一種電動汽車用水面高度檢測報警裝置及控制方法與流程

2023-05-02 00:01:22

本發明涉及電動汽車零部件及控制方法領域，具體的說，是涉及一種電動汽車用水面高度檢測報警裝置及控制方法。

背景技術：

隨著化石能源儲量的急劇減少以及電機驅動技術的發展，電動汽車近年來發展迅猛；與此同時，電動汽車的安全性能也備受關注，其中尤以防水性能為重要。

電動汽車的動力系統（通常稱為高壓系統或高壓部件）一般位於底盤部位；當車輛行駛在存有積水的道路上時，駕駛人員憑目視無法準確判斷積水的深度；當積水過深時，很有可能造成設置在底盤上的高壓部件進水，進而造成短路，對車輛和人身安全均造成危害。

因此，需要一種電動汽車用水面高度檢測報警裝置，用來檢測道路積水的水面到汽車底盤的距離，從而確保設置電動汽車底盤上的高壓部件的安全。

現有技術中，申請號為201620610799.0、主題為「用於車輛的涉水感應系統和具有其的車輛」的專利文件中公開了一種用於車輛的涉水感應系統，其包括超聲波雷達傳感器、顯示屏、報警提示器和整車控制器，其中，所述超聲波雷達傳感器與所述整車控制器相連，所述超聲波雷達傳感器用以監測所述車輛涉水時的水面高度信息，並將所述水面高度信息發送給所述整車控制器；所述整車控制器分別與所述顯示屏和所述報警提示器相連，所述整車控制器接收所述水面高度信息，並控制所述顯示屏顯示所述水面高度信息，以及在水面高度達到預設的臨界漫水高度時控制所述報警提示器發出報警提示信息。此文件確認為最接近的現有技術。

已公開的「用於車輛的涉水感應系統」解決的主要問題是：通過報警提示，幫助駕駛人員了解水面高度，以防止駕駛室進水；同時已公開的此方案也存在不足：所述涉水感應系統只能發出單一信號的報警，不夠明確；同時方案中所述整車控制器面對水面超高只具有發出警報的電路，如果駕駛人員因疏忽或環境嘈雜等原因未注意到報警信息，則車輛仍有可能進入深水導致駕駛室進水。

綜上所述，本領域技術人員需設計一種電動汽車用水面高度檢測報警裝置，通過檢測水面到底盤的距離，保證電動汽車底盤的高壓部件的安全，當車底出現積水時不但能發出不同等級的明確報警，還能在達到最高警戒水位時自動關斷車輛的動力電池，防止因人為失誤導致車輛損失和人身危害。

對於此種全新的水面高度檢測報警裝置，還需要新設計一種對應的控制方法，從而使所設計的水面高度檢測報警裝置能夠滿足設計要求。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是：

電動車輛遇到道路積水時，容易因積水高度不能準確判定而導致底盤高壓部件進水；同時現有技術中的涉水報警裝置可以防止駕駛室進水，但在報警時信號單一，不夠明確，並且不能強制中止人員的錯誤前行動作。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種電動汽車用水面高度檢測報警裝置，採取的技術方案如下：

一種電動汽車用水面高度檢測報警裝置，包括：超聲波水位傳感器、整車控制器、總正繼電器、儀表；

所述超聲波水位傳感器以can總線電連接整車控制器，整車控制器以can總線連接儀表，整車控制器電連接總正繼電器，所述整車控制器具有相應的計算程序和控制電路；

所述超聲波水位傳感器用來檢測道路積水的水面到汽車底盤距離並發送測得的信號到整車控制器；整車控制器接收測量信號並計算得出距離值，根據計算結果不同而分別向儀表發送不同的警告提示、向總正繼電器發送控制斷開動作的電信號；儀表接收整車控制器發送的信號並顯示警告信息，總正繼電器安裝在電動車輛動力系統迴路中並能在整車控制器控制下切斷動力系統迴路。

