СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ БАЛЛОНОВ НА АВТОТРАНСПОРТЕ, РАБОТАЮЩЕМ НА КПГ И ВОДОРОДЕ Российский патент 2024 года по МПК F02D19/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее техническое решение относится к области вычислительной техники, в частности к способам контроля состояния баллонов на транспорте, работающем на компримированном природном газе или водороде.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Из уровня техники известно решение, выбранное в качестве наиболее близкого аналога, RU 2797731 C1, опубл. 08.06.2023. Аналог относится к области транспорта, а именно к способам работы систем, осуществляющих мониторинг движения транспортного средства (ТС) и учитывающих расход и другие параметры газообразного и жидкого топлива в любой момент времени. Технический результат аналога заключается в повышении точности представления данных о работе ТС, его двигателя, системы газобаллонного оборудования (ГО) и других вспомогательных систем. Способ работы системы мониторинга параметров ГО и учета расхода топлива двигателя ТС, работающего на газовом или газовом и жидком топливе, заключается в том, что проводят замер давления, температуры и уровня газа в баллонах ГО, а также мониторинг геометрии и положения в любой момент времени баллона ГО, мониторинг состояния запорной аппаратуры ГО и загрязнений баллонов ГО, проводят мониторинг показаний с приборов измерения расхода топлива, в том числе природного газа, после чего полученную информацию хранят, передают, обрабатывают и проводят анализ. Получают, хранят, передают, обрабатывают и проводят анализ информации о качестве выхлопных газов, а именно о составе продуктов сгорания, определяющих состав горючей смеси. Используют программное обеспечение для реализации процессов сбора, хранения, обработки и анализа информации, на основе указанного анализа получают информацию о состоянии ГО и расходе топлива двигателя ТС.

Предлагаемое техническое решение направлено на устранение недостатков современного уровня техники и отличается от известных решений тем, что предложенное решение позволяет комплексно и качественно оценивать температурный профиль каждого баллона и на основании этих данных определять, закрыт или открыт баллон. Предложенное решение позволяет проводить раннюю диагностику исправности системы газобаллонного оборудования автомобиля (ГБО).

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Технической проблемой, на решение которой направлено заявленное решение, является создание способа контроля состояния баллонов на транспорте, работающем на компримированном природном газе или водороде. Дополнительные варианты реализации настоящего изобретения представлены в зависимых пунктах изобретения.

Технический результат заключается в обеспечении качественного контроля состояния (открыт/закрыт) баллонов в автотранспорте, работающем компримированном природном газе или водороде, а также повышении безопасности при осуществлении заправки/выпуска газа и при выполнении технических регламентных работ в закрытых помещениях.

Заявленный технический результат достигается за счет реализации способа контроля состояния баллонов на транспорте, работающем на компримированном природном газе или водороде, включающий этапы, на которых посредством контроллера на непрерывной основе осуществляют опрос датчиков температуры, установленных на каждом баллоне, и датчика давления, установленного в магистрали системы газобаллонного оборудования; посредством контроллера осуществляют передачу значения температуры каждого баллона в систему мониторинга через терминал мониторинга, причем заранее предустановлено, что при заправке наблюдается увеличение давления и температуры газа в баллонах, а при сливе наблюдается снижение давления и температуры газа в баллонах; осуществляют анализ равномерности изменения температуры всех баллонов и определение потенциально закрытого баллона на основании разницы температурных профилей и дальнейшую передачу на бортовой компьютер автомобиля соответствующего сообщения через CAN протокол информации о номере потенциально закрытого баллона для уведомления водителя.

В частном варианте реализации описываемого способа, температурные профили баллонов отправляются в систему мониторинга транспорта, где появляется возможность визуально наблюдать процесс заправки или слива газа.

В другом частном варианте реализации описываемого способа, на основании данных по давлению с учетом температурного профиля баллонов микроконтроллер определяет, осуществляется заправка или выпуск газа.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Реализация изобретения будет описана в дальнейшем в соответствии с прилагаемыми чертежами, которые представлены для пояснения сути изобретения и никоим образом не ограничивают область изобретения. К заявке прилагается следующий чертеж:

Фиг. 1 иллюстрирует общую блок-схему способа контроля состояния баллонов на транспорте, работающем на компримированном природном газе или водороде.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В приведенном ниже подробном описании реализации изобретения приведены многочисленные детали реализации, призванные обеспечить отчетливое понимание настоящего изобретения. Однако, квалифицированному в предметной области специалисту, будет очевидно каким образом можно использовать настоящее изобретение, как с данными деталями реализации, так и без них. В других случаях хорошо известные методы, процедуры и компоненты не были описаны подробно, чтобы не затруднять излишне понимание особенностей настоящего изобретения.

