车载低温压力容器内燃料的计量方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及车载燃料测量的方法，具体地说是一种车载低温压力容器内燃料的计 量方法和装置。
【背景技术】
[0002] 目前，车载低温压力容器内燃料的计量通常采用单一传感器的计量方法。
[0003] 如利用电容式的液位传感器进行计量； 其工作原理是利用燃料液位变化引起的电容介电常数变化来计算燃料容积。此种计 量方法误差大，传感器性能不稳定，同时传感器无法计量容器内的气态燃料，显示的燃料余 量与实际值偏差较大，无法准确引导驾驶员判断燃料剩余量。目前车载液态低温燃料的交 易结算通常采用重量为计量单位，而车载液态低温燃料的仪表显示通常采用容积为计量单 位，计量方法不统一造成信息不对称，导致客户无法准确判断加气站的实际加气量。
[0004] 又如利用称重式传感器进行计量： 其工作原理是通过测量容器内燃料的重力，计算燃料质量，此种计量方法在车辆处于 垂直地面方向存在加速度的情况下计量误差较大，而且易超限损坏。若称重式传感器增加 超限保护机构，会出现在车辆行驶过程中无法称重的情况，无法准确引导驾驶员判断。
[0005] 随着微机电系统（MEMS)技术的成熟，成本的降低，本发明基于此项技术使用由多 轴巧螺仪和多轴加速度计组成的惯性测量单元，综合车辆本身提供的行驶信息，对车辆的 工况和路面情况进行判断，进而到达预期的技术效果。
【发明内容】
[0006] 本发明为解决现有的技术缺陷，旨在提供一种车辆在复杂工况下可W准确计量的 车载低温压力容器内燃料的计量方法和装置。
[0007] 为了达到上述目的，本发明采用的技术方案包含如下步骤： 步骤一，预先测定对象车辆在不同状态下燃料物理量信息和实际剩余燃料值的对应计 算关系； 步骤二，自车辆发动起，根据需要设定一个周期值，在若干个周期内连续获取车辆行驶 状态； 步骤=，在所述若干个周期内连续获取燃料的若干物理量信息；并通过计算获取燃料 的基准值； 步骤四，根据车辆行驶状态并结合预先测量的对应计算关系，通过燃料的物理量信息 计算得出剩余燃料值。
[0008] 其中，所述车辆行驶状态包括车速、竖直方向加速度和车与水平方向夹角。
[0009] 其中，所述燃料的物理量信息包括液位和/或重量，W及燃料消耗量。
[0010] 其中，所述对应计算关系分别是静止、匀速运动、变速行驶和竖直方向存在加速度 的状态。
[0011] 步骤二中，从车辆点火信号ACC状态开始，WT秒为读取周期，每个读取周期内连 续读取M秒的车辆车速信息和道路状况信息，Wt毫秒为采样间隔并进行车辆状态判断。
[0012] 步骤=中，根据检测得到的车辆状态判断的结果，采用液位或称重计量方式计量 燃料；在读取周期剩余的T-M秒采用液位计量方式，计算燃料的消耗。
[0013] 其中在整个采样周期中，T-M时间段采用液位计量单元获取的计量信息，计算得到 燃料变化量，进而获得计量结果。
[0014] 本发明还提供一种车载低温压力容器燃料检测处理装置，包括检测处理模块、燃 料计量模块、人机交互模块和车辆工况路况信息模块；其中，检测处理模块依次与燃料计量 模块、人机交互模块、车辆工况路况信息模块通过接口连接；车辆工况路况信息模块用于获 取车辆工况和道路状况信息，燃料计量模块获取车载低温压力容器内燃料计量信息；前述 信息传递给检测处理模块之后由其进行处理，并发送至人机交互模块。
[0015] 其中，所述车辆工况路况信息模块包括传感单元和通讯接口。
[0016] 其中，所述传感单元采用车辆行驶速度传感器、多轴巧螺仪和多轴加速度传感器 中的一种或组合。
[0017] 其中，所述燃料计量模块包括车载低温压力容器内燃料计量信息的液位传感器和 /或低温压力容器外的称重传感器、流量传感器。
[0018] 其中，人机交互模块包括信息显示模块、人机交互接口和通讯接口。
[0019] 其中，所述液位传感器为电容式液位传感器、压差式液位传感器、磁浮式液位传感 器、超声波式液位传感器、磁板式液位传感器或音叉振动式液位传感器中的一种或组合。
[0020] 其中，所述称重传感器为电阻应变式传感器、电压式传感器、光电式传感器、液压 式传感器、电容式传感器、电磁力式传感器、磁极变形式传感器、振动式传感器、巧螺仪式传 感器、板环式传感器或数字式传感器中的一种或组合。
[0021] 其中，所述流量传感器为压差式流量传感器、容积式流量传感器、叶轮式流量传感 器、变面积式流量传感器、动量式流量传感器、冲量式流量传感器、电磁式流量传感器、超声 波式流量传感器、流体振荡式流量传感器或质量式流体传感器中的一种或组合。
[0022] 本发明和现有技术相比，本发明基于不改变车载低温压力容器原有结构，由检测 处理模块、车辆工况路况信息模块、燃料计量模块和人机交互模块组成。通过车辆的工况路 况信息模块判断车辆状态，采集多种燃料计量传感器的信息，运用非线性方程交互验证的 计算方法来实现车载低温压力容器内燃料的准确计量。该种计量方法适应车辆的各种工作 状况，计量精度优于单一种类传感器方式的测量精度。
