CN109891148B - 用于监控压力储箱系统的方法和控制单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于监控静止的车辆的压力储箱系统的方法。所述方法包括：借助车辆的基本传感器的传感器数据探测唤醒情形，所述基本传感器在车辆的停车状态下也是激活的。所述方法还包括：响应于探测唤醒情形来激活另外的资源用于检测和/或用于分析评价关于压力储箱系统的传感器数据。所述方法还包括：借助所述另外的资源确定关于压力储箱系统和/或其周围环境是否要执行一个或多个保护措施。基本传感器包括运动传感器，该运动传感器设置用于探测静止的车辆的运动；并且激活另外的资源包括：激活至少一个细节传感器用于检测关于压力储箱系统的传感器数据。本发明还涉及一种用于监控静止的车辆的压力储箱系统的控制单元。

Description

用于监控压力储箱系统的方法和控制单元
技术领域
本发明涉及一种用于监控车辆的压力储箱系统、尤其是氢储箱系统的方法和相应的控制单元。
背景技术
道路机动车可以具有燃料电池，所述燃料电池基于燃料(例如氢或压缩天然气)而具有用于使车辆运行、尤其是用于驱动车辆的电能。燃料(例如在周围环境温暖的、低温的和/或液态的状态下的氢或压缩天然气)可以储存在车辆的压力储箱系统中。压力储箱系统典型地具有多个传感器，利用这些传感器可以监控压力储箱系统在车辆运行中的状态。通过监控压力储箱系统，尤其是可以避免氢不受控制地从压力储箱系统逸出。
发明内容
本文献涉及如下技术目的，即使在车辆的静止状态下、尤其是停车状态下也以高效的并且可靠的方式监控车辆的压力储箱系统。
所述目的通过如下所述的技术方案实现。在按照本发明的用于监控静止的车辆的包含燃料的压力储箱系统的方法中，所述方法包括：借助车辆的基本传感器的传感器数据探测唤醒情形，所述基本传感器在车辆的停车状态下也是激活的；响应于此来激活至少一个另外的资源，用于检测和/或用于分析评价关于压力储箱系统的传感器数据；和借助所述另外的资源确定：关于压力储箱系统和/或其周围环境是否要执行一个或多个保护措施；其中，基本传感器包括运动传感器，该运动传感器设置用于探测静止的车辆的运动；并且激活另外的资源包括：激活至少一个细节传感器用于检测关于压力储箱系统的传感器数据。
按照一个方面，描述一种用于监控静止的、尤其是已停车的车辆的(尤其是道路机动车的)压力储箱系统的方法。压力储箱系统设置用于容纳可用于驱动车辆的燃料(尤其是周围环境温暖的、低温的和/或液态的氢)。本方法可通过车辆的控制单元实施。
本方法包括借助车辆的(至少一个)基本传感器的传感器数据探测唤醒情形。基本传感器可包括运动传感器(尤其是加速度传感器)，该运动传感器设置用于探测静止的、尤其是已停车的车辆的运动。静止的、尤其是已停车的车辆的过大运动和/或过快运动可提示：静止的、尤其是已停车的车辆发生了(碰撞)事故并且因而压力储箱系统或许可能是受到损坏的。因此基于运动传感器的传感器数据可以探测唤醒情形，该唤醒情形要求进一步监控压力储箱系统的状态。此外可以在出现唤醒情形时设定检测时间，使得基于时间历程能实现进一步的分析和措施激活。
替代地或补充地，基本传感器可包括用于测量在压力储箱系统周围环境中的热流的传感器和/或用于测量在压力储箱系统周围环境中的温度和/或在压力储箱系统中的温度的传感器。在压力储箱系统周围环境中的过大发热可以是压力储箱系统损坏的提示并且因而可以构成唤醒情形，该唤醒情形要求进一步监控压力储箱系统的状态。尤其是，在压力储箱系统周围环境中的实质性发热可以是可能由流出的燃料引起的火灾的提示。此外，在压力储箱系统周围环境中的实质性发热可以是可能危害压力储箱系统的火灾的提示。
探测唤醒情形可包括：将基本传感器的传感器数据与阈值(例如与运动阈值、速度阈值、加速度阈值、热流阈值、压力阈值和/或温度阈值)进行比较。当超过所述阈值时，可确定存在唤醒情形。尤其是，当传感器数据在预定的最小持续时间上超过所述阈值时，可确定存在唤醒情形。因此能以可靠的方式探测唤醒情形。
