專利名稱：一種客車前擋電除霜玻璃電源安全管理裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及客車電氣技術領域，更具體的說涉及一種提高客車前擋電除霜玻璃電源安全性的管理裝置。
背景技術：
隨著客車技術的不斷發展，車載大功率用電設備不斷增多，客車前擋電除霜玻璃就是其中的一個典型代表。由于功率大，供電電流大，前擋電除霜玻璃電源的可靠性及安全性也逐漸成為客車電氣設計的難點。傳統前擋電除霜玻璃電源的安全性存在以下幾個先天不足一、由于工作電源直接由客車自帶的蓄電池提供，當司機在車輛發動機未啟動時 誤打開前擋電除霜玻璃的工作開關，電除霜玻璃的巨大耗電量將會使蓄電池在很短的時間內產生虧電現象，從而導致車輛無法起動，并且還伴隨著降低蓄電池使用壽命的不良后果;二、由于前擋電除霜玻璃具有巨大的耗電量，其會給加裝前擋電除霜玻璃車輛的電氣匹配工作帶來困難，如果匹配不當，在車輛電氣裝置高負荷運行條件下很可能發生裝置電壓被拉低和類似電渦流緩速器無法正常工作等影響行車安全的嚴重后果；三、由于前擋電除霜玻璃中的電阻絲是采用成組供電的模式，當某組電阻絲電源回路由于電阻絲問題或保險問題斷路時，會導致玻璃局部受熱不均，在室內外溫差大的極限條件下可能導致前檔玻璃碎裂的危險情況。有鑒于此，本發明人針對現有技術在前擋電除霜玻璃電源安全性方面的缺陷深入研究，遂有本案產生。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種客車前擋電除霜玻璃電源安全管理裝置，以解決現有技術存在造成蓄電池虧電、降低蓄電池使用壽命以及電氣匹配困難的問題。為了達成上述目的，本實用新型的解決方案是一種客車前擋電除霜玻璃電源安全管理裝置，其中，包括控制開關，用以提供前擋電除霜功能指令； 電源安全管理裝置E⑶，具有CAN收發器、CAN控制器、微處理器、采樣接口電路和控制接口電路，該CAN控制器、采樣接口電路和控制接口電路均與微處理器相連，該CAN收發器與CAN控制器相連并還與車輛CAN總線通信；該采樣接口電路與控制開關相連并將該指令傳輸至微處理器，該微處理器則通過車輛CAN總線確認發動機是否啟動以及空調裝置是否占用空調發電機，若發動機已啟動且空調裝置未占用空調發電機，該微處理器則通過控制接口電路發出控制命令；勵磁電源繼電器，設置在空調發電機與整車電源之間，并與控制接口電路相連，用以接收微處理器的控制命令。[0013]進一步，該電源安全管理裝置還包括電流傳感器，用以實時監測前擋電除霜玻璃的電阻絲回路電流；該電流傳感器與采樣接口電路相連，該微處理器在電阻絲回路電流出現異常時通過CAN總線向儀表發出報警信號，并還通過控制接口電路而控制勵磁電源繼電器斷開，以切斷前擋電除霜玻璃電源。進一步，該微處理器內設定有電流設定參考值，該微處理器實時比較當前采樣的電流值與設定參考值，若當前電流值在設定參考值范圍外，則判斷為電流出現異常。進一步，該電源安全管理裝置還包括電源主回路繼電器，設置在空調發電機與前擋電除霜玻璃的所有電阻絲之間，用以連通或切斷所有電阻絲的電源供給；該電源主回路繼電器與控制接口電路相連，并與勵磁電源繼電器同步工作。進一步，該控制開關采用自恢復式開關。 進一步，該前擋電除霜玻璃采用空調發電機供電。采用上述結構后，本實用新型涉及的一種客車前擋電除霜玻璃電源安全管理裝置，其重點在于利用前擋電除霜使用季節性的特點，采用空調發電機獨立供電并采用CAN通訊技術實施前擋電除霜玻璃電源與空調裝置電源的互鎖，保證兩者不同時從發電機取電，并確保了發電機的安全；如此，與現有技術相比，本實用新型為前擋電除霜玻璃提供相對獨立的電源供電方式，使前擋電除霜玻璃工作時不會對整車電氣裝置產生影響，更不會拉低裝置電壓、降低蓄電池使用壽命以及存在匹配困難的情形。

