專(zhuān)利名稱(chēng)：用于運(yùn)行尤其機(jī)動(dòng)車(chē)的燃料箱裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1前序部分所述的用于運(yùn)行燃料箱裝置的方法。
背景技術(shù)：
已知配設(shè)有高壓燃料箱以攜帶燃料的機(jī)動(dòng)車(chē)。在此例如是天然氣機(jī)動(dòng)車(chē)或燃料電 池機(jī)動(dòng)車(chē)。在燃料電池機(jī)動(dòng)車(chē)中，通常在高壓燃料箱中攜帶有氫氣，以便從氫氣與供入的氧 氣的反應(yīng)中獲取電能并且用電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)該燃料電池機(jī)動(dòng)車(chē)。同樣已知的是，氫氣和氧氣在混合和點(diǎn)燃時(shí)引發(fā)爆炸，亦即所謂的爆鳴氣反應(yīng)。此 外還已知的是，所攜帶的物質(zhì)例如氫氣在特定情況下，例如發(fā)生交通事故時(shí)，不應(yīng)從燃料箱 中泄漏出來(lái)，以便不會(huì)威脅到安全。

發(fā)明內(nèi)容
通過(guò)按權(quán)利要求1的方法來(lái)解決在現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。按本發(fā)明的燃料箱裝置具有至少一個(gè)燃料箱和至少一個(gè)閥門(mén)，其中，閥門(mén)能夠由 與供能裝置連接的驅(qū)動(dòng)級(jí)調(diào)節(jié)。此外，按照本發(fā)明檢測(cè)故障并關(guān)閉閥門(mén)。由于所述故障而 形成兩個(gè)輸出信號(hào)以用于關(guān)閉閥門(mén)，其中，輸出信號(hào)之一充當(dāng)繼電器信號(hào)并且中斷對(duì)驅(qū)動(dòng) 級(jí)的供能。通過(guò)該繼電器信號(hào)來(lái)接通或斷開(kāi)對(duì)驅(qū)動(dòng)級(jí)的供能。該方法用于使燃料箱始終在 可靠的狀況下工作。若出現(xiàn)涉及到燃料箱安全的故障，則閥門(mén)被關(guān)閉，以避免例如高度易燃 的氫氣逸出。在該方法的一種有利的實(shí)施形式中，通過(guò)燃料箱監(jiān)控單元生成功能信號(hào)。通過(guò)功 能信號(hào)借助驅(qū)動(dòng)級(jí)來(lái)影響閥門(mén)的開(kāi)度。若驅(qū)動(dòng)級(jí)借助供應(yīng)繼電器以及因而通過(guò)繼電器信號(hào) 得到供能，那么可以通過(guò)功能信號(hào)來(lái)控制和/或調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)度。在出現(xiàn)故障的情況下，閥 門(mén)被關(guān)閉。若與此相對(duì)供能通過(guò)供應(yīng)繼電器以及因而通過(guò)繼電器信號(hào)基于已經(jīng)確定的故障 中斷，則閥門(mén)同樣被關(guān)閉。因此這些用于關(guān)閉閥門(mén)的信號(hào)被設(shè)計(jì)成冗余的，這與提高燃料箱 裝置的安全性對(duì)應(yīng)。在該方法的另一種有利的實(shí)施形式中，功能信號(hào)和繼電器信號(hào)的形成以盡可能分 開(kāi)的方式并因而在平行運(yùn)行的面中在功能計(jì)算裝置上發(fā)生。功能信號(hào)由功能面形成，繼電 器信號(hào)則由功能監(jiān)控面形成。由此不僅信號(hào)，而且信號(hào)的檢測(cè)也被設(shè)計(jì)成是冗余的。這同 樣提高了燃料箱裝置的安全性，因?yàn)槌霈F(xiàn)的故障被截獲以確保機(jī)動(dòng)車(chē)的安全性。在該方法的另一種特別有利的實(shí)施形式中，將相比功能面有所提高的值輸入給功 能監(jiān)控面。為此例如是閾值或消抖時(shí)間。由此確保在來(lái)自功能監(jiān)控面的監(jiān)控功能開(kāi)始故障 響應(yīng)前，功能面能夠?qū)收锨闆r做出反應(yīng)。在該方法的一種特別有利的實(shí)施形式中，除功能計(jì)算裝置外，還存在監(jiān)視器單元 (Watchdog-Einheit)。