CN102749200A - 基于汽车电压的发动机状态监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于汽车电压的发动机状态监测方法，其步骤包括：控制模块通过外部模拟数字转化器每秒读取一次汽车的电源电压；按照时间的顺序，将读取的电源电压存入循环链表；采用记忆算法，计算并记录汽车发动机的点火电压和熄火电压；利用汽车发动机的点火电压、熄火电压和当前的电源电压，对当前汽车发动机的状态进行判断。本发明所述的基于汽车电压的发动机状态监测方法，不需要增加额外的***器件，精确了判断的准确性，同时也减少了设计和使用的成本；另外，其不需要汽车厂商或厂商车型的支持，从而满足了所述基于汽车电压的发动机状态监测方法的通用性。

Description

基于汽车电压的发动机状态监测方法
技术领域
本发明涉及了一种汽车发动机状态检测及车联网技术，尤其涉及了一种基于汽车电压的发动机状态监测方法。
背景技术
如今车联网技术飞速发展，因此带来了车载电子设备的井喷式发展，如车载通信模块，车载射频电子标签等，这类产品有一个共同点，他们都需要汽车电力***给他们供电，而且他们一般只是在汽车运行过程中有大量的数据处理及传输。而由于汽车发动机停止工作的时候，汽车电力都是通过汽车蓄电池来提供，如果车载电子设备一直处于正常工作状态，会对汽车蓄电池产生很大的消耗，导致下次汽车不能正常启动。现在的解决方案一般都是当检测到汽车发动机停止工作的时候，让车载电子设备进入低功耗的睡眠模式。
    现今检测发送机状态有两种方式：1、根据ISO15765和ISO15031标准的定义，可以通过控制器局域网络总线(下文简称CAN-BUS)协议读出汽车发动机转速，根据发动机转速来判断发动机是否启动。2、车载自动诊断***(下文简称OBD)接口的规定，规定引脚8为厂商预留，很多汽车厂商都会用这个引脚来判断发动机状态。当发送机没有启动的时候，该引脚悬空，当发动机启动了，该引脚输出一个14v的高电压。车载电子设备可以通过这个电平的变化来检测发动机的状态。
    上述两种方式对于车载电子设备来说有以下不足：
1.他们都需要额外的连接线。对于方式1，他需要连接CAN-BUS的两条数据总线，而对于方式2，则需要连接引脚8到车载电子设备上。额外的连接线不紧使得安装过程复杂，同时也增加车载电子设备的成本。车载电子设备需要很多***器件来统一连接线之间的电平。对于方式1，车载电子设备还必须通过增加***器件来满足CAN-BUS的数据协议。
2.他们都需要汽车厂商或厂商车型的支持。对于方式1，CAN-BUS在现今中国车市中只有中高端的品牌和车型才支持，对于大多数十多万的经济型轿车，都是不含CAN-BUS的。对于方式2，引脚电平来判断发动机状态也是根据不同汽车厂商自己定义的，一般日系车型有这个引脚，但是美国通用的部分车型就不包含此引脚。这样即使我们通过增加陈本和增加连接线，也不能满足车载电子设备的通用性。
发明内容
本发明主要是针对现有技术的不足，提供了一种精确性高、通用性强的基于汽车电压的发动机状态监测方法。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种基于汽车电压的发动机状态监测方法，其包括：控制模块通过外部模拟数字转化器每秒读取一次汽车的电源电压；按照时间的顺序，将读取的电源电压存入循环链表；采用记忆算法，计算并记录汽车发动机的点火电压和熄火电压；利用汽车发动机的点火电压、熄火电压和当前的电源电压，对当前汽车发动机的状态进行判断。
作为本发明的一优选实施例，所述控制模块采用了型号为NXP4851的8通道模拟多路复用器。
作为本发明的一优选实施例，汽车车载自动诊断***提供所述的电源电压。
