述火情监测单元的所述控制器单元中的所述车联网主机通过CAN总线分别与所述火情预警反馈单元中的所述车身控制器、组合仪表、玻璃升降控制器、电子车身稳定控制器和行车记录仪连接;所述车联网主机通过USB线与所述多媒体驱动主机连接;所述车联网主机还与定位模块和4G通讯模块连接,所述4G通讯模块与汽车远程服务平台连接,所述汽车远程服务平台分别与手机终端和售后服务站连接。
上述技术方案中,更为具体的方案还可以是:所述传感器执行单元包括分别与自动空调控制器连接的温度传感器、空气质量传感器,与玻璃升降控制器连接的玻璃升降电机,分别与电子车身稳定控制器连接的制动液面报警开关、电子驻车执行器和轮速传感器,与无钥匙进入与一键启动主机控制器连接的感应天线,分别与气囊电子控制装置连接的前碰传感器和安全带,与电池包管理系统连接的电池包温度传感器,与驱动电机控制模块连接的电机温度传感器,分别与整车控制器连接的蓄电池传感器、电加热器温度传感器、高压配电盒温度传感器、温度压力传感器、冷却液温度传感器,与车载充电机控制器连接的充电口座温度传感器。
更进一步:所述车联网主机还通过CAN总线与电子助力转向控制器;所述车身控制器还与外部灯具连接。
由于采用了上述技术方案,本发明与现有技术相比,具有的有益效果是:由于本发明火情监测单元和火情预警反馈单元,在火情监测单元中设有传感器执行单元和控制器单元,在控制器单元中设有车联网主机,车联网主机可以接收从控制层中各个控制器传送来的从传感器执行单元中反馈过来的各种信号,所以,能实现联网将火情及时传递给车主、车辆生产企业。车联网主机能接收控制器单元中的电动汽车的各个控制器传送来的从传感器执行单元中反馈过来的各种信号,所以,能实现电动汽车的火情监控预警。
附图说明
图1是本发明的燃油车辆的火情预警系统方框示意图。
图2是本发明的电动车辆的火情预警系统方框示意图。
具体实施方式
实施例1。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述:
图1所示的燃油车辆火情监控预警系统,包括火情监测单元,火情监测单元与火情预警反馈单元连接,火情监测单元包括传感器执行单元和控制器单元,控制器单元包括车联网主机3,车联网主机3分别通过CAN总线与车身控制器1、自动空调控制器2、玻璃升降控制器4、电子车身稳定控制器5、无钥匙进入与一键启动主机6、气囊电子控制装置8、发动机电子控制模块9连接,所述控制器单元与传感器执行单元连接;火情监测单元的控制器单元中的车联网主机通过CAN总线分别与火情预警反馈单元中的车身控制器1、组合仪表14、玻璃升降控制器4、发动机电子控制模块11、电子车身稳定控制器5和行车记录仪19连接;车联网主机3通过USB线与多媒体驱动主机15连接;车联网主机3还与定位模块31和4G通讯模块32连接, 4G通讯模块32与汽车远程服务平台16连接,汽车远程服务平台16分别与手机终端17和售后服务站18连接。车联网主机3还通过CAN总线与电子助力转向控制器7连接。
传感器执行单元包括分别与自动空调控制器2连接的温度传感器21、空气质量传感器22,与玻璃升降控制器4连接的玻璃升降电机41,分别与电子车身稳定控制器5连接的制动液面报警开关51、电子驻车执行器52和轮速传感器53,与无钥匙进入与一键启动主机6连接的感应天线61,分别与气囊电子控制装置8连接的前碰传感器82和安全带81,分别与发动机电子控制模块9连接的温度压力传感器91、蓄电池传感器92、油箱压力传感器93、氧传感器94和电喷传感执行器96;车身控制器1与外部灯具1-1连接。
1、各控制器、传感执行器的作用、特征
车身控制器1:
在火情监测单元中车身控制器1负责:
1)监测外部灯具1-1的短路与断路情况;
2)燃油车辆PT-CAN与BD-CAN信号转发;
3)监控各类CAN节点及LIN节点在线情况;
4)与车联网主机3通过CAN总线通讯;
在火情预警反馈单元中车身控制器1负责:
5)控制门锁电机解锁车辆车门、后背门或后尾箱门;
6)启动危险报警闪光灯;
7)控制全景天窗开启。
特征:
a)当外部灯具1-1及其线束回路存在工作异常进而导致短路或断路时,车身控制器1记录相关故障码并将故障码发送至车联网主机3用于分析、决策。
b)当整车各类CAN节点及LIN节点丢失时,车身控制器1记录相关故障码并将故障码发送至车联网主机3用于比对、分析、决策。
c)当车联网主机3判定车辆存在火情时,车身控制器1负责解锁车门及后背门或后尾箱,开启危险报警闪光灯,并开启全景天窗便于乘客逃生。
d)外部灯具(1-1)包含前雾灯、后雾灯、前大灯、尾灯、高位刹车灯及转向灯。
自动空调控制器2:
在火情监测单元中自动空调控制器2负责:
1)与车联网主机3通过CAN总线通讯;
2)为车联网主机3提供温度传感器21数据流;
3)为车联网主机3提供空气质量传感器22数据流;
