電氣控制高壓氣體存儲(chǔ)系統(tǒng)處壓力傳感器信號(hào)的驗(yàn)證方法
【專利摘要】一種方法，其用于驗(yàn)證氣體源和調(diào)節(jié)氣體流的壓力調(diào)節(jié)器之間的壓力傳感器。該方法包括提供閥命令信號(hào)和從偏置表格選擇偏置信號(hào)。該方法還包括將所選擇的信號(hào)與閥命令信號(hào)相比較，并且如果在所選擇的偏置信號(hào)和閥命令信號(hào)之間的差高于預(yù)定閾值，確定是否存在壓力傳感器誤差。
【專利說明】電氣控制高壓氣體存儲(chǔ)系統(tǒng)處壓力傳感器信號(hào)的驗(yàn)證方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體上涉及用于驗(yàn)證來自高壓氣體存儲(chǔ)系統(tǒng)的壓力傳感器信號(hào)的系統(tǒng)和方法，并且更為特殊地，涉及用于驗(yàn)證來自高壓氣體存儲(chǔ)系統(tǒng)的壓力傳感器信號(hào)的系統(tǒng)和方法，在這種系統(tǒng)和方法中，算法使用來自電氣壓力控制的信息以驗(yàn)證高壓傳感器信號(hào)。
【背景技術(shù)】
[0002]氫是非常有吸引力的燃料，因?yàn)槠淝鍧嵅⑶夷軌虮挥糜谠谌剂想姵刂杏行У禺a(chǎn)生電力。在氫燃料電池系統(tǒng)作為車輛功率源的研發(fā)中，汽車工業(yè)花費(fèi)了大量的資源。這些車輛將比采用內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的現(xiàn)代車輛效率更高并且生成更少排放。在汽車市場(chǎng)中，燃料電池車輛被預(yù)計(jì)在不遠(yuǎn)的將來快速增加而普及。
[0003]質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)是流行的車輛燃料電池。該P(yáng)EMFC總體上包括固相聚合物電解質(zhì)質(zhì)子傳導(dǎo)薄膜，諸如全氟磺酸膜。該陽極和陰極通常(但非總是)包括細(xì)分散的催化顆粒，一般是高效催化劑，諸如負(fù)載在碳顆粒上并且與離子聚合物混合的鉬(Pt)。該催化混合物被沉積在膜的相對(duì)側(cè)上。陽極催化混合物、陰極催化混合物和膜的組合定義了膜電極組件(MEA)。MEA制造相對(duì)昂貴，并且需要某些條件用于有效工作。
[0004]通常在燃料電池組中結(jié)合多個(gè)燃料電池，以生成所期望的功率。例如，通常的用于車輛的燃料電池組可以具有兩百或更多成組的燃料電池。該燃料電池組接收陰極輸入氣體，通常是由壓縮機(jī)推壓通過該電池組的空氣流。不是全部的氧都被該電池組消耗，并且一些空氣作為陰極廢氣被輸出，該陰極廢氣可能包括作為電池組副產(chǎn)物的水。該燃料電池組還接收流入該電池組的陽極側(cè)的陽極氫輸入氣體。在一種已知類型的燃料電池系統(tǒng)中，氫氣燃料通過一個(gè)或多個(gè)注入器被注入到燃料電池組的陽極側(cè)中?；诳刂谱⑷肫鞔蜷_和關(guān)閉的脈寬調(diào)制(PWM)控制信號(hào)，該注入器控制特定電池組電流密度的注入燃料的量。
[0005]燃料電池組包括一系列雙極板，這些雙極板被放置在該電池組中多個(gè)MEA之間，其中該雙極板和MEA被放置在兩個(gè)端板之間。該雙極板包括用于電池組中鄰近的燃料電池的陽極側(cè)和陰極側(cè)。陽極氣體流場(chǎng)被提供在該雙極板的陽極側(cè)上，該雙極板允許陽極反應(yīng)氣體流到相應(yīng)的MEA。陰極氣體流場(chǎng)被提供在該雙極板的陰極側(cè)上，該雙極板允許陰極反應(yīng)氣體流到相應(yīng)的MEA。一個(gè)端板包括陽極氣體流流道，并且另一個(gè)端板包括陰極氣體氣體流流道。該雙極板和端板由傳導(dǎo)材料組成，諸如不銹鋼或傳導(dǎo)復(fù)合材料。該端板傳導(dǎo)由電池組中的燃料電池生成的電力。該雙極板也包括冷卻液流過的流道。
