CN110785557B - 用于控制燃料箱装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制燃料箱装置(100)的方法，该燃料箱装置连接到用于推进车辆的原动机(101)。更具体地，燃料箱装置(100)包括第一燃料箱(102)和第二燃料箱(104)，该第一燃料箱和第二燃料箱连接到车辆的原动机。

Description

用于控制燃料箱装置的方法
技术领域
本发明涉及一种用于控制燃料箱装置的方法。本发明还涉及对应的燃料箱装置。本发明适用于车辆，特别是通常被称为卡车的轻型、中型和重型车辆。尽管将主要针对卡车来描述本发明，但本发明也可适用于设置有至少两个燃料箱的其它类型的车辆。
背景技术
对于通常也被称为卡车的轻型、中型和重型车辆，提供了包括燃料箱的燃料箱装置，用于容纳由车辆的原动机使用的燃料。通常还使用不止一个燃料箱(即，多个燃料箱)，用于提高车辆的可用燃料容量、以及例如在车辆的左手侧和右手侧之间提供燃料量的平衡。
燃料箱装置通常还设置有用于将燃料输送到车辆发动机等的燃料泵。因此，经常需要对燃料箱装置的定期维护，以维持燃料箱及其相关部件的足够的功能和运行。
在对燃料箱装置提供维护之前，优选应清空燃料箱装置的燃料。因此，在维护事件之前，应先将燃料箱中的燃料从燃料箱中排空。这可以通过将燃料排出到储存箱或燃烧该燃料来实现。
US 2017/0030524描述了一种燃料箱装置以及用于排空并重新填充车辆箱的工具。该工具包括连接到维修站处的燃料箱的便携式储存箱。由此，可以在维护燃料箱之前将燃料箱中的燃料排出到该储存箱。然而，对于这些情形，希望能够在不使用单独的储存箱的情况下足够地排空燃料箱。
发明内容
本发明的目的是提供一种至少部分地克服了上述缺陷的用于控制燃料箱装置的方法。这通过根据本发明的第一方面的方法来实现。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于控制燃料箱装置的方法，该燃料箱装置连接到用于推进车辆的原动机，其中，该燃料箱装置包括第一燃料箱和第二燃料箱，该第一燃料箱和第二燃料箱连接到车辆的原动机，以用于将燃料输送到原动机并用于从原动机接收返回流(return flow)，其中，该方法包括以下步骤：接收指示对第一燃料箱的即将到来的维护事件的信号；确定第一燃料箱内的最小容许燃料水平；如果第一燃料箱内的燃料水平高于所述最小容许燃料水平，则：控制至少第一燃料箱以将燃料输送到原动机；并且控制燃料箱装置以防止从原动机到第一燃料箱的返回流。
用语“维护事件”应被理解为是指对于第一燃料箱的计划好的维修时机(serviceoccasion)。所述即将到来的维护事件可以基于为特定燃料箱及其相关部件设定的定期维修间隔。该定期维修间隔例如可以是基于时间的，即基于特定间隔，例如自上次维护事件发生以来的月/天数，或者是基于自上次维护事件以来行驶的公里数。因此，指示即将到来的维护事件的信号可以例如基于上述维修间隔之一。维护事件也可以基于从操作员接收到信号来确定。当确定第一燃料箱应经受维护事件时，车辆被置于“维修模式”。
因此，优点在于，当车辆到达维修站时，第一燃料箱中将存在最小量的燃料。由此，需要从要被提供维护的第一燃料箱中排出减少量的燃料量。然而，可以提供足够的燃料，以便在例如第二燃料箱无法将燃料输送到原动机或者无法提供原动机所需的足够量的燃料的情况下能够足够地推进原动机。因此，提供了上述方法的双重技术效果。此外，在防止从原动机到第一燃料箱的返回流的同时，也可以防止从第二箱到原动机的燃料的输送，以确保第一燃料箱将保持在足够低的燃料水平，直到车辆到达维修站。因此，当车辆被置于“维修模式”时，第一燃料箱内的燃料水平将持续地保持在尽可能低的水平。