4)当温度传感器21、空气质量传感器22等空调系统传感器及执行器出现异常时,自动空调控制器2记录相关故障码并将故障码发送至车联网主机3用于分析、决策。
特征:
a)温度传感器21包含外温传感器及内温传感器,外温传感器布置于车辆机舱,内温传感器布置于车辆驾驶舱。
b)空气质量传感器22基于空调系统PM2.5传感器,布置于进风口,可用于车辆出现火情时空气颗粒物浓度监测。
c)温度传感器21、空气质量传感器22所提供数据流是车辆火情判定的参考指标,将用于车联网主机3进行比对、分析、决策。
车联网主机3:
在火情监测预警系统中车联网主机3负责:
1)通过CAN总线与关联控制器、传感器、执行器进行通讯;
2)通过USB通讯协议与多媒体驱动主机15进行高速传输;;
3)通过定位模块31、4G通讯模块32与车辆生产企业汽车远程服务平台16进行通讯,发送车辆火情信息;
4)车辆火情监控预警处理、决策终端;
5)通过CAN总线对驾驶人进行车辆故障、火情预警,并控制车身控制器1、玻璃升降控制器4、发动机电子控制模块9、电子车身稳定系统控制器5协助乘客开展自救;
6)记录驾驶人员信息。
特征:
a)依托车联网主机3的硬件机能、标定数据及算法,车联网主机3搜集汇总各执行器发送的故障码及各类数据流,对车辆火情进行判定,并依据判定结果进行相应的反馈处理。
b)定位模块31可支持GPS全球定位系统、北斗卫星导航系统及欧洲伽利略卫星导航系统。
c)4G通讯模块32支持B8(900MHz)、B3(1800MHz)、 B1(2100MHz)、 B38 (2600MHz)、B39 (1900MHz)、B40 (2300MHz)、B41 (2500MHz)、B1 (2100MHz)、B3 (1800MHz)等相关频段。
d)整车各类温度传感器经过标定及相关算法处理,建立整车温度场矩阵,温度场矩阵与各用电器布置位置关联。
e)发送至汽车远程服务平台16车辆火情信息包括车辆生产信息、火情发生时间、车辆定位、车辆故障码、异常数据流、车辆乘客信息、事故所在地实时温度、天气情况、行车记录仪拍摄画面等。
玻璃升降控制器4:
在火情监测预警系统中玻璃升降控制器4负责:
1)与车联网主机3通过CAN总线通讯;
2)监测玻璃升降电机41及其线束回路的短路与断路情况;
3)驱动玻璃升降电机41开启车窗。
特征:
a)当玻璃升降电机41及其线束回路存在工作异常进而导致短路或断路时,玻璃升降控制器4记录相关故障码并将故障码发送至车联网主机3用于分析、决策。
b)当车联网主机3判定车辆存在火情时,玻璃升降控制器4负责驱动玻璃升降电机41开启车窗便于乘客逃生。
c)玻璃升降电机41包含左前车门玻璃升降电机、右前车门玻璃升降电机、左后车门玻璃升降电机、右后车门玻璃升降电机。
电子车身稳定控制器5:
在火情监测单元中电子车身稳定控制器5负责:
1)与车联网主机3通过CAN总线通讯;
2)通过制动液面报警开关51监测制动液压力变化;
3)监测电子驻车执行器52及其线束回路的短路与断路情况;
4)监测轮速传感器53及其线束回路的短路与断路情况;
5)通过轮速传感器53为车联网主机3提供车辆车速数据流。
在火情预警反馈单元中电子车身稳定控制器5负责:
1)根据车联网主机3决策对车辆进行制动,降低车辆速度协助乘客开展自救。
特征:
a)当电子车身稳定控制器5监测制动液压力异常时,电子车身稳定控制器5记录相关故障码并将故障码发送至车联网主机3用于分析、决策。
b)当电子驻车执行器52及其线束回路存在工作异常进而导致短路或断路时,电子车身稳定控制器5记录相关故障码并将故障码发送至车联网主机3用于分析、决策。
c)当轮速传感器53及其线束回路存在工作异常进而导致短路或断路时,电子车身稳定控制器5记录相关故障码并将故障码发送至车联网主机3用于分析、决策。
d)轮速传感器53所提供车速数据流是车辆火情判定的参考指标,将用于车联网主机3进行比对、分析、决策。
无钥匙进入与一键启动主机6
在火情监测单元中无钥匙进入与一键启动主机6负责:
1)与车联网主机3通过CAN总线通讯;
2)监测感应天线61及其线束回路的短路与断路情况;
特征:
a)当感应天线61及其线束回路存在工作异常进而导致短路或断路时,无钥匙进入与一键启动主机6记录相关故障码并将故障码发送至车联网主机3用于分析、决策。
b)感应天线61包含左前车门把手天线,右前车门把手天线,车身感应天线,背门感应天线。
电子助力转向控制器7:
在火情监测单元中电子助力转向控制器7负责:
1)与车联网主机3通过CAN总线通讯;
2)监测转向助力电机及其线束回路的短路与断路情况。
特征:
a)当转向助力电机及其线束回路存在工作异常进而导致短路或断路时,电子助力转向控制器7记录相关故障码并将故障码发送至车联网主机3用于分析、决策。
气囊电子控制装置8:
在火情监测单元中气囊电子控制装置8负责:
1)与车联网主机3通过CAN总线通讯;
2)监测前碰传感器82及其线束回路的短路与断路情况.
