车用lng气瓶控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种车用LNG气瓶控制系统，包括气瓶，测量所述气瓶内压力的压力传感器，采集所述压力传感器压力信号的变送器；在气瓶底部液相空间和顶部气相空间之间连接对气瓶内进行系统压力调节的增压电磁阀，在气瓶出液管道上设出液电磁阀；所述变送器包括对所述压力信号进行采集并预处理的信号采集处理模块，与驾驶舱显示操作装置连接的CANOPEN接口，通过接口输出信号控制所述增压电磁阀及出液电磁阀启闭的继电器模块；在所述驾驶舱显示操作装置上人工控制继电器模块相应接触点的开关输出从而控制增压电磁阀及出液电磁阀启闭。本发明对气瓶的控制更智能化，减少增压不准确导致的放气频率，在气瓶端的电路设计不用复杂，远端复用性高。
【专利说明】车用LNG气瓶控制系统
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及车用LNG (液化天然气)气瓶的控制领域，更具体的是一种车用LNG气瓶控制系统。
【背景技术】
[0002]液化天然气燃料成本低，其中主要成分为甲烷，燃烧后有害成分较少，在大型重型车中作为发动机的燃料使用已较为广泛。在灌有LNG的车用LNG气瓶内，包含气相空间和液相空间，在LNG暂时不被使用时，两空间的压力达到一个平衡值，因此在需要输出LNG时，必须增大气瓶内压力才可以出液，现有的增压系统及出液管道中，一般都使用机械的增压阀和出液阀控制增压的开始及出液供气，每次车辆启动或停下，驾驶员都要对阀门进行开关，不仅操作不便，而且容易造成失误。
[0003]此外，现有增压系统中一般仅将气瓶增压到固定的系统压力，而实际中，气瓶内所需增压的值随气瓶内的状态变化是有少量的变化的，对少量的变化不进行调整，最后只能在压力达到过高时进行放气，增加的放气频率，造成浪费。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种车用LNG气瓶控制系统，对气瓶的控制更智能化，减少增压不准确导致的放气频率，在气瓶端的电路设计不用复杂，远端复用性高。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明采用技术方案:一种车用LNG气瓶控制系统，包括气瓶，测量所述气瓶内压力的压力传感器，采集所述压力传感器压力信号的变送器；在气瓶底部液相空间和顶部气相空间之间连接对气瓶内进行系统压力调节的增压电磁阀，在气瓶出液管道上设出液电磁阀；所述变送器包括对所述压力信号进行采集并预处理的信号采集处理模块，与驾驶舱显示操作装置连接的CANOPEN接口，通过接口输出信号控制所述增压电磁阀及出液电磁阀启闭的继电器模块；
[0006]在所述驾驶舱显示操作装置上人工控制继电器模块相应接触点的开关输出从而控制增压电磁阀及出液电磁阀启闭。
[0007]根据本发明的一个实施例，所述变送器还包括与远端管理系统通信并发送压力信号的无线模块，所述远端管理系统包括压力管理模块，其根据接收的压力信号反馈压调信号给变送器以控制增压电磁阀所调节的系统压力。
[0008]根据本发明的一个实施例，所述无线模块为GPRS通信模块，其接入GPRS公网与远端控制装置进行通信。
[0009]根据本发明的一个实施例，所述远端管理系统建立维护包含历史的压力信号及相应的压调信号的压力趋势列表，远端管理系统根据接收的压力信号选择相应的压调信号发送至所述气瓶变送器，由信号采集处理模块根据压调信号控制继电器模块的输出控制增压电磁阀的启闭以调节系统压力。
[0010]根据本发明的一个实施例，多气瓶共享所述压力管理模块和压力趋势列表，所述压力趋势列表中压力信号及压调信号的对应关系由经验值确定，在压力信号偏高时，压调信号控制调低一定量，在压力信号偏低时，压调信号控制调高一定量。
[0011]根据本发明的一个实施例，所述压力管理模块接收压力信号后，根据压力信号的偏移量确定相应的压调信号，所述偏移量根据对LNG气瓶的压力测量得出的经验值确定。
[0012]根据本发明的一个实施例，还包括压力信号过高时对气瓶进行放空的放空电磁阀，由继电器模块控制启闭。
[0013]根据本发明的一个实施例，由驾驶舱显示操作装置人工控制继电器模块相应接触点的开关输出从而控制放空电磁阀启闭。
[0014]根据本发明的一个实施例，由远端管理系统控制放空电磁阀启闭，远端管理系统判断接收的压力信号是否高于预警压力，若高于预警压力时，远端管理系统输出放空信号，所述放空信号控制继电器相应触点使得放空电磁阀开启、增压电磁阀关闭。
