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Technisches Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gasleveldisplaysteuerungsverfahren zum Anzeigen eines verbleibenden Betrags eines komprimierten Gases, das in einem Tank gespeichert ist, und eine Verwendung des Gasleveldisplaysteuerungsverfahrens für eine Gasleveldisplaysteuerungsvorrichtung.
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Hintergrund der Erfindung
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Verschiedene Techniken sind zum Anzeigen des verbleibenden Betrags eines komprimierten Gases, das in einem Tank gespeichert ist vorgeschlagen worden (siehe zum Beispiel
JP 2005-240854 A ). Die Technik, die in dieser zitierten Schrift
JP 2005-240854 A offenbart ist, stellt einen verbleibenden Betrag eines komprimierten Gasbrennstoffs (komprimiertes Gas), das in einem Tank gespeichert ist, basierend auf dem Druck und der Masse des komprimierten Gasbrennstoffs dar. Andere bekannte relevante Techniken umfassen jene, die in der
JP 2006-226511 A und der
JP 2005-283127 A offenbart sind.
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Darüber hinaus sind der Erfindung Techniken aus der
DE 10 2006 022 357 B3 ,
DE 2005 009 823 A1 ,
DE 198 40 460 B4 ,
DE 44 46 081 A1 ,
EP 0 770 815 B1 ,
EP 0 653 585 A1 ,
EP 0 356 377 A1 ,
JP 2006-310217 A ,
US 5 479 966 A und aus der Nicht-Patentliteratur: „Gassystemeinbauprüfung” – Handbuch für die Schulung der verantwortlichen Person; 2. Auflage, Herausgeb.: TAK-Akademie des Deutschen Kraftfahrzeuggewerbes GmbH; in: Bonn 2007; S. 122, 133, 127, als Stand der Technik zugrunde gelegt.
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Vom Sicherheitsstandpunkt aus gibt es Standards für einen Tank, der zum Speichern eines komprimierten Gases verwendet wird, hinsichtlich des Drucks und der Temperatur des gespeicherten komprimierten Gases. Das komprimierte Gas wird gemäß dieser Standards in den Tank gefüllt. Das heißt, die Menge bzw. der Betrag (die Masse) des komprimierten Gases, das in den Tank gefüllt wird, wird durch den Druck oder die Temperatur des komprimierten Gases im Tank begrenzt. Falls zum Beispiel die Temperatur des komprimierten Gases im Tank durch eine adiabatische Komprimierung bzw. Verdichtung während des Tankens bzw. Füllens des komprimierten Gases in den Tank erhöht und eine voreingestellte Referenztemperatur erreicht wird, wird das Füllen des komprimierten Gases in den Tank gestoppt, selbst wenn der Druck des komprimierten Gases im Tank niedriger als der voreingestellte Referenzdruck ist. Falls die Temperatur des komprimierten Gases im Tank, die durch adiabatische Komprimierung erhöht wird, immer noch niedriger als die voreingestellte Referenztemperatur ist, wird das Füllen des komprimierten Gases in den Tank gestoppt, wenn der Druck des komprimierten Gases in dem Tank den voreingestellten Referenzdruck erreicht.
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Die Technik, die in der zitierten Schrift
JP 2005-240854 A offenbart ist, zeigt jedoch kein Symbol „FULL” an, das anzeigt, dass der Betrag des komprimierten Gases, das in den Tank gefüllt ist, sein Voll-Level bzw. höchstes Level erreicht hat, wenn der Betrag (die Masse) des komprimierten Gases, das in den Tank gefüllt ist, durch die Temperatur des komprimierten Gases im Tank begrenzt bzw. beschränkt ist. Selbst wenn der Druck des komprimierten Gases im Tank einmal den voreingestellten Referenzdruck erreicht und das Symbol „FULL” anzeigen lässt, führt eine Verminderung des Drucks des komprimierten Gases im Tank über die Zeit mit einer Verminderung der Temperatur des komprimierten Gases zu einem Verschwinden der Anzeige des Symbols „FULL”, obwohl kein komprimiertes Gas verbraucht worden ist. Das Nichtvorhandensein der Anzeige des Symbols „FULL”, obwohl der Tank mit komprimiertem Gas vollständig gefüllt ist, verwirrt den Nutzer.
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Offenbarung der Erfindung
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Um das Problem im obenstehend diskutierten Stand der Technik zu lösen, wäre es erforderlich, das Anzeigen eines Symbols „FULL” auf einer Displayvorrichtung auf Grund eines Befüllens eines Tanks mit komprimiertem Gas bis zur Gasbefüllungsbegrenzung zu gewährleisten.