圖I為本實用新型涉及一種客車前擋電除霜玻璃電源安全管理裝置的結構示意圖；圖2為本實用新型涉及電源安全管理裝置電源回路連接示意圖；圖3為本實用新型涉及控制方法最佳實施例的流程圖。圖中電源安全管理裝置 100控制開關 I 電源安全管理裝置ECU2CAN收發器 21 CAN控制器22微處理器 23 采樣接口電路24控制接口電路 25 電源主回路繼電器3勵磁電源繼電器 4 電流傳感器5儀表處理器 6 發動機電控裝置7空調發電機 200 電阻絲310回路分組保險 320 電源主回路保險330。
具體實施方式
為了進一步解釋本實用新型的技術方案，下面通過具體實施例來對本實用新型進行詳細闡述。[0037]如圖I所示，其為本實用新型涉及的一種客車前擋電除霜玻璃電源安全管理裝置100，該前擋電除霜玻璃的電阻絲310與空調發電機200相連，該電源安全管理裝置包括控制開關I、電源安全管理裝置ECU2以及勵磁電源繼電器4，該勵磁電源繼電器4設置空調發電機200與整車電源之間；更優選地，該電源安全管理裝置還包括電源主回路繼電器3，設置在空調發電機200與前擋電除霜玻璃的所有電阻絲310之間，用以連通或切斷所有電阻絲310的電源供給。該控制開關1，用以提供前擋電除霜功能指令，具體是開啟除霜功能或關閉除霜功效，其具體采用的為自恢復式開關；該電源安全管理裝置E⑶2，具有 CAN收發器21、CAN控制器22、微處理器23、采樣接口電路24和控制接口電路25，該CAN控制器22、采樣接口電路24和控制接口電路25均與微處理器23相連，該CAN收發器21與CAN控制器22相連并還與車輛CAN總線通信；該采樣接口電路24與控制開關I相連并將該指令傳輸至微處理器23，該微處理器23則通過車輛CAN總線向發動機電控裝置7確認發動機是否啟動以及空調裝置是否占用空調發電機200，若發動機已啟動且空調裝置未占用空調發電機200，該微處理器23則通過控制接口電路25發出控制命令；該勵磁電源繼電器4，則與控制接口電路25相連，用以接收微處理器23的控制命令，并按照這個指令而讓空調發電機200上電。優選地，該電源主回路繼電器3同樣接收該微處理器23的控制命令，并與勵磁電源繼電器4同步工作。這樣，本實用新型利用前擋電除霜使用季節性的特點，即考慮到前擋電除霜玻璃是在秋冬季節車內外溫差大時玻璃表面產生結霜結霧現象時才使用，而秋冬季節空調裝置使用頻率較少，空調裝置發電機長期處于閑置狀態，故利用閑置的空調裝置發電機為大功率的前擋電除霜玻璃供電，保證了前擋電除霜玻璃擁有獨立的供電電源；同時還采用空調發電機200獨立供電并采用CAN通訊技術實施前擋電除霜玻璃電源與空調裝置電源的互鎖，保證兩者不同時從發電機取電，并確保了發電機的安全。如此，與現有技術相比，本實用新型為前擋電除霜玻璃提供相對獨立的電源供電方式，使前擋電除霜玻璃工作時不會對整車電氣裝置產生影響，更不會拉低裝置電壓、降低蓄電池使用壽命以及存在匹配困難的情形。