CN101617206A - 高压罐温度检测***、高压罐*** - Google Patents

高压罐温度检测***、高压罐*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高压罐温度检测***、高压罐***，在氢罐中，通过放出氢气，可低温化至假定热敏电阻中发生了断线的温度。因此，在氢罐的温度检测***中，通过周围的温度和内压来推测氢罐在该温度以下的可能性。而且，只有在估计不可能在该温度以下的情况下，才进行断线判断。

Description

高压罐温度检测***、高压罐***
技术领域
本发明涉及一种对高压罐进行温度检测的技术，尤其是进行温度传感器的故障判断的技术。
背景技术
下述专利文献1中记载了为了确保热敏电阻式温度检测器的检测精度且检测断线而设置温度检测用基准电阻和断线检测基准电阻的技术。下述专利文献2中公开了检测热敏电阻式温度检测器的断线的构成。下述专利文献3中公开了检测热敏电阻式温度检测器的断线及短路等故障的构成。下述专利文献4中公开有如下技术：在通过热敏电阻式温度检测器进行的电驱动装置的温度测定中，基于温度上升的程度来检测断线。
专利文献1：(日本)特开平11-281499号公报
专利文献2：(日本)特开2005-156389号公报
专利文献3：(日本)特开2000-193533号公报
专利文献4：(日本)特开2001-255213号公报
发明内容
在高压罐中，重量、压力、温度等有时因流体的填充及放出而大幅度变化。在上述专利文献1至专利文献4中记载的技术中，由于这种测定环境的较大的变化，因此担心不能精度良好地进行故障检测。另外，在采用上述专利文献1的技术的情况下，担心向断线检测基准电阻的切换频率变多。
本发明的目的在于，提高检测高压罐内温度的温度传感器的故障检测精度。
本发明的另一目的在于，提高高压罐内的温度检测的可靠性。
本发明的高压罐温度检测***的一个方式中，具备：温度传感器，对填充有高压流体的高压罐中的温度进行检测；和判断单元，基于故障判断条件进行所述温度传感器的故障判断，所述故障判断条件根据所述高压罐中的流体量或其变化量来决定。
高压罐为内部填充有高压的流体的容器。在此，高压是指至少高于大气压(1个大气压
Figure G2008800057479D00021
0.0001MPa)。另外，流体是指气体、液体、或气体和液体的混合物。温度传感器为掌握成为测定对象的高压罐内的温度状态并作成电压或电流等信息而取出的装置。高压罐温度检测***具备显示装置或存储装置，执行对于所取出的信息的信息可视化处理或存储处理的情况也较多。
判断单元为基于故障判断条件进行温度传感器的故障判断的单元，可以以软件构成，也可以以硬件构成。温度传感器的故障是指给温度传感器的温度检测带来问题的障碍。对于温度传感器的故障而言，除温度传感器自身产生的障碍之外，还可以包括上述显示装置及存储装置等周边装置产生的障碍。作为故障的具体例子，可以例举具有电***的温度传感器的短路或断线。另外，故障判断条件为用于判断故障产生的条件，可以软件性地装入判断单元，也可以硬件性地装入判断单元。
在该故障判断条件中，故障发生的判断依赖于高压罐中的流体量或其变化量的一方或两方的值，决定为至少两级地变化。当然，也可以是三级以上的多级或连续地(无级)变化。在此，高压罐中的流体量可以通过直接测定(例如，压力及重量等测定)来取得，也可以通过间接测定(例如，根据填充量及放出量等推测)来取得。另外，流体量的变化量也如此，可以通过直接测定来取得，也可以通过间接测定来取得，流体量及变化量可以通过重量、密度、体积、压力等来评价(表现)，另外，也可以通过表示对应于流体量及变化量的值的量(例如，振动数、折射率、仪器旋转量等)来评价。换言之，故障判断条件可以为流体量自身或变化量自身的函数，但是也可以为根据流体量或变化量来决定的另外的量的函数。另外，故障判断条件还可以根据不依赖于流体量和变化量的量来决定。
根据该构成，由于根据高压罐内的流体量或其变化量进行温度传感器的故障判断，因此可以提高故障检测的精度。而且，也可以提高对由温度传感器检测的温度的可靠性。
本发明的高压罐温度检测***的一个方式中，所述故障判断条件为基于温度传感器的检测结果和故障判断阈值的比较的条件，所述故障判断阈值根据所述高压罐中的流体量或其变化量来决定，由此，所述故障判断条件根据所述高压罐中的流体量或其变化量来决定。
