CN110501584A - 一种用于监测挂车供电完整性的监测电路和监测设备 - Google Patents

Abstract

一种用于监测挂车供电完整性的监测电路和监测设备，涉及车辆监测领域，包括用来监测牵引设备输入电压或输入电流或同时监测输入电压、输入电流的感知单元；连接感知单元并决定输入电压与输入电流是否正常工作的监测单元；连接监测单元并根据监测单元监测的状况进行预警的状态指示单元；从牵引设备提取电源或从其他外部电源处提取电源为监测单元、状态指示单元供电的供电单元。与现有技术相比，本申请可以更好的对挂车的用电***尤其是照明***进行实时监控。本申请可以在无论哪种状况导致的挂车供电不足时，及时的通知驾驶员，并能精确的反馈到哪一个用电设备。

Description

一种用于监测挂车供电完整性的监测电路和监测设备

技术领域

本发明涉及车辆监测领域，尤其涉及挂车的用电***监测。

背景技术

挂车为无动力车辆，需要在卡车、拖拉机或其他车辆后面被牵引。挂车本身包括驻车灯、转向灯、刹车灯、外部照明、内部照明以及其他电子电气设备，这些设备需要挂 车和牵引车之间具有一条或多条电子线缆进行信号和电源的传输，然后通过牵引车来有效的对挂车内的设备进行控制。

由于牵引车和挂车的独立性，电子线缆和电子连接头暴露在外，且挂车为商用车辆，需要进行长途行驶，可能短时间内就要经历剧烈的环境变化，因此电子线缆和电子连接头的腐蚀、老化是一直以来困扰着挂车行业的重要问题。腐蚀、老化的原因通常由盐、 除冰剂等这些使用在道路上的化学品，或者大气中、道路上的水和湿气，或者恶劣的行驶 环境，或者强烈的紫外线等引起。这些因素会让电子线缆和电子连接头的保护层失效，进 而让线缆中的、或者电子连接头中的金属产生化学反应导致腐蚀或者生锈。金属锈或者腐 蚀会在导体上生成一层障碍或者将腐蚀走导体表面的一部分，从而造成接触不良和传导不良。这些腐蚀和生锈会导致通向挂车的电源不稳定或者不足，最坏的情况会导致挂车完全失去电源；同时也可能导致通向挂车的信号失真或完全丢失。当出现这种状况时，牵引车驾驶员不能及时的发现挂车上电子***的变化，因为他们不能够直接在驾驶舱内直接看到外部的多个电子连接***。现有的监测***，只能在停车的情况下使用，而不能在行驶过程中做出提醒。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种用于监测挂车供电完整性的监测电路和监测装置，本申请通过测量供电线缆内每个导线的电流、电压，对比阈值后可得出相对应的用电设备是否正常。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种用于监测挂车供电完整性的监测电路，包括：用来监测牵引设备输入电压或输入电流或同时监测输入电压、输入电流的感知单元；连接感知单元并决定输入电压与输入电流是否正常工作的监测单元；连接监测单元并根据监测单元监测的状况进行预警的状态指示单元；从牵引设备提取电源或从其他外部电源处提取电源为监测单元、状态指示单元供电的供电单元。

所述的感知单元包括至少一个传感器，所述的传感器对应一个或多个用电设备，所述的传感器将测量到的一个或多个输入电压或一个或多个输入电流或一个或多个输入电压与输入电流至所述的监测单元进行数据处理。

上述技术方案中，优选的，所述的传感器包括电压传感组，所述的电压传感组包括分压器A，分压器A能够提供适当电压来使监测单元正常工作。所述的传感器包括电流 传感组，所述的电流传感组包括非接触式电流传感组和接触式电流传感组。

上述技术方案中，优选的，所述接触式电流传感组包括接触式电流传感器和分压器B，接触式电流传感器包括传感电阻和差分放大器，电流传感器的输出经过分压器B后，分压器B能够提供适当电流来使监测单元正常工作。

上述技术方案中，优选的，所述的传感器包括电压传感组和接触式电流传感组，所述的电压传感组包括分压器A，分压器A能够提供适当电压来使监测单元正常工作；所 述接触式电流传感组包括接触式电流传感器和分压器B，接触式电流传感器包括传感电阻 和差分放大器，电流传感器的输出经过分压器B后，分压器B能够提供适当电流来使监测 单元正常工作。

