CN111038288B - 一种用于车辆充氢的控制系统和方法 - Google Patents

一种用于车辆充氢的控制系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于车辆充氢的控制系统，其与车辆的充氢插枪连接；控制系统包括：感应通信模块，其与充氢插枪数据连接，感应通信模块被配置为感测充氢插枪是否插入并锁止在车辆加氢口的状态；加氢控制器，其与感应通信模块连接，加氢控制器实时检测输入车辆的氢气状态；整车控制器，其与加氢控制器连接；其中，感应通信模块在感测到充氢插枪插入并锁止在车辆加氢口的状态时，向加氢控制器发送充氢请求；加氢控制器在输入车辆的氢气状态处于预设范围内的情况下将充氢请求传输给整车控制器；整车控制器在车辆满足充氢条件的情况下向加氢控制器发送充氢指令，加氢控制器将充氢指令传输给感应通信模块，以使得感应通信模块执行充氢指令。

Description

一种用于车辆充氢的控制系统和方法
技术领域
本发明涉及一种控制系统和方法,尤其涉及一种用于车辆的控制系统和方法。
背景技术
随着消费者环保意识的不断加强，电动汽车也得到快速发展，但由于续驶里程和充电时间过长等限制，纯电动汽车发展速度逐步减缓，燃料电池与电池混合动力汽车(以下称为燃料电池车)逐渐出现在大众的视野中。燃料电池车拥有充氢时间短，续驶里程长等优势，然而，目前传统燃料电池车在充氢过程中采用的是简单的机械插枪充氢。该工作过程为通过外部的充氢站插枪单向的充氢，虽然监测了氢控制器的状态，但是没有考虑到整车运行状态和氢控制器的交互，一旦车辆高压部件处于在高压状态，高压电弧有可能会点燃泄露的氢气，存在安全隐患。
基于此，期望获得一种用于车辆充氢的控制系统，该控制系统不仅可以监测氢控制器的工作状态，而且还可以综合考虑整车运行状态，对车辆充氢进行实时监控，保证充氢操作的安全可靠，以及相关操作人员的生命安全。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种用于车辆充氢的控制系统，该控制系统可以使得充氢插枪插入车辆的车载充氢口后，通过感应通信模块、加氢控制器以及整车控制器控制充氢插枪对车辆进行充氢。该控制系统实现了加氢控制器与整车控制器之间的交互，克服了现有技术的不足，避免由于无法交互所产生的各种隐患。
为了实现上述目的，本发明提出了一种用于车辆充氢的控制系统，其与车辆的充氢插枪连接；控制系统包括：
感应通信模块，其与充氢插枪数据连接，感应通信模块被配置为感测充氢插枪是否插入并锁止在车辆加氢口的状态；
加氢控制器，其与感应通信模块连接，加氢控制器实时检测输入车辆的氢气状态；
整车控制器，其与加氢控制器连接；
其中，感应通信模块在感测到充氢插枪插入并锁止在车辆加氢口的状态时，向加氢控制器发送充氢请求；加氢控制器在输入车辆的氢气状态处于预设范围内的情况下将充氢请求传输给整车控制器；整车控制器在车辆满足充氢条件的情况下向加氢控制器发送充氢指令，加氢控制器将充氢指令传输给感应通信模块，以使得感应通信模块执行充氢指令。
进一步地，在本发明所述的用于车辆充氢的控制系统中，感应通信模块包括红外通信模块。
进一步地，在本发明所述的用于车辆充氢的控制系统中，红外通信模块包括红外探头。
进一步地，在本发明所述的用于车辆充氢的控制系统中，整车控制器还被配置为：在车辆满足停止充氢条件的情况下向加氢控制器发送停止充氢指令，加氢控制器将所述停止充氢指令传输给感应通信模块，以使得感应通信模块执行停止充氢指令。
进一步地，在本发明所述的用于车辆充氢的控制系统中，加氢控制器还被配置为：在输入车辆的氢气状态超出所述预设范围的情况下，直接向感应通信模块发送停止充氢指令。
相应地，本发明的另一目的在于提供一种用于车辆充氢的控制方法，该控制方法克服了现有技术的不足，实现了加氢控制装置与整车控制器之间的交互，避免了各种安全隐患。
为了实现上述目的，本发明提出了一种用于车辆充氢的控制方法，其包括步骤：
当感应通信模块感测到车辆的充氢插枪插入并锁止在车辆加氢口时，其向加氢控制器发送充氢请求；
加氢控制器实时检测输入车辆的氢气状态，并在输入车辆的氢气状态处于预设范围内的情况下，将充氢请求传输给整车控制器；
