CN106194740B - 一种电动客车空气压缩系统控制器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电动客车空气压缩系统控制器，其中所述空气流量传感器、温度传感器、空气压力传感器、工作开关分别与压缩机控制器相连，所述压缩机控制器、CAN通讯接口、变频器以及电机依次连接；所述报警输出指示灯与压缩机控制器相连，所述机头清洗阀、空滤清洗阀连接在一压缩空气管道上，所述压缩空气管道通过空滤清洗阀与空滤室相连接，压缩空气管通过机头清洗阀与机头连接。本发明通过压缩机控制器通过采集空气压缩系统的空气流量、空气压力、压缩机机头有温度，实时调节压缩机的工作气压及工作状态，使空气压缩机始终工作在最佳状态；降低了压缩机的故障率，延长了压缩机的使用寿命。

Description

一种电动客车空气压缩系统控制器

技术领域

本发明涉及到电动汽车控制领域，尤其是一种电动客车空气压缩系统控制器。

背景技术

电动客车的气路控制系统主要用来控制车辆制动、车门开关等场合，由于电动客车取消了车载压缩机，气动回路所需的压缩空气主要来源于车载电动空气压缩机，车载电动压缩机主要采用滑片式空气压缩机，其工作原理是空气经过空气过滤器的过滤后，由吸气阀进入压缩机.该阀门可以根据用气需求调节压缩机的供气量，从而保持稳定的工作压力，工作压力的调整主要靠一个空气压力开关来实现，当空气压力达到压力开关的设定值时，其开关触点脱开，变频器停止工作，在长期工作的状态下，开关接点容易造成接触不良现象，其结果是开关接点接触不上或无法脱开，造成压缩机不工作、间歇工作、不停机等现象；空气经过空气过滤器的过滤后，由吸气阀进入压缩机，由于电动客车工作环境恶劣，压缩机放置于车辆后部，灰尘、沙土较多，长时间工作，容易造成空气过滤器堵塞，使进气量减少，造成压缩机工作时间延长及能源的浪费；长时间工作后，压缩机机头温度上升，如果此时压缩机仍工作在超温情况下，容易造成密封件损坏而漏油，缩短了压缩机的使用寿命。空压机都是为长时间运转设计的，在实际工作环境中，空压机润滑油温度、空气湿度、机器的运转率(运转时间)都会影响到空压机运行,空压机运转时间较短，处于间歇工作状态，短时间的工作，导致油液温度过低，进气口所吸入的水分全部进入空压机润滑油，从而造成空压机油液乳化。环境空气潮时，吸入的空气湿大，使水分与空压机润滑油混和，也会产生空压机润滑油乳化现象。乳化后的油液润滑效果变得很差，电机负荷变大会造成保险烧毁，活塞气缸腐蚀，影响空压使用寿命。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电动客车空气压缩系统控制器，其包括空气流量传感器、温度传感器、空气压力传感器、工作开关、压缩机控制器、CAN通讯接口、变频器、电机、空滤清洗阀、机头清洗阀、报警输出指示灯；

所述空气流量传感器、温度传感器、空气压力传感器、工作开关分别与压缩机控制器相连，所述压缩机控制器、CAN通讯接口、变频器以及电机依次连接；

所述报警输出指示灯与压缩机控制器相连，所述机头清洗阀、空滤清洗阀连接在一压缩空气管道上，所述压缩空气管道通过空滤清洗阀与空滤室相连接，压缩空气管通过机头清洗阀与机头连接。

较佳地，压缩机初次上电工作时，所述压缩机控制器通过温度传感器检测机头温度，并控制压缩机连续工作设定的时间，使压缩机的机头及润滑油温度上升到指定的温度，以消除空压机油液乳化现象；在上电升温的过程中，当压力达到排气阀动作临界值时，机头清洗阀打开，将多余的压缩空气通过机头清洗阀对机头进行除尘清洗；当机头温度达到设定的值时，所述压缩机控制器关闭机头清洗阀，系统转入正常工作状态。