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Somit besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verschwinden der Anzeige des Symbols „FULL” zu verhindern, wenn kein komprimiertes Gas verbraucht worden ist und über die Zeit mit einer Verminderung der Temperatur des komprimierten Gases der Druck des komprimierten Gases im Tank vermindert wurde.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Steuerungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie dessen Verwendung für eine Steuerungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst.
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Das erfindungsgemäße Gasleveldisplaysteuerungsverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass es zum Anzeigen eines verbleibenden Betrags einer Masse eines komprimierten Gases, das in einem Tank 10 gespeichert ist, auf einer vorgegebenen Displayvorrichtung 200 aufweist: einen Erfassungsschritt zum Erhalten eines Drucks des komprimierten Gases und einer Temperatur des komprimierten Gases; einen Massenberechnungsschritt zum Berechnen einer Masse des komprimierten Gases aus dem im Erfassungsschritt erhaltenen Druck des komprimierten Gases und der im Erfassungsschritt erhaltenen Temperatur des komprimierten Gases; einen Referenzwerteinstellschritt zum Einstellen eines Referenzwertes, welcher zum Anzeigen des verbleibenden Betrags des komprimierten Gases auf der Displayvorrichtung 200 dient, auf eine Masse des komprimierten Gases, die im Massenberechnungsschritt beim Stoppen des Gasfüllens berechnet wird, wenn zumindest der Druck und/oder die Temperatur des komprimierten Gases eine voreingestellte Voraussetzung während des Füllens des komprimierten Gases in den Tank 10 erfüllt, wobei die voreingestellte Voraussetzung eine Voraussetzung umfasst, dass der Druck des komprimierten Gases eine obere Grenze eines zulässigen Druckbereichs im Tank 10 erreicht und/oder die voreingestellte Voraussetzung eine Voraussetzung umfasst, dass die Temperatur des komprimierten Gases eine obere Grenze eines zulässigen Temperaturbereichs im Tank 10 erreicht; und einen Displaysteuerschritt, zum Anzeigen des verbleibenden Betrags des komprimierten Gases auf der Displayvorrichtung 200, unter der Annahme, dass der Referenzwert für eine Masse des komprimierten Gases steht, die in den Tank 10 bis zu dessen höchsten Level gefüllt wird, basierend auf einem Verhältnis der Masse des komprimierten Gases, die in dem Massenberechnungsschritt berechnet wird, zu dem Referenzwert.
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Das Gasleveldisplaysteuerungsverfahren wird erfindungsgemäß für eine Gasleveldisplaysteuerungsvorrichtung 100 verwendet, die ausgebildet ist, einen verbleibenden Betrag einer Masse eines komprimierten Gases, der in einem Tank 10 gespeichert ist, auf einer vorgegebenen Displayvorrichtung 200 anzuzeigen. Dabei weist die Gasleveldisplaysteuerungsvorrichtung auf: ein Massenberechnungsmodul 112, das konfiguriert ist, eine Masse des komprimierten Gases aus einem Druck des komprimierten Gases und einer Temperatur des komprimierten Gases zu berechnen; ein Referenzwerteinstellmodul 114, das konfiguriert ist, einen Referenzwert auf eine Masse des komprimierten Gases einzustellen, wobei der Referenzwert verwendet wird, den verbleibenden Betrag des komprimierten Gases auf der Displayvorrichtung 200 nach dem Stoppen des Gasfüllens anzuzeigen, und wobei die Masse des komprimierten Gases durch das Massenberechnungsmodul 112 in einem Fall eines Stoppens des Gasfüllens berechnet wird, wenn zumindest der Druck und/oder die Temperatur des komprimierten Gases eine voreingestellte Voraussetzung während des Füllens des komprimierten Gases in den Tank 10 erfüllt, wobei die voreingestellte Voraussetzung eine Voraussetzung umfasst, dass der Druck des komprimierten Gases eine obere Grenze eines zulässigen Druckbereichs im Tank 10 erreicht und/oder die voreingestellte Voraussetzung eine Voraussetzung umfasst, dass die Temperatur des komprimierten Gases eine obere Grenze eines zulässigen Temperaturbereichs im Tank 10 erreicht; und ein Displaysteuermodul 116, das konfiguriert ist, auf der Annahme, dass der Referenzwert für eine Masse des komprimierten Gases steht, die in den Tank 10 bis zu dessen höchsten Level gefüllt wird, den verbleibenden Betrag des komprimierten Gases auf der Displayvorrichtung 200 anzuzeigen, basierend auf einem Verhältnis der Masse des komprimierten Gases, die durch das Massenberechnungsmodul 112 berechnet wird, zu dem Referenzwert.