優選的，所述超聲波水位傳感器置於電動汽車底盤下方且位於高壓部件的前方，並垂直於底盤朝下安裝。

優選的，所述儀表包括液晶顯示屏和警報器，液晶顯示屏顯示文字和數字警告提示，警報器發出警報聲。

優選的，所述液晶顯示屏和警報器均為經過程序擴展後的電動汽車原車儀表。

為了使本發明中的水面高度檢測報警裝置能夠發揮設計的作用，本發明還提供了一種所述水面高度檢測報警裝置控制方法，技術方案如下：

一種水面高度檢測報警裝置的控制方法，其特徵在於，包括以下步驟：

步驟201：整車控制器接收到超聲波水位傳感器的電信號；

步驟202：整車控制器計算出測量的水面距離值h；

步驟203：整車控制器將水面距離值h與預設的水面高度提示閾值h0進行比較，如果水面距離值h大於等於水面高度提示閾值h0，則表示此時車輛是安全的，繼續執行步驟201，如果水面距離值h小於水面高度提示閾值h0，則執行步驟204；

步驟204：整車控制器將水面距離值h與預設的水面高度報警閾值hw進行比較，如果水面距離值h大於水面高度報警閾值hw，則表示此時車輛正在涉水運行，但是並不影響車輛安全，此時執行步驟205；如果水面距離值h小於等於水面高度報警閾值hw，則執行步驟206；

步驟205：整車控制器將水面距離值h發送給儀表，實時顯示此時汽車底盤距離水面的高度，向司機發出提示；

步驟206：整車控制器將水面距離值h與預設的強制掉高壓閾值hs比較，如果水面距離值h大於強制掉高壓閾值hs，則執行步驟207；如果水面距離值h小於等於強制掉高壓閾值hs，則執行步驟208；

步驟207：整車控制器將水面距離值h發送給儀表，實時顯示此時汽車底盤距離水面的高度，並提醒司機停車；

步驟208：整車控制器控制斷開總正繼電器，強制斷開動力電，停止車輛運行。

本發明的有益效果是：

1.本發明中的電動汽車用水面高度檢測報警裝置，設置了總正繼電器並在整車控制器中增加了相關的控制部分，使得電動汽車在底盤距離水面過低時能強制斷開動力迴路，防止了車輛損壞和人身危害。

2.本發明優選方案中的電動汽車用水面高度檢測報警裝置，將超聲波水位傳感器置於電動汽車底盤下方且位於高壓部件的前方，並垂直於底盤朝下安裝，使得超聲波水位傳感器測得的距離信息更準確，既保證了安全所需，又儘量避免了誤報，減少了損失。

3.本發明優選方案中使用程序擴展後的原車儀表，既節省了硬體費用，又避免了新增儀表破壞原車布局、帶來不便。

4.本發明中的水面高度檢測報警裝置的控制方法，保證了水面高度檢測報警裝置中部件設計功能的實現，也進一步保證了整個方案技術目的的實現。

附圖說明

圖1為本發明實施例中超聲波水位傳感器的安裝示意圖；

圖2為本發明的工作原理示意圖；

圖3為本發明的控制流程示意圖。

其中：101.超聲波水位傳感器，103.整車控制器，104.儀表，105.總正繼電器。

具體實施方式

下面將結合附圖和實施例，對本發明的實施方式進行詳細說明如下：

一種電動汽車用水面高度檢測報警裝置，如附圖2所示，包括：超聲波水位傳感器101、整車控制器103、總正繼電器105、儀表104；

所述超聲波水位傳感器101以can總線電連接整車控制器103，整車控制器103以can總線連接儀表104，整車控制器103電連接總正繼電器105，所述整車控制器103具有相應的計算程序和控制電路；

所述超聲波水位傳感器101用來檢測道路積水的水面到汽車底盤距離並發送測得的信號到整車控制器103；整車控制器103接收測量信號並計算得出距離值，根據計算結果不同而分別決定向儀表104發送不同的警告提示、向總正繼電器105發送控制斷開動作的電信號；儀表104接收整車控制器103發送的信號並顯示警告信息，總正繼電器105安裝在電動車輛動力系統迴路中並可在整車控制器103控制下斷開動力系統迴路。

