测试车辆液体储箱的至少一个内部加固元件的状态的方法
阅读说明：本技术 测试车辆液体储箱的至少一个内部加固元件的状态的方法 (Method for testing the condition of at least one internal stiffening element of a liquid tank of a vehicle ) 是由 保罗·丹尼尔·鲁瑟 大卫·希尔 安托万·肖锡南 于 2019-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种测试车辆的液体储箱的至少一个内部加固元件的状态的方法。所述至少一个内部加固元件连接所述液体储箱的至少两个相对的壁,该液体储箱至少包括可由液位传感器测量的初始液体量,该方法包括以下步骤：a)基于由液位传感器测量的初始液体量和由压强传感器测量的液体储箱的初始内部压强,来确定第一阈值；b)监控液位传感器的输出和压强传感器的输出；c)如果压强传感器的输出高于所述第一阈值,则根据液体消耗演变、所述压强传感器的输出和在大气压下的储箱中的液体液位来确定第二阈值和第三阈值；d)将液位传感器的输出与第二和第三阈值作比较；e)-如果液位传感器的输出高于第二阈值,则发送指示连接相对的壁的至少一个内部加固元件断裂或可能断裂的第一预定信号,和/或；-如果液位传感器的输出低于第三阈值,则发送指示连接相对的壁的至少一个内部加固元件断裂或可能断裂的第二预定信号。(The invention relates to a method for testing the condition of at least one internal reinforcing element of a liquid tank of a vehicle. Said at least one internal stiffening element connects at least two opposite walls of said liquid tank comprising at least an initial quantity of liquid measurable by a level sensor, the method comprising the steps of: a) determining a first threshold value based on an initial amount of liquid measured by the liquid level sensor and an initial internal pressure of the liquid tank measured by the pressure sensor; b) monitoring the output of the liquid level sensor and the output of the pressure sensor; c) determining a second threshold and a third threshold from a liquid consumption evolution, an output of the pressure sensor and a liquid level in the tank at atmospheric pressure, if the output of the pressure sensor is higher than the first threshold; d) comparing the output of the level sensor to second and third thresholds; e) -if the output of the level sensor is higher than a second threshold value, sending a first