较佳地，所述压缩机控制器通过空气流量传感器检测进气流量，防止因空气过滤器堵塞导致进气流量过低，当检测到进气流量异常时，压缩机停止工作，压缩机控制器接通空滤清洗阀，利用压缩空气对空滤室内的空气过滤器进行除尘冲洗，并通过报警输出指示灯进行报警。

较佳地，所述压缩控制器通过温度传感器检测压缩机的机头温度，防止压缩机的机头因过温导致相关部件过温损坏，当检测到机头温度异常时，压缩机控制器自动调整压缩机的工作状态,转换到降功率状态，并通过指示灯进行报警。

较佳地，所述压缩机控制器通过空气压力传感器检测压缩机输出气压，当输出气压达到排气阀动作临界值时，自动停止输出，当压力下降到设定下限值时，自动启动压缩机工作，使输出气压始终保持在一个压力区间值范围内。

较佳地，所述压缩机控制器和变频器之间通过CAN通讯接口相连接，控制器通过CAN通讯接口向变频器发送工作指令或读取变频器的故障信息。

本发明具有以下有益效果：

本发明使用了空气压力传感器，通过检测其电阻值的连续变化，取其的区间值来进行压缩机的启停控制，避免了使用压力开关时当压力处于临界值时其开关变化控制出现的启停抖动现象；当使用空气压力开关时，其上下限压力值范围始终在某一点上，无法对其进行调整；通过压缩机控制器来检测空气压力传感器的阻值变化，可通过软件来实现气路压力上限及下限值的自动调整，在不同的环境状态下自动调整气路的上限及下限压力值。使用空气流量传感器来检测进气回路的工作状态，及时预防和发现进气回路的异常现象，并提醒维护人员进行维修或更换，使压缩机始终工作在最佳状态；常规空气压缩机由于其上电后压力值在短时间内就达到了停机压力值，此时，压缩机的机头及润滑油温度较低，进气口所吸入的水分全部进入空压机润滑油，极易造成空压机油液乳化，同时，与空压机润滑油温度、湿度、机器的运转率(运转时间)、环境空气潮湿，吸入的空气湿度过大，使水分与空压机润滑油混和，产生空压机润滑油乳化现象。乳化后的油液润滑效果变得很差，电机负荷变大会造成保险烧毁，活塞气缸腐蚀，影响空压使用寿命。本方案通过上电后连续工作一段时间，使机头及空压机润滑油的温度上升，有效的消除了空压机油液乳化现象；电动汽车空气压缩机放置于车辆尾部，在行驶过程中，极易聚集灰尘、沙土，覆盖在机头上，造成散热困难，灰尘进入到空气过滤器内，容易造成空气过滤器堵塞，使进气量减少，造成压缩机工作时间延长及能源的浪费；长时间工作后，压缩机机头温度上升等问题，本方案在压缩机开始工作后的升温过程中，利用气路中多余的气体，接通机头清洗阀，对机头进行除尘，清洗，使机头始终保持一个整洁的环境，有利于机头散热，降低了机头的维护频次。同时，在机头内部还放置了一个空气流量传感器，通过空气流量传感器检测进气回路的工作状态，防止因空气过滤器堵塞导致进气流量过低，当检测到进气流量异常时，压缩机停止工作，控制器接通空滤清洗阀，将高压气体通过空滤清洗阀对空滤室进行冲洗、除尘，提高了系统工作的可靠性，也降低了压缩机的故障率。本方案还通过温度传感器对机头的工作状态进行监测，当机头温度上升时，自动降低其输出功率，使压缩机的转速降低，气压上限值降低，缩短了压缩机的工作时间，保护了机头，延长了它的使用寿命。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明提供的电动客车空气压缩系统控制器系统框图；

图2是本发明的电动客车空气压缩系统控制器电路原理示意图；

图3是本发明提供的电动客车空气压缩系统控制器的结构示意图。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例采用了以下技术方案：本发明提供了一种电动客车空气压缩系统控制器，其包括空气流量传感器、温度传感器、空气压力传感器、工作开关、压缩机控制器、CAN通讯接口、变频器、电机、空滤清洗阀、机头清洗阀、报警输出指示灯；