[0006]通常，用于燃料電池系統(tǒng)的氫氣在高壓下儲(chǔ)存在槽系統(tǒng)中，該槽系統(tǒng)包括在車輛上相互連接的一個(gè)或多個(gè)壓力容器，以提供燃料電池組所需要的氫氣。該容器內(nèi)的壓力能夠在700 bar或以上。在一個(gè)已知的設(shè)計(jì)中，該壓力容器包括內(nèi)部塑料襯管和外部碳纖維復(fù)合層，該塑料襯管為氫氣提供氣密密封，并且外部碳纖維復(fù)合層提供該容器的結(jié)構(gòu)完整性。
[0007]氫儲(chǔ)存系統(tǒng)通常包括至少一個(gè)壓力調(diào)節(jié)器，該壓力調(diào)節(jié)器為氫存儲(chǔ)系統(tǒng)工作所需要的各種且許多的閥、儀表、和配件的部分，其將氫氣的壓力從容器中的高壓減少到適合于燃料電池組的恒定壓力。本領(lǐng)域中已知各種壓力調(diào)節(jié)器以提供這個(gè)功能，包括機(jī)械壓力調(diào)節(jié)器和電子壓力調(diào)節(jié)器。
[0008]高壓氣體槽系統(tǒng)通常需要壓力調(diào)節(jié)器以控制出口流量并減少出口流量的壓力。在一些應(yīng)用中，這個(gè)功能通過一個(gè)或多個(gè)機(jī)械壓力調(diào)節(jié)器完成。在其他應(yīng)用中，這個(gè)功能通過電氣壓力調(diào)節(jié)器完成。為了壓力控制以及為了驅(qū)動(dòng)器信息和與燃料加注站通信，高壓傳感器被利用。該高壓傳感器信號(hào)也被用于檢查高壓氣體槽/容器的壓力下限，以防止低槽壓力引起槽中的襯墊損壞。在目前系統(tǒng)中，如果該高壓傳感器信號(hào)故障，為了安全原因，對(duì)于該容器的低壓閾值必須被增加并防止負(fù)面的驅(qū)動(dòng)影響。因此，本領(lǐng)域中需要一種算法，該算法使用來自電氣壓力控制的信息來以減少低壓閾值所增加的量的方式而驗(yàn)證該高壓傳感器信號(hào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]按照本發(fā)明的教導(dǎo)，公開了一種方法，其用于驗(yàn)證在氣體源和調(diào)節(jié)氣體流的壓力調(diào)節(jié)器之間的壓力傳感器。該方法包括提供閥命令信號(hào)和從偏置表格選擇偏置信號(hào)。該方法也包括將所選擇的信號(hào)與閥命令信號(hào)相比較，并且如果所選擇的偏置信號(hào)和閥命令信號(hào)之間的差高于預(yù)定閾值，確定是否存在壓力傳感器誤差。
[0010]方案1.一種用于驗(yàn)證在氣體源和壓力調(diào)節(jié)器之間的壓力傳感器方法，所述壓力調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)來自所述氣體源的氣體流的壓力，所述方法包括:
使用至少一個(gè)注入器將來自所述源的氣體流注入到裝置中；
使用所述壓力調(diào)節(jié)器控制在輸入線的容積內(nèi)的所述氣體的壓力，所述輸入線在所述壓力調(diào)節(jié)器和所述注入器之間，其中所述壓力調(diào)節(jié)器按照來自控制器的閥命令信號(hào)工作；提供查詢表，其中使用所述查詢表選擇用于打開所述壓力調(diào)節(jié)器的偏置信號(hào)；
將選擇的偏置信號(hào)與所述閥命令信號(hào)相比較；和
如果所述選擇的偏置信號(hào)和所述閥命令信號(hào)之間的差高于預(yù)定閾值，確定存在壓力傳感器誤差。
[0011]方案2.根據(jù)方案I所述的方法，其中，所述查詢表是二維查詢表，所述二維查詢表基于所述氣體的期望的平均質(zhì)量流量和如同由所述壓力傳感器測(cè)量的所述氣體的壓力來提供偏置信號(hào)。
[0012]方案3.根據(jù)方案I所述的方法，其中，所述閥命令信號(hào)基于壓力請(qǐng)求信號(hào)和在所述輸入線中的氣體體積的實(shí)際壓力測(cè)量信號(hào)來確定所述壓力調(diào)節(jié)器的孔口的位置。
[0013]方案4.根據(jù)方案I所述的方法，還包括當(dāng)將所述選擇的偏置信號(hào)與所述閥命令信號(hào)相比較時(shí)利用低通濾波器，以避免評(píng)估動(dòng)態(tài)影響。