predetermined signal indicating the breakage or possible breakage of at least one internal stiffening element connecting the opposite walls, and/or; -sending a second predetermined signal indicative of a breakage or possible breakage of at least one internal stiffening element connecting the opposite walls, if the output of the level sensor is lower than a third threshold value.)
技术领域
本发明涉及一种用于测试比如车辆燃料储箱的液体储箱的方法。
背景技术
燃料储箱经常需要比如焊接的柱的内部加固结构，或例如焊接贴片的外部结构。在没有严重到足以明显需要更换储箱的事故期间，内部加固结构可能会受损，如果这些损伤一直未被发现，这可能会引起噪音或，在最糟糕的情况下，在反复循环使用之后可能会损害储箱的完整性。我们不知道任何在不拆卸储箱和无内部检查的情况下来检测这样的损伤的方式。拆卸储箱并不可取，因为它耗时、成本高且复杂。然而，取决于损坏的性质，检测储箱中断裂的内部加固元件可保护驾驶员抵御未来发生泄露、液体残留或通风损失和爆裂的风险。
发明内容
本发明旨在提供解决这些缺陷的测试方法。本发明涉及一种用于测试车辆的液体储箱2的至少一个内部加固元件1的状态的方法，所述至少一个内部加固元件连接液体储箱的至少两个相对的壁3、4，该液体储箱至少包括可由液位传感器5测量的初始液体6量，所述方法包括以下步骤：
a)基于由液位传感器优选地在大气压下测量的初始液体量和由压强传感器7测量的优选地等于大气压的所述液体储箱的初始内部压强，来确定第一阈值；
b)监控液位传感器的输出和压强传感器的输出；
c)如果所述压强传感器的输出高于所述第一阈值，则根据液体消耗演变、所述压强传感器的输出和优选地在大气压下测量的所述储箱中的液体液位来确定第二阈值和第三阈值；
d)将所述液位传感器的输出与所述第二和第三阈值作比较；
e)-如果所述液位传感器的输出高于所述第二阈值，则发送指示连接所述相对的壁的至少一个内部加固元件断裂或可能断裂的第一预定信号，和/或；
-如果所述液位传感器的输出低于第三阈值，则发送指示连接所述相对的壁的至少一个内部加固元件断裂或可能断裂的第二预定信号。
该方法帮助确定储箱的状态，更具体地说，确定内部加固元件的状态。例如，它可指示至少一个内部加固元件疑似断裂。该方法依赖于将液体消耗演变纳入考虑的压强演变和体积演变，该信息由系统上通常可用的传感器捕获。因此，它成本不高。将液体消耗演变纳入考虑至少允许调整储箱内的预期液体量。该方法在环境温度变化不足以产生会超出第一阈值的内部压强时尤其有用。将液体消耗演变纳入考虑意味着该方法可在数天或数次驾驶期间完成。因此，存在更多可能的变化从而达到第一阈值，而且可更频繁地执行该方法。
液体消耗可例如通过发动机控制单元、燃料泵或数学模型来测量或估计。
两个相对的壁优选地是底壁和顶壁。可设置相对的壁是储箱的两个侧壁。
可由液位传感器测量的初始液体量确保在进行该方法之前，在储箱中至少有最少可检测的液体量，以使得可以进行该方法。例如，如果储箱不包含任何液体的话，该方法将不起作用。
液体储箱的初始内部压强优选地等于大气压。由于初始液体量是在大气压下测量的，所以储箱没有初始变形，这提高了该方法的准确性。
第一阈值可以高于、低于或等于大气压。例如，第一阈值可以比初始压强高+50mbar或比初始压强低-50mbar。优选地，第一阈值比初始压强高+100mbar或比初始压强低-100mbar。更优选地，第一阈值比初始压强高+200mbar或比初始压强低-200mbar。