[0015]采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有如下突出优点:在增压系统上设增压电磁阀、出液管道上设出液电磁阀，由驾驶舱显示操作装置控制启闭，避免手动机械转动阀门带来的不便与失误，同时，增压电磁阀和出液电磁阀还可由远端进行控制，通过远端管理系统根据压力信号得出对控制系统压力少量变化调整的增压电磁阀的启闭进行控制的压调信号，通过远端管理系统对信号处理，有利于对信息的集中监控，远端的控制的可由多个气瓶共享使用，简化了气瓶端的控制电路的结构。
[0016]此外，为气瓶设放空电磁阀，在压力过高(不再是微量变化)时，由远端管理系统控制放空电磁阀开启，驾驶舱内也可控制其启闭，可及时对过压进行控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明一实施例的一种车用LNG气瓶控制系统的结构不意图。
【具体实施方式】
[0018]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0019]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施以及具体附图的限制。
[0020]图1示出了一种车用LNG气瓶控制系统，包括气瓶1，压力传感器2，变送器3，增压电磁阀4，出液电磁阀5，远端管理系统6。可以理解，气瓶I上还可以包括其他阀门(图上未示出)，例如将液化天然气输入至气瓶I的进液阀、依次连接的控制气体进入量的节气阀，可被关断从而阻止液化天然气进入气化管的液体过流阀。为了防止气瓶I内压力过高，气相空间同时还可连接主安全阀，当压力超过安全值时，启动主安全阀，防止主安全阀失灵，同时设副安全阀，在主安全阀无法工作并压力超过安全值时，启动副安全阀；为了防止液化天然气回流，在节气阀的输出端和气瓶I的液相空间之间还可连接一止回阀。
[0021]图1中还示出位于出液管道上的汽化器8，以及连接汽化器8并为车辆提供动力的发动机9。
[0022]继续参看图1，压力传感器2用来测量气瓶I内部气相空间的压力，压力传感器2的压力信号传输至变送器3 ;增压电磁阀4设在气瓶I底部液相空间和顶部气相空间之间的管道上，用于对气瓶I内进行系统压力调节，在气瓶I内需要增压时增压电磁阀4开启将气瓶I内增压稳定在系统压力上，在气瓶I出液管道上设出液电磁阀5，增压电磁阀4开启的同时出液电磁阀5也开启，气瓶I增压出液至汽化器8中气化供气给发动机9发动。其中，所述变送器3包括对所述压力信号进行采集并预处理(包括对信号的滤波或模数转换等现有的预处理技术)的信号采集处理模块31，与驾驶舱显示操作装置(图上未示出)连接的CANOPEN( 一种架构在控制局域网路(Control Area Network, CAN)上的高层通讯协定)接口，继电器模块32，无线模块33。CANOPEN接口(图上未示出)在车辆系统中为通用接口，无需扩展便可直接接入使用，节约了成本，继电器模块32可以根据接口输出信号控制所述增压电磁阀4及出液电磁阀5启闭，无线模块33是用来与远端管理系统6通信，可以收发信号，例如发送压力信号。
[0023]无线模块33例如可以是GPRS (General Packet Rad1 Service，通用分组无线业务)通信模块，通过GPRS通信模块可以通过移动通信网的数据业务使用因特网进行无线传输数据，GPRS网络是利用现有的GSM网络或GPRS公网实现无线数据传输业务的网络，具有随时随地(在移动网络遍及处)可接入网的便利性，通过使用GPRS网络，可以方便的实现与主站间的无线通信，使得移动车辆入网的地域不受局限，可以对移动车辆在任意位置予以监控，避免危险情况在隐蔽之地发生而无人处理的境况。
[0024]为了方便驾驶员的操作，在所述驾驶舱显示操作装置上人工操作在变送器3接口输出相应信号，控制继电器模块32相应接触点的开关输出，从而控制增压电磁阀4及出液电磁阀5启闭。
[0025]在一个实施例中，与无线模块33通信的所述远端管理系统6包括压力管理模块，其根据接收的压力信号反馈压调信号给变送器3以控制增压电磁阀4所调节的系统压力；具体的，所述远端管理系统6建立维护包含历史的压力信号及相应的压调信号的压力趋势列表(通过数据库实现)，远端管理系统6根据接收的压力信号选择相应的压调信号发送至所述气瓶I的变送器3，由信号采集处理模块31根据压调信号控制继电器模块33的输出，进而控制增压电磁阀4的启闭以调节系统压力，调节后的系统压力使得增压电磁阀4控制的压力更适合气瓶实时的状态。
