CN113442853A - 一种主动进气格栅防结冰装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种主动进气格栅防结冰装置，包括环境温度传感器、格栅控制模块、格栅电机、ADAS视觉传感器和ADAS图像处理控制模块；本发明还提出了一种主动进气格栅防结冰装置方法，包括以下步骤：采集车外温度信息，判断车外温度是否低于温度预设值，是则进行下一步，否则重复本步骤；采集车外的环境图像，利用图像视觉算法判断雨雪大小；结合车外温度信息和雨雪大小来判断结冰风险大小；根据结冰风险大小来控制格栅电机进行间歇运动，结冰风险越大，格栅电机间歇运动的时间间隔越短。本发明能够有效防止进气格栅结冰。
Description
技术领域
本发明涉及汽车，具体涉及一种主动进气格栅防结冰装置及方法。
背景技术
2021年1月执行的汽车五阶段油耗法规要求车企平均油耗达到4.5L，为了应对国内日益严苛汽车油耗法规，车企采用了各种技术路线来达成油耗目标。其中主动进气格栅因为具有较低的成本和较高油耗的收益，被各种车型大量应用搭载。
随着主动进气格栅大量应用，也出现了因格栅结冰因引发的风险。搭载主动进气格栅的车辆在寒冷的冬季低速行驶时，为了提升发动机热效率降低燃油消耗需将格栅叶片长时处于关闭状态，以维持发动机达到较高的水温和机油温度。在冬季当遇到雨雪天气时，格栅因长时关闭或长时处于某一开度就会结冰，若此时车辆提升至高速行驶或大负荷运行时，为了给发动机散热就必须调整格栅叶片开度，以增加发动机散热需求，但格栅叶片结冰后就无法执行此命令，轻者因格栅电机启动破冰模式致使格栅叶片断裂引发故障，更有甚者格栅叶片不能转动致使发动机不能及时散热，出现发动机热保护，引发发动机突然功率受限，或出现排温过高引发车辆自燃等重大安全事件。
发明内容
本发明的目的是提出一种主动进气格栅防结冰装置及方法，以减轻或消除至少一个上述的技术问题。
本发明所述的一种主动进气格栅防结冰装置，包括环境温度传感器、格栅控制模块、格栅电机、ADAS视觉传感器和ADAS图像处理控制模块，所述环境温度传感器与所述格栅控制模块相连，所述格栅电机与所述格栅控制模块相连，所述ADAS视觉传感器和所述ADAS图像处理控制模块相连，所述ADAS图像处理控制模块与所述格栅控制模块相连，所述ADAS图像处理控制模块中存储有图像视觉算法。
进一步，所述环境温度传感器与所述格栅控制模块通过硬线连接，所述格栅电机与所述格栅控制模块通过lin总线相连，所述ADAS视觉传感器和所述ADAS图像处理控制模块通过硬线连接，所述ADAS图像处理控制模块与所述格栅控制模块通过can总线连接。
本发明还提出了一种主动进气格栅防结冰装置方法，包括以下步骤：
S1，采集车外温度信息，判断车外温度是否低于温度预设值，是则进行下一步，否则重复本步骤；
S2，采集车外的环境图像，利用图像视觉算法判断雨雪大小；
S3，结合车外温度信息和雨雪大小来判断结冰风险大小；
S4，根据结冰风险大小来控制格栅电机进行间歇运动，结冰风险越大，格栅电机间歇运动的时间间隔越短。
进一步，包括以下步骤：
S1，采集车外温度信息，确定车外温度所处的温度等级，温度等级设置成温度越低等级越高，判断车外温度所处的温度等级是否高于预设温度等级，是则进行下一步，否则重复本步骤；
S2，采集车外的环境图像，利用图像视觉算法判断雨雪等级，雨雪等级设置成雨雪越大等级越高；
S3，结合温度等级和雨雪等级来判断结冰等级；
S4，根据结冰等级来控制格栅电机进行间歇运动，结冰等级越高，格栅电机间歇运动的时间间隔越短。
进一步，所述结冰等级设置成：从整体上看，温度等级越高和雨雪等级越高则结冰等级越高，温度等级越低和雨雪等级越低则结冰等级越低。
进一步，所述S2为：采集车外的环境图像，利用图像视觉算法判断雨雪等级，雨雪等级设置成雨雪越大等级越高，判断雨雪等级是否高于预设雨雪等级，是则进行下一步，否则返回S1；
