CN110997385A - 检测填充装置的停用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于在操作流体容器(10)的填充过程中确定填充停止的方法,操作流体容器(10)的操作流体容器内部(11)能够经由通向内部(11)的填充管(20)填充操作流体,其中,在所述填充管(20)中设置用于确定填充管(20)内的压力的压力传感器(40),其中,该方法具有以下方法步骤:‑获取(S1)压力传感器(40)获取的压力值的时间曲线;以及‑根据压力值的时间曲线输出(SS)填充停止信号。另外,本发明公开了操作流体容器系统(1),其具有操作流体容器(10)和通向操作流体容器内部(11)的填充管(20),用于用操作流体填充操作流体容器(10),其中,操作流体容器系统(1)具有布置在填充管(20)内的压力传感器(40),并且经由数据线联接至电子控制装置(70),用于将表示填充管(20)内的压力的数据传输至电子控制装置(70),其中,控制装置(70)设计成执行根据本发明的用于确定填充停止的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在填充流体容器的填充过程中检测填充装置的停用的方法。另外,本发明还涉及一种操作流体容器系统,通过该操作流体容器系统,能够检测在操作流体容器的填充过程中填充装置的停用。
背景技术
在下面描述中,参考实施为燃料容器或燃料箱的操作流体容器以及实施为燃料容器系统的操作流体容器系统。然而,具体地,根据本发明的操作流体容器不排他地为燃料容器(用于汽油或柴油燃料)、尿素容器、挡风玻璃洗涤器流体容器、油容器、第二流体容器或添加剂容器,在各种情况下用于机动车辆。在开始时提及的那种类型的操作流体容器通常通过挤出吹塑来制造,其中,具体地,HDPE(High Density Polyethylene,高密度聚乙烯)适于制造挤出吹塑容器。另外,可通过注射成型方法制造相应的操作流体容器。另外,也可使用由金属形成的操作流体容器。
从现有技术可知,为了对燃料容器进行排气,所述容器具有至少一个排气阀,该排气阀又与排气管线流体连接,以便将过压排放到大气中。具体地,在为汽油设计的燃料容器的情况下,它们的排放管线经常与活性炭过滤器流体连接,用于通过和过滤燃料蒸气。通过活性炭过滤器过滤的气体在通过活性炭过滤器之后被输出到大气中。当燃料容器加燃料时,排气阀处于其打开位置,使得在加燃料期间从燃料容器排出的气体(燃料蒸汽-空气混合物)可排放到大气中,如果适当的话,通过活性炭过滤器过滤。启动填充停止或加燃料停止,以使得排气阀由燃料容器中上升的燃料关闭,结果禁止通过排气阀排放位于燃料容器中的气体/蒸汽。由于燃料进一步经由通向燃料容器内部的加注管供给,燃料容器内的压力升高,使得加注管内的燃料水平也升高,直到燃料水平关闭插入加注管的燃料泵喷嘴,随后燃料泵喷嘴的部分上的任何燃料流出结束。
为了能够更精确地执行加燃料过程或填充过程,并且为了在填充过程中具有更大的影响,能够检测填充装置或填充阀的停用是非常有利的。
现有技术尚未公开检测分配装置的停用的任何方法或任何操作流体容器系统,所述分配装置可例如以燃料泵喷嘴的形式实施。相反,当在现有技术中已知的操作流体容器系统中的加油排气阀关闭时,简单地假定填充装置在加油排气阀关闭之后延迟地结束操作流体的输出。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于检测填充装置的停用的方法。另外,本发明的目的是提供一种操作流体容器系统,其设计成在填充过程中检测填充装置的停用。
本发明所基于的目的通过独立权利要求来实现。在从属权利要求中描述了有利的改进。
更准确地说,本发明所基于的目的是通过一种用于在操作流体容器的填充过程中确定填充停止的方法来实现的,其中,操作流体容器的操作流体容器内部可经由通向所述内部的填充管来填充操作流体,以及其中,用于确定填充管内的压力的压力传感器设置在填充管中。根据本发明的方法在这里具有用于获取通过压力传感器获取的压力阀的时间曲线的方法步骤、以及用于根据压力值的时间曲线输出填充停止信号的方法步骤。
通过根据本发明的方法,可以可靠地确定填充装置的填充停止,该填充装置例如可实施为燃料泵的燃料泵喷嘴。因此,通过根据本发明的方法,可检查燃料泵喷嘴的停用功能,结果提高了填充过程中的安全性。另外,通过根据本发明的方法,可通过计数停用来确定加燃料尝试的次数。加燃料尝试的次数可进行处理/用作控制器中的输入变量。另外,控制器可以以目标方式准备随后的加燃料过程。例如,可实现特定数量的燃料的确定的加燃料。另外,根据本发明的方法提供了可根据客户请求具体配置加燃料过程的优点。例如,在检测到第一去激活过程之后,可设定加燃料尝试的次数。另外,根据本发明的方法能够可靠地允许得出关于执行加燃料的最终用户/人的加油行为的结论。
在加燃料过程中,操作流体容器内部通过插入到填充管的填充喷嘴中的填充装置填充操作流体。该填充装置优选地是燃料泵的燃料泵喷嘴。然而,通过根据本发明的方法,如果操作流体容器例如通过再填充容器进行填充,则也可检测到填充停止。
通过压力传感器获取的压力值优选地存储为使得为采集时间段/记录时间段期间的每个时间点分配压力值。因此,压力值优选地存储在表中。压力值的记录或存储优选地作为填充过程被确定的结果而启动。填充过程优选地通过填充管中的传感器来检测,传感器优选地在通过填充管的填充喷嘴中。后者可检测例如燃料泵喷嘴或一些其它填充装置插入填充管。
压力值优选地以规则的时间间隔获取和存储。
