DE102015013063A1 - Method for detecting contamination - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Detektieren einer Verschmutzung in einem Leitungssystem (5) einer Wasserstoffspeicheranlage (3) eines Fahrzeugs (1) bei der Betankung. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Betankung bevorzugt gemäß SAE J2601 durchgeführt wird, wobei ein vorgegebener Verbindungsdruckpuls (15) der Betankungsanlage (12) und/oder ein vorgegebener Druckoffset der Betankungsanlage (12) zu Beginn der Betankung in dem Fahrzeug (1) mit einem Drucksensor (8) auf der einem Tankanschluss (6) abgewandten Seite des Leitungssystems (5) zeitlich erfasst und ausgewertet wird.The invention relates to a method for detecting contamination in a line system (5) of a hydrogen storage system (3) of a vehicle (1) during refueling. The inventive method is characterized in that the refueling is preferably carried out according to SAE J2601, wherein a predetermined connection pressure pulse (15) of the refueling system (12) and / or a predetermined pressure offset of the refueling system (12) at the beginning of refueling in the vehicle (1). with a pressure sensor (8) on the side facing away from a tank connection (6) side of the conduit system (5) is recorded and evaluated in time.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Detektieren einer Verschmutzung nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to a method for detecting a contamination according to the closer defined in the preamble of claim 1.

Verschmutzungen von Leitungssystemen und insbesondere in den Leitungssystemen befindlichen Filtern stellen bei der Betankung von Fahrzeugen mit Wasserstoff ein nicht unerhebliches Problem dar. Aufgrund einer solchen Verschmutzung kann es sehr schnell zu einem hohen Druckanstieg bei der Betankung kommen, welchen die Tankanlage dann als Abschaltdruck interpretieren kann. Der Betreiber des Fahrzeugs kann schlimmstenfalls davon ausgehen, dass die Betankung erfolgreich war, es befinden sich jedoch nur sehr viel geringere Mengen an Wasserstoff in der Speicheranlage als angenommen. Dies kann einerseits zu einer deutlichen Beeinträchtigung der Reichweite und schlimmstenfalls zu einem Liegenbleiben des Fahrzeugs in einem Bereich, in dem keine Wasserstofftankstelle zur Verfügung steht, führen.Contaminations of piping systems and in particular filters located in the piping systems represent a not inconsiderable problem when fueling vehicles with hydrogen. Because of such contamination, a high pressure rise during refueling can very quickly occur, which the tank system can then interpret as switch-off pressure. In the worst case scenario, the operator of the vehicle can assume that the refueling was successful, but there are only very small amounts of hydrogen in the storage facility than assumed. On the one hand, this can lead to a significant impairment of the range and, in the worst case, to a stoppage of the vehicle in an area in which no hydrogen refueling station is available.

Um dieser Problematik entgegenzuwirken, schlägt die JP 2006-214512 eine Überwachung eines Druckprofils, insbesondere die Auswertung eines Druckanstiegs über der Zeit im Befüllstrang, vor. Der Nachteil bei dem dort beschriebenen Aufbau besteht darin, dass zur zuverlässigen Auswertung ein Vergleich der Sensorwerte der Betankungsanlage einerseits und des Fahrzeugs andererseits notwendig sind. Dies erfordert im Allgemeinen eine bidirektionale Kommunikation zwischen der Betankungsanlage und dem Fahrzeug. Eine solche liegt typischerweise jedoch nicht vor, sodass das Verfahren in der Praxis nur mit einem erheblichen Aufwand zu realisieren wäre.To counteract this problem, proposes the JP 2006-214512 a monitoring of a pressure profile, in particular the evaluation of a pressure increase over time in the Befzuststrang before. The disadvantage of the design described therein is that for reliable evaluation, a comparison of the sensor values of the refueling system on the one hand and the vehicle on the other hand are necessary. This generally requires bidirectional communication between the refueling system and the vehicle. However, such is typically not available so that in practice the method would only have to be realized with considerable effort.