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Erfindungsgemäß wird angenommen, dass die Masse des komprimierten Gases im Tank, die beim Stoppen eines Gasfüllens berechnet wird, wenn zumindest der Druck und/oder die Temperatur des komprimierten Gases im Tank die voreingestellte Voraussetzung erfüllt, gleich der Masse des komprimierten Gases ist, das bis zum höchsten Level in den Tank gefüllt ist. Das Gasleveldisplaysteuerungsverfahren zeigt anschließend den verbleibenden Betrag des komprimierten Gases im Tank auf der Displayvorrichtung an, basierend auf dem Verhältnis der Masse des komprimierten Gases, die nach dem vollständigen Füllen des komprimierten Gases in den Tank berechnet wird, zur Masse des komprimierten Gases der obenstehenden Annahme (die auf den Referenzwert eingestellt ist). Selbst wenn eine Veränderung der Temperatur oder des Drucks des komprimierten Gases im Tank ohne Verbrauch des komprimierten Gases, das bis zur Begrenzung (Stopp) des Gasfüllens in den Tank gefüllt wird, auftritt, ermöglicht die Gasleveldisplaysteuerung gemäß diesem Aspekt der Erfindung, dass ein Symbol „FULL” zuverlässig auf der Displayvorrichtung angezeigt wird. Beim Verbrauch des komprimierten Gases im Tank wird die Verbrauchsrate des komprimierten Gases vom „FULL”-Level, das heißt, der verbleibende Betrag des komprimierten Gases im Tank, auf der Displayvorrichtung angezeigt. Das Anzeigen des verbleibenden Betrags des komprimierten Gases auf der Displayvorrichtung kann analog, digital oder in Prozent erfolgen.
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Selbst wenn ein Druckabfall des komprimierten Gases im Tank über die Zeit mit einem Temperaturabfall des komprimierten Gases auftritt, ohne Verbrauch des komprimierten Gases, das in den Tank bis zu der Begrenzung gefüllt ist, bei welcher der Druck des komprimierten Gases die obere Grenze des zulässigen Druckbereichs im Tank erreicht, ermöglicht die Gasleveldisplaysteuerung dieser Ausführungsform bzw. Anwendung, dass das Symbol „FULL” zuverlässig auf der Displayvorrichtung angezeigt wird.
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Selbst wenn der Betrag (die Masse) des komprimierten Gases, das in den Tank gefüllt ist, durch die Begrenzung, dass die Temperatur des komprimierten Gases die obere Grenze des zulässigen Temperaturbereichs im Tank erreicht, begrenzt ist, ermöglicht die Gasleveldisplaysteuerung dieser Ausführungsform, dass das Symbol „FULL” zuverlässig auf der Displayvorrichtung angezeigt wird.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen dazu sind in den weiteren abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Gasleveldisplaysteuerungsverfahrens gemäß des oberen Aspekts der Erfindung kann eine untere Grenze für die Masse des komprimierten Gases auf einen spezifischen Bereich eingestellt sein, der ein Zuführen eines komprimierten Gases vom Tank auf einem voreingestellten Drucklevel oder darüber ermöglicht. Wenn die Masse des komprimierten Gases auf die untere Grenze oder darunter abfällt, zeigt das Displaysteuermodul einem Nutzer auf der Displayvorrichtung an, komprimiertes Gas in den Tank zu füllen.
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Das Gasleveldisplaysteuerungsverfahren dieser Ausführungsform kann den Nutzer dazu drängen, komprimiertes Gas in den Tank zu füllen, bevor es zu einem tatsächlichen Fehler bei der Zufuhr von komprimiertem Gas von dem Tank auf dem voreingestellten Drucklevel oder darüber kommt. Die Anzeige, die den Nutzer veranlasst, komprimiertes Gas in den Tank zu füllen, kann zum Beispiel die Anzeige eines Symbols „EMPTY” sein, oder das Aufblitzen bzw. Blinken einer EMPTY-Lampe. Die „untere Grenze” kann ein fester Wert sein oder gemäß dem Druck oder der Temperatur des komprimierten Gases im Tank variiert werden.
