CN103569012B - 一种车辆涉水安全保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车辆涉水安全保护装置，属于汽车技术领域。它解决了现有的技术结构复杂和提示不够明确的问题。本车辆涉水安全保护装置，包括用于检测车辆涉水时水位信息的水位传感器、用于接收水位传感器输送的水位信息并根据该水位信息输出相应的控制信号的控制电路、用于根据控制电路输送的控制信号提醒车内人员目前水位信息的水位显示器、用于根据控制电路输送的控制信号控制车辆自动制动的制动机构和用于根据控制电路输送的控制信号控制发动机自动熄火的发动机ECU，水位传感器与控制电路的输入端连接，水位显示器、制动机构和发动机ECU分别与控制电路的输出端连接。本装置结构简单、成本低且安全性高。

Description

一种车辆涉水安全保护装置

技术领域

本发明属于汽车技术领域，涉及一种车辆涉水安全保护装置。

背景技术

在雨水多发季节，道路容易积水，汽车通过积水路段时，驾驶员难以准确估计道路积水深度和发动机进气口的相对位置，容易发生发动机进气管进水现象，从而导致发动机不同程度的损坏。例如2012年7月24日北京的一场大雨，车辆被淹不计其数，有些车主在雨天开车，不知前方道路深浅，驾驶室进水后才知道水太深了，有些车主还继续前行试探，熄火了才知道发动机进水了，这样的情况很多，也造成很多车辆的损失及人身的安全。

针对上述存在的问题，现有的中国专利文献公开了一种汽车发动机进水防护装置[申请号：CN201210080615.0]，所述装置由电源、处理器、水深显示器电路、电阻探头、绿色发光二极管、蜂鸣器、红色发光二极管、继电器A、继电器B、触发开关A、触发开关B、电路开关组成，所述电阻探头通过导线连接所述电源、处理器、绿色发光二极管、蜂鸣器构成水深检测和报警电路，所述处理器通过导线连接所述水深显示器电路构成水深显示系统，所述触发开关A通过导线与所述电源、红色发光二极管和继电器A相连构成发动机防护电路，所述触发开关B与汽车启动电路相连，所述继电器B与所述处理器相连。所述电阻探头固定在汽车底部，其高度略低于汽车排气管口的高度。虽然该装置可实时了解汽车涉水时水深的变化，还可避免汽车发动机因进水熄火后再次启动而严重损坏，但是该装置需要通过继电器A、继电器B、触发开关A和触发开关B来实现防止汽车发动机因进水熄火后再次启动的情况，其结构复杂，同时也增加了成本；另外该装置通过蜂鸣器进行提示，在蜂鸣器响的时候，驾驶员很可能不知道车辆到底发生了什么情况，提示不够明确。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种结构简单、成本低且安全性高的车辆涉水安全保护装置。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种车辆涉水安全保护装置，其特征在于，该装置包括用于检测车辆涉水时水位信息的水位传感器、用于接收水位传感器输送的水位信息并根据该水位信息输出相应的控制信号的控制电路、用于根据控制电路输送的控制信号提醒车内人员目前水位信息的水位显示器、用于根据控制电路输送的控制信号控制车辆自动制动的制动机构和用于根据控制电路输送的控制信号控制发动机自动熄火的发动机ECU，所述的水位传感器与控制电路的输入端连接，所述的水位显示器、制动机构和发动机ECU分别与控制电路的输出端连接。

在上述的车辆涉水安全保护装置中，所述的水位传感器设置在前保险杠上，其水位传感器垂直于地面设置，设置位置为低于发动机进气口20CM。

该车辆涉水安全保护装置，在车辆涉水时，若水位已淹过保险杆，安装在前保险杆上的水位传感器将采集到水位信息并输送给控制电路，控制电路输出控制信号控制水位显示器显示黄色，提示驾驶员车辆有一定的安全隐患；当水位继续升高，超过水位传感器的一半时，水位显示器显示红色；当水位继续上升，超过水位传感器时，控制电路将信号传给制动机构，提前完成制动，若车辆继续前行，控制电路将信号传给发动机ECU，自动熄火。整个装置所占用的空间小，由传感器进行检测精确度高，且通过发动机ECU控制车辆自动熄火，通过制动机构控制车辆提前停车，利用发动机和制动机构原有的控制系统，简化了结构。

