CN109312674A - 确定气罐系统中的阀的正常操作的方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于确定气罐系统中的阀的正常操作的方法。气罐系统包括多个气罐和阀装置。每个气罐和阀装置包括气罐和设置在所述气罐下游的通道处的至少一个阀。该方法包括以下步骤：打开第一组气罐和阀装置中的通道处的阀；确定所有已被打开的所述阀下游的第一压力值；除一个气罐和阀装置外，关闭所有气罐和阀装置处的通道；等待预定量的时间；确定其阀尚未被关闭的气罐和阀装置下游的第二压力值；并且基于被确定的所述第一和所述第二压力值来确定尚未被关闭的所述至少一个阀是否正常操作。

Description

确定气罐系统中的阀的正常操作的方法

技术领域

本申请涉及一种用于确定气罐系统中的阀的正常操作的方法。本发明还涉及一种用于确定气罐系统中的阀的正常操作的系统、一种计算机程序和一种计算机程序制品。

背景技术

具有燃气发动机的交通工具，特别是使用压缩天然气CNG作为燃料的交通工具通常具有数个气瓶作为储罐。法律经常要求这些气瓶配备阀，一旦发动机关闭该阀就会自动关闭。在燃气发动机操作期间，通常气瓶的所有阀都打开，以便为燃气发动机提供气体。但是，如果阀无法打开，燃气发动机可用的燃料就会减少。

向交通工具驾驶员的燃料指示假定气瓶中的所有气体都可用于发动机。特别是关于交通工具的剩余巡航范围的计算，即交通工具在补充燃料之前可以行驶的距离，假设所有的气体都是可用的。如果阀无法打开，则剩余巡航范围的计算将显示错误的值。这可能导致交通工具的驾驶员无法驾驶到他计划补充燃料的燃料站。相反，交通工具可能会停在路上并需要在那里补充燃料或需要被拖走。两种替代方案都会导致相当大的成本和时间损失。

目前无法检测阀是否无法打开。

发明内容

因此需要提供一种用于确定气罐系统中的阀的正常操作的方法。

因此，本发明的一目的是提供一种用于确定气罐系统中的阀的正常操作的方法、一种系统、一种计算机程序和一种计算机程序制品。本发明的另一个目的是提供一种气罐系统和一种具有用于确定气罐系统中的阀的正常操作的系统的交通工具。

本发明的另一目的是提供一种用于确定气罐系统中的阀的正常操作的替代方法、一种系统、交通工具、一种计算机程序和一种计算机程序制品。

根据一个方面，本公开涉及一种用于确定气罐系统中的阀的正常操作的方法。气罐系统包括多个气罐和阀装置。每个气罐和阀装置包括气罐和设置在所述气罐下游的通道处的至少一个阀。该方法包括打开第一组气罐和阀装置中的通道处的阀的步骤。所述第一组从多个气罐和阀装置中取得。第一组包括至少两个气罐和阀装置。该方法还包括确定在所有已打开的阀下游的气体输送装置处的第一压力值的步骤。该方法还包括通过关闭除了一个气罐和阀装置之外的所有气罐和阀装置的每个通道处的至少一个阀来关闭这种通道的步骤，对于所述一个气罐和阀装置，气罐和阀装置的通道处的所述至少一个阀未被关闭。所述一个气罐和阀装置被包括在所述第一组中。该方法还包括等待预定量的时间。替代地或附加地，该方法包括使来自气罐系统的预定量的气体经过所述第一压力已被确定的位置。该方法还包括确定在其阀尚未被关闭的气罐和阀装置下游的所述气体输送装置处的第二压力值，并且基于被确定的所述第一和所述第二压力值来确定尚未被关闭的所述至少一个阀是否正常操作。

因此，可以确定气罐系统中的阀是否正常操作。该方法还可以在许多现有的气罐和阀系统上执行。为了执行该方法的步骤，不需要在常见气罐系统中不存在的额外部件。因此，可以在不需要更换或向常见气罐系统添加部件的情况下执行该方法。通过确定无法正常操作的阀，可以通过执行对策来避免或至少减少来自阀的无法正常操作的负面影响。

在一个实施例中，确定尚未被关闭的所述至少一个阀是否正常操作是基于被确定的所述第二压力值是否从所述被确定的所述第一压力值偏离预定阈值。这是确定阀的正常操作的在计算方面快速的方法。

在一个实施例中，重复该方法的各步骤。具有未被关闭的通道的那个气罐和阀装置在每次重复运行该方法的各步骤中改变。这允许确定数个不同阀的正常操作。

在一个实施例中，第一组气罐和阀装置对应于气罐系统中的所有气罐和阀装置。这降低了溢流阀在执行该方法期间将会执行各动作的风险。因此，该方法的结果具有较高置信度。

在一个实施例中，该方法还包括确定一组预定条件是否得到满足的步骤。该方法的其它步骤仅在所述一组预定条件得到满足时才被执行。这降低了在气罐系统处或承载气罐系统的平台处执行的其它方法将会以不利方式干扰该方法的风险。

在一个实施例中，确定一组预定条件是否得到满足的步骤被间歇地或连续地执行。当确定所述一组预定条件没有得到满足时，该方法被中止。这降低了在气罐系统处或承载气罐系统的平台处执行的其它方法将以不利方式干扰该方法的风险。

在一个实施例中，该方法还包括向气罐系统的操作者或维修技术人员指示一个或多个阀已被确定为无法正常操作的步骤。这极大地便于针对无法正常操作的阀采取对策。对策的实施例是阀的更换或维修，和/或各值(诸如承载气罐系统的平台的巡航范围、诸如燃料的剩余可用量等)的校正。