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Selbst im Falle einer Veränderung der Temperatur oder des Drucks des komprimierten Gases im Tank ohne Verbrauch des komprimierten Gases, das in den Tank bis zur Begrenzung (Stopp) gefüllt ist, wird es ermöglicht, das Symbol „FULL” zuverlässig auf der Displayvorrichtung anzuzeigen.
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Selbst im Falle eines Druckabfalls des komprimierten Gases im Tank über die Zeit mit einem Temperaturabfall des komprimierten Gases ohne Verbrauch des komprimierten Gases, das in den Tank bis zur Begrenzung gefüllt ist, so dass der Druck des komprimierten Gases die obere Grenze des zulässigen Druckbereichs im Tank erreicht, wird es ermöglicht, das Symbol „FULL” zuverlässig auf der Displayvorrichtung anzuzeigen.
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Selbst wenn der Betrag (die Masse) des komprimierten Gases, das in den Tank gefüllt ist, durch die Begrenzung begrenzt ist, dass die Temperatur des komprimierten Gases die obere Grenze des zulässigen Temperaturbereichs im Tank erreicht, wird es ermöglicht, das Symbol „FULL” zuverlässig auf der Displayvorrichtung anzuzeigen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Gasleveldisplaysteuerungsverfahrens gemäß des oberen Aspekts der Erfindung kann die Gasleveldisplayvorrichtung dazu ausgebildet sein, einen verbleibenden Betrag eines komprimierten Gases, das in einem Tank gespeichert ist, anzuzeigen. Die Gasleveldisplayvorrichtung umfasst: die Gasleveldisplaysteuerung mit einer der obenstehend diskutierten Konfigurationen; und die Displayvorrichtung.
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Das obenstehend diskutierte Gasleveldisplaysteuerungsverfahren kann auch durch diverse andere Ausführungsformen, wie zum Beispiel ein Gasleveldisplaysystem oder Computerprogramme, die ausgeführt werden um Funktionen dieses Gasleveldisplaysteuerungsverfahren zu erzielen, oder Medien mit darin aufgenommenen bzw. gespeicherten solchen Computerprogrammen, und Datensignale, die in Trägerwellen enthalten sind, um solche Computerprogramme zu umfassen, verwirklicht werden.
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In den angewandten Computerprogrammen oder den aufgenommenen Medien mit den darin aufgenommenen Computerprogrammen kann das Prinzip der Erfindung als die gesamten Programme zum Steuern der Funktionen bzw. Betätigungen des Gasleveldisplaysteuerungsverfahrens, der Gasleveldisplaysteuerungsvorrichtung, oder als Teil der Programme, die in den Eigenschaften und Funktionen der Erfindung enthalten sind, verwirklicht werden. Mögliche Beispiele des aufzeichnenden bzw. aufnehmenden Mediums sind flexible Disks, CD-ROMs, DVD-ROMs, magnetooptische Disks, IC-Karten, ROM-cartridges, Lochkarten, gedruckte Muster mit Barcodes oder anderen passenden darauf gedruckten Codes, interne Speichervorrichtungen (Speicher wie RAM und ROM) des Computers, externe Speichervorrichtungen, und verschiedene andere computerlesbare Medien.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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1 zeigt eine erläuternde Ansicht, welche die schematische Konfiguration eines Gasleveldisplaysystems 1000 einschließlich der Gasleveldisplaysteuerungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung illustriert;
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2 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Ablauf des Gasleveldisplaysteuerungsverfahrens zum Zeitpunkt des Füllens des komprimierten Wasserstoffs in einen Wasserstofftank 10 darstellt; und
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3 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Ablauf des Gasleveldisplaysteuerungsverfahrens nach dem Füllen des komprimierten Wasserstoffs in den Wasserstofftank 10 darstellt.
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Bevorzugte Art und Weisen zum Ausführen der Erfindung
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Eine Art und Weise der Ausführung der Erfindung wird untenstehend als bevorzugte Art und Weise beschrieben.
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A. Gasleveldisplaysystem
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1 zeigt eine erläuternde Ansicht, welche die schematische Konfiguration eines Gasleveldisplaysystems 1000 einschließlich einer Gasleveldisplaysteuerungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung illustriert. Das Gasleveldisplaysystem 1000 kann z. B. auf einem Elektrofahrzeug montiert sein, das mit einer Antriebsleistung aus einem Motor angetrieben wird, welches auf eine elektrische Leistung angewiesen ist, die in Brennstoffzellen durch eine elektrochemische Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff erzeugt wird.
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Wie illustriert, umfasst das Gasleveldisplaysystem 1000 einen Wasserstofftank 10, eine Gasleveldisplaysteuerungsvorrichtung 100 und eine Displayvorrichtung 200.