整车控制器在车辆满足充氢条件的情况下向加氢控制器发送充氢指令；
加氢控制器将所述充氢指令传输给感应通信模块；
感应通信模块根据所述充氢指令控制充氢插枪向车辆充氢。
进一步地，在本发明所述的用于车辆充氢的控制方法中，还包括步骤：整车控制器在车辆满足停止充氢条件的情况下向加氢控制器发送停止充氢指令，加氢控制器将停止充氢指令传输给感应通信模块，感应通信模块根据停止充氢指令控制充氢插枪停止向车辆充氢。
进一步地，在本发明所述的用于车辆充氢的控制方法中，还包括步骤：加氢控制器在输入车辆的氢气状态超出预设范围内的情况下直接向感应通信模块发送停止充氢指令。
进一步地，在本发明所述的用于车辆充氢的控制方法中，输入车辆的氢气状态包括下列各项的至少其中之一：输入车辆的氢气浓度、输入车辆的氢气压力和输入车辆的氢气温度。
进一步地，在本发明所述的用于车辆充氢的控制方法中，充氢条件包括：
车辆档位处于驻车档且车速为0km/h；
加氢控制器无故障；
车辆的高压主继电器处于断开状态；以及
输入车辆的氢气浓度、输入车辆的氢气压力和输入车辆的氢气温度在所述预设范围内。
进一步地，在本发明所述的用于车辆充氢的控制方法中，停止充氢条件包括下列各项的至少其中之一：
接收到加氢控制器的故障信号；
输入车辆的氢气浓度、输入车辆的氢气压力和输入车辆的氢气温度的至少其中之一超出预设范围；
接收到氢气加满的信号。
进一步地，在本发明所述的用于车辆充氢的控制方法中，述预设范围为：输入车辆的氢气浓度≤70ppm，输入车辆的氢气压力≤70MPa，且输入车辆的氢气温度在-40℃～85℃。
本发明所述的用于车辆充氢的控制系统和方法相较于现有技术具有如下所述的优点以及有益效果：
本发明所述的用于车辆充氢的控制系统实现了加氢控制器与整车控制器之间的交互，克服了现有技术的不足，极大地提供了采用本发明所述的控制系统时加氢操作的安全可靠性，极好地避免了由于无法实现加氢控制器与整车控制器之间的交互所带来的安全隐患，对于保证人员的生命安全。
此外，在一些实施方式中，所述的用于车辆充氢的控制系统还可以实现加氢控制器与整车控制器均实时检测车辆的充氢状态，一旦发生需要停止充氢的条件时，不会由于通信延时导致无法及时停止充氢，进一步地保证了操作安全。
此外，本发明所述的控制方法也同样具有上述的优点以及有益效果。
附图说明
图1为本发明所述的用于车辆充氢的控制系统在一些实施方式中的交互信息示意图。
图2为本发明所述的控制方法在一些实施方式中的控制逻辑图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图和具体的实施例对本发明所述的用于车辆充氢的控制系统和方法做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。
在本实施方式中，用于车辆充氢的控制系统与车辆的充氢插枪连接，其中，控制系统包括：感应通信模块、加氢控制器以及整车控制器。其中，感应通信模块与充氢插枪数据连接，感应通信模块被配置为感测充氢插枪是否插入并锁止在车辆加氢口的状态，而加氢控制器与感应通信模块连接，加氢控制器实时检测输入车辆的氢气状态，而整车控制器与加氢控制连接。
在一些优选的实施方式中，感应通信模块可以包括红外通信模块，而在一些更优选的实施方式中，红外通信模块可以包括红外探头。
关于本实施方式中的控制系统的工作原理，可以参见图1。图1为本发明所述的用于车辆充氢的控制系统在一些实施方式中的交互信息示意图。
如图1所示，当充氢插枪与控制系统连接时，感应通信模块在感测到充氢插枪插入并锁止在车辆加氢口的状态时，向加氢控制器发送充氢请求，加氢控制器在输入车辆的氢气状态处于预设范围内的情况下将该充氢请求传输给整车控制器，整车控制器在车辆满足充氢条件的情况下向加氢控制器发送充氢指令，加氢控制器将充氢指令传输给感应通信模块，以使得感应通信模块执行充氢指令。
而在车辆满足停止充氢条件的情况下，整车控制器还可以向加氢控制器发送停止充氢指令，加氢控制器将停止充氢指令传输给感应通信模块，以使得感应通信模块执行停止充氢指令，随后充氢插枪停止向车辆充氢。
