汽车防自燃预警装置及方法与流程

本发明涉及汽车安全的电子控制系统装置及方法，属于汽车自燃安全的预警装置及方法。

背景技术：

随着消费者对车辆安全性日益重视，车辆安全措施也不断产生和改进。汽车自燃事件的发生概率比较低，但是一旦事故发生，轻则车辆烧毁，重则人员伤亡。但是，目前广泛应用于汽车防自燃的预警装置并不多，而且多数情况下，发现汽车起火时，火苗已经无法扑灭，等到专业灭火人员及设备到来时，损失已不可挽回。所以，为了弥补目前汽车防自燃领域的不足，设计简单可行、经济实用的汽车防自燃预警装置是非常重要和必要的，这将给驾驶员以及乘客，甚至是其他道路使用者带来安全保障，减少汽车自燃事故的发生率。

经查相关文献有很多论文探讨了汽车自燃报警装置的设计，如张金全的《汽车自燃报警装置设计》中设计了一种自燃报警装置，装置主要针对发动机部分，采用烟雾传感器、温度传感器和火焰传感器且结构简单易行。但是，该报警发出时汽车已经自燃，加之汽车自燃火势蔓延速度较快，火势较难扑灭，损失仍然较大。

如穆颖臻的《一种汽车自燃的预防及控制》中设计了一种针对发动机起火的预防控制系统的设计，该设计能有效识别发动机舱的火灾，并自动扑灭；但是预警时间晚，靠灭火装置抑制着火来挽回损失。该装置一旦误报警，触发灭火装置也会对车辆造成较大损失，对可靠性要求极高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有汽车自燃预警装置预警时间短、提供信息少、可靠性和通用性考虑不足的问题，提供了一种汽车防自燃预警装置，通过对布置在车上的重要防火部位的传感器做联合预警分析，使驾驶员提前了解汽车火灾隐患存在的位置和危险程度。

为实现上述目的，本发明的汽车防自燃预警装置，该装置包含传感器模块1、电源模块2、自动启停模块3、主控制模块4、危险位置及类型显示模块5和声光报警模块6；

所述主控制模块4与传感器模块1、电源模块2、自动启停模块3、危险位置及类型显示模块5和声光报警模块6分别连接；用于采集各传感器设备的数据信息，并且对各传感器设备进行编码确定其位置；对采集到的数据信息进行处理；

所述传感器模块1包括了分布在汽车关键设备上的传感器装置，用于检测某一设备是否存在自燃隐患；

所述电源模块2为防自燃预警装置提供电力保障；

所述危险位置及类型显示模块5用于显示起火位置；

声光报警模块6连接若干蜂鸣器及LED灯。

进一步的，所述传感器模块1包括安装在发动机部分11的发动机温度传感器111、发动机电流传感器112和发动机可燃气体传感器113；

安装在车内用电设备部分12的用电设备温度传感器121和用电设备电流传感器122；

安装在前灯部分13的前灯温度传感器131和前灯电流传感器132；安装在尾灯部分14的尾灯温度传感器141和尾灯电流传感器142；

安装在电机部分15的电机温度传感器151和电机电流传感器152；

安装在制动器位置16的制动器右前侧温度传感器161、制动器左前侧温度传感器162、制动器右后侧温度传感器163和制动器左后侧温度传感器164；安装在燃油管路部分17的燃油温度传感器171和燃油可燃气体传感器172。