[0014]方案5.根據(jù)方案I所述的方法，還包括當(dāng)所述選擇的偏置信號(hào)和所述閥命令信號(hào)之間的差達(dá)到預(yù)定閾值達(dá)預(yù)定時(shí)段時(shí)，確定壓力傳感器誤差。
[0015]方案6.根據(jù)方案I所述的方法，其中，用于所述壓力傳感器誤差的所述預(yù)定閾值是防止損壞所述氣體源的值。
[0016]方案7.根據(jù)方案I所述的方法，其中，所述注入器將所述氣體注入到燃料電池組中。
[0017]方案8.根據(jù)方案I所述的方法，其中，前饋偏置信號(hào)確定所述壓力調(diào)節(jié)器何時(shí)打開。[0018]方案9.一種用于驗(yàn)證在氣體源和壓力調(diào)節(jié)器之間的壓力傳感器的方法，所述壓力調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)來自所述氣體源的氣體流，所述方法包括:
提供閥命令信號(hào)，所述閥命令信號(hào)確定所述壓力調(diào)節(jié)器的孔口的位置，其中所述孔口的位置被同步到至少一個(gè)注入器的打開和關(guān)閉，所述至少一個(gè)注入器用于將來自所述源的氣體流注入到裝置中；
提供偏置表格，其中控制器使用所述偏置表格選擇偏置信號(hào)，用于將所述壓力調(diào)節(jié)器打開期望量，所述期望量是對(duì)于到所述注入器的期望氣體流的；
將所述選擇的偏置信號(hào)與所述閥命令信號(hào)相比較；
以及
如果在選擇的偏置信號(hào)和所述閥命令信號(hào)之間的差高于預(yù)定閾值，確定存在壓力傳感
器誤差。
[0019]方案10.根據(jù)方案9所述的方法,其中,所述查詢表是二維查詢表,其基于所述氣體的期望的平均質(zhì)量流量和如同由所述壓力傳感器所測(cè)量的所述氣體的壓力來提供偏置信號(hào)。
[0020]方案11.根據(jù)方案9所述的方法，其中，所述閥命令信號(hào)基于壓力請(qǐng)求信號(hào)和在所述輸入線中的氣體體積的實(shí)際壓力測(cè)量信號(hào)來確定所述壓力調(diào)節(jié)器的孔口的位置。
[0021]方案12.根據(jù)方案9所述的方法，還包括當(dāng)將所述選擇的偏置信號(hào)與所述閥命令信號(hào)相比較時(shí)利用低通濾波器，以避免評(píng)估動(dòng)態(tài)影響。
[0022]方案13.根據(jù)方案9所述的方法，還包括當(dāng)在所述選擇的偏置信號(hào)和所述閥命令信號(hào)之間的差達(dá)到預(yù)定閾值達(dá)預(yù)定時(shí)段時(shí)，確定壓力調(diào)節(jié)器誤差。
[0023]方案14.根據(jù)方案9所述的方法，其中，用于所述誤差的所述預(yù)定閾值是防止對(duì)所述氣體源發(fā)生損壞的值。
[0024]方案15.—種用于驗(yàn)證在氣體源和壓力調(diào)節(jié)器之間的壓力傳感器的方法，所述壓力調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)來自所述氣體源的氣體流，所述方法包括:
提供氣體質(zhì)量流量請(qǐng)求信號(hào)；
使用所述壓力傳感器提供所述氣體源壓力的壓力測(cè)量信號(hào)；
將所述質(zhì)量流量請(qǐng)求信號(hào)和所述壓力測(cè)量信號(hào)設(shè)置到二維查詢表，其中所述查詢表用于選擇適當(dāng)?shù)钠眯盘?hào)，以用于打開所述壓力調(diào)節(jié)器的孔口 ；
提供閥命令信號(hào)，所述閥命令信號(hào)確定所述壓力調(diào)節(jié)器的孔口的位置，其中所述閥命令信號(hào)基于對(duì)于在輸入線中氣體體積的壓力請(qǐng)求信號(hào)和在所述輸入線中所述氣體體積的實(shí)際壓力測(cè)量信號(hào)而確定；
將來自所述查詢表的所述選擇的偏置信號(hào)與所述閥命令信號(hào)相比較；和如果在所述選擇的偏置信號(hào)和所述閥命令信號(hào)之間的差達(dá)到預(yù)定閾值，確定存在壓力傳感器誤差。
[0025]方案16.根據(jù)方案15所述的方法，還包括當(dāng)將所述選擇的偏置信號(hào)與所述閥命令信號(hào)相比較時(shí)利用低通濾波器，以避免評(píng)估動(dòng)態(tài)影響。