根据该构成，例如，在使用检测特性随流体量或其变化量而变化的温度传感器的情况下，通过设定对应于该检测特性的故障判断阈值，可以提高故障检测的精度。
本发明的高压罐温度检测***的一个方式中，所述故障判断条件包括决定是否可以实施故障判断的第一条件和在可实施故障判断的情况下判断是否产生故障的第二条件，至少所述第一条件根据所述高压罐中的流体量或其变化量来决定，由此，所述故障判断条件根据所述高压罐中的流体量或其变化量来决定。
第一条件为决定是否实质性地实施故障判断的条件。换言之，第一条件可以说是决定是否实施故障判断的条件，或者(在总是形式性地进行故障判断的情况下)决定是否将故障判断的实施结果处理成有效的结果的条件。另外，第二条件可以根据流体量或其变化量而决定，也可以不依赖于它们而决定。根据该构成，例如，在是否可以实施故障判断或故障判断的精度随高压罐中的流体量或其变化量而变化的情况下，可以提高故障判断的精度。
本发明的高压罐温度检测***的一个方式中，该温度检测***具备推测单元，所述推测单元独立于所述温度传感器设置，其根据所述高压罐中的流体量或其变化量来推测所述高压罐中的温度，所述第一条件为根据由所述推测单元推测出的温度来决定是否可以实施故障判断的条件，由此，所述第一条件根据所述高压罐中的流体量或其变化量来决定。
一般，流体的温度随高压罐中的流体量的变化而变化。因此，推测单元基于高压罐中的流体量或其变化量推测流体的温度。推测可以基于热力学的知识进行，也可以基于实验结果及经验法则等进行。另外，高压罐的温度随着时间经过而逐渐接近高压罐周围的温度。因此，推测单元还可以基于流体量变化后的经过时间来推测流体的温度。
本发明的高压罐温度检测***的一个方式中，该温度检测***具备推测单元，所述推测单元独立于所述温度传感器设置，根据所述高压罐中的流体量或其变化量来推测所述高压罐中的温度，所述第一条件为当由所述推测单元推测出的温度在可由所述温度传感器进行温度检测的范围内时决定为可实施故障判断的条件，由此，所述第一条件根据所述高压罐中的流体量或其变化量来决定。根据该构成，例如，在是否可以实施故障判断或故障判断的精度因高压罐中的温度而变化的情况下，可以提高故障判断的精度。
本发明的高压罐温度检测***的一个方式中，具备取得所述高压罐周围的温度的取得单元，所述推测单元还基于所述周围的温度来推测所述高压罐中的温度。高压罐中的温度在温度平衡状态下，与罐周围的温度大致一致。因此，当推测温度变化后的温度时，也可以考虑罐周围的温度作为变化前的温度。或者，也可以在温度变化后再次接近温度平衡状态的过程中，考虑罐周围的温度。
本发明的高压罐温度检测***的一个方式中，具备基于所述第一条件将所述高压罐中的流体量或其变化量与是否可以实施所述故障判断建立对应的对应信息，所述判断单元基于所述对应信息进行所述温度传感器的故障判断。对应信息可以作为表封装，也可以作为函数封装。
本发明的高压罐温度检测***的一个方式中，具备取得所述高压罐周围的温度的取得单元，所述对应信息将所述高压罐中的流体量或其变化量、所述周围的温度、和是否可以实施所述故障判断建立对应。
本发明的高压罐温度检测***的一个方式中，其特征在于，所述高压罐中填充的流体为气体。
本发明的高压罐温度检测***的一个方式中，所述温度传感器为热敏电阻。热敏电阻为利用半导体的温度传感器，根据半导体电阻对应于温度而不同的特性来检测温度。
本发明的高压罐温度检测***的一个方式中，具备对所述高压罐中的压力进行检测的单元，所述高压罐中的流体量或其变化量通过所检测到的压力或压力变化来评价。流体量或其变化量可通过重量、密度等各种量来评价(可示量)，但在此，通过压力来评价。
本发明的高压罐温度检测***的一个方式中，所述变化量通过所述高压罐中的流体量与基准流体量的差异来评价。作为基准流体量，例如，可以例举出通过通常的填充而到达的流体量、通过通常的放出而到达的流体量、在某时刻测定或预测的流体量等。基准流体量可以基于输入而设定，也可以设定为固定值。
本发明的高压罐***的一个方式中，具备所述高压罐温度检测***和所述高压罐。
附图说明
图1是说明本实施方式的燃料电池车的构成的图。