Zum weiteren allgemeinen Stand der Technik wird ferner auf die US 2012/0267002 A1 verwiesen, welche verschiedene Parameter während eines Betankungsvorgangs auf Abnormitäten überwacht, beispielsweise Temperaturen, Durchflussmengen und Drücke.For further general state of the art is further on the US 2012/0267002 A1 which monitors various parameters during a refueling operation for abnormalities, such as temperatures, flow rates, and pressures.

Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren zum Detektieren von Verschmutzungen im Leitungssystem einer Wasserstoffspeicheranlage eines Fahrzeugs anzugeben, welches die genannten Nachteile vermeidet und mit einer einfachen unidirektionalen Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und der Betankungsanlage auskommt.The object of the present invention is now to provide a method for detecting contaminants in the line system of a hydrogen storage system of a vehicle, which avoids the disadvantages mentioned and manages with a simple unidirectional communication between the vehicle and the refueling system.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.According to the invention this object is achieved by a method having the features in the characterizing part of claim 1. Advantageous embodiments and further developments emerge from the subclaims dependent thereon.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es so, dass die Erfinder den mittlerweile weitgehend standardisierten Betankungsvorgang nutzen, welcher insbesondere gemäß der SAE J2601 abläuft. In dieser Quasi-Norm für die Betankung wird ein bestimmter Ablauf des Starts der Betankung durch die Betankungsanlage festgelegt. So wird nach der Verbindung über einen Verbindungsdruckpuls (connection pulse) der Tankvorgang gestartet. Anschließend erfolgt ein Leckagetest, bevor die eigentliche Befüllung mit einem vorgegebenen Druckoffset startet. Die Erfinder haben nun erkannt, dass diese seitens der Betankungsanlage „genormt” vorgegebenen Werte ideal genutzt werden können, um eine Verschmutzung des Leitungssystems, und insbesondere eines in dem Leitungssystem befindlichen Filters, während der Betankung zu detektieren. Dafür ist lediglich eine Auswertung eines einzelnen Drucksensors auf der dem Tankanschluss abgewandten Seite des Leitungssystems innerhalb des Fahrzeugs notwendig. Das System kann dabei ohne Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und der Betankungsanlage oder mit einer unidirektionalen Kommunikation von dem Fahrzeug zur Betankungsanlage, wie sie typischerweise vorhanden ist, auskommen. Eine bidirektionale Kommunikation wie im Stand der Technik ist hier nicht erforderlich.In the method according to the invention, it is the case that the inventors use the now largely standardized refueling process, which in particular according to the SAE J2601 expires. In this refueling quasi-standard, a specific sequence of refueling starts by the refueling system. Thus, after the connection via a connection pressure pulse (connection pulse), the refueling process is started. Subsequently, a leak test is carried out before the actual filling starts with a predetermined pressure offset. The inventors have now recognized that these values "standardized" by the refueling system can be used ideally in order to detect contamination of the line system, and in particular of a filter in the line system, during refueling. For this purpose, only an evaluation of a single pressure sensor on the side facing away from the tank connection of the line system within the vehicle is necessary. The system can thereby manage without communication between the vehicle and the refueling system or with a unidirectional communication from the vehicle to the refueling system, as is typically present. Bidirectional communication as in the prior art is not required here.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es nun so, dass der vorgegebene Verbindungsdruckpuls der Betankungsanlage zu dem Fahrzeug und/oder der vorgegebene Offset der Betankungsanlage zu Beginn der Betankung mit einem Drucksensor auf der dem Tankanschluss abgewandten Seite des Leitungssystems, insbesondere in Strömungsrichtung bei der Betankung nach einem Filter, falls ein solcher vorhanden ist, erfasst und ausgewertet wird. Da sowohl der Druckoffset als auch der Verbindungsdruckpuls in ihrer Art und Größe beispielsweise durch die SAE J2601 fest vorgegeben sind, kann anhand der im Bereich des Drucksensors gemessenen Werte direkt oder über einen Wertespeicher durch eine Auswertung der Werte über mehrere Betankungen hinweg auf eine Verschmutzung des Leitungssystems und insbesondere des darin befindlichen Filters zurückgeschlossen werden.In the method according to the invention, it is now the case that the predetermined connection pressure pulse of the refueling system to the vehicle and / or the predetermined offset of the refueling system at the start of refueling with a pressure sensor on the side facing away from the tank connection of the line system, in particular in the flow direction in the refueling after a Filter, if one exists, is detected and evaluated. Since both the pressure offset and the connection pressure pulse in their nature and size, for example by the SAE J2601 are fixed, it can be concluded on the basis of the measured values in the range of the pressure sensor directly or via a value memory by evaluating the values across several betweights on contamination of the line system and in particular of the filter therein.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Idee kann dabei die Reaktion des Drucksignals am Drucksensor auf den vorgegebenen Verbindungsdruckpuls hinsichtlich der Gesamtzeit und/oder des Druckgradienten ausgewertet werden, um eine Verschmutzung des Leitungssystems in dem Tankanschluss und dem Drucksensor zu erkennen. Liegt eine Verschmutzung vor, dann wird der beispielsweise durch SAE J2601 vorgegebene Verbindungsdruckpuls typischerweise flacher und mit einer geringeren Maximalhöhe ausfallen. Außerdem wird er länger dauern. Durch eine Auswertung der Gesamtzeit und/oder des Gradienten der Antwort des Drucksensors oder auf den vorgegebenen Verbindungsdruckpuls lässt sich also eine Verschmutzung und gegebenenfalls sogar durch das Einführen entsprechender Grenzwerte der Grad der Verschmutzung entnehmen. Hierdurch wird es möglich, beispielsweise den Fahrer eines Fahrzeugs bei einem entsprechend verschmutzen Filter zu warnen, sodass ein Austausch des Filters zeitnah erfolgen kann, um zukünftige Probleme sicher und zuverlässig zu vermeiden.According to an advantageous development of the idea, the reaction of the pressure signal at the pressure sensor to the predetermined connection pressure pulse with respect to the total time and / or the pressure gradient can be evaluated in order to detect fouling of the line system in the tank connection and the pressure sensor. If there is a contamination, then for example by SAE J2601 given connection pressure pulse typically flatter and fail with a lower maximum height. Besides, it will take longer. By evaluating the total time and / or the gradient of the response of the Pressure sensor or on the predetermined connection pressure pulse can therefore be found soiling and possibly even by introducing appropriate limits the degree of contamination. This makes it possible, for example, to warn the driver of a vehicle with a correspondingly dirty filter, so that an exchange of the filter can be done in a timely manner to avoid future problems safely and reliably.