該監(jiān)視器單元在硬件方面例如通過(guò)存儲(chǔ)器測(cè)試以及在正確的功能流 程方面例如故障響應(yīng)方面監(jiān)控功能計(jì)算裝置。若監(jiān)視器單元確定了故障，那么就借助確認(rèn)信號(hào)操縱開(kāi)關(guān)，所述開(kāi)關(guān)中斷功能計(jì)算裝置的所有輸出信號(hào)。監(jiān)視器單元因此在故障情況 下同樣關(guān)閉閥門(mén)并因而充當(dāng)另外的冗余的故障斷路。本發(fā)明其它的特征、應(yīng)用可能方案和優(yōu)點(diǎn)從接下來(lái)對(duì)本發(fā)明于附圖所示實(shí)施例的 說(shuō)明中得出。在此，所有描述或圖示的特征單獨(dú)地或任意組合構(gòu)成本發(fā)明的主題，與它們?cè)?權(quán)利要求書(shū)中的摘要或它們的引用關(guān)系無(wú)關(guān)以及與說(shuō)明書(shū)或附圖中的表達(dá)或圖示無(wú)關(guān)。


圖1表示尤其是機(jī)動(dòng)車(chē)的燃料箱裝置的示意性方塊圖，帶有燃料箱監(jiān)控單元；圖2表示通過(guò)燃料箱監(jiān)控單元對(duì)傳感器和閥門(mén)進(jìn)行控制的示意性方塊圖；圖3表示燃料箱監(jiān)控單元的詳細(xì)的示意性方塊圖；圖4表示燃料箱監(jiān)控單元的功能監(jiān)控面的示意性方塊圖。
具體實(shí)施例方式將輸入信號(hào)40加載給圖1中的燃料箱監(jiān)控單元TCU。燃料箱監(jiān)控單元TCU形成觸 發(fā)信號(hào)Svl和Sv2。觸發(fā)信號(hào)Svl加載閥門(mén)VI。觸發(fā)信號(hào)Sv2加載閥門(mén)V2。閥門(mén)Vl影響 通過(guò)線(xiàn)路Ll的流量。線(xiàn)路Ll將燃料箱Tl與裝置EQ連接起來(lái)。閥門(mén)V2影響通過(guò)線(xiàn)路L2 的流量。線(xiàn)路L2將燃料箱T2與所述裝置EQ連接起來(lái)。燃料箱Tl、T2與所屬的閥門(mén)VI、 V2 一起構(gòu)成用于所述裝置EQ的燃料箱裝置TA。燃料箱監(jiān)控單元TCU在輸入信號(hào)40以及內(nèi)部流程的基礎(chǔ)上借助對(duì)閥門(mén)Vl和V2的 調(diào)整和/或調(diào)節(jié)通過(guò)觸發(fā)信號(hào)Svl和Sv2影響用來(lái)自燃料箱Tl和T2的物質(zhì)對(duì)裝置EQ的 供給。燃料箱監(jiān)控單元TCU的任務(wù)是，一方面實(shí)施對(duì)閥門(mén)Vl和/或V2的控制和/或調(diào)節(jié)， 另一方面確保燃料箱Tl和T2的安全。圖2示出了通過(guò)燃料箱監(jiān)控單元TCU對(duì)閥門(mén)30和傳感器32的觸發(fā)。閥門(mén)30通 常設(shè)計(jì)成用電流開(kāi)關(guān)的閥門(mén)。燃料箱監(jiān)控單元TCU被劃分成兩個(gè)物理上分開(kāi)的單元一個(gè) 功能計(jì)算裝置10和一個(gè)監(jiān)視器單元12。監(jiān)視器單元12以尚待說(shuō)明的問(wèn)答通訊形式監(jiān)控功 能計(jì)算裝置10，圖中示出為提問(wèn)314和回答316。將信號(hào)40加載到功能計(jì)算裝置10。由功能計(jì)算裝置10產(chǎn)生功能信號(hào)42、繼電器信號(hào)44和輸出信號(hào)46。監(jiān)視器單元 12生成一個(gè)輸送給多極合間開(kāi)關(guān)14的確認(rèn)信號(hào)48。在借助確認(rèn)信號(hào)48得到監(jiān)視器單元 12的允許時(shí)，功能計(jì)算裝置10的信號(hào)42、44和46僅被合閘開(kāi)關(guān)14進(jìn)一步傳遞。若監(jiān)視 器單元12確定了有關(guān)功能計(jì)算裝置10的一個(gè)故障，那么借助確認(rèn)信號(hào)48使信號(hào)42、44和 46不被進(jìn)一步傳遞。功能信號(hào)42在通過(guò)合閘開(kāi)關(guān)14成功地進(jìn)一步被傳遞時(shí)加載給驅(qū)動(dòng)級(jí)20。為提高 運(yùn)行安全性，驅(qū)動(dòng)級(jí)20被設(shè)計(jì)成冗余類(lèi)型，從而可以用高壓驅(qū)動(dòng)器22或低壓驅(qū)動(dòng)器M來(lái) 控制連接的負(fù)荷。在兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器的其中一個(gè)失效時(shí)，實(shí)現(xiàn)了用至少另一個(gè)驅(qū)動(dòng)器來(lái)繼續(xù)控 制負(fù)荷。閥門(mén)30用信號(hào)50加載，所述信號(hào)由驅(qū)動(dòng)級(jí)20形成。閥門(mén)30在其未通電狀態(tài)下 是關(guān)閉的。信號(hào)50決定了閥門(mén)30的開(kāi)度。因此功能信號(hào)42也間接地通過(guò)驅(qū)動(dòng)級(jí)20決定 了閥門(mén)30的開(kāi)度。功能信號(hào)42設(shè)計(jì)成脈寬調(diào)制信號(hào)。繼電器信號(hào)44設(shè)計(jì)成數(shù)字信號(hào)并且在通過(guò)合閘開(kāi)關(guān)14被成功地進(jìn)一步傳遞后加載給閥門(mén)30的供應(yīng)繼電器沈。供應(yīng)繼電器沈給驅(qū)動(dòng)級(jí)20供能。通過(guò)繼電器信號(hào)44能夠 借助供應(yīng)繼電器沈來(lái)接通或斷開(kāi)對(duì)驅(qū)動(dòng)級(jí)20的供能。輸出信號(hào)46同樣被設(shè)計(jì)成數(shù)字信號(hào)，并且在通過(guò)合閘開(kāi)關(guān)14被成功地進(jìn)一步傳 遞時(shí)輸送給傳感器32的供應(yīng)繼電器28。供應(yīng)繼電器28通過(guò)線(xiàn)路M向傳感器32供能。通 過(guò)輸出信號(hào)46能夠借助供應(yīng)繼電器觀來(lái)接通或斷開(kāi)對(duì)傳感器32的供能。若合閘開(kāi)關(guān)14被關(guān)閉，亦即信號(hào)42、44和46被進(jìn)一步傳遞，那么驅(qū)動(dòng)級(jí)20得到 供能，閥門(mén)30的開(kāi)度借助功能信號(hào)42受到影響，并且傳感器32得到供電。反之，若驅(qū)動(dòng)級(jí) 20沒(méi)有得到供能，則這會(huì)導(dǎo)致閥門(mén)30被關(guān)閉。反之，若合閘開(kāi)關(guān)14通過(guò)監(jiān)視器單元12打開(kāi)，那么信號(hào)42、44和46不再被進(jìn)一 步傳遞。已打開(kāi)的合閘開(kāi)關(guān)14因此具有這樣的效應(yīng)，即，驅(qū)動(dòng)級(jí)20和傳感器32不再得到 供能。不再得到供能的驅(qū)動(dòng)級(jí)20也如被中斷的功能信號(hào)42 —樣導(dǎo)致閥門(mén)30關(guān)閉。與圖1相比，功能信號(hào)42、繼電器信號(hào)44以及確認(rèn)信號(hào)48 —起被視作觸發(fā)信號(hào) Svl或Sv2。同樣，圖2的閥門(mén)30被視為是圖1的閥門(mén)Vl或V2中的一個(gè)。圖3示出了燃料箱監(jiān)控單元TCU的結(jié)構(gòu)。圖中示出了功能計(jì)算裝置10和監(jiān)視器 單元12。功能計(jì)算裝置10和監(jiān)視器單元12在其功能性上被劃分成三個(gè)平面第一功能面 100，第二功能監(jiān)控面200和第三計(jì)算裝置監(jiān)控面300。功能面100用于形成影響圖2中閥門(mén)30的開(kāi)度的功能信號(hào)42。為此使用組塊 102，它用輸入信號(hào)40加載。此外，在功能面100中實(shí)施對(duì)燃料箱裝置或其它裝置的單元的 監(jiān)控和診斷。功能信號(hào)42相應(yīng)地受到影響。在處理級(jí)100或200的其中一個(gè)中處理輸入信號(hào)40之前，輸入信號(hào)40經(jīng)受可信 性檢查?？尚判詸z查用于將輸入信號(hào)40的某些組合、順序、值域和變化曲線(xiàn)識(shí)別為錯(cuò)誤的。功能監(jiān)控面200的組塊202同樣被輸入信號(hào)40加載。功能監(jiān)控面200用于識(shí)別 功能面100中的錯(cuò)誤的流程和結(jié)果。為此，功能面100的功能必要時(shí)以簡(jiǎn)化的形式在功能 監(jiān)控面200中被復(fù)制。