“初始”指的是无论什么测量时刻的第一次测量。该测量可例如在车辆动力启动时或在事故或碰撞之前进行。
信号可例如是音频或视觉信号。
由此，信号例如通过指示所述至少一个内部加固元件断裂或可能断裂，来提醒操作员或驾驶员。操作员或驾驶员可随后采取措施以确认和/或修复该故障。例如，视觉信号可以是在仪表板上显示的讯息或灯光。在一个可替代的实施例中，可设置信号不是具体指示至少一个内部加固元件断裂或可能断裂，而是仅指示存在需要维修的故障。
对液位传感器的输出和压强传感器的输出的监控可以是连续或按时的监控。
可通过映射来完成对第二和第三阈值的评估。可具有将大气压下的储箱中的液体液位和液体消耗演变关联到第一阈值的表格。因此，可将储箱内部的液体液位与根据储箱内部压强的预期液位作比较。
可设置如果步骤e)的两个条件都不满足，则发送指示至少一个内部加固元件没有断裂的预定信号。
液体储箱可例如是用于燃料、尿素或水的储箱。
优选地，在步骤c)期间，还根据所述储箱中的液体的温度来完成对所述第二和第三阈值的确定。
由此，因为温度可能会影响储箱中的液体液位，所以对第二阈值或第三阈值的评估更加准确。实际上，温度的升高导致液体膨胀，即导致液体的热膨胀。由此，例如，温度的升高导致储箱中的液体液位的预期的升高。
有利地，所述方法包括如果所述液位传感器的输出介于所述第二阈值和第三阈值之间则增加计数器的步骤。
优选地，如果所述计数器低于第四预定阈值，则再次进行所述方法的至少步骤a)、b)和c)，优选地使用多个第一阈值。
因此，提高了所述方法的意义。
有利地，如果所述计数器高于第四阈值，则所述方法包括发送指示连接所述相对的壁的至少一个内部加固元件没有断裂的信号的步骤。
因此，强制重复所述方法，以确保在统计学上所述方法运行了足够多的次数，例如其满足验证至少一个内部加固元件没有断裂的条件。这在该方法依赖于储箱内部的自然压强变化时尤其有意义。
优选地，所述监控步骤b)依赖于仅由储箱外部温度的升高或降低而产生的所述储箱内部的压强的升高或降低。
因此，所述方法依赖于由储箱的环境造成的温度变化(可能地为自然变化)，而且运行该方法不需要额外的要素。在这种情况下，第一阈值优选地比初始压强高+100mbar或比初始压强低-100mbar。
优选地，所述监控步骤b)包括命令用于提高或降低所述储箱内部的压强的装置的步骤，优选地响应于来自车辆碰撞传感器的信号。
在此，压强变化受指挥，而且不仅是来自环境的变化(或者不如说，受环境驱使)的结果。因此，该方法的实施受到更大程度的控制，这是因为将按命令达到压强目标，即第一阈值。因此，可以在无论何时想要或需要时触发该方法。该方法比基于环境压强演变(或者不如说，受环境驱使)的方法要短。在响应于来自车辆碰撞传感器的信号实施所述命令用于提高或降低所述储箱内部的压强的装置的步骤的这样的实施例中，当由外部传感器(例如碰撞传感器)所监控的事件怀疑发生撞击时强制完成该方法。该传感器可以例如是用于安全气囊或专用的加速度计。
更优选地，所述命令用于提高或降低所述储箱内部的压强的装置的步骤通过以下方式进行：
-使用不形成车辆一部分的外部泵；
-使用形成车辆一部分的装置，例如泵或加热器；和/或
-使用所述储箱的阀门来命令储箱内部压强的释放。
当使用不形成车辆一部分的外部泵时，该外部装置可在维修(保养)期间在储箱内部施加压强，并要求完成诊断。可设置对系统的阀门(例如燃料储箱隔离阀(FTIV)或清洗阀)的控制允许将来自外部泵的压强施加到系统上。外部泵能够施加正和/或负压。当使用不形成车辆一部分的外部泵时，第一阈值可例如比初始压强高+100mbar，优选地第一阈值比初始压强高+200mbar。
形成车辆一部分的装置是车辆中已有的用于其它用途的装置，例如泄露检测泵、碳罐清洗泵、发动机岐管真空装置或其它。由此，它成本不高且无需外部介入。当使用形成车辆一部分的装置时，第一阈值优选地比初始压强高+50mbar或比初始压强低-50mbar。