所述空气流量传感器、温度传感器、空气压力传感器、工作开关分别与压缩机控制器相连，所述压缩机控制器、CAN通讯接口、变频器以及电机依次连接；

所述报警输出指示灯与压缩机控制器相连，所述机头清洗阀、空滤清洗阀连接在一压缩空气管道上，所述压缩空气管道通过空滤清洗阀与空滤室相连接，压缩空气管通过机头清洗阀与机头连接。

本发明的目的在于提供一种自动控制的方式，将压缩机的工作范围控制在一个良好的状态，系统刚开始工作时，压缩机先连续工作一段时间，使机头、润滑油温度上升，消除润滑油中由于水分过大而产生的乳化现象，同时进行机头清洗、除尘,使机头处于一个良好的工作环境中；当管道压力值到达排气阀动作临界值时及时停机；当空气过滤器堵塞时，能够及时发现并进行清洗、报警，提醒维护人员对压缩机进行保养维护；当压缩机过温时，能够自动调节停机压力值，通过CAN总线调整变频器的工作频率，降低压缩机的转速,通过降低工作压力和压缩转速的方式,使压缩工作在负荷较轻的状下下，延长相关零部件的使用寿命。

所述的电动客车空气压缩系统控制器,压缩机初次上电工作时，控制器通过温度传感器检测机头温度，并控制压缩机连续工作设定的时间(5至10分钟)，使压缩机的机头及润滑油温度上升到指定的温度，以消除空压机油液乳化现象。在上电升温的过程中，当压力达到排气阀动作临界值时，机头清洗阀打开，将多余的压缩空气通过机头清洗阀对机头进行除尘清洗。当机头温度达到设定的值时，控制器关闭机头清洗阀，系统转入正常工作状态。

所述的电动客车空气压缩系统控制器,通过空气流量传感器检测进气流量，防止因空气过滤器堵塞导致进气流量过低，当检测到进气流量异常时，压缩机停止工作，控制器接通空滤清洗阀，将高压气体通过空滤清洗阀对空滤室进行冲洗、除尘，并通过报警指示灯进行报警。

所述的电动客车空气压缩系统控制器,通过温度传感器检测压缩机机头温度，防止压缩机机头因过温导致相关部件过温损坏、当检测到机头温度异常时，控制器自动调整压缩机的工作状态并通过指示灯进行报警。

所述的电动客车空气压缩系统控制器,通过空气压力传感器检测压缩机输出气压，当输出气压达到排气阀动作临界值时，自动停止输出，当压力下降到设定下限值时，自动启动压缩机工作，使输出气压始终保持在一个压力区间内。

所述的电动客车空气压缩系统控制器,压缩机控制器和变频器之间通过CAN通讯接口相连接，控制器通过CAN通讯接口向变频器发送工作指令或读取变频器的故障信息。

一种电动客车空气压缩系统控制器，包括以下步骤：

(1)压缩机初次上电工作时，进入初始化模式模式，压缩机控制器通过CAN总线发送工作指令给变频器，变频器输出带动电机(压缩机)工作，压缩空气管路产生气压；控制器通过温度传感器检测机头温度，并控制压缩机连续工作设定的时间(根据不同的系统，调整相应的工作时间为5至10分钟不等)，使压缩机的机头及润滑油温度上升到指定的温度，以消除空压机油液乳化现象。在上电升温的过程中，压力值先于温度值到达设定值，当压力达到排气阀动作临界值时，机头清洗阀打开，机头清洗阀连接到空气过滤器,将多余的压缩空气通过机头清洗阀对机头进行除尘清洗。当机头温度达到设定的值时，控制器转入正常工作状态。

