一种适用于中重型卡车的可调温式车载称水机构

技术领域

本发明涉及汽车水箱技术领域，尤其涉及一种适用于中重型卡车的可调温式车载称水机构。

背景技术

目前，卡车已经在运输行业得到了广泛发展，卡车可以称装大量物资，并可以实现长途运输，给物资运输带来了便利。

卡车在长途行驶过程中，由于运货周期普遍较长，司机一般需要长时间生活在卡车上，大部分情况下吃住都要在车上进行，对生活用水的需求非常明显。

但是现有卡车的驾驶室空间有限，需满足司机的驾驶需求及休息需求，没有多余的空间安置生活用水的水箱，无法满足驾驶员的洗漱需求，在炎热的夏天该问题尤其突出。

在现有技术中，也有不少卡车配置了水箱，并通过加热丝进行加热，该加热过程需要卡车提供电能，在车辆行驶过程时可以实现提供电能的供应。但是如果在停车状态，会使卡车电平馈电而导致卡车无法启动。而且加热丝的配置也存在短路风险，而影响车辆的安全性。

而且目前水箱水温的控制过程，是基于对加热丝或加热元件的控制，无法动态灵敏的调节水箱温度，调节水温时，温差较大，容易造成水温过冷或过热影响使用。

发明内容

本发明提供一种能够避免使用加热丝对水箱内部的水进行加热的机构，进而避免了卡车电平因馈电而导致卡车无法启动的问题。

具体的，适用于中重型卡车的可调温式车载称水机构包括：车架纵梁；

车架纵梁上安装有混水阀、冷水箱和热水箱；

热水箱内部设有加热螺旋水管；

加热螺旋水管的进口通过冷却水进水管连接至发动机冷却管的输出端；加热螺旋水管的出口通过冷却水出水管连接至冷水箱的输入端，流回发动机；

冷却水进水管上设有驱动泵和电磁阀；

冷水箱的出口水通过冷水箱出水管连接混水阀的冷水输入端；

热水箱的出口水通过热水箱出水管连接混水阀的热水输入端；

混水阀的输出端连接有供水管。

进一步需要说明的是，冷水箱出水管上设有冷水驱动泵；

热水箱出水管上设有热水驱动泵。

进一步需要说明的是，冷水箱和热水箱分别采用高强度、耐高温塑料制作；

冷水箱和热水箱分别设有水箱盖。

进一步需要说明的是，车架纵梁上安装有水箱底座；

冷水箱和热水箱分别通过拉带和连接螺栓固设到水箱底座上。

进一步需要说明的是，热水箱的侧壁上设有加热螺旋水管堵盖；

冷却水进水管通过加热螺旋水管堵盖连接至加热螺旋水管的进口。

进一步需要说明的是，热水箱内部还设有温度传感器和水量计；

温度传感器用于感应热水箱内的水温温度；水量计用于感应热水箱内的储水量；

水量计和温度传感器分别与整车VCU模块连接；

驾驶室内部设有显示触摸屏；

整车VCU模块通过显示触摸屏连接，显示热水箱内的水温温度和储水量。

进一步需要说明的是，冷水驱动泵、热水驱动泵、驱动泵和电磁阀分别与整车VCU模块连接；

整车VCU模块接收用户输入的控制指令，并分别控制冷水驱动泵、热水驱动泵、驱动泵和电磁阀运行。

进一步需要说明的是，还包括：驱动泵控制电路；

驱动泵控制电路包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、运放器U1、电容C1以及三极管Q1；

电阻R1第一端接电源，电阻R1第二端分别与电阻R3第二端、电容C1第二端、运放器U1负极输入端和电阻R2第一端连接；电阻R2第二端接地；

驱动泵控制电路输入端连接整车VCU模块控制指令输出端以及运放器U1正极输入端；运放器U1输出端分别连接电阻R3第一端、电阻R4第一端以及电容C1第一端；

电阻R4第二端分别连接电阻R6第一端、电阻R7第一端以及三极管Q1基极；

三极管Q1发射极分别连接电阻R6第二端、电阻R5第一端以及电源；

电阻R5第二端分别连接三极管Q1集电极和驱动泵控制电路的输出端；

驱动泵控制电路的输出端连接至驱动泵；

整车VCU模块控制驱动泵运行，当需要提高热水箱内水温时，整车VCU模块向运放器U1正极输入端输入控制信号，使三极管Q1导通，驱动泵的供电电压升高，转速提升，加速加热螺旋水管内部冷却水的流通，并增加加热效率；