在一个实施例中，该方法用于确定交通工具的气罐系统中的阀的正常操作。到目前为止所描述的优点对于交通工具特别实用。

根据一个方面，本公开涉及一种用于确定气罐系统中的阀的正常操作的系统。气罐系统包括多个气罐和阀装置。每个气罐和阀装置包括气罐和设置在所述气罐下游的通道处的至少一个阀。用于确定气罐系统中的阀的正常操作的系统包括用于打开第一组气罐和阀装置中的通道处的阀的构件。所述第一组从多个气罐和阀装置中取得。第一组包括至少两个气罐和阀装置。用于确定气罐系统中的阀的正常操作的所述系统还包括用于确定所有已被打开的所述阀下游的气体输送装置处的第一压力值的构件。用于确定气罐系统中的阀的正常操作的所述系统还包括用于通过关闭除了一个气罐和阀装置之外的所有气罐和阀装置的每个通道处的至少一个阀来关闭这种通道的构件，对于所述一个气罐和阀装置，气罐和阀装置的通道处的所述至少一个阀未被关闭。所述一个气罐和阀装置被包括在第一组中。用于确定气罐系统中的阀的正常操作的所述系统还包括用于确定已经过预定量的时间的构件，和/或用于确定来自气罐系统的预定量的气体已通过第一压力已被确定的位置的构件。用于确定气罐系统中的阀的正常操作的所述系统还包括用于确定其阀尚未被关闭的气罐和阀装置下游的所述气体输送装置处的第二压力值的构件。用于确定气罐系统中的阀的正常操作的所述系统还包括用于基于被确定的所述第一和所述第二压力值来确定尚未被关闭的所述至少一个阀是否正常操作的构件。

根据一实施方式，用于确定气罐系统中的阀的正常操作的所述系统还包括用于确定一组预定条件是否得到满足的构件。

根据一实施方式，用于确定气罐系统中的阀的正常操作的所述系统还包括用于向气罐系统的操作者或维修技术人员指示已被确定为无法正常操作的阀的构件。

根据一个方面，本公开涉及一种气罐系统，其包括用于确定气罐系统中的阀的正常操作的系统。

根据一个方面，本公开涉及一种交通工具，其包括用于确定气罐系统中的阀和/或气罐系统的正常操作的系统。

根据一个方面，本公开涉及一种用于确定气罐系统中的阀的正常操作的计算机程序。气罐系统包括多个气罐和阀装置。每个气罐和阀装置包括气罐和设置在所述气罐下游的通道处的至少一个阀。该计算机程序包括用于使电子控制单元或连接到电子控制单元的计算机执行根据本公开的方法的步骤的程序代码。

根据一方面，本公开涉及一种计算机程序制品，其包含被存储在计算机可读介质上的程序代码，用于当所述计算机程序在电子控制单元或连接到电子控制单元的计算机上运行时执行根据本公开的方法的方法步骤。

该系统、交通工具、气罐系统、该计算机程序和该计算机程序制品具有如结合根据本公开的方法的相应实施例描述的相应优点。

本发明的其它优点在以下具体实施方式中描述和/或将会在执行本发明时由本领域技术人员想到。

附图说明

为了更详细地理解本发明及其目的和优点，参考下面的具体实施方式，其应与附图一起阅读。相同的附图标记表示不同附图中的相同组件。在下文中，

图1以示意性方式示出根据本发明的一个实施方式的交通工具；

图2以示意性方式示出包括根据本发明一个实施方式的系统的发动机系统；

图3以示意性的方式示出具有燃气发动机的交通工具中的压力与剩余燃料之间的关系；

图4a以示意性方式示出当阀正常操作时根据本发明的压力测量的可能结果；

图4b以示意性方式示出当阀无法正常操作时根据本发明的压力测量的可能结果；

图5以示意性方式示出根据本发明的方法的实施例的流程图；和

图6以示意性方式示出可以与本发明结合使用的设备。

具体实施方式

图1示出交通工具100的侧视图。在所示的实施例中，交通工具包括牵引车单元110和拖车单元112。交通工具100可以是重型交通工具，诸如卡车。

在一个实施例中，没有拖车单元连接到交通工具100。交通工具100可以包括燃气发动机。交通工具包括气罐系统。交通工具100包括发动机系统299，参见图2a。发动机系统299可以布置在牵引车单元110中。

在一个实施例中，交通工具100是公共汽车。交通工具100可以是包括气罐系统的任何类型的交通工具。包括气罐系统的交通工具的其它实施例是船、乘用车辆、建筑车辆和机车。本发明还可以与除交通工具之外的任何其它平台结合使用，只要该平台包括气罐系统即可。一个实施例是具有气罐系统的发电厂。

根据本发明的一个方面的创新方法和创新系统也非常适合于例如包括工业发动机和/或发动机驱动的工业机器人的系统。

尽管在下面主要结合燃气发动机进行描述，但应当强调的是，不需要具有连接到燃气罐系统的燃气发动机以实现本发明的构思。

术语“链路”在本文中指的是通信链路，其可以是物理连接(诸如光电通信线路)或者非物理连接(诸如无线连接)，例如无线电链路或微波链路。

图2示意性地示出发动机系统299的实施方式，所述发动机系统包括气罐系统225并且包括用于确定根据本发明的气罐系统中的阀的正常操作的系统。应当强调的是，并非发动机系统299的所有部件在用于确定气罐系统中的阀的正常操作的系统中都是必需的。必需的部件仅是所附权利要求中的那些。然而，由于用于确定气罐系统中的阀的正常操作的系统必然将与气罐系统相互作用，因此气罐系统和用于确定气罐系统中的阀的正常操作的系统两者在发动机系统299中被组合，并且结合图2进行解释。

所述发动机系统299包括气罐系统225。所述气罐系统225包括多个气罐和阀装置215a，215b，……。在所示的实施例中，绘制出四个气罐和阀装置，其中第一个气罐和阀装置215a以及第二气罐和阀装置215b用附图标记表示。气罐和阀装置的数量是任意的。在一个实施例中，八到十个气罐和阀装置被包括在气罐系统225中。为了使本公开起作用，气罐系统255中的气罐和阀装置的最小数量是两个。

每个气罐和阀装置包括气罐和设置在所述气罐下游的通道处的至少一个阀。第一气罐和阀装置215a包括第一气罐210a、第一电动控制阀220a和第一手动控制阀221a。第一电动控制阀220a和第一手动控制阀221a两者都布置在所述第一气罐210a下游的第一通道260a处。

第二气罐和阀装置215b包括第二气罐210b和第二电动控制阀220b。第二电动控制阀220b布置在所述第二气罐210b下游的第二通道260b处。

相应的部件被包括在未编号的第三和第四气罐和阀装置中。举例而言，描绘了第三气罐210c和第四气罐210d以及数个另外的阀。气罐和阀装置中的阀的数量是任意的，只要提供至少一个阀即可。优选地，每个气罐和阀装置中的至少一个阀是自动控制阀。自动控制阀的实施例是电动控制阀、气动控制阀、液压控制阀等。在所示的实施例中，第一手动控制阀221a位于第一电动控制阀220a下游。在第一手动控制阀221a位于第一电动控制阀220a上游的情况下，本公开也将起作用。