图2是说明热敏电阻的概略构成例的示意图。
图3是例示热敏电阻的电压和温度之间的关系的图。
图4是例示伴随氢气的放出的内压和温度的变化过程的图。
图5是例示进行热敏电阻的断线判断的范围的图。
标号说明：
10    燃料电池车
12    车身
14    车轮
16    氢罐
18    压力传感器
20    热敏电阻
22    燃料电池
24    马达
26    温度传感器
28    运算装置
30    温度换算部
32    换算表
34    故障判断部
36    判断表
38    显示装置
40    存储装置
具体实施方式
下面示例本发明的实施方式。
图1是说明本实施方式的燃料电池车10的构成的概要图。燃料电池车10为具备车身12和四个车轮14的车辆。在燃料电池车10上搭载有一个或多个作为高压罐的氢罐16。在氢罐16内填充有作为流体的氢气，另外，在其阀门附近安装有检测内部压力的压力传感器18和作为检测内部温度的温度传感器的热敏电阻20。
燃料电池车10还搭载有燃料电池22和马达24。燃料电池22是使从氢罐16放出的氢气和空气中的氧气发生化学反应而进行发电的装置。马达24将所发电的电能变换为刚体动能而传递到车轮14，使燃料电池车10行驶。
在氢罐16的周围也安装有检测其周围温度(外部气体气温)的温度传感器26。另外，燃料电池车搭载有运算装置28、显示装置38及存储装置40。运算装置28是被称为ECU(电控单元)的计算机，为按照程序进行燃料电池车10的各种信息处理的装置。在运算装置28中设有将从热敏电阻20输出的电信号(电压)换算为温度的温度换算部30。温度换算部30具备基于热敏电阻20的特性作成的换算表32，参照换算表32将电压换算成温度。另外，在运算装置28中设有故障判断部34，其接收来自压力传感器18、热敏电阻20、及温度传感器26的输出而进行热敏电阻20的故障判断。故障判断部34是作为判断单元的装置，参照内置的判断表36来检测热敏电阻20的电***的断线及短路。另外，判断表36将故障判断条件作为表储存。关于其详细事项，后面详细说明。
显示装置38为具备LED(发光二极管)及液晶监视器等的装置，显示温度换算部30换算的温度及故障判断部34输出的故障信息等。另外，存储装置40是具备半导体存储器、存储温度换算部30换算的温度及故障判断部34输出的故障信息等的装置。
对于氢罐16而言，在加气站及维修设施等处填充氢气。填充量不需要限定，但通常考虑氢罐16的容量、耐压性能、法规规定等而决定满罐的填充量(例如，70MPa)，基于此进行填充。所填充的氢气随着车辆的行驶而放出，由燃料电池22消耗。另外，当内压降低到接近大气压时，从氢罐16自发地放出氢气变困难，氢罐16被看作空罐。由于大气压与满罐时的压力相比非常小，因此，以下，有时将氢罐16成为空罐的量近似看作为0MPa。
在向氢罐16填充氢气的过程中，从气体状态方程式可知，氢气的压力(氢罐16的内压)对应于填充量而增加。另外，在氢气的填充过程中，由热力学第一定律可知，氢气受到通过压缩所产生的功而使内能增加。即，氢气对应于填充量而高温化。但是，氢气通过氢罐16向外部放出热量，经过较长时间后，达到与周围的热平衡。即，氢气的温度逐渐接近周围的温度(典型地为外部气体气温)。
另一方面，在从氢罐16放出氢气的情况下，氢气的压力对应于放出量而降低。另外，氢气的温度对应于放出量降低后，逐渐接近周围的温度。填充量或放出量和压力或温度之间的关系(还有其时间变化)可以基于热力学理论及实验结果等进行预测。
接着，用图2对检测氢罐16内的温度的热敏电阻20进行说明。图2是对热敏电阻20的构成例进行说明的示意图。如图所示，热敏电阻20例如串联连接温度依赖性低、成为基准的具有电阻r的电阻体和越高温化越小的(越低温化越大)具有电阻R的半导体元件而构成(有时也将该半导体元件称为热敏电阻，但在本实施方式中，称含有上述电阻体的温度检测器件为热敏电阻)。而且，在热敏电阻的两端施加有成为基准的电压(在此为5V)。因此，在半导体元件上施加由温度决定的电压v＝5R/(R+r)。预先将电压v和温度的关系输入图1所示的换算表32，然后温度换算部30参照换算表32将电压v换算成温度。