当热水箱内的水温高于预设阈值时，整车VCU模块向运放器U1正极输入端输入控制信号，使三极管Q1截止，驱动泵的供电电压降低，转速降低，降低加热效率。

进一步需要说明的是，还包括：温度感应电路；

温度感应电路包括：电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C2以及模数转换模块U2；

温度传感器采用PT100温度传感器；

温度传感器第二端通过电阻R11接电源；

温度传感器第一端与模数转换模块U2三脚连接；

温度传感器第三端、电阻R13第二端、模数转换模块U2四脚和五脚以及电容C2第二端分别接地；

模数转换模块U2二脚通过电阻R12接电源；

模数转换模块U2一脚通过电阻R14连接八脚；

模数转换模块U2七脚和电容C2第一端接电源；

模数转换模块U2六脚接整车VCU模块。

进一步需要说明的是，还包括：电磁阀控制电路；

整车VCU模块通过电磁阀控制电路连接并控制电磁阀；

电磁阀控制电路包括：温度上限调节电阻R21、温度下限调节电阻R22、电阻R23、电阻R24、运放器U3、运放器U4、晶闸管D1以及三极管Q2；

运放器U3的负极输入端分别连接电磁阀控制电路输入端和运放器U4的负极输入端；

运放器U3的正极输入端连接温度上限调节电阻R21的滑动端；

温度上限调节电阻R21一端接电源，另一端接地；

运放器U4的正极输入端连接温度下限调节电阻R22的滑动端；

温度下限调节电阻R22一端接电源，另一端接地；

运放器U3的输出端通过电阻R23连接晶闸管D1控制端；

运放器U4的输出端通过电阻R24连接三极管Q2基极；

三极管Q2的发射极接地；三极管Q2的集电极通过晶闸管D1连接电磁阀；

用户分别通过温度上限调节电阻R21和温度下限调节电阻R22调节热水箱的水温上限值和下限值；

整车VCU模块每经过一预设时长向电磁阀控制电路发送控制电平指令，分别经运放器U3和运放器U4比较运算；

当当前热水箱水温低于温度下限调节电阻R22设置的下限值时，晶闸管D1以及三极管Q2分别导通，电磁阀吸合；

整车VCU模块控制驱动泵运行，使发动机冷却水进行流动，对热水箱的水进行加热；

当当前热水箱水温高于温度上限调节电阻R21设置的上限值时，晶闸管D1以及三极管Q2分别截止，电磁阀断开；

整车VCU模块控制驱动泵停止运行，停止对热水箱的水加热。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明提供的适用于中重型卡车的可调温式车载称水机构中温度传感器将温度信号传递到整车VCU模块，整车VCU模块通过控制电磁阀的开关控制加热管路，实现智能温控，当热水箱内的水温低于用户设置的水温值时，电磁阀打开加热管路开始循环加热，当热水箱内的水温高于用户设置的水温值时电磁阀关闭加热管路内部循环水停止流动，热水箱停止加热，保证水温一直处于适宜的温度。满足用户的使用要求。

本发明中配置了冷水箱和热水箱，用户使用时，可以混合使用，保证水温要求，而且增加了储水量，能有效解决长途车司机的生活用水问题，满足长途货运司机在运货途中的洗漱需求，提高用户的用车体验。

本发明使用从发动机输出的高温冷却水对热水箱的水进行加热，避免了卡车电平因馈电而导致卡车无法启动的问题。实现了热量再利用的效果，而且还能对冷却水进行冷却，降低卡车的能耗，提高热量利用率。