替代地或补充地，探测唤醒情形可包括：探测车辆的其他与安全相关的控制器(例如气囊控制器或自动灭火设施或紧急呼叫系统)的激活。基本传感器便可以设置用于探测车辆的其他控制器的唤醒。
替代地或补充地，探测唤醒情形可包括：(例如经由车辆的无线通信接口)探测在车辆周围环境中存在危急状态(例如其他车辆的危急状态)和/或探测用于唤醒的外部触发消息经由无线通信接口到达车辆(例如从紧急呼叫中心)。基本传感器便可以设置用于接收和分析评价关于危急状态或关于外部触发器的触发消息。换言之，基本传感器可以包括用于识别由车辆外部的发送器已发出的触发消息的传感器或分析评价单元(例如接收器结合分析评价接收到的消息)。触发消息在此可以表明对于车辆存在唤醒情形。
本方法还包括：响应于探测唤醒情形，激活用于检测和/或用于分析评价关于压力储箱系统的传感器数据的至少一个另外的资源。激活另外的资源尤其是可以包括激活至少一个用于检测关于压力储箱系统的传感器数据的细节传感器。替代或补充地，可以激活用于进一步分析评价所述至少一个基本传感器和/或所述至少一个细节传感器的传感器数据的计算资源(例如压力储箱系统的控制器和/或外部计算资源、例如后台服务器)。计算资源可以实施成车辆外部的单元、例如后台/云系统。经由车辆外部的集中的数据保持，也能实现基于位置的分析评价，该分析评价允许基于环境影响、也对于多个车辆(关键词“大数据”)来分析唤醒情形。
示例性的细节传感器是：至少一个用于探测压力储箱系统泄漏的传感器或测量单元、至少一个用于测量在压力储箱系统的周围环境中的燃料浓度的传感器、至少一个用于测量在压力储箱系统的周围环境中的热流的传感器、至少一个用于测量在压力储箱系统的周围环境中的温度的传感器、至少一个用于测量在压力储箱系统中的温度和/或压力的传感器和/或至少一个用于监控压力储箱系统的隔绝的传感器或包括多个用于监控压力储箱系统的隔绝的传感器的传感器系统。通过激活另外的资源，可以以精确的方式测定压力储箱系统的状态。
本方法还包括借助所述至少一个另外的资源确定关于压力储箱系统和/或压力储箱系统的周围环境是否要执行一个或多个保护措施。尤其是，借助所述另外的资源可以确定压力储箱系统的状态和/或压力储箱系统周围环境的状态。然后(如果必要的话)可以根据所测定的压力储箱系统的状态和/或根据所测定的压力储箱系统周围环境的状态从多个可能的保护措施中选出并执行一个或多个保护措施。示例性的保护措施是：向车辆的用户发送消息、向紧急呼叫中心发送紧急呼叫、向消防队发送关于压力储箱系统状态的数据和/或检测关于车辆周围环境的图像数据以及发送图像数据(给用户和/或给紧急呼叫中心)。在此，必要时可以执行分级的措施，从而顺序实施多个措施，视是否满足了进一步措施的前提条件而定。
优选地，所述燃料包括：处于压力下的燃料；压缩天然气；和/或低温压缩氢、周围环境温暖的氢或液态氢。
因此，本方法能实现以能量高效并且可靠的方式监控静止的、尤其是已停车的车辆的压力储箱系统。
按照另一方面，描述了一种用于监控静止的、尤其是已停车的车辆的压力储箱系统的控制单元。控制单元设置用于借助车辆的基本传感器的传感器数据探测唤醒情形。此外，控制单元设置用于响应于探测唤醒情形来激活至少一个另外的资源用于检测和/或用于分析评价关于压力储箱系统的传感器数据。在此，所述另外的资源也可以包括外部存在的资源(例如道路摄像头或相邻停车的车辆的摄像头)。控制单元还设置用于借助所述至少一个另外的资源确定关于压力储箱系统是否要执行保护措施。
按照另一方面，描述了一种包括在本文献中描述的控制单元的车辆(尤其是道路机动车、例如轿车、载重车或摩托车)。
按照另一方面，描述了一种软件(SW)程序。SW程序可以设置用于在处理器上实施并且用于由此实施在本文献中描述的方法。为了节省电流的实施，部分进程可以迁移到具有集成的预处理单元的一个或多个智能传感器上。所述一个或多个智能传感器可以具有与主处理器的中断导线，其中，主处理器在正常情况下接通在待机运行中。在唤醒情形的情况下，可以经由中断导线唤醒主处理器，以便能对所述情形进行详细分析。因此，SW程序可以具有多个分布在车辆的不同部件上的部分。