该方法优选地实施为使得根据压力值的时间曲线输出警告信号。警告信号优选地是声警告信号和/或光警告信号。警告信号优选地可发送到优选地实现为移动电话的移动终端。另外,还可通过例如安装有操作流体容器的车辆的喇叭或其它声音发生装置来输出警告信号。另外,优选地,光学警告信号可由车辆的显示设备显示。
该方法优选地以具有以下方法步骤的方式实施:
-借助于所述压力传感器在所述填充管内在第一时间段内获取至少两个压力值;
-借助于所述压力传感器,在所述填充管内,在按时间顺序跟随所述第一时间段的第二时间段内获取至少两个另外的压力值;
-确定在第一时间段内获得的压力值之间的第一差;
-确定在第二时间段内获得的压力值之间的第二差值;以及
-如果第二差值的绝对值低于第一差值的绝对值,则输出填充停止信号。
通过该方法的相应实施方式,能够以非常简单的方式仅通过少量获得的压力值可靠地确定填充装置的停用。在第一时间段期间,填充装置输出操作流体,使得操作流体容器在第一时间段期间填充有操作流体。因此,由填充管内的压力传感器获得的压力值在第一时间段期间从填充管内的静态压力和由填充管内的操作流体的运动调节的动态压力产生。在第二时间段期间,填充装置不输出任何操作流体,因为填充装置的停用机构(例如通气孔)由于填充管内的上升的操作流体柱而由操作流体激活/关闭。因此,在第二时间段期间,没有操作流体经由填充管流入操作流体容器内部,使得布置在填充管内的压力传感器仅确定填充管内的静态压力。静态压力具有比动态压力低的噪声水平,使得在第二时间段期间的第二差的绝对值低于在第一时间段期间的第一差的绝对值。
当然,该方法也可实施为使得在第一时间段内和第二时间段内分别确定两个以上的压力值。在这种情况下,该方法则具有以下方法步骤:
-借助于所述压力传感器在所述填充管内的第一时间段内获取多个压力值;
-借助于所述压力传感器,在所述填充管内在按时间顺序在所述第一时间段之后的第二时间段内获取多个另外的压力值;
-确定在第一时间段内获得的最大压力值与在第一时间段内获得的最小压力值之间的第一差;
-确定在第二时间段内获得的最大压力值与在第二时间段内获得的最小压力值之间的第二差值;以及
-如果第二差值的绝对值小于第一差值的绝对值,则输出填充停止信号。
优选地,只有当第二差值的绝对值小于第一差值的绝对值的一半时才输出填充停止信号。更优选地,只有当第二差值的绝对值小于第一差值的绝对值的四分之一时才输出填充停止信号。更优选地,只有当第二差值的绝对值小于第一差值的绝对值的八分之一时才输出填充停止信号。
第一差和第二差的相应绝对值各自构成第一差或第二差的绝对值,因此总是正实数。
更优选地,该方法以具有以下方法步骤的方式实施:
-在第一时间段内获取多个第一压力值;
-基于所述多个第一压力值确定第一信噪比;
-在按时间顺序跟随所述第一时间段的第二时间段内获取多个第二压力值;
-基于所述多个第二压力值确定第二信噪比;以及
-如果第二信噪比大于第一信噪比,则输出填充停止信号。
通过相应实施的方法,能够以提高的精度更可靠地确定填充装置的填充停止。
多个第一压力值和第二压力值被理解为表示至少两个第一压力值和两个第二压力值。
信噪比被限定为存在的平均信号功率Psignal相对于存在的平均噪声功率Pnoise(频谱噪声功率密度对带宽的积分)的比率,其中,噪声功率的原点不被考虑。因此:SNR=有用信号功率/噪声功率=Psignal/Pnoise。
优选地,只有当第二信噪比至少是第一信噪比的两倍时才输出填充停止信号。更优选地,只有当信噪比至少是第一信噪比的三倍时才输出填充停止信号。更优选地,只有当第二信噪比至少是第一信噪比的四倍时才输出填充停止信号。
代替信噪比,还可使用峰值信噪比或载波噪声比来执行该方法。
该方法优选地以具有以下方法步骤的方式实施:
-在第一时间段内获取多个第一压力值;
-基于所述第一压力值获取第一频谱;
-在按时间顺序跟随所述第一时间段的第二时间段内获取多个第二压力值;
-基于所述第二压力值获取第二频谱;以及
-如果第二频谱不同于第一频谱,则输出填充停止信号。
由于在第一时间段期间,填充管内的压力是由于静态压力和动态压力的叠加而产生的,其中,静态压力由填充管内的操作流体柱和大气压力来调节,动态压力由填充管内的操作流体的运动来调节,以及相反,在第二时间段期间,填充管内的压力仅由静态压力来调节,压力值的频谱相应地变化。因此,通过在第一时间段和第二时间段期间确定频谱,并通过比较作为动态压力特征的特定频率范围,可得出关于操作流体是否流过填充管的结论。例如,如果在频谱中不存在作为填充管内的操作流体的流动运动的特征的频率,则填充装置不能再输出任何操作流体,使得输出填充停止信号。第一时间段中的频谱具有比第二时间段中的频谱更高的频率。
频谱优选地通过压力值的傅立叶变换来产生。
该方法优选地实施为使得其具有用于确定压力值是否具有绝对最大值和在第一时间间隔处紧随绝对最大值的绝对最小值的方法步骤,并且还具有用于在第一时间间隔短于预定时间段的情况下则输出填充停止信号的方法步骤。
如果填充装置结束操作流体的输出,则该结束之前是关闭通气阀,该通气阀将操作流体容器内部流体地连接至大气,使得操作流体容器内部不再能够进行通气。因此,由于操作流体容器内部的上升压力,填充管中的操作流体柱上升,直到填充装置的停用机构(例如,燃料泵喷嘴中的通气器孔)被启动。当填充装置(燃料泵阀)停用时,填充管中的操作流体柱的水平高于操作流体容器中的操作流体的水平。因此,尽管填充阀关闭,但操作流体从填充管流入操作流体容器内部,其中,操作流体容器内部的压力进一步升高。操作流体容器内的加压气体用作弹簧,并将操作流体从操作流体容器内部驱动出并返回填充管。这引起操作流体在操作流体容器内部与填充管之间的阻尼振荡运动,这转而引起填充管内的压力波动。绝对最大值在这里对应于压力传感器在填充装置停用时直接获得的压力,因为此时填充管中的操作流体的水平处于最大值。绝对最大值对应于当操作流体由于操作流体容器内部的过压而首先被迫回到填充管中时由压力传感器获得的压力值。