[0026]方案17.根據(jù)方案15所述的方法，還包括當(dāng)在所述選擇的偏置信號(hào)和所述閥命令信號(hào)之間的差達(dá)到預(yù)定閾值達(dá)預(yù)定時(shí)段時(shí)，確定壓力傳感器誤差。
[0027]方案18.根據(jù)方案15所述的方法，其中，用于所述誤差的所述預(yù)定閾值是防止損壞所述氣體源的值。
[0028]方案19.根據(jù)方案18所述的方法，其中，所述氣體源是高壓氣體儲(chǔ)存系統(tǒng)。
[0029]方案20.根據(jù)方案15所述的方法，其中，所述注入器將所述氣體注入到燃料電池組中。
[0030]結(jié)合附圖，本發(fā)明的附加特點(diǎn)從下列描述和所附權(quán)利要求會(huì)變得顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是用于燃料電池組的高壓氣體槽系統(tǒng)的示意方框圖；和
圖2是方框圖，其示出用于驗(yàn)證圖1中所示的系統(tǒng)的壓力傳感信號(hào)的算法的工作。
【具體實(shí)施方式】
[0032]本發(fā)明的實(shí)施例的下列討論針對(duì)用于系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法用于驗(yàn)證來自電控制高壓氣體存儲(chǔ)系統(tǒng)的壓力傳感信號(hào)，下列討論實(shí)質(zhì)上僅僅是示例性的，并且決不意圖限制本發(fā)明或其應(yīng)用或使用。例如，如上所述，本發(fā)明應(yīng)用于將氫氣提供給燃料電池組的系統(tǒng)。然而，如本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解的，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可以應(yīng)用于控制與注入器(其注入其它應(yīng)用的氣體)相關(guān)聯(lián)的壓力調(diào)節(jié)器。
[0033]圖1是高壓氣體槽系統(tǒng)10的簡(jiǎn)單示意方框圖，該系統(tǒng)用于將氫氣提供給燃料電池組12。該槽系統(tǒng)10包括第一高壓槽14和第二高壓槽16，其中將理解，該槽系統(tǒng)10可以包括任何適當(dāng)數(shù)目的高壓槽。該槽14和16可以容納超過700 bar的壓力下的氫氣，并且能夠是適合于本文中所討論的目的的任何高壓槽，諸如上述討論的具有內(nèi)部塑料襯管和外部結(jié)構(gòu)組合層的高壓容器。該高壓槽14包括槽斷流閥20，其被提供于源自槽14的輸出線18中，并且高壓槽16包括槽斷流閥24，其被提供于源自槽16的輸出線22中。該斷流閥20和24總體上分別為槽14和16中的高壓提供安全控制。該槽輸出線18和22被聯(lián)接到陽極側(cè)輸入線26，該輸入線26將槽14和16中存儲(chǔ)的氫氣提供給該燃料電池組12。壓力傳感器36被提供在線路26中，以當(dāng)該閥20和24為了系統(tǒng)控制目的打開時(shí)提供槽14和16內(nèi)的壓力的高壓讀數(shù)。在已知系統(tǒng)中，驗(yàn)證諸如槽14和16的高壓槽的壓力讀數(shù)需要第二壓力傳感器(未示出)。下面詳細(xì)討論，沒有第二壓力傳感器，已知系統(tǒng)必須利用安全邊際，該安全邊際具有較低壓力范圍，并且當(dāng)與包括驗(yàn)證算法(在下文詳細(xì)討論)的槽系統(tǒng)10相比時(shí)提供車輛中的槽系統(tǒng)的較低可靠性。
[0034]電子壓力調(diào)節(jié)器28被提供在輸入線26中，所述輸入線26在壓力傳感器36下游，其以本領(lǐng)域技術(shù)人員很好理解的方式將恒定氣壓從槽14和16的高壓有選擇地減少并設(shè)置到適合于燃料電池組12的壓力。在一個(gè)實(shí)施例中，該壓力調(diào)節(jié)器28是具有可調(diào)節(jié)孔口的比例閥。如本領(lǐng)域技術(shù)人員很好理解的，調(diào)節(jié)器28中孔口的尺寸和輸入線26中上游壓力控制該壓力調(diào)節(jié)器28下游提供的氣體的流速和量。