上述技术方案中，优选的，所述的电压传感组位于感知单元输入端与所述接触式电流传感组之间或所述接触式电流传感组与所述感知单元输出端之间。

上述技术方案中，优选的，所述的传感器内还包括一个可自动复位的保险丝。

所述的监测单元为一个可编码的微型处理器，微型处理器记录挂车上每一个用电设备的电流、电压阈值，当用电设备的电流或电压值低于监测单元记录的阈值时，则状态指示单元预警。

上述技术方案中，优选的，所述微型处理器内记录的阈值具有静态模式和动态模式，静态模式时，阈值为为用户在启用前输入的数值，在启用后，此数值不变；动态模式 时，阈值为在启用后以用电设备打开时的电流电压为基准，运行一段时间后的平均值，或 低于平均值的数值。

上述技术方案中，优选的，所述微型处理器可以为每一个用电设备记录多个不同的电压、电流阈值，并根据不同的环境自动启用不同的阈值。

上述技术方案中，优选的，所述微型处理器可自动选择的环境状态包括而不限于：发动机启动时电流电压突变的状态，挂车上用电设备启用或关闭时电流电压突变的状态，行驶过程中牵引车电子***向挂车发送电信号造成电流电压波动的状态。

所述供电单元包括调节器，无论从牵引设备提取电源或从其他外部电源处提取电源都通过所述调节器，所述调节器将输入电压降压到调整电压后向监测单元供电。

上述技术方案中，优选的，从牵引设备提取电源时，调节器与牵引设备导线直接具有二极管，当有多于一个的牵引设备导线可向调节器供电时，在二极管作用下只有电压最高的那条会给调节器供电。

所述状态指示单元包括内置式指示***和外置式指示***，所述的内置式指示***可集成在牵引车驾驶***内，所述的外置式指示***包括若干个分别与用电设备相对应的警示灯，当监测单元监测到用电设备故障时，相对应的警示灯可亮起、闪烁或变色。

上述技术方案中，优选的，所述的外置式指示***可放置在牵引车驾驶室内或放置在挂车两侧由驾驶员通过后视镜查看。

上述技术方案中，优选的，还包括控制感知单元、监测单元和状态指示单元开启关闭的开关。

本监测电路可以集成在牵引设备的驾驶***内。

一种用于监测挂车供电完整性的监测装置，包括：用来监测牵引设备输入电压或输入电流或同时监测输入电压、输入电流的感知单元，连接感知单元并决定输入电压与输入电流是否正常工作的监测单元，连接监测单元并根据监测单元监测的状况进行预警的状态指示单元，从牵引设备提取电源或从其他外部电源处提取电源为监测单元、状态指示单元供电的供电单元；存放有感知单元、监测单元和供电单元的盒体；用于连接牵引车和挂车的多芯线供电线缆，感知单元和供电单元与多芯线供电线缆连接。

上述技术方案中，优选的，还包括连接状态指示单元的线缆。

上述技术方案中，优选的，还集成有供电线缆。

本申请是一种对牵引车和挂车之间供电线缆进行监测的电路方案和装置。牵引车上包含驻车灯、转向灯、刹车灯、外部照明和内部照明等，这些用电设备需要牵引车通过 供电线缆进行供电，供电线缆由若干根导线组成，供电时，这些设备都会具有相对稳定的 电流和电压，本申请则是对供电线缆内每个单独的导线进行监测，一旦发现电压或电流的 异常，即可告警。由于供电线缆具有标准，供电线缆内的导线都与挂车上用电设备对应， 因此可以非常方便的找出是哪个设备出现故障。

本申请的电路方案主要包括感知单元、监测单元、状态指示单元和供电单元。感知单元包括若干个传感器，每一个传感器与一根导线相连，或者与同一组用电设备的多跟导线相连，比如两个驻车灯具有两个导线，则可由一个传感器同事监测这两个导线，因为他们是同时工作，同时起作用。每个传感器的内部电路可以不同，使其可以获得测电压、 测电流或两者皆有的能力。传感器将测得的数据发送至监测单元，监测单元为可编码的微 型处理器，在微型处理器内可以预设各个用电设备正常工作的电流、电压阈值，一旦在使 用中，低于或高于阈值的范围，则表明用电设备的故障。微型处理器阈值的确定可以由人 工预先设定，或者由微型处理器在用电设备正常工作时自动评估获得。状态指示单元接收 监测单元反馈的结果，状态指示单元一般为警示灯，一旦接收到故障信息，警示灯可以告 警。警示灯可以放置在驾驶室内也可以放置在车辆侧缘，放置在车辆侧缘时，驾驶员可以 从反光镜中看到。更优的，如果牵引车有额外的接口和通讯协议，监测单元可以直接与牵 引车行驶***通讯，让故障信息直接反应在牵引车仪表盘上。供电单元包括调节器，无论 是从牵引车和挂车之间的供电线缆取电，还是由额外的蓄电池供电，通需要通过调节器后 向监测单元供电。