如果填充管通过止回阀流体连接至操作流体容器内部,则绝对最小值特别显著。
也可被称为绝对最大压力值的绝对最大值在这里被理解为必须大于压力传感器输出作为静态噪声的压力值。也可被称为绝对最小压力值的绝对最小值在这里被理解为必须小于压力传感器输出作为静态噪声的压力值。
第一时间段优选地包括1秒。更优选地,第一时间段包括0.5秒。更优选地,第一时间段包括0.4秒。更优选地,第一时间段包括0.3秒。更优选地,第一时间段包括0.2秒。更优选地,第一时间段包括0.1秒。更优选地,第一时间段包括小于0.1秒。
压力值优选从填充过程开始获取并进行记录。例如,可通过打开燃料箱盖和/或借助于填充管中的传感器来指示填充过程的开始,该传感器检测填充装置插入填充管中。更优选地,从排出操作流体容器中的过压开始记录压力值。这在PHEV车辆中特别有利。
该方法优选地实施为使得该方法具有用于对由压力传感器获取的压力值执行高通滤波的方法步骤,其中,如果高通滤波的压力值低于预定的下阈值,则执行输出填充停止信号的方法步骤。
通过对压力值进行高通滤波,可滤除压力值的低频信号分量,使得可更容易地识别通过填充管中的操作流体的振荡运动来调节的压力的快速变化,其中,该低频信号分量具体通过由于填充管中的上升水平而引起的压力缓慢上升来调节,。
高通滤波优选地只让频率高于1Hz的信号通过。更优选地,高通滤波只使频率高于2Hz的信号通过。更优选地,高通滤波只使频率高于4Hz的信号通过。更优选地,高通滤波只使频率高于8Hz的信号通过。更优选地,高通滤波只使频率高于16Hz的信号通过。更优选地,高通滤波只使频率高于32Hz的信号通过。
该方法优选地实施为使得该方法具有用于对压力传感器获取的压力值进行高通滤波的方法步骤,以及用于获取高通滤波后的压力值的绝对值的后续方法步骤,其中,如果已转换为绝对值的高通滤波后的压力值超过预定的上阈值,则执行用于输出填充停止信号的方法步骤。
相应实施的方法具有的优点是,在填充管中的操作流体的振荡以及因此在该振荡运动之前的填充装置的填充停止能够以乃至进一步改进的可靠性水平来确定。
该方法优选地实施为使得该方法具有用于对压力传感器获取的压力值进行高通滤波的方法步骤、用于获取高通滤波的压力值的绝对值的后续方法步骤以及用于对首先高通滤波然后转换为绝对值的压力值进行低通滤波的方法步骤,其中,如果首先进行高通滤波然后转换为绝对值再进行低通滤波的压力值超过预定的上阈值,则执行用于输出填充停止信号的方法步骤。
相应实施的方法的优点在于,由于以这种方式转换的信号(压力值)的高频分量被滤除,所以能够以乃至进一步改进的可靠性水平来确定填充装置的填充管中的操作流体的振荡以及因此在该振荡运动之前的填充停止。
低通滤波优选地滤除具有高于1Hz的频率的信号。更优选地,低通滤波滤除频率高于2Hz的信号。更优选地,低通滤波滤除频率高于4Hz的信号。更优选地,低通滤波滤除频率高于8Hz的信号。更优选地,低通滤波滤除频率高于16Hz的信号。更优选地,低通滤波滤除频率高于32Hz的信号。
本发明所基于的目的还通过一种具有操作流体容器和填充管的操作流体容器系统来实现,其中填充管通向操作流体容器的操作流体容器内部,用于用操作流体填充操作流体容器,其中,操作流体容器系统的特征在于,操作流体容器系统具有布置在所述填充管内的至少一个压力传感器,并且经由数据线联接至电子控制装置,以用于将表示所述填充管内的压力的数据传输至电子控制装置,其中,所述控制装置设计成执行如上所述的用于确定填充停止的方法。
压力传感器与电子控制装置的联接可通过有线数据线和/或通过无线数据线来实现。
压力传感器优选地安装在填充管内,使得压力传感器不会突出到填充管的内表面之外。
当相应地实施操作流体容器系统时,使得压力传感器在填充管内可用意味着压力传感器不会产生额外的涡流。一方面,结果是增加了填充管内压力的测量精度,另一方面,也可实现通过填充管的增加的填充体积流量。
更优选地,压力传感器以压力传感器与填充管的内表面齐平的方式安装在填充管内。
本发明所基于的目的还通过一种用于在操作流体容器的填充过程中确定填充停止的方法来实现,其中,操作流体容器的操作流体容器内部可经由通向所述内部的填充管填充操作流体,其中,操作流体容器系统具有安装在操作流体容器上或填充管上的加速度传感器。根据本发明的方法在这里具有用于获取通过加速度传感器获取的加速度值的时间曲线的方法步骤、以及用于根据加速度值的时间曲线输出填充停止信号的方法步骤。
通过加速度传感器获取的加速度值优选地存储为使得在获取时间段/记录时间段期间的每个时间点均被分配加速度值。因此,加速度值优选地存储在表中。加速度值的记录或存储优选地通过被确定的填充过程来启动。填充过程优选地由填充管中的传感器检测,优选地在填充管的填充喷嘴中。所述传感器可检测例如燃料泵喷嘴或一些其它填充装置插入到填充管中。
优选地,以规则的时间间隔获取并存储加速度值。
加速度传感器也可被称为固体声传感器。加速度传感器优选地连接至填充管。另外,由于填充管与操作流体容器的连接以及由此产生的固体声音从填充管到操作流体容器的良好传输,所以加速度传感器可连接至操作流体容器。
该方法优选地实施为使得如果加速度值超过预定加速度极限值,则输出填充停止信号。