输入车辆的氢气状态包括下列各项的至少其中之一：输入车辆的氢气浓度、输入车辆的氢气压力和输入车辆的氢气温度。
充氢条件包括：
车辆档位处于驻车档且车速为0km/h；
加氢控制器无故障；
车辆的高压主继电器处于断开状态；以及
输入车辆的氢气浓度、输入车辆的氢气压力和输入车辆的氢气温度在所述预设范围内。
而停止充氢条件包括下列各项的至少其中之一：
接收到加氢控制器的故障信号；
输入车辆的氢气浓度、输入车辆的氢气压力和输入车辆的氢气温度的至少其中之一超出所述预设范围；
接收到氢气加满的信号。
上述的预设范围为：输入车辆的氢气浓度≤70ppm，输入车辆的氢气压力≤70MPa，且输入车辆的氢气温度在-40℃～85℃。
图2为本发明所述的控制方法在一些实施方式中的控制逻辑图。
如图2所示，本实施方式中的控制方法包括步骤：当感应通信模块感测到车辆的充氢插枪插入并锁止在车辆加氢口时，其向加氢控制器发送充氢请求；加氢控制器实时检测输入车辆的氢气状态，并在输入车辆的氢气状态处于预设范围内的情况下，将充氢请求传输给整车控制器；整车控制器在车辆满足充氢条件的情况下向所述加氢控制器发送充氢指令；加氢控制器将充氢指令传输给感应通信模块；感应通信模块根据充氢指令控制充氢插枪向车辆充氢。
其中，步骤S01：充氢插枪插上，车辆上的感应通信模块识别到充氢插枪处于锁止状态时，发送充氢请求。感应通信模块实现充氢插枪与车辆充氢口的信息交互，同时完成与加氢控制器信息交互。
S02：感应通信模块将充氢请求信号转发给加氢控制器，加氢控制器实时监测氢气状态例如氢气浓度，氢气压力和氢气温度。
S03：加氢控制器通过固定帧报文唤醒整车控制器，紧接着整车控制器唤醒其他控制器，例如电池管理控制器或是电极控制器，以控制车辆停止或是高压主继电器断开，随后加氢控制器根据实时监测结果判定是否向整车控制器发送充氢请求，若满足充氢条件，则向整车控制器发送充氢请求，若不满足充氢条件，则加氢控制器直接向感应通信模块发送停止充氢指令。
S04：整车控制器接收到加氢控制器发送的充氢请求，实时监测车辆状态和加氢控制器的状态。
S05：整车控制器根据车辆的状态和加氢控制器的状态，判定是否向加氢控制器发送充氢指令。车辆状态和加氢控制器满足下列条件，则整车控制器向加氢控制器发送充氢指令，否则，整车控制器向加氢控制器发送充氢指令。
条件包括：
车辆档位处于驻车档且车速为0km/h；
加氢控制器没有停止充氢故障位报出；
车辆的高压主继电器处于断开状态；
输入车辆的氢气浓度、输入车辆的氢气压力和输入车辆的氢气温度在所述预设范围内。
S06：加氢控制器将所述充氢指令传输给感应通信模块，以使得感应通信模块执行充氢指令；
S07：整车控制器根据车辆状态和加氢控制器的状态，判断是否向加氢控制器发送停止充氢指令，车辆状态满足下列条件之一，则整车控制器向加氢控制器发送停止充氢指令。
条件包括：
接收到加氢控制器的故障信号；
输入车辆的氢气浓度、输入车辆的氢气压力和输入车辆的氢气温度的至少其中之一超出所述预设范围；
接收到氢气加满的信号。
S08：若整车控制器向加氢控制器发送充氢停止指令，则加氢控制器协调充氢枪停止充氢。
上述步骤中，预设范围为：输入车辆的氢气浓度≤70ppm，输入车辆的氢气压力≤70MPa，且输入车辆的氢气温度在-40℃～85℃。
综上所述可以看出，本发明所述的用于车辆充氢的控制系统实现了加氢控制器与整车控制器之间的交互，克服了现有技术的不足，极大地提供了采用本发明所述的控制系统时加氢操作的安全可靠性，极好地避免了由于无法实现加氢控制器与整车控制器之间的交互所带来的安全隐患，对于保证人员的生命安全。
此外，在一些实施方式中，所述的用于车辆充氢的控制系统还可以实现加氢控制器与整车控制器均实时检测车辆的充氢状态，一旦发生需要停止充氢的条件时，不会由于通信延时导致无法及时停止充氢，进一步地保证了操作安全。
此外，本发明所述的控制方法也同样具有上述的优点以及有益效果。
需要说明的是，本发明的保护范围中现有技术部分并不局限于本申请文件所给出的实施例，所有不与本发明的方案相矛盾的现有技术，包括但不局限于在先专利文献、在先公开出版物，在先公开使用等等，都可纳入本发明的保护范围。