[0035]壓力調(diào)節(jié)器28下游的輸入線26中的減少壓力的氫氣被注射器30注入到燃料電池組12的陽極側(cè)中。如由兩個(gè)冗余的壓力傳感器38和40所測(cè)量的，壓力調(diào)節(jié)器28中孔口的位置通過控制器34有選擇地控制，以控制輸入線26中的氣體的壓力，其中該壓力傳感器38和40在壓力調(diào)節(jié)器28下游的線26中并且測(cè)量壓力調(diào)節(jié)器28和注入器30之間的氣體體積中的壓力。壓力調(diào)節(jié)器28和注入器30之間的氣體體積的壓力被控制為等于或小于目標(biāo)壓力。該注入器30由PWM信號(hào)控制，從而對(duì)于特定電池組的電流密度將適當(dāng)量的氫氣提供到燃料電池組12。PWM信號(hào)的作業(yè)周期和頻率可以如美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)13 / 217，888中所述的定義，其標(biāo)題為 “Advanced Controls Algorithm for an Electronic PressureRegulator System with Pulsed Disturbances”(用于具有脈沖擾動(dòng)的電氣壓力調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的高級(jí)控制算法)，在2011年8月25日提交，受讓給本申請(qǐng)的受讓人并通過參考引入本文中。
[0036]盡管在這個(gè)非限制實(shí)施例中示出單個(gè)注入器，以將氫氣注入到該電池組12中，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，燃料電池系統(tǒng)可以包括將氫氣注入電池組12中的多個(gè)注入器的儲(chǔ)庫(kù)。該控制器34從壓力傳感器36、38和40接收壓力測(cè)量，并且接收控制該注入器30打開和關(guān)閉的PWM信號(hào)，并且該控制器34控制該壓力調(diào)節(jié)器28的位置，以便壓力調(diào)節(jié)器28和注入器30之間的氣體體積中的壓力在正常系統(tǒng)操作期間大體上保持恒定。卸壓閥42被聯(lián)接到排氣線44，并且如果該輸入線26中的壓力超過預(yù)定閾值，可以用于將氣體從輸入線26釋放到陰極排氣或環(huán)境中。
[0037]如上所述，該壓力調(diào)節(jié)器28作為比例孔口而工作。閥活塞容許如同由壓力傳感器36測(cè)量的槽14和16的與如同由壓力傳感器38或40所測(cè)量的壓力調(diào)節(jié)器28下游的輸入線26的之間的壓力差。這個(gè)壓力差確定在給定氣體流下的力，其中該力為在螺線管閥處的電流?？梢允褂迷诓蹓毫陀糜谇梆伩刂破鞯淖鳂I(yè)周期之間的關(guān)系，該關(guān)系如標(biāo)題為“Advanced Controls Algorithm for an Electronic Pressure Regulator System withPulsed Disturbances”的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)13 / 217，888中所述的,該專利申請(qǐng)如上所述并通過參考引入。因此，如下面更詳細(xì)所述，在給定氣體流下，來自偏置查詢表的內(nèi)插值能夠與實(shí)際DC命令相比。如果這個(gè)絕對(duì)差高于閾值，那么可以監(jiān)測(cè)壓力傳感器36的傳感器故障。這個(gè)驗(yàn)證方法允許壓力傳感器36的故障被檢測(cè)到，而無需第二傳感器。如下面詳細(xì)討論的該驗(yàn)證算法也提供較少布線、較低傳感器成本和較高緊密性的額外好處，這些好處由節(jié)省的傳感器端口導(dǎo)致，即需要較少空間。與在傳感器故障的情形中使用一個(gè)傳感器和較高壓力范圍相比較，另外的好處包括不需要額外的電子控制單元(ECU)輸入、較低的EMC (定義)靈敏度、低控制努力、使用現(xiàn)有表格、以及較高可靠性。