根据一个示例实施例，该方法可以进一步包括以下步骤：确定第一燃料箱内的燃料水平低于最小容许燃料水平；以及控制燃料箱装置以允许从原动机到第一燃料箱的返回流，直到第一燃料箱内的燃料水平超过最小容许燃料水平。由此，如果确定第一燃料箱内的燃料水平太低，则可以在一段时间内允许到第一燃料箱的返回流，以便能够足够地推进车辆。
根据一个示例实施例，该方法可以进一步包括以下步骤：确定第二燃料箱内的最大容许燃料水平；以及控制燃料箱装置以允许从原动机到第一燃料箱的返回流，直到第二燃料箱内的燃料水平下降到低于最大容许燃料水平。优点在于避免了对第二燃料箱的过度填充。
根据一个示例实施例，该方法可以进一步包括以下步骤：控制第二燃料箱以将燃料输送到原动机。由此，如果第一燃料箱内的燃料水平不足以将车辆推进到维修站，则可以通过第二燃料箱内的燃料来推进原动机。因此，第二燃料箱将用作用于将燃料输送到原动机的主燃料箱。在原动机需要的情况下，可以从第一燃料箱和第二燃料箱二者提供燃料。
根据一个示例实施例，第一燃料箱和第二燃料箱可以包括各自的用于向原动机提供燃料的第一燃料泵和第二燃料泵，其中，该方法进一步包括以下步骤：确定第一燃料箱内的燃料水平；将该燃料水平与最小容许燃料水平进行比较；以及，基于第一燃料箱内的燃料水平与该最小容许燃料水平之间的差值来控制第一燃料泵的泵功率。
由此，第一燃料泵能够基于第一燃料箱内的燃料水平与该最小容许燃料水平之间的差值和/或到用于所述维护事件的维修站的距离而适应性地调节其泵送功率。因此，如果突然确定第一燃料箱内的燃料水平太高，则可以暂时地增加泵功率以降低燃料水平。同样，如果确定燃料水平太低而无法将车辆推进到维修站，则可以在一段时间内降低泵功率以减少第一燃料箱的燃料消耗。当降低第一燃料泵的泵功率时，优选增加第二燃料泵的泵功率，反之亦然，以便维持原动机的足够功率。
根据一个示例实施例，所述最小容许燃料水平可以基于足以在第一时间段内维持原动机的可驱动性的燃料水平。由此，如果例如第二燃料箱无法将燃料输送到原动机，则第一燃料箱内的燃料水平足以将车辆推进到例如箱站(tank station)或足以到达维修站。此外，如果第二燃料泵以其最大容量运行并且原动机需要进一步的燃料以充分地运行，则可以控制第一燃料泵以输送原动机所需的额外燃料。由此，可以使用具有相对低容量的燃料泵，因为它们能够彼此结合地运行。
根据一个示例实施例，所述最小容许燃料水平可以基于到用于所述维护事件的维修站的距离。
根据一个示例实施例，确定第一箱内的最小容许燃料水平的步骤可以包括以下步骤：确定到维修站的距离；确定用于将车辆推进到维修站的燃料量；以及将该燃料量设定为第一燃料箱内的最小容许燃料量。由此，车辆将能够通过第一燃料箱中的燃料被推进到维修站。
根据一个示例实施例，控制第一燃料泵的泵功率的步骤可进一步基于到用于维护事件的维修站的距离。
根据一个示例实施例，该燃料箱装置还可以包括布置在第一燃料箱与原动机之间的第一燃料导管，该第一燃料导管连接到第一燃料泵，其中，控制至少第一燃料箱以将燃料输送到原动机的步骤包括以下步骤：控制第一燃料泵以将燃料从第一燃料箱输送到原动机。
根据一个示例实施例，该燃料箱装置还可包括布置在原动机与第一燃料箱之间的第一返回导管，该第一返回导管包括能够在打开位置和关闭位置之间被控制的第一返回阀，用于控制到第一燃料箱中的返回流。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于车辆的燃料箱装置，该燃料箱装置包括：第一燃料箱和第二燃料箱，该第一燃料箱和第二燃料箱能够连接到车辆的原动机；第一燃料导管，该第一燃料导管能够连接在第一燃料箱与原动机之间，其中第一燃料导管包括第一燃料泵；第一返回导管，该第一返回导管能够连接在原动机与第一燃料箱之间，其中第一返回导管包括第一返回阀；以及控制单元，该控制单元连接到第一燃料泵和第一返回阀，其中，该控制单元被配置成：接收指示对第一燃料箱的即将到来的维护事件的信号；确定第一燃料箱内的燃料水平；确定第一燃料箱内的最小容许燃料水平；如果第一燃料箱内的燃料水平高于所述最小容许燃料水平，则：控制第一燃料泵以将燃料从第一燃料箱输送到原动机；并且控制返回阀以将其定位在关闭状态，用于防止从原动机到第一燃料箱的返回流。