本发明所基于的目的还通过具有操作流体容器和填充管的操作流体容器系统来实现,所述填充管通向操作流体容器的操作流体容器内部,用于用操作流体填充操作流体容器,其中,所述操作流体容器系统的特征在于,其具有安装在操作流体容器上或填充管上的加速度传感器,其中,所述加速度传感器经由数据线联接至电子控制装置,用于将加速度数据传输到所述电子控制装置,并且其中,所述控制装置设计成执行根据上述两种方法中的一个用于确定填充停止的方法。
加速度传感器与电子控制装置的联接可通过有线数据线和/或通过无线数据线来实现。
加速度传感器也可被称为固体声传感器。加速度传感器优选地连接至填充管。另外,由于填充管与操作流体容器的连接以及由此产生的固体声音从填充管到操作流体容器的良好传输,所以加速度传感器可连接至操作流体容器。
本发明所基于的目的还通过一种用于在操作流体容器的填充过程中确定填充停止的方法来实现,其中,操作流体容器的操作流体容器内部可经由通向所述内部的填充管填充操作流体,其中,用于确定填充管内的体积流量的体积流量传感器设置在填充管中。根据本发明的方法在这里具有用于获取通过体积流量传感器获取的体积流量值的时间曲线的方法步骤、以及用于根据体积流量值的时间曲线输出填充停止信号的方法步骤。
通过体积流量传感器获取的体积流量值优选地存储为使得在获取时间段/记录时间段期间的每个时间点均被分配体积流量值。因此,体积流量值优选地存储在表中。体积流量值的记录或存储优选地通过被确定的填充过程来启动。优选地,通过填充管中的传感器检测填充过程,传感器优选地在填充管的填充喷嘴中。所述传感器可检测例如燃料泵喷嘴或一些其它填充装置插入填充管。
优选地以规则的时间间隔获取和存储体积流量值。
该方法优选地实施为使得如果体积流量值低于预定的体积流量限制值,则输出填充停止信号。
本发明所基于的目的还通过一种操作流体容器系统来实现,该操作流体容器系统具有操作流体容器和填充管,该填充管通向操作流体容器内部的操作流体容器,用于用操作流体填充操作流体容器,其中,该操作流体容器系统的特征在于,该操作流体容器系统具有布置在填充管内的体积流量传感器,并通过数据线连接至电子控制装置以将表示填充管内体积流量的数据传输到电子控制装置,以及其中控制装置设计成执行根据上述两种方法中的一种的用于确定填充停止的方法。
体积流量传感器与电子控制装置的联接可通过有线数据线和/或通过无线数据线来实现。
操作流体容器系统优选地实施为使得它具有止回阀,操作流体容器内部通过该止回阀流体地连接至填充管(20)。
止回阀优选地设置为在插入到操作流体容器内部的插入管的端部与操作流体容器内部之间的翼片。
使止回阀可用意味着当填充过程结束时,由于填充管中的操作流体的振荡运动,在填充管中产生的负压增大,使得能够更可靠地确定填充装置的填充停止。
如果操作流体容器系统在填充管内具有压力传感器,则压力传感器优选设置在止回阀的上游。在这里,上游涉及通过填充管填充到操作流体容器内部的操作流体的流动方向。
附图说明
下面可找到由所解释的示例性实施方式产生的本发明的其它优点、细节和特征。在这里,具体地:
图1示出了根据本发明的操作流体容器系统的示意图;
图2示出了在操作流体容器的填充过程期间在操作流体容器系统的填充管内的压力值的图示,该压力值通过图1所示的压力传感器获得;
图3至图6示出了根据本发明的不同实施方式的用于确定填充停止的方法的流程图;
图7A示出了在操作流体容器的填充过程期间在操作流体容器系统的填充管内的压力值的时间曲线的图示,该压力值通过图1所示的压力传感器获得;
图7B示出了在所述压力值已由高通滤波器滤波之后图7A中所示的压力值的时间曲线的图示;
图7C示出了图7B所示的压力信号的绝对值的时间曲线的图示;
图7D示出了图7C所示的压力信号在通过低通滤波器滤波之后的时间曲线的图示;
图8至图11示出了根据本发明的不同实施方式的用于确定填充停止的方法的流程图;
图12示出了根据本发明另一实施方式的操作流体容器系统的示意图;
图13示出了用于确定图12所示的操作流体容器系统中的填充停止的方法的流程图;
图14示出了根据本发明另一实施方式的操作流体容器系统的示意图;
图15示出了用于确定图14所示的操作流体容器系统中的填充停止的方法的流程图;
图16示出了操作流体容器中的压力的时间曲线(相应的较低压力曲线)和填充管中的压力的时间曲线(相应的较高压力曲线);
图17示出了时间压力曲线的图示,其中,在上部图中,填充管中的压力曲线用连续线示出,以及容器中的压力曲线用虚线示出,其中,在中部图中,示出了填充管中的流体静态压力,以及其中,在下部图中,示出了由流体静态压力部件补偿的、填充管中的时间压力曲线;
图18示出了用于不同填充体积流的填充管中的时间压力曲线的图示;以及
图19示出了作为填充体积流的函数的填充管和操作流体容器中的压力值。
具体实施方式
在下面的描述中,相同的附图标记表示相同的部件或相同的特征,以使得参考一个附图所作的部件的描述也适用于其它附图,从而避免重复描述。另外,已关于一个实施方式描述的各个特征也可在其它实施方式中单独应用。
图1示出了根据本发明的操作流体容器系统1的示意图,该工作容器系统在当前情况下实现为燃料容器系统1。操作流体容器系统1具有操作流体容器10和填充管20,填充管20通向操作流体容器10的操作流体容器内部11,用于用操作流体填充操作流体容器内部10。从图1还可明显看出的是,操作流体容器系统1还具有设置在填充管20内的压力传感器40。显然,压力传感器设置在填充管20通向操作流体容器内部11的连接区域中。在本文中,在操作流体容器系统1的安装位置,压力传感器40布置在填充管20的下壁上。