图3是示意性地表示热敏电阻20的电压v(纵轴)和温度(横轴)的关系的曲线图。当温度降低时，半导体元件的电阻R变得非常小，因此电压v接近5V。而且，当温度变高时，电阻R变得非常大，因此电压v接近0V。在图示的例子中，温度为摄氏-30度时电压v为4.9V，温度为摄氏90度时电压为0.2V。
在该热敏电阻20中，设计为从摄氏-30度到90度的范围、即电压v从4.9V到0.2V的范围成为检测范围。即，在热敏电阻中，设定半导体元件的电阻R及电阻体的电阻r，以使在该检测范围内具有充分的温度分解能。而且，在电压v显示出了检测范围外的值时，假定发生了故障来处理。具体而言，在电压v高于上限值4.9V的情况下，电阻变为大致非常大的状态，可看作是发生了断线。另外，在电压v低于下限值0.2V的情况下，电阻R为大致0的状态，可看作是发生了短路。
短路或断线之类的故障的判断是通过故障判断部34来进行。故障判断部34参照判断表36进行故障判断，该判断表是对电压v和是否产生故障建立对应的表。但是，如上所述，氢罐16中因氢气的填充或放出而产生比周围更大的温度变化。因此，根据填充的程度或放出的程度，可能成为脱离热敏电阻20的可检测范围的温度。
图4是对氢罐16中产生热敏电阻20的检测范围外的温度时的例子进行说明的曲线图。曲线图的纵轴表示氢罐16的温度，横轴表示氢罐16的内压、及内压变化。
图4的例子中，作为初始状态，假定氢罐16的内压及温度在曲线图的A点。即，氢罐16填充有满罐的氢气，显示70MPa的内压。另外，氢气处于与周围热平衡状态，其温度和周围的温度相同为摄氏30度。
燃料电池车10进行行驶，从而氢罐16的内压及温度沿图中实线变化。图示的例子中，内压及温度直线地减小，经过B点(内压20MPa、温度摄氏-30度)到达C点(内压0MPa、温度摄氏-50度)。而且，氢罐16成为空罐后，受周围温度的影响而产生温度上升，接近D点(内压0MPa、温度摄氏30度)。另外，实际上认为，在氢气减少的过程中，氢罐16也因周围温度的影响(非隔热的效果)而显示若干的温度上升。这样的影响可以进行理论性或实验性的估算。
图4中，氢罐16的状态到达B点以后，氢罐16的温度为摄氏-30度以下。该温度为热敏电阻20的电压v成为4.9V以上的温度，且为看作发生了断线的温度。但是，实际上未发生断线。因此，在图1所示的故障判断部34中，设定为：如果氢罐16的温度可能达到摄氏-30度以下，则不进行断线判断。接着使用图5对该设定进行说明。
图5是表示故障判断部34可否实施断线判断的条件的曲线图。纵轴为氢罐16周围的温度，该温度由图1的温度传感器26检测。另外，横轴表示氢罐16的内压及最大内压变化。内压为由图1的压力传感器18测定的值。而且，最大内压变化表示处于与周围的温度热平衡的状态的氢罐16的内压，在可被看作隔热的时间内，通过氢气放出而可变化的最大值。在图示的例子中，在使燃料电池以高输出运转的情况下，氢罐16从满罐到空罐的时间假设为短至隔热近似成立的程度，最大内压变化与距满罐的内压(70MPa)的压力减少一致。
包含图5中A点、B点、C点的粗实线为与包含图4所示的A点、B点、C点的实线相对应的线。图4的实线表示周围的温度为摄氏30度时的氢气的状态变化，因此，图5中周围的温度描绘成摄氏30度的直线。而且，A点、B点、C点分别位于内压为70MPa、20MPa、0MPa的部位。如由图4所说明，从在A点处于热平衡状态的氢罐16放出氢气的情况下，氢气从摄氏30度开始降温，到达B点的时刻为摄氏-30度。因此，在图5的线段AB中，只要初始为摄氏30度，则氢气一定会呈现-30度以上的温度。例如，如果在内压(例如，50MPa)比满罐低时氢气为摄氏30度，则即使放出氢气直到内压为20MPa，氢罐16中也不会低于摄氏-30度。另一方面，在图5的线段BC中，氢气有可能呈现-30度以下的温度。尤其是，在以A点的热平衡状态为初始状态的情况下，如果在可看作隔热地进行的短时间内进行氢气的放出，则线段BC中必为摄氏-30度以下。
这样，氢气比摄氏-30度更低温化的可能性可以记述成周围的温度及内压的函数。另外，如果从其它的观点来看，则氢气比摄氏-30度更低温化的可能性可以记述成周围的温度及最大内压变化的函数。