进一步的，所述自动启停模块3含可控开关，由汽车启动锁的电流信号和主控制模块4的反馈信号共同触发，决定电源模块2是否对主控制模块4供电。

汽车防自然预警装置的预警方法，该方法包含危险程度识别和危险位置及类型识别，包括以下步骤：

步骤1，当汽车启动时，可控开关闭合，自动启停模块3启动预警系统；

步骤2，主控制模块4依次读取发动机部分11、车内用电设备12、前灯部分13、尾灯部分14、主要电机15、制动器16、燃油管路17处的传感器数据；

步骤3，主控制模块4进行危险程度识别，根据梯度预警方法计算预警参考值和梯度参考值判断汽车自燃风险；

步骤4，主控制模块4根据传感器模块1的编码进行危险位置及类型识别；

步骤5，当汽车熄火，且主控制模块4监测到各传感器检测值小于预警参考值，且当前检测值梯度小于梯度参考值时，可控开关断开，自动启停模块3关闭预警系统。

具体的，所述步骤3中，主控制模块4进行危险程度识别的具体过程为：

步骤3.1，当前检测值小于预警参考值，且当前检测值梯度小于梯度参考值时记录为“正常”信息；

步骤3.2，当前检测值小于预警参考值，且当前检测值梯度大于或等于梯度参考值时记录为“隐患”信息；

步骤3.3，当前检测值大于或等于预警参考值且小于门限值，且当前检测值梯度小于梯度参考值时记录为“隐患”信息；

步骤3.4，当前检测值大于或等于预警参考值且小于门限值，且当前检测值梯度大于或等于梯度参考值时记录为“危险”信息；

步骤3.5，当前检测值大于门限值时记录为“危险”信息。

更进一步的，所述步骤4具体包括：

步骤4.1，当该位置出现“危险”信息时，危险位置及类型显示模块5根据传感器编号显示危险存在的位置，并显示所有报警传感器类型，声光报警模块6点亮红色信号灯，蜂鸣器连续报警；

步骤4.2，当该位置出现两个及以上“隐患”信息，或者该位置仅有一种传感器且为“隐患”信息时，危险位置及类型显示模块5根据传感器编号显示隐患存在的位置，并显示所有报警传感器类型；声光报警模块6点亮黄色信号灯，蜂鸣器间隔报警；

步骤4.3，当该位置有多种传感器且只有一个“隐患”信息，其他为“正常”，或者一种传感器记录全部为“正常”信息时，危险位置及类型显示模块5显示“正常”；声光报警模块6中LED灯和蜂鸣器不工作。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、预警提前量大。根据梯度预警曲线对危险程度进行分级，及时预测汽车的自燃时间，为驾驶员和乘客赢得更多的逃生机会。

2、准确可靠的定位。可准确提供驾驶员汽车自燃危险的位置及类型，重点部位多种传感器冗余预警，保障预警信息可靠。

3、节能环保，可防二次隐患。两节1.5V干电池独立供电，自动启停，延原有线束布线，避免加装预警装置后产生二次自燃隐患。

4、通用性好。适用于载客为主的家用轿车、客车和公交车，以及载危险品的特殊车辆。

附图说明

图1是汽车自燃预警装置的硬件组成图；

图2是汽车自燃预警装置的传感器布置示意图；

图3是梯度预警曲线图；

图中，1-传感器模块，2-电源模块，3-自动启停模块，4-主控制模块，5-危险位置及类型显示模块，6-声光报警模块，41-危险程度识别，42-危险位置及类型识别；

11-发动机部分，111-发动机温度传感器，112-发动机电流传感器，113-发动机可燃气体传感器，12-车内用电设备，121-用电设备温度传感器，122-用电设备电流传感器，13-前灯部分，131-前灯温度传感器，132-前灯电流传感器，14-尾灯部分，141-尾灯温度传感器，142-尾灯电流传感器，15-电机，151-电机温度传感器，152-电机电流传感器，16-制动器，161-制动器右前侧温度传感器，162-制动器左前侧温度传感器，163-制动器右后侧温度传感器，164-制动器左后侧温度传感器，17-燃油管路，171-燃油温度传感器，172-燃油可燃气体传感器。

具体实施方式

本发明提供汽车防自燃预警装置及方法，为使本发明的目的，技术方案及效果更加清楚，明确，以及参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、图2和图3所示，本发明公开了一种汽车防自燃预警装置，包含传感器模块1、电源模块2、自动启停模块3、主控制模块4、危险位置及类型显示模块5和声光报警模块6；

当汽车启动时，自动启停模块3接收到汽车启动信息，可控开关闭合，自动启停模块3启动预警系统。

主控制模块根据设定的门限值ym和时间常数T，由公式y=ym-ym*exp(-t/T)得到梯度预警值与时间t的关系曲线，即梯度预警曲线如图3所示。定义前一次采样时刻为零时刻，可根据梯度预警曲线获得当前时刻的预警参考值，且对应该点的梯度预警曲线斜率为梯度参考值。

