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CN103097798B - 气体供应系统和校正方法 - Google Patents

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CN103097798B CN201180039934.0A CN201180039934A CN103097798B CN 103097798 B CN103097798 B CN 103097798B CN 201180039934 A CN201180039934 A CN 201180039934A CN 103097798 B CN103097798 B CN 103097798B
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Abstract

在气体供应系统中，在气体供应之前，控制部获取燃料箱（200）中的气体的第一温度和第一压力，以及与第一压力相对应的压力传感器（270；270a）的第一输出信号值，使用燃料箱的容积、第一温度和第一压力来获取燃料箱（200）中的第一气体量，通过气体供应期间由气体流量计（160）获得的测量值的积分来获取在气体供应之后的第二量，在气体供应之后，获取第二温度、第二压力以及与第二压力相对应的第二输出信号值，使用燃料箱容积、第二量以及第二温度来计算第三压力，以及使用第一压力、第一输出信号值、第三压力以及第二输出信号值来校正输出信号与压力之间的关系。

Description

气体供应系统和校正方法
技术领域
本发明涉及当通过压力传感器测量压力时，车辆中燃料箱内部气体的压力与压力传感器的输出电压之间的关系的校正。
背景技术
采用氢气作为能源的车辆设置有氢气储存箱。例如通过压力传感器来监测氢气储存箱中的压力（例如，参见日本专利申请No.2005-325950（JP-A-2005-325950））。
在燃料电池供电的车辆中，氢气储存箱以等于或高于约70MPa的极高压将氢气储存其中。因此，在一些情况下，采用压力传感器，压力传感器例如被设计为使用张力传感器来检测施加到隔层（隔膜）上的压力，作为隔层的变形程度，并生成与应变量相对应的输出电压。在这种压力传感器中，氢气可能溶解到压力传感器的隔膜中，导致隔膜膨胀。在这种情况下，可能难以基于压力传感器的输出电压正确地确定氢气储存箱的压力。
发明内容
本发明使得可以校正燃料箱（氢气储存箱，气缸）中的压力与压力传感器的输出电压之间的关系。
本发明的第一方面涉及一种气体供应系统，该气体供应系统包括：燃料箱，气体从气站的气箱供应给燃料箱；气体流量计，该气体流量计测量从气箱供应给燃料箱的气体的量；温度传感器，该温度传感器测量燃料箱中的气体的温度；压力传感器，该压力传感器测量燃料箱中气体的压力，并根据压力来生成输出信号；以及控制部，该控制部校正施加给压力传感器的压力与输出信号的值之间的关系。在气体的供应之前，控制部获取燃料箱中的气体的第一温度、燃料箱中的气体的第一压力以及压力传感器的与第一压力相对应的第一输出信号值，控制部使用燃料箱的容积、第一温度和第一压力来获取燃料箱中的第一气体量，通过在气体的供应期间由气体流量计获得的测量值的积分，控制部获取在气体的供应之后燃料箱中的第二气体量，在气体的供应之后，控制部获取燃料箱中气体的第二温度、燃料箱中气体的第二压力以及与压力传感器的第二压力相对应的第二输出信号值，控制部使用燃料箱的容积、第二气体量以及第二温度来计算燃料箱中的气体的第三压力，以及控制部使用第一压力、第一输出信号值、第三压力以及第二输出信号值来校正压力传感器的输出信号与燃料箱中的压力之间的关系。
在根据上述方面的气体供应系统中，控制部可以通过将与第二输出信号值相对应的压力从第二压力改变为第三压力来校正压力传感器的输出信号与燃料箱中的压力之间的关系。因此，在这个方面中，通过将与第二输出信号值相对应的压力从第二压力改变为第三压力来校正压力传感器的输出电压与燃料箱中的压力之间的关系。因此，可以基于输出电压来正确地确定压力。
在根据上述方面的气体供应系统中，当第二压力与第三压力的比率等于或小于预定第一比率或者等于或大于预定第二比率时，控制部可以校正压力传感器的输出信号与燃料箱中的压力之间的关系。在这个方面中，当第二压力与第三压力之间的差异小时，不必执行校正。