此外，在功能監(jiān)控面200中進(jìn)行與來(lái)自功能面100的信號(hào)104的比 較。若通過(guò)組塊202識(shí)別出功能面100中的故障，那么組塊202借助信號(hào)206釋放故障響 應(yīng) 204。計(jì)算裝置監(jiān)控面300從功能計(jì)算裝置10延伸直至監(jiān)視器單元12。監(jiān)視器單元12 具有監(jiān)視器組塊310，它執(zhí)行與功能計(jì)算裝置10的測(cè)試組塊302的問(wèn)答通訊。測(cè)試組塊302 包括專(zhuān)門(mén)針對(duì)計(jì)算裝置測(cè)試的測(cè)試組塊304和專(zhuān)門(mén)針對(duì)功能測(cè)試的測(cè)試組塊306。專(zhuān)門(mén)針 對(duì)計(jì)算裝置的測(cè)試包括例如對(duì)工作存儲(chǔ)器和類(lèi)似物的測(cè)試。專(zhuān)門(mén)針對(duì)功能的測(cè)試涉及到功 能監(jiān)控面200中的程序運(yùn)行過(guò)程和故障響應(yīng)。在故障情況下，測(cè)試組塊302借助信號(hào)312 釋放故障響應(yīng)308。監(jiān)視器組塊310將提問(wèn)314轉(zhuǎn)移到測(cè)試組塊302上。測(cè)試組塊302借助測(cè)試組塊 304和306執(zhí)行專(zhuān)門(mén)針對(duì)計(jì)算裝置和功能的測(cè)試。為此，測(cè)試組塊302借助通訊路徑208與 組塊202連接以及借助通訊路徑210與故障響應(yīng)204連接。測(cè)試組塊302檢測(cè)針對(duì)所提出的提問(wèn)314的回答316，其中使用來(lái)自測(cè)試組塊304 和306的結(jié)果。監(jiān)視器組塊310識(shí)別針對(duì)已發(fā)送的提問(wèn)314的正確回答。若由測(cè)試組塊302 傳達(dá)的回答316與所期待的正確回答一致，那么燃料箱監(jiān)控單元TCU的功能被認(rèn)為是無(wú)誤 的。反之，若由測(cè)試組塊302傳達(dá)的回答316與所期待的正確回答不一致，那么燃料箱監(jiān)控單元TCU的功能被認(rèn)為是錯(cuò)誤的。在后一種故障情況下，監(jiān)視器單元12或監(jiān)視器組塊310 送出確認(rèn)信號(hào)48，以便將所控制的或所調(diào)節(jié)的系統(tǒng)在此為燃料箱裝置轉(zhuǎn)到安全狀態(tài)。繼電器信號(hào)44和輸出信號(hào)46可以分別形成在功能監(jiān)控面200或計(jì)算裝置監(jiān)控面 300中。繼電器信號(hào)44和輸出信號(hào)46可以例如由故障響應(yīng)204和/或308形成。圖4表示功能監(jiān)控面200的一個(gè)詳細(xì)的實(shí)施形式。組塊220用于氫氣監(jiān)控。組塊 220被氫氣濃度信號(hào)222加載。組塊220將氫氣濃度信號(hào)222與氫氣濃度閾值比較，并且在 超過(guò)氫氣濃度閾值時(shí)通過(guò)信號(hào)224引起故障響應(yīng)204。組塊230用于閃燃監(jiān)控(tiberschalg-tberwachung )。信號(hào)232表示機(jī)動(dòng)
車(chē)的閃燃。相應(yīng)地，組塊230借助信號(hào)234引起故障響應(yīng)204。壓力信號(hào)242加載組塊對(duì)0，所述組塊借助壓力信號(hào)242來(lái)確定圖2的閥門(mén)30是 否關(guān)閉。在此發(fā)生與來(lái)自功能面100的結(jié)果的比較。若閥門(mén)30沒(méi)有關(guān)閉，則借助信號(hào)對(duì)4 釋放故障響應(yīng)204。所述方法通常設(shè)計(jì)成計(jì)算機(jī)程序，所述程序在控制器上運(yùn)行?？刂破魍ǔＴO(shè)計(jì)成 微控制器并且按照所述方法編程。此外，相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序儲(chǔ)存在存儲(chǔ)介質(zhì)上。
權(quán)利要求