此外，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。
还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本发明的具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种用于车辆充氢的控制系统，其与车辆的充氢插枪连接；其特征在于，所述控制系统包括：
感应通信模块，其与所述充氢插枪数据连接，所述感应通信模块被配置为感测充氢插枪是否插入并锁止在车辆加氢口的状态；
加氢控制器，其与所述感应通信模块连接，所述加氢控制器实时检测输入车辆的氢气状态；
整车控制器，其与所述加氢控制器连接；
其中，所述感应通信模块在感测到充氢插枪插入并锁止在车辆加氢口的状态时，向加氢控制器发送充氢请求；所述加氢控制器在输入车辆的氢气状态处于预设范围内的情况下将所述充氢请求传输给整车控制器；所述整车控制器在车辆满足充氢条件的情况下向所述加氢控制器发送充氢指令，所述加氢控制器将所述充氢指令传输给感应通信模块，以使得感应通信模块执行充氢指令。
2.如权利要求1所述的用于车辆充氢的控制系统，其特征在于：所述感应通信模块包括红外通信模块。
3.如权利要求2所述的用于车辆充氢的控制系统，其特征在于：所述红外通信模块包括红外探头。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的用于车辆充氢的控制系统，其特征在于，所述整车控制器还被配置为：在车辆满足停止充氢条件的情况下向所述加氢控制器发送停止充氢指令，所述加氢控制器将所述停止充氢指令传输给感应通信模块，以使得感应通信模块执行停止充氢指令。
5.如权利要求1所述的用于车辆充氢的控制系统，其特征在于，所述加氢控制器还被配置为：在输入车辆的氢气状态超出所述预设范围的情况下，直接向感应通信模块发送停止充氢指令。
6.一种用于车辆充氢的控制方法，其特征在于，包括步骤：
当感应通信模块感测到车辆的充氢插枪插入并锁止在车辆加氢口时，其向加氢控制器发送充氢请求；
加氢控制器实时检测输入车辆的氢气状态，并在输入车辆的氢气状态处于预设范围内的情况下，将所述充氢请求传输给整车控制器；
所述整车控制器在车辆满足充氢条件的情况下向所述加氢控制器发送充氢指令；
所述加氢控制器将所述充氢指令传输给感应通信模块；
所述感应通信模块根据所述充氢指令控制充氢插枪向车辆充氢。
7.如权利要求6所述的用于车辆充氢的控制方法，其特征在于，还包括步骤：所述整车控制器在车辆满足停止充氢条件的情况下向所述加氢控制器发送停止充氢指令，所述加氢控制器将停止充氢指令传输给感应通信模块，所述感应通信模块根据所述停止充氢指令控制充氢插枪停止向车辆充氢。
8.如权利要求6或7所述的用于车辆充氢的控制方法，其特征在于，还包括步骤：所述加氢控制器在输入车辆的氢气状态超出所述预设范围内的情况下直接向感应通信模块发送停止充氢指令。
9.如权利要求6所述的用于车辆充氢的控制方法，其特征在于，所述输入车辆的氢气状态包括下列各项的至少其中之一：输入车辆的氢气浓度、输入车辆的氢气压力和输入车辆的氢气温度。
10.如权利要求6所述的用于车辆充氢的控制方法，其特征在于，所述充氢条件包括：
车辆档位处于驻车档且车速为0km/h；
加氢控制器无故障；
车辆的高压主继电器处于断开状态；以及
输入车辆的氢气浓度、输入车辆的氢气压力和输入车辆的氢气温度在所述预设范围内。
11.如权利要求7所述的用于车辆充氢的控制方法，其特征在于，所述停止充氢条件包括下列各项的至少其中之一：
接收到加氢控制器的故障信号；
输入车辆的氢气浓度、输入车辆的氢气压力和输入车辆的氢气温度的至少其中之一超出所述预设范围；
接收到氢气加满的信号。
12.如权利要求9-11中任意一项所述的用于车辆充氢的控制方法，其特征在于，所述预设范围为：输入车辆的氢气浓度≤70ppm，输入车辆的氢气压力≤70MPa，且输入车辆的氢气温度在-40℃～85℃。
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