在根据上述方面的气体供应系统中，将减压阀连接到所述燃料箱的一侧，该侧是相对于与所述气站相连接的该燃料箱的另一侧相反的一侧，所述压力传感器是第一压力传感器，该第一压力传感器用于测量所述燃料箱的所位于的所述减压阀的一侧上的气体的压力，所述气体供应系统还包括第二压力传感器，该第二压力传感器用于测量与所述减压阀的所述一侧相反的所述减压阀的另一侧上的气体的压力，以及当从第一压力传感器获得的压力等于或小于预定压力并且减压阀下游的压力等于减压阀上游的压力时，控制部可以使用第一压力传感器的输出信号值作为第一输出信号值、以及从第二压力传感器获得的压力作为第一压力来校正第一压力传感器的输出信号与燃料箱中的压力之间的关系，减压阀下游的压力是已经经过减压阀的气体的压力，减压阀上游的压力是没有经过减压阀的气体的压力。在这个方面中，通过改变第一压力来校正第一压力传感器的输出电压与燃料箱中的压力之间的关系。因此，可以基于输出电压来正确地确定压力。
在根据上述方面的气体供应系统中，控制部可以使用燃料箱的容积、第一温度和第一压力来计算第一气体量，可以使用燃料箱的容积、第二温度和第二压力来计算第二气体量，并且当第二压力与第三压力的比率等于或小于预定第三比率或者等于或大于预定第四比率时，可以校正由气体流量计获得的测量值。在这种方面中，当第二压力与第三压力之间的存在差异时，校正由流量计获得的测量值。
本发明的第二方面涉及一种用于校正施加给连接到燃料箱的压力传感器的压力与压力传感器的输出信号之间的关系的校正方法。该校正方法包括：在气体的供应之前，获取燃料箱中的气体的第一温度、燃料箱中的气体的第一压力以及与第一压力相对应的压力传感器的第一输出信号值；使用燃料箱的容积、第一温度和第一压力来获取燃料箱中的第一气体量；通过在气体的供应期间由气体流量计获得的测量值的积分，获取在气体的供应之后燃料箱中的第二气体量；在气体的供应之后，获取燃料箱中的气体的第二温度、燃料箱中气体的第二压力以及与第二压力相对应的压力传感器的第二输出信号值；使用燃料箱的容积、第二气体量以及第二温度来计算燃料箱中的气体的第三压力；以及使用第一压力、第一输出信号值、第三压力以及第二输出信号值来校正压力传感器的输出信号与燃料箱中的压力之间的关系。
本发明可以在各种方面中实现。例如，本发明可以被实现为气体供应装置、气体供应方法以及在气体的供应期间校正箱中压力的检测值的方法。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和产业重要性，附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中：
图1是示出根据本发明的第一实施例的气体供应系统的配置的说明性视图；
图2是示出压力传感器的配置的说明性视图；
图3是示出气缸中的压力为高的状态的说明性视图；
图4是示出气缸中的气体的量与气体的压力之间的关系的说明性视图；
图5是示出压力与传感器输出电压之间的关系的说明性视图；
图6是示出本发明的第一实施例中的操作的流程图；
图7是示出本发明的第二实施例中的配置的说明性视图；
图8是示出本发明的第二实施例中压力与压力传感器的输出电压之间的关系的说明性视图；
图9是本发明的第二实施例中的操作的流程图；以及
图10是本发明的第三实施例中的操作的流程图。
具体实施方式
图1是示出根据本发明的第一实施例的气体供应系统的配置的说明性视图。气体供应系统包括供应气体的气站10和被供应气体的车辆20。气站10包括气箱100、阀门110、喷嘴120、气体管道130、控制装置140、通信装置150和流量计160。车辆20包括燃料箱（虽然在本发明的此实施例中也称为“气缸”，但是本发明的燃料箱不限于“气缸”）200、减压阀210、容器220、气体管道230、用于供应和通信的ECU240、通信装置250、温度传感器260、压力传感器270和燃料电池300。
在气站10中，气箱100与喷嘴120通过气体管道130彼此相连接，并且气体管道130设置有阀门110。气站10的喷嘴120连接到车辆20的容器220，并且容器220经由气体管道230连接到气缸200。气缸200经由减压阀210连接到燃料电池300。在本发明的此实施例中，气箱100中的气体经由阀门110、气体管道130、喷嘴120、容器220和气体管道230供应给气缸200。
