一种通过雨刮档位关闭发动机怠速启停功能的系统及方法
阅读说明：本技术 一种通过雨刮档位关闭发动机怠速启停功能的系统及方法 (System and method for shutting down idling start-stop function of engine through windscreen wiper gear ) 是由 黄茜 陈元浪 陈满秀 翟毅 于 2021-02-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种通过雨刮档位关闭发动机怠速启停功能的系统,它包括电源Ⅰ、电源Ⅱ、雨刮高速档控制单元和怠速启停控制单元,所述雨刮高速档控制单元一端接电源Ⅰ的正极,另一端接地。本发明不需要驾驶员寻找关闭怠速启停功能的按键或方法,只需要在雨量大到驾驶员根据习惯将雨刮调到高速档位,或汽车本身的雨量传感器根据雨量自动将雨刮调到高速档位,即可自动触发一次怠速启停电路实现关闭,直到车辆正常熄火。正常情况下不会禁止怠速启停功能,符合驾驶员的行车习惯,简单有效,既达到保障驾驶员减少经济损失的目的,又符合当前绿色环保、节能减排的国家政策倡导。(The invention discloses a system for shutting down an engine idling start-stop function through a wiper gear, which comprises a power supply I, a power supply II, a wiper high-speed gear control unit and an idling start-stop control unit, wherein one end of the wiper high-speed gear control unit is connected with the positive electrode of the power supply I, and the other end of the wiper high-speed gear control unit is grounded. According to the invention, a driver does not need to search a key or a method for turning off the idling start-stop function, and only when the rainfall is so great that the driver turns the windscreen wiper to a high-speed gear according to habits, or the windscreen wiper is automatically turned to the high-speed gear by the rainfall sensor of the automobile, the idling start-stop circuit can be automatically triggered once to be turned off until the automobile is normally flamed out. The idling start-stop function can not be forbidden under the normal condition, the driving habit of a driver is met, the method is simple and effective, the aim of ensuring the driver to reduce economic loss is achieved, and the national policy advocates of current environmental protection, energy conservation and emission reduction are met.)
技术领域
本发明属于发动机怠速启停领域，具体涉及种通过雨刮档位关闭发动机怠速启停功能的系统及方法。
背景技术