3)通过安全带81未系提醒功能确认乘客数量,并将数据提交车联网主机3用于车辆火情信息采集。
特征:
a)当前碰传感器82及其线束回路存在工作异常进而导致短路或断路时,气囊电子控制装置8记录相关故障码并将故障码发送至车联网主机3用于分析、决策。
b)前碰传感器传感器82包包括左前碰传感器及右前碰传感器,分别布置于机舱左右纵梁处。
c)安全带81未系提醒功能由安全带开关及坐垫检测传感器共同实现,通过坐垫检测传感器可明确车辆乘客数。
发动机电子控制模块9:
在火情监测单元中发动机电子控制模块9负责:
1)与车联网主机3通过CAN总线通讯;
2)监测电喷传感执行器96及其相关线束回路的短路与短路情况;
3)为车联网主机3提供温度压力传感器91数据流;
4)通过蓄电池传感器92监测整车电流变化及蓄电池温度情况;
5)通过油箱压力传感器93监测整车油量变化;
6)通过氧传感器94监测发动机运行情况及三元催化器运行情况;
在火情预警反馈单元中发动机电子控制模块9负责:
7)控制主动进气格栅95关闭;
8)通过控制电喷传感执行器96限制发动机功率,发动机进入跛行模式。
特征:
a)温度压力传感器91包含进气温度压力传感器、增压温度压力传感器、歧管温度压力传感器、水温传感器等。
b)温度压力传感器91所提供数据流是车辆火情判定的参考指标,将用于车联网主机3进行比对、分析、决策。
c)蓄电池传感器92可监测蓄电池电压、电流,蓄电池工作温度等参数,当蓄电池电流、电压出现突变且与用电器使用情况不匹配时,发动机电子控制模块9记录相关故障码并将故障码发送至车联网主机3用于比对、分析、决策。
d) 蓄电池传感器92所提供蓄电池温度数据流是车辆火情判定的参考指标,将用于车联网主机3进行比对、分析、决策。
e)油箱压力传感器93的油液容积变化与发动机电子控制模块9控制的喷油量进行对比,当油箱压力传感器93检测的油液体积变化量远大于实际喷油量时,发动机电子控制模块9记录相关故障码并将故障码发送至车联网主机3用于比对、分析、决策。
f)当氧传感器94检测到发动机燃烧不充分、三元催化器工作异常时,发动机电子控制模块9记录相关故障码并将故障码发送至车联网主机3用于比对、分析、决策。
g)当电喷传感执行器96及其线束回路存在工作异常进而导致短路或断路时,发动机电子控制模块9记录相关故障码并将故障码发送至车联网主机3用于比对、分析、决策。
h)电喷传感执行器96包含转速传感器、凸轮轴位置传感器、点火线圈、喷油器、爆震传感器、节气门体、电磁泄压阀等。
组合仪表14:
在火情预警反馈单元中组合仪表14负责:
1)与车联网主机3通过CAN总线通讯;
2)根据车联网主机3发出的指令驱动蜂鸣器用以提醒驾驶人注意相关预警信息。
多媒体驱动主机15:
在火情预警反馈单元中多媒体驱动主机15负责:
1)与车联网主机3通过CAN总线通讯;
2)与车联网主机3通过USB通讯协议进行高速传输;
3)与行车记录仪19通过Wi-Fi通讯协议进行高速传输;
4)根据车联网主机3发出的指令驱动扬声器151用以提醒驾驶人注意相关预警信息;
5)根据车联网主机3发出的指令在中控显示屏152显示相关预警信息;
汽车远程服务平台16:
在火情预警反馈单元中汽车远程服务平台16负责:
1)通过4G网络与车辆进行通讯;
2)接收车联网主机3反馈的车辆火情预警信息;
3)对车联网主机3反馈的火情信息进行复核;
4)将相关火情预警信息通过手机终端17推送给指定用户;
5)根据车辆定位信息将车辆火情预警信息通知当地售后服务站18;
6)根据火情预警信息及时通过电话、短息等形式及时提供客户关怀服务;
7)存储车辆火情信息,便于汽车生产厂家根据故障码等相关信息进行火情分析与排查。
手机终端17:
在火情预警反馈单元中手机终端17负责:
1)向用户推送车辆相关火情预警信息
2)指引用户前往指定服务站对车辆进行检修核查;
3)提供客户关怀服务;
售后服务站18:
在火情预警反馈单元中售后服务站18负责:
1)对车辆进行检修核查;
2)对于火情严重的车辆开展就地勘察。
行车记录仪19:
在火情预警反馈单元中行车记录仪19负责:
1)与车联网主机3通过CAN总线通讯;
2)与多媒体驱动主机15通过Wi-Fi通讯协议进行高速传输;
3)记录车辆判定存在火情故障时相关行驶画面便于汽车生产厂家根据相关信息进行火情分析与排查。
特征:
a)车联网主机3通过CAN总线发送报文控制行车记录仪19拍摄当前画面,行车记录仪19通过Wi-Fi信号向多媒体驱动主机15传输图片,多媒体驱动主机15通过USB线向车联网主机3传输图片,车联网主机3在接收到图片后通过4G信号将图片上传汽车远程服务平台16。
2、本系统的工作原理