气站10的流量计160连接到气体管道130，以测量每单位时间流过气体管道130的气体的流动速度。车辆20的温度传感器260测量气缸200中气体的温度。压力传感器270测量气缸200中的气体的压力。
属于车辆20的用于供应和通信的ECU240从温度传感器260获取气缸200中的气体的温度，并且从压力传感器270获取气缸200中的气体的压力。在这种情况下，用于供应和通信的ECU240获取温度传感器260和压力传感器270的输出电压，并根据这些输出电压来计算温度和压力。用于供应和通信的ECU240经由通信装置250以及气站10的通信装置150将气缸200中的气体的温度和压力以及气缸200的容积发送给气站10的控制装置140。通信装置150包括设置在喷嘴120附近的红外线发射部和红外线接收部，并且通信装置250包括设置在容器220附近的红外线发射部和红外线接收部。当喷嘴120与容器220相互耦接时，通信装置150和通信装置250可通过红外通信相互通信。气站10的控制装置140基于气缸200中的气体的温度和压力来控制阀门110的开/关，从而控制气体从气箱100到气缸200的供应。此外，控制装置140从流量计160获取气体的流动速度，并将获取的流动速度积分，从而计算从气箱100供应给气缸200的气体量。
图2是示出压力传感器270的配置的说明性视图。压力传感器270包括支撑部271、玻璃层274和传感器芯片276。通常，支撑部271是圆柱形金属构件，并且在其顶部配备有隔膜（薄膜部）272。玻璃层274被布置为与隔膜272接触，并且传感器芯片276被布置为与玻璃层274接触。可采用单晶压电晶体管作为传感器芯片276。当压力传感器270内部的压力变高时，隔膜272向外膨胀，经由玻璃层274使传感器芯片276变形。传感器芯片276根据其变形量产生电压。用于供应和通信的ECU240基于该电压值来确定压力。
图3是示出气缸200内部的压力为高的状态的说明性视图。在气缸200的压力为高的情况下，气缸200中的氢气的局部压力为高。在这种情况下，一部分氢气溶解在隔膜272中。结果，隔膜272膨胀，并且由于隔膜272的膨胀所致的应力以及压力施加到传感器芯片276。因此，当基于该传感器芯片的输出电压值来确定气缸200中的气体的压力时，考虑到由于隔膜272的膨胀所致的应力，需要用于供应和通信的ECU240来校正压力。
图4是示出气缸中的气体的量与气体的压力之间的关系的说明性视图。通常，当气缸中的气体的量增加时压力增加，并且当气体的温度上升时压力增加。假设V（m3）、P（Pa）、T（K）和n（mol）分别表示气缸的容积、气体的压力、温度和量，则以下关系成立：
PV＝nRT…(1)
该方程式（1）称为理想气体状态方程。常数R称为气体常数，并且R＝8.31JK-1mol-1|。分子间力施加在气体分子之间，并且分子的大小不能忽略。因此，通常使用实际气体状态方程。
方程式（2）表示实际气体状态方程的示例（范德瓦斯状态方程）。
( P + an 2 V 2 ) ( V - nb ) = nRT · · · ( 2 )
在方程式（2）中，考虑分子间力（范德瓦斯力）来设定第一项中的“+an2/V2”，并考虑分子移动的空间的减少来设定第二项中的“-nb|”。系数“a”和“b”称为范德瓦斯系数。在气体是氢气的情况下，范德瓦斯系数“a”是24.8×10-3pa_m6mol-2，并且范德瓦斯系数“b”是26.7×10-6m3mol-1。
假设V、P1、T1和N1分别表示气缸200的容积、在气体的供应之前气体的压力、温度和摩尔数，则根据方程式（2）获得下面所示方程式（3）。
( P 1 + aN 1 2 V 2 ) ( V - N 1 b ) = N 1 RT 1 · · · ( 3 )
通过获取容积V、压力P1和温度T1并将V、P1和T1的获取值分别代入方程式（3）中来求解，可以计算摩尔数N1。
假设P3、T2和N2分别表示在气体的供应之后气体的压力、温度和摩尔数，则根据方程式（2）获得下面所示方程式（4）。
( P 3 + aN 2 2 V 2 ) ( V - N 2 b ) = N 2 RT 2 · · · ( 4 )
当修改方程式（4）时获得方程式（5）。
P 3 = N 2 RT 2 V - N 2 b - aN 2 2 V 2 · · · ( 5 )
