一种燃油车内置CO监测报警装置的制作方法

本发明涉及co监测报警，具体领域为一种燃油车内置co监测报警装置。

背景技术：

1、燃油车内燃机使用时会排出一氧化碳，当一氧化碳浓度较高时会危及人的生命安全，即使未达到危及生命安全的浓度，也有可能因吸入一氧化碳而导致健康受损。一些国家已通过法规强制性要求内燃内配备一氧化碳报警控制装置，传统一氧化碳报警装置往往采取内置电池或者外接电源的供电方式，存在功耗高的问题，为此提出一种燃油车内置co监测报警装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种燃油车内置co监测报警装置，通过新的供电方式解决一氧化碳报警装置存在的供电问题、熄火问题及误报警问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种燃油车内置co监测报警装置，包括车内的磁电机，磁电机与安全保护模块电连接，装置还包括：

3、能量补集和储能模块，用于完成磁电机初级线圈电压的半波整流，能量补集和储存模块将磁电机输出的脉动交流电转化为不稳压直流电；

4、负半周斩波式熄火模块，用于对磁电机波形的负半周斩波，使得磁电机无法输出高压电，发动机熄火；

5、稳压模块，其与所述能量补集和储能模块电连接，将能量捕集和储能模块输出的不稳压直流电变换为稳压直流电提供给装置整体使用；

6、co传感器模块，通过模块中的co传感器配合，测量空气中co含量，将其转化为模拟电压输出至mcu,mcu经转换获得数字形式的co浓度；

7、mcu，mcu为装置整体中的微控制器，mcu与状态指示及报警模块、停机信号输入模块、温度测量模块、脉冲同步模块和电源电压测量模块电连接，mcu通过脉冲同步模块获取磁电机脉冲状态，判断当前发动机是否启动，若发动机启动，则开始对co传感器模块的数据进行处理分析，co浓度接近危险浓度状态下，控制状态指示及报警模块启动提醒用户，若co浓度已达到危险浓度，则进入同步熄火程序。

8、优选的，同步熄火程序中，mcu向负半周斩波式熄火模块发出指令，在磁电机脉冲的负半周对磁电机进行短接，阻止汽油机点火，发动机熄火，同时在磁电机脉冲的正半周时，不短接磁电机，以使装置整体的能量捕获可以顺利进行，维持整个系统的供电。

9、优选的，所述状态指示及报警模块，通过电阻r1给led1限流，co浓度异常状态下，mcu输出高电平时，led1点亮，同时三极管q1的集电极与发射极导通，接通蜂鸣器bz1与led2。

10、优选的，所述状态指示及报警模块中设置有蜂鸣器bz1的反压续流电路d4，以防止蜂鸣器bz1关断时反电动势击穿三极管q1。

11、优选的，所述停机信号输入模块用于将外部停机信号ols传递至mcu，当外部停机信号ols与地gnd短接时，二极管d5导通，通过电阻r19，接入mcu将ext off do信号拉低，使mcu感测到外部停机信号，通过断路器c15与前部电阻网络配合，起到rc滤波作用，防止外部停机线受干扰非预期停机，在ext off do信号上并联齐纳二极管zd2，保护mcu免受超压损坏。

12、优选的，所述温度测量模块通过固定的电阻r25与负温度系数温度元件ntc2串联，电阻r25与负温度系数温度元件ntc2相连的点上产生低电压，低电压经过电阻r26与断路器c16构成的lc滤波网络滤波，经过运放u2d缓冲，输出再经过另一个lc滤波器，最终产生温度电压temp ao信号输入mcu进行ad转换获得数字形式的环境温度。

13、优选的，所述脉冲同步模块用于测量磁电机熄火线电压mg+，被测电压mg+经过电阻网络r32、r34分压，再结合电容c26进行rc滤波，将分压滤波完毕的电压经过运放u5b进行缓冲，运放缓冲后信号经过r33与c27构成的lc滤波器，最终输出sync ao信号输入mcu进行ad转换获得数字形式的实时的磁电机脉冲电压,在u5b输入正端与地之间并接齐纳二极管zd3，用以防止u5b运放输入电压过高损坏。