按照另一方面，描述了一种储存介质。该存储介质可以包括SW程序，该SW程序设置用于在处理器上实施并且用于由此实施在本文献中描述的方法。为了节省存储器的实施，在这里也可以涉及作为环形存储器实现，从而基于在时间上检测唤醒情形不再能覆盖重要的数据。
要注意：在本文献中描述的方法、设备和系统不仅可以单独地、而且可以与在本文献中描述的其他方法、设备和系统相结合地使用。此外，在本文献中描述的方法、设备和系统的每个方面都可以以多种多样的方式相互组合。尤其是，权利要求的特征可以以多种多样的方式相互组合。
附图说明
下面依据实施例更详细地描述本发明。在此：
图1示出一种示例性的具有压力储箱系统的车辆的框图；和
图2示出一种示例性的用于监控车辆的压力储箱系统的方法的流程图。
具体实施方式
如开头所阐明的，本文献涉及可靠地并且能量高效地监控静止的、尤其是已停车的车辆的压力储箱系统。在这方面，图1示出具有用于容纳燃料106(例如用于容纳低温压缩氢(CcH2)、气态氢(CGH2)或液态氢)的压力储箱系统105的车辆100的框图。燃料106可用于驱动车辆100。尤其是，氢106可以在燃料电池中转变成用于使车辆100的电驱动机运行的电能。
车辆100包括多个传感器104、107用于监控压力储箱系统105。示例性的传感器104、107是：
·一个或多个用于例如通过测量密度差来测量压力储箱系统105的泄漏的传感器，尤其是包括温度传感器和压力传感器；
·用于测量压力储箱系统105周围环境中的氢浓度的氢传感机构；
·用于热流测量的传感机构(例如借助热电发电机)；
·用于测量温度的传感机构；
·用于监控隔绝的传感机构(具有一个或多个传感器和必要时分析评价逻辑)(例如用于识别压力储箱系统105中的内能变化和/或用于在CcH2(低温压缩氢)储箱的情况下测定真空压力)。
基于传感器104、107，可以按可靠的方式测定压力储箱系统105的状态。尤其是可测定，压力储箱系统105的要求执行保护措施的状态是否存在。示例性的保护措施例如是经由车辆100的通信单元103给车辆100的用户发送消息和/或经由通信单元103向紧急情况中心(例如向消防队)启动(absetzen)紧急呼叫和/或经由通信单元103向紧急情况中心发送关于压力储箱系统105的状态的数据和/或联系在车辆100的周围环境中的能在线的物体(例如与停车库的灭火设施、或与隧道的事故损坏通风装置/事故损坏广播(Havarielüftung)、或与交通灯电路或与指示牌、或与行人的智能手机用以警告行人等)。例如，根据压力储箱系统105的所测定的状态的危急性可以自动启动紧急呼叫。替代地或补充地可以激活车辆100的相机系统，以便检测环境场和/或车辆100的图像数据并经由通信单元103发送。
在停车状态下，典型地限制车辆100的能量资源。然而为了能实现可靠地监控车辆100的压力储箱系统105，在车辆100中可以提供一个或多个基本传感器102、104，所述基本传感器在车辆100的停车状态下也是激活的，以便检查是否存在唤醒情形，所述唤醒情形使得激活另外的传感机构107(在本文献中也称为一个或多个细节传感器107)用以测定压力储箱系统105的状态是必需的。
所述一个或多个基本传感器102、104例如可以包括运动传感器102(尤其是加速度传感器)，该运动传感器设置用于探测已停车的车辆100的运动。例如可以基于运动传感器102测定已停车的车辆100是否已被碰撞或者其他车辆是否已经驶入已停车的车辆100。已停车的车辆100的实质运动(尤其是实质加速度)可被分析评价成唤醒情形，该唤醒情形使得进一步检查压力储箱系统105的状态是必需的。
替代地或补充地，所述一个或多个基本传感器102、104可以包括一个或多个用于监控压力储箱系统105的状态的传感器。例如，温度传感器和/或热流传感器(必要时在车辆100的不同位置处的多个传感器)可用于将在压力储箱系统105的直接的周围环境中的实质发热识别成唤醒情形。替代地或补充地，借助一个或多个燃料传感器可以检测在压力储箱系统105的直接的周围环境中的燃料浓度并且在燃料浓度提高的情况下可以识别唤醒情形。