在上述的车辆涉水安全保护装置中，所述的水位传感器是通过输出电阻值的大小来检测车辆涉水的深度。

在上述的车辆涉水安全保护装置中，该装置还包括用于在水位已淹过保险杠时进行提醒的语音提醒器，所述的语音提醒器与控制电路的输出端连接。本装置在水位已淹过保险杠时，安装在前端保险杠上的水位传感器将信号传给控制电路，控制电路输出控制信号给语音提醒器，提醒车内人员目前水位已经过半个轮胎，行驶车辆有一定的安全隐患，请小心驾驶。

在上述的车辆涉水安全保护装置中，所述的语音提醒器包括语音芯片和与所述语音芯片连接的喇叭，所述的语音芯片与控制电路连接。

在上述的车辆涉水安全保护装置中，所述的水位显示器包括黄色LED指示灯和红色LED指示灯，所述的黄色LED指示灯和红色LED指示灯分别与控制电路连接。

在上述的车辆涉水安全保护装置中，本装置还包括复位开关，所述的复位开关与控制电路连接，用于给控制电路输送开关信号进而发出允许启动信号给发动机ECU。在确认发动机未进水的情况下，通过复位开关给控制电路输送开关信号，控制电路根据接收的开关信号发出允许启动信号给发动机ECU和解除对车辆制动的信号给制动机构，使车辆恢复正常行驶状态。

在上述的车辆涉水安全保护装置中，本装置还包括用于为本装置供电的蓄电池。本装置通过蓄电池供电，可在车辆熄火后仍处于工作状态，避免车辆内无人时发动机进水而无法知晓的情况。

在上述的车辆涉水安全保护装置中，所述的控制电路包括依次连接的A/D转换电路、控制器和运放电路，所述的A/D转换电路连接水位传感器，所述运放电路连接制动机构、发动机ECU、语音提醒器和水位显示器。水位传感器实时检测模拟信号并发送给A/D转换电路进行模数转换后被控制器接受，控制器对转换后的检测信号进行计算和判断处理，输出控制信号，控制信号经运放电路发送给语音提醒器、水位显示器、制动机构和发动机ECU。

与现有技术相比，本车辆涉水安全保护装置具有以下优点：

1、本发明通过水位显示器可实时了解车辆涉水时水深的变化，还可以在汽车发动机涉水前提前完成制动和自动熄火，避免汽车发动机因进水而熄火造成严重的损失，同时也能防止发动机进水后进行启动，保证用户能通过正常途径获得保险公司赔偿，降低损失。

2、本发明通过发动机ECU对车辆进行自动熄火和制动机构进行提前停车，其应用了发动机和制动机构原有的控制系统，简化了结构，并且其使用方便，安全性高。

3、本发明在车辆涉水时还通过语音提醒器进行提示，使驾驶人明确了解车辆的行驶情况，提高了车辆行驶的安全性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中，1、水位传感器；2、控制电路；21、A/D转换电路；22、控制器；23、运放电路；3、水位显示器；4、制动机构；5、发动机ECU；6、语音提醒器；7、复位开关；8、蓄电池。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，本车辆涉水安全保护装置，包括用于检测车辆涉水时水位信息的水位传感器1、用于接收水位传感器1输送的水位信息并根据该水位信息输出相应的控制信号的控制电路2、用于根据控制电路2输送的控制信号提醒车内人员目前水位信息的水位显示器3、用于根据控制电路2输送的控制信号控制车辆自动制动的制动机构4和用于根据控制电路2输送的控制信号控制发动机自动熄火的发动机ECU5，水位传感器1与控制电路2的输入端连接，水位显示器3、制动机构4和发动机ECU5分别与控制电路2的输出端连接。

具体来说，水位传感器1设置在前保险杠上，其水位传感器1垂直于地面设置，设置位置为低于发动机进气口20CM。

水位传感器1可选择电阻式湿度传感器，在车辆涉水后且水深没及水位传感器1时，水位传感器1将采集到与该水位相应的电阻值，随着水位的升高，水位传感器1采集到的电阻值增大，因此可通过输出电阻值的大小来检测车辆涉水的高度。