14、优选的，所述电源电压测量模块用于测量能量捕集和储能模块的储能电容c5电压dc+_unreg，被测电压dc+_unreg经过电阻网络r28、r30分压，再结合电容c19进行rc滤波，将分压滤波完毕的电压经过运放u5a进行缓冲，经过r29与c21构成的lc滤波器，最终输出pvmao信号输入mcu进行ad转换获得数字形式的能量捕集和储能模块的储能电容剩余电压与能量。

15、优选的，所述co传感器模块，通过模块中的co传感器配合，测量空气中co含量，将其转化为模拟电压输出cos ao ori，cos ao ori信号经过运放u2c放大及缓冲，经过r16与c14构成的lc滤波器，最终输出cos_ao信号输入mcu进行ad转换获得数字形式的co浓度。

16、优选的，稳压模块，通过开关式dc-dc电路，将能量捕集和储能模块送来的不稳压直流电dc+_unreg变换为电路需要的稳压直流电提供装置整体运作使用，其中，开关式dc-dc使用外部电压电阻反馈网络，配合开关式dc-dc控制器内部基准，以使输出的电压具有良好稳定性，稳压模块中另外一组电源电路，通过线性稳压器，将工作电压变换为低噪声参考电压，供采样模拟电路参考使用。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、(1)本co监测报警装置是对内燃机运行过程中可能出现的co浓度过高进行报警和关闭发动机的装置，可以有效预防由内燃机运行过程中co浓度过高导致的co气体中毒。

19、(2)本co监测报警装置利用发动机的熄火线给co报警装置供电，无需外部电源支持，解决了现有一氧化碳报警装置功耗高的问题。

20、(3)本co监测报警装置利用熄火线供电，同时还能在检测到co浓度高于阈值时关闭发动机，解决了现存多数co报警装置功能单一，危险性高的问题。

21、熄火线是只有在发动机点火时电压会通电的一根线路，当发动机熄火后，该线路断开，因此利用熄火线供电可以保证发动机熄火时，co监测报警装置不会消耗发动机电池的电力，从而避免了电力不足的情况。在发动机熄火后，有时会因为碳积或其它原因，点火线圈未能完全断开电力，会在熄火的瞬间产生一次火花，这可能引起发动机的燃油系统的爆炸，而利用熄火线供电可以解决该问题，因为熄火线在发动机熄火后，断开电路保证电机不开启，因此不会有电流流过，也就不会产生火花。利用熄火线供电可以使co监测报警装置具有低功耗，同时还能解决熄火时产生的火花的问题，从而保证了co监测报警装置工作的稳定性和使用者的安全性。

技术特征：

1.一种燃油车内置co监测报警装置，包括车内的磁电机，磁电机与安全保护模块电连接，其特征在于：装置还包括：

2.根据权利要求1所述的一种燃油车内置co监测报警装置，其特征在于：同步熄火程序中，mcu向负半周斩波式熄火模块发出指令，在磁电机脉冲的负半周对磁电机进行短接，阻止汽油机点火，发动机熄火，同时在磁电机脉冲的正半周时，不短接磁电机，以使装置整体的能量捕获可以顺利进行，维持整个系统的供电。

3.根据权利要求2所述的一种燃油车内置co监测报警装置，其特征在于：所述状态指示及报警模块，通过电阻r1给led1限流，co浓度异常状态下，mcu输出高电平时，led1点亮，同时三极管q1的集电极与发射极导通，接通蜂鸣器bz1与led2。

4.根据权利要求3所述的一种燃油车内置co监测报警装置，其特征在于：所述状态指示及报警模块中设置有蜂鸣器bz1的反压续流电路d4，以防止蜂鸣器bz1关断时反电动势击穿三极管q1。