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Der Wasserstofftank 10 ist mit einem Drucksensor 12 ausgestattet, der angebracht ist, um einen Druck P eines komprimierten Wasserstoffs zu messen, der in dem Wasserstofftank 10 gespeichert ist, und mit einem Temperatursensor 14, der angebracht ist, um eine Temperatur T des komprimierten Wasserstoffs zu messen, der in dem Wasserstofftank 10 gespeichert ist. Vom Sicherheitsstandpunkt aus gibt es Standards für den Wasserstofftank 10, die bezüglich des Drucks und der Temperatur des darin gespeicherten komprimierten Wasserstoffs gesetzt sind. Wenn der komprimierte Wasserstoff in einer Wasserstoffstation bzw. an einer Wasserstofftankstelle in den Wasserstofftank 10 gefüllt wird, wird das Wasserstofffüllen gestoppt, wenn der Druck des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10 einen voreingestellten Referenzdruck (eine obere Grenze eines zulässigen Druckbereichs im Wasserstofftank 10; zum Beispiel 70 MPa) erreicht, oder wenn die Temperatur des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10 eine voreingestellte Referenztemperatur (eine obere Grenze eines zulässigen Temperaturbereichs im Wasserstofftank 10; zum Beispiel 85°C) durch adiabatische Komprimierung erreicht.
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Die Gasleveldisplaysteuerungsvorrichtung 100 umfasst eine CPU 110, ein ROM 120 und ein RAM (nicht dargestellt). Das ROM 120 umfasst beides, ein nicht wiederbeschreibbares ROM und ein wiederbeschreibbares ROM. Das ROM 120 speichert Parameter, die zum Berechnen einer Masse des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10 verwendet werden, und Parameter, die zur Displaysteuerung verwendet werden. In dieser Ausführungsform werden ein Komprimierungskoeffizient „z” von Wasserstoff, ein Tankvolumen V des Wasserstofftanks 10, eine Gaskonstante R, und das Molekulargewicht von Wasserstoff als Parameter gespeichert, was für die Berechnung des verbleibenden Betrags (der Masse) des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10 verwendet wird. Der Komprimierungskoeffizient „z” variiert abhängig vom Druck und der Temperatur des Gases und ist entsprechend in Form eines Kennfelds gespeichert. Ein Referenzwert und eine untere Grenze (später diskutiert) werden als die Parameter gespeichert, die für die Displaysteuerung verwendet werden.
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Die CPU 110 umfasst ein Massenberechnungsmodul 112, ein Referenzwerteinstellmodul 114 und ein Displaysteuermodul 116. Die CPU 110 liest ein spezifiziertes bzw. festegelegtes Programm aus dem ROM 120, um diese Funktionsblöcke zu aktualisieren bzw. zu verwirklichen. Zumindest ein Teil dieser Funktionsblöcke können durch Hardwarekonfiguration aktualisiert bzw. verwirklicht werden.
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Das Massenberechnungsmodul 112 berechnet eine Masse des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10 gemäß einer bekannten Gaszustandsgleichung. Genauer gesagt enthält das Massenberechnungsmodul 112 den Druck P des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10, der durch den Drucksensor 12 gemessen wird, und die Temperatur T des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10, die durch den Temperatursensor 14 gemessen wird, und berechnet die Masse des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10 anhand des Kompressionskoeffizienten „z”, der entsprechend der erhaltenen Werte des Drucks P und der Temperatur T eingestellt wird, dem voreingestellten Tankvolumen V des Wasserstofftanks 10, der Gaskonstante R, und dem Molekulargewicht von Wasserstoff. Die Beziehung bzw. das Verhältnis dieser Parameter wird durch PV = znRT ausgedrückt, wobei „n” die Molanzahl von Wasserstoff darstellt. Diese Gleichung wird auf n = (PV)/(zRT) umgeschrieben. Die Masse des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10 wird als Produkt der Molanzahl „n” von Wasserstoff und dem Molekulargewicht von Wasserstoff erhalten.