(2)在正常工作状态下，由于气压变低，压缩机自动开始工作后，气路压力慢慢上升，空气压力传感器上的电阻值随之慢慢减小，当压缩机控制器检测到空气压力传感器上的电阻达到设定的压力值时(排气阀动作临界值)，表明此时气路压力到达设定的上限气压值，此时，压缩机控制器输出一个信号，通过CAN总线发送给变频器，使其停机，随着气路气源的消耗，压力慢慢下降，空气压力传感器上的电阻值逐渐增加，当压缩机控制检测到空气压力传感器上的电阻值增加到设定的(低气压值)阻值时，表明此时气路压力下降到下限值，压缩机控制器输出一个信号，通过CAN总线发送给变频器，使其工作，如此反复循环，使气路压力始终保持在一个压力区间范围之内。

(3)压缩机在工作时，压缩机控制器通过空气流量传感器检测进气流量，当进气回路因灰尘过大或其它原因使空气过滤器堵塞或进气不畅，使进气量减小，压缩机控制器检测到空气流量传感器的值发生变化，当变化值超过设定的值时，表明此时的进气量已影响空气压缩机的正常工作，此时，压缩机停止工作，控制器接通空滤清洗阀，气缸内剩余的高压气体通过空滤清洗阀对空滤室进行冲洗、除尘，同时，压缩机控制器输出一个信号，通过报警指示灯输出，提醒驾驶、维护人员及时对空气过滤器进行清理或更换。

(4)当气路由于泄露或其它原因导致压缩长时间工作时，有可能使压缩机的机头温度上升，机头长时间处于高温环境下，对其内部的橡胶密封件及其它部件使用寿命均有影响，使压缩机机头部件产生漏油或渗漏现象，机头缺油使其温度进一步上升，形成恶性循环，当压缩机机头温度上升时，机头温度传感器检测到一个温度值，传送给压缩机控制器，当控制器检测到机头温度上升时，通过指示灯输出一个告警信号，同时发送一个CAN指令给变频器，使其工作转速降低，同时压缩机控制器自动降低气路压力的上限气压值,使压缩机工作在降功率输出状态，当压缩机输出功率降低时，其机头温度也随之下降。

如图2所示,一种电动客车动空气压缩系统控制器，其控制电路可划分为压缩机控制器和变频器两部分，两者之间通过CAN总线进行信息交换，压缩机控制器负责信号采样及执行命令输出，变频器负责驱动压缩机的电机运行、停止,图中A01、A02、A03分别为空气流量传感器、温度传感器、空气压力传感器输入，用来检测当前的空气流量、机头温度、气路压力值，AI为工作开关，当工作开关AI接通时，压缩机控制器进入初始化工作工作模式，压缩机控制器通过CAN总线发送工作指令给变频器，变频器输出带动电机(压缩机)工作，压缩空气管路产生气压；控制器通过温度传感器检测机头温度，并控制压缩机连续工作设定的时间(根据不同的系统，调整相应的工作时间为5至10分钟不等)，使压缩机的机头及润滑油温度上升到指定的温度，以消除空压机油液乳化现象。

如图3所示，在上电升温的过程中，压力值先于温度值到达设定值，当压力达到排气阀动作临界值时，机头清洗阀打开，机头清洗阀连接到空气过滤器,将多余的压缩空气通过机头清洗阀对机头进行除尘清洗。当机头温度达到设定的值时，控制器转入正常工作状态。在正常工作状态下，随着气路气源的消耗，压力慢慢下降，空气压力传感器上的电阻值逐渐增加，当压缩机控制检测到空气压力传感器上的电阻值增加到设定的(低气压值)阻值时，表明此时气路压力下降到下限值，压缩机控制器输出一个信号，通过CAN总线发送给变频器，使其工作，压缩进入工作状态，气路压力慢慢上升，空气压力传感器上的电阻值随之慢慢减小，当压缩机控制器检测到空气压力传感器上的电阻达到设定的压力值时(排气阀动作临界值)，表明此时气路压力到达设定的上限气压值，此时，压缩机控制器输出一个信号，通过CAN总线发送给变频器，使其停机，如此反复循环，使气路压力始终保持在一个压力区间范围之内。