随着汽车节能技术的发展，汽车发动机怠速启停系统得到广泛运用。发动机怠速启停系统，通过在怠速情况下，智能启停发动机，能够有效降低油耗、减少废气的排放、避免发动机积碳问题。根据BELLFAR汽车实验室提供的数据显示：1、标准排量1.6L小汽zhi车dao怠速（发动机空转）时平均版油耗为42ml/min(毫升/分钟)，1L汽油平均怠速空转23.8分钟，权怠速三分钟能让汽车行驶1公里。2、汽车在怠速时油料不能完全燃烧，是造成发动机积碳的主要原因，发动机积碳会增加汽车能耗且会降低发动机的动力输出，汽车怠速时所排放尾气中所含毒害物质是该车时速80公里/小时排放尾气的73倍。3、冷启动又称之为“钥匙启动”，工作时，启动电机满负荷运转，汽车高浓度喷油，耗油量巨大，平均48毫升/次，比怠速一分钟还要多。4、热启动就是系统微电脑信号精确启动，通过电脑指令进行差额能量补偿，控制启动电机超低负荷启动，超低油量精确点燃发动机停机时残留在缸壁的油料，实现低油量点火并达到残留油料的完全燃烧。热启动点火的平均油耗为2.1毫升/次，不到冷启动油耗的1/20。因此汽车发动机怠速启停技术是符合当前绿色环保、节能减排的国家政策。它的工作原理是：当汽车遇到堵车、红绿灯或者紧急制动时，该智能启停系统通过传感器，采集车辆运行状态信号，来判断车辆是否具备智能启停条件。同时，采集驾驶员操作信号，判断是否执行智能启停，实现智能监测及操控功能。当驾驶员踩刹车、车辆驻车怠速时，发动机自动熄火；当驾驶员踩下油门踏板或松开刹车时，发动机智能启动。
当然，该系统功能是随着车辆的点火系统工作而自动开启的，驾驶人员也可以手动解除该怠速启停功能。
然而，在实际使用过程中，这种方式存在的主要问题如下：
南方的大暴雨容易在低洼的地段积水，而大部分驾驶员并不是汽车专业人士，很少会手动关闭怠速启停系统。而发动机怠速启停系统功能是车辆点火后自动开启，因驾驶员在关键时刻忘记关闭该怠速启停功能，可能会导致发动机在涉水状态下二次启动造成的损坏。
当出现强降雨时，车辆通过积水较深路段，如果怠速启停系统未关闭，一旦车辆在涉水途中被堵怠速停下来，怠速启停系统就会自动熄火，然后自动启动发动机，容易造成对发动机的二次伤害。致使发动机连杆变形，活塞、缸体受损，严重的会导致发动机报废。即使驾驶员购买了车损险，因车辆涉水后的二次启动，造成发动机的损坏，保险公司将不予赔付，同时发动机的维修、更换都将会造成车辆的严重贬值，给驾驶员造成巨大经济损失。很多驾驶员因此一上车启动车辆之后就先关了怠速启停功能，甚至有专业人士专门设计了免破线禁止发动机怠速启停功能随车辆点火后自动开启的插件，把这一符合当前绿色环保、节能减排国家政策的高科技技术就直接禁用了。
我们查到关于自动关闭怠速启停功能的相关专利如下：申请号：201610712541.6，发明名称：一种用于发动机怠速启停系统的控制装置，该发明包括雨量传感器、湿度传感器分别连接到怠速启停控制单元，当雨量传感器采集到当前雨量过大或者湿度传感器采集车内湿度过高时，怠速启停控制单元将控制信号传递给车辆ECU，车辆ECU输出怠速启停关闭信号至怠速启停系统，怠速启停系统关闭自动启停功能。由于采用上述的结构，该发明避免发动机在涉水熄火及怠速起停系统开启状态下让发动机二次点火给发动机带来的危害。同时避免在因怠速启停系统而关闭空调，造成车内雾气较大。该专利申请仅提供了系统框图，实施电路并未公开；并且雨量传感器的单价为150元以上，并且还要针对现有汽车的ECU进行程序修改，改装不易难以施行。
发明内容
本发明的目的是解决上述技术问题，提供一种成本较低、改装方便的通过雨刮档位关闭发动机怠速启停功能的系统及方法。
为实现上述的目的，本发明的技术方案为：
一种通过雨刮档位关闭发动机怠速启停功能的系统，包括电源Ⅰ、电源Ⅱ、雨刮高速档控制单元和怠速启停控制单元，所述雨刮高速档控制单元一端接电源Ⅰ的正极，另一端接地；所述怠速启停控制单元包括串联的怠速启停电路和手动控制怠速启停电路通断的启停按钮K3，所述启停按钮K3的一端接电源Ⅱ的正极，所述怠速启停电路的一端接地，所述雨刮高速档控制单元前串联一个发光二极管VL，所述雨刮高速档控制单元和怠速启停控制单元之间还设有用于吸收发光二极管VL的光能信号进而触发怠速启停电路关闭的监测控制单元，所述监测控制单元包括：
为监测控制单元的电器元件提供电能的电源Ⅲ；
用于吸收发光二极管VL的光能信号、并将吸收的光能转化为电能，再将电流放大的光敏三极管VT；
将光敏三极管VT的电流放大导通的三极管V1，所述光敏三极管VT的发射极接三极管V1的基极，所述光敏三极管VT和三极管V1的集电极相接后接到电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端接电源Ⅲ的正极，所述三极管V1的发射极接电源Ⅲ的负极；
用于隔直流、通交流的电容C1；所述光敏三极管VT和三极管V1的集电极相接后接电容C1的正极，电容C1的负极接电源Ⅲ的负极；
用于监测电流信号，进而判断是否输出电平的555芯片，所述555芯片的1脚接地，2脚和6脚接电容C1的正极，4脚和8脚接电源Ⅲ的正极；
用于关闭怠速启停电路的继电器KM1；所述继电器KM1的线圈一端接555芯片的3脚，继电器KM1的主触点K1-1并联在启停按钮K3两端，主触点K1-1的一端接电源Ⅱ的正极，另一端接怠速启停电路；