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Das Referenzwerteinstellmodul 114 stellt einen Referenzwert auf eine Masse des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10 ein, die durch das Massenberechnungsmodul 112 unter der Vorraussetzung berechnet wird, das der Wasserstofftank 10 mit komprimiertem Wasserstoff bis zur oberen Grenze des zulässigen Druckbereichs im Wasserstofftank 10 gefüllt worden ist, oder bis zur oberen Grenze des zulässigen Temperaturbereichs im Wasserstofftank 10, und speichert den eingestellten Referenzwert im ROM 120 ab. Der Referenzwert wird von dem Displaysteuermodul 116 verwendet, um den verbleibenden Betrag des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10, wie nachfolgend diskutiert, auf der Displayvorrichtung 200 anzuzeigen. Die Erfassung, ob der Wasserstofftank 10 mit dem komprimierten Wasserstoff bis zur oberen Grenze des zulässigen Druckbereichs im Wasserstofftank 10 oder der oberen Grenze des zulässigen Temperaturbereichs im Wasserstofftank 10 gefüllt worden ist oder noch nicht, kann auf den Überwachungsergebnissen der Ausgabe des Drucksensors 12 und der Ausgabe des Temperatursensors 14 basieren.
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Das Displaysteuermodul 116 bestimmt den verbleibenden Betrag des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10, welcher auf der Displayvorrichtung 200 anzuzeigen ist, basierend auf dem Vergleich zwischen der Masse des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10, der durch das Massenberechnungsmodul 112 berechnet wird, und dem Referenzwert, der im ROM 120 gespeichert ist, und zeigt den bestimmten verbleibenden Betrag des komprimierten Wasserstoffs auf der Displayvorrichtung 200 an.
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B. Gasleveldisplaysteuerung
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B1. Gasleveldisplaysteuerung zum Zeitpunkt des Tankens bzw. Füllens von komprimiertem Wasserstoff
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2 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Ablauf eines Gasleveldisplaysteuerungsverfahrens zu dem Zeitpunkt des Füllens des komprimierten Wasserstoffs in den Wasserstofftank 10 darstellt. Die CPU 110 führt den Ablauf des Gasleveldisplaysteuerungsverfahrens zum Zeitpunkt des Füllens des komprimierten Wasserstoffs in den Wasserstofftank 10 zur oberen Grenze des zulässigen Druckbereichs im Wasserstofftank 10 oder der oberen Grenze des zulässigen Temperaturbereichs im Wasserstofftank 10 durch, das heißt, bis der Nutzer erkennt, dass der Wasserstofftank 10 mit dem komprimierten Wasserstoff vollständig bzw. bis zu seinem höchsten Level gefüllt worden ist.
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Die CPU 110 erhält zuerst den Druck P des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10, der durch den Drucksensor 12 gemessen wird, und die Temperatur T des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10, die durch den Temperatursensor 14 gemessen wird (Schritt S100).
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Die CPU 110 oder genauer das Massenberechnungsmodul 112 berechnet anschließend die Masse des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10 (Schritt S110) gemäß des obenstehend beschriebenen Prozesses bzw. Verfahrens.
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Die CPU 110 oder genauer das Referenzwerteinstellmodul 114 stellt die Masse des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10, die in Schritt S110 berechnet wird, auf den Referenzwert ein, und speichert den eingestellten Referenzwert in das ROM 120 (Schritt S120). Der Referenzwert wird auf der Annahme, dass die Masse des komprimierten Wasserstoffs, der in den Wasserstofftank 10 bis zur oberen Grenze des zulässigen Druckbereichs im Wasserstofftank 10 oder der oberen Grenze des zulässigen Temperaturbereichs im Wasserstofftank 10 gefüllt ist, gleich der Masse des komprimierten Wasserstoffs ist, der in den Wasserstofftank 10 bis zur oberen Grenze gefüllt wird. Der Referenzwert wird jedes Mal, wenn der komprimierte Wasserstoff in den Wasserstofftank 10 bis zur oberen Grenze des zulässigen Druckbereichs im Wasserstofftank 10 oder oberen Grenze des zulässigen Temperaturbereichs im Wasserstofftank 10 gefüllt wird, entsprechend zurückgesetzt.
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Die CPU 110 oder genauer das Displaysteuermodul 116 berechnet ein Verhältnis der Masse des komprimierten Wasserstoffs, die in Schritt S110 berechnet wird, zum gespeicherten Referenzwert, bestimmt einen verbleibenden Betrag des komprimierten Wasserstoffs, welcher auf der Displayvorrichtung 200 anzuzeigen ist, basierend dem berechneten Verhältnis, und zeigt ein Symbol „F: FULL”, welches anzeigen soll, dass der Wasserstofftank 10 mit dem komprimierten Wasserstoff bis zum höchsten Level aufgefüllt worden ist, auf der Displayvorrichtung 200 an (Schritt S130). Zum Zeitpunkt des Füllens des komprimierten Wasserstoffs in den Wasserstofftank 10 ist der Referenzwert gleich der Masse des komprimierten Wasserstoffs, die in Schritt S110 berechnet wird. Die Displaysteuerung 116 zeigt somit das Symbol „F: FULL”, das anzeigt, dass der Wasserstofftank 10 mit komprimiertem Wasserstoff voll ist, auf der Displayvorrichtung 200 an.