尽管从图1中不明显,但是压力传感器40优选地安装在填充管20内,使得压力传感器40不突出超过填充管20的内表面。当相应地实施操作流体容器系统1时,使得填充管20内的压力传感器40可用意味着压力传感器40不产生额外的涡流。一方面,这增加了填充管20内压力传感器40的测量精度,以及,另一方面,填充管20可继续实现增加的填充体积流量。
操作流体容器内部11可经由填充装置100填充操作流体,在所示示例性实施方式中,填充装置100实现为燃料泵喷嘴100。为此目的,通过填充管20的填充喷嘴21将燃料泵喷嘴100引入填充管20。
在填充管20进入操作流体容器内部11的连接区域中,设置有止回阀30,在该情况下,该止回阀30实现为止回阀30。止回阀30也可称为入口止回阀30,其至少防止或减少操作流体从操作流体容器内部11流回到填充管20中。
从图1还可明显看出的是,压力传感器40经由数据线71连接至电子控制装置70,用于将表示填充管20内的压力的数据传送至电子控制装置70。数据线71可实现为有线数据线71或无线数据线71。
控制装置70设计成执行下面描述的用于确定填充停止的方法之一。
图2示出了在操作流体容器10的填充过程期间,通过图1所示的压力传感器40在操作流体容器系统1的填充管20内获得的压力值的图示。显然,在第一时间段中,填充管20内的压力基本上是恒定的,但是具有高噪声水平。在第一时间段期间,操作流体容器内部11经由排放阀(图中未示出)与大气流体连接,以便排出从操作流体容器内部排出的气体。在第一时间段期间,填充管20中的压力由填充管20中的操作流体柱所引起的静态压力分量和大气压力以及填充管20中的操作流体的流动所引起的动态压力分量产生。
在操作流体容器内部11中达到停用填充水平之后,排气阀关闭,使得操作流体容器内部11与大气断开流体连通。因此,操作流体的进一步输入导致操作流体容器内部11内的压力升高,结果,填充管20中的操作流体的水平升高。这从图2中的上升压力值显而易见。如果操作流体到达流体泵喷嘴100,则流体泵喷嘴执行填充停止。因此,在第二时间段期间,没有操作流体或者显著较少的操作流体从填充管20流入操作流体容器内部11,以使得由于没有动态压力分量,在第二时间段期间由压力传感器40确定的压力具有显著较低的噪声水平。这在图2的右侧部分中从图2所示的压力分布图中显而易见。显然,在第一时间段期间的噪声水平高于在第二时间段期间的噪声水平。
图3示出了电子控制装置70执行的方法序列。在第一方法步骤S1中,记录通过压力传感器40获得的压力值的时间曲线。随后,控制装置70根据压力值的时间曲线输出填充停止信号SS。
根据本发明的一个实施方式,控制装置70设计成执行图4所示的方法。在方法步骤S21中,通过压力传感器40在第一时间段内获取填充管20内的至少两个压力值。第一时间段在这里是图2中的时间段,其中,从静态压力和填充管20内的动态压力的叠加获得压力值。随后,执行方法步骤S22,用于通过压力传感器40在填充管20内确定按时间顺序跟随第一时间段的第二时间段内的至少两个另外的压力值。第二时间段在这里是图2中的时间段,其中压力值专门由填充管20内的静态压力产生,因此没有操作流体从填充管20流入操作流体容器内部11。随后,执行用于确定在第一时间段内获取的压力值之间的第一差的方法步骤S23和用于确定在第二时间段内获取的压力值之间的第二差的方法步骤S24。在进一步的方法步骤中,将第一差值和第二差值的绝对值彼此进行比较,如果第二差值的绝对值小于第一差值的绝对值,则输出用于输出填充停止信号SS的方法步骤。替代地,如果第二差值的绝对值不小于第一差值的绝对值,则程序跳回到方法步骤S21。
控制装置70优选地设计成使得在第一时间段内和第二时间段内分别获得多于两个的压力值。在这种情况下,该方法接着具有以下方法步骤:
-借助于压力传感器40在第一时间段内在填充管20内获取S21多个压力值;
-借助于压力传感器40在第二时间段内在填充管20内获取S22多个另外的压力值,所述第二时间段按时间顺序跟随第一时间段;
-确定S23在第一时间段内获得的最大压力值与在第一时间段内获得的最小压力值之间的第一差值;
-确定S23在第二时间段内获得的最大压力值与在第二时间段内获得的最小压力值之间的第二差值;以及
-如果第二差值的绝对值小于所述第一差值的绝对值,则输出SS填充停止信号。
根据本发明的另一实施方式,控制装置70设计成执行图5所示的方法。在方法步骤S31中,在第一时间段内获取多个第一压力值。随后,在方法步骤S32中,基于多个第一压力值获得第一信噪比。该方法还具有方法步骤S33,用于获得在第二时间段内的多个第二压力值,该第二时间段按时间顺序跟随第一时间段,以及按时间顺序跟随方法步骤S34,用于基于多个第二压力值确定第二信噪比。在另一方法步骤中,将第一信噪比和第二信噪比相互比较,以及如果第二信噪比大于第一信噪比,则执行用于输出填充停止信号的方法步骤SS。替代地,如果第二信噪比不大于或等于第一信噪比,则过程跳回到方法步骤S31。
根据本发明的另一实施方式,控制装置70设计成执行图6所示的方法。在方法步骤S41中,在第一时间段内获取多个第一压力值。随后,在方法步骤S42中,基于第一压力值计算或获取第一频谱。第一频谱优选地通过第一压力值的傅立叶变换来产生。该方法还具有方法步骤S43,用于在按时间顺序跟随第一时间段的第二时间段内获取多个第二压力值。随后,在方法步骤S44中,基于第二压力值计算或获取第二频谱。第二频谱优选地通过第二压力值的傅立叶变换来产生。在进一步的方法步骤中,将第一频谱和第二频谱彼此进行比较,以及如果第二频谱与第一频谱不同,则执行用于输出填充停止信号的方法步骤SS。替代地,如果第二频谱与第一频谱没有不同,则程序跳回到方法步骤S41。