根据一个示例实施例，该燃料箱装置还可包括：第二燃料导管，该第二燃料导管能够连接在第二燃料箱与原动机之间，其中该第二燃料导管包括第二燃料泵；以及第二返回导管，该第二返回导管能够连接在原动机与第二燃料箱之间连接，其中该第二返回导管包括第二返回阀，其中所述控制单元还连接到第二燃料泵和第二返回阀。
第二方面的效果和特征在很大程度上类似于上文关于第一方面描述的效果和特征。
根据第三方面，提供了一种包括程序代码组件的计算机程序，该程序代码组件用于当所述程序在计算机上运行时执行上文关于第一方面描述的任何步骤。
根据第四方面，提供了一种携载计算机程序的计算机可读介质，该计算机程序包括程序组件，当该程序组件在计算机上运行时，该程序组件用于执行上文关于第一方面描述的任何步骤。
第三方面和第四方面的效果和特征在很大程度上类似于上文关于第一方面描述的效果和特征。
当研究以下描述时，本发明的其它特征和优点将变得明显。本领域技术人员会意识到，在不脱离本发明的范围的情况下，本发明的不同特征可以组合，以产生除了下文中描述的那些实施例之外的实施例。
附图说明
通过以下对本发明的示例性实施例的、说明性而非限制性的详细描述，将更好地理解本发明的上述以及其他目的、特征和优点，其中：
图1是示出了卡车形式的车辆的示例实施例的侧视图；
图2是根据本发明的示例实施例的燃料箱装置的示意图；并且
图3是根据示例实施例的、用于控制图2中的燃料箱装置的方法的流程图。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，且不应被解释为限于本文中阐述的实施例；而是，提供这些实施例是为了充分性和完整性。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。
特别参考图1，提供了卡车形式的车辆10。车辆10包括内燃发动机形式的原动机101。原动机101可以是例如由常规燃料(例如柴油或汽油)并由可燃气体推进的双燃料内燃发动机。此外，原动机101连接到燃料箱装置(见图2)，该燃料箱装置包括至少一个含有用于推进原动机101的燃料的燃料箱。燃料箱中的燃料例如可以是气态燃料，例如DME。当然也可想到其它替代方案，例如低温箱(cryotank)、柴油箱等。
参考图2，描绘了根据示例实施例的燃料箱装置100。可以看出，燃料箱装置100包括第一燃料箱102和第二燃料箱104。第一燃料箱102和第二燃料箱104都包括用于推进原动机101的可燃燃料。因此，第一燃料箱102和第二燃料箱104都布置成与原动机101流体连通。更详细地，第一燃料箱102和第二燃料箱104布置成与原动机101的燃料喷射系统103流体连通。
下面将描述第一燃料箱102与原动机101之间的连接、以及第二燃料箱104与原动机101之间的连接。第一燃料箱102被布置成通过第一燃料导管110与原动机101流体连通。由此，来自第一燃料箱102的燃料能够经由第一燃料导管110输送到原动机101。第一燃料导管110还包括第一燃料泵106，用于将来自第一燃料箱102的燃料提供给原动机101。此外，第一燃料导管110包括第一燃料阀113。第一燃料阀113优选是电子控制阀。也可以想到其它替代方案，例如气动控制阀、液压控制阀等。第一燃料阀113优选由下述控制单元200远程地控制。
此外，燃料箱装置100还包括被布置成在原动机101与第一燃料箱102之间流体连通的第一返回导管112。通过第一返回导管112，允许来自原动机101的返回流被输送到第一燃料箱102。第一返回导管112设置有第一返回阀114，用于可控地将返回流从原动机101输送到第一燃料箱102。第一返回阀114优选是电子控制阀。也可以想到其它替代方案，例如气动控制阀、液压控制阀等。第一返回阀114优选由下述控制单元200远程地控制。