一种用于监测挂车供电完整性的监测装置，集成了监测电路，可以单独作为监测装置，也可以集成供电线缆作为供电、监测一体化装置。作为供电、监测一体化装置时， 放置在牵引装置和挂车之间。作为单独的监测装置时，可以集成在牵引装置内或者挂车内，或者独立设置，使用时需要和供电线缆连接。

本申请的监测电路还可以集成在牵引设备的驾驶***内，无需额外设备，可与供电电缆直接连接，反馈的信息直接反映在仪表盘上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本申请可以更好的对挂车的用电***尤其是照明***进行实时监控。本申请可以在无论哪种状况导致的挂车供电不足时，及时的通知驾驶员，并能精确的反馈到哪一个用电设备。不仅如此，本申请还是在车辆行驶时进行提示，解决了现有技术中只有停车时才能监测挂车用电设备状况的问题。

附图说明

图1为本法明监测电路示意图。

图2为本法明感知单元与监测单元运行示意图。

图3为本法明感知单元内传感器内部电路示意图。

图4为本法明供电单元内部取电电路示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图对本发明作进一步详细描述。

实施例1：如图1至图4所示，一种用于监测挂车供电完整性的监测电路，包括： 用来监测牵引设备输入电压或输入电流或同时监测输入电压、输入电流的感知单元；连接 感知单元并决定输入电压与输入电流是否正常工作的监测单元；连接监测单元并根据监测单元监测的状况进行预警的状态指示单元；从牵引设备提取电源或从其他外部电源处提取电源为监测单元、状态指示单元供电的供电单元。

挂车的电子***中有包含了若干个用电设备，比如驻车灯、转向灯、紧急驻车灯、外部照明灯、内部照明灯、abs、电尾门和其在挂车外的外部设备。常规上说，牵引设备 与挂车之间的电子连接通过导线束和供电电缆建立。里面的每一根导线都用自己的颜色进 行标记，并为不同的用电设备(例如灯具)进行供电。下列的列举了一些导线的颜色与颜色 对应的用电设备：红色—刹车灯/驻车灯，黑色一拍照灯，棕色一示廓灯，蓝色一辅助电 路(例如尾门)，绿色一左转向灯，黄色一右转向灯。

所述的感知单元包括至少一个传感器，所述的传感器对应一个或多个用电设备，既一个传感器连接一个导线，一个导线可以对应多个设备。所述的传感器将测量到的一个或多个输入电压或一个或多个输入电流或一个或多个输入电压与输入电流至所述的监测单元进行数据处理。感知单元中的每一个传感器的电路可以相同，也可以不同，这是可以根据相应的外部设备进行调整的。当他们不同时，他们将获得不同的功能。

一种情况：所述的传感器包括电压传感组，所述的电压传感组包括分压器A，传 感器使用了一个分压器A来感知用电设备的输入电压。当为用电设备提供电源的时候，牵 引设备会提供比如说8伏特至16伏特的电压，这有可能与监测单元的输入规格不符。通 过选择合适的分压器A能够适当减弱电压来使监测单元正常工作。此时传感器可以测量电 压。

另一种情况：所述的传感器包括电流传感组，所述的电流传感组包括非接触式电流传感组和接触式电流传感组。所述接触式电流传感组包括接触式电流传感器和分压器B，接触式电流传感器包括传感电阻和差分放大器，传感器可以使用一个差分放大器来测量在传感电阻两侧出现的降压。差分放大器的输出可以通过分压器B被适当减弱到一个合适的电流水平来使监测单元正常工作。此时传感器可以测量电流。

另一种情况：所述的传感器包括电压传感组和接触式电流传感组，所述的电压传感组包括分压器A，分压器A能够提供适当电压来使监测单元正常工作；所述接触式电流 传感组包括接触式电流传感器和分压器B，接触式电流传感器包括传感电阻和差分放大 器，电流传感器的输出经过分压器B后，分压器B能够提供适当电流来使监测单元正常工 作。所述的电压传感组位于感知单元输入端与所述接触式电流传感组之间或所述接触式电 流传感组与所述感知单元输出端之间。此时传感器可以测量电流和电压。