Ergänzend oder alternativ dazu lässt sich auch die Reaktion des Drucksignals am Drucksensor auf den vorgegebenen Druckoffset erkennen. Typischerweise hängt die Zeitspanne, innerhalb welcher sich der Druckoffset beispielsweise nach dem Verbindungsdruckpuls oder einem Leckagetest, wie er durch die SAE J2601 vorgegeben ist, von der Verschmutzung des Leitungssystems bzw. eines darin befindlichen Filters ab. Die Zeit, bis im Bereich des Drucksensors der vorgegebene Offset erfasst wird, lässt sich also entsprechend messen und speichern. Dies erfolgt für jeden einzelnen Tankvorgang. Liegt eine Verschmutzung vor, dann wird sich diese Zeit mit einer zunehmenden Anzahl an Tankvorgängen entsprechend erhöhen, woraus eine Verschmutzung des Leitungssystems bzw. des Filters zu erkennen ist. Hier können entsprechende Werte bspw. aus Simulationen oder Messungen in einem Kennfeld hinterlegt werden, um so ab einer vorgegebenen Zeitspanne, welche auf eine entsprechende Verschmutzung schließen lässt, bspw. eine Warnmeldung an den Fahrer des Fahrzeugs auszugeben.Additionally or alternatively, the reaction of the pressure signal on the pressure sensor to the predetermined pressure offset can be detected. Typically, the period of time within which the print offset depends upon, for example, the connection pressure pulse or a leak test as determined by the SAE J2601 is predetermined, from the pollution of the pipe system or a filter therein. The time until the predetermined offset is detected in the region of the pressure sensor can therefore be measured and stored accordingly. This is done for each individual refueling process. If there is a contamination, then this time will increase accordingly with an increasing number of refueling operations, from which a contamination of the pipe system or the filter can be seen. Here, corresponding values can be stored, for example, from simulations or measurements in a map, so as to issue a warning message to the driver of the vehicle, for example, starting from a predetermined period of time, which indicates a corresponding contamination.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Idee kann nun zusätzlich der Maximaldruck des Verbindungsdruckpulses und/oder des Druckoffsets erfasst und ausgewertet werden. insbesondere beim Verbindungsdruckpuls, welcher sich bei einer entsprechenden Verschmutzung des Leitungssystems zeitlich verlängert, wird der Maximaldruck nicht mehr einen so hohen Wert erreichen, wie bei freiem Leitungssystem eigentlich zu erwarten wäre. Ähnliches gilt für den Druckoffset, hier wird sich der gewünschte Maximaldruck zeitlich später als erwartet einstellen, wenn das Leitungssystem bzw. der Filter entsprechend verschmutzt ist.According to an advantageous development of the idea, the maximum pressure of the connection pressure pulse and / or the pressure offset can now additionally be detected and evaluated. in particular, the connection pressure pulse, which is extended in time with a corresponding contamination of the line system, the maximum pressure will not reach such a high value, as would be expected in a free line system actually. The same applies to the print offset, here the desired maximum pressure will be set later than expected if the line system or the filter is correspondingly dirty.