[0038]圖2是系統(tǒng)50的示意方框圖，其示出在控制器34中為了控制壓力調(diào)節(jié)器28的工作的算法工作。該系統(tǒng)50包括比例積分(PI)控制器52，該控制器52提供作業(yè)周期(DC)壓力誤差控制信號(hào)，如壓力傳感器38和40的一個(gè)或兩者所測(cè)量的，該信號(hào)定義輸入線26中氣體體積的所期望壓力和輸入線26中氣體體積的實(shí)際壓力之間的差。特別地，從壓力傳感器38或40在線54上提供壓力請(qǐng)求信號(hào)，并且在線56上提供實(shí)際壓力測(cè)量信號(hào)，該壓力傳感器38或40被發(fā)送到減法器58，減法器58生成兩個(gè)信號(hào)之間的壓力誤差信號(hào)，其中誤差信號(hào)(即壓力設(shè)定點(diǎn)的控制偏差)被提供到PI控制器52。該壓力請(qǐng)求信號(hào)是用于輸入線26的校準(zhǔn)壓力，其將通過注入器30的控制，提供所期望的量的氫氣。該控制器52工作作為標(biāo)準(zhǔn)PI控制器，其試圖通過控制壓力設(shè)定點(diǎn)和輸入線26中的實(shí)際壓力之間的偏差來減少誤差?目號(hào)。
[0039] 該系統(tǒng)50提供前饋偏置信號(hào)，該信號(hào)確定何時(shí)打開該壓力調(diào)節(jié)器28，其中，如壓力傳感器36所測(cè)量的，在這里該偏置信號(hào)由所請(qǐng)求的到燃料電池組12的氫氣質(zhì)量流量和在壓力調(diào)節(jié)器28的上游位置處的壓力確定。特別是，在線78上提供平均氫氣質(zhì)量流量請(qǐng)求信號(hào)，其諸如由車輛中節(jié)流閥的位置確定，并且如傳感器36所提供的，在線80上提供槽14和16中的所測(cè)量的高壓，其中該壓力測(cè)量信號(hào)由過濾器82過濾。該質(zhì)量流量信號(hào)和壓力信號(hào)被設(shè)置到二維查詢表84，該查詢表84選擇適當(dāng)?shù)钠眯盘?hào)，用于對(duì)于到注入器30的所期望的氫氣流，將壓力調(diào)節(jié)器28打開適當(dāng)?shù)牧?。來自壓力傳感?6的壓力測(cè)量信號(hào)需要被過濾，因?yàn)橛蓧毫φ{(diào)節(jié)器28的打開和關(guān)閉所引起的干擾能夠影響查詢表84提供的偏置信號(hào)，引起不需要的壓力變動(dòng)。來自查詢表84的偏置信號(hào)是DC信號(hào)，如果平均氫氣質(zhì)量流量要求和/或高壓測(cè)量變化足以在查詢表84中選擇不同的值，那么DC信號(hào)的幅度步進(jìn)增加。在恒定流量下，作業(yè)周期相對(duì)于容器壓力單調(diào)增加。前饋控制器后的主要思想是，偏置值盡可能精確，以便Pl控制器52僅必須校正偏置值和系統(tǒng)行為之間的偏差。因此，該P(yáng)I控制器52具有較少工作并且該控制更穩(wěn)定。
[0040]從查詢表84的輸出被加法器86添加到從PI控制器52的輸出，以提供閥命令88，該命令確定壓力調(diào)節(jié)器28的孔口的位置，這與注入器30的打開和關(guān)閉同步。所以，由來自表84的偏置信號(hào)提供的前饋控制為壓力調(diào)節(jié)器28的位置提供大部分控制，并且來自控制器52的PI控制器的誤差控制信號(hào)將加法器86中的該偏置信號(hào)略微更改，以在方框88校正所期望壓力和輸入線26中實(shí)際壓力之間的偏差。該壓力傳感器信號(hào)驗(yàn)證算法將該偏置查詢表84的輸出與來自加法器86的閥命令相比較。由于在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)偏置DC和容器壓力之間存在高度相關(guān)的事實(shí)，該偏置DC和如壓力傳感器36所測(cè)量的槽14和16的壓力之間的差通過驗(yàn)證算法在方框90評(píng)估。為了避免動(dòng)態(tài)影響的評(píng)估，低通過濾器被實(shí)施。