通过在第一时间段和第二时间段期间确定频谱,并且通过比较作为动态压力特征的特定频率范围,可得出关于操作流体是否流过填充管20的结论。例如,如果在频谱中不存在作为填充管20内的操作流体的流动运动的特征的频率,则填充装置100不再输出任何操作流体,使得随后输出填充停止信号。第一时间段中的频谱具有比第二时间段中的频谱更高的频率。
图7A示出了在操作流体容器10的填充过程中,通过图1所示的压力传感器40获得的操作流体容器系统1的填充管20内的压力值的时间曲线的图示。显然,在147秒和149秒之间的时间范围内,填充管20内的压力首先升高,然后在大约148.5秒处严重下降。
当填充装置100结束操作流体的输出时,该结束之后是关闭通气阀,使得操作流体容器内部11不能再被通气,该通气阀将操作流体容器内部11流体连接至大气,并且在图中未示出。因此,由于操作流体容器内部11中的上升压力,操作流体柱在填充管20中上升,直到填充装置100的去激活机构被激活。当填充装置100或燃料泵喷嘴100停用时,填充管20中的操作流体柱的水平高于操作流体容器10中的操作流体的水平。因此,尽管排气阀关闭,但操作流体从填充管20流入操作流体容器内部11,其中,操作流体容器内部11中的压力进一步升高。操作流体容器内部11内的加压气体起到弹簧的作用,并将操作流体从操作流体容器内部11驱动出并回到填充管20中。这引起操作流体在操作流体容器内部11与填充管20之间的阻尼振荡运动,这转而引起压力波动和填充管20内的压力下降。
根据本发明的另一实施方式,控制装置70设计成执行图8所示的方法。在方法步骤S51中,确定由填充管20中的压力传感器40获得的压力值是否具有绝对最大值和绝对最小值,绝对最小值在第一时间间隔后跟随绝对最大值。随后,如果第一时间间隔短于预定时间段,则执行用于输出填充停止信号的方法步骤SS。在操作流体容器系统1的配置期间,操作流体容器10、填充管20和止回阀30的尺寸和几何形状使得绝对最小压力在绝对最大压力值之后大约0.1秒后跟随。因此,当相应地配置操作流体容器系统1时,预定时间段优选地在0.5秒与0.2秒之间。可根据操作流体容器10、填充管20和止回阀30的尺寸和几何形状来不同地选择预定的时间段。
绝对最大值在这里与压力传感器20在填充装置100停用时直接获得的压力相对应,因为此时填充管20中的操作流体的水平处于最大值。绝对最小值对应于压力传感器20在操作流体由于操作流体容器内部11中的过压而首先被迫回到填充管20中时而获得的压力值。如果填充管20通过止回阀30流体连接至操作流体容器内部11,则绝对最小值特别明显。
也可被称为绝对最大压力值的绝对最大值在这里被理解为意指其必须大于压力传感器20输出的作为静态噪声的压力值。也可被称为绝对最小压力值的绝对最小值在这里理解为意指其必须小于压力传感器20输出的作为静态噪声的压力值。
图7B示出了在图7A中所示的压力值经过高通滤波器滤波之后的压力值的时间曲线的图示。
根据本发明的另一实施方式,控制装置70设计成执行图9所示的方法。在方法步骤S1中,记录通过压力传感器40获得的压力值的时间曲线。在方法步骤S61中,对压力传感器20获取的压力值进行高通滤波。随后,通过控制装置70检查过滤后的压力值是否低于预定的下阈值。如果高通滤波后的压力值低于预定的下阈值,则执行用于输出填充停止信号的方法步骤SS。如果高通滤波后的压力值不低于预定的下阈值,则该过程能够可选地跳回到方法步骤S1。
图7C示出了图7B所示的压力信号的绝对值的时间曲线的图示。
根据本发明的另一实施方式,控制装置70设计成执行图10所示的方法。在方法步骤S1中,记录通过压力传感器40获得的压力值的时间曲线。在方法步骤S61中,对通过压力传感器20获取的压力值进行高通滤波。随后,在方法步骤S71中,获取/产生高通滤波的压力值/压力信号的绝对值。随后,通过控制装置70检查已转换成绝对值的高通滤波压力值是否超过预定的上阈值。如果已转换成绝对值的高通滤波压力值超过预定上阈值,则执行用于输出填充停止信号的方法步骤SS。如果转换成绝对值的高通滤波压力值没有超过预定的上阈值,则该过程能够可选地跳回到方法步骤S1。
图7D示出了图7C所示的压力信号在通过低通滤波器滤波之后的时间曲线的图示。
根据本发明的另一实施方式,控制装置70设计成执行图11所示的方法。在方法步骤S1中,记录通过压力传感器40获得的压力值的时间曲线。在方法步骤S61中,对压力传感器20获取的压力值进行高通滤波。随后,在方法步骤S71中,获取/产生高通滤波的压力值/压力信号的绝对值。在方法步骤S81中,对已转换成绝对值的高通滤波后的压力值/压力信号进行低通滤波。随后,通过控制装置70检查压力值/压力信号是否超过预定的上阈值,所述压力值/压力信号首先被高通滤波,然后被转换为绝对值,随后进行低通滤波。如果已转换成绝对值并且随后进行低通滤波的高通滤波压力值/压力信号超过预定的上阈值,则执行用于输出填充停止信号的方法步骤SS。如果已转换成绝对值并且随后进行低通滤波的高通滤波压力值/压力信号没有超过预定的上阈值,则该过程能够可选地跳回到方法步骤S1。
图12示出了根据本发明另一实施方式的操作流体容器系统1的示意图。图12所示的操作流体容器系统1与图1所示的操作流体容器系统1的不同之处在于,它具有至少一个加速度传感器50,该加速度传感器50可设置在填充管20上或操作流体容器10上。操作流体容器系统1也可具有两个加速度传感器50,其中,第一加速度传感器50布置在填充管20上,以及第二加速度传感器50布置在操作流体容器10上。加速度传感器50通过有线数据线71或无线数据线71联接至控制装置70,以便发送数据。另外,图12所示的操作流体容器系统1也可具有图1所示的压力传感器40。