Wie bereits erwähnt, können die erfassten Daten dabei mit Erfahrungswerten, welche bspw. durch Simulation oder Versuche gewonnen worden sind, und welche in einem Kennfeld hinterlegt worden sind, verglichen werden, um auf einen entsprechenden Grad der Verschmutzung und/oder eine so starke Verschmutzung, dass ein Sicherheitshinweis an den Fahrer ausgegeben werden muss, zurückzuschließen.As already mentioned, the acquired data can be compared with empirical values, which have been obtained, for example, by simulation or tests, and which have been stored in a map, in order to check for a corresponding degree of contamination and / or soiling, that a safety alert must be issued to the driver to reconnect.

Dabei kann in dem Leitungssystem insbesondere ein Filter vorhanden sein, um eventuelle Partikel aus dem Bereich der eigentlichen Speichertanks und ihrer häufig sehr empfindlichen Ventile fernzuhalten, insbesondere um eine hohe Lebensdauer der Ventile zu ermöglichen. Wenn dieser Filter entsprechend verschmutzt wird, liegt eine über das oben genannte Verfahren einfach und effizient zu detektierende Verschmutzung des Leitungssystems vor, welche dann entsprechend erkannt werden kann, um hierauf reagieren zu können.In this case, in particular a filter may be present in the line system in order to keep away any particles from the area of the actual storage tanks and their often very sensitive valves, in particular to allow a long service life of the valves. If this filter is correspondingly contaminated, there is a contamination of the line system which can be detected simply and efficiently by means of the abovementioned method, which can then be correspondingly detected in order to be able to react thereto.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich auch aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben ist.Further advantageous embodiments of the method according to the invention will become apparent from the embodiment, which is described below with reference to the figures.

Dabei zeigen:Showing:

1 ein prinzipmäßig angedeutetes Fahrzeug, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist; 1 a vehicle indicated in principle, which is suitable for carrying out the method according to the invention;

2 ein Druckprofil einer Betankungsanlage und eines Wasserstoffspeichers in einem Fahrzeug über der Zeit gemäß SAE J2601 ; und 2 a pressure profile of a refueling system and a hydrogen storage in a vehicle over time according to SAE J2601 ; and

3 eine Reaktion eines Drucksensors auf den Verbindungsdruckpuls bei zunehmender Verschmutzung des Leitungssystems. 3 a reaction of a pressure sensor on the connection pressure pulse with increasing contamination of the conduit system.

