CN214565116U - 加热和振动功能保障性系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于汽车保障系统应用技术领域，具体公开了加热和振动功能保障性系统，包括MCU控制单元、SBC通信模块、电机驱动模块、接口电路、高边驱动模块、NTC采集模块、低边驱动模块和电流采集模块等。本实用新型的加热和振动功能保障性系统的有益效果在于：1、采用高低边驱动加热丝，带NTC温度反馈，同时监控加热的电流是否在设定的正常电流范围内，并增加该部分的安全诊断机制；2、当加热系统或者其他整车其他系统故障时，需要提醒驾驶员，可以通过驱动车上电机，让驾驶员更直接感知到有故障或者警示，并增加该部分的安全诊断机制。
Description
技术领域
本实用新型属于汽车保障系统应用技术领域，具体涉及加热和振动功能保障性系统。
背景技术
驾驶体验的舒适性和安全性，已经成为大众汽车市场的趋势。
我国地理辽阔，南北温差较大，特别是北方，一到冬天，冰冷的方向盘，瞬间降低了驾驶员对驾驶车辆的欲望，虽车内有暖气，但是温度起来时间久，效率低；也可以带手套进行方向盘操作，但是隔着一层手套，对于触感的灵敏度以及操作性并没有那么顺畅，所以改善驾驶员的驾驶的舒适性提出了挑战。
现有的汽车保障系统所存在的问题是：1、传统的加热丝只有单纯加热功能，功能单一，当过流，加热系统出现故障时，无法通过电子设备报告故障给整车电脑，同时系统缺乏安全机制监控；2、当整车某部分出现故障时（比如车上雷达失灵，加热系统失效，其他功能安全相关的功能等失效），车上没有更快速，更直接的触感方式提醒驾驶员，让驾驶员感知故障，同时系统缺乏安全机制监控。
基于上述问题，本实用新型提供加热和振动功能保障性系统。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供加热和振动功能保障性系统，其设计合理，加热效率高、升温快、振动反馈，可通过按键外置，LED显示等功能等保证加热系统的安全。
技术方案：本实用新型提供的加热和振动功能保障性系统，包括MCU控制单元、SBC通信模块、电机驱动模块、接口电路、高边驱动模块、NTC采集模块、低边驱动模块和电流采集模块；所述SBC通信模块、电机驱动模块、接口电路、高边驱动模块、NTC采集模块、低边驱动模块、电流采集模块分别与MCU控制单元连接，所述电流采集模块与高边驱动模块连接；所述高边驱动模块、NTC采集模块和低边驱动模块分别与加热丝连接。
本技术方案的，所述加热和振动功能保障性系统，还包括反馈电路，反馈电路分别与电机、MCU控制单元连接。
本技术方案的，所述加热和振动功能保障性系统，还包括设置在MCU控制单元上的UART模块，其中，SBC通信模块与UART模块连接。
本技术方案的，所述加热和振动功能保障性系统，还包括与SBC通信模块连接的LIN通信模块。
本技术方案的，所述加热和振动功能保障性系统，还包括与MCU控制单元连接的外置按键、LED显示模块。
与现有技术相比，本实用新型的加热和振动功能保障性系统及其工作方法的有益效果在于：1、采用高低边驱动加热丝，带NTC温度反馈，同时监控加热的电流是否在设定的正常电流范围内，并增加该部分的安全诊断机制；2、当加热系统或者其他整车其他系统故障时，需要提醒驾驶员，可以通过驱动车上电机，让驾驶员更直接感知到有故障或者警示，并增加该部分的安全诊断机制。
附图说明
图1是本实用新型的加热和振动功能保障性系统的模块系统框图；
图2和图3是本实用新型的加热和振动功能保障性系统的电气原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型。
如图1、图2和图3所示的加热和振动功能保障性系统，包括MCU控制单元、SBC通信模块、电机驱动模块、接口电路、高边驱动模块、NTC采集模块、低边驱动模块和电流采集模块；所述SBC通信模块、电机驱动模块、接口电路、高边驱动模块、NTC采集模块、低边驱动模块、电流采集模块分别与MCU控制单元连接，所述电流采集模块与高边驱动模块连接；所述高边驱动模块、NTC采集模块和低边驱动模块分别与加热丝连接，其中，上述模块均为现有成熟技术产品，直接采购组装使用即可。
进一步优选的，所述加热和振动功能保障性系统，还包括反馈电路，反馈电路分别与电机、MCU控制单元连接；及所述加热和振动功能保障性系统，还包括设置在MCU控制单元上的UART模块，其中，SBC通信模块与UART模块连接；及所述加热和振动功能保障性系统，还包括与SBC通信模块连接的LIN通信模块；及所述加热和振动功能保障性系统，还包括与MCU控制单元连接的外置按键、LED显示模块，其中，上述模块均为现有成熟技术产品，直接采购组装使用即可。
本结构的加热和振动功能保障性系统的工作方法，包括以下步骤，步骤1、SBC通信模块为整车的电源和通信接口，当气温低到一定程度时，驾驶员可以通过人机交互接口KEY启动加热功能。步骤2、MCU控制单元采集到接口电路的电平变化，经过数据采集以及处理，执行高/低边的驱动信号，使加热丝工作，同时通过NTC(Negative TemperatureCoefficient)采集模块采集加热丝的温度，反馈给MCU控制单元。步骤3、电流采样电路采样加热丝的工作电流给MCU控制单元，电机驱动主要是故障或者警示时，启动振动提醒驾驶员，同时具有电机故障反馈机制。步骤4、MCU控制单元通过UART模块和SBC通信模块，把当前加热的状态信息，电机故障状态信息通过LIN总线反馈给整车系统。