当汽车熄火后，自动启停模块3接收到汽车熄火信息，不立即关闭预警系统，当主控制模块4在监测到各传感器检测值小于预警参考值，且当前检测值梯度小于梯度参考值时关闭预警系统，以待下次启动。

主控制模块4按照从发动机部分11，车内用电设备12，前灯部分13，尾灯部分14，电机15，制动器16，燃油管路17的顺序依次读取各部分传感器的数据进行危险程度识别，当读完燃油管路17的传感器的数据后，按照顺序从发动机部分11重新采集各部分传感器的数据，不断循环。

当检测到某部分出现“危险”信息时，停止继续读取其他传感器的数据，并对该部分进行危险位置及类型识别，以发动机部分11为例其余部分相同：

当主控制模块4监测到发动机部分11的发动机温度传感器111或发动机电流传感器112或发动机可燃气体传感器113中某种传感器的检测值大于或等于预警参考值且小于门限值且当前检测值梯度大于或等于梯度参考值，或者检测值大于门限值时。将该发动机温度传感器111或发动机电流传感器112或发动机可燃气体传感器113的检测值记录为“危险”。主控制模块4停止读取其他部分的传感器数据，持续监测发动机部分11的传感器检测数据进行危险位置及类型识别。由于出现“危险”信息，找到所有检测值记录为“危险”或“隐患”的传感器。危险位置及类型显示模块5显示位置信息，并显示检测值记录为“危险”或“隐患”报警传感器类型。声光报警模块6点亮红色信号灯，蜂鸣器持续报警。

当检测到某部分出现“隐患”信息时，停止继续读取其他传感器的数据，并对该部分进行危险位置及类型识别。

以发动机部分11为例除制动器16部分，其余部分相同：当主控制模块4监测到发动机部分11的发动机温度传感器111或发动机电流传感器112或发动机可燃气体传感器113的检测值在梯度预警曲线下方的C区域且梯度大于或等于该值下梯度预警曲线斜率，或者检测值在梯度预警曲线上方危险门限值下方的B区域且梯度小于该值下梯度预警曲线斜率时。将该发动机温度传感器111或发动机电流传感器112或发动机可燃气体传感器113的检测值记录为“隐患”。主控制模块4重新监测发动机部分11的传感器检测数据进行危险位置及类型识别。若发现只有发动机温度传感器111或发动机电流传感器112或发动机可燃气体传感器113中的一种传感器的检测值记录为“隐患”。危险位置及类型显示模块5和声光报警模块6不工作。主控制模块4读取下一部分车内用电设备12部分的传感器数据，并重复上述过程。若发现该部分出现两个及以上“隐患”信息时，主控制模块4停止读取其他部分的传感器数据，找到所有检测值记录为“隐患”的传感器。危险位置及类型显示模块5显示位置信息，并显示检测值记录为“隐患”报警传感器类型。声光报警模块6点亮黄色信号灯，蜂鸣器间断报警。

以制动器16部分为例：当主控制模块4监测到制动器16部分的右前侧温度传感器161、左前侧温度传感器16、右后侧温度传感器163或制动器左后温度传感器164的检测值小于预警参考值且当前检测值梯度大于或等于梯度参考值，或者检测值大于或等于预警参考值且小于门限值，且当前检测值梯度小于梯度参考值时。将该温度传感器161、温度传感器162、温度传感器163或温度传感器164的检测值记录为“隐患”。主控制模块4重新监测制动器16部分的传感器检测数据进行危险位置及类型识别。因该部分仅有一种传感器且有“隐患”信息，主控制模块4停止读取其他部分的传感器数据，找到所有检测值记录为“隐患”的传感器。危险位置及类型显示模块5显示位置信息，并显示检测值记录为“隐患”报警传感器类型。声光报警模块6点亮黄色信号灯，蜂鸣器间断报警。

当检测到某部分全为“正常”信息时，保持原来的数据读取循环。以发动机部分11为例其余部分相同：

当主控制模块4监测到发动机部分11的发动机温度传感器111或发动机电流传感器112或发动机可燃气体传感器113的检测值小于预警参考值，且当前检测值梯度小于梯度参考值时。危险位置及类型显示模块5和声光报警模块6不工作。主控制模块4读取下一部分车内用电设备12部分的传感器数据，并重复上述预警过程。