In der Darstellung der 1 ist ein prinzipmäßig angedeutetes Fahrzeug 1 zu erkennen. Dieses soll bspw. über eine angedeutete Brennstoffzelle 2 mit elektrischer Antriebsleistung versorgt werden. Die Brennstoffzelle 2 bzw. ihre Anodenseite wird dabei mit Wasserstoff aus einer Wasserstoffspeicheranlage 3 versorgt. Die Wasserstoffspeicheranlage 3 umfasst in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel mehrere Druckgasspeicher 4, welche bspw. mit unterschiedlichen Größen ausgebildet sein können, um diese an den im Fahrzeug verfügbaren Bauraum anzupassen. Sie sind über ein Leitungssystem 5 untereinander verbunden. Außerdem verbindet das Leitungssystem 5 die einzelnen Druckgasspeicher 4 mit einem Tankanschluss 6 im Außenbereich des Fahrzeugs. Das Leitungssystem 5 weist außerdem einen Filter 7 auf. In dem Leitungssystem 5, insbesondere auf der dem Tankanschluss 6 abgewandten Seite des Filters 7, befindet sich ein mit 8 bezeichneter Drucksensor, welcher mit einem elektronischen Steuergerät 9 kommuniziert. Außerdem kann eine optionale Verbindung 10 des Steuergeräts 9 mit einer Schnittstelle 11, bspw. einer Infrarotschnittstelle, vorhanden sein, welche eine Kommunikation von dem Fahrzeug 1 zu einer Betankungsanlage 12 ermöglicht.In the presentation of the 1 is a vehicle indicated in principle 1 to recognize. This should, for example, via an indicated fuel cell 2 be supplied with electrical drive power. The fuel cell 2 or their anode side is doing with hydrogen from a hydrogen storage system 3 provided. The hydrogen storage system 3 includes in the embodiment shown here several compressed gas storage 4 which can be formed, for example, with different sizes in order to adapt them to the space available in the vehicle. They are over a pipe system 5 interconnected. In addition, the management system connects 5 the individual compressed gas storage tanks 4 with a tank connection 6 in the exterior of the vehicle. The pipe system 5 also has a filter 7 on. In the pipe system 5 , especially on the tank connection 6 opposite side of the filter 7 , is one with 8th designated pressure sensor, which with an electronic control unit 9 communicated. Also, an optional connection 10 of the control unit 9 with an interface 11 , For example, an infrared interface, which is a communication from the vehicle 1 to a refueling system 12 allows.

Die Betankungsanlage 12 ist nun in der Lage, eine nach SAE J2601 „normierte” Betankung durchzuführen. Dafür ist die Betankungsanlage 12 über einen Schlauch 13 mit dem Tankanschluss 6 in an sich bekannter Art und Weise gasdicht verbunden. Die Betankung gemäß SAE J2601 läuft dabei so ab, wie es hinsichtlich des von der Betankungsanlage 12 bereitgestellten Drucks p mit durchgezogener Linie in dem Diagramm der 2 zu erkennen ist. Der Druck p in der Wasserstoffspeicheranlage 3 ist am Beispiel des Drucks in einem der Druckgasspeicher 4 gestrichelt eingezeichnet. Dabei ist zu erkennen, dass der über der Zeit t aufgetragene Druck p der Betankungsanlage ausgehend von einem Druckoffset von bspw. 2 MPa zuerst einen Verbindungsdruckpuls (14) aussendet, welcher nach Dauer und Größe durch die SAE J2601 entsprechend vorgegeben ist, und welcher dort als „connection pulse” bezeichnet wird. Dieser Verbindungsdruckpuls ist in der Darstellung der 2 mit dem Bezugszeichen 14 versehen. Anschließend erfolgt ein mit 15 bezeichneter Leckagetest.The refueling system 12 is now able to post one after SAE J2601 Perform "normalized" refueling. That's what the refueling system is for 12 over a hose 13 with the tank connection 6 connected in a gas-tight manner in a conventional manner. Refueling according to SAE J2601 It runs off as it regards the refueling system 12 supplied pressure p with a solid line in the diagram of 2 can be seen. The pressure p in the hydrogen storage system 3 is the example of the pressure in one of the compressed gas storage 4 dashed lines. It can be seen that the pressure p of the refueling system applied over the time t, starting from a pressure offset of, for example, 2 MPa, first of all produces a connection pressure pulse (FIG. 14 ), which according to duration and size by the SAE J2601 is specified accordingly, and which is referred to there as a "connection pulse". This connection pressure pulse is in the illustration of 2 with the reference number 14 Mistake. Subsequently, a with 15 designated leakage test.