图5中，通过B点的细实线表示在改变周围的温度的情况下，将氢气比摄氏-30度更低温化的可能性的有无隔开的界线。该细实线通过周围的温度为摄氏-30度时内压为70MPa的点。这可以理解为如下缘故：当内压稍微减少时，随之而来的是温度降低，由此氢气的温度立刻低于摄氏-30度。另外，细实线通过周围的温度为摄氏50度时内压为0MPa的点。这是如下缘故：在0MPa的氢气中，只不过呈现与周围的温度相比最大-80度的温度变化(这是将满罐的氢气全部放出时的温度降低量)，如果初始温度为摄氏50度，则只能达到摄氏-30度。
图5中，该细实线右上侧的区域(斜线区域)是预测为氢罐16内不低于摄氏-30度的区域。在图1的故障判断部34的判断表36中，设定为：仅在从温度传感器26输入的周围的温度和从压力传感器18输入的内压进入该斜线区域的情况下才实施断线的判断。即，调查从热敏电阻20输出的电压是否超过4.9V的判断阈值，进行断线的判断。而且，在判断为未发生断线的情况下，输出将电压换算成温度的结果。另一方面，在进入细实线左下侧的区域时，不进行断线的判断。在该情况下，是否将电压(强制地)换算成温度而输出是可以任意地设定的。
另外，同样，可以设定可否判断短路的条件。如用图3所进行的说明，在热敏电阻20中，假定在电压输出为0.2V以下的情况下发生短路。这相当于温度为摄氏90度以上的情况。因此，简单而言，在向空的氢罐16填充氢气的情况下，根据初始状态下处于温度平衡的氢气的温度上升到超过摄氏90度的可能性来判断可否实施短路的检测即可。具体而言，在有可能达到摄氏90度以上的情况下，不进行短路的判断，在不可能达到摄氏90度以上的情况下，实施短路的判断。
另外，也可以提高温度预测的精度来评价用于发生短路及断线的条件。作为具体例，例举了考虑如下效果的方式：在氢气的填充或放出的过程中，随时间的经过，氢气的温度接近周围的温度。另外，作为另一例，也可以例举如下方式：在初始状态下，基于热敏电阻20的检测结果评价初始状态的温度，从而氢气的温度和周围的温度不同的情况下也可以处理。但是，在热敏电阻20上发生了断线、短路时，不能正确地进行初始状态的温度评价，因此在初始状态下，需要热敏电阻20的输出在可进行温度检测的范围(0.2V～4.9V)内这样的必要条件。进而作为另一例，可以呈现如下方式：作为初始状态，考虑氢罐16既不满也不空的状态(氢气的内压高于0MPa低于70MPa的状态)。在这样提高了温度预测的精度的情况下，可实施短路判断或断线判断的范围扩大。
以上，对根据氢罐16内预测的温度决定可否实施故障判断的条件的例子进行了说明。与之相对，也可以采取其它的对应。即，可以例举如下方式：根据氢罐16内预测的温度来决定实际判断是否产生故障时的判断阈值。该方式可以在对可否实施上述的故障判断进行判断的基础上实施，也可以代替可否实施故障判断的判断而实施。
参照图3的曲线图对具体例进行说明。如图3的曲线图所示，在热敏电阻20中，通常以从摄氏-30度到摄氏90度的范围(4.9V～0.2V的范围)为可进行温度检测的范围。而且，在显示摄氏-30度以下(4.9V以上)的情况下，判断为发生了断线，在显示摄氏90度以上(0.2V以下)的情况下，判断为发生了短路。因此，根据所预测的温度或赋予该温度的条件(由内压、最大内压变化、周围的温度等赋予的条件)来变更该判断的阈值。例如，在氢罐16内有可能达到摄氏-40度的情况下，在超过对应于摄氏-40度的电压(4.92V)的情况下，判断为断线，如果氢罐16内有可能达到摄氏100度，则在低于对应于摄氏100度的电压(0.17V)的情况下，判断为短路。
以上，作为故障判断的例子，对断线和短路进行了说明。但是，如果是基于热敏电阻20的电压在规定的范围内而看作是故障的那种故障，则可以与断线及短路的情况同样，判断是否实施故障判断。另外，在上述说明中，例举了搭载于燃料电池车10上的氢罐16的温度检测，但本实施方式也可适用贮存其他气体及液体的高压罐。另外，本实施方式也可应用于未搭载在车辆上的高压罐的温度检测。

Claims (13)

1.一种高压罐温度检测***，其特征在于，具备：
温度传感器，对填充有高压流体的高压罐中的温度进行检测；和
判断单元，基于故障判断条件进行所述温度传感器的故障判断，
所述故障判断条件根据所述高压罐中的流体量或其变化量来决定。
2.如权利要求1所述的高压罐温度检测***，其特征在于，
所述故障判断条件为基于温度传感器的检测结果和故障判断阈值的比较的条件，