所述的传感器内还包括一个可自动复位的保险丝。保险丝可适时切断电流在出现电流过载的情况下对外部设备进行保护。这个保险丝可以为任何合适的与温度成正比的聚合材料，在出现电流过载的时候会到达高电阻，并在电流切段后恢复到导电的状态。

所述的监测单元为一个可编码的微型处理器，微型处理器记录挂车上每一个用电设备的电流、电压阈值，当用电设备的电流或电压值低于监测单元记录的阈值时，则状态指示单元预警。

所述微型处理器内记录的阈值具有静态模式和动态模式，静态模式时，阈值为为用户在启用前输入的数值，在启用后，此数值不变；动态模式时，阈值为在启用后以用电 设备打开时的电流电压为基准，运行一段时间后的平均值，或低于平均值的数值。所述微 型处理器可以为每一个用电设备记录多个不同的电压、电流阈值，并根据不同的环境自动 启用不同的阈值。所述微型处理器可自动选择的环境状态包括而不限于：发动机启动时电 流电压突变的状态，挂车上用电设备启用或关闭时电流电压突变的状态，行驶过程中牵引 车电子***向挂车发送电信号造成电流电压波动的状态。

行驶过程中牵引车电子***向挂车发送电信号造成电流电压波动的状态：牵引装置的电子***可能会与外部连接的设备进行沟通(例如ABS***)，例如通过向外部设备输送一个变化的信号，这个信号有可能会被误读为一系列的波动。这种通讯方式为电磁波式的。监测单元可以检测到这些信号的波动并忽略当前的电流读数直到这种波动不再出现为止。

挂车上用电设备启用或关闭时电流电压突变的状态：当用电设备(转向灯或者刹车灯)被打开的时候，这个额外工作的灯具会从电路中提取电流并出现电流下降的情况，这个情况可能会导致警示灯亮起(提示灯具损坏)。监测单元可以被编程为可以记录多个电流、电压阈值，并在不同的操作环境下进行更新阈值。在出现电流降低的时候，监测单元 会根据正在使用的用电设备来判断是否确实有外部设备失效的情况。监测单元通过监测输入的电压来会判断某一个用电设备正在运转，举例来说，如果感知到的电压低于某一阈值，监测单元可能会判定这个外部设备处于关闭的状态并忽略掉对其电流的监控。电压的阈值可以设置为一个合适的低于运行状态下的数值(比如最大输入电压的一半)。举例来说，当监测单元被一个5V的电源提供电源时，阈值设置为2.5V-3V。

发动机启动时电流电压突变的状态：监测单元会被设置为考虑进当出现电源不稳定时的计算，比如发动机启动。在这些情况出现时，忽略掉出现的低电流读数。举例来说，当发动机启动时，牵引装置电子***(比如牵引车蓄电池)可能会从12.8伏特掉到10.9 伏特。监测单元检测到相应的输入电压发生的变化，并会忽略当前的电流读数直到经过一 段时间后恢复到电压的阀值。

所述供电单元包括调节器，无论从牵引设备提取电源或从其他外部电源处提取电源都通过所述调节器，所述调节器将输入电压降压到调整电压后向监测单元供电。从牵引设备提取电源时，调节器与牵引设备导线之间具有二极管，当有多于一个的牵引设备导线可向调节器供电时，在二极管作用下只有电压最高的那条会给调节器供电。通常的，在向牵引设备提取电源时从蓝色导线(辅助设备导线)或棕色导线(示廓灯)提取电源。

所述状态指示单元包括内置式指示***和外置式指示***，所述的内置式指示***可集成在牵引车驾驶***内。如果检测电路集成在牵引装备的电子***或驾驶***内，可以使用内置式指示***，既将此***集成在牵引装备的仪表盘内。当然，如果检测电路单独工作，牵引装备具有相应的通讯接口的话，也可以使用内置式指示***，应用时需要额外的导线连接牵引装备和监测单元。

所述的外置式指示***包括若干个分别与用电设备相对应的警示灯，当监测单元监测到用电设备故障时，相对应的警示灯可亮起、闪烁或变色。监测单元可以被编写为能够发出不同的失误警示信号来辨别不同的状况。举例来说，第一种辨别的方法可以是慢速闪烁，这种闪烁为检测到有断断续续的信号断流出现。第二种辨别方法可以是快速闪烁或者警示灯常亮，这种闪烁可以为电子线缆，或者外部设备的完全断开。在某些情况中，外 置式指示***可以包含一个多种颜色的警示灯或者一个显示屏(比如抬头显示)来给操作 员(例如司机)视觉上和听觉上的提示。在接收到这个提示之后，汽车的操作员可以选择不 使用挂车，随后将这个挂车会送去检查或者维修。所述的外置式指示***可放置在牵引车 驾驶室内或放置在挂车两侧由驾驶员通过后视镜查看。