气罐系统225的电动控制阀可以布置成在接收电压时打开。该电压在一个实施例中为24伏。气罐系统225的电动控制阀可以布置成在未接收预定的电压时关闭。因此，任何所述电动控制阀可能会关闭，或者在阀无法正常操作的情况下保持关闭。在一个实施例中，术语无法正常操作涉及未正常打开。无法正常操作的阀通常阻止气体通过包括该阀的气罐和阀装置的通道排出。

气罐和阀装置中的所述通道可以是用于输送气体的任何合适的通道。通道可以是例如配管、软管、管道、通路等。通道可以是刚性的或柔性的。

发动机系统299包括四个溢流阀。第一溢流阀230a布置在第一通道260a下游。第一溢流阀230a布置成在流量超过预定阈值的情况下停止第一通道260a中的气流。在那种情况下，第一溢流阀230a将关闭，从而防止第一通道260a中的气体流过第一溢流阀230a。相应的溢流阀布置在第二、第三和第四气罐和阀装置下游。在一个实施方式中，仅存在一个溢流阀。该仅一个溢流阀可以位于气罐系统225下游的来自不同气罐和阀装置的通道所结合的位置。在图2中，这将会例如对应于元件240的左侧或右侧的位置。

溢流阀也可以处于气罐和阀装置中的一个或数个阀上游。

发动机系统299还包括压力传感器240。压力传感器240位于气罐系统225下游。压力传感器240位于气体输送装置处。在一个实施例中，气体输送装置包括关于通道描述的任何部件，诸如配管、软管等。在所示的实施例中，压力传感器240位于气罐系统225下游的来自不同气罐和阀装置的通道已组合的位置。压力传感器240可以是用于确定传感器位置处的气压的任何合适的传感器。压力传感器240布置成确定经过传感器的气体的第一压力值。压力传感器240布置成确定经过传感器的气体的第二压力值。在一个实施例中，压力传感器240布置成结合将会在下文中进一步详细描述的第一控制单元200执行第一和/或所述第二压力值的所述确定。

应当注意的是，压力传感器240不一定位于如图所示的输送装置中。在一个实施例中，压力传感器240位于输送装置的偏置位置。这例如可以是输送装置的侧管(未示出)。偏置位置优选地定位成使得该位置处的气压与输送装置中的气压相同，或者至少具有与输送装置中的气压的已知关系。因此，位于传输装置的偏置位置处的压力传感器仍然在传输装置处，尽管不在其中。

发动机系统299包括气体调节器系统250。气体调节器系统包括气体调节器255。气体调节器系统250布置在气罐系统225下游。气体调节器系统250位于气体输送装置处。气体调节器255具有高压HP侧。HP侧位于暴露于来自气罐系统225的气流的一侧。在一个实施例中，HP侧上的压力在0和200bar之间的范围内。这将相对于图3更加详细说明。气体调节器255具有低压LP侧。LP侧位于未暴露于来自气罐系统225的气流的一侧。气体调节器系统250布置成将压力从HP侧传递到LP侧。

发动机系统299包括燃气发动机270。燃气发动机270可以布置成推进交通工具。燃气发动机270与气罐系统225气流接触。燃气发动机具有优选的输入气压。该优选的输入气压由气体调节器系统提供。在一个实施例中，优选的输入气压是8bar，或大约8bar。在这种情况下，气体调节器系统255布置成从HP侧传递气压，使得该气压在LP侧将达到8bar。

在所示的实施例中，仅存在一个气压传感器240。在另一实施方式中，存在两个或更多个气压传感器。第二气压传感器可以布置在气压传感器240上游或下游。接下来，第一和/或第二压力值可以由第二气压传感器确定。

第一气压值必须在所有打开的阀下游的位置确定。通过将第一气压传感器240定位在来自不同气罐和阀装置的通道所结合的位置下游的位置处，这可以得到保证。然而，第二气压值仅须在一个气罐和阀装置的阀下游确定。因此，在一个实施例中，第二气压值可以在第一机械操作阀221a与第一溢流阀230a之间的位置处确定。用于确定第二气压值的这种位置的缺点是必须使用第二气压传感器。此外，优选地，在其它气罐和阀装置下游也需要相应的气压传感器。

发动机系统299包括第一控制单元200。

所述第一控制单元200布置成控制所述燃气发动机270的操作。所述第一控制单元200布置成经由链路L270与所述燃气发动机270通信。所述第一控制单元200布置成接收来自所述燃气发动机270的信息。

所述第一控制单元200布置成控制所述气体调节器系统250的操作。所述第一控制单元200布置成经由链路L250与所述气体调节器系统250通信。所述第一控制单元200布置成接收来自所述气体调节器系统250的信息。

所述第一控制单元200布置成控制所述压力传感器240的操作。所述第一控制单元200布置成经由链路L240与所述压力传感器240通信。所述第一控制单元200布置成接收来自所述压力传感器240的信息。在发动机系统299包括多个压力传感器的情况下，所述第一控制单元200可以布置成与这些多个压力传感器中的每一个压力传感器通信。接下来，所述第一控制单元200可以布置成接收来自所述多个压力传感器的信息。

所述第一控制单元200和/或所述压力传感器240布置成确定气体输送装置处的第一压力值。所述第一控制单元200和/或所述压力传感器240布置成确定气体输送装置处的第二压力值。

所述第一控制单元200布置成控制所述气罐系统225的操作。特别地，所述第一控制单元200布置成控制气罐和阀装置215a，215b，......的操作。特别地，所述第一控制单元200设置用于控制气罐和阀装置215a，215b，......中的阀的操作。所述第一控制单元200布置成经由至少一个链路与气罐和阀装置中的所述阀通信。在所示的实施例中，仅绘制出一个链路L220d，用于第一控制单元200与特定阀之间的通信。所述第一控制单元200布置成接收来自所述特定阀的信息。然而，应当理解的是，关于特定阀的说法对于每个气罐和阀装置中的至少一个阀也是成立的。其它链路已被省略，为了使附图不过于复杂。替代地，可以存在到气罐系统225和/或到每一个气罐和阀装置的公用链路。