所述故障判断阈值根据所述高压罐中的流体量或其变化量来确定，由此，所述故障判断条件根据所述高压罐中的流体量或其变化量来决定。
3.如权利要求1所述的高压罐温度检测***，其特征在于，
所述故障判断条件包括决定是否可以实施故障判断的第一条件和在可实施故障判断的情况下判断是否存在故障的第二条件，
至少所述第一条件根据所述高压罐中的流体量或其变化量来决定，由此，所述故障判断条件根据所述高压罐中的流体量或其变化量来决定。
4.如权利要求3所述的高压罐温度检测***，其特征在于，
该温度检测***具备推测单元，所述推测单元独立于所述温度传感器设置，其根据所述高压罐中的流体量或其变化量来推测所述高压罐中的温度，
所述第一条件为根据由所述推测单元推测出的温度来决定是否可以实施故障判断的条件，由此，所述第一条件根据所述高压罐中的流体量或其变化量来决定。
5.如权利要求3所述的高压罐温度检测***，其特征在于，
该温度检测***具备推测单元，所述推测单元独立于所述温度传感器设置，其根据所述高压罐中的流体量或其变化量来推测所述高压罐中的温度，
所述第一条件为当由所述推测单元推测出的温度在可由所述温度传感器进行温度检测的范围内时决定为可实施故障判断的条件，由此，所述第一条件根据所述高压罐中的流体量或其变化量来确定。
6.如权利要求4所述的高压罐温度检测***，其特征在于，
具备取得所述高压罐周围的温度的取得单元，
所述推测单元还基于所述周围的温度来推测所述高压罐中的温度。
7.如权利要求3所述的高压罐温度检测***，其特征在于，
具备基于所述第一条件将所述高压罐中的流体量或其变化量与是否可以实施所述故障判断建立对应的对应信息，
所述判断单元基于所述对应信息进行所述温度传感器的故障判断。
8.如权利要求7所述的高压罐温度检测***，其特征在于，
具备取得所述高压罐周围的温度的取得单元，
所述对应信息对所述高压罐中的流体量或其变化量、所述周围的温度、和是否可以实施所述故障判断建立对应。
9.如权利要求1所述的高压罐温度检测***，其特征在于，
所述高压罐中填充的流体为气体。
10.如权利要求1所述的高压罐温度检测***，其特征在于，
所述温度传感器为热敏电阻。
11.如权利要求1所述的高压罐温度检测***，其特征在于，
具备对所述高压罐中的压力进行检测的单元，
所述高压罐中的流体量或其变化量通过所检测到的压力或压力变化来评价。
12.如权利要求1所述的高压罐温度检测***，其特征在于，
所述变化量通过所述高压罐中的流体量与基准流体量的差异来评价。
13.一种高压罐***，其特征在于，具备：
权利要求1所述的高压罐温度检测***；和
所述高压罐。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103148341A (zh) * 2013-03-27 2013-06-12 张家港市科华化工装备制造有限公司 一种带有检测装置的低温储罐
CN104204650A (zh) * 2012-04-26 2014-12-10 丰田自动车株式会社 气体填充***及车辆
CN111550672A (zh) * 2019-02-12 2020-08-18 本田技研工业株式会社 高压罐的剩余压力判定***及判定方法、燃料电池车辆

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7786929B2 (en) 2007-11-26 2010-08-31 Mediatek Inc. Method and device for predicting GNSS satellite trajectory extension data used in mobile apparatus
US9731593B2 (en) * 2008-08-07 2017-08-15 Ford Global Technologies, Llc Fuel storage system
JP5321233B2 (ja) * 2009-05-12 2013-10-23 トヨタ自動車株式会社 温度検出器および温度検出器を備えた水素充填システム
CN103323146A (zh) * 2012-03-21 2013-09-25 王尚清 一种用气体驱动的等熵过程压力温度场装置和该装置的用途