车辆在运行过程中,传感执行器层与控制器单元按设定策略运行。各传感执行器监控各系统温度、压力、电压、电流、油量、空气质量等参数;各控制器监控系统内各传感器、执行器运行情况。当传感器监测到参数指标异常时,或控制器监测到系统内传感器、执行器工作异常时,根据设定策略判定故障类型,记录相关故障码。控制器对故障码的严重等级进行评定,对于不影响车辆安全及正常行驶的故障评定为低风险故障,故障码存入各控制器的寄存器中,待下一轮车辆进入服务站保养时检测处理。当故障认定为影响车辆正常行驶及安全时,判定故障为高风险故障,控制器将故障码报文通过CAN总线发送至车联网主机3。车联网主机3在收到相关故障码报文后,结合各类温度传感器建立的温度场矩阵,蓄电池传感器92记录的电压、电流数据流,空气质量传感器22数据流进行比对,确认故障反馈点是否有温度异常偏高,电压、电流是否有异常突变,空气中悬浮颗粒物指标是否异常偏高等。只有当温度场变化、电流电压突变、空气质量、故障码发生部位与设定策略及标定数据相吻合时,可判定为车辆出现火情,否则判定为单一系统或多个系统的系统级高风险故障。当判定为车辆存在火情时,车联网主机3通过CAN总线向组合仪表14、多媒体驱动主机15、车身控制器1发动报文驱动蜂鸣器141、中控显示屏152、氛围灯1-5进行声光预警。同时车联网主机3结合轮速传感器53提供的车速信息,控制发动机电子控制模块9降低发动机输出功率,进入跛行模式;发动机电子控制模块9控制主动进气格栅95处于关闭状态,减少空气进入量,降低火情燃烧速度;电子车身稳定控制器5控制车辆制动系统降低车辆速度;控制车身控制器1驱动门锁电机1-2为车门解锁,打开危险报警闪光灯1-3,开启全景天窗1-4,辅助车上乘客开展自救。此外,车联网主机3通过气囊电子控制装置8确认车辆乘客数量,并通过行车记录仪19拍下车辆引擎盖处实时画面以便后续车辆火情故障排查确认。通过定位模块31对车辆进行定位,车联网主机3将车辆生产信息、火情发生时间、车辆定位、车辆故障码、异常数据流、车辆乘客信息、事故所在地实时温度、天气情况、行车记录仪19拍摄画面等火情信息发送至汽车生产企业汽车远程服务平台16。汽车远程服务平台16对收到的火情信息后进行人工复核,确认属实后根据车辆定位信息通知当地售后服务站14开展火情处置、客户关怀,同时通过汽车远程服务平台16向车主手机终端17推送相关火情信息。当判定为系统故障时,车联网主机3通过CAN总线向组合仪表14发送报文,组合仪表14显示故障提醒,同时将故障码上传汽车远程服务平台16,通过汽车远程服务平台16向手机终端17推送提醒,提示预约售后服务站14检查维修。
实施例2。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述:
图2所示的电动车辆火情监控预警系统,包括火情监测单元,火情监测单元与火情预警反馈单元连接,火情监测单元包括传感器执行单元和控制器单元,控制器单元与传感器执行单元连接;控制器单元包括车联网主机3,车联网主机3分别通过CAN总线与车身控制器1、自动空调控制器2、玻璃升降控制器4、电子车身稳定控制器5、无钥匙进入与一键启动主机6、气囊电子控制装置8、电池包管理系统10、驱动电机控制模块11、整车控制器12和车载充电机控制器13连接;所述火情监测单元的所述控制器单元中的所述车联网主机通过CAN总线分别与所述火情预警反馈单元中的所述车身控制器1、组合仪表14、多媒体驱动主机15、玻璃升降控制器4、电子车身稳定控制器5和行车记录仪19连接;车联网主机3还与定位模块31和4G通讯模块32连接, 4G通讯模块32与汽车远程服务平台16连接,汽车远程服务平台16分别与手机终端17和售后服务站18连接。车联网主机3还通过CAN总线与电子助力转向控制器7连接。车身控制器1还与外部灯具1-1连接。
传感器执行单元包括分别与自动空调控制器2连接的温度传感器21、空气质量传感器22,与玻璃升降控制器4连接的玻璃升降电机41,分别与电子车身稳定控制器5连接的制动液面报警开关51、电子驻车执行器执行器52和轮速传感器53,与无钥匙进入与一键启动主机6连接的感应天线61,分别与气囊电子控制装置8连接的前碰传感器82和安全带81,分别与发动机电子控制模块12连接的温度压力传感器123、高压配电盒温度传感器122、电加热器温度传感器121、冷却液温度传感器124和蓄电池传感器92;与车载充电机控制器13连接的充电口座温度传感器131。
1、各控制器、传感执行器的作用、特征
车身控制器1:
在火情监测单元中车身控制器1负责:
1)监测外部灯具1-1的短路与断路情况;
2)监控各类CAN节点及LIN节点在线情况;
3)与车联网主机3通过CAN总线通讯;
在火情预警反馈单元中车身控制器1负责:
4)控制门锁电机1-2解锁车辆车门、后背门或后尾箱门;
5)启动危险报警闪光灯1-3;
6)控制全景天窗1-4开启。