所述第一控制单元200布置成用于打开第一组气罐和阀装置中的通道处的阀，其中所述第一组从多个气罐和阀装置中取得，并且其中第一组至少包括两个气罐和阀装置。

所述第一控制单元200布置成通过关闭除了一个气罐和阀装置之外的所有气罐和阀装置的每个通道处的至少一个阀来关闭这种通道的步骤，对于所述一个气罐和阀装置，气罐和阀装置的通道处的所述至少一个阀未被关闭。所述一个气罐和阀装置被包括在所述第一组中。

在一个实施例中，所述第一控制单元200布置成用于确定已经过预定量的时间。所述第一控制单元200可以包括用于实现此目的的计时器单元。在一个实施例中，所述第一控制单元200布置成用于确定来自气罐系统的预定量的气体已通过所述第一压力已被确定的位置。在一个实施例中，这经由控制流量传感器(未示出)来完成。在一个实施例中，这通过分析来自燃气发动机270的数据来完成。本领域已知如何使用来自发动机的操作数据来确定发动机消耗的燃料量。由于燃气发动机270通常是第一压力已被确定的位置下游的气体的唯一消耗者，因此可以基于来自发动机的所述数据确定已通过该位置的气体量。

所述第一控制单元200布置成用于基于被确定的所述第一和所述第二压力值来确定尚未被关闭的所述至少一个阀是否正常操作。关于图4-5更详细地解释了这一点。

所述第一控制单元200布置成用于确定一组预定条件是否得到满足。所述一组预定条件可以包括以下任何实施例。在一个实施例中，所述第一控制单元200布置成确定交通工具是否处于正在补充燃料的过程中。在一个实施例中，所述第一控制单元200布置成确定气体流出气罐系统的流量是否处于特定区间中，或高于或低于特定阈值。在一个实施例中，第一控制单元200布置成用于确定HP侧的压力是否高于特定阈值。在一个实施例中，第一控制单元200布置成用于确定是否发生全部或部分燃料切断。在一个实施例中，第一控制单元200布置成用于确定燃气发动机270的负载是否处于特定区间中，或高于或低于特定阈值。

所述燃气发动机系统299包括指示单元280。所述指示单元280布置成用于向气罐系统的操作者或维修技术人员指示已被确定为无法正常操作的阀。在一个实施例中，指示单元包括可以被读出的存储器。在一个实施例中，指示单元280包括屏幕。在一个实施例中，指示单元包括音频构件和/或触觉构件。

所述第一控制单元200布置成用于控制所述指示单元280的操作。所述第一控制单元200布置成用于经由链路L280与所述指示单元280通信。所述第一控制单元200布置成接收来自所述指示单元280的信息。

所述第一控制单元200可以布置成将无法正常操作的一个或多个阀向指示单元280通信。

所述第一控制单元200可以布置成基于已被确定为无法正常操作的阀来确定剩余燃料量。举例而言，如果确定在y个气罐和阀装置中有x个气罐和阀装置的阀无法正常操作，则可以确定剩余燃料应当通过系数x/y补偿。这将在图3-5中更详细地解释。在气罐和阀装置包括不同尺寸或在任何其它关系中不同的气罐的情况下，这也可以被包括在对剩余燃料量的确定中。第一控制单元200可以布置成例如经由指示单元280向交通工具的操作者通信剩余燃料量。

就剩余巡航范围而言，关于剩余燃料量的说法同样有效。

在一个实施例中，所述第一控制单元200是电子控制单元。应当理解的是，第一控制单元200可以包括数个子单元。在一个实施例中，第一控制单元200的子单元布置成控制气罐系统225中的阀。到目前为止所描述的第一控制单元200的任何功能可以归因于第一控制单元200的子单元。

第二控制单元205布置成经由链路L205与第一控制单元200通信，并且可以可拆卸地连接到该第一控制单元。该第一控制单元可以是交通工具100外部的控制单元。该第一控制单元可以适于进行根据本发明的创新方法步骤。第二控制单元205可以布置成执行根据本发明的创造性方法步骤。该第二控制单元可以用于将软件交叉加载到第一控制单元200，特别是用于执行创新方法的软件。可选地，该第二控制单元可以布置成经由交通工具上的内部网络与第一控制单元200通信。该第二控制单元可以适于执行与第一控制单元200基本相同的功能，例如调节交通工具中的燃气发动机的发动机控制。创新方法可以由第一控制单元200或第二控制单元205进行，或者由它们两者进行。

发动机系统299可以执行稍后关于图5描述的任何方法步骤。

图3以示意性方式示出具有燃气发动机的交通工具中的压力p与剩余燃料f之间的关系。类似的关系可以应用于其它气罐系统。剩余燃料可以与剩余燃料的相对量有关。这由连续线指示。在所示的实施例中，剩余燃料与可以存储在气罐系统225中的燃料总量相关。如果气罐系统将满载燃料(即气体)，则压力将接收最大压力值pt。所述最大压力值pt不仅将在气罐系统内部实现，而且还在HP侧的任何点处实现，假设气罐和阀装置的至少一个通道被打开。在一个实施例中，pt在200bar和220bar之间的范围内，例如200bar或220bar。如果燃料量降低，例如由于燃料由燃气发动机消耗，则压力将会降低。压力与气罐系统225中的剩余燃料量之间基本上存在线性关系。因此，基本上在HP侧的任何位置测量压力就已足够。通过这样做，可以确定剩余燃料量和/或剩余燃料百分比。当HP侧的压力等于LP侧的压力时，燃料可能不再有效地用于推进交通工具。这由虚线指示。

在阀无法正常操作的情况下，不能使用包括该阀的气罐和阀装置的气体。这已在前面解释过了。但是，如果气罐满载，则HP侧的压力值的测量仍会将pt指示为压力值。这是因为最大压力将会在气罐系统的每个气罐中达到。但是，可以使用少于全部量的气体，即仅仅是气罐中的通道未被堵塞的气体。这由点线指示。尽管点线表示可用燃料的真实量，但是现有技术的燃气发动机系统基本上总是假设连续线是真实的。结果，测量的压力值将始终映射到跟随连续线而不是点线的剩余燃料量。因此，当将燃料量向驾驶员指示时，将呈现和/或假设过多的剩余燃料，这将导致前面讨论的问题。如稍后将更详细描述的，本发明将会允许确定测量的压力值与将由燃气发动机消耗的可用剩余燃料量之间的真实关系。