US20140182561A1 (en) * 2013-09-25 2014-07-03 Eghosa Gregory Ibizugbe, JR. Onboard CNG/CFG Vehicle Refueling and Storage Systems and Methods
US9696234B2 (en) 2014-07-25 2017-07-04 Ford Global Technologies, Llc Evaporative emissions testing based on historical and forecast weather data
US10405534B2 (en) * 2014-12-02 2019-09-10 Cnh Industrial America Llc System and method for electronic fluid measurement
DE102016223315A1 (de) * 2016-11-24 2018-05-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Drucktankanordnung, Fortbewegungsmittel und Verfahren zum Veranschaulichen eines Zustandes eines Druckspeichers für Treibstoff
JP6919322B2 (ja) * 2017-05-17 2021-08-18 株式会社アイシン 燃料電池システム
WO2021001027A1 (en) * 2019-07-02 2021-01-07 Volvo Truck Corporation A fuel gas system for a vehicle

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4766557A (en) * 1986-06-20 1988-08-23 Westinghouse Electric Corp. Apparatus for monitoring hydrogen gas leakage into the stator coil water cooling system of a hydrogen cooled electric generator
JPH0133065Y2 (zh) * 1986-07-15 1989-10-06
JPS63139224A (ja) * 1986-12-02 1988-06-11 Matsushita Seiko Co Ltd 温度検出装置
JPH04175439A (ja) * 1990-11-08 1992-06-23 Fujitsu Ten Ltd 水温センサ異常検出装置
US5333498A (en) * 1992-06-19 1994-08-02 W. L. Walker Co., Inc. Apparatus and method for measuring physical characteristics of a liquid
JPH0785883A (ja) * 1993-09-10 1995-03-31 Toyota Motor Corp 異常検出装置および異常時制御装置
JPH1033065A (ja) * 1996-07-19 1998-02-10 Keiko Nakamura 底面給水栽培床装置
JP3221388B2 (ja) 1998-03-30 2001-10-22 岩崎通信機株式会社 温度検出回路
JP2985131B1 (ja) 1998-12-25 1999-11-29 阪神エレクトリック株式会社 サ―ミスタ監視装置
US7010459B2 (en) * 1999-06-25 2006-03-07 Rosemount Inc. Process device diagnostics using process variable sensor signal
JP3687472B2 (ja) 2000-03-13 2005-08-24 豊田工機株式会社 温度検出装置