Кроме того, из приведенного изложения будет ясно, что изобретение не ограничивается приведенной реализацией. Многочисленные возможные модификации, изменения, вариации и замены, сохраняющие суть и форму настоящего изобретения, будут очевидными для квалифицированных в предметной области специалистов.

Настоящее техническое решение позволяет осуществлять эффективный контроль состояния (открыт/закрыт) баллонов в автотранспорте, работающем на компримированном природном газе (КПГ) или водороде, при осуществлении заправки/выпуска газа с целью обеспечения достоверного расчета количества топлива и безопасности при выполнении технических регламентных работ в закрытых помещениях. При эксплуатации автомобильного транспорта на КПГ (метан) или водороде для обеспечения достоверного расчета количества топлива при заправке необходимо точно знать, что все баллоны, которыми оборудован автомобиль открыты. При проведении технического обслуживания автомобильного транспорта на КПГ (метан) и водороде для обеспечения безопасности проведения работ в ремонтных боксах и исключения аварийного стравливания газа в закрытом помещении осуществляется выпуск/перекачка газа в станции аккумулирования газа. При этом необходимо убедиться, что все баллоны открылись и газ из них выпущен.

Таким образом, настоящее техническое решение позволяет комплексно и качественно оценивать температурный профиль каждого баллона и на основании этих данных определять закрыт или открыт баллон. Предложенное решение позволяет проводить раннюю диагностику исправности системы газобаллонного оборудования автомобиля (ГБО), а также значительно повышает безопасность при осуществлении заправки/выпуска газа и при выполнении технических регламентных работ в закрытых помещениях за счет комплексного мониторинга системы ГБО.

Для реализации настоящего изобретения могут использоваться следующие технические компоненты.

1. Датчик температуры, состоящий из:

a. Цифрового датчика температуры с интерфейсом 1-Wire;

b. Корпуса с элементами крепления к баллону.

2. Мультисенсор, являющийся комбинированным датчиком и измеряющий давление и температуру газа в магистрали ГБО (например, RU214717U1, опубл. 11.11.2022).

3. Плата контроллера, которая состоит из:

a. Микроконтроллера;

b. Драйвера интерфейса CAN;

4. Встроенный алгоритм работы платы микроконтроллера.

Алгоритм работы платы микроконтроллера позволяет осуществлять опрос датчиков температуры, передачу значения температуры каждого баллона в систему мониторинга через терминал мониторинга, анализ равномерности изменения температуры всех баллонов и определение потенциально закрытого баллона на основании разницы температурных профилей, передачу в систему автомобиля по CAN номера потенциально закрытого баллона. На основании данных по давлению с учетом температурного профиля баллонов микроконтроллер определяет, осуществляется заправка или выпуск газа.

5. Терминал системы мониторинга с интерфейсом CAN.

Система мониторинга - распределенная система, которая обеспечивает агрегирования данных о состоянии транспортного средства с целью контроля (мониторинга). Общий состав системы мониторинга: терминал мониторинга; сервера сбора данных; web-сервис для доступа к данным, отображения и аналитики данных.

Терминал мониторинга - устройство, которое устанавливается на транспортное средство, обеспечивает передачу на сервера системы мониторинга контролируемых параметров с привязкой к местоположению (координатам) транспортного средства.

На фигуре 1 проиллюстрирована общая блок-схема способа контроля состояния баллонов на транспорте, работающем на компримированном природном газе или водороде, где 1 - баллон с газом, 2 - датчик температуры.

Датчик температуры (2) размещается на баллоне (1), либо может использоваться датчик температуры, изначально встроенный в баллон при его изготовлении. Для баллонов типа I целесообразно устанавливать датчик на корпусе баллона подальше от днища, в котором установлен клапан. Для баллонов типа II датчик необходимо устанавливать на днище баллона без клапана.

В изобретении контроллер последовательно опрашивает все датчики, получает значение температуры и в непрерывно оценивает давление в системе. При заправке наблюдается увеличение давления и температуры газа в баллонах. При сливе наблюдается снижение давления и температуры газа в баллонах.

В случае если вентиль баллона закрыт (механически, не исправен электромагнитный клапан) изменение температуры газа в данном баллоне отсутствует, либо является незначительным (вследствие контактного охлаждения от других баллонов).

Анализируя градиент температуры баллонов, контроллер определяет закрытый баллон и сообщает об этом водителю, передавая по CAN на бортовой компьютер автомобиля соответствующее сообщение.