进一步，采用上述的主动进气格栅防结冰装置，包括以下步骤：
S1，利用环境温度传感器采集车外温度信息，格栅控制模块确定车外温度所处的温度等级，温度等级设置成温度越低等级越高，格栅控制模块判断车外温度所处的温度等级是否高于预设温度等级，是则由格栅控制模块向ADAS图像处理控制模块发送雨雪等级输入请求，否则重复本步骤；
S2，ADAS图像处理控制模块控制ADAS视觉传感器采集车外的环境图像，ADAS图像处理控制模块利用图像视觉算法判断雨雪等级，雨雪等级设置成雨雪越大等级越高，ADAS图像处理控制模块将雨雪等级传送给格栅控制模块，格栅控制模块判断雨雪等级是否高于预设雨雪等级，是则进行下一步，否则返回S1；
S3，格栅控制模块结合温度等级和雨雪等级通过查表来判断结冰等级；
S4，格栅控制模块根据结冰等级来控制格栅电机进行间歇运动，结冰等级越高，格栅电机间歇运动的时间间隔越短。
进一步，在所述S4中，格栅控制模块根据结冰等级来控制格栅电机进行间歇运动的过程为：
S41、格栅控制模块根据结冰等级确定格栅电机间歇运动的时间间隔t1；
S42、格栅控制模块计算当前时间与格栅电机最后一次运动的时间间隔t2；
S43、判断t2是否大于t1，是则格栅控制模块控制格栅电机运动并在运动完成后返回S1，否则返回S42。
进一步，当车辆在运行状态时，循环执行S1、S2、S3和S4，当发动机熄火后，结束执行主动进气格栅防结冰装置方法。
本发明解决了目前主动进气格栅在冬季结冰引发车辆出现热保护、发动机功率受限、热害甚至烧车的问题。本发明通过分析格栅结冰两个关键条件雨雪和温度来确定结冰等级，根据结冰等级来确定格栅电机间歇运动的时间间隔，从而有效防止进气格栅结冰，利用原车的环境温度传感器、格栅控制器、ADAS视觉传感器及ADAS图像处理控制模块等基础硬件，将图像视觉算法融入ADAS图像处理控制模块，在未增加整车硬件的基础上实现了格栅防结冰装置及方法，并且在已发售的车型也可以通过OTA来实现软件升级和功能增加，确保了整车产品的稳定性，提升了产品竞争力。
附图说明
图1为实施例中所述的主动进气格栅防结冰装置的连接示意图；
图2为实施例中所述的主动进气格栅防结冰方法的流程图；
图3为实施例中所述的结冰等级表。
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所示的一种主动进气格栅防结冰装置，包括环境温度传感器1、格栅控制模块2、格栅电机3、ADAS视觉传感器4和ADAS图像处理控制模块5，环境温度传感器1与格栅控制模块2相连，格栅电机3与格栅控制模块2相连，ADAS视觉传感器4和ADAS图像处理控制模块5相连，ADAS图像处理控制模块5与格栅控制模块2相连，ADAS图像处理控制模块5中存储有图像视觉算法。具体实施时，环境温度传感器1与格栅控制模块2通过硬线连接，格栅电机3与格栅控制模块2通过lin总线相连，ADAS视觉传感器4和ADAS图像处理控制模块5通过硬线连接，ADAS图像处理控制模块5与格栅控制模块2通过can总线连接。
上述的环境温度传感器1、格栅控制模块2、格栅电机3、ADAS视觉传感器4和ADAS图像处理控制模块5可以直接为现有汽车的上零部件，将图像视觉算法储存入现有的ADAS图像处理控制模块5，将温度等级、雨雪等级和结冰等级的分级策略储存入现有的格栅控制模块2即可，在已发售的车型也可以通过OTA来实现软件升级和功能增加。