车辆100的控制单元101可以周期性地分析评价所述一个或多个基本传感器102、104的传感器数据，以便测定是否存在唤醒情形或唤醒事件。例如可以依据加速度传感器102周期性地或连续地测定加速度值。替代地或补充地可以测定在车辆的不同部位处的温度、压力(尤其是储箱压力)和/或热流和必要时氢浓度。然后可以测定是否超过所应用的或所固定定义的阈值。此外可以测量超过的持续时间。然后可以判定，是否发生了事件以及必要时发生了什么事件(例如简单的停车碰撞、严重的事故等等)。尤其是可以确定，是否存在唤醒情形。
如果确定存在唤醒情形，则可以另外激活车辆100的一个或多个细节传感器107和/或计算资源。尤其是可以激活压力储箱系统105的控制器。基于所述一个或多个细节传感器107的传感器数据便可以测定，压力储箱系统105是否处于必须执行保护措施的状态(例如压力储箱系统105是否损坏)。尤其是可以根据所述一个或多个细节传感器107的传感器数据执行保护措施。
所述一个或多个细节传感器107例如可以包括用于测量泄漏和/或用于监控隔绝的传感机构(尤其是一个或多个传感器和/或分析评价逻辑)。此外，所述一个或多个细节传感器107可以包括用于测量燃料浓度、用于测量热量、用于测量储箱压力和/或用于测量温度的传感机构。
替代地或补充地，响应于唤醒情形的检测可以激活用于分析评价传感器数据的附加的资源。尤其是可以对传感器数据进行可信度测试(例如传感器102、104、107针对功能适用性的自诊断、传感器数据与在停放车辆100时的值的比较、(例如在温度变化时)传感器数据的修正等)。
车辆100的传感机构102、104、107可以这样安装在车辆100的车载电网中，使得即使在已停车的车辆100发生事故时也确保传感机构102、104、107的和/或计算资源101的能量供给。传感机构102、104、107之中的至少一部分(尤其是为了测量热流)可以按自给自足的方式由热电发电机供给能量。
如果未能检测到要求执行保护措施的事件，则可以去激活细节传感机构107和/或控制单元101的至少一部分或者使其转移到“睡眠模式”(因此可以降低车辆100的车载电网的电流消耗)。必要时可以在固定定义的时间段之后再次唤醒控制单元101和/或细节传感机构107和重新启动监控，以便检测压力储箱系统105的可能的热动力学状态和/或危急状态。
图2示出用于监控已停车的车辆100的压力储箱系统105的示例性方法200的流程图。压力储箱系统105包含用于驱动车辆100的燃料106。当识别出车辆100已停放在停车位上和/或车辆100的驱动发动机已停用时，可以实施本方法200。例如，方法200可以由车辆100的控制单元101实施。
方法200包括借助车辆100的基本传感器102、104的传感器数据探测201唤醒情形。基本传感器102、104尤其是可以包括运动传感器102(例如加速度传感器)。例如，当车辆100的运动传感器102的传感器数据表明已停车的车辆100运动了大于确定的最小路程、已以大于确定的最小速度运动和/或已以大于确定的最小加速度加速时，可以探测唤醒情形。
此外，本方法200包括响应于探测201唤醒情形而激活202另外的资源101、107用以检测和/或用以分析评价关于压力储箱系统105的传感器数据。尤其是可以激活一个或多个细节传感器107，以便检测关于压力储箱系统107的状态的(进一步的)传感器数据。替代地或补充地，可以激活另外的计算资源(例如控制单元101的另外的计算资源和/或压力储箱系统105的控制器和/或车辆外部的资源)，以便进一步分析评价传感器数据。然后可以借助所述另外的资源101、107确定(步骤203)，是否要执行关于压力储箱系统105的至少一个保护措施。必要时，然后可以执行确定的保护措施。
因此，描述了在停放好和/或已停车的状态下受事件控制地监控车辆100的热动力学储箱系统105。所描述的措施能实现探测和传输危急的和由安全决定的状态、情形和/或事件以及传输环境信息。因此能实现改善地估计情形和更快速地执行关于压力储箱系统105及其周围环境的保护措施。