US6276193B1 (en) * 2000-08-10 2001-08-21 Eaton Corporation Detecting vapor leakage in a motor vehicle fuel system
DE10112139A1 (de) * 2001-03-14 2002-09-19 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Sensors
JP3851881B2 (ja) * 2003-02-20 2006-11-29 本田技研工業株式会社 内燃機関の冷却水の温度センサの故障を診断する装置
US6996997B2 (en) * 2003-03-05 2006-02-14 Thermo King Corporation Pre-trip diagnostic methods for a temperature control unit
JP2005156389A (ja) 2003-11-27 2005-06-16 Hitachi Ltd 温度検出・断線検出回路、温度検出・断線検出方法、及び内燃機関制御装置
JP2005240854A (ja) * 2004-02-24 2005-09-08 Nissan Motor Co Ltd 気体燃料残量表示装置
JP2005283127A (ja) * 2004-03-26 2005-10-13 Nissan Motor Co Ltd 燃料量演算装置
JP4513426B2 (ja) * 2004-06-15 2010-07-28 トヨタ自動車株式会社 温度センサの異常検出方法、および電源装置
US20060042278A1 (en) * 2004-08-31 2006-03-02 Thermo King Corporation Mobile refrigeration system and method of detecting sensor failures therein
JP4742548B2 (ja) * 2004-09-16 2011-08-10 株式会社Ｉｈｉ 液化ガスタンクの監視方法及び監視装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104204650A (zh) * 2012-04-26 2014-12-10 丰田自动车株式会社 气体填充***及车辆
CN104204650B (zh) * 2012-04-26 2016-01-20 丰田自动车株式会社 气体填充***及车辆
CN103148341A (zh) * 2013-03-27 2013-06-12 张家港市科华化工装备制造有限公司 一种带有检测装置的低温储罐
CN111550672A (zh) * 2019-02-12 2020-08-18 本田技研工业株式会社 高压罐的剩余压力判定***及判定方法、燃料电池车辆
CN111550672B (zh) * 2019-02-12 2021-12-07 本田技研工业株式会社 高压罐的剩余压力判定***及判定方法、燃料电池车辆
US11394041B2 (en) 2019-02-12 2022-07-19 Honda Motor Co., Ltd. High pressure tank residual pressure determination system, high pressure tank residual pressure determination method, and fuel cell vehicle

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Publication number Publication date
US8308347B2 (en) 2012-11-13
US20100098130A1 (en) 2010-04-22
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CN101617206B (zh) 2011-06-15
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