本装置还包括用于在水位已淹过保险杠时进行提醒的语音提醒器6，语音提醒器6与控制电路2的输出端连接，其语音提醒器6包括语音芯片和与语音芯片连接的喇叭，语音芯片与控制电路2连接。本装置在水位已淹过保险杠时，安装在前端保险杠上的水位传感器1将信号传给控制电路2，控制电路2输出控制信号给语音提醒器6，提醒车内人员目前水位已经过半个轮胎，行驶车辆有一定的安全隐患，请小心驾驶。

水位显示器3包括黄色LED指示灯和红色LED指示灯，黄色LED指示灯和红色LED指示灯分别与控制电路2连接。其水位显示器3中的黄色LED指示灯和红色LED指示灯可分别设置若干个，水位显示器3可由若干个黄色LED指示灯和红色LED指示灯均匀排列在电路板上组成，提高提醒的强度；其若干个黄色LED指示灯汇总成一条总线与控制电路2的输出端连接，若干个红色LED指示灯汇总成一条总线与控制电路2的另一个输出端连接，控制电路2通过输出信号给不同的端口来控制水位显示器3显示颜色的不同。

为了在确认发动机未进水的情况下，能够正常启动车辆，本装置还包括复位开关7，复位开关7与控制电路2连接，用于给控制电路2输送开关信号进而发出允许启动信号给发动机ECU5。通过复位开关7给控制电路2输送开关信号，控制电路2根据接收的开关信号发出允许启动信号给发动机ECU5和解除对车辆制动的信号给制动机构，使车辆恢复正常工作状态。复位开关7设于汽车内并用装饰物遮挡，防止误操作，在不能启动发动机的情况下而导致发动机强行启动，造成发动机的损坏，造成经济损失。

本装置还包括用于为本装置供电的蓄电池8，还包括待机模块，待机模块用于在车辆未涉水即水未接触到水位传感器1时控制电路2进入待机状态，当水没到水位传感器1时控制电路2进入工作状态；另外本装置还可包括用于检测车辆开门信号的遥控钥匙，在驾驶员打开车门准备开车前控制电路2接收到该开门信号进而进入工作状态，若车辆处于非驾驶状态时水位传感器1曾检测到车辆涉水，则可在车主进入车内时通过水位显示器3进行显示，提醒车主发动机可能涉水，请注意，在车主通过检查确认发动机未进水时通过复位开关7使车辆恢复正常使用状态；若在车辆未使用状态，水位传感器1未检测到车辆涉水，则在一定时间后控制电路2进入待机状态，节约蓄电池8的电量。

控制电路2包括依次连接的A/D转换电路21、控制器22和运放电路23，A/D转换电路21连接水位传感器1，运放电路23连接制动机构4、发动机ECU5、语音提醒器6和水位显示器3。水位传感器1实时检测模拟信号并发送给A/D转换电路21进行模数转换后被控制器22接受，控制器22对转换后的检测信号进行计算和判断处理，输出控制信号，控制信号经运放电路23发送给语音提醒器6、水位显示器3、制动机构4和发动机ECU5。这里的控制器22为单片机，单片机可选用Atmegal128，控制器22也可以选用车载ECU。