所述儀表104包括液晶顯示屏和警報器，液晶顯示屏顯示文字和數字警告提示，警報器發出警報聲。

所述液晶顯示屏和警報器均為經過程序擴展後的電動汽車原車儀表。目前行業中電動汽車所用的儀表均留有液晶綜合顯示屏，用於顯示除轉速、車速、油量等信息以外的車況信息，所顯示的信息均來自整車控制器通過can總線發來的信號；同時電動汽車所用的儀表也均有警報器，用於在車況異常時提示駕駛人員，警報器的控制信號也是由整車控制器通過can總線發來的。類似對電動車輛儀表通過程序擴展增加顯示內容的操作，在業內實現無特殊困難，因此本發明方案中不包括這一部分操作。

所述超聲波水位傳感器101置於電動汽車底盤下方且位於高壓部件的前方，並垂直於底盤朝下安裝，如圖1所示。超聲波傳感器101距離地面的高度為h，h可以根據汽車底盤的高度或者汽車車輪的直徑d來調整，不是一個定值；在本實施例中，採用的車型是lck6812evga,車輪直徑d為83cm，超聲波傳感器101距離地面的高度h為29.3cm。

如圖2所示，為本發明的工作原理圖。超聲波水位傳感器101向道路積水水面發出高頻脈衝聲波，聲波經水面反射之後由超聲波水位傳感器101接收，超聲波水位傳感器101將接收到的聲波信息轉化為相應的電信號傳送給整車控制器103。聲波的傳輸距離s與聲速c和傳輸時間t之間的關係為：s=c×t，整車控制器根據檢測到的超聲波水位傳感器發出和接收到聲波的時間t，計算出聲波的傳輸距離s，從而得到距離水面的高度h=s/2。

由於車型不同，底盤的高度和車輪的直徑一般也不相同，所以根據不同的車型設定不同的高度閾值h。在本發明中設置三個閾值，一個是水面高度提示閾值h0，一個是水面高度報警閾值hw，還有一個是強制掉高壓閾值hs。本實施例中，三個閾值分別設定為：水面高度提示閾值h0為25cm，水面高度報警閾值hw為10cm，強制掉高壓閾值hs為5cm。

根據圖3所示的控制流程圖，來控制相應的執行機構執行不同的動作。

一種本實施例中水面高度檢測報警裝置控制方法，包括以下步驟：

步驟201：整車控制器103接收到超聲波水位傳感器101的電信號；

步驟202：整車控制器103計算出測量的水面距離值h；

步驟203：整車控制器103將水面距離值h與預設的水面高度提示閾值h0進行比較，如果水面距離值h大於等於水面高度提示閾值h0，則表示此時車輛是安全的，繼續執行步驟201；如果水面距離值h小於水面高度提示閾值h0，則執行步驟204；

步驟204：整車控制器103將水面距離值h與預設的水面高度報警閾值hw進行比較，如果水面距離值h大於水面高度報警閾值hw，則表示此時車輛正在涉水運行，但是並不影響車輛安全，此時執行步驟205；如果水面距離值h小於等於水面高度報警閾值hw，則執行步驟206；

步驟205：整車控制器103將水面距離值h發送給儀表104，實時顯示此時汽車底盤距離水面的高度，向司機發出提示；

步驟206：控制器103將水面距離值h與預設的強制掉高壓閾值hs比較，如果水面距離值h大於強制掉高壓閾值hs，則執行步驟207；如果水面距離值h小於等於強制掉高壓閾值hs，則執行步驟208；

步驟207：整車控制器103將水面距離值h發送給儀表104，實時顯示此時汽車底盤距離水面的高度，並提醒司機停車；

步驟208：整車控制器103控制斷開總正繼電器105，強制斷開動力電，停止車輛運行。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現，未予以詳細說明和局部放大呈現的部分，為現有技術，在此不進行贅述。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和特點相一致的最寬的範圍。