这里应当注意，在气体的供应之后气体的量N2等于N1+ΔN|。N1表示在气体的供应之前气缸200中的气体的摩尔数。ΔN表示新供应的气体量，并且通过由气站10的流量计160获得的测量值的积分，可以容易地计算ΔN。通过温度传感器260可测量温度T2。因此，使用方程式（5），可计算压力P3。
应当注意，在由诸如金属这样的材料形成气缸200的情况下，作为气缸在一定温度下膨胀的结果，气缸的容积V可能变大。因此，在方程式（5）中，可以考虑气缸200由于一定温度而造成的膨胀来计算压力P3。此外，因为压力P3高于大气压，所以气缸200可能由于气缸200内部的压力与气缸200外部的压力之间的差而膨胀。在这种情况下，暂时使用方程式（5）计算压力P3，参考压力P3和大气压来校正气缸200的容积V，并使用校正的容积V，根据方程式（5）再次计算压力P3。该处理可以重复，并且可将计算的压力P3的变化落入一定范围时的压力视作压力P3。
图5是示出压力与传感器输出电压之间的关系的说明性视图。虚线（经过点Q1和点Q2的直线）表示在执行本发明该实施例的校正之前压力与传感器输出电压之间的关系，而实线（经过点Q1与点Q3的直线）表示在执行本发明该实施例的校正之后压力与传感器输出电压之间的关系。在执行校正之前，气缸200的压力等于在气体的供应之前的P1，并且此时刻的传感器输出电压等于E1（点Q1）。假定在气体的供应之后传感器输出电压变为等于E2。在这种情况下，使用示出压力与传感器输出电压之间关系的曲线来确定在气体的供应之后的压力P2（点Q2）。
这里应当注意，当压力P2与压力P3实际上彼此相等时，不需要校正压力。但是，如参照图3所述，当压力变高时，基于传感器输出电压来正确地确定压力变为不可能。因此，使用利用方程式（5）计算的压力来校正传感器输出电压与压力之间的关系。更具体而言，将与压力P3和输出电压E2相对应的点用作高压侧上的点（点Q3）。应当注意，虽然在本发明的该实施例中描述了P3高于P2（P3＞P2）的示例，但是当使用另一曲线表示在校正之前压力与传感器输出电压之间的关系时，可能存在P3低于P2（P3＜P2）的情况。通过执行该校正，通过经过点Q1和点Q3的直线来表达表示压力与压力传感器270的输出电压之间关系的方程式，并且因此，可以基于压力传感器270的输出电压来正确地确定气缸200中的气体的压力。因此，当通过燃料电池（未示出）的操作消耗气体时，可以基于压力传感器270的输出电压来正确地确定气缸200中的气体的压力。
图6是示出本发明的第一实施例中的操作的流程图。在步骤S600中，启动属于车辆20的用于供应和通信的ECU240。当气站10的驱动者或操作者打开容器220的盖子（未示出）时，可以启动用于供应和通信的ECU240。然后在步骤S605中，用于供应和通信的ECU240启动通信装置250、温度传感器260和压力传感器270。在步骤S610中，气站10的操作者将气站10的喷嘴120插入车辆20的容器220中。因此，可将气体从气站10供应给车辆20。当喷嘴120与容器220相互耦接时，气站10的通信装置150和车辆20的通信装置250可以相互通信。
在步骤S615中，用于供应和通信的ECU240从温度传感器260以及压力传感器270获取气缸200内部的温度T1和压力P1以及输出电压E1，并将这些获取的值以及气缸200的容积V发送给气站10的控制装置140。应当注意，根据气缸200的设计数据预先获取气缸200的容积V的值，并将容积V的值例如存储在用于供应和通信的ECU240中。
在步骤S620中，气站10的控制装置140首先使用范德瓦斯状态方程（参见方程式（3）），根据气缸200内部的气体的温度T1和压力P1以及气缸200的容积V，计算在气体的供应之前气缸200中的气体的摩尔数N1。然后控制装置140打开阀门110，以开始向气缸200供应气体。在步骤S625中，控制装置140使用流量计160获取气体的流动速度，并获取气体供应量ΔN，即，供应给气缸的气体量。在步骤S630中，控制装置140关闭阀门110，以停止向气缸200供应气体。作为停止气体的供应的条件，控制装置140可以采用各种条件，例如，气体供应量ΔN应当达到一定量的条件、气缸200中的气体的压力（从压力传感器270获取）应当达到预定值的条件、以及气缸200中的气体的温度（从温度传感器260获取）应当达到预定值的条件。
在步骤S635中，用于供应和通信的ECU240获取在气体的供应之后气缸200内部的温度T2和压力P2以及输出电压E2，并将这些获取的值发送给气站10的控制装置140。应当注意，在步骤S615中已经发送了气缸200的容积V。