将结合图4a，4b和5描述根据本发明的方法。图5以示意性方式示出根据本发明的方法300的实施例的流程图。

在一个实施例中，方法300在驾驶的开始处执行。例如，该方法可以在交通工具启动之后执行预定量的时间。这具有的优点是，在驾驶开始时可以检测到无法正常操作的阀，从而如果需要，驾驶员可以调节驾驶以及时找到更近的燃料站。该方法通常不需要在驾驶交通工具期间多次执行。但是，无论如何都可以这样做，以防万一需要。该方法可以在驾驶交通工具期间执行。因此，该方法可以在交通工具移动时执行。然而，这并不排除交通工具可能至少在该方法的部分期间静止不动。例如，这可能是由于交通信号灯、交通拥堵或其它与交通相关的事故而发生的。

方法300以确定一组预定条件是否得到满足的可选步骤g)开始。所述一组预定条件可以包括以下任何实施例。在一个实施例中，确定燃气发动机的负载是否低于特定阈值、或高于特定阈值、或在特定区间内。在一个实施例中，确定来自气罐系统的气体的流量是否低于特定阈值、或高于特定阈值、或在特定区间内。在一个实施例中，确定HP侧的压力是否低于特定阈值、或高于特定阈值、或在特定区间内。在一个实施例中，确定是否发生全部或部分燃料切断。全部燃料切断在交通工具下坡行驶并且交通工具行驶方向上的重力分量大到足以在没有燃气发动机的帮助下保持或达到交通工具的期望速度的一个实施例中发生。在一个实施例中，确定是否立即执行与本公开的方法不同的诊断方法。在一个实施例中，确定交通工具是否处于正在补充燃料的过程中。

在优选实施例中，确定燃气发动机的负载是否低于特定阈值。这确保在执行该方法时没有溢流阀将会切断气流。在优选实施例中，确定气流是否处于特定区间中。这确保在执行该方法时没有溢流阀将会切断气流。在优选实施例中，确定HP侧的压力是否高于特定阈值。该阈值在一个实施例中为20bar。这确保该方法的执行不会面临严重影响HP侧的压力的风险，导致向发动机输送的气体不足，从而使发动机面临停机风险。在优选实施例中，确定是否立即执行与本公开的方法不同的诊断方法。这确保发动机系统在正常条件下操作。这进一步确保本方法不会无意中影响另一种方法，反之亦然。在优选实施例中，确定交通工具是否处于正在补充燃料的过程中。补充燃料面临覆盖检测本方法中的压力下降的检测的风险。这将会在下文中变得清晰。因此，补充燃料可能面临将会无法检测到不正常起作用的阀的风险。

因此，执行步骤g)确保存在用于执行该方法的最佳条件。因此，步骤g)可以确保该方法不会以负面方式影响驾驶。步骤g)还可以确保提高本方法结果的准确性。

在所述一组预定条件得到满足的情况下，该方法以步骤a)继续。在所述一组预定条件未得到满足的情况下，该方法以再次执行步骤g)继续。

步骤a)包括打开第一组气罐和阀装置中的通道处的阀，其中所述第一组从多个气罐和阀装置中取得，并且其中第一组包括至少两个气罐和阀装置。换言之，至少两个气罐和阀装置的通道中的所有阀都被打开。当应用于图2的系统时，这允许来自至少两个气罐的气体流动到调节器系统250的HP侧。在优选实施例中，所述第一组气罐和阀装置对应于气罐系统中的所有气罐和阀装置。当假设至多一个阀无法正常操作时，只打开两个气罐和阀装置的阀便已足够。然而，如在优选实施例中那样打开所有通道的阀确保该方法可以检测任何数量的无法正常操作的阀。打开所有通道或至少两个以上通道的阀也是优选的，用于降低溢流阀在执行方法300期间将会影响气流的风险。

应当理解的是，术语“打开阀”与打开阀的指令有关。这种指令可以是数据、电信号、施加电压等。因此，无法正常操作的阀可能不遵循这种指令。特别地，无法正常操作的阀可能不会按照指令打开。因此，在步骤a)中术语“打开阀”不一定导致以下事实：每一个所述阀实际上在之后处于打开状态。

在优选实施例中，各阀不是同时被打开，而是在彼此之后有一些时间延迟。时间延迟优选为几分之一秒。该方法以步骤b)继续。

在步骤b)中，第一压力值在步骤a)中所有已被打开的所述阀下游的气体输送装置处确定。在图2的实施例中，该第一压力值可以由压力传感器240和/或第一控制单元200确定。

图4a和图4b示出在时间t上的被确定的压力值p。在所示的实施例中，分别如由点400a和400b指示的那样确定第一压力值p₁。

只要至少一个通道在步骤a)中实际被打开，即只要不是第一组中的所有通道都具有无法正常操作的阀，则被确定的第一压力值对应于具有打开通道的气罐和阀装置的气罐中的压力值，或者至少可以与所述气罐中的压力值有关。如前所述，该压力值可能处于在步骤g)中使用以允许继续到步骤a)的压力值与最大压力值pt之间的范围内。该方法以步骤c)继续。

在步骤c)中，通过关闭除了一个气罐和阀装置之外的所有气罐和阀装置的每个通道处的至少一个阀来关闭这种通道，对于所述一个气罐和阀装置，气罐和阀装置的通道处的所述至少一个阀未被关闭。所述一个气罐和阀装置被包括在所述第一组中。这确保至多来自一个气罐和阀装置的气体可以离开气罐系统。在图2的示例中，至多一个气罐和阀系统的气体可以到达调节器系统250。

在其阀未被关闭的气罐和阀系统的通道中的阀正常操作的情况下，气体将通过通道离开所述气罐和阀系统的气罐。在其阀未被关闭的气罐和阀系统的通道中的阀无法正常操作的情况下，则气体将不能通过通道离开所述气罐和阀系统的气罐。这是由于以下事实：无法正常操作的阀将会很可能因其结构而仍然处于关闭状态。由于该阀从而将不会在步骤a)中打开，因此其也不会在步骤c)中保持打开。应当强调的是，术语“在步骤a)和c)中打开阀和关闭阀”与旨在打开或关闭阀的指令有关。因此，无法正常操作的阀可能将不会遵循这些指令。