Температурные профили баллонов могут отправляться в систему мониторинга, где можно визуально наблюдать процесс заправки или слива газа.

В одном из вариантов реализации автомобиль оборудован для работы на компримированном природном газе. Система газобаллонного оборудования имеет N баллонов, подключенных к общей магистрали через электромагнитный клапан. Для оценки уровня топлива автомобиль может быть дополнительно оборудован датчиком уровня топлива INRADIUS CNG. Датчик определяет уровень топлива путем вычисления на основании информации о давлении газа в системе, его температуре и суммарном объеме баллонов автомобиля (данный параметр является постоянным и задается при установке и конфигурировании датчика).

Вариант реализации заявленного технического решения при заправке топлива. Если хотя бы один баллон закрыт (неисправен электромагнитный клапан, либо механически закрыт) суммарный действующий объем баллонов меньше номинального объема, но датчик об этом не знает. Таким образом, расчетное значение уровня топлива после заправки, полученное датчиком, будет больше фактического. При использовании данного способа при заправке температура закрытого баллона не будет меняться и датчик может: скорректировать суммарный объем баллонов и верно определить уровень топлива. Также информация о неисправном баллоне может быть передана в систему мониторинга и на бортовой компьютер с целью информирования служб предприятия и водителя о неисправности данного баллона.

Вариант реализации заявленного технического решения при сливе топлива. При выполнении технического обслуживания для обеспечения безопасности работ необходимо выполнить опорожнение баллонов с газом и его перекачку в систему аккумулирования газа. Это особо актуально при проведении технических работ с автотранспортом в условиях севера в зимний период, когда автотранспорт перемещается в отапливаемое помещение (гараж). При нагревании до температуры помещения давление газа внутри баллонов будет увеличиваться и при достижении порогового значения произойдет его принудительный выпуск в закрытом помещении (гараж), где работают люди.

При использовании указанного способа датчик при опорожнении баллонов по температурному профилю определит закрытый баллон и оповестит об этом водителя через бортовой компьютер автотранспорта или службу предприятия через систему мониторинга.

В настоящих материалах заявки было представлено предпочтительное раскрытие осуществление заявленного технического решения, которое не должно использоваться как ограничивающее иные, частные воплощения его реализации, которые не выходят за рамки испрашиваемого объема правовой охраны и являются очевидными для специалистов в соответствующей области техники.

Изобретение относится к способу контроля состояния баллонов на транспорте, работающем на компримированном природном газе или водороде. Технический результат - обеспечение качественного контроля состояния (открыт/закрыт) баллонов в автотранспорте, работающем на компримированном природном газе или водороде. Посредством контроллера на непрерывной основе осуществляют опрос датчиков температуры, установленных на каждом баллоне, и датчика давления, установленного в магистрали системы газобаллонного оборудования. Посредством контроллера осуществляют передачу значения температуры каждого баллона в систему мониторинга через терминал мониторинга, причем заранее предустановлено, что при заправке наблюдается увеличение давления и температуры газа в баллонах, а при сливе наблюдается снижение давления и температуры газа в баллонах. Осуществляют анализ равномерности изменения температуры всех баллонов, и определение потенциально закрытого баллона на основании разницы температурных профилей, и дальнейшую передачу на бортовой компьютер автомобиля соответствующего сообщения через CAN протокол информации о номере потенциально закрытого баллона для уведомления водителя. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ контроля состояния баллонов на транспорте, работающем на компримированном природном газе или водороде, включающий этапы, на которых посредством контроллера на непрерывной основе осуществляют опрос датчиков температуры, установленных на каждом баллоне, и датчика давления, установленного в магистрали системы газобаллонного оборудования; посредством контроллера осуществляют передачу значения температуры каждого баллона в систему мониторинга через терминал мониторинга, причем заранее предустановлено, что при заправке наблюдается увеличение давления и температуры газа в баллонах, а при сливе наблюдается снижение давления и температуры газа в баллонах; осуществляют анализ равномерности изменения температуры всех баллонов и определение потенциально закрытого баллона на основании разницы температурных профилей и дальнейшую передачу на бортовой компьютер автомобиля соответствующего сообщения через CAN протокол информации о номере потенциально закрытого баллона для уведомления водителя.

2. Способ по п.1, в котором температурные профили баллонов отправляются в систему мониторинга транспорта, где появляется возможность визуально наблюдать процесс заправки или слива газа.

3. Способ по п.1, в котором на основании данных по давлению с учетом температурного профиля баллонов микроконтроллер определяет, осуществляется заправка или выпуск газа.