本发明基于整车VCU模块控制驱动泵运行，当需要提高热水箱内水温时，整车VCU模块向运放器U1正极输入端输入控制信号，使三极管Q1导通，驱动泵的供电电压升高，转速提升，加速加热螺旋水管内部冷却水的流通，并增加加热效率；

当热水箱内的水温高于预设阈值时，整车VCU模块向运放器U1正极输入端输入控制信号，使三极管Q1截止，驱动泵的供电电压降低，转速降低，降低加热效率。

这样，卡车可以实现自动控制水温，并且卡车处于外界环境，在行驶过程中，会有外界信号或其他因素的干扰，驱动泵控制电路中具有滤波、调制等元件，提高信号传输的准确性和及时性，减少外界对控制过程的干扰。

本发明中，温度感应电路可以对温度信号进行放大、滤波、调制处理，减少外界对控制过程的干扰，降低了误差。提升了温度采集的准确性，避免出现误差而影响用户对水的使用。

电磁阀控制电路可以设置热水箱的水温上限值和下限值，基于水温上限值和下限值动态的控制水温，满足用户的使用要求。而且对水温上限值和下限值配置以及对电磁阀的控制过程，实现了对信号的放大、滤波、调制处理，减少外界对控制过程的干扰，提升了温度采集的准确性，避免出现误差而影响用户对水的使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为适用于中重型卡车的可调温式车载称水机构示意图；

图2为适用于中重型卡车的可调温式车载称水机构实施例的俯视图；

图3为适用于中重型卡车的可调温式车载称水机构实施例示意图；

图4为机构实施例侧视图；

图5为驱动泵控制电路图；

图6为温度感应电路图；

图7为电磁阀控制电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种适用于中重型卡车的可调温式车载称水机构，如图1至7所示，包括：车架纵梁15；车架纵梁15上安装有混水阀5、冷水箱1和热水箱2；

为了便于安装，车架纵梁15上安装有水箱底座12；冷水箱1和热水箱2分别通过拉带11和连接螺栓固设到水箱底座12上。

热水箱2内部设有加热螺旋水管3；加热螺旋水管3的进口通过冷却水进水管6连接至发动机冷却管的输出端；加热螺旋水管3的出口通过冷却水出水管连接至冷水箱1的输入端；冷却水进水管6上设有驱动泵和电磁阀26；

冷水箱1的出口水通过冷水箱出水管13连接混水阀5的冷水输入端；热水箱2的出口水通过热水箱出水管14连接混水阀5的热水输入端；混水阀5的输出端连接有供水管。

作为本发明提供的一种实施例，冷水箱出水管13上设有冷水驱动泵21；热水箱出水管14上设有热水驱动泵22。这样，用户在使用温水或者冷热水时，可以通过控制冷水驱动泵21或热水驱动泵22来实现控制冷热水的流量，进而调节用水的水温。

示例性的，汽车行驶时尿素喷嘴从发动机输出冷却后的高温冷却水，通过冷却水进水管6进入加热螺旋水管3加热热水箱2中的低温水，再经通过冷却水出水管连接至冷水箱1。当然也可以配置单独的冷却水水箱，加热螺旋水管3流出的冷却水流入冷却水水箱，进而实现冷却后再给发动机降温。实现热水箱2的循环加热过程。

本发明中，司机在使用时可通过冷却水进水管6上设有驱动泵和电磁阀26按照需要调节水温。供水管可外接花洒或水龙头等等，满足用户使用需求。

冷水箱1和热水箱2表面可以覆盖一层保温罩8，可对水箱进行保温，保证了司机随时有热水可用，方便快捷。

示例性的，车架纵梁15上安装有水箱底座12；冷水箱1和热水箱2分别通过拉带11和连接螺栓固设到水箱底座12上。冷却水进水管6通过加热螺旋水管堵盖10连接至加热螺旋水管3的进口。热水箱2内部的加热螺旋水管3与其堵盖10集成一体，安装、拆卸方便，便于清洗加热螺旋水管3上聚集的水垢。