本发明还提出了一种主动进气格栅防结冰装置方法，采用上述的主动进气格栅防结冰装置，在主动进气格栅防结冰装置方法中，温度等级X设置成温度越低等级越高，可以根据实际需求将行车过程中可能结冰的环境温度成多个等级，在本实施例中，将环境温度T(℃)划分为8个等级(除X＝0外)，T＞0时，X＝0；0≥T＞-5时，X＝1；-5≥T＞-10时，X＝2；-10≥T＞-15时，X＝3；-15≥T＞-20时，X＝4；20≥T＞-25时，X＝5；-25≥T＞-30时，X＝6；-30≥T＞-35时，X＝7；-35≥T时，X＝8；雨雪等级Y设置成雨雪越大等级越高，可以根据实际需求将行车过程中可能遇到的雨雪大小成多个等级，分级依据可以是车外的环境图像上雨雪痕迹的总面积与车外的环境图像总面积的比值，在本实施例中，可以将雨雪等级Y划分为8个等级(除Y＝0外)，分别为Y＝1，Y＝2，Y＝3，Y＝4，Y＝5，Y＝6，Y＝7，Y＝8；结冰等级I设置成：从整体上看，温度等级X越高和雨雪等级Y越高则结冰等级I越高，温度等级X越低和雨雪等级Y越低则结冰等级I越低。在本实施例中，结冰等级I可以依据附图3中的结冰等级表进行查询获得，根据雨雪等级Y的等级所对应的排和温度等级X的等级对应的列相交处的数值来确定相对应的结冰等级I。
如图2所示，主动进气格栅防结冰装置方法包括以下步骤：
S1，利用环境温度传感器1采集车外温度信息，格栅控制模块2确定车外温度所处的温度等级X，格栅控制模块2判断车外温度所处的温度等级X是否高于预设温度等级，预设温度等级为0,是则由格栅控制模块2向ADAS图像处理控制模块5发送雨雪等级输入请求，当X≠0时，说明有结冰风险，否则重复本步骤；
S2，ADAS图像处理控制模块5控制ADAS视觉传感器4采集车外的环境图像，ADAS图像处理控制模块5利用图像视觉算法判断雨雪等级Y，ADAS图像处理控制模块5将雨雪等级Y传送给格栅控制模块2，格栅控制模块2判断雨雪等级Y是否高于预设雨雪等级，在本实施例中预设雨雪等级为0，是则进行下一步，否则返回S1，当雨雪等级Y＝0时，说明天气状况良好没有结冰风险，格栅控制器不发送强制间歇运动控制指令给格栅电机3；
S3，格栅控制模块2结合温度等级X和雨雪等级Y通过查附图3中的结冰等级表来判断结冰等级I,附图3中的结冰等级表储存在格栅控制模块2中；
S4，格栅控制模块2根据结冰等级I来控制格栅电机3进行间歇运动，结冰等级I越高，格栅电机3间歇运动的时间间隔越短，结冰等级I越低，格栅电机3间歇运动的时间间隔越长；
在S4中，格栅控制模块2根据结冰等级I来控制格栅电机3进行间歇运动的过程为：
S41、格栅控制模块2根据结冰等级I确定格栅电机3间歇运动的时间间隔t1；
S42、格栅控制模块2计算当前时间与格栅电机3最后一次运动的时间间隔t2；
S43、格栅控制模块2判断t2是否大于t1，是则格栅控制模块2控制格栅电机3运动并在运动完成后返回S1，否则返回S42。格栅电机3运动可以是执行1次格栅开度增加再回位，格栅电机3运动也可以是其他运动，其目的是为了驱使格栅运动以降低结冰的风险。
在具体实施时，结冰等级I越大说明格栅结冰的风险越大，格栅控制模块2输出的格栅电机3强制间歇运动的时间间隔t1则越短，如结冰等级I＝1时，推荐的格栅电机3强制间歇运动的时间间隔t1为180秒；结冰等级I＝2时，推荐的格栅电机3强制间歇运动的时间间隔t2为150秒，依此类推。当然，格栅电机3强制间歇运动的时间间隔不仅限于以上列举出的时间。
为了防止蓄电池亏电，当车辆在运行状态时，循环执行S1、S2、S3和S4，当发动机熄火后，结束执行主动进气格栅防结冰装置方法。
Claims (9)
1.一种主动进气格栅防结冰装置，其特征在于，包括环境温度传感器、格栅控制模块、格栅电机、ADAS视觉传感器和ADAS图像处理控制模块，所述环境温度传感器与所述格栅控制模块相连，所述格栅电机与所述格栅控制模块相连，所述ADAS视觉传感器和所述ADAS图像处理控制模块相连，所述ADAS图像处理控制模块与所述格栅控制模块相连，所述ADAS图像处理控制模块中存储有图像视觉算法。