第二燃料箱104被布置成通过第二燃料导管120与原动机101流体连通。由此，来自第二燃料箱104的燃料能够经由第二燃料导管120输送到原动机101。第二燃料导管120还包括第二燃料泵108，用于将来自第二燃料箱104的燃料充分地提供给原动机101。此外，第二燃料导管120包括第二燃料阀123。第二燃料阀123优选是电子控制阀。第二燃料阀123优选由下述控制单元200远程地控制。
此外，燃料箱装置100还包括被布置成在原动机101与第二燃料箱104之间流体连通的第二返回导管122。通过第二返回导管122，允许来自原动机101的返回流被输送到第二燃料箱104。第二返回导管122设置有第二返回阀124，用于可控地将返回流从原动机101输送到第二燃料箱104。第二返回阀124优选是电子控制阀。第二返回阀124优选由下述控制单元200远程地控制。
如图2中进一步描绘的，燃料箱装置100还包括控制单元200。控制单元200可以连接到第一燃料阀113、第一返回阀114、第一燃料泵106、第二燃料阀123、第二返回阀124和第二燃料泵108中的每一个。因此，控制单元200可以控制第一燃料阀113以使其布置在打开位置和关闭位置之间、控制第一返回阀114以使其布置在打开位置和关闭位置之间，并且控制第一燃料泵106的泵功率。同样，控制单元200可以控制第二燃料阀123以使其布置在打开位置和关闭位置之间、控制第二返回阀124以使其布置在打开位置和关闭位置之间，并且控制第二燃料泵108的泵功率。
控制单元200可以包括微处理器、微控制器、可编程数字信号处理器或另一可编程设备。因此，控制单元200包括电子电路和连接器(未示出)以及处理电路(未示出)，使得控制单元200能够与车辆10的不同部分(例如燃料箱装置100的上述部件)通信。控制单元200可以包括硬件或软件形式的模块，或者部分为硬件或软件形式的模块，并使用已知的传输总线(例如CAN总线)和/或无线通信能力进行通信。处理电路可以是通用处理器或专用处理器。控制单元200包括用于在其上存储计算机程序代码和数据的非暂时性存储器。因此，本领域技术人员会意识到，控制单元200可以通过许多不同的构造来实施。
上文关于图1和图2的描述主要集中于燃料箱装置100的结构部件。因此，结合图2来参考图3，以描述根据示例实施例的用于控制燃料箱装置100的功能和方法。
首先，当到了维护第一燃料箱102的时候，接收S1指示即将到来的维护事件的信号。由此，能够确定第一燃料箱应被设置成维护/维修模式，在该维护/维修模式下，燃料水平应保持尽可能低，直到到达执行维护的维修站。由此，燃料水平应优选处于第一燃料泵106能够将燃料泵送到原动机101的水平。根据一个示例，可以确定到要进行维护事件的维修站的距离。因此，在此确定S2第一燃料箱102内的最小容许燃料水平，该最小容许燃料水平是基于在例如第二燃料箱无法向原动机供应燃料或者第二燃料箱的第二燃料泵无法向原动机提供所需的燃料量的情况下能够推进原动机的燃料量。因此，第一燃料箱102内的最小容许燃料水平可基于如下的燃料水平：该燃料水平能够在一段时间内(例如，直到第二燃料箱能够将燃料足够地输送到原动机)足够地维持原动机的可驱动性。因此，该燃料水平使得燃料泵能够将燃料泵送到原动机。为了降低第一燃料箱102内的燃料水平，控制单元200控制S3第一燃料箱102以将燃料输送到原动机101。详细地，控制单元200控制第一燃料泵106以从第一燃料箱102泵送燃料，并控制第一燃料阀113以使其布置在打开位置。此外，如果第一燃料箱102内的燃料水平高于最小容许燃料水平，则控制单元200控制S4燃料箱装置100以防止从原动机101到第一燃料箱102的返回流。详细地，控制单元200控制第一返回阀114以使其布置在关闭位置。