进一步需要说明的是，冷水箱1和热水箱2的容量相同均为23L。整个冷热双区水箱形状扁平，布置于后处理消音器上方，不占用整车前回转空间，无需拉长轴距，不影响车辆的转弯半径。

冷水箱1和热水箱2分别采用高强度、耐高温塑料制作，轻质耐用，水箱盖9采用132mm大直径设计，便于水箱清洁、注水及后期维护。

本发明提供的适用于中重型卡车的可调温式车载称水机构在称某一元件或层在另一元件或层“上”，被“连接”或“耦合”至另一元件或层时，其可能直接在另一元件或层上，被直接连接或耦合至所述另一元件或层，也可能存在中间元件或层。相反，在称某一元件被“直接在”另一元件或层“上”，“直接连接”或“直接耦合”至另一元件或层时，则不存在中间元件或层。所有附图中类似的数字指示类似元件。如这里所用的，术语“和/或”包括相关所列项的一个或多个的任何和所有组合。

本发明提供的适用于中重型卡车的可调温式车载称水机构可能会使用便于描述的空间相对性术语，例如“在…下”、“下方”、“下部”、“以上”、“上方”等来描述如图中所示的一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。应当理解，空间相对性术语意在包括图中所示取向之外的使用或工作中的器件不同取向。例如，如果将图中的器件翻转过来，被描述为在其他元件或特征“下”或“下方”的元件将会朝向其他元件或特征的“上方”。于是，示范性术语“下方”可以包括上方和下方两种取向。可以使器件采取其他取向(旋转90度或其他取向)，这里所用的空间相对术语作相应解释。

作为本发明的一种实施方式，热水箱2内部还设有温度传感器25和水量计；

温度传感器25用于感应热水箱2内的水温温度；水量计用于感应热水箱2内的储水量；

水量计和温度传感器25分别与整车VCU模块24连接；驾驶室内部设有显示触摸屏；

整车VCU模块24通过显示触摸屏连接，显示热水箱2内的水温温度和储水量。冷水驱动泵21、热水驱动泵22、驱动泵23和电磁阀26分别与整车VCU模块24连接；整车VCU模块24接收用户输入的控制指令，并分别控制冷水驱动泵21、热水驱动泵22、驱动泵23和电磁阀26运行。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

显示触摸屏可以包括液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)、薄膜晶体管LCD(TFT-LCD，Thin Film Transistor-LCD)、有机发光二极管(OLED，Organic Light-Emitting Diode)显示器、柔性显示器、三维(3D)显示器等等中的至少一种。这些显示器中的一些可以被构造为透明状以允许用户从外部观看，这可以称为透明显示器，典型的透明显示器可以例如为透明有机发光二极管(TOLED)显示器等等。

整车VCU模块24可以以使用例如计算机软件、硬件或其任何组合的计算机可读介质来实施。对于硬件实施，这里描述的实施方式可以通过使用特定用途集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)、数字信号处理器(DSP，Digital SignalProcessing)、数字信号处理装置(DSPD，Digital Signal Processing Device)、可编程逻辑装置(PLD，Programmable Logic Device)、现场可编程门阵列(FPGA，FieldProgrammable Gate Array)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、被设计为执行这里描述的功能的电子单元中的至少一种来实施，在一些情况下，这样的实施方式可以在控制器中实施。对于软件实施，诸如过程或功能的实施方式可以与允许执行至少一种功能或操作的单独的软件模块来实施。软件代码可以由以任何适当的编程语言编写的软件应用程序(或程序)来实施，软件代码可以存储在存储器中并且由控制器执行。