【附图说明】
[0023] 图1为本发明的结构示意图。
[0024] 图2为本发明的一个实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[00巧]现结合附图对本发明作进一步地说明。
[0026] 参见图1，图1为本发明的结构示意图，其中信息判断处理的检测处理模块1-1， 用于获取车辆工况和道路状况的车辆工况路况信息模块1-2,安装在低温压力容器内部或 外部机构上的燃料计量模块1-3,主要用于显示计量结果的人机交互模块1-4。
[0027] 所述检测处理模块1-1包括主控制单元MCU;与车辆工况路况信息模块1-2的接 口；与燃料计量模块1-3的接口；与人机交互模块1-4的接口。主控制单元MCU负责处理来 自车辆工况路况信息模块1-2和燃料计量模块1-3的信息，并将处理后的结果发送给人机 交互模块1-4。
[0028] 所述车辆工况路况信息模块1-2包括用于获取车辆工况和道路状况的传感器单 元，W及用于获取车辆工况和道路状况信息的车载有线或无线通讯接口。车辆工况和道路 状况的传感器单元可W采用车辆行驶速度传感器、多轴巧螺仪和多轴加速度传感器，用来 反映车辆的行驶速度、行驶方向、竖直地面方向和两侧方向的加速度、反映车辆主体与水平 的夹角。
[0029] 所述燃料计量模块1-3包括获取车载低温压力容器内燃料计量信息的液位传感 器，低温压力容器外的称重传感器、流量传感器等。
[0030] 所述人机交互模块1-4包括信息显示模块，人机交互接口和通讯接口。人机交互 模块1-4支持人机交互，实现对检测处理模块的设置。优选的，所述人机交互模块预设有移 动无线通讯接口。
[0031]所述检测处理模块1-1可预设有CAN总线接口、LIN总线接口、K-LI肥总线接口、 车载W太网接口、藍牙通讯接口、WIFI通讯接口等。所述检测处理模块1-1可预设有压力 传感器、气体泄漏探测传感器的接口等。
[0032] 所述液位传感器可W灵活选择电容式液位传感器、压差式液位传感器、磁浮式液 位传感器、超声波式液位传感器、磁板式液位传感器或音叉振动式液位传感器中的一种或 组合。
[0033] 所述称重传感器可W灵活选择电阻应变式传感器、电压式传感器、光电式传感器、 液压式传感器、电容式传感器、电磁力式传感器、磁极变形式传感器、振动式传感器、巧螺仪 式传感器、板环式传感器或数字式传感器中的一种或组合。
[0034] 所述流量传感器可W灵活选择压差式流量传感器、容积式流量传感器、叶轮式流 量传感器、变面积式流量传感器、动量式流量传感器、冲量式流量传感器、电磁式流量传感 器、超声波式流量传感器、流体振荡式流量传感器或质量式流体传感器中的一种或组合。 [00巧]参见图2,图2为本发明的一个实施例的结构示意图。本实施例的系统组成包括检 测处理模块2-1、获取车速信息的车辆总线接口 2-2-1、获取车辆行驶和道路状况的惯性测 量单元2-2-2、用于燃料计量的液位计量单元2-3-1、称重计量单元2-3-2、和用于显示运算 结果的计量显示模块2-4。
[0036] 本实施例中，检测处理模块2-1为车载电控单元ECU,其具有常规车载电控单元的 通用功能，如；车载总线通讯、多种传感器模拟信号输入检测处理、分析运算、故障监控、故 障报警等，同时还设有串行、并行通讯接口，W便根据实际需要加载不同功能模块。
[0037] 车辆总线接口2-2-1是获取车辆行驶速度信息的通讯接口。
[0038] 惯性测量单元2-2-2负责获取车辆主体与水平面之间的角度和垂直方向的加速 度，由多轴巧螺仪和多轴加速度传感器组成。
[0039] 液位计量单元2-3-1负责计量车载低温压力容器内燃料的液位高度，并通过液位 变送器转换为燃料的体积。
[0040] 称重计量单元2-3-2负责计量车载低温压力容器内燃料的质量，并通过称重变送 器输出燃料的质量。
[0041] 计量显示模块2-4用于显示检测处理模块的运算结果，并支持人机交互、系统设 置等功能。
[0042] 检测处理模块2-1通过车辆总线接口 2-2-1、惯性测量单元2-2-2获取车辆工况 与道路状况信息，判断当前车辆所处状态，同时通过液位计量单元2-3-1、称重计量单元 2-3-2计量车载低温压力容器内燃料的体积、质量等信息，通过W下具体步骤和算法实现对 车载低温压力容器内燃料的准确计量。
[0043] 本实施例测试平台为一款国产35座城市公交车型，配置的车载LNG气瓶规格为 499L。在LNG气瓶内部安装一只电容式液位传感器，同时连接对应的液位变送器，液位计量 系统最大量程为46化。
[0044] 特别说明的是，本实施例采用苏州赛智达智能科技有限公司的SDQ-600型电容式 液位计和SDP-I型数字式液位变送器。在LNG气瓶鞍座底部与车厢底板之间安装四只称重 传感器，同时连接对应的称重变送器，称重计量系统最大量程为560Kg，本实施例采用伟库 信息技术(上海)有限公司W化T-SMS-WSOl型号的称重传感器和W化T-SMS-WTOl型号的称重 变送器。
[0045] 另外，在气瓶安装机构上安装