為了進一步提高安全性，該電源安全管理裝置還包括電流傳感器5，該電流傳感器5用以實時監測前擋電除霜玻璃的電阻絲310回路電流；另外，該電流傳感器5還與采樣接口電路24相連，該微處理器23在電阻絲310回路電流出現異常時通過CAN總線向儀表處理器6發出報警信號，并還通過控制接口電路25而控制勵磁電源繼電器4斷開，以切斷前擋電除霜玻璃電源，從而能夠避免局部受熱不均，并從根本上避免因為室內溫差大而帶來前擋玻璃碎裂情形的發生。請參照圖2所示，其在節約成本的前提下保證了裝置安全性，即前擋電除霜玻璃配電方案如下每兩根電阻絲310出線端配合一個電流傳感器5，每四根電阻絲310成一組，每組配合一個自恢復保險，即回路分組保險320，主電源回路由一個200A的24V繼電器控制，配合一個大電流熔斷保險片形成主回路保護，即電源主回路保險330 ;該200A的24V繼電器即為電源主回路繼電器3。另外，該微處理器23內還設定有電流設定參考值，該微處理器23實時比較當前采樣的電流值與設定參考值，若當前電流值在設定參考值范圍外，則判斷為電流出現異常。請參閱圖3所示，本實用新型提供一種客車前擋電除霜玻璃電源安全的控制方法，包括如下步驟①、司機需要前擋電除霜功能啟動時，按下儀表臺上的控制開關1，該微處理器23即會通過采樣接口電路24而采集到該指令；②、該微處理器23立即通過CAN控制器22檢查CAN總線通訊狀態，如正常，該微處理器23則通過CAN總線報文信息確認發動機處于起動狀態(判別值轉速大于400RPM)且空調裝置未占用空調發電機200 (判別值空調發電機勵磁電平)；若發動機未起動或者空調裝置占用了空調發電機200，則不進行除霜操作；
③、再確認相關信息通過后，微處理器23即通過控制接口電路25閉合發電機勵磁電源繼電器4以及主電源回路繼電器，以啟動前擋電除霜功能；優選地，還同時通過CAN總線發送“電除霜工作正常，勿同時啟動空調裝置”信息給儀表處理器6以提示司機，接到此信息后，儀表處理器6同時協同關閉空調裝置控制電源；在該步驟②中，若發動機轉速大于400RPM，則判斷發動機處于起動狀態；若空調發電機200勵磁電平處于高電平，則判斷空調裝置已經占用空調發電機200。另外，進一步地，為了提高安全性，該控制方法還包括④、實時監控前擋電除霜玻璃的電阻絲310回路電流，若電阻絲310回路電流出現異常，則通過CAN總線向儀表發出報警信號，同時還通過控制接口電路25而控制勵磁電源繼電器4斷開，以切斷前擋電除霜玻璃電源。具體地，請參照圖2所示，該微處理通過采樣接口電路24采集電流傳感器5的信號(采集的電流值采用I表示)，并對數據進行實時監控。由經驗數據可知，單個電阻絲310正常工作時的平均電流為Δ I，考慮到電阻絲310在不同溫度條件下電阻值有所差異并參考電除霜玻璃在不同溫度狀態下工作電流試驗數據可知，每兩個電阻絲310的正常工作電流IN應在θ ΛΙ到η Al范圍內，即參考判別值為θ Δ Ι<ΙΝ< η Δ I (其中Θ、n為常量)。由此，該微處理器23實時比較當前采樣的電流值與設定參考值，若I工作在正常范圍之外，即可判斷為電阻絲310短路/斷路情況，微處理器23便通過控制接口電路25切斷電源回路繼電器和發電機勵磁電源繼電器4，同時通過CAN總線發送電除霜短路/斷路報警信息給儀表處理器6以提示司機電除霜功能故障以便檢修。在前擋電除霜玻璃工作時，若司機再次按下儀表臺上的控制開關1，該微處理器23通過采樣接口電路24采集到該指令后，便通過控制接口電路25切斷電源回路繼電器和發電機勵磁電源繼電器4，同時通過CAN總線發送“電除霜停止工作”信息給儀表處理器6以提示司機電除霜功能關閉，接到此信息后，儀表處理器6同時協同恢復開啟空調裝置控制電源；在本實施例中，該CAN總線采用SAE-J1939作為通訊協議。上述實施例和圖式并非限定本實用新型的產品形態和式樣，任何所屬技術領域的普通技術人員對其所做的適當變化或修飾，皆應視為不脫離本實用新型的專利范疇。