当使用储箱阀门来实施对释放储箱内部压强的命令时，使用现有阀门(例如FTIV或E-阀门)是可行的，而且成本不高和无需外部介入。阀门可仅用于降低压强，但释放压强的发生可例如与加燃料事件关联。在该情况下，第一阈值优选地等于大气压。
有利地，当所述车辆的动力关停时，优选地仅当所述车辆的动力关停时，进行所述方法。
由此，限制了储箱内液体的晃动。晃动指的是储箱内的液体波动，这些波动对燃料液位的测量制造噪音。为了使该方法尽可能地相关，液位传感器不应动态地移动。因此，避免晃动提高了液位测量的准确性。
优选地，当所述车辆处于维修模式时，触发所述方法。
由此，所述方法在该信息特别有用时进行。由此，可更深度地调查储箱，并如有需要的话对其进行更换。例如，由外部计算机触发所述方法。
有利地，在所述步骤a)之前进行泄露检测步骤。
泄露检测步骤测试储箱壳体的完整性。在被动系统(即压强的提高或降低基于外部温度的变化)的情况下，通常使用恒定的储箱体积来完成的测试失效，这是因为存在由于内部加固元件的断裂而导致的体积改变。
泄露检测方法旨在检测车辆的液体储箱中的泄露。在JP 2013-019396A中描述了泄露检测方法的一个例子。
本发明还涉及一种用于测试车辆的液体储箱的至少一个内部加固元件的状态的方法，所述至少一个内部加固元件连接所述液体储箱的至少两个相对的壁，所述方法包括以下步骤：
-进行泄露检测步骤，和
-如果泄露检测步骤的结果是预定类型的结果，则发送指示连接所述液体储箱的至少两个相对的壁的至少一个内部加固元件可能断裂的信号。
有利地，所述预定类型的结果是指示怀疑发生泄露的这样的结果。该结果可由泄露检测方法的成果推导。如果泄露检测揭露有问题，这可能是由断裂的内部加固元件产生的意外的体积变化造成的。由此，该方法可有助于维修液体储箱——也被称作液体系统——例如燃料系统。
可替代地，所述预定类型的结果是从泄露检测方法的成果推导的结果，该结果指示尽管没有检测到泄露但至少一个内部加固元件可能断裂。这可通过将空气泵送进出液体储箱以使其加压或减压并测量液体储箱的内部压强来实现。如果在进行了泄露检测方法之后并不怀疑有泄露，则所述方法包括定义以下参数之间的关系的步骤：
-泵送进出液体储箱的空气体积，命名为Vair(t)；
-蒸气穹顶体积，命名为Vdome(t)；和
-液体储箱的内部压强，命名为Pint(t)，并将使用上述关系计算的数值C(t)与预定阈值进行比较，其中，括号中的t指所关注的参数与时间有关。该预定阈值可例如是当已知储箱状态为没有受损时使用上述关系计算的校准数值。
由泵性能Fpump(t)和泵激活时长Δtact推测出空气体积Vair(t)，其中，蒸气穹顶体积Vdome(t)被计算为液体储箱总体积Vtot(t)与命名为Vliquid(t)的液体储箱中的液体体积之差，如下所示：
Vdome(t)＝Vtotal(t)-Vliquid(t)
泵性能Fpump(t)被定义为取决于比如空气体积Vair(t)、泵效率和泵电流消耗等参数的参数。
例如，可根据以下步骤计算数值C(t)：
-步骤1：计算泵的能量消耗Epump(t)、泵性能Fpump(t)和储箱内部压强Pint(t)的乘积，以获得A(t)，其中泵性能Fpump(t)是取决于空气体积Vair(t)的参数。
A(t)＝Epump(t)*Fpump(t)*Pint(t)
-步骤2：在泵激活时长Δtact上对A(t)积分，以获得B(t)，其中泵激活时长Δtact是取决于空气体积Vair(t)的参数。
-步骤3：计算B(t)和蒸气穹顶体积Vdome(t)的乘积，以获得C(t)。
C(t)＝B(t)*Vdome(t)
如果数值C(t)高于预定阈值，则所述方法包括指示至少一个内部加固元件可能断裂的步骤。
反之，则不发送指示连接液体储箱的至少两个相对的壁的至少一个内部加固元件可能断裂的信号。
本发明还涉及一种车辆液体储箱，其包括用于实施如上所述的方法的控制装置。
本发明还涉及一种车辆，其包括液体储箱和用于实施如上所述的方法的控制装置。
本发明还涉及一种计算机可读介质，其包括指令，当计算机执行所述指令时，所述指令使所述计算机执行如上所述的方法的步骤。
附图说明
通过以下的具体说明，结合示例性地示出本发明的原理的附图，本发明的以上提到的和其它特征、特点和优点将变得明显。以下引用的参考图指附图，在这些附图中：
-图1是可用于实施根据本发明的方法的储箱的一个实施例的示意图；
-图2是可用于实施根据本发明的方法的储箱的另一个实施例的示意图；
-图3是示出根据本发明的方法的第一实施例的流程图；
-图4是示出根据本发明的方法的第二实施例的流程图；以及
-图5是示出根据本发明的方法的第三实施例的流程图。
具体实施方式
将针对具体实施例并参照某些附图来说明本发明，但本发明不限于此。
第一实施例(图1和图3)
第一实施例描述了用于测试车辆的液体储箱2的至少一个内部加固元件1的状态的方法，其中，内部加固元件1连接液体储箱2的至少两个相对的壁，优选地是底壁和顶壁3、4。例如，加固元件1是柱。
储箱2具有用于测量储箱2内的液体6的液位的液位传感器5。
储箱2具有用于测量储箱2的内部压强的压强传感器7。
储箱2关联到控制装置8，GAI控制装置8能够处理由液位传感器5和压强传感器7提供的数据并命令该方法的步骤。
储箱2至少包括可由液位传感器5测量的液体6的初始量。例如，储箱2至少包括2mL的液体6，例如20L的液体6。基于由液位传感器5测量的液体6的初始量和由压强传感器7测量的液体储箱2的初始内部压强，由控制装置8确定第一阈值(步骤a，未示出)。例如，可使用利用初始内部压强和初始液体量作为输入数据的二维查询表来确定第一阈值。
当车辆处于维修模式并且车辆动力关停时，由操作员触发该方法。在触发了该方法之后，通过外部装置，例如通过外部泵提高储箱内的压强，引发储箱内的过压。当然，可设置使用其它装置，比如形成车辆一部分的装置，来提高储箱内的压强。可以有一个或多个提高压强的步骤，以及可以逐渐地提高压强(压强斜坡)。在另一个实施例中，可设置使用引起储箱内低压的压强降低。例如，可由外部泵引起这样的低压。
通过控制装置，用传感器监控压强和液体液位(步骤b)，直到由压强传感器7测量的储箱压强高于第一阈值。
如果压强传感器7的输出高于第一阈值，则由控制装置8根据液体消耗演变、压强传感器7的输出和在大气压下的储箱2中的液体6的液位来确定第二阈值和第三阈值(步骤c，未示出)。例如，可使用三维查询表来确定第二和第三阈值，该三维查询表使用液体消耗演变、压强传感器7的输出和在大气压下的储箱2中的液体6的液位作为输入数据。可设置该查询表包括主要涉及储箱中的液体的温度的第四维。如上所述，由此可将液体的热膨胀纳入考虑。
然后，控制装置8将液位传感器5的输出与第二和第三阈值作比较，以查看液位传感器5的输出是否不同于预期的液位数值(步骤d)。
如果液位传感器5的输出高于第二阈值，这可能指示内部加固元件1(或内部加固元件1中的至少一个)断裂。由此，发送指示至少一个内部加固元件1断裂或可能断裂的信号(步骤e)。优选地，在第一时间将该信号发送给驾驶员。该信号可以是视觉信号，例如信号可以由在仪表板上显示的讯息或灯光构成。对应于诊断的该信号可存储在存储介质中以在车辆的内部电气检查期间提醒修理厂的操作员。
如果液位传感器的输出低于第三阈值，这可能指示内部加固元件1(或内部加固元件1中的至少一个)断裂。由此，发送指示至少一个内部加固元件断裂或可能断裂的信号。
如果液位传感器5的输出低于第二阈值且高于第三阈值，这可能指示柱1是完好的。由此，可设置发送指示内部加固元件1(或至少一个内部加固元件1)完好的信号。
第二实施例(图2和图4)
在该实施例中，该方法也用于测试车辆的液体储箱2的至少一个内部加固元件1的状态，其中，内部加固元件1连接液体储箱的至少两个相对的壁，优选地底壁3和顶壁4。例如，至少一个加固元件是柱。
储箱2可例如与上文关于第一实施例所介绍的储箱相同。
该方法的第一步骤在于进行泄露检测方法。在本情况中，所使用的泄露检测方法是主动泄露检测方法。当然，设置可使用任何合适的泄露检测方法，例如在WO 2018/002054或WO 2013/164463中描述的泄露检测方法，其内容在此通过引用合并入本文。