Nach dem Leckagetest 15 stellt sich der angesprochene Druckoffset von ca. 2 MPa ein. Anschließend beginnt über den sich entlang der dargestellten Rampe 16 aufbauenden Druck die eigentliche Betankung, welche auch als Hauptbetankungszeit bezeichnet wird. Nach dem Erreichen des maximalen Drucks und, wie es gemäß der gestrichelten Linie des Drucks in der Wasserstoffspeicheranlage 3 zu erkennen ist, liegt der vollgefüllte Zustand der Wasserstoffspeicheranlage 3 vor. Ab hier beginnt die Abschaltzeit t3, während welcher der Druck der Betankungsanlage 12 wieder zurückgefahren wird. Insgesamt dauert die Betankung dabei die Betankungszeit tB = t1 + t2 + t3 an.After the leak test 15 the mentioned pressure offset of approx. 2 MPa is reached. Then begins over the ramp along the illustrated 16 constructive pressure the actual refueling, which is also referred to as main refueling time. After reaching the maximum pressure and, as shown in the dashed line of the pressure in the hydrogen storage system 3 can be seen, is the fully filled state of the hydrogen storage system 3 in front. From here the shutdown time t 3 begins, during which the pressure of the refueling system 12 is driven back again. In total, the refueling lasts the refueling time t B = t 1 + t 2 + t 3 .

Durch diesen fest vorgegebenen Druckverlauf der Betankungsanlage 12 ist es nun möglich, eine Verschmutzung des Leitungssystems 5 und insbesondere des darin befindlichen Filters 7 zu erkennen, ohne dass eine Kommunikation zwischen dem Fahrzeug 1 und der Betankungsanlage 12 notwendig ist. Vielmehr kann im Bereich des Drucksensors 8 der Druck über die Zeit kontinuierlich erfasst werden. Nach dem Beginn der Betankung kommt dann eine Antwort des Drucksensors 8 auf den Verbindungsdruckpuls 14 an. Dieser wird den Verbindungsdruckpuls, wie er durch die SAE J2601 vorgegeben ist, weitgehend 1:1 abbilden. Im Falle einer Verschmutzung des Leitungssystems 5 und hier insbesondere des in dem Leitungssystem 5 befindlichen Filters 7 wird dies nicht mehr der Fall sein.Due to this fixed pressure profile of the refueling system 12 It is now possible to pollute the piping system 5 and in particular the filter therein 7 to recognize without any communication between the vehicle 1 and the refueling system 12 necessary is. Rather, in the area of the pressure sensor 8th the pressure is recorded continuously over time. After the start of refueling then comes a response of the pressure sensor 8th on the connection pressure pulse 14 at. This will be the connection pressure pulse as it passes through the SAE J2601 is given, largely 1: 1 map. In case of contamination of the pipe system 5 and in particular of the in the line system 5 located filter 7 this will not be the case anymore.

In der Darstellung der 3 sind rein beispielhaft verschiedene Messungen einer Druckantwort 14' auf den Verbindungsdruckpulses 14 im Bereich des Drucksensors 8 gezeigt. In der Darstellung der 3a liegt keine Verschmutzung vor und sowohl die Steigung als auch der Maximalwert entsprechen im Wesentlichen dem des Verbindungsdruckpulses 14, unter Berücksichtigung der entsprechenden Druckverluste im Leitungssystem 5. Mit zunehmender Verschmutzung wird sich die Steigung der Kurve entsprechend ändern, insbesondere verringern, wie es in den nachfolgenden 3b und 3c beispielhaft gezeigt ist. Als Korrekturfaktoren für die Auswertung des Druckanstieges bzw. der Steigung können der Startdruck und die Dauer des Druckimpulses analysiert werden. Dadurch lässt sich so also erkennen, dass eine Verschmutzung des Leitungssystems 5 und damit typischerweise des Filters 7 innerhalb des Leitungssystem 5 vorliegt. Referenzwerte können aufgrund von Simulationen oder gemessenen Erfahrungswerten hinterlegt werden. Ab einem bestimmten Grenzwert kann dann von einer so starken Verschmutzung ausgegangen werden, dass ein Wechsel des Filters notwendig ist. Dies kann bspw. über eine Warnleuchte oder ähnliches dem Fahrer des Fahrzeugs 1 signalisiert werden.In the presentation of the 3 are purely exemplary of various measurements of a pressure response 14 ' on the connection pressure pulse 14 in the area of the pressure sensor 8th shown. In the presentation of the 3a there is no contamination and both the slope and the maximum value substantially correspond to the connection pressure pulse 14 , taking into account the corresponding pressure losses in the piping system 5 , With increasing pollution, the slope of the curve will change accordingly, in particular reduce, as in the following 3b and 3c is shown by way of example. As correction factors for the evaluation of the pressure increase or the slope of the starting pressure and the duration of the pressure pulse can be analyzed. As a result, it can thus be seen that contamination of the pipe system 5 and thus typically the filter 7 within the pipe system 5 is present. Reference values can be stored based on simulations or empirical values. From a certain limit can then be assumed that so much pollution that a change of the filter is necessary. This may, for example, via a warning light or the like to the driver of the vehicle 1 be signaled.