絕對(duì)差方框94在關(guān)系算符方框98處與可校準(zhǔn)閾值方框96相比較。該關(guān)系算符方框98被饋入雙重消抖(double-debounce)方框100，在這里，在方框102從雙重消抖方框100的輸出被設(shè)定為真之前，來自關(guān)系算符方框98的影響必須恒真達(dá)預(yù)定閾值量的時(shí)間。以這個(gè)方式，峰值干擾沒有影響該驗(yàn)證算法。類似的函數(shù)可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的y至X(x-out-of-y)的函數(shù)進(jìn)行。因此，如上所討論的該驗(yàn)證算法可以在燃料電池組12產(chǎn)生能量的任何時(shí)候使用。然而，為了提高準(zhǔn)確度，當(dāng)氣體流空轉(zhuǎn)并且輸入線26的壓力高時(shí)，該驗(yàn)證算法可能無效。
[0041]如上所述，該驗(yàn)證算法保證該壓力傳感器36適當(dāng)?shù)仄鹱饔?，從而防止?4和16中的壓力降到低于預(yù)定值，以便防止對(duì)槽14和16的損壞。取決于槽的尺寸和結(jié)構(gòu)，用于槽14和16的低壓閾值的預(yù)定值用于防止對(duì)槽14和16的損壞。
[0042]如本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)很好理解的，本文中所討論以描述本發(fā)明的多個(gè)和各種步驟和過程可以涉及操作，這些操作由計(jì)算機(jī)、處理器、或使用電學(xué)現(xiàn)象操縱和/或轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的其他電子計(jì)算裝置實(shí)行。這些計(jì)算機(jī)和電子裝置可以采用各種易失性和/或非易失性存儲(chǔ)器，其包括其上儲(chǔ)存可執(zhí)行程序的非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀媒質(zhì)，該可執(zhí)行程序包括能由計(jì)算機(jī)或處理器運(yùn)行的各種代碼或可執(zhí)行指令，其中該存儲(chǔ)器和/或計(jì)算機(jī)可讀媒質(zhì)可以包括全部形式和類型的存儲(chǔ)器以及其他計(jì)算機(jī)可讀媒質(zhì)。
[0043]前述討論僅僅公開并描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)根據(jù)這些討論并根據(jù)附圖和權(quán)利要求而容易認(rèn)識(shí)到，在不偏離如下的權(quán)利要求中所限定的本發(fā)明的精神和范圍情況下，能夠在其中做出各種改變、修改和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種用于驗(yàn)證在氣體源和壓力調(diào)節(jié)器之間的壓力傳感器方法，所述壓力調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)來自所述氣體源的氣體流的壓力，所述方法包括: 使用至少一個(gè)注入器將來自所述源的氣體流注入到裝置中； 使用所述壓力調(diào)節(jié)器控制在輸入線的容積內(nèi)的所述氣體的壓力，所述輸入線在所述壓力調(diào)節(jié)器和所述注入器之間，其中所述壓力調(diào)節(jié)器按照來自控制器的閥命令信號(hào)工作；提供查詢表，其中使用所述查詢表選擇用于打開所述壓力調(diào)節(jié)器的偏置信號(hào)； 將選擇的偏置信號(hào)與所述閥命令信號(hào)相比較；和 如果所述選擇的偏置信號(hào)和所述閥命令信號(hào)之間的差高于預(yù)定閾值，確定存在壓力傳感器誤差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述查詢表是二維查詢表，所述二維查詢表基于所述氣體的期望的平均質(zhì)量流量和如同由所述壓力傳感器測(cè)量的所述氣體的壓力來提供偏置信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述閥命令信號(hào)基于壓力請(qǐng)求信號(hào)和在所述輸入線中的氣體體積的實(shí)際壓力測(cè)量信號(hào)來確定所述壓力調(diào)節(jié)器的孔口的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括當(dāng)將所述選擇的偏置信號(hào)與所述閥命令信號(hào)相比較時(shí)利用低通濾波器，以避免評(píng)估動(dòng)態(tài)影響。