在优选实施例中，确保在步骤a)完成与步骤c)开始之间经过预定量的时间。优选地选择预定量的时间，使得输送装置处的压力已达到基本恒定的值。在一个实施例中，该预定量的时间是10秒。该方法以步骤d)继续。

步骤d)包括等待预定量的时间。替代地和/或附加地，步骤d)包括使来自气罐系统的预定量的气体经过其中所述第一压力已被确定的位置。

在一个实施例中，所述预定量的时间在5-10秒的范围内。在一个实施例中，所述预定量的时间低于20秒。在未被关闭的通道中阀无法正常操作的情况下，来自气罐系统的其它气体将不能到达气体调节器并因此到达电机。由于HP侧的输送装置中已经存在一些气体，因此电机将不会立即耗尽气体燃料，而是经常在40-60秒后耗尽。因此，应当选择所述预定量的时间，以便远低于电机由于没有接收足够的气体而停机的时间。另一方面，如在下文中将会变得清晰的那样，时间必须至少长到使得在未被关闭的通道中的阀无法正常操作的情况下，输送装置中的气压将明显降低。这通常在几秒钟后发生。应当注意的是，气压的测量具有一些不确定性。因此，术语“明显降低”与以下事实有关：即使考虑到测量不确定性和/或类似效应，压力无疑也会下降。在一个实施例中，明显降低在至少5bar的被确定的压降下发生。在一个实施例中，明显降低在罐中最大可允许气压的至少2％的被确定的压降下发生。在一个实施例中，明显降低在被确定的第一压力值的至少2％的被确定的压降下发生。关于图4a和4b给出了进一步的实施例。

来自气罐系统的所述预定量的气体优选是足够大量的气体，以引起输送装置中的气压的明显降低。术语“明显”如上所述。气体量取决于发动机系统的特性。其可以在设计发动机系统时确定。在一个实施例中，来自经过所述第一压力已被确定的位置的气罐系统的气体量通过确定由燃气发动机消耗的气体量来确定。通常，燃气发动机的控制单元能够基于燃气发动机的控制参数进行该确定。这具有以下优点，即在许多发动机系统中不需要其它部件。

原则上，所述预定量的时间和所述预定量的气体是可互换的。特别是当确保燃气发动机的负载低于特定阈值和/或气体的流量处于特定区间中时，可以将时间量大致转换成气体量，反之亦然。该方法以步骤e)继续。

步骤e)包括确定其阀在步骤c)中尚未被关闭的气罐和阀装置下游的所述气体输送装置处的第二压力值。优选地，第二压力值在与第一气体值相同的位置和/或利用相同的传感器确定。然而，这不是先决条件。如在上文中关于图2所解释的，与测量第一压力值的位置相比，在选择测量第二压力值的位置方面存在稍高的自由度。

在图4a和4b的实施例中，第二压力值在第一压力值之后的时间t1处确定。第二压力值分别由410a和410b指示。在0和t1之间的时间的指示的压力值是在压力值同时被确定的情况下可能的测量压力值。

该方法以步骤f)继续。

步骤f)包括基于被确定的所述第一和所述第二压力值来确定在步骤c)中尚未被关闭的所述至少一个阀是否正常操作。在一个实施例中，这基于被确定的所述第二压力值是否从被确定的所述第一压力值偏离预定阈值。实施例可以分别在图4a和4b中看到。可能的阈值由各图中的虚线指示。在一个实施例中，阈值比第一压力值低3bar。图4a示出当在步骤c)中尚未被关闭的通道中的阀正常操作时的情况。由于阀正常操作，因此通道实际上也是开放的。结果，气体将会能够从与该通道相关的气罐流动到燃气发动机。结果，压力将不会在第一压力值与第二压力值之间显著偏离。因此，只要第二压力值保持在阈值以上，就可以得出结论，在步骤c)中尚未被关闭的通道中的阀正常操作。

作为阈值的替代，可以确定第一与第二压力值之间的偏离和/或差异。

图4b示出当在步骤c)中尚未被关闭的通道中的至少一个阀无法正常操作时的情况。由于所述至少一个阀无法正常操作，因此通道实际上将不会打开，而是将会关闭。结果，气体将不能从与该通道相关的气罐流动到燃气发动机。结果，压力将在第一压力值与第二压力值之间显著偏离。因此，当第二压力值下降到低于阈值时，可以得出结论，在步骤c)中尚未被关闭的通道中的至少一个阀无法正常操作。

在一个实施例中，方法300在步骤f)之后结束。

在优选实施例中，步骤g)在方法300期间被间歇地或连续地执行。接下来，当在步骤g)中确定所述一组预定条件没有得到满足时，该方法被中止。在重复该方法以确定数个阀的正常操作的情况下，如将会在下文中解释的，该方法总共需要一或数分钟来执行。因此，基于所述一组预定条件在该方法开始时得到满足的事实，不能确定所述一组预定条件在整个方法期间得到满足。举例而言，可能已发生燃料切断、补充燃料、燃气发动机上的较高负载等。因此，在该方法期间执行步骤g)增加该方法的可靠性。

在该方法的一个实施例中，重复步骤a)-f)。具有在步骤c)中未被关闭的通道的那个气罐和阀装置在在每次重复运行步骤a)-f)中改变。该方法优选地重复与气罐和阀装置的数量一样多次。优选地，在每次运行中，不同的气罐和阀装置在步骤c)中被选择不关闭。这允许确定所有气罐和阀装置中的阀的正常操作。特别是当重复步骤a)-f)时，优选确保在每次运行中在步骤a)结束与步骤c)开始之间经过预定量的时间。这是为了确保输送装置中的压力可以再次累积以再次达到基本上第一压力值。否则，在该方法的连续运行中测试的数个通道以及在这数个通道中的每一个通道中无法正常操作的阀可能导致燃气发动机停机。

在一个实施例中，该方法还包括向气罐系统的操作者或维修技术人员指示已在步骤f)中被确定为无法正常操作的阀的步骤(图5中未示出)。在图2的实施例中，这可以经由指示单元280完成。在一个实施例中，操作者是包括气罐系统的交通工具的驾驶员。这将有助于维修技术人员更换无法正常操作的阀，而无需花费时间手动测试每个阀。这将有助于操作者使气罐系统的计划使用适应不是该气罐系统中的所有气体都可用的事实。指示的步骤优选地在该方法结束时或在该方法的每次运行结束时执行。