Ergänzend oder alternativ dazu kann auch der Druckoffset von 2 MPa entsprechend ausgewertet werden. Dieser stellt sich im Bereich des Drucksensors 8 typischerweise zeitverzögert ein, wobei die Zeitverzögerung bei freiem Filter 7 in dem Leitungssystem 5 sehr klein ist. Mit zunehmender Verschmutzung wird sich eine immer größere Zeitverzögerung einstellen. Wird also in dem Steuergerät 9 die Zeit der aktuellen Messung mit der jeweils vorhergehenden Betankung verglichen, dann lässt sich durch eine signifikante Verlängerung der Zeit ebenfalls eine Verschmutzung des Leitungssystems 5 bzw. des in ihm befindlichen Filters 7 erkennen.Additionally or alternatively, the print offset of 2 MPa can be evaluated accordingly. This arises in the area of the pressure sensor 8th typically time delayed, with the time delay at free filter 7 in the pipe system 5 is very small. With increasing pollution, an ever greater time delay will occur. So is in the controller 9 If the time of the current measurement is compared with the respective previous refueling, a significant lengthening of the time also causes fouling of the line system 5 or the filter in it 7 detect.

Insbesondere lassen sich diese Verfahren untereinander kombinieren, um die Detektion der Verschmutzung noch zuverlässiger zu machen.In particular, these methods can be combined with each other to make the detection of pollution even more reliable.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • JP 2006-214512 [0003] JP 2006-214512 [0003]
  • US 2012/0267002 A1 [0004] US 2012/0267002 A1 [0004]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • SAE J2601 [0007] SAE J2601 [0007]
  • SAE J2601 [0008] SAE J2601 [0008]
  • SAE J2601 [0009] SAE J2601 [0009]
  • SAE J2601 [0010] SAE J2601 [0010]
  • SAE J2601 [0017] SAE J2601 [0017]
  • SAE J2601 [0020] SAE J2601 [0020]
  • SAE J2601 [0020] SAE J2601 [0020]
  • SAE J2601 [0020] SAE J2601 [0020]
  • SAE J2601 [0022] SAE J2601 [0022]

Claims (6)