作为本发明的一优选实施例，所述采用记忆算法，计算并记录汽车发动机的点火电压和熄火电压的具体步骤包括：
对循环链表中的电源电压进行电压上升标志位检测；
如果检测到电压上升标志位，则判断当前及剩余连续高电压点是否为电压上升；
如果为电压上升，则确定点火标志位、熄火电压为之前20秒电压的平均值、点火电压为当前时间点之前20秒电压的平均值，并确定检测不到电压上升标志位；
如果不为电压上升，则将剩余连续高电压点的次数设置为20，并确定检测不到电压上升标志位；
如果检测不到电压上升标志位，则判断当前及剩余连续高电压点是否为电压上升；
如果为电压上升，则确定检测到电压上升标志位，确定当前时间点为检测到电压上升的时间点。
作为本发明的一优选实施例，所述电压上升的判断条件为：如果任意时间的电压比其前面20秒时间所有电压都大0.8v，则为电压上升。
作为本发明的一优选实施例，所述利用汽车发动机的点火电压、熄火电压和当前的电源电压，对当前汽车发动机的状态进行判断的具体步骤包括：
把当前的电源电压与所述熄火电压做比较；
如果当前的电源电压小于所述熄火电压加上所述点火时的电压差的百分之二十五，且之后二十个电源电压都小于所述熄火电压加上所述点火时的电压差的百分之二十五，则判定当前时间为发动机熄火状态；
如果不满足熄火状态的条件，即判断为发动机处于点火状态。
从上述技术方案可以看出，本发明所述的基于汽车电压的发动机状态监测方法，不需要增加额外的***器件，精确了判断的准确性，同时也减少了设计和使用的成本；另外，其不需要汽车厂商或厂商车型的支持，从而满足了所述基于汽车电压的发动机状态监测方法的通用性。
附图说明
图1是本发明基于汽车电压的发动机状态监测方法一较佳实施例的结构示意图；
图2是所述采用记忆算法，计算并记录汽车发动机的点火电压和熄火电压的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参阅图1，图1是本发明基于汽车电压的发动机状态监测方法一较佳实施例的流程示意图；图2是所述采用记忆算法，计算并记录汽车发动机的点火电压和熄火电压的流程示意图。
一种基于汽车电压的发动机状态监测方法，其包括：控制模块通过外部模拟数字转化器每秒读取一次汽车的电源电压；按照时间的顺序，将读取的电源电压存入循环链表；采用记忆算法，计算并记录汽车发动机的点火电压和熄火电压；利用汽车发动机的点火电压、熄火电压和当前的电源电压，对当前汽车发动机的状态进行判断。
由于汽车电力***所需的电能由两个电源供给：发电机和蓄电池。发电机是由发动机转动而工作的。在汽车发动机启动以后，发动机转动通过发电机把机械能转化为电能，这些电能一部分给汽车电子设备供电，另外把多余的电能向蓄电池充电，使蓄电池始终保持完好的荷电状态。由于发电机需要给蓄电池充电，这样要求发电机提供的电压必须要比蓄电池电压高。所以在发动机没有启动时，存在一个蓄电池供电到发电机供电的一个切换，本发明就是研究这一切换特性来判断发动机的状态，这样可以增加判断时的精准度。
所述控制模块采用了型号为NXP4851的8通道模拟多路复用器。
汽车车载自动诊断***提供所述的电源电压。
所述采用记忆算法，计算并记录汽车发动机的点火电压和熄火电压的具体步骤包括：对循环链表中的电源电压进行电压上升标志位检测；如果检测到电压上升标志位，则判断当前及剩余连续高电压点是否为电压上升；如果为电压上升，则确定点火标志位、熄火电压为之前20秒电压的平均值、点火电压为当前时间点之前20秒电压的平均值，并确定检测不到电压上升标志位；如果不为电压上升，则将剩余连续高电压点的次数设置为20，并确定检测不到电压上升标志位；如果检测不到电压上升标志位，则判断当前及剩余连续高电压点是否为电压上升；如果为电压上升，则确定检测到电压上升标志位，确定当前时间点为检测到电压上升的时间点。