在步骤S640中，气站10的控制装置140使用范德瓦斯状态方程（参见方程式（5）），根据气缸200内部的气体的温度T2、气缸200的容积V以及在气体的供应之后气缸200中的气体的量N2（＝N1+ΔN），计算在气体的供应之后气缸200中的气体的压力P3。
在步骤S645中，控制装置140将从用于供应和通信的ECU240获取的压力P2与从范德瓦斯状态方程获取的压力P3相互比较，并确定P2/P3值是否大于x1和小于x2。这里应当注意，x1是小于1的值，x2是大于1的值，并且可以预先任意地确定x1和x2。可以将x1视作本发明的第一比率，并且将x2视作本发明的第二比率。假设当压力P2高于或低于压力P35%以上时执行校正，则x1=0.95，而x2=1.05。当P2/P3大于x1且小于x2（x1＜P2/P3＜x2）时，控制装置140将处理切换到步骤S650，并且不执行校正。另一方面，当P2/P3等于或小于x1或者P2/P3等于或大于x2（P2/P3≤x1或者x2≤P2/P3）时，控制装置140将处理切换到步骤S655，并且执行校正。更具体而言，如图5所示，控制装置140将与输出电压E2相对应的压力从P2改变为P3。在步骤S660中，控制装置140获得在校正之后压力与输出电压之间的关系表达式，并将该关系表达式发送给属于车辆20的用于供应和通信的ECU240。之后，属于车辆20的用于供应和通信的ECU240可以使用校正后的关系表达式，基于压力传感器270的输出电压来获取气缸200的压力。可将压力P1视作本发明的第一压力，可将压力P2视作本发明的第二压力，并且可将压力P3视作本发明的第三压力。此外，可将输出电压E1视作本发明的第一输出信号值，并且可将输出电压E2视作本发明的第二输出信号值。
如上所述，根据本发明的此实施例，使用气体供应量来校正气体的压力。因此，即使在压力传感器270的隔膜272由于氢气溶解在压力传感器270中而膨胀的情况下，也能基于压力传感器270的输出电压来正确地确定压力。
第二实施例
图7是示出本发明第二实施例中的配置的说明性视图。在本发明的第二实施例中，不仅在高压范围中而且在低压范围中执行压力校正。在本发明的第一实施例中，将压力传感器270设置在车辆的减压阀210的上游。在本发明的第二实施例中，将压力传感器分别设置在车辆的减压阀210的上游和下游。在下文中，为了区别两种压力传感器，减压阀210上游的压力传感器将被称为上游压力传感器270a，并且减压阀210下游的压力传感器将被称为下游压力传感器280。
图8是示出本发明的第二实施例中压力与每一个压力传感器的输出电压之间的关系的说明性视图。虚线（经过点Q1与点Q2的直线）表示在执行本发明的该实施例中的校正之前压力与传感器输出电压之间的关系，而实线（经过点Q4与点Q3的直线）表示在执行本发明的该实施例中的校正之后压力与传感器输出电压之间的关系。因为点Q1、点Q2和点Q3与本发明的第一实施例相同，所以将描述点Q4。点Q4是与压力Pb和输出电压E1相对应的点。应当注意，压力Pb是由下游压力传感器280指示的压力值。
当减压阀210上游的主压力下降到或低于减压阀210的规定压力值时，减压阀210下游的次压力与减压阀210上游的主压力变为彼此相等。但是，因为通过上游压力传感器270a测量减压阀210上游的压力，并且通过下游压力传感器280测量减压阀210下游的压力，所以根据由上游压力传感器270a指示的输出电压计算的压力值与根据由下游压力传感器280指示的输出电压计算的压力值可能相互不同。这里应当注意，上游压力传感器270a具有足够宽的压力测量范围，该范围从向气缸200供应气体时的压力（高压）到消耗气体时的压力（低压）。与之不同，下游压力传感器280测量减压阀210下游的压力。因此，下游压力传感器280具有在低压力范围内的压力测量范围。因此，在测量低压中，特别是等于或小于减压阀210的规定压力值的低压时，下游压力传感器280比上游压力传感器270a更可靠。因此，通过该特征的使用，在减压阀上游的主压力（实际主压力）与减压阀下游的次压力（实际次压力）彼此相等的条件下，基于由下游压力传感器280指示的值Pb来校正上游压力传感器270a的值Pa。当经过点Q1和点Q2的直线表示在校正之前压力与输出电压之间的关系时，经过点Q3与点Q4的直线表示在校正之后压力与输出电压之间的关系。