Verfahren zum Detektieren einer Verschmutzung in einem Leitungssystem (5) einer Wasserstoffspeicheranlage (3) eines Fahrzeugs (1) bei der Betankung, dadurch gekennzeichnet, dass die Betankung mit einem vorgegebenen Verbindungsdruckpuls (15) und einem anschließenden vorgegebenen Druckoffset startet, wobei der vorgegebene Verbindungsdruckpuls (15) der Betankungsanlage (12) und/oder der vorgegebene Druckoffset der Betankungsanlage (12) zu Beginn der Betankung in dem Fahrzeug (1) mit einem Drucksensor (8) auf der einem Tankanschluss (6) abgewandten Seite des Leitungssystems (5) zeitlich erfasst und ausgewertet wird.Method for detecting contamination in a pipeline system ( 5 ) of a hydrogen storage facility ( 3 ) of a vehicle ( 1 ) when refueling, characterized in that the refueling with a predetermined connection pressure pulse ( 15 ) and a subsequent predetermined pressure offset starts, wherein the predetermined connection pressure pulse ( 15 ) of the refueling system ( 12 ) and / or the predetermined pressure offset of the refueling system ( 12 ) at the beginning of refueling in the vehicle ( 1 ) with a pressure sensor ( 8th ) on the tank connection ( 6 ) facing away from the line system ( 5 ) is timed and evaluated. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion der am Drucksensor (8) gemessenen Druckwerte auf den vorgegebenen Verbindungsdruckpuls (14) hinsichtlich der Gesamtzeit und/oder des Druckgradienten ausgewertet werden, um eine Verschmutzung des Leitungssystems (5) zwischen dem Tankanschluss (6) und dem Drucksensor (8) zu erkennen.A method according to claim 1, characterized in that the reaction of the pressure sensor ( 8th ) measured pressure values to the predetermined connection pressure pulse ( 14 ) are evaluated with regard to the total time and / or the pressure gradient in order to prevent contamination of the pipeline system ( 5 ) between the tank connection ( 6 ) and the pressure sensor ( 8th ) to recognize. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeit bis zum Vorliegen des Druckoffsets am Drucksensor (8) erfasst und gespeichert wird, wobei die Zeiten von mehreren aufeinanderfolgenden Tankvorgängen ausgewertet werden, um im Falle einer sich von Tankvorgang zu Tankvorgang verlängernde Zeitspanne eine Verschmutzung des Leitungssystems (5) zwischen dem Tankanschluss (6) und dem Drucksensor (8) zu erkennen.A method according to claim 1, characterized in that the time until the presence of the pressure offset at the pressure sensor ( 8th ) are recorded and stored, wherein the times of several successive refueling operations are evaluated in order, in the case of a lengthening from refueling to refueling time period contamination of the conduit system ( 5 ) between the tank connection ( 6 ) and the pressure sensor ( 8th ) to recognize. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ferner der Maximaldruck des Verbindungsdruckpulses (14) und/oder des Druckoffsets, welcher im Bereich des Drucksensors (8) gemessen wird, erfasst und ausgewertet wird.Method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that furthermore the maximum pressure of the connection pressure pulse ( 14 ) and / or the Druckoffsets, which in the region of the pressure sensor ( 8th ) is measured, recorded and evaluated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Leitungssystem (5) zwischen dem Tankanschluss (6) und dem Drucksensor (8) wenigstens ein Filter (7) für den Wasserstoff angeordnet ist, dessen Verschmutzung über die Auswertung der Messwerte des Drucksensors (8) erkannt wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the line system ( 5 ) between the tank connection ( 6 ) and the pressure sensor ( 8th ) at least one filter ( 7 ) is arranged for the hydrogen, its pollution via the evaluation of the measured values of the pressure sensor ( 8th ) is recognized. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsdruckpuls (15) und der Druckoffset gemäß SAE J2601 vorgegeben wurden.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the connection pressure pulse ( 15 ) and the print offset according to SAE J2601.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021239566A1 (en) * 2020-05-26 2021-12-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Control unit and method for setting the pressure in the removal line of a pressure container
WO2024099695A1 (en) * 2022-11-07 2024-05-16 Robert Bosch Gmbh Gas tank system and method for monitoring filling of a gas tank system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006214512A (en) 2005-02-03 2006-08-17 Nissan Motor Co Ltd Gas filling abnormality diagnostic system
US20120267002A1 (en) 2009-10-21 2012-10-25 Nel Hydrogen As Method for the operation and control of gas filling

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006214512A (en) 2005-02-03 2006-08-17 Nissan Motor Co Ltd Gas filling abnormality diagnostic system
US20120267002A1 (en) 2009-10-21 2012-10-25 Nel Hydrogen As Method for the operation and control of gas filling

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SAE J2601

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021239566A1 (en) * 2020-05-26 2021-12-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Control unit and method for setting the pressure in the removal line of a pressure container
WO2024099695A1 (en) * 2022-11-07 2024-05-16 Robert Bosch Gmbh Gas tank system and method for monitoring filling of a gas tank system

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