所述电压上升的判断条件为：如果任意时间的电压比其前面20秒时间所有电压都大0.8v，则为电压上升。
由于不同汽车发电机和蓄电池电压有差异和汽车行驶中发电机提供电流和实际使用电流变化，不能简单的用判断阈值的方法法来判断发动机状态，所以采用记忆算法，利用电压变化中最明显也最有规律的点火时候的电压跳变，来记录点火前的电压及点火以后的电压，用来确定下一次熄火的电压，以此使得所述基于汽车电压的发动机状态监测方法更加准确、通用性更强。
所述利用汽车发动机的点火电压、熄火电压和当前的电源电压，对当前汽车发动机的状态进行判断的具体步骤包括：把当前的电源电压与所述熄火电压做比较；如果当前的电源电压小于所述熄火电压加上所述点火时的电压差的百分之二十五，且之后二十个电源电压都小于所述熄火电压加上所述点火时的电压差的百分之二十五，则判定当前时间为发动机熄火状态；如果不满足熄火状态的条件，即判断为发动机处于点火状态。
本发明所述的基于汽车电压的发动机状态监测方法，仅需要连接电源线，不需要增加额外的***器件，精确了判断的准确性，同时也减少了设计和使用的成本；另外，其不需要汽车厂商或厂商车型的支持，从而满足了所述基于汽车电压的发动机状态监测方法的通用性。
以上所述，仅为本发明优选实施例的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于汽车电压的发动机状态监测方法，其特征在于，包括：控制模块通过外部模拟数字转化器每秒读取一次汽车的电源电压；按照时间的顺序，将读取的电源电压存入循环链表；采用记忆算法，计算并记录汽车发动机的点火电压和熄火电压；利用汽车发动机的点火电压、熄火电压和当前的电源电压，对当前汽车发动机的状态进行判断。
2.根据权利要求1所述的基于汽车电压的发动机状态监测方法，其特征在于，所述控制模块采用了型号为NXP4851的8通道模拟多路复用器。
3.根据权利要求1所述的基于汽车电压的发动机状态监测方法，其特征在于，汽车车载自动诊断***提供所述的电源电压。
4.根据权利要求1所述的基于汽车电压的发动机状态监测方法，其特征在于，所述采用记忆算法，计算并记录汽车发动机的点火电压和熄火电压的具体步骤包括：
对循环链表中的电源电压进行电压上升标志位检测；
如果检测到电压上升标志位，则判断当前及剩余连续高电压点是否为电压上升；
如果为电压上升，则确定点火标志位、熄火电压为之前20秒电压的平均值、点火电压为当前时间点之前20秒电压的平均值，并确定检测不到电压上升标志位；
如果不为电压上升，则将剩余连续高电压点的次数设置为20，并确定检测不到电压上升标志位；
如果检测不到电压上升标志位，则判断当前及剩余连续高电压点是否为电压上升；
如果为电压上升，则确定检测到电压上升标志位，确定当前时间点为检测到电压上升的时间点。
5.根据权利要求4所述的基于汽车电压的发动机状态监测方法，其特征在于，所述电压上升的判断条件为：如果任意时间的电压比其前面20秒时间所有电压都大0.8v，则为电压上升。
6.根据权利要求1所述的基于汽车电压的发动机状态监测方法，其特征在于，所述利用汽车发动机的点火电压、熄火电压和当前的电源电压，对当前汽车发动机的状态进行判断的具体步骤包括：
把当前的电源电压与所述熄火电压做比较；
如果当前的电源电压小于所述熄火电压加上所述点火时的电压差的百分之二十五，且之后二十个电源电压都小于所述熄火电压加上所述点火时的电压差的百分之二十五，则判定当前时间为发动机熄火状态；
如果不满足熄火状态的条件，即判断为发动机处于点火状态。
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