作为本发明的一种实施方式，机构还包括：驱动泵控制电路；

驱动泵控制电路包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、运放器U1、电容C1以及三极管Q1；

电阻R1第一端接电源，电阻R1第二端分别与电阻R3第二端、电容C1第二端、运放器U1负极输入端和电阻R2第一端连接；电阻R2第二端接地；

驱动泵控制电路输入端连接整车VCU模块24控制指令输出端以及运放器U1正极输入端；运放器U1输出端分别连接电阻R3第一端、电阻R4第一端以及电容C1第一端；

电阻R4第二端分别连接电阻R6第一端、电阻R7第一端以及三极管Q1基极；

三极管Q1发射极分别连接电阻R6第二端、电阻R5第一端以及电源；

电阻R5第二端分别连接三极管Q1集电极和驱动泵控制电路的输出端；

驱动泵控制电路的输出端连接至驱动泵23；

整车VCU模块24控制驱动泵23运行，当需要提高热水箱2内水温时，整车VCU模块24向运放器U1正极输入端输入控制信号，使三极管Q1导通，驱动泵23的供电电压升高，转速提升，加速加热螺旋水管3内部冷却水的流通，并增加加热效率；

当热水箱2内的水温高于预设阈值时，整车VCU模块24向运放器U1正极输入端输入控制信号，使三极管Q1截止，驱动泵23的供电电压降低，转速降低，降低加热效率。

作为本发明的一种实施方式，机构还包括：温度感应电路；

温度感应电路包括：电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C2以及模数转换模块U2；

温度传感器25采用PT100温度传感器；

温度传感器25第二端通过电阻R11接电源；

温度传感器25第一端与模数转换模块U2三脚连接；

温度传感器25第三端、电阻R13第二端、模数转换模块U2四脚和五脚以及电容C2第二端分别接地；

模数转换模块U2二脚通过电阻R12接电源；

模数转换模块U2一脚通过电阻R14连接八脚；

模数转换模块U2七脚和电容C2第一端接电源；

模数转换模块U2六脚接整车VCU模块24。

作为本发明的一种实施方式，机构还包括：电磁阀控制电路；

整车VCU模块24通过电磁阀控制电路连接并控制电磁阀26；

电磁阀控制电路包括：温度上限调节电阻R21、温度下限调节电阻R22、电阻R23、电阻R24、运放器U3、运放器U4、晶闸管D1以及三极管Q2；

运放器U3的负极输入端分别连接电磁阀控制电路输入端和运放器U4的负极输入端；

运放器U3的正极输入端连接温度上限调节电阻R21的滑动端；

温度上限调节电阻R21一端接电源，另一端接地；

运放器U4的正极输入端连接温度下限调节电阻R22的滑动端；

温度下限调节电阻R22一端接电源，另一端接地；

运放器U3的输出端通过电阻R23连接晶闸管D1控制端；

运放器U4的输出端通过电阻R24连接三极管Q2基极；

三极管Q2的发射极接地；三极管Q2的集电极通过晶闸管D1连接电磁阀26；

用户分别通过温度上限调节电阻R21和温度下限调节电阻R22调节热水箱2的水温上限值和下限值；

整车VCU模块24每经过一预设时长向电磁阀控制电路发送控制电平指令，分别经运放器U3和运放器U4比较运算；

当当前热水箱2水温低于温度下限调节电阻R22设置的下限值时，晶闸管D1以及三极管Q2分别导通，电磁阀吸合；

整车VCU模块24控制驱动泵运行，使发动机冷却水进行流动，对热水箱2的水进行加热；

当当前热水箱2水温高于温度上限调节电阻R21设置的上限值时，晶闸管D1以及三极管Q2分别截止，电磁阀断开；

整车VCU模块24控制驱动泵停止运行，停止对热水箱2的水加热。

本发明中温度传感器将温度信号传递到整车VCU模块，整车VCU模块通过控制电磁阀的开关控制加热管路，实现智能温控，当热水箱2内的水温低于用户设置的水温值时，电磁阀打开加热管路开始循环加热，当热水箱2内的水温高于用户设置的水温值时电磁阀关闭加热管路内部循环水停止流动，热水箱2停止加热，保证水温一直处于适宜的温度。

本发明提供的适用于中重型卡车的可调温式车载称水机构是结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等如果存在是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。