1.一種用于運(yùn)行尤其機(jī)動(dòng)車(chē)的燃料箱裝置(TA)的方法，其中，燃料箱裝置(TA)具有燃 料箱(T1，T2)和閥門(mén)(V1，V2，30)，其中，閥門(mén)(V1，V2，30)能夠由與供能裝置連接的驅(qū)動(dòng)級(jí) (20)調(diào)節(jié)，以及其中，在該方法中檢測(cè)故障且關(guān)閉閥門(mén)(VI，V2，30)，其特征在于，基于故障 形成兩個(gè)輸出信號(hào)G4，48)以用于關(guān)閉閥門(mén)(V1，V2，30)，并且輸出信號(hào)之一充當(dāng)繼電器信 號(hào)G4)且中斷對(duì)驅(qū)動(dòng)級(jí)00)的供能。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述驅(qū)動(dòng)級(jí)00)被影響閥門(mén)(VI，V2，30)的開(kāi)度 的功能信號(hào)G2)觸發(fā)。
3.按權(quán)利要求2所述的方法，其中，另一個(gè)輸出信號(hào)充當(dāng)確認(rèn)信號(hào)08)并且中斷對(duì)驅(qū) 動(dòng)級(jí)00)的觸發(fā)。
4.按權(quán)利要求1和2所述的方法，其中，功能信號(hào)02)和繼電器信號(hào)04)由功能計(jì)算 裝置(10)形成。
5.按權(quán)利要求4和5所述的方法，其中，確認(rèn)信號(hào)08)由監(jiān)視器單元(1 形成，其中， 監(jiān)視器單元(1 設(shè)計(jì)成與功能計(jì)算裝置(10)在物理上分離。
6.按權(quán)利要求5所述的方法，其中，功能信號(hào)02)在功能計(jì)算裝置(10)的功能面 (100)中形成。
7 按權(quán)利要求5或6所述的方法，其中，繼電器信號(hào)04)在功能計(jì)算裝置(10)的功能 監(jiān)控面O00)中形成。
8.按權(quán)利要求6和7所述的方法，其中，功能信號(hào)0 和繼電器信號(hào)G4)的形成盡可 能相互獨(dú)立地進(jìn)行。
9.按權(quán)利要求6和7所述的方法，其中，在功能監(jiān)控面(200)中復(fù)制功能面(100)的功能。
10.按前述權(quán)利要求所述的方法，其中，預(yù)定用于功能面(100)的第一消抖時(shí)間和第一 閾值，其中，在功能監(jiān)控面(200)中預(yù)定相對(duì)第一消抖時(shí)間有所提高的第二消抖時(shí)間以及 相對(duì)第一閾值有所提高的第二閾值。
11.按權(quán)利要求3所述的方法，其中，在計(jì)算裝置監(jiān)控面(300)中形成確認(rèn)信號(hào)08)。
12.一種用于數(shù)字計(jì)算設(shè)備的計(jì)算機(jī)程序，其適用于實(shí)施按前述權(quán)利要求之一所述的 方法。
13.一種用于尤其機(jī)動(dòng)車(chē)的燃料箱裝置的控制單元，所述機(jī)動(dòng)車(chē)設(shè)有特別是微處理器 的數(shù)字計(jì)算設(shè)備，按權(quán)利要求12所述的計(jì)算機(jī)程序能夠在其上運(yùn)行。
14.一種用于按權(quán)利要求13所述的控制單元的存儲(chǔ)介質(zhì)，按權(quán)利要求12所述的計(jì)算機(jī) 程序儲(chǔ)存在該存儲(chǔ)介質(zhì)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行尤其機(jī)動(dòng)車(chē)的燃料箱裝置的方法。該燃料箱裝置(TA)具有燃料箱(T1，T2)和閥門(mén)(V1，V2)，其中，閥門(mén)(V1，V2)能夠由與供能裝置連接的驅(qū)動(dòng)級(jí)調(diào)節(jié)。在該方法中檢測(cè)故障且關(guān)閉閥門(mén)(V1，V2)。基于故障形成兩個(gè)輸出信號(hào)以于關(guān)閉閥門(mén)(V1，V2)的。輸出信號(hào)之一充當(dāng)繼電器信號(hào)且中斷對(duì)驅(qū)動(dòng)級(jí)的供能。
文檔編號(hào)F17C13/02GK102086965SQ20101055458
公開(kāi)日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
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