可以使用一个按钮或者开关来启动或者关闭监测电路。在这种情况中，牵引设备的驾驶员可以在旅途前或者旅途后选择启动这个装置来检查灯具的运行状态。

一种用于监测挂车供电完整性的监测装置，包括：用来监测牵引设备输入电压或输入电流或同时监测输入电压、输入电流的感知单元，连接感知单元并决定输入电压与输入电流是否正常工作的监测单元，连接监测单元并根据监测单元监测的状况进行预警的状态指示单元，从牵引设备提取电源或从其他外部电源处提取电源为监测单元、状态指示单元供电的供电单元；存放有感知单元、监测单元和供电单元的盒体；用于连接的插头和插座。还包括连接状态指示单元的线缆，状态指示单元通过线缆与盒体内的监测单元连接。还集成有供电线缆。监测装置主要分两种，一种为只包含监测电路的，和监测电路与供电线缆集成的。作为供电、监测一体化装置时，放置在牵引装置和挂车之间。作为单独的监 测装置时，可以集成在牵引装置内或者挂车内，或者独立设置，使用时需要和供电线缆连 接。

Claims (10)

1.一种用于监测挂车供电完整性的监测电路，其特征为，包括：

用来监测牵引设备输入电压或输入电流或同时监测输入电压、输入电流的感知单元；

连接感知单元并决定输入电压与输入电流是否正常工作的监测单元；

连接监测单元并根据监测单元监测的状况进行预警的状态指示单元；

从牵引设备提取电源或从其他外部电源处提取电源为监测单元、状态指示单元供电的供电单元。

2.根据权利要求1所述的一种用于监测挂车供电完整性的监测电路，其特征为，所述的感知单元包括至少一个传感器，所述的传感器对应一个或多个用电设备，所述的传感器将测量到的一个或多个输入电压或一个或多个输入电流或一个或多个输入电压与输入电流至所述的监测单元进行数据处理。

3.根据权利要求1所述的一种用于监测挂车供电完整性的监测电路，其特征为，所述的监测单元为一个可编码的微型处理器，微型处理器记录挂车上每一个用电设备的电流、电压阈值，当用电设备的电流或电压值低于监测单元记录的阈值时，则状态指示单元预警。

4.根据权利要求1所述的一种用于监测挂车供电完整性的监测电路，其特征为，所述供电单元包括调节器，无论从牵引设备提取电源或从其他外部电源处提取电源都通过所述调节器，所述调节器将输入电压降压到调整电压后向监测单元供电。

5.根据权利要求1所述的一种用于监测挂车供电完整性的监测电路，其特征为，所述状态指示单元包括内置式指示***和外置式指示***，所述的内置式指示***可集成在牵引车驾驶***内，所述的外置式指示***包括若干个分别与用电设备相对应的警示灯，当监测单元监测到用电设备故障时，相对应的警示灯可亮起、闪烁或变色。

6.根据权利要求1所述的一种用于监测挂车供电完整性的监测电路，其特征为，还包括控制感知单元、监测单元和状态指示单元开启关闭的开关。

7.根据权利要求1所述的一种用于监测挂车供电完整性的监测电路，其特征为，本监测电路可以集成在牵引设备的驾驶***内。

8.一种用于监测挂车供电完整性的监测装置，其特征为，包括：

用来监测牵引设备输入电压或输入电流或同时监测输入电压、输入电流的感知单元，

连接感知单元并决定输入电压与输入电流是否正常工作的监测单元，

连接监测单元并根据监测单元监测的状况进行预警的状态指示单元，

从牵引设备提取电源或从其他外部电源处提取电源为监测单元、状态指示单元供电的供电单元；

存放有感知单元、监测单元和供电单元的盒体；

用于连接的插头和插座。

9.根据权利要求8所述的一种用于监测挂车供电完整性的监测装置，其特征为，还包括连接状态指示单元的线缆，状态指示单元通过线缆与盒体内的监测单元连接。

10.根据权利要求8所述的一种用于监测挂车供电完整性的监测装置，其特征为，还集成有供电线缆。