控制装置70设计成执行图13所示的方法。在方法步骤S9中,获取由加速度传感器50获取的加速度值的时间曲线。随后,控制装置70检查加速度值是否超过预定加速度限制值。如果加速度值超过加速度限制值,则执行用于输出填充停止信号的方法步骤SS。因此,根据由加速度传感器50获取的加速度值的时间曲线输出填充停止信号。
图14示出了根据本发明另一实施方式的操作流体容器系统1的示意图。图14所示的操作流体容器系统1与图1所示的操作流体容器系统1的不同之处在于,该操作流体容器系统1具有布置在填充管20中的至少一个体积流量传感器60,用于确定通过填充管20的操作流体的体积流量测量值。体积流量传感器60通过有线数据线71或无线数据线71联接至控制装置70,用于传输数据。另外,图14所示的操作流体容器系统1也可具有图1所示的压力传感器40和/或图12所示的加速度传感器50。
控制装置70设计成执行图15所示的方法。在一个方法步骤S11中,获得通过体积流量传感器60获得的体积流量值的时间曲线。随后,控制装置70检查体积流量值是否低于预定值流量限制值。如果体积流量值低于体积流量限制值,则执行用于输出填充停止信号的方法步骤SS。因此,根据由体积流量传感器60获得的体积流量值的时间曲线输出填充停止信号。
下面参考图16至图19来描述用于实现目标体积或用于使限定的填充量可用的方法。体积流量或填充体积流量的确定将通过设置在填充管20中的压力传感器40来执行。
在图16中,以不同的填充速率(10l/min至50l/min)示出了操作流体容器10中的压力和填充管20中的压力的曲线。
在这里显然的是,压力曲线根本不同。具体地,在填充管20中的压力测量的情况下,可看到填充水平对压力的影响。由于填充管中的压力传感器流体地连接至箱/操作流体容器,所述压力传感器另外测量箱中的燃料/操作流体的流体静态压力。这从填充管20中随着填充水平升高的压力中是显而易见的。一旦主室(这是鞍形箱)中的燃料水平不再进一步升高,由于整个燃料流进入副室,因而压力也不再进一步升高。
因此,在图17中示出了由静态压力部件补偿的压力曲线。主室的填充水平借助于Phydrostatic=ρgh转换成流体静态压力力(信号流体静态压力力)。补偿后的压力曲线(信号tank_pressure_adjusted)由填充管中的压力和流体静态压力之间的差产生。
因此,,获得在加燃料过程中相对恒定的压力水平。如图18所示,该压力水平随着体积流量而变化。
图19示出了相对于体积流量绘制的压力值、填充管20中的补偿压力信号和箱中的压力测量。由此可导出压力和填充管20之间的极线性关系,该关系容易地允许基于获得的填充管20中压力来确定体积流量。
通过使用压力测量,可容易地得出关于体积流量的结论。所得到的关系是线性的。在箱10中的压力测量的情况下,可在不需要进一步知道参数的情况下得出该结论。如果测量加油箱20中的压力,则在本文中,必须另外考虑箱10中的燃料的流体静态压力成分。
附图标记的说明
1 操作流体容器系统
10 操作流体容器
11 操作流体容器内部
20 填充管
21 填充喷嘴
30 止回阀/入口止回阀
40 压力传感器
50 加速度传感器/固体声传感器
60 体积流量传感器
70 电子控制装置
71 数据线
100 填充装置/燃料泵喷嘴
Claims (17)
1.一种用于在操作流体容器(10)的填充过程中确定填充停止的方法,所述操作流体容器(10)的操作流体容器内部(11)能够经由通向所述内部(11)的填充管(20)填充操作流体,其中,用于确定所述填充管(20)内的压力的压力传感器(40)设置在所述填充管(20)中,其中,所述方法具有以下方法步骤:
-获取(S1)由所述压力传感器(40)获取的压力值的时间曲线;以及
-根据所述压力值的所述时间曲线输出(SS)填充停止信号。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于以下特征:
-借助于所述压力传感器(40),在所述填充管(20)内获取(S21)第一时间段内的至少两个压力值;
-借助于所述压力传感器(40),在所述填充管(20)内获取(S22)第二时间段内的至少两个另外的压力值,所述第二时间段按时间顺序跟随所述第一时间段;
-确定(S23)在所述第一时间段内获取的压力值之间的第一差;
-确定(S24)在所述第二时间段内获得的压力值之间的第二差;以及
-如果所述第二差的绝对值低于所述第一差的绝对值,则输出(SS)填充停止信号。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于以下特征:
-获取(S31)在第一时间段内的多个第一压力值;
-基于所述多个第一压力值确定(S32)第一信噪比;
-获取(S33)在按时间顺序跟随所述第一时间段的第二时间段内的多个第二压力值;
-基于所述多个第二压力值确定(S34)第二信噪比;以及
-如果所述第二信噪比大于所述第一信噪比,则输出(SS)填充停止信号。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于以下特征:
-获取(S41)在第一时间段内的多个第一压力值;
-基于所述第一压力值获取(S42)第一频谱;
-获取(S43)在按时间顺序跟随所述第一时间段的第二时间段内的多个第二压力值;