2.根据权利要求1所述的主动进气格栅防结冰装置，其特征在于，所述环境温度传感器与所述格栅控制模块通过硬线连接，所述格栅电机与所述格栅控制模块通过lin总线相连，所述ADAS视觉传感器和所述ADAS图像处理控制模块通过硬线连接，所述ADAS图像处理控制模块与所述格栅控制模块通过can总线连接。
3.一种主动进气格栅防结冰装置方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，采集车外温度信息，判断车外温度是否低于温度预设值，是则进行下一步，否则重复本步骤；
S2，采集车外的环境图像，利用图像视觉算法判断雨雪大小；
S3，结合车外温度信息和雨雪大小来判断结冰风险大小；
S4，根据结冰风险大小来控制格栅电机进行间歇运动，结冰风险越大，格栅电机间歇运动的时间间隔越短。
4.根据权利要求3所述的主动进气格栅防结冰装置方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，采集车外温度信息，确定车外温度所处的温度等级，温度等级设置成温度越低等级越高，判断车外温度所处的温度等级是否高于预设温度等级，是则进行下一步，否则重复本步骤；
S2，采集车外的环境图像，利用图像视觉算法判断雨雪等级，雨雪等级设置成雨雪越大等级越高；
S3，结合温度等级和雨雪等级来判断结冰等级；
S4，根据结冰等级来控制格栅电机进行间歇运动，结冰等级越高，格栅电机间歇运动的时间间隔越短。
5.根据权利要求4所述的主动进气格栅防结冰装置方法，其特征在于，所述结冰等级设置成：从整体上看，温度等级越高和雨雪等级越高则结冰等级越高，温度等级越低和雨雪等级越低则结冰等级越低。
6.根据权利要求4所述的主动进气格栅防结冰装置方法，其特征在于，所述S2为：采集车外的环境图像，利用图像视觉算法判断雨雪等级，雨雪等级设置成雨雪越大等级越高，判断雨雪等级是否高于预设雨雪等级，是则进行下一步，否则返回S1。
7.根据权利要求6所述的主动进气格栅防结冰装置方法，其特征在于，采用权利要求1或2所述的主动进气格栅防结冰装置，包括以下步骤：
S1，利用环境温度传感器采集车外温度信息，格栅控制模块确定车外温度所处的温度等级，温度等级设置成温度越低等级越高，格栅控制模块判断车外温度所处的温度等级是否高于预设温度等级，是则由格栅控制模块向ADAS图像处理控制模块发送雨雪等级输入请求，否则重复本步骤；
S2，ADAS图像处理控制模块控制ADAS视觉传感器采集车外的环境图像，ADAS图像处理控制模块利用图像视觉算法判断雨雪等级，雨雪等级设置成雨雪越大等级越高，ADAS图像处理控制模块将雨雪等级传送给格栅控制模块，格栅控制模块判断雨雪等级是否高于预设雨雪等级，是则进行下一步，否则返回S1；
S3，格栅控制模块结合温度等级和雨雪等级通过查表来判断结冰等级；
S4，格栅控制模块根据结冰等级来控制格栅电机进行间歇运动，结冰等级越高，格栅电机间歇运动的时间间隔越短。
8.根据权利要求7所述的主动进气格栅防结冰装置方法，其特征在于，
在所述S4中，格栅控制模块根据结冰等级来控制格栅电机进行间歇运动的过程为：
S41、格栅控制模块根据结冰等级确定格栅电机间歇运动的时间间隔t1；
S42、格栅控制模块计算当前时间与格栅电机最后一次运动的时间间隔t2；
S43、判断t2是否大于t1，是则格栅控制模块控制格栅电机运动并在运动完成后返回S1，否则返回S42。
9.根据权利要求3-8任一项所述的主动进气格栅防结冰装置方法，其特征在于，当车辆在运行状态时，循环执行S1、S2、S3和S4，当发动机熄火后，结束执行主动进气格栅防结冰装置方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210928 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |