检测车辆液体储箱的至少一个内部增强元件的状态的方法
阅读说明：本技术 检测车辆液体储箱的至少一个内部增强元件的状态的方法 (Method for detecting the condition of at least one internal reinforcing 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：所述方法检测车辆的液体储箱(2)的至少一个内部增强元件(1)的状态。所述至少一个内部增强元件(1)连接所述液体储箱(2)的至少两个相对的壁(3,4),该液体储箱(2)包含至少可由液位传感器(5)测量的液体(6)的初始量。所述方法包括以下步骤：a)根据所述液位传感器(5)测量的液体(6)的初始量和压强传感器(7)测量的所述液体储箱的初始内部压强,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,根据所述压强传感器的输出、所述液位传感器的初始输出和所述初始内部压强输出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进行比较；e)-如果所述液位传感器的输出高于所述第二阈值,发送表示至少一个连接所述相对的壁的内部增强元件被损坏或可能被损坏的第一预定信号,和/或-如果所述液位传感器的输出低于第三阈值,发送表示至少一个连接所述相对的壁的内部增强元件被损坏或可能被损坏的第二预定信号。(The method detects the condition of at least one internal reinforcing element (1) of a liquid tank (2) of a vehicle. Said at least one internal reinforcing element (1) connects at least two opposite walls (3,4) of said liquid tank (2), which liquid tank (2) contains at least an initial quantity of liquid (6) measurable by a level sensor (5). The method comprises the following steps: a) determining a first threshold value as a function of an initial quantity of liquid (6) measured by the level sensor (5) and an initial internal pressure of the liquid tank measured by a pressure sensor (7); b) monitoring the output of the liquid level sensor and the output of the pressure sensor; c) determining a second threshold value and a third threshold value based on the output of the pressure sensor, the initial output of the level sensor, and the initial internal pressure output if the output of the pressure sensor is above the first threshold value; d) comparing the output of the level sensor to the second and third thresholds; e) -if the output of said level sensor is higher than said second threshold value, sending a first predetermined signal indicating that at least one internal reinforcing element connected to said opposite wall is damaged or possibly damaged, and/or-if the output of said level sensor is lower than a third threshold value, sending a second predetermined signal indicating that at least one internal reinforcing element connected to said opposite wall is damaged or possibly damaged.)
技术领域
本发明涉及一种用于检测液体储箱的方法，例如车辆的燃料储箱。
背景技术
燃料储箱经常要求例如焊接柱的内部增强(加固)结构，或例如焊接贴片的外部结构。在没有严重到足以要求明显的储箱更换的事故期间，内部增强结构可能会受损，使得如果未被发现，这可能会导致噪音或，在最糟的情况下，在循环使用之后，可能会损害储箱的完好性。我们不知道任何不拆卸储箱并检查内部来检测这样的损坏的方法。拆卸储箱是不期望的，因为它耗时、成本高且复杂。然而，根据损坏的性质，检测出储箱中内部增强元件的损坏能够保护驾驶员免受未来泄漏、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。
本发明提供一种检测车辆的液体储箱的至少一个内部增强元件的状态的方法，所述至少一个内部增强元件连接液体储箱的至少两个相对的壁，该液体储箱包含至少可由液位传感器测量的液体的初始量，所述方法包括以下步骤：
a)根据液位传感器测量的液体的初始量和压强传感器测量的液体储箱的初始内部压强，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第一压强阈值，根据压强传感器的输出、液位传感器的初始输出和内部压强传感器的初始输出确定第二压强阈值和第三压强阈值；
d)将液位传感器的输出与第二和第三液位阈值进行比较；
e)-如果液位传感器的输出高于第二液位阈值，则发送表示至少一个连接相对的壁的内部增强元件被损坏或可能被损坏的第一预定信号，和/或；
-如果液位传感器的输出低于第三液位阈值，则发送表示至少一个连接相对的壁的内部增强元件被损坏或可能被损坏的第二预定信号。
该方法帮助确定储箱的状态，更具体地说，内部增强元件的状态。例如，它可指示怀疑至少一个内部增强元件断裂。该方法依赖于压强演变和体积演变，这些信息由在系统上通常可用的传感器捕获。相应地，它成本不高。
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液体的初始量确保在实施该方法之前，在储箱中至少存在最小可检测的液体量，使得能够实施该方法。例如，如果储箱不包含任何液体，该方法会是无效的。
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，储箱没有初始变形，这提高所述方法的准确性。
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”指首次测量，无论何时进行测量。例如，可以在车辆接通电源或在事故或碰撞之前实施测量。
信号可例如是音频或视觉信号。
由此，信号通过例如指示所述至少一个内部增强元件被损坏或可能被损坏，提醒操作员或驾驶员。操作员或驾驶员可之后采取措施以确定和/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光。在一个替代实施例中，可设置信号不专门指示至少一个内部增强元件被损坏或可能被损坏，而是仅指示存在要求维修的故障。
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定时的监控。
可以通过映射来实施第二和第三阈值的评估。可设置将初始内部压强和初始液体量关联到第一阈值的表格。由此，可将储箱内液体的液位与作为储箱内的压强的函数的期望液位进行比较。
可设置如果步骤e)的两个条件都不满足，则发送表示至少一个内部增强元件没有被损坏的预定信号。
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，还根据储箱中的液体的温度来确定第二和第三阈值。
由此，对第二阈值或第三阈值的评估更加准确，这是因为温度可能会影响储箱中的液体液位。实际上，温度上升导致液体膨胀，即导致液体的热膨胀。由此，例如，温度升高导致储箱中的液体液位的预期升高。
有利地，所述方法包括如果液位传感器的输出介于第二阈值和第三阈值之间则递增计数器的步骤。
优选地，如果计数器低于第四预定阈值，则优选地以多个第一阈值，再次实施所述方法的至少步骤a)、b)和c)。
由此，提高所述方法的意义。
有利地，如果计数器高于第四阈值，所述方法包括发送表示至少一个连接相对的壁的内部增强元件没有被损坏的信号的步骤。
由此，强制重复所述方法，以确保在统计学上所述方法已运行足够多的次数，从而确保满足验证至少一个内部增强元件没有被损坏的条件。在该方法依赖于储箱内的自然压强变化时，这特别有意义。
优选地，监控步骤b)依赖于仅由储箱外部温度的升高或降低导致的储箱内的压强的升高或降低。
由此，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，这使得该方法不需要额外的元件。在该情况下，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，监控步骤b)包括发送指令给装置来提升或降低所述储箱内的压强的的步骤，所述装置优选地响应于来自车辆碰撞传感器的信号。
在此，压强变化受控，不仅是来自环境的变化的结果(或更准确的说，受环境驱使)。由此，实施所述方法更加受控，这是因为会根据指令达到压强目标，即第一阈值。相应地，能够只要在想要或需要时就触发所述方法。该方法比基于环境压强演变(或更准确的说，受环境驱使)的方法更短。在该实施例中(其中，通过响应于来自车辆碰撞传感器的信号来实施发送指令给装置来提升或降低所述储箱内的压强的的步骤)，当外部传感器(例如碰撞传感器)监控的事件怀疑发生撞击时，强制实施所述方法。所述传感器例如是用于安全气囊的或专用的加速度计。
更优选地，所述发送指令给装置来提升或降低所述储箱内的压强的步骤是通过以下方式来实施的：
-使用外部泵，该外部泵不构成车辆的一部分；
-使用构成车辆的一部分的装置，例如泵或加热器；和/或
-使用车辆阀门控制释放储箱内部的压强。
当使用不构成车辆的一部分的外部泵时，该外部装置可在维护期间在储箱内施加压强，并要求实施诊断。可设置对系统的阀门(例如燃料储箱隔离阀门(FTIV)或放气阀)的控制以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。当使用不构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。
构成车辆一部分的装置是出于其它目的已经存在于车辆中的装置，例如泄漏检测泵、滤罐清洗(放气)泵、发动机岐管真空装置，或其它装置。由此，它成本不高，无需外部干预。当使用构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。
当使用储箱阀门实施控制释放储箱内部的压强时，使用现有阀门，例如FTIV或E阀门是可行的，并且成本不高，无需外部干预。阀门可仅用于降低压强，但压强释放的发生例如可与加注燃料事件有关。在该情况下，第一阈值优选地等于大气压。
有利地，当车辆断电时，优选地仅当车辆断电时，实施所述方法。
由此，限制储箱内的液体晃动。晃动指储箱内的液体波动，其产生燃料液位测量噪音。为了使所述方法尽可能准确，液位传感器不应动态移动。由此，避免晃动以提高液位测量的准确性。
优选地，当车辆处于维修(或维护)模式时，实施所述方法。
由此，当信息特别有用时，实施所述方法。由此，可更深度地检查储箱，并如有必要，对其进行更换。例如，通过外部计算机触发所述方法。
有利地，在步骤a)之前实施泄漏检测步骤。
泄漏检测步骤检验储箱壳体的完好性。在被动系统(例如压强升高或降低基于外部温度的变化)的情况下，用恒定储箱体积来实施的检验通常不起作用，这是因为由于内部增强元件的断裂使得发生体积改变。
泄漏检测方法旨在检测车辆的液体储箱中的泄漏。在JP 2013-019396A中描述了泄漏检测方法的一个例子。
本发明还涉及一种检验车辆的液体储箱的至少一个内部增强元件的状态的方法，所述至少一个内部增强元件连接液体储箱的至少两个相对的壁，所述方法包括以下步骤：
-实施泄漏检测步骤，和
-如果泄漏检测步骤的结果是预定类型的，就发送表示至少一个连接液体储箱的至少两个相对的壁的内部增强元件可能被损坏的信号。
有利地，预定类型的结果是表示怀疑有泄漏的结果。该结果可由泄漏检测方法的结果推导。如果泄漏检测表明存在问题，这可能是由于内部增强元件损坏而导致的体积意外改变造成的。由此，该方法可有助于维修液体储箱——也称作液体系统——例如，燃料系统。
可替代地，预定类型的结果是由泄漏检测方法的结果推导的结果，该结果指示在没有检测到泄漏的同时，至少一个内部增强元件可能被损坏。这可通过将空气泵送到液体储箱中或从液体储箱中泵送出来以使其加压或减压、并测量液体储箱的内部压强来实现。如果在实施泄漏检测方法之后，没有怀疑泄漏，则所述方法包括确定以下参数之间的关系的步骤：
-泵送到液体储箱中或从液体储箱中泵送出来的空气体积，记为Vair(t)；
-蒸气穹顶体积，记为Vdome(t)；和
-液体储箱的内部压强，记为Pint(t)，并将使用上述关系计算的数值C(t)与预定阈值比较，其中，括号中的t指所关注的参数取决于时间。预定阈值可例如是当储箱状态已知为没有受损时使用上述关系计算的标定数值。
由泵性能Fpump(t)和泵激活时长Δtact推出空气体积Vair(t)，其中，蒸气穹顶体积Vdome(t)是如下地作为液体储箱总体积Vtot(t)与液体储箱中的液体体积Vliquid(t)之差计算的：
Vdome(t)＝Vtotal(t)-Vliquid(t)
泵性能Fpump(t)定义为取决于以下参数：例如空气体积Vair(t)、泵效率和泵电流消耗的参数。
例如，可根据以下步骤计算数值C(t)：
-步骤1：用泵性能Fpump(t)(这是取决于空气体积Vair(t)的参数)和储箱内部压强Pint(t)乘泵的能量消耗Epump(t)，以获得A(t)。
A(t)＝Epump(t)*Fpump(t)*Pint(t)
-步骤2：在泵激活时长Δtact(这是取决于空气体积Vair(t)的参数)上对A(t)积分，以获得B(t)。
-步骤3：用蒸气穹顶体积Vdome(t)乘B(t)，以获得C(t)。
C(t)＝B(t)*Vdome(t)
如果数值C(t)大于预定阈值，则所述方法包括指示至少一个内部增强元件可能被损坏的步骤。
反之，不发送指示至少一个连接液体储箱的至少两个相对的壁的内部增强元件可能被损坏的信号。
本发明还涉及一种车辆液体储箱，其包括设置为实施如上所述的方法的控制装置。
本发明还涉及一种车辆，其包括液体储箱和设置为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媒介，其包括指令，所述指令在被计算机执行时，使得计算机实施如上所述的方法的步骤。
附图说明
由以下详细的说明，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
将基于具体实施例并参照某些附图来描述本发明，但本发明不限于此。
第一实施例(图1和图3)
第一实施例描述用于检测车辆的液体储箱2的至少一个内部增强元件1的状态的方法，其中，内部增强元件1连接液体储箱2的至少两个相对的壁，优选地底壁和顶壁3、4。例如，增强元件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关联到能够处理液位传感器5和压强传感器7提供的数据并控制所述方法的步骤的控制装置8。
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包括至少2mL的液体6，例如20L的液体6。由控制装置8基于液位传感器5测量的液体6的初始量和压强传感器7测量的液体储箱2的初始内部压强，确定第一阈值(步骤a，未示出)。例如，可使用初始内部压强和液体的初始量作为输入数据，使用二维查询表，确定第一阈值。
当车辆处于维护模式并且车辆断电时，由操作员触发所述方法。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(overpressure)。当然，可设置使用其它装置，例如形成车辆一部分的装置，来提高储箱内的压强。可以采用一个或多个提升压强的步骤，同样地也可以采用逐渐提升压强(压强渐变)的步骤。在另一实施例中，可设置使用降低压强，引发储箱内的负压(depression)。例如，可通过外部泵引发这样的负压。
使用控制装置借助于传感器监控压强和液体液位(步骤b)，直至压强传感器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，由控制装置8根据压强传感器7的输出、液位传感器5的初始输出和内部压强传感器7的初始输出确定第二和第三阈值(步骤c，未示出)。例如，可使用压强传感器7的输出、液位传感器5的初始输出和内部压强传感器7的初始输出作为输入数据，使用三维查询表，确定第二和第三阈值。可设置查询表包括第四维度，该第四维度由储箱中的液体的温度构成。如上所述，由此能够考虑到液体的热膨胀。
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进行比较，以检查液位传感器5的输出是否不同于期望的液位数值(步骤d)。
如果液位传感器5的输出高于第二阈值，这可能指示内部增强元件1(或内部增强元件1中的至少一个)被损坏。由此，发送表示至少一个内部增强元件1被损坏或可能被损坏的信号(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，例如信号可以由仪表板上显示的讯息或光构成。对应于诊断的该信号可存储在存储媒介中以在车辆的内部电气检查期间提醒维修操作员。
如果液位传感器的输出低于第三阈值，这可能表示内部增强元件1(或内部增强元件1中的至少一个)被损坏。由此，发送表示至少一个内部增强元件被损坏或可能被损坏的信号。
如果液位传感器5的输出低于第二阈值但高于第三阈值，这可能表示柱1是完好无损的。由此，可设置发送表示内部增强元件1(或至少一个内部增强元件1)是完好无损的信号(步骤e)。
第二实施例(图2和图4)
在该实施例中，所述方法也用于检测车辆的液体储箱2的至少一个内部增强元件1的状态，其中，内部增强元件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，至少一个增强元件是柱。
储箱2可例如与上文第一实施例所说明的相同。
该方法的第一步骤在于实施泄漏检测方法。在本例子中，所使用的泄漏检测方法是主动泄漏检测方法。当然，可设置使用任何合适的泄漏检测方法，例如在WO 2018/002054或WO 2013/164463中所述的泄漏检测方法，其内容在此通过引用并入本文。
如果泄漏检测方法的结果指示可能存在泄漏，则由控制装置8发送表示至少一个内部增强元件1被损坏或可能被损坏的预定信号。实际上，该结果可能实际上是由损坏的内部增强元件1造成的假阳性结果。之后，操作员可实施进一步检查以验证或证伪储箱中存在泄漏。如果显示不存在泄漏，则有极大的可能性泄漏检测结果是由被损坏的增强元件造成的。
如果泄漏检测方法的结果显示储箱2中不存在泄漏，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。由控制装置8基于液位传感器5测量的液体6的初始量和压强传感器7测量的液体储箱2的初始内部压强，确定第一阈值(步骤a，未示出)。例如，可使用初始内部压强和液体的初始量作为输入数据，使用二维查询表，确定第一阈值。
如果车辆通电，激活阀门或泵10，以从储箱2内部释放压强，并可从泄漏检测步骤再次实施所述方法。阀门例如是FTIV或E阀门。如果车辆断电，则控制装置8控制使用例如形成车辆一部分的装置，例如车载泵，提高储箱内的压强。这在储箱2内导致过压。可以采用一个或多个提升压强的步骤，同样地也可以采用逐渐提升压强(压强渐变)的步骤。在另一实施例中，可设置降低压强，引起储箱2内的负压。例如，这样的负压可由车载泵诱发。
使用控制装置8借助于传感器5、7监控压强和液体液位(步骤b)，直至压强传感器7测量的储箱压强高于第一阈值。
如果控制装置8判定压强传感器7的输出高于第一阈值，则由控制装置8根据压强传感器7的输出、液位传感器5的初始输出和内部压强传感器7的初始输出确定第二和第三阈值(步骤c，未示出)。例如，可使用压强传感器7的输出、液位传感器5的初始输出和内部压强传感器7的初始输出作为输入数据，使用三维查询表来确定第二和第三阈值。可设置查询表包括第四维度，该第四维度由储箱中的液体的温度构成。如上所述，由此能够考虑到液体的热膨胀。
然后，控制装置8将液位传感器的输出与第二和第三阈值进行比较，以检验液位传感器的输出是否不同于所期望的液位数值(步骤d)。
如果液位传感器的输出高于第二阈值，这可能表示内部增强元件1(或内部增强元件1中的至少一个)被损坏。由此，发送表示至少一个内部增强元件1被损坏或可能被损坏的信号(步骤e)。
如果液位传感器5的输出低于第三阈值，这可能表示内部增强元件1(或内部增强元件1中的至少一个)被损坏。由此，发送表示至少一个内部增强元件1被损坏或可能被损坏的信号(步骤e，未示出)。
如果液位传感器5的输出低于第二阈值且高于第三阈值，递增计数器9。如果计数器9低于第四预定阈值，则在控制装置8的控制下，优选地以多个第一阈值再次实施所述方法的至少步骤a)、b)和c)。如果计数器9高于第四阈值，所述方法包括发送表示至少一个连接相对的壁3、4的内部增强元件1没有被损坏的信号的步骤。
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，泄漏检测方法不是主动泄漏检测方法，而是基于压强和温度分析的方法，例如在EP17305638中所述的。而且，泄漏检测测试由控制装置8与车辆的液体储箱2的至少一个内部增强元件1的状态的测试并行地实施。由此，与第二实施例相反地，即使泄漏检测方法检测到泄漏，也实施该测试。
在第三实施例中，没有在观察到车辆断电之后主动提高储箱中的内部压强的步骤。相反地，监控步骤b)仅依赖于由储箱外部温度的升高或降低导致的储箱2内的压强的升高或降低。当环境温度升高时，储箱内的压强升高。当环境温度降低时，储箱内的压强降低。
与第二实施例类似地，由控制装置8监控储箱2内的温度和液体液位，直至压强传感器7的输出高于第一阈值，所有之后的步骤与第二实施例的相同。
尽管上文结合具体实施例说明了本发明的原理，要理解的是，本说明仅是作为例子做出的，不作为对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附权利要求确定。
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