特征:
a)当外部灯具1-1及其线束回路存在工作异常进而导致短路或断路时,车身控制器1记录相关故障码并将故障码发送至车联网主机3用于分析、决策。
b)当整车各类CAN节点及LIN节点丢失时,车身控制器1记录相关故障码并将故障码发送至车联网主机3用于比对、分析、决策。
c)当车联网主机3判定车辆存在火情时,车身控制器1负责解锁车门及后背门或后尾箱,开启危险报警闪光灯1-3,并开启全景天窗1-4便于乘客逃生。
d)外部灯具1-1包含前雾灯、后雾灯、前大灯、尾灯、高位刹车灯及转向灯。
自动空调控制器2:
在火情监测模块中自动空调控制器2负责:
1)与车联网主机3通过CAN总线通讯;
2)为车联网主机3提供温度传感器21数据流;
3)为车联网主机3提供空气质量传感器22数据流;
4)当温度传感器21、空气质量传感器22等空调系统传感器及执行器出现异常时,自动空调控制器2记录相关故障码并将故障码发送至车联网主机3用于分析、决策。
特征:
a)温度传感器21包含外温传感器及内温传感器,外温传感器布置于车辆机舱,内温传感器布置于车辆驾驶舱。
b)空气质量传感器22基于空调系统PM2.5传感器,布置于进风口,可用于车辆出现火情时空气颗粒物浓度监测。
c)温度传感器21、空气质量传感器22所提供数据流是车辆火情判定的参考指标,将用于车联网主机3进行比对、分析、决策。
车联网主机3:
基本说明
a.车联网主机(英文缩写为TBOX)包含了负责车身通信的主控芯片、GSM/WCDMA蜂窝无线通信模块、GPS卫星信接收模块、BT 4.2 BLE模块;
b.蜂窝无线通信天线为T-BOX内置,GPS天线外置,采用中国联通贴片式SIM IC,支持USB 2.0 通信接口;
c. TBOX具有碰撞报警、入侵报警、车辆追踪、电子栅栏、车辆数据采集、车辆健康报告、远程诊断服务、数据路由、空中固件升级、蓝牙钥匙等功能;
d.TBOX支持数据通道方式和短消息方式,蜂窝通信工作频率范围是:
2G支持:B8(900MHz),B3(1800MHz);
3G WCDMA支持双频: B8(900MHz), B1(2100MHz);
TDD LTE支持:B38 (2600MHz) B39 (1900MHz) B40 (2300MHz) B41 (2500MHz)
FDD-LTE支持:B1 (2100MHz) B3 (1800MHz)
e.GPS信号接收频率为1575.42MHz;
f.BLE 制式为:Bluetooth4.2 (BLE only) 频率为:2.4GHz
g.T-BOX与电信运营商无线网络、GPS卫星系统、车联网后台服务器(TSP)等车外系统通信。
3.2 CAN通讯:
车联网主机3的CAN总线通讯功能满足某厂乘用车车载通讯平台CAN通讯规范、UDS诊断规范和OSEK网络管理需求规范的标准要求。
CAN网络通讯电压7至18V;传输速率:500kb/s,并且具有钥匙在点火锁任何位置的情况下都可以通过总线远程唤醒工作。
车联网主机同时连接车身CAN(BD-CAN)和动力CAN(PT-CAN),在车身CAN实现车联网主机UDS诊断功能。
在火情监测单元中车联网主机3负责:
1)通过CAN总线与关联控制器、传感器、执行器进行通讯;
2)通过USB通讯协议与多媒体驱动主机15进行高速传输;;
3)通过定位模块31、4G通讯模块31与车辆生产企业的汽车远程服务平台16进行通讯,发送车辆火情信息;
4)车辆火情监控预警处理、决策终端;
5)通过CAN总线对驾驶人进行车辆故障、火情预警,并控制车身控制器1、玻璃升降控制器4、整车控制器12、电子车身稳定控制器5协助乘客开展自救;
6)记录驾驶人员信息。
特征:
a)依托车联网主机3的硬件机能、标定数据及算法,车联网主机3搜集汇总各执行器发送的故障码及各类数据流,对车辆火情进行判定,并依据判定结果进行相应的反馈处理。
b)定位模块31可支持GPS全球定位系统、北斗卫星导航系统及欧洲伽利略卫星导航系统。
c)4G通讯模块32支持B8(900MHz)、B3(1800MHz)、 B1(2100MHz)、 B38 (2600MHz)、B39 (1900MHz)、B40 (2300MHz)、B41 (2500MHz)、B1 (2100MHz)、B3 (1800MHz)等相关频段。
d)整车各类温度传感器经过标定及相关算法处理,建立整车温度场矩阵,温度场矩阵与各用电器布置位置关联。
e)发送至汽车远程服务平台16车辆火情信息包括车辆生产信息、火情发生时间、车辆定位、车辆故障码、异常数据流、车辆乘客信息、事故所在地实时温度、天气情况、行车记录仪19拍摄画面等。
玻璃升降控制器4:
在火情监测单元中玻璃升降控制器4负责:
1)与车联网主机3通过CAN总线通讯;
2)监测玻璃升降电机41及其线束回路的短路与断路情况;