權利要求1.一種客車前擋電除霜玻璃電源安全管理裝置，其特征在于，包括 控制開關，用以提供前擋電除霜功能指令； 電源安全管理裝置E⑶，具有CAN收發器、CAN控制器、微處理器、采樣接口電路和控制接口電路，該CAN控制器、采樣接口電路和控制接口電路均與微處理器相連，該CAN收發器與CAN控制器相連并還與車輛CAN總線通信；該采樣接口電路與控制開關相連并將該指令傳輸至微處理器，該微處理器則通過車輛CAN總線確認發動機是否啟動以及空調裝置是否占用空調發電機，若發動機已啟動且空調裝置未占用空調發電機，該微處理器則通過控制接口電路發出控制命令； 勵磁電源繼電器，設置在空調發電機與整車電源之間，并與控制接口電路相連，用以接收微處理器的控制命令。
2.如權利要求I所述一種客車前擋電除霜玻璃電源安全管理裝置，其特征在于，該電源安全管理裝置還包括 電流傳感器，用以實時監測前擋電除霜玻璃的電阻絲回路電流； 該電流傳感器與采樣接口電路相連，該微處理器在電阻絲回路電流出現異常時通過CAN總線向儀表發出報警信號，并還通過控制接口電路而控制勵磁電源繼電器斷開，以切斷前擋電除霜玻璃電源。
3.如權利要求2所述一種客車前擋電除霜玻璃電源安全管理裝置，其特征在于，該微處理器內設定有電流設定參考值，該微處理器實時比較當前采樣的電流值與設定參考值，若當前電流值在設定參考值范圍外，則判斷為電流出現異常。
4.如權利要求I所述一種客車前擋電除霜玻璃電源安全管理裝置，其特征在于，該電源安全管理裝置還包括 電源主回路繼電器，設置在空調發電機與前擋電除霜玻璃的所有電阻絲之間，用以連通或切斷所有電阻絲的電源供給； 該電源主回路繼電器與控制接口電路相連，并與勵磁電源繼電器同步工作。
5.如權利要求I所述一種客車前擋電除霜玻璃電源安全管理裝置，其特征在于，該控制開關采用自恢復式開關。
6.如權利要求I所述的一種客車前擋電除霜玻璃電源安全管理裝置，其特征在于，該前擋電除霜玻璃采用空調發電機供電。
專利摘要本實用新型公開一種客車前擋電除霜玻璃電源安全管理裝置，包括控制開關、電源安全管理裝置ECU以及勵磁電源繼電器，該電源安全管理裝置ECU具有CAN收發器、CAN控制器、微處理器、采樣接口電路和控制接口電路，該采樣接口電路與控制開關相連并將該指令傳輸至微處理器，該微處理器則通過車輛CAN總線確認發動機是否啟動以及空調裝置是否占用空調發電機，若發動機已啟動且空調裝置未占用空調發電機，該微處理器則通過控制接口電路發出控制命令，并控制勵磁電源繼電器關閉。本實用新型為前擋電除霜玻璃提供相對獨立的電源供電方式，使前擋電除霜玻璃工作時不會對整車電氣裝置產生影響。
文檔編號B60R16/03GK202669512SQ201220228540
公開日2013年1月16日 申請日期2012年5月21日 優先權日2012年5月21日
發明者黃磊, 李偉, 黃志明, 馮還紅 申請人:廈門金龍聯合汽車工業有限公司