此外，如果确定第一燃料箱102内的燃料水平低于最小容许燃料水平，则控制单元200控制燃料箱装置100以允许从原动机101到第一燃料箱102的返回流，直到第一燃料箱内的燃料水平再次超过最小容许燃料水平。如果第二燃料箱104内的燃料水平高于最大容许燃料水平，则也可以允许从原动机101到第一燃料箱102的返回流，以便防止对第二燃料箱104的过度填充。该最大容许燃料水平可以例如基于法规水平。
控制单元200可以包括微处理器、微控制器、可编程数字信号处理器或另一可编程设备。该控制单元还可以或替代地包括专用集成电路、可编程门阵列或可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备或数字信号处理器。在控制单元包括可编程设备(例如上述微处理器、微控制器或可编程数字信号处理器)的情况下，所述处理器还可包括控制该可编程设备的运行的计算机可执行代码。
尽管附图可能示出了顺序，但这些步骤的顺序可以与所描绘的顺序不同。而且，可以同时或部分同时地执行两个或更多个步骤。这种变化将取决于所选择的软件系统和硬件系统并且取决于设计者的选择。所有这些变化都在本公开的范围内。同样，软件实施方式可以通过具有基于规则的逻辑和其它逻辑的标准编程技术来实现，以实现各种连接步骤、处理步骤、比较步骤和决策步骤。此外，尽管已经参考本发明的具体例示实施例描述了本发明，但对于本领域技术人员而言，许多不同的改动、变型等将变得很明显。
应当理解，本发明不限于上文所述和附图中示出的实施例；而是，本领域技术人员将认识到，可以在本发明的范围内进行许多修改和变型。

Claims (13)

1.一种用于控制燃料箱装置(100)的方法，所述燃料箱装置(100)连接到用于推进车辆(10)的原动机(101)，其中，所述燃料箱装置(100)包括第一燃料箱(102)和第二燃料箱(104)，所述第一燃料箱(102)和所述第二燃料箱(104)连接到所述车辆的所述原动机(101)，以用于将燃料输送到所述原动机并用于从所述原动机接收返回流，所述方法的特征在于以下步骤：
接收(S1)指示对所述第一燃料箱(102)的即将到来的维护事件的信号；
确定(S2)所述第一燃料箱(102)内的最小容许燃料水平，其中，所述最小容许燃料水平基于到用于所述维护事件的维修站的距离；
如果所述第一燃料箱内的燃料水平高于所述最小容许燃料水平，则：
控制(S3)至少所述第一燃料箱(102)以将燃料输送到所述原动机(101)；并且
控制(S4)所述燃料箱装置(100)以防止从所述原动机(101)到所述第一燃料箱(102)的返回流。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：
确定所述第一燃料箱(102)内的所述燃料水平低于所述最小容许燃料水平；以及
控制所述燃料箱装置(100)以允许从所述原动机(101)到所述第一燃料箱(102)的返回流，直到所述第一燃料箱(102)内的所述燃料水平超过所述最小容许燃料水平。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：
确定所述第二燃料箱(104)内的最大容许燃料水平；以及
控制所述燃料箱装置(100)以允许从所述原动机(101)到所述第一燃料箱(102)的返回流，直到所述第二燃料箱(104)内的燃料水平下降到低于所述最大容许燃料水平。
4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括以下步骤：
控制所述第二燃料箱(104)以将燃料输送到所述原动机(101)。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一燃料箱(102)和所述第二燃料箱(104)包括各自的用于向所述原动机(101)提供燃料的第一燃料泵(106)和第二燃料泵(108)，其中，所述方法进一步包括以下步骤：