3)驱动玻璃升降电机41开启车窗。
特征:
a)当玻璃升降电机41及其线束回路存在工作异常进而导致短路或断路时,玻璃升降控制器4记录相关故障码并将故障码发送至车联网主机3用于分析、决策。
b)当车联网主机3判定车辆存在火情时,玻璃升降控制器4负责驱动玻璃升降电机41开启车窗便于乘客逃生。
c)玻璃升降电机41包含左前车门玻璃升降电机、右前车门玻璃升降电机、左后车门玻璃升降电机、右后车门玻璃升降电机。
电子车身稳定控制器5:
在火情监测单元中电子车身稳定控制器5负责:
1)与车联网主机3通过CAN总线通讯;
2)通过制动液面报警开关51监测制动液压力变化;
3)监测电子驻车执行器52及其线束回路的短路与断路情况;
4)监测轮速传感器53及其线束回路的短路与断路情况;
5)通过轮速传感器53为车联网主机3提供车辆车速数据流。
在火情预警反馈单元中电子车身稳定控制器5负责:
1)根据车联网主机3决策对车辆进行制动,降低车辆速度协助乘客开展自救。
特征:
a)当电子车身稳定控制器5监测制动液压力异常时,电子车身稳定控制器5记录相关故障码并将故障码发送至车联网主机3用于分析、决策。
b)当电子驻车执行器52及其线束回路存在工作异常进而导致短路或断路时,电子车身稳定控制器5记录相关故障码并将故障码发送至车联网主机3用于分析、决策。
c)当轮速传感器53及其线束回路存在工作异常进而导致短路或断路时,电子车身稳定控制器5记录相关故障码并将故障码发送至车联网主机3用于分析、决策。
d)轮速传感器53所提供车速数据流是车辆火情判定的参考指标,将用于车联网主机3进行比对、分析、决策。
无钥匙进入与一键启动主机6:
在火情监测单元中无钥匙进入与一键启动主机6负责:
1)与车联网主机3通过CAN总线通讯;
2)监测感应天线61及其线束回路的短路与断路情况;
特征:
a)当感应天线61及其线束回路存在工作异常进而导致短路或断路时,无钥匙进入与一键启动主机6记录相关故障码并将故障码发送至车联网主机3用于分析、决策。
b)感应天线61包含左前车门把手天线,右前车门把手天线,车身感应天线,背门感应天线。
电子助力转向控制器(7):
在火情监测单元中电子助力转向控制器7负责:
1)与车联网主机3通过CAN总线通讯;
2)监测转向助力电机及其线束回路的短路与断路情况.
特征:
a)当转向助力电机及其线束回路存在工作异常进而导致短路或断路时,电子助力转向控制器7记录相关故障码并将故障码发送至车联网主机3用于分析、决策。
气囊电子控制装置8:
在火情监测单元中气囊电子控制装置8负责:
1)与车联网主机3通过CAN总线通讯;
2)监测前碰传感器82及其线束回路的短路与断路情况.
3)通过安全带81未系提醒功能确认乘客数量,并将数据提交车联网主机3用于车辆火情信息采集。
特征:
a)当前碰传感器82及其线束回路存在工作异常进而导致短路或断路时,气囊电子控制装置8记录相关故障码并将故障码发送至车联网主机3用于分析、决策。
b)前碰传感器传感器82包含左前碰传感器及右前碰传感器,分别布置于机舱左右纵梁处。
c)安全带81未系提醒功能由安全带开关及坐垫检测传感器共同实现,通过坐垫检测传感器可明确车辆乘客数。
电池包管理系统10:
在火情监测单元中电池包管理系统10负责:
1)与车联网主机3、整车控制器12通过CAN总线通讯;
2)监测电池包的电压、电流、温度;
3)监测电池包温度传感器101及其相关线束回路的短路与短路情况;
4)为车联网主机3提供电池包温度传感器101数据流;
在火情预警反馈单元中电池包管理系统10负责:
5)降低电池包输出功率,协助乘客开展自救。
驱动电机控制模块11:
在火情监测单元中驱动电机控制模块11负责:
1)与车联网主机3、整车控制器12通过CAN总线通讯;
2)监测驱动电机的电压、电流、温度;
3)监测电机温度传感器111及其相关线束回路的短路与短路情况;
4)为车联网主机3提供电机温度传感器111数据流;
在火情预警反馈单元中驱动电机控制模块11负责:
5)降低电机输出功率,协助乘客开展自救。
整车控制器12:
1)与车联网主机3通过CAN总线通讯;
2)电动汽车EV-CAN与BD-CAN信号转发;
3)为车联网主机3提供各温度传感器数据流;
4)通过蓄电池传感器92监测整车电流变化及蓄电池温度情况;
5)通过各温度传感器监测整车油量变化;
6)通过CAN总线发送报文至电池包管理系统10、驱动电机控制模块11控制电池包、驱动电机降低输出功率。
特征:
a)各温度传感器所提供数据流是车辆火情判定的参考指标,将用于车联网主机3进行比对、分析、决策。
b)蓄电池传感器92可监测蓄电池电压、电流,蓄电池工作温度等参数,当蓄电池电流、电压出现突变且与用电器使用情况不匹配时,整车控制器12记录相关故障码并将故障码发送至车联网主机3用于比对、分析、决策。