本发明不限于所示出的实施例。尤其是要注意，说明书和附图仅应阐述所提出的方法、装置和系统的原理。

Claims (10)

1.用于监控静止的车辆(100)的包含燃料(106)的压力储箱系统(105)的方法，其中，所述方法(200)包括：
借助车辆(100)的基本传感器的传感器数据探测唤醒情形，所述基本传感器在车辆(100)的停车状态下也是激活的；
响应于此来激活至少一个另外的资源，用于检测和/或用于分析评价关于压力储箱系统(105)的传感器数据；和
借助所述另外的资源确定：关于压力储箱系统(105)和/或其周围环境是否要执行一个或多个保护措施；
其中，基本传感器包括运动传感器(102)，该运动传感器设置用于探测静止的车辆(100)的运动；并且
激活至少一个另外的资源包括：激活至少一个细节传感器(107)用于检测关于压力储箱系统(105)的传感器数据。
2.根据权利要求1所述的方法(200)，其特征在于，所述至少一个细节传感器(107)包括一个或多个如下传感器和/或功能：
至少一个用于探测压力储箱系统(105)泄漏的传感器；
至少一个用于测量在压力储箱系统(105)的周围环境中的燃料(106)浓度的传感器；
至少一个用于测量在压力储箱系统(105)的周围环境中的热流的传感器；
至少一个用于测量在压力储箱系统(105)的周围环境中的温度的传感器；
至少一个用于测量在压力储箱系统(105)中的温度和/或压力的传感器；和
至少一个用于监控压力储箱系统(105)的隔绝的传感器和/或功能。
3.根据权利要求1或2所述的方法(200)，其特征在于，所述方法包括步骤：激活用于进一步分析评价所述基本传感器的传感器数据的计算资源。
4.根据权利要求1或2所述的方法(200)，其特征在于，所述保护措施包括如下措施之中的一个或多个：
向车辆(100)的用户发送消息；
发送关于压力储箱系统(105)的状态的数据；
向紧急呼叫中心发送紧急呼叫；
与车辆周围环境中的至少一个安全装置建立联系；和
检测关于车辆(100)周围环境的图像数据并发送图像数据。
5.根据权利要求1或2所述的方法(200)，其特征在于，所述方法(200)包括：
借助所述另外的资源确定压力储箱系统(105)的状态和/或压力储箱系统(105)的周围环境的状态；和
根据压力储箱系统(105)的状态和/或压力储箱系统(105)的周围环境的状态从多个可能的保护措施中选出保护措施。
6.根据权利要求1或2所述的方法(200)，其特征在于，所述燃料(106)包括：处于压力下的燃料。
7.根据权利要求1或2所述的方法(200)，其特征在于，所述燃料(106)包括：
压缩天然气；或
低温压缩氢、周围环境温暖的氢或液态氢。
8.根据权利要求1或2所述的方法(200)，其特征在于，探测唤醒情形包括：将基本传感器的传感器数据与阈值进行比较。
9.根据权利要求8所述的方法(200)，其特征在于，探测唤醒情形包括：当基本传感器的传感器数据在预定的最小持续时间上超过所述阈值时，确定存在唤醒情形。
10.用于监控静止的车辆(100)的压力储箱系统(105)的控制单元(101)，其中，所述控制单元(101)设置用于：
借助车辆(100)的基本传感器的传感器数据探测唤醒情形，所述基本传感器在车辆(100)的停车状态下也是激活的；
响应于此，激活至少一个另外的资源用于检测和/或用于分析评价关于压力储箱系统(105)的传感器数据；和
借助所述另外的资源确定：关于压力储箱系统(105)和/或其周围环境是否要执行一个或多个保护措施；
其中，基本传感器包括运动传感器(102)，该运动传感器设置用于探测静止的车辆(100)的运动；并且
激活至少一个另外的资源包括：激活至少一个细节传感器(107)用于检测关于压力储箱系统(105)的传感器数据。
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