该车辆涉水安全保护装置，可在控制电路2内预先设置设定值，其设定值可设定多个，可分别设定依次增大的设定值，分别为最低值、中间值和最高值，在车辆涉水时，若水位已淹过保险杆，安装在前保险杆上的水位传感器1将采集到水没过水位传感器1时相应的电阻值，控制电路2检测水位传感器1的输出电阻值，并在控制电路2内部将该电阻值转化为电压或者电流信号，将该电压或者电流与控制电路2内设定的设定值进行比较，如果大于最低值小于中间值，则由控制电路2发出语音提醒信号给语音提醒器6，由语音提醒器6提醒车内人员水位已经过半个轮胎，行驶车辆有一定的安全隐患，请小心驾驶，水位显示器3显示黄色；当水位继续升高，超过水位传感器1的一半并在控制电路2判断其电阻值大于中间值且小于最高值时，水位显示器3显示红色；当水位继续上升，超过水位传感器1并在控制电路2判断其电阻值大于最高值时，控制电路2将信号传给制动机构4，通过制动机构4提前完成制动。若在车辆进行制动后仍继续前行，这里本装置还包括用于检测车辆是否处于行驶状态的轮速传感器，控制电路2根据轮速传感器输送的信号判断车辆仍继续前行的，控制电路2将信号传给发动机ECU5，发动机ECU5控制车辆自动熄火，其具体可通过控制节气门关闭或者通过控制喷油器停止喷油来控制车辆自动熄火。整个装置所占用的空间小，由传感器进行检测精确度高，且通过发动机ECU5控制车辆自动熄火，通过制动机构4控制车辆提前停车，利用发动机和制动机构4原有的控制系统，简化了结构。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了水位传感器1、控制电路2、A/D转换电路21、控制器22、运放电路23、水位显示器3、制动机构4、发动机ECU5、语音提醒器6、复位开关7、蓄电池8等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (9)

1.一种车辆涉水安全保护装置，其特征在于，该装置包括用于检测车辆涉水时水位信息的水位传感器(1)、用于接收水位传感器(1)输送的水位信息并根据该水位信息输出相应的控制信号的控制电路(2)、用于根据控制电路(2)输送的控制信号提醒车内人员目前水位信息的水位显示器(3)、用于根据控制电路(2)输送的控制信号控制车辆自动制动的制动机构(4)和用于根据控制电路(2)输送的控制信号控制发动机自动熄火的发动机ECU(5)，所述的水位传感器(1)与控制电路(2)的输入端连接，所述的水位显示器(3)、制动机构(4)和发动机ECU(5)分别与控制电路(2)的输出端连接，本装置还包括用于检测车辆是否处于行驶状态的轮速传感器，所述控制电路(2)用于在水位超过水位传感器(1)时发送控制信号给制动机构(4)，通过制动机构(4)控制车辆制动，在车辆制动后，根据轮速传感器输送的信号判断车辆仍继续前行的，控制电路(2)输出控制信号给发动机ECU(5)，通过发动机ECU(5)控制车辆自动熄火。

2.根据权利要求1所述的车辆涉水安全保护装置，其特征在于，所述的水位传感器(1)设置在前保险杠上，其水位传感器(1)垂直于地面设置，设置位置为低于发动机进气口20CM。

3.根据权利要求1或2所述的车辆涉水安全保护装置，其特征在于，所述的水位传感器(1)是通过输出电阻值的大小来检测车辆涉水的深度。

4.根据权利要求1所述的车辆涉水安全保护装置，其特征在于，该装置还包括用于在水位已淹过保险杠时进行提醒的语音提醒器(6)，所述的语音提醒器(6)与控制电路(2)的输出端连接。

5.根据权利要求4所述的车辆涉水安全保护装置，其特征在于，所述的语音提醒器(6)包括语音芯片和与所述语音芯片连接的喇叭，所述的语音芯片与控制电路(2)连接。

6.根据权利要求1所述的车辆涉水安全保护装置，其特征在于，所述的水位显示器(3)包括黄色LED指示灯和红色LED指示灯，所述的黄色LED指示灯和红色LED指示灯分别与控制电路(2)连接。

7.根据权利要求1或4所述的车辆涉水安全保护装置，其特征在于，本装置还包括复位开关(7)，所述的复位开关(7)与控制电路(2)连接，用于给控制电路(2)输送开关信号进而发出允许启动信号给发动机ECU(5)。

8.根据权利要求1所述的车辆涉水安全保护装置，其特征在于，本装置还包括用于为本装置供电的蓄电池(8)。

9.根据权利要求1所述的车辆涉水安全保护装置，其特征在于，所述的控制电路(2)包括依次连接的A/D转换电路(21)、控制器(22)和运放电路(23)，所述的A/D转换电路(21)连接水位传感器(1)，所述运放电路(23)连接制动机构(4)、发动机ECU(5)、语音提醒器(6)和水位显示器(3)。