在一个实施例中，该方法包括基于被确定的无法正常操作的阀来确定剩余的可用气体量的步骤。举例而言，如果确定八个通道中的一个中的至少一个阀无法正常操作，则剩余的可用气体量应乘以系数0.875。这里假设所有的气罐和阀装置都携带相同量的气体。如果不是这种情况，则可以在计算中包括用于该事实的补偿系数。该方法还可以包括基于被确定的无法正常操作的阀来计算剩余巡航距离的步骤。这允许交通工具驾驶员在燃料耗尽之前计划到达燃料站的简便方式。

到目前为止，已经关于气体描述了本公开。其对压缩天然气CNG特别有效。然而，根据本公开的方法和系统也可以用于其它气体。原则上，可以使用何种气体没有限制。可以使用本发明的另一种气体的实施例是液化天然气LNG。当使用除CNG之外的其它气体时，所描述的示例性压力值和阈值可以非常不同，但原理将会保持不变。

当使用LNG时，来自图3的关系可能不适用。相反，用于LNG的气罐通常具有液位传感器，用于确定气罐中的液相中的燃料量。因此，剩余燃料量通常基于气罐内部的液位传感器来确定，或者至少与气罐内部相关，而不是基于气罐外部的压力测量。当不使用根据本公开的系统时，这可能导致比利用CNG更严重的问题。要看到该问题，可以查看在CNG系统中无法正常操作的阀。假设如上文中的实施例中的那样，八个通道中的一个受到该阀的影响，不使用本公开的系统将会显示剩余燃料量，该剩余燃料量总是比实际量高约14％(8/7)。然而，随着剩余燃料量接近零，剩余燃料量的指示也将接近零。例如，如果剩下10％的可用燃料，则指示将会是11.4％，如果剩下1％，则指示将会是1.14％，依此类推。另一方面，当使用假设有两个气罐和阀装置的LNG系统时，其中那些气罐和阀装置中的一个的通道中的阀无法正常操作，假设两个罐在开始时都充满气体，在不使用根据本公开的系统的情况下指示出的剩余燃料水平将会比实际水平高出总燃料存储容量的50％。例如，当可用剩余燃料量为10％时，指示将会是60％，如果剩下1％，则指示将会是51％，依此类推。这是因为以下事实：具有闭合通道的气罐中的液位传感器正确地指示完整气罐，但是该系统在不使用本公开的情况下将不能检测到气罐中的气体由于无法正常操作的阀而不能用于燃气发动机。

换言之，具有CNG的交通工具中的驾驶员将会看到剩余气体的指示比通常更快地下降至零，并且从而可能至少得到出现某些可能错误的暗示，交通工具LNG的驾驶员将会彻底惊讶，因为该指示显示半满储罐，实则没有可用的气体。

如上所述，本方法特别适用于自动控制阀。然而，在气罐和阀装置中存在手动控制阀的情况下，该方法还能够检测这些阀中的任何阀是否被关闭，从而防止气体流过被关闭的阀所在的通道。因此，获得阀(例如自动控制阀)在通道处无法正常操作的指示的驾驶员可以检查该通道上是否存在被手动关闭的阀。

图6是设备500的一个版本的示意图。参考图2描述的控制单元200和205可以在一个版本中包括设备500。设备500包括非易失性存储器520、数据处理单元510和读/写存储器550。非易失性存储器520具有第一存储器元件530，该计算机程序(例如操作系统)被存储在该第一存储器元件中用于控制设备500的功能。设备500还包括总线控制器、串行通信端口、I/O构件、A/D转换器、时间和日期输入和传送单元、事件计数器和中断控制器(未示出)。非易失性存储器520还具有第二存储器元件540。

该计算机程序包括用于确定气罐系统中的阀的正常操作的例程，其中气罐系统包括多个气罐和阀装置，每个气罐和阀装置包括气罐和所述气罐下游的通道处的至少一个阀。

计算机程序P可以包括用于打开第一组气罐和阀装置中的通道处的阀的例程，其中所述第一组从多个气罐和阀装置中取得，并且其中第一组至少包括两个气罐和阀装置。这可以至少部分地借助于控制气罐系统225中的阀的操作的所述第一控制单元200来执行。

计算机程序P可以包括用于确定所有已被打开的所述阀下游的气体输送装置处的第一压力值的例程。这可以至少部分地借助于控制压力传感器240的操作的所述第一控制单元200来执行。所述第一压力值可以被存储在所述非易失性存储器520中。

计算机程序P可以包括用于通过关闭除了一个气罐和阀装置之外的所有气罐和阀装置的每个通道处的至少一个阀来关闭这种通道的例程，对于所述一个气罐和阀装置，气罐和阀装置的通道处的所述至少一个阀未被关闭，其中所述一个气罐和阀装置被包括在所述第一组中。这可以至少部分地借助于控制气罐系统225中的阀的操作的所述第一控制单元200来执行。

计算机程序P可以包括用于等待预定量的时间的例程。这可以至少部分地借助于内部计数器或内部时钟来执行。计算机程序P可以包括用于使来自气罐系统的预定量的气体经过所述第一压力已被确定的位置的例程。这可以至少部分地借助于控制调节器系统250和/或燃气发动机270的操作的所述第一控制单元200来执行。

计算机程序P可以包括用于确定其阀尚未被关闭的在气罐和阀装置下游的所述气体输送装置处的第二压力值的例程。这可以至少部分地借助于控制压力传感器240的操作的所述第一控制单元200来执行。所述第一压力值可以被存储在所述非易失性存储器520中。

计算机程序P可以包括用于基于被确定的所述第一和所述第二压力值来确定尚未被关闭的所述至少一个阀是否正常操作的例程。这可以基于被确定的所述第二压力值是否从被确定的所述第一压力值偏离预定阈值。

计算机程序P可以包括确定一组预定条件是否得到满足的例程。这可以至少部分地借助于控制压力传感器240和/或调节器系统250和/或燃气发动机270的操作的所述第一控制单元200来执行。