[0026]进一步的，远程管理系统6可连接多个车用LNG气瓶端，各气瓶共享所述压力管理模块和压力趋势列表，所述压力趋势列表建立时压力信号及压调信号的对应关系由经验值确定，并可做适应性修改，在压力信号偏高时，压调信号控制调低一定量，在压力信号偏低时，压调信号控制调高一定量。
[0027]气瓶端变送器3发送压力信号，所述压力管理模块接收压力信号后，根据压力信号(相对于预警信号)的偏移量确定相应的压调信号，所述偏移量根据对LNG气瓶I的压力测量得出的经验值确定。
[0028]由于气瓶I在有过压危险时，需要对气瓶I进行放气，气瓶I上还设放空电磁阀7，由继电器模块32控制启闭，在气瓶I内压力过高时，继电器模块32控制放空电磁阀7开启对气瓶I进行放气。对于放空电磁阀7的控制或者说对于继电器模块32相应控制，一方面可以由驾驶舱显示操作装置人工控制继电器模块32相应接触点的开关输出完成，另一方面，可以由远端管理系统6控制放空电磁阀启闭，远端管理系统6判断接收的压力信号是否高于预警压力，若高于预警压力时，远端管理系统6输出放空信号，所述放空信号控制继电器相应触点使得放空电磁阀7开启，同时控制增压电磁阀4关闭。
[0029]本发明在增压系统上设增压电磁阀4、出液管道上设出液电磁阀5，由驾驶舱显示操作装置控制启闭，避免手动机械转动带来的不便与失误，同时，增压电磁阀4和出液电磁阀5还可由远端进行控制，通过远端管理系统6根据压力信号得出对控制系统压力微量变化调整的增压电磁阀4的启闭进行控制的压调信号，通过远端管理系统6对信号处理，有利于对信息的集中监控，简化了气瓶端的电路结构。
[0030]此外，为气瓶I设放空电磁阀7，在压力过高(不再是微量变化)时，由远端管理系统6控制放空电磁阀7开启，及时对过压进行控制。
[0031]本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
【权利要求】
1.一种车用LNG气瓶控制系统，包括气瓶，测量所述气瓶内压力的压力传感器，采集所述压力传感器压力信号的变送器；其特征在于，在气瓶底部液相空间和顶部气相空间之间连接对气瓶内进行系统压力调节的增压电磁阀，在气瓶出液管道上设出液电磁阀；所述变送器包括对所述压力信号进行采集并预处理的信号采集处理模块，与驾驶舱显示操作装置连接的CANOPEN接口，通过接口输出信号控制所述增压电磁阀及出液电磁阀启闭的继电器丰吴块； 在所述驾驶舱显示操作装置上人工控制继电器模块相应接触点的开关输出从而控制增压电磁阀及出液电磁阀启闭。
2.如权利要求1所述的车用LNG气瓶控制系统，其特征在于，所述变送器还包括与远端管理系统通信并发送压力信号的无线模块，所述远端管理系统包括压力管理模块，其根据接收的压力信号反馈压调信号给变送器以控制增压电磁阀所调节的系统压力。
3.如权利要求2所述的车用LNG气瓶控制系统，其特征在于，所述无线模块为GPRS通信模块，其接入GPRS公网与远端控制装置进行通信。
4.如权利要求2所述的车用LNG气瓶控制系统，其特征在于，所述远端管理系统建立维护包含历史的压力信号及相应的压调信号的压力趋势列表，远端管理系统根据接收的压力信号选择相应的压调信号发送至所述气瓶变送器，由信号采集处理模块根据压调信号控制继电器模块的输出控制增压电磁阀的启闭以调节系统压力。
5.如权利要求4所述的车用LNG气瓶控制系统，其特征在于，多气瓶共享所述压力管理模块和压力趋势列表，所述压力趋势列表中压力信号及压调信号的对应关系由经验值确定，在压力信号偏高时，压调信号控制调低一定量，在压力信号偏低时，压调信号控制调高—定量°
6.如权利要求4所述的车用LNG气瓶控制系统，其特征在于，所述压力管理模块接收压力信号后，根据压力信号的偏移量确定相应的压调信号，所述偏移量根据对LNG气瓶的压力测量得出的经验值确定。
7.如权利要求1所述的车用LNG气瓶控制系统，其特征在于，还包括压力信号过高时对气瓶进行放空的放空电磁阀，由继电器模块控制启闭。
8.如权利要求7所述的车用LNG气瓶控制系统，其特征在于，由驾驶舱显示操作装置人工控制继电器模块相应接触点的开关输出从而控制放空电磁阀启闭。
9.如权利要求7所述的车用LNG气瓶控制系统，其特征在于，由远端管理系统控制放空电磁阀启闭，远端管理系统判断接收的压力信号是否高于预警压力，若高于预警压力时，远端管理系统输出放空信号，所述放空信号控制继电器相应触点使得放空电磁阀开启、增压电磁阀关闭。
【文档编号】F17C13/02GK104456075SQ201410720354
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月2日 优先权日:2014年12月2日
【发明者】张伟, 张磊 申请人:上海雷尼威尔技术有限公司