用于断开继电器KM1的线圈电路，防止怠速启停电路二次触发的继电器KM2；所述继电器KM2的主触点K2-1一端接继电器KM1的线圈另一端，主触点K2-1的另一端接电源Ⅲ的正极；继电器KM1的辅助触点K1-2和继电器KM2的辅助触点K2-2并联，并联后的一端接电源Ⅲ的正极，并联后的另一端接继电器KM2的线圈一端，继电器KM2的线圈另一端接电源Ⅲ的负极。
作为进一步的技术方案，以上所述监测控制单元还包括电容C2和二极管D1，所述电容C2的正极接555芯片的5脚，电容C2的负极接电源Ⅲ的负极；二极管D1的阳极接555芯片的3脚，二极管D1的阴极接电源Ⅲ的正极。
作为进一步的技术方案，以上所述主触点K1-1为常开触点，所述辅助触点K1-2为常开触点。
作为进一步的技术方案，以上所述主触点K2-1为常闭触点，所述辅助触点K2-2为常开触点。
一种如上所述的通过雨刮档位关闭发动机怠速启停功能的方法，包括如下步骤：
S1、发动车子，发动机怠速启停功能自动打开；
S2、根据雨量驾驶员或者系统判断是否打开雨刮高速档控制单元；若否，则继续保持发动机怠速启停功能工作；若是，则进入S3步骤；
S3、获取雨刮高速档控制单元的导通信号，利用导通信号启动监测控制单元；
S4、检测导通后监测控制单元内的瞬时电位差，输出电平信号；
S5、基于电平信号，控制继电器KM1触发怠速启停电路，使其关闭；
S6、断开继电器KM1的线圈电路。
作为进一步的技术方案，以上所述雨刮高速档控制单元的导通信号，为发光二极管VL的光能信号。
作为进一步的技术方案，以上所述启动监测控制单元，是通过吸收发光二极管VL的光能信号，导通光敏三极管VT，光敏三极管VT将电流放大后导通三极管V1。
作为进一步的技术方案，以上所述S4步骤，是555芯片通过检测到光敏三极管VT和三极管V1的集电极相接端从无到有的瞬时电流变化，使得555芯片的2脚和6脚的端口电位下降，产生电位差，从而555芯片的3脚输出电平信号。
作为进一步的技术方案，以上所述控制继电器KM1触发怠速启停电路，是基于输出的电平信号接通继电器KM1的线圈，使得接在怠速启停电路前的主触点K1-1闭合导通，触发怠速启停电路。
作为进一步的技术方案，以上所述断开继电器KM1的线圈电路，是接通继电器KM1的线圈后，利用辅助触点K1-2接通继电器KM2的线圈，接通后继电器KM2的主触点K2-1断开，辅助触点K2-2闭合，继而电流只通过辅助触点K2-2和继电器KM2的线圈，使得继电器KM1的线圈断电。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明成本较低、改装方便。
本发明中所用到的电容、二极管、三极管、继电器和555芯片等元件为本领域的常用电器元件，每个单价不到1元，综合成本较低。并且本发明只需在线路中加装电器元件，不需要对汽车的程序进行修改，改装方便，更具有可实施性。
2、本发明可降低使用者的经济损失。
在现实生活中，驾驶员在用车的过程中，遇到极端天气忘记对车辆断开怠速启停功能继而发生车辆发动机进水再启动造成巨大财产损失的事故，与保险公司的理赔纠纷频出。保险公司专门针对此种情况写出了拒赔的合同条款，说明此类事故的比例不小。本发明通过开启雨刮高速档位来关闭怠速启停功能，避免在暴雨、涉水等特殊情况下，由于怠速启停系统的工作，导致发动机在涉水熄火后的自动二次启动，造成发动机的损坏，同时还能获得保险公司的理赔，减少了使用者的经济损失。
3、本发明简单有效。
本发明不需要驾驶员寻找关闭怠速启停功能的按键或方法，只需要在雨量大到驾驶员根据习惯将雨刮调到高速档位，或汽车本身的雨量传感器根据雨量自动将雨刮调到高速档位，即可自动触发一次怠速启停电路实现关闭，直到车辆正常熄火。正常情况下时也不会禁止怠速启停功能，符合驾驶员的行车习惯，简单有效，既达到保障驾驶员减少经济损失的目的，又符合当前绿色环保、节能减排的国家政策倡导。
附图说明
图1为本发明一种通过雨刮档位关闭发动机怠速启停功能的系统的电路图。
附图标记：1-雨刮高速档控制单元，2-监测控制单元，3-怠速启停控制单元。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不局限于实施例表示的范围。
实施例1：
如图1所示，一种通过雨刮档位关闭发动机怠速启停功能的系统，包括电源Ⅰ、电源Ⅱ、雨刮高速档控制单元和怠速启停控制单元，所述雨刮高速档控制单元一端接电源Ⅰ的正极，另一端接地；所述怠速启停控制单元包括串联的怠速启停电路和手动控制怠速启停电路通断的启停按钮K3，此为正常汽车所设置的手动开启或关闭怠速启停电路的开关，所述启停按钮K3的一端接电源Ⅱ的正极，所述怠速启停电路的一端接地，所述雨刮高速档控制单元前串联一个发光二极管VL，所述雨刮高速档控制单元和怠速启停控制单元之间还设有用于吸收发光二极管VL的光能信号进而触发怠速启停电路关闭的监测控制单元，所述监测控制单元包括：
为监测控制单元的电器元件提供电能的电源Ⅲ；
用于吸收发光二极管VL的光能信号、并将吸收的光能转化为电能，再将电流放大的光敏三极管VT；