在机头内部还放置了一个空气流量传感器，进行实时进气流量检测，当进气回路因灰尘过大或其它原因使空气过滤器堵塞，使进气量减小，空气流量传感器的输出值发生变化，其变化值传送到压缩机控制器，压缩机控制器检测到空气流量传感器的值发生变化时，将检测值与设定值进行比较，当比较值超过设定的值时，表明此时的进气量已影响空气压缩机的正常工作，此时，压缩机停止工作，控制器接通空滤清洗阀，气缸内剩余的高压气体通过空滤清洗阀对空滤室进行冲洗、除尘，同时，压缩机控制器输出一个信号，通过报警指示灯输出，提醒驾驶、维护人员及时对空气过滤器进行清理或更换。

在压缩机的进气回路中接入一个温度传感器，进行机头温度检测，当气路由于泄露或其它原因导致压缩长时间工作时，有可能使压缩机的机头温度上升，当压缩机机头温度上升时，机头温度传感器检测到一个温度值，变化的温度信号传送给压缩机控制器，当控制器检测到机头温度上升到设定的警告值时，控制器通过指示灯输出一个告警信号，提醒驾驶员、维护人员机头过温；同时发送一帧CAN指令给变频器，变频器接收到信息后，改变输出工作频率，使电机的工作转速降低，同时压缩机控制器自动降低气路压力的上限气压值,以减少压缩机的运转时间，通过降低转速、缩短压缩机工作时间，使压缩机工作在降功率输出状态，当压缩机输出功率降低时，其负荷减小，其机头温度也随之下降。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种电动客车空气压缩系统控制器，其特征在于：包括空气流量传感器、温度传感器、空气压力传感器、工作开关、压缩机控制器、CAN通讯接口、变频器、电机、空滤清洗阀、机头清洗阀、报警输出指示灯；

所述空气流量传感器、温度传感器、空气压力传感器、工作开关分别与压缩机控制器相连，所述压缩机控制器、CAN通讯接口、变频器以及电机依次连接；

所述报警输出指示灯与压缩机控制器相连，所述机头清洗阀、空滤清洗阀连接在一压缩空气管道上，所述压缩空气管道通过空滤清洗阀与空滤室相连接，压缩空气管通过机头清洗阀与机头连接。

2.根据权利要求1所述的电动客车空气压缩系统控制器，其特征在于，压缩机初次上电工作时，所述压缩机控制器通过温度传感器检测机头温度，并控制压缩机连续工作设定的时间，使压缩机的机头及润滑油温度上升到指定的温度，以消除空压机油液乳化现象；在上电升温的过程中，当压力达到排气阀动作临界值时，机头清洗阀打开，将多余的压缩空气通过机头清洗阀对机头进行除尘清洗；当机头温度达到设定的值时，所述压缩机控制器关闭机头清洗阀，系统转入正常工作状态。

3.根据权利要求1所述的电动客车空气压缩系统控制器，其特征在于，所述压缩机控制器通过空气流量传感器检测进气流量，防止因空气过滤器堵塞导致进气流量过低，当检测到进气流量异常时，压缩机停止工作，压缩机控制器接通空滤清洗阀，利用压缩空气对空滤室内的空气过滤器进行除尘冲洗，并通过报警输出指示灯进行报警。

4.根据权利要求1所述的电动客车空气压缩系统控制器，其特征在于，所述压缩机控制器通过温度传感器检测压缩机的机头温度，防止压缩机的机头因过温导致相关部件过温损坏，当检测到机头温度异常时，压缩机控制器自动调整压缩机的工作状态,转换到降功率状态，并通过指示灯进行报警。

5.根据权利要求1所述的电动客车空气压缩系统控制器，其特征在于，所述压缩机控制器通过空气压力传感器检测压缩机输出气压，当输出气压达到排气阀动作临界值时，自动停止输出，当压力下降到设定下限值时，自动启动压缩机工作，使输出气压始终保持在一个压力区间值范围内。

6.根据权利要求1所述的电动客车空气压缩系统控制器，其特征在于，所述压缩机控制器和变频器之间通过CAN通讯接口相连接，所述压缩机控制器通过CAN通讯接口向变频器发送工作指令或读取变频器的故障信息。