-基于所述第二压力值获取(S44)第二频谱;以及
-如果所述第二频谱不同于所述第一频谱,则输出(SS)填充停止信号。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于以下方法步骤:
-确定(S51)所述压力值是否具有绝对最大值和绝对最小值,所述绝对最大值以第一时间间隔跟随所述绝对最小值;以及
-如果所述第一时间间隔短于预定时间段,则输出(SS)所述填充停止信号。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于以下方法步骤:
-对所述压力传感器(40)获取的压力值执行(S61)高通滤波;以及
-如果高通滤波后的压力值低于预定下阈值,则输出(SS)所述填充停止信号。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于以下方法步骤:
-对所述压力传感器(40)获取的压力值执行(S61)高通滤波;
-获取(S71)高通滤波后的压力值的绝对值;以及
-如果已转换成绝对值的高通滤波后的压力值超过预定上阈值,则输出(SS)填充所述停止信号。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于以下方法步骤:
-对所述压力传感器(40)获取的压力值执行(S61)高通滤波;
-获取(S71)高通滤波后的压力值的绝对值;以及
-对先进行高通滤波然后转化为绝对值的压力值执行(S81)低通滤波;以及
-如果先进行高通滤波然后转换为绝对值随后进行低通滤波的压力值超过预定上阈值,则输出(SS)所述填充停止信号。
9.一种用于在操作流体容器(10)的填充过程中确定填充停止的方法,所述操作流体容器(10)的操作流体容器内部(11)能够经由填充管(20)用操作流体填充,所述填充管(20)通向所述内部(11),其中,所述操作流体容器系统具有加速度传感器(50),所述加速度传感器(50)安装在所述操作流体容器(10)上或所述填充管(20)上,其中,所述方法具有以下方法步骤:
-获取(S9)通过所述加速度传感器(50)获取的加速度值的时间曲线;以及
-根据所述加速度值的时间曲线输出(SS)填充停止信号。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,如果加速度值超过预定加速度极限值,则输出所述填充停止信号。
11.一种用于在操作流体容器(10)的填充过程中确定填充停止的方法,所述操作流体容器(10)的操作流体容器内部(11)能够经由填充管(20)用操作流体填充,所述填充管(20)通向所述内部(11),其中,用于确定所述填充管(20)内的体积流量的体积流量传感器(60)设置在所述填充管(20)中,其中,所述方法具有以下方法步骤:
-获取(S11)通过所述体积流量传感器(60)获取的体积流量值的时间曲线;以及
-根据所述体积流量值的时间曲线输出(SS)填充停止信号。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,如果体积流量值低于预定体积流量限制值,则输出所述填充停止信号。
13.一种操作流体容器系统(1),其具有:
-操作流体容器(10);
-填充管(20),其通向操作流体容器内部(11),用于用操作流体填充所述操作流体容器(10);
其特征在于以下特征:
-所述操作流体容器系统(1)具有设置在所述填充管(20)内的压力传感器(40);
-所述压力传感器(40)经由数据线联接至电子控制装置(70),以用于将表示所述填充管(20)内的压力的数据传输到所述电子控制装置(70);以及
-所述控制装置(70)设计成执行根据权利要求1至8中任一项所述的用于确定填充停止的方法。
14.根据权利要求13所述的操作流体容器系统,其特征在于,所述压力传感器(40)安装在所述填充管(20)内,使得所述压力传感器(40)不突出到所述填充管(20)的内表面之外。
15.一种操作流体容器系统(1),其具有:
-操作流体容器(10);
-填充管(20),其通向操作流体容器内部(11),用于用操作流体填充所述操作流体容器(10),
其特征在于以下特征:
-所述操作流体容器系统(1)具有安装在所述操作流体容器(10)上或所述填充管(20)上的加速度传感器;
-所述加速度传感器通过数据线联接至电子控制装置(70),用于将加速度数据传输到所述电子控制装置(70);以及
-所述控制装置(70)设计成执行根据权利要求9至10中任一项所述的用于确定填充停止的方法。
16.一种操作流体容器系统(1),其具有:
-操作流体容器(10);
-填充管(20),其通向操作流体容器内部(11),用于用操作流体填充所述操作流体容器(10),
其特征在于以下特征:
-所述操作流体容器系统(1)具有设置在所述填充管(20)内的体积流量传感器(60);
-所述体积流量传感器(60)经由数据线联接至电子控制装置(70),用于将表示所述填充管(20)内的体积流量的数据传输到所述电子控制装置(70);以及
-所述控制装置(70)设计成执行根据权利要求11至12中任一项所述的用于确定填充停止的方法。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的操作流体容器系统,其特征在于,所述操作流体容器系统具有止回阀(30),所述操作流体容器内部(11)通过所述止回阀流体地连接至所述填充管(20)。
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