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Anschließend löscht die CPU 110 diese Serie bzw. Reihenfolge der Gasleveldisplaysteuerung zum Zeitpunkt des Füllens des komprimierten Wasserstoffs.
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B2. Gasleveldisplaysteuerung nach Abschluss des Füllens des komprimierten Wasserstoffs
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3 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Ablauf eines Gasleveldisplaysteuerungsverfahrens nach dem Abschluss eines Füllens des komprimierten Wasserstoffs in den Wasserstofftank 10 darstellt. Die CPU 110 führt den Ablauf des Gasleveldisplaysteuerungsverfahrens nach Abschluss des Füllens des komprimierten Wasserstoffs in den Wasserstofftank 10, zum Beispiel während der Verwendung des komprimierten Wasserstoffs, wiederholend durch.
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Die CPU 110 erhält zuerst den Druck P des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10, der durch den Drucksensor 12 gemessen wird, und die Temperatur T des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10, die durch den Temperatursensor 14 gemessen wird (Schritt S200).
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Die CPU 110 oder genauer das Massenberechnungsmodul 112 berechnet anschließend die Masse des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10 (Schritt S210) gemäß des obenstehend beschriebenen Verfahrens.
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Die CPU 110 oder genauer das Displaysteuermodul 116 bestimmt, ob die Masse des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10, die in Schritt S210 berechnet wird, nicht höher als eine voreingestellte untere Grenze ist, die im ROM 120 gespeichert ist (Schritt S220). In dieser Ausführungsform ist die untere Grenze im Voraus auf einen spezifischen Bereich eingestellt worden, in dem es möglich ist, den komprimierten Wasserstoff aus dem Wasserstofftank 10 auf oder über einem voreingestellten Level zuzuführen.
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Wenn die Masse des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10 nicht höher als die voreingestellte untere Grenze ist (Schritt S220: Nein), zeigt die CPU 110 oder insbesondere das Displaysteuermodul 116 ein Symbol „E: EMPTY” auf der Displayvorrichtung 200 an, was bedeutet, dass sich der verbleibende Betrag des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10 einem spezifischen Level annähert, in welchem ein Zuführen des komprimierten Wasserstoffgases von bzw. aus dem Wasserstofftank 10 auf dem voreingestellten Drucklevel oder darüber nicht mehr möglich ist (Schritt S230). In einer konkreten Struktur bzw. Ausgestaltung kann die Displayvorrichtung 200 eine EMPTY-Lampe aufweisen, welche aufgeleuchtet wird oder blinkt, um den Nutzer zu veranlassen, komprimierten Wasserstoff in den Wasserstofftank 10 zu füllen, bevor ein Fehler beim Zuführen des komprimierten Wasserstoffs aus dem Wasserstofftank 10 bei oder überhalb des voreingestellten Drucklevels auftritt.
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Wenn die Masse des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10 höher als die voreingestellte untere Grenze ist (Schritt S220: Ja), vergleicht die CPU 110 oder genauer das Displaysteuermodul 116 hingegen den Referenzwert, der im ROM 120 gespeichert ist, mit der Masse des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10, die durch das Massenberechnungsmodul 112 bei Schritt S210 berechnet wird, und berechnet das Verhältnis der berechneten Masse zu dem Referenzwert (Schritt S240).
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Die CPU 110 oder genauer das Displaysteuermodul 116 bestimmt anschließend den verbleibenden Betrag des komprimierten Wasserstoffs, welcher auf der Displayvorrichtung 200 anzuzeigen ist, basierend auf dem Verhältnis, das in Schritt S240 berechnet wird, und lässt den bestimmten verbleibenden Betrag des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10 auf der Displayvorrichtung 200 anzeigen (Schritt S250). Falls der komprimierte Wasserstoff, der in den Wasserstofftank 10 gefüllt ist, kaum verbraucht wird, ist das Verhältnis, das in Schritt S240 berechnet wird, annähernd 1. Somit ist die berechnete Masse im Wesentlichen gleich dem Referenzwert. Die CPU 110 oder insbesondere das Displaysteuermodul 116, lässt dann das Symbol „F: FULL” auf der Displayvorrichtung 200 anzeigen, was bedeutet, dass der verbleibende Betrag des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10 im Wesentlichen auf dem höchsten Level ist.