5.根据权利要求4所述的一种燃油车内置co监测报警装置，其特征在于：所述停机信号输入模块用于将外部停机信号ols传递至mcu，当外部停机信号ols与地gnd短接时，二极管d5导通，通过电阻r19，接入mcu将ext off do信号拉低，使mcu感测到外部停机信号，通过断路器c15与前部电阻网络配合，起到rc滤波作用，防止外部停机线受干扰非预期停机，在extoff do信号上并联齐纳二极管zd2，保护mcu免受超压损坏。

6.根据权利要求5所述的一种燃油车内置co监测报警装置，其特征在于：所述温度测量模块通过固定的电阻r25与负温度系数温度元件ntc2串联，电阻r25与负温度系数温度元件ntc2相连的点上产生低电压，低电压经过电阻r26与断路器c16构成的lc滤波网络滤波，经过运放u2d缓冲，输出再经过另一个lc滤波器，最终产生温度电压temp ao信号输入mcu进行ad转换获得数字形式的环境温度。

7.根据权利要求6所述的一种燃油车内置co监测报警装置，其特征在于：所述脉冲同步模块用于测量磁电机熄火线电压mg+，被测电压mg+经过电阻网络r32、r34分压，再结合电容c26进行rc滤波，将分压滤波完毕的电压经过运放u5b进行缓冲，运放缓冲后信号经过r33与c27构成的lc滤波器，最终输出sync ao信号输入mcu进行ad转换获得数字形式的实时的磁电机脉冲电压,在u5b输入正端与地之间并接齐纳二极管zd3，用以防止u5b运放输入电压过高损坏。

8.根据权利要求7所述的一种燃油车内置co监测报警装置，其特征在于：所述电源电压测量模块用于测量能量捕集和储能模块的储能电容c5电压dc+_unreg，被测电压dc+_unreg经过电阻网络r28、r30分压，再结合电容c19进行rc滤波，将分压滤波完毕的电压经过运放u5a进行缓冲，经过r29与c21构成的lc滤波器，最终输出pvm ao信号输入mcu进行ad转换获得数字形式的能量捕集和储能模块的储能电容剩余电压与能量。

9.根据权利要求1所述的一种燃油车内置co监测报警装置，其特征在于：所述co传感器模块，通过模块中的co传感器配合，测量空气中co含量，将其转化为模拟电压输出cos aoori，cos ao ori信号经过运放u2c放大及缓冲，经过r16与c14构成的lc滤波器，最终输出cos_ao信号输入mcu进行ad转换获得数字形式的co浓度。

10.根据权利要求1所述的一种燃油车内置co监测报警装置，其特征在于：稳压模块，通过开关式dc-dc电路，将能量捕集和储能模块送来的不稳压直流电dc+_unreg变换为电路需要的稳压直流电提供装置整体运作使用，其中，开关式dc-dc使用外部电压电阻反馈网络，配合开关式dc-dc控制器内部基准，以使输出的电压具有良好稳定性，稳压模块中另外一组电源电路，通过线性稳压器，将工作电压变换为低噪声参考电压，供采样模拟电路参考使用。

技术总结
本发明公开了一种燃油车内置CO监测报警装置，包括：能量补集和储能模块、负半周斩波式熄火模块、稳压模块、CO传感器模块等，MCU为装置整体中的微控制器，MCU与状态指示及报警模块、停机信号输入模块、温度测量模块、脉冲同步模块和电源电压测量模块电连接，MCU通过脉冲同步模块获取磁电机脉冲状态，判断当前发动机是否启动，若发动机启动，则开始对CO传感器模块的数据进行处理分析，CO浓度接近危险浓度状态下，控制状态指示及报警模块启动提醒用户，若CO浓度已达到危险浓度，则进入同步熄火程序。本CO监测报警装置利用发动机的熄火线给CO报警装置供电，无需外部电源支持，解决了现有一氧化碳报警装置功耗高的问题。

技术研发人员：郑竣铭,刘玥彤,陈叙谚,江雨桐,冼颍妍,张子良,何政翰,周圣杰,孙梓皓
受保护的技术使用者：郑竣铭
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15