c) 蓄电池传感器92所提供蓄电池温度数据流是车辆火情判定的参考指标,将用于车联网主机3进行比对、分析、决策。
d)当整车控制器12相关传感执行器及其线束回路存在工作异常进而导致短路或断路时,整车控制器12记录相关故障码并将故障码发送至车联网主机3用于比对、分析、决策。
e)当整车各类CAN节点及LIN节点丢失时,车身控制器1记录相关故障码并将故障码发送至车联网主机3用于比对、分析、决策。
车载充电机控制器13:
在火情监测单元中车载充电机控制器13负责:
1)与车联网主机3、整车控制器12通过CAN总线通讯;
2)监测充电口座的电压、电流、温度;
3)监测充电口座温度传感器131及其相关线束回路的短路与短路情况;
4)为车联网主机3提供充电口座温度传感器131数据流;
组合仪表(14):
在火情预警反馈单元中组合仪表14负责:
1)与车联网主机3通过CAN总线通讯;
2)根据车联网主机3发出的指令驱动蜂鸣器141用以提醒驾驶人注意相关预警信息。
多媒体驱动主机15:
在火情预警反馈单元中多媒体驱动主机15负责:
1)与车联网主机3通过CAN总线通讯;
2)与车联网主机3通过USB通讯协议进行高速传输;
3)与行车记录仪19通过Wi-Fi通讯协议进行高速传输;
4)根据车联网主机3发出的指令驱动扬声器151用以提醒驾驶人注意相关预警信息;
5)根据车联网主机3发出的指令在中控显示屏152显示相关预警信息。
汽车远程服务平台16:
在火情预警反馈单元中汽车远程服务平台16负责:
1)通过4G网络与车辆进行通讯;
2)接收车联网主机3反馈的车辆火情预警信息;
3)对车联网主机3反馈的火情信息进行复核;
4)将相关火情预警信息通过手机终端17推送给指定用户;
5)根据车辆定位信息将车辆火情预警信息通知当地售后服务站18;
6)根据火情预警信息及时通过电话、短息等形式及时提供客户关怀服务;
7)存储车辆火情信息,便于汽车生产厂家根据故障码等相关信息进行火情分析与排查。
手机终端17:
在火情预警反馈单元中手机终端17负责:
1)向用户推送车辆相关火情预警信息
2)指引用户前往指定服务站对车辆进行检修核查;
3)提供客户关怀服务。
售后服务站18:
在火情预警反馈单元中售后服务站18负责:
1)对车辆进行检修核查;
2)对于火情严重的车辆开展就地勘察。
行车记录仪19:
在火情预警反馈单元中行车记录仪19负责:
1)与车联网主机3通过CAN总线通讯;
2)与多媒体驱动主机15通过Wi-Fi通讯协议进行高速传输;
3)记录车辆判定存在火情故障时相关行驶画面便于汽车生产厂家根据相关信息进行火情分析与排查。
特征:
a)车联网主机3通过CAN总线发送报文控制行车记录仪19拍摄当前画面,行车记录仪19通过Wi-Fi信号向多媒体驱动主机15传输图片,多媒体驱动主机15通过USB线向车联网主机3传输图片,车联网主机3在接收到图片后通过4G信号将图片上传汽车远程服务平台16。
2、本系统的工作原理。
电动车辆在运行过程中,传感执行器层与控制器单元按设定策略运行。各传感执行器监控各系统温度、压力、电压、电流、空气质量等参数;各控制器监控系统内各传感器、执行器运行情况。当传感器监测到参数指标异常时,或控制器监测到系统内传感器、执行器工作异常时,根据设定策略判定故障类型,记录相关故障码。控制器对故障码的严重等级进行评定,对于不影响车辆安全及正常行驶的故障评定为低风险故障,故障码存入各控制器的寄存器中,待下一轮车辆进入服务站保养时检测处理。当故障认定为影响车辆正常行驶及安全时,判定故障为高风险故障,控制器将故障码报文通过CAN总线发送至车联网主机3。车联网主机3在收到相关故障码报文后,结合各类温度传感器建立的温度场矩阵,蓄电池传感器92、电池包管理系统10记录的电压、电流数据流,空气质量传感器22数据流进行比对,确认故障反馈点是否有温度异常偏高,电压、电流是否有异常突变,空气中悬浮颗粒物指标是否异常偏高等。只有当温度场变化、电流电压突变、空气质量、故障码发生部位与设定策略及标定数据相吻合时,可判定为车辆出现火情,否则判定为单一系统或多个系统的系统级高风险故障。当判定为车辆存在火情时,车联网主机3通过CAN总线向组合仪表14、多媒体驱动主机15、车身控制器1发动报文驱动蜂鸣器141、中控显示屏152、氛围灯1-5进行声光预警,同时车联网主机3结合轮速传感器53提供的车速信息,整车控制器12通过通知电池包管理系统10、驱动电机控制模块11降低电池包、驱动电机输出功率,进入跛行模式,电子车身稳定控制器5控制车辆制动系统降低车辆速度,控制车身控制器1驱动门锁电机1-2为车门解锁,打开危险警报闪光灯1-3,开启全景天窗1-4,辅助车上乘客开展自救。