本结构的加热和振动功能保障性系统，主要是实现了加热和振动提醒功能，在实现这两个功能的基础上，增加了这两个功能的安全机制，SBC通信模块，实现12V转5V的电源供应，给MCU控制单元以及其他需要电源供电路使用，同时其通过UART模块、SBC通信模块通信接口与MCU控制单元交互数据，通过LIN总线与整车通信；加热部分，同时由高/低边驱动一起驱动加热丝，同时采用NTC实时检测加热丝的温度，在加热的同时，通过电流采集模块对电流的采样，监控加热丝的工作的电流，这些信息，由MCU控制单元采集并处理；电机驱动部分主要是用故障或者警示驾驶员时，起到振动提醒的功能，同时，增加了电机驱动故障诊断电路（反馈电路），监控电机是否正常；在接口电路部分，增加了人机交互界面，通过KEY/LED增加驾驶员使用该系统功能的操作性以及驱动外部警示LED的功能。
本结构背景技术中问题1的实现，加热电源直接采用车上12V电源功能，在接入高边驱动之前，增加一个电流采样电路，同时12V电通过高边驱动，到加热丝，再通过低边驱动回到地，这样构成一个回路；
当按下人机交互KEY，驱动高低边的I/O工作时，电流采样电路开始采集加热丝的工作电流，正常工作电流是I=12V/Rload ，在软件设计时，允许I有±5%误差，当I不在这个范围内，那么软件上可以判断该系统是过流或其他异常状态，Rload是加热丝阻值，假设Rload=2欧姆，则I=6A，±5%误差那么就是5.7A~6.3A,超过这个范围就判断异常；
在NTC采样之前，首先会判断NTC采的值是否在预设的值范围，如果低于或超过预设值，则会判断系统故障，如在正常范围，则再进行下一步操作；
当按照正常的电流工作时，根据焦耳定律可知，Q=UIt（其中，Q：热量、U：电源电压、I：工作电流），假设工作时间t，就要加热到预定设定的温度T，允许t±5%误差，
如果t大于t+5%，还未达到设定的温度T，则会判断加热系统故障，
如果t小于t-5%，就达到设定的温度T，则也会判断加热系统故障。
本实用新型背景技术中问题2的实现，当加热系统或者整车有故障需要提醒驾驶员时，通过驱动电机振动，来提醒驾驶员，
整车的故障通过LIN接口进入，由SBC通过内部的LIN 收发器给MCU，并由MCU处理驱动外部电机驱动电路；
当加热系统故障时，通过电流采样电路，MCU的ADC采样，并由MCU处理驱动外部电机驱动电路；
或者通过NTC采样电路，MCU的ADC采样，并由MCU处理驱动外部电机驱动电路。
在此基础上，增加了电机反馈电路，当驱动电机的I/O工作时，反馈电路会监控电机的工作状态，如是正常，短路，或者是开路状态；
如果驱动电机部分有故障，可以通过LIN总线上报给系统，同时驱动外部LED点亮，起到警示作用。
本结构的加热和振动功能保障性系统及其工作方法，一方面采用高低边驱动加热丝，带NTC温度反馈，同监控加热的电流是否在设定的正常电流范围内，增加该部分的安全诊断机制，使系统更符合功能安全要求，在系统故障时，让驾驶员感知故障，并做出相应处理，另一方面在电机故障反馈系统的基础上，增加电机部分的故障诊断电路，即使当电机驱动电路故障时，外部又有故障产生需要提醒驾驶员的，可以通过反馈电路，以另一种形式提醒驾驶员，提高系统安全性以及报告错误故障的准确性。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.加热和振动功能保障性系统，其特征在于：包括MCU控制单元、SBC通信模块、电机驱动模块、接口电路、高边驱动模块、NTC采集模块、低边驱动模块和电流采集模块；所述SBC通信模块、电机驱动模块、接口电路、高边驱动模块、NTC采集模块、低边驱动模块、电流采集模块分别与MCU控制单元连接，所述电流采集模块与高边驱动模块连接；所述高边驱动模块、NTC采集模块和低边驱动模块分别与加热丝连接。
2.根据权利要求1所述的加热和振动功能保障性系统，其特征在于：所述加热和振动功能保障性系统，还包括反馈电路，反馈电路分别与电机、MCU控制单元连接。
3.根据权利要求1或2所述的加热和振动功能保障性系统，其特征在于：所述加热和振动功能保障性系统，还包括设置在MCU控制单元上的UART模块，其中，SBC通信模块与UART模块连接。
4.根据权利要求3所述的加热和振动功能保障性系统，其特征在于：所述加热和振动功能保障性系统，还包括与SBC通信模块连接的LIN通信模块。
5.根据权利要求4所述的加热和振动功能保障性系统，其特征在于：所述加热和振动功能保障性系统，还包括与MCU控制单元连接的外置按键、LED显示模块。
Priority Applications (1)
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| CN (1) | CN214565116U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112550188A (zh) * | 2021-01-13 | 2021-03-26 | 江苏泰协智能科技有限公司 | 加热和振动功能保障性系统及其工作方法 |
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2021
- 2021-01-13 CN CN202120080972.1U patent/CN214565116U/zh not_active Expired - Fee Related
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