如果泄露检测方法的结果指示可能存在泄露，则由控制装置8发送指示至少一个内部加固元件1断裂或可能断裂的预定信号。实际上，该结果可能实际上是由断裂的内部加固元件1造成的误报结果。之后，操作员可进行进一步的调查以验证或推翻储箱中存在泄露。如果好像不存在泄露，则上述泄露检测结果很有可能是由断裂的加固元件造成的。
如果泄露检测方法的结果指示储箱2中不存在泄露，则重置计数器9(例如控制装置8的预定计数器9)并且观察车辆的状态。
储箱2至少包括可由液位传感器5测量的液体6的初始量。例如，储箱包括至少2mL的液体6，例如20L的液体6。基于由液位传感器5测量的液体6的初始量和由压强传感器7测量的液体储箱2的初始内部压强，由控制装置8确定第一阈值(步骤a，未示出)。例如，可使用利用初始内部压强和初始液体量作为输入数据的二维查询表来确定第一阈值。
如果车辆动力启动，则激活阀门或泵10，以便从储箱2内部释放压强，并可从泄露检测步骤再次执行该方法。阀门例如是FTIV或E-阀门。如果车辆的动力关停，则控制装置8命令使用例如形成车辆一部分的装置(比如车载泵)提高储箱内的压强。这导致在储箱2内的过压。可以有一个或多个压强的提高步骤，以及可以逐渐地提高压强(压强斜坡)。在另一实施例中，可设置使用引起储箱2内低压的压强降低。例如，可由车载泵引起这样的低压。
通过控制装置8和传感器5、7监控压强和液体液位(步骤b)，直到由压强传感器7测量的储箱压强高于第一阈值。
如果控制装置8确定了压强传感器7的输出高于第一阈值，则由控制装置8根据液体消耗演变、压强传感器7的输出和在大气压下的储箱2中的液体6的液位来确定第二阈值和第三阈值(步骤c，未示出)。例如，可使用三维查询表来确定第二和第三阈值，该三维查询表使用液体消耗演变、压强传感器7的输出和在大气压下的储箱2中的液体6的液位作为输入数据。可设置该查询表包括主要涉及储箱中的液体的温度的第四维。如上所述，由此可将液体的热膨胀纳入考虑。
然后，控制装置8将液位传感器的输出与第二和第三阈值作比较，以查看液位传感器的输出是否不同于预期的液位数值(步骤d)。
如果液位传感器的输出高于第二阈值，这可能指示内部加固元件1(或内部加固元件1中的至少一个)断裂。因此，发送指示至少一个内部加固元件1断裂或可能断裂的信号(步骤e)。
如果液位传感器5的输出低于第三阈值，这可能指示内部加固元件1(或内部加固元件1中的至少一个)断裂。因此，发送指示至少一个内部加固元件1断裂或可能断裂的信号(步骤e，未示出)。
如果液位传感器5的输出低于第二阈值但高于第三阈值，则增加计数器9。如果计数器9低于第四预定阈值，则在控制装置8的命令下再次进行所述方法的至少步骤a)、b)和c)，优选地使用多个第一阈值。如果计数器9高于第四阈值，则该方法包括发送指示连接相对的壁3、4的至少一个内部加固元件1没有断裂的信号。
第三实施例(图2和图5)
除了以下讨论的点，第三实施例与第二实施例相同。
在第三实施例中，泄露检测方法不是主动泄露检测方法，而是基于压强和温度分析的方法，比如在EP17305638中描述的方法。而且，泄露检测测试由控制装置8与车辆的液体储箱2的至少一个内部加固元件1的状态的测试平行地进行。因此，与第二实施例相反，即使泄露检测方法检测到泄露，也进行该测试。
在第三实施例中，没有在观察到车辆动力关停后主动提高储箱中的内部压强的步骤。取而代之地，监控步骤b)依赖于仅由储箱外部温度的升高或降低而产生的储箱2内部的压强的升高或降低。当环境温度升高时，储箱内部的压强升高。当环境温度降低时，储箱内部的压强降低。
与第二实施例相同地，由控制装置8监控储箱2内部的温度和液体液位，直至压强传感器7的输出高于第一阈值，并且所有之后的步骤都与第二实施例的步骤相同。
尽管上文结合具体实施例说明了本发明的原理，但要理解本说明书仅是通过举例的方式做出的，而不作为对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求确定。