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Wie obenstehend beschrieben nimmt die Gasleveldisplaysteuerungsvorrichtung 100 der Ausführungsform an, dass die Masse des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10, die bei einem Stoppen des Füllens des Wasserstoffs berechnet wird, wenn der Druck und/oder die Temperatur des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10 die entsprechende obere Grenze des zulässigen Bereichs im Wasserstofftank 10 erreicht, gleich der Masse des komprimierten Wasserstoffs ist, die in den Wasserstofftank 10 bis zu seinem höchsten Level bzw. bis dieser voll ist, gerillt wird. Die Gasleveldisplaysteuerungsvorrichtung 100 dieser Ausführungsform lässt den verbleibenden Betrag des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10 auf der Displayvorrichtung 200 anzeigen, basierend auf dem Verhältnis der Masse des komprimierten Wasserstoffs, die nach Abschluss des Füllens des komprimierten Wasserstoffs in den Wasserstofftank 10 berechnet wird, zu der Masse des komprimierten Wasserstoffs hinsichtlich der obenstehenden Annahme (die für den Referenzwert eingestellt wird). Selbst wenn eine Temperaturveränderung oder Druckveränderung des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10 ohne Verbrauch des komprimierten Wasserstoffs, der in dem Wasserstofftank 10 bis zur Begrenzung (Stopp) des Wasserstofffüllens gefüllt wird, auftritt, ermöglicht es diese Anordnung, dass das Symbol „FULL” zuverlässig auf der Displayvorrichtung 200 angezeigt wird, und verhindert dadurch, wie gewünscht, die vorstehend beschriebene Irritation des Nutzers. Mit dem Verbrauch des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10 wird die Verbrauchsrate bzw. der Verbrauch des komprimierten Wasserstoffs von dem „FULL”-Level, das heißt, der verbleibende Betrag des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10, auf der Displayvorrichtung 200 angezeigt.
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C. Andere Aspekte
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Die obenstehend diskutierte Ausführungsform ist in jeglicher Hinsicht als illustrativ und nicht beschränkend zu betrachten. Es kann viele Modifikationen, Veränderungen und Alternativen geben, ohne dabei vom Kern der Haupteigenschaften der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Manche mögliche Modifikationen sind untenstehend aufgeführt.
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C1. Modifikation 1
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Eine Anwendung der Erfindung zum Speichern des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10 ist in der obenstehenden Ausführungsform beschrieben. Das Prinzip der Erfindung ist es jedoch, nicht auf das Speichern des komprimierten Wasserstoffs beschränkt zu sein, sondern generell für das Speichern eines beliebigen komprimierten Gases in einem Gastank anwendbar zu sein.
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C2. Modifikation 2
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In der obenstehend diskutierten Ausführungsform berechnet das Massenberechnungsmodul 112 die Masse des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10 gemäß der konventionellen Gaszustandsgleichung. Dies ist jedoch weder essentiell noch beschränkend. Die Masse des komprimierten Wasserstoffs kann auch gemäß einer beliebigen anderen passenden Formel berechnet werden.
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C3. Modifikation 3
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In der obenstehend diskutierten Ausführungsform ist die „untere Grenze”, die als Kriterium zum Anzeigen des Symbols „E: EMPTY” auf der Displayvorrichtung 200 verwendet wird, (Schritt S220) in dem Ablauf des Gasleveldisplaysteuerungsverfahrens, das in 3 dargestellt ist, im Voraus im ROM 120 gespeichert worden. Dies ist jedoch weder essentiell noch beschränkend. Es gibt nur eine Beschränkung zum Einstellen der unteren Grenze im spezifischen Bereich, wo es möglich ist, den komprimierten Wasserstoffs aus dem Wasserstofftank 10 auf dem voreingestellten Drucklevel oder darüber zuzuführen. Zum Beispiel kann die untere Grenze gemäß der Temperatur T, dem Druck P oder einem anderen passenden Parameter des komprimierten Wasserstoffs im Wasserstofftank 10 gelegentlich geändert werden.
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C4. Modifikation 4
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In der Struktur der obenstehend diskutierten Ausführungsform ist die Gasleveldisplaysteuerungsvorrichtung 100 separat von der Displayvorrichtung 200 vorgesehen. Die Gasleveldisplaysteuerungsvorrichtung und die Displayvorrichtung können alternativ jedoch auch gemeinsam eine Gasleveldisplayvorrichtung ausbilden.