确定所述第一燃料箱(102)内的燃料水平；
将所述燃料水平与所述最小容许燃料水平进行比较；以及
基于所述第一燃料箱(102)内的所述燃料水平与所述最小容许燃料水平之间的差值来控制所述第一燃料泵(106)的泵功率。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述最小容许燃料水平基于在第一时间段内维持所述原动机的可驱动性的燃料水平。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述第一燃料箱(102)内的所述最小容许燃料水平的步骤包括以下步骤：
确定到所述维修站的距离；
确定用于将所述车辆推进到所述维修站的燃料量；以及
将所述燃料量设定为所述第一燃料箱(102)内的所述最小容许燃料水平。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，控制所述第一燃料泵(106)的所述泵功率的步骤还基于到用于所述维护事件的所述维修站的距离。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述燃料箱装置(100)还包括布置在所述原动机(101)与所述第一燃料箱(102)之间的第一返回导管(112)，所述第一返回导管(112)包括能够在打开位置和关闭位置之间被控制的第一返回阀(114)，用于控制到所述第一燃料箱(102)中的返回流。
10.一种用于车辆的燃料箱装置(100)，所述燃料箱装置(100)包括：第一燃料箱(102)和第二燃料箱(104)，所述第一燃料箱(102)和第二燃料箱(104)能够连接到所述车辆的原动机(101)；第一燃料导管(110)，所述第一燃料导管(110)能够连接在所述第一燃料箱(102)与所述原动机(101)之间，其中所述第一燃料导管(110)包括第一燃料泵(106)；第一返回导管(112)，所述第一返回导管(112)能够连接在原动机(101)与所述第一燃料箱(102)之间，其中所述第一返回导管(112)包括第一返回阀(114)；以及控制单元(200)，所述控制单元(200)连接到所述第一燃料泵(106)和所述第一返回阀(114)，其中，所述控制单元(200)被配置成：
接收指示对所述第一燃料箱(102)的即将到来的维护事件的信号；
确定所述第一燃料箱(102)内的燃料水平；
确定所述第一燃料箱(102)内的最小容许燃料水平，其中，所述最小容许燃料水平基于到用于所述维护事件的维修站的距离；
如果所述第一燃料箱内的所述燃料水平高于所述最小容许燃料水平，则：
控制所述第一燃料泵(106)以将燃料从所述第一燃料箱(102)输送到所述原动机(101)；并且
控制所述第一返回阀(114)以将其定位在关闭状态，用于防止从所述原动机(101)到所述第一燃料箱(102)的返回流。
11.根据权利要求10所述的燃料箱装置，还包括：第二燃料导管(120)，所述第二燃料导管(120)能够连接在所述第二燃料箱(104)与所述原动机(101)之间，其中所述第二燃料导管(120)包括第二燃料泵(108)；以及第二返回导管(122)，所述第二返回导管(122)能够连接在所述原动机(101)与所述第二燃料箱(104)之间，其中所述第二返回导管(122)包括第二返回阀(124)，其中所述控制单元(200)还连接到所述第二燃料泵(108)和所述第二返回阀(124)。
12.一种携载计算机程序的计算机可读介质，所述计算机程序包括程序组件，当所述程序组件在计算机上运行时，所述程序组件用于执行权利要求1所述的方法的步骤。
13.一种车辆，其包括原动机和根据权利要求10所述的燃料箱装置，其中，所述燃料箱装置连接到所述原动机，以用于将燃料输送到所述原动机并用于接收来自所述原动机的返回流。
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