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括當(dāng)所述選擇的偏置信號(hào)和所述閥命令信號(hào)之間的差達(dá)到預(yù)定閾值達(dá)預(yù)定時(shí)段時(shí)，確定壓力傳感器誤差。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，用于所述壓力傳感器誤差的所述預(yù)定閾值是防止損壞所述氣體源的值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述注入器將所述氣體注入到燃料電池組中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，前饋偏置信號(hào)確定所述壓力調(diào)節(jié)器何時(shí)打開。
9.一種用于驗(yàn)證在氣體源和壓力調(diào)節(jié)器之間的壓力傳感器的方法，所述壓力調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)來自所述氣體源的氣體流，所述方法包括: 提供閥命令信號(hào)，所述閥命令信號(hào)確定所述壓力調(diào)節(jié)器的孔口的位置，其中所述孔口的位置被同步到至少一個(gè)注入器的打開和關(guān)閉，所述至少一個(gè)注入器用于將來自所述源的氣體流注入到裝置中； 提供偏置表格，其中控制器使用所述偏置表格選擇偏置信號(hào)，用于將所述壓力調(diào)節(jié)器打開期望量，所述期望量是對(duì)于到所述注入器的期望氣體流的； 將所述選擇的偏置信號(hào)與所述閥命令信號(hào)相比較； 以及 如果在選擇的偏置信號(hào)和所述閥命令信號(hào)之間的差高于預(yù)定閾值，確定存在壓力傳感器誤差。
10.一種用于驗(yàn)證在氣體源和壓力調(diào)節(jié)器之間的壓力傳感器的方法，所述壓力調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)來自所述氣體源的氣體流，所述方法包括: 提供氣體質(zhì)量流量請(qǐng)求信 號(hào)； 使用所述壓力傳感器提供所述氣體源壓力的壓力測(cè)量信號(hào)； 將所述質(zhì)量流量請(qǐng)求信號(hào)和所述壓力測(cè)量信號(hào)設(shè)置到二維查詢表，其中所述查詢表用于選擇適當(dāng)?shù)钠眯盘?hào)，以用于打開所述壓力調(diào)節(jié)器的孔口 ；提供閥命令信號(hào)，所述閥命令信號(hào)確定所述壓力調(diào)節(jié)器的孔口的位置，其中所述閥命令信號(hào)基于對(duì)于在輸入線中氣體體積的壓力請(qǐng)求信號(hào)和在所述輸入線中所述氣體體積的實(shí)際壓力測(cè)量信號(hào)而確定； 將來自所述查詢表的所述選擇的偏置信號(hào)與所述閥命令信號(hào)相比較；和如果在所述選擇的偏置信號(hào)和所述閥命令信號(hào)之間的差達(dá)到預(yù)定閾值，確定存在壓力傳感器誤差。
【文檔編號(hào)】G01L27/00GK103969000SQ201410043897
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年1月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月31日
【發(fā)明者】O.邁爾, M.諾爾 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司