程序P可以以可执行的形式或以压缩的形式被存储在存储器560和/或读/写存储器550中。

在声明数据处理单元510执行特定功能的情况下，这意味着其进行被存储在存储器560中的该程序的特定部分或被存储在读/写存储器550中的该程序的特定部分。

数据处理设备510可以经由数据总线515与数据端口599通信。非易失性存储器520用于经由数据总线512与数据处理单元510通信。单独的存储器560旨在经由数据总线511与数据总线512通信。读/写存储器550布置成经由数据总线514与数据处理单元510通信。例如，链路L205，L210，L250-255和L270可以连接到数据端口599(见图2)。

当数据被接收在数据端口599上时，它们可以被临时存储在第二存储元件540中。当被接收的输入数据被临时存储时，数据处理单元510可以准备如上所述进行代码执行。

这里描述的方法的一部分可以借助于数据处理单元510由设备500进行，该数据处理单元运行被存储在存储器560或读/写存储器550中的程序。当设备500运行程序时，这里描述的方法被执行。

提供本发明优选实施方式的前述描述是为了说明和描述的目的。其既不是穷举，也不是将本发明限制于所描述的变型。对于本领域技术人员来说，许多修改和变化显然是显而易见的。已经选择和描述了各实施方式，以便最好地解释本发明的原理及其实际应用，从而使得本领域技术人员可以理解本发明的不同实施方式并且具有适合于预期用途的各种修改。应特别注意，根据本公开的系统可以布置成执行关于方法300描述的任何步骤或动作。

还应当理解，根据本公开的方法还可以包括归因于关于图2描述的发动机系统299的元件的任何动作。这同样适用于该计算机程序和该计算机程序制品。

Claims (15)

1.一种用于确定气罐系统中的阀的正常操作的方法(300)，其中所述气罐系统包括多个气罐和阀装置，每个气罐和阀装置包括气罐和布置在所述气罐下游的通道处的至少一个阀，所述方法包括以下步骤：

a)打开第一组气罐和阀装置中的通道处的阀，其中所述第一组气罐和阀装置从多个气罐和阀装置中取得，其中第一组气罐和阀装置包括至少两个气罐和阀装置；

b)确定所有已被打开的所述阀下游的气体输送装置处的第一压力值；

c)通过关闭除了一个气罐和阀装置之外的所有气罐和阀装置的每个通道处的至少一个阀来关闭这种通道，对于所述一个气罐和阀装置，气罐和阀装置的通道处的所述至少一个阀未被关闭，其中所述一个气罐和阀装置被包括在所述第一组气罐和阀装置中；

d)等待预定量的时间，和/或使来自气罐系统的预定量的气体经过所述第一压力已被确定的位置；

e)确定其阀在步骤c)中尚未被关闭的气罐和阀装置下游的所述气体输送装置处的第二压力值；以及

f)基于被确定的所述第一和所述第二压力值来确定在步骤c)中尚未被关闭的所述至少一个阀是否正常操作。

2.根据前一权利要求所述的方法，其中所述确定在步骤c)中尚未被关闭的所述至少一个阀是否正常操作是基于被确定的所述第二压力值是否从被确定的所述第一压力值偏离超过预定阈值。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中重复步骤a)-f)，并且其中具有在步骤c)中未被关闭的通道的那个气罐和阀装置在每次重复运行步骤a)-f)中改变。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一组气罐和阀装置对应于气罐系统中的所有气罐和阀装置。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：

g)确定一组预定条件是否得到满足，

并且其中步骤a)-f)仅在所述一组预定条件得到满足时才被执行。

6.根据前一权利要求所述的方法，其中步骤g)被间歇地或连续地执行，并且其中当在步骤g)中确定所述一组预定条件没有得到满足时，所述方法被中止。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：

向所述气罐系统的操作者或维修技术人员指示在步骤f)中已被确定为无法正常操作的阀。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，用于确定交通工具的气罐系统中的阀的正常操作。

9.一种用于确定气罐系统(225)中的阀的正常操作的系统，其中所述气罐系统(225)包括多个气罐和阀装置(215a，215b，......)，每个气罐和阀装置(215a，215b，......)包括气罐(210a-210d)和布置在所述气罐(210a-210d)下游的通道(260a，260b，......)处的至少一个阀(220a，221a；220b，......)，所述系统包括：

-用于打开第一组气罐和阀装置中的通道处的阀的构件(200)，其中所述第一组气罐和阀装置从多个气罐和阀装置(215a，215b，......)中取得，并且其中第一组气罐和阀装置包括至少两个气罐和阀装置；

-用于确定所有已被打开的所述阀下游的气体输送装置处的第一压力值(p₁)的构件(200，240)；

-用于通过关闭除了一个气罐和阀装置之外的所有气罐和阀装置(215a，215b，......)的每个通道处的至少一个阀来关闭这种通道的构件(200)，对于所述一个气罐和阀装置，气罐和阀装置的通道处的所述至少一个阀未被关闭，其中所述一个气罐和阀装置被包括在所述第一组气罐和阀装置中；

-用于确定已经过预定量的时间的构件(200)，和/或用于确定来自气罐系统的预定量的气体已经过所述第一压力已被确定的位置的构件；

-用于确定其阀尚未被关闭的气罐和阀装置下游的所述气体输送装置处的第二压力值的构件(200，240)；以及

-用于基于被确定的所述第一和所述第二压力值来确定尚未被关闭的所述至少一个阀是否正常操作的构件(200)。

10.根据权利要求9所述的系统，还包括用于确定一组预定条件是否得到满足的构件(200)。

11.根据权利要求9-10中任一项所述的系统，还包括用于向所述气罐系统的操作者或维修技术人员指示已被确定为无法正常操作的阀的构件(280)。

12.一种气罐系统，包括根据权利要求9-11中任一项所述的系统。

13.一种交通工具(100)，包括系统和/或根据权利要求9-12中任一项所述的气罐系统。

14.一种用于确定气罐系统中的阀的正常操作的计算机程序(P)，其中所述气罐系统包括多个气罐和阀装置，每个气罐和阀装置包括气罐和布置在所述气罐下游的通道处的至少一个阀，其中所述计算机程序(P)包括用于使电子控制单元(200；500)或连接到电子控制单元(200；500)的计算机(205；500)执行根据权利要求1-8中任一项的步骤的程序代码。

15.一种计算机程序制品，包含被存储在计算机可读介质上的程序代码，用于当所述计算机程序在电子控制单元(200；500)或连接到电子控制单元(200；500)的计算机(205；500)上运行时，执行根据权利要求1-8中任一项所述的方法步骤。