此外,车联网主机3通过气囊电子控制装置8确认车辆乘客数量,并通过行车记录仪19拍下车辆引擎盖处实时画面以便后续车辆火情故障排查确认。通过定位模块31对车辆进行定位,车联网主机3将车辆生产信息、火情发生时间、车辆定位、车辆故障码、异常数据流、车辆乘客信息、事故所在地实时温度、天气情况、行车记录仪19拍摄画面等火情信息发送至汽车生产企业的汽车远程服务平台16。汽车远程服务平台16对收到的火情信息后进行人工复核,确认属实后根据车辆定位信息通知当地售后服务站14开展火情处置、客户关怀,同时通过汽车远程服务平台16向车主手机终端17推送相关火情信息。当判定为系统故障时,车联网主机3通过CAN总线向组合仪表14发送报文,组合仪表14显示故障提醒,同时将故障码上传汽车远程服务平台16,通过汽车远程服务平台16向手机终端17推送提醒,提示预约售后服务站18检查维修。
Claims (6)
1.一种燃油车辆火情监控预警系统,其特征在于:包括火情监测单元,所述火情监测单元与火情预警反馈单元连接,火情监测单元包括传感器执行单元和控制器单元,所述控制器单元包括车联网主机,所述车联网主机分别通过CAN总线与车身控制器、自动空调控制器、玻璃升降控制器、电子车身稳定控制器、无钥匙进入与一键启动主机、气囊电子控制装置、发动机电子控制模块连接,所述控制器单元与所述传感器执行单元连接;所述火情监测单元的所述控制器单元中的所述车联网主机通过CAN总线分别与所述火情预警反馈单元中的所述车身控制器、组合仪表、玻璃升降控制器、发动机电子控制模块、电子车身稳定控制器和行车记录仪连接;所述车联网主机通过USB线与所述多媒体驱动主机连接;所述车联网主机还与定位模块和4G通讯模块连接,4G通讯模块与汽车远程服务平台连接,所述汽车远程服务平台分别与手机终端和售后服务站连接。
2.根据权利要求1所述的燃油车辆火情监控预警方法及系统,其特征在于:所述传感器执行单元包括分别与所述自动空调控制器连接的温度传感器、空气质量传感器,及与所述玻璃升降控制器连接的玻璃升降电机,分别与所述电子车身稳定控制器连接的制动液面报警开关、电子驻车执行器和轮速传感器,与所述无钥匙进入与一键启动主机连接的感应天线,分别与所述气囊电子控制装置连接的前碰传感器和安全带,分别与所述发动机电子控制模块连接的温度压力传感器、蓄电池传感器、油箱压力传感器、氧传感器和电喷传感执行器;所述车身控制器与外部灯具连接。
3.根据权利要求1或2所述的燃油车辆火情监控预警方法及系统,其特征在于:所述车联网主机还通过CAN总线与电子助力转向控制器。
4.一种电动车辆火情监控预警系统,其特征在于:包括火情监测单元,所述火情监测单元与火情预警反馈单元连接,所述火情监测单元包括传感器执行单元和控制器单元,所述控制器单元与所述传感器执行单元连接;所述控制器单元包括车联网主机,所述车联网主机分别通过CAN总线与车身控制器、自动空调控制器、玻璃升降控制器、电子车身稳定控制器、无钥匙进入与一键启动主机、气囊电子控制装置、电池包管理系统、驱动电机控制模块、整车控制器和车载充电机控制器连接;所述火情监测单元的所述控制器单元中的所述车联网主机通过CAN总线分别与所述火情预警反馈单元中的所述车身控制器、组合仪表、玻璃升降控制器、电子车身稳定控制器和行车记录仪连接;所述车联网主机通过USB线与所述多媒体驱动主机连接;所述车联网主机还与定位模块和4G通讯模块连接,所述4G通讯模块与汽车远程服务平台连接,所述汽车远程服务平台分别与手机终端和售后服务站连接。
5.根据权利要求4所述的电动车辆火情监控预警系统,其特征在于:所述传感器执行单元包括分别与自动空调控制器连接的温度传感器、空气质量传感器,与玻璃升降控制器连接的玻璃升降电机,分别与电子车身稳定控制器连接的制动液面报警开关、电子驻车执行器和轮速传感器,与无钥匙进入与一键启动主机控制器连接的感应天线,分别与气囊电子控制装置连接的前碰传感器和安全带,与电池包管理系统连接的电池包温度传感器,与驱动电机控制模块连接的电机温度传感器,分别与整车控制器连接的蓄电池传感器、电加热器温度传感器、高压配电盒温度传感器、温度压力传感器、冷却液温度传感器,与车载充电机控制器连接的充电口座温度传感器。
6.根据权利要求4或5所述的电动车辆火情监控预警系统,其特征在于:所述车联网主机还通过CAN总线与电子助力转向控制器;所述车身控制器还与外部灯具连接。
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董红召等: "公交车发动机舱室内自燃火灾检测预警系统设计", 《机电工程》 * |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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