将光敏三极管VT的电流放大导通的三极管V1，所述光敏三极管VT的发射极接三极管V1的基极，所述光敏三极管VT和三极管V1的集电极相接后接到电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端接电源Ⅲ的正极，所述三极管V1的发射极接电源Ⅲ的负极；
用于隔直流、通交流的电容C1；所述光敏三极管VT和三极管V1的集电极相接后接电容C1的正极，电容C1的负极接电源Ⅲ的负极；
用于监测电流信号，进而判断是否输出电平的555芯片，所述555芯片的1脚接地，2脚和6脚接电容C1的正极，4脚和8脚接电源Ⅲ的正极；
用于关闭怠速启停电路的继电器KM1；所述继电器KM1的线圈一端接555芯片的3脚，继电器KM1的主触点K1-1并联在启停按钮K3两端，主触点K1-1的一端接电源Ⅱ的正极，另一端接怠速启停电路；
用于断开继电器KM1的线圈电路，防止怠速启停电路二次触发的继电器KM2；所述继电器KM2的主触点K2-1一端接继电器KM1的线圈另一端，主触点K2-1的另一端接电源Ⅲ的正极；继电器KM1的辅助触点K1-2和继电器KM2的辅助触点K2-2并联，并联后的一端接电源Ⅲ的正极，并联后的另一端接继电器KM2的线圈一端，继电器KM2的线圈另一端接电源Ⅲ的负极。主触点K1-1为常开触点，辅助触点K1-2为常开触点。主触点K2-1为常闭触点，辅助触点K2-2为常开触点。形成一个自锁电路。
监测控制单元还包括电容C2和二极管D1，所述电容C2的正极接555芯片的5脚，电容C2的负极接电源Ⅲ的负极；二极管D1的阳极接555芯片的3脚，二极管D1的阴极接电源Ⅲ的正极。电容C2的作用为隔直流和滤波。二极管D1的作用是稳压，当3脚输出电压高于电源电压时，继电器KM1不工作。
电源Ⅰ和电源Ⅱ均为12V电压。电源Ⅲ为5V电压。
实施例2：
一种如实施例1的通过雨刮档位关闭发动机怠速启停功能的方法，包括如下步骤：
S1、发动车子，发动机怠速启停功能自动打开；
S2、根据雨量驾驶员或者系统判断是否打开雨刮高速档控制单元；若否，则继续保持发动机怠速启停功能工作，此时监测控制单元的电路不导通；若是，则进入S3步骤；
S3、获取雨刮高速档控制单元的导通信号，利用导通信号启动监测控制单元；雨刮高速档控制单元的导通信号，为发光二极管VL的光能信号；启动监测控制单元，是通过吸收发光二极管VL的光能信号，导通光敏三极管VT，光敏三极管VT将电流放大后导通三极管V1；
S4、检测导通后监测控制单元内的瞬时电位差，输出电平信号；即555芯片通过检测到光敏三极管VT和三极管V1的集电极相接端从无到有的瞬时电流变化，使得555芯片的2脚和6脚的端口电位下降，产生电位差，从而555芯片的3脚输出电平信号。
S5、基于电平信号，控制继电器KM1触发怠速启停电路，使其关闭；控制继电器KM1触发怠速启停电路，是基于S4步骤输出的电平信号接通继电器KM1的线圈，使得接在怠速启停电路前的主触点K1-1闭合导通，触发怠速启停电路，使其关闭，避免了目前市场上怠速起停系统使发动机在涉水状态下二次点火带来发动机损坏的弊端；
S6、断开继电器KM1的线圈电路，是接通继电器KM1的线圈后，利用辅助触点K1-2接通继电器KM2的线圈，接通后继电器KM2的主触点K2-1断开（即断开了继电器KM1的线圈电路），辅助触点K2-2闭合，继而电流只通过辅助触点K2-2和继电器KM2的线圈，使得继电器KM1的线圈断电，主触点K1-1断开，不再二次触发怠速启停电路，实现锁定。当整车熄火后，继电器KM2掉电复位。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“ 中心”、“ 纵向”、“ 横向”、“ 前”、“后”、 “ 左”、“ 右”、“首”、“尾”、“ 竖直”、“ 水平”、“ 顶”、“ 底”“ 内”、“ 外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或 暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接；可以是拆卸连接；也可以是点连接；可以是直接连接；可以是通过中间媒介间接连接，可以使两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本发明中未详尽说明的设备连接方式，均按本领域的常规连接方式理解。
上述实施例，仅为对本发明的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本发明并非限定于此。凡在本发明公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。
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