图9是本发明的第二实施例的操作的流程图。本发明第二实施例与本发明第一实施例的不同之处在于，在本发明的第一实施例的步骤S610与步骤S615之间插入用于低压范围中校正处理的步骤（步骤S900到步骤S920）。
在步骤S900中，用于供应和通信的ECU240使用上游压力传感器270a来测量减压阀210上游的压力（主压力）Pa（输出电压E1）。在步骤S905中，用于供应和通信的ECU240确定压力Pa是否等于或小于规定压力值。例如可以通过实验预先计算该规定压力值。当压力Pa高于规定压力值时，用于供应和通信的ECU240将处理切换到步骤S615，并且因此，不执行低压范围中的校正。当压力Pa等于或小于规定压力值时，用于供应和通信的ECU240将处理切换到步骤S910，并且因此，执行低压范围中的校正。
在步骤S910中，用于供应和通信的ECU240启动下游压力传感器280，并且在步骤S915中测量减压阀210下游的压力Pb（次压力）。在步骤S920中，用于供应和通信的ECU240校正低压范围中的压力。更具体而言，用于供应和通信的ECU240将压力Pb视作上游压力传感器270a的输出电压等于E1时的压力。之后执行步骤S615到步骤S660的处理。
应当注意，在步骤S660中，控制装置140得到在校正之后压力与输出电压之间的关系表达式（参照经过点Q3与点Q4的直线），并将所得到的关系表达式发送给属于车辆20的用于供应和通信的ECU240。之后，属于车辆20的用于供应和通信的ECU240可以使用校正之后的关系表达式，基于上游压力传感器270a的输出电压来获取气缸200的压力。
如上所述，根据本发明的此实施例，不仅在高压范围中而且在低压范围中校正压力与输出电压之间的关系。因此，可基于输出电压更正确地确定压力。
第三实施例
在本发明第一实施例和本发明第二实施例中，得到用于校正压力传感器270或者上游压力传感器270a的输出电压与压力之间的关系的校正表达式，并且使用该校正表达式，根据压力传感器270的输出电压来计算压力。但是，在本发明第三实施例中，校正由流量计160获得的测量值而不是校正输出电压与压力之间的关系。应当注意，气体供应系统的配置与本发明的第一实施例以及本发明的第二实施例中相同，并且因此下面将不进行描述。
图10是本发明的第三实施例的操作的流程图。直到步骤S650，本发明的第三实施例的操作与本发明的第一实施例的操作相同，并且因此下面将不进行描述。当在步骤S645中P2/P3等于或小于x1或者P2/P3等于或大于x2（P2/P3≤x1或者x2≤P2/P3|）时，处理切换到步骤S1000。在步骤S1000中，控制装置140确定是否校正压力或者流动速度。
在步骤S1000中，确定P2/P3是否大于y1和小于y2。这里应当注意，y1是小于x1的值，而y2是大于x2的值。例如可以通过实验预先计算这些y1和y2值。可以将y1视作本发明的第三比率，并且将y2视作本发明的第四比率。当P2/P3大于y1且小于y2（y1＜P2/P3＜y2）时，处理切换到步骤S655。在步骤S655中，控制装置140校正高压范围中的压力。在步骤S660中，控制装置140得到校正之后压力与输出电压之间的关系表达式，并将得到的关系表达式发送给属于车辆20的用于供应和通信的ECU240。另一方面，当P2/P3等于或小于y1或者P2/P3等于或大于y2（P2/P3≤y1或者y2≤P2/P3）时，处理切换到步骤S1005。在步骤S1005中，控制装置140校正由流量计160获得的测量值。更具体而言，控制装置140使用实际气体状态方程（方程式（2））来计算气体供应量ΔN，即，新供应给气缸200的气体量，并将该气体供应量ΔN与通过由流量计160获得的测量值的积分获得的值（在下文中，该值将被称为“由流量计160获得的测量值的积分值”）进行比较，以校正由流量计160获得的测量值。更特别地，控制装置140使用容积V、第一温度T1和第一压力P1来计算第一气体量N1，并使用容积V、第二温度T2和第二压力P2来计算第二气体量N2。控制装置140使用第一气体量N1和第二气体量N2来计算气体供应量ΔN，并将气体供应量ΔN与由流量计160获得的测量值的积分值进行比较，以校正由流量计160获得的测量值。当使用压力传感器的输出电压与压力之间的关系确定的压力P2与通过计算获得的压力P3相差一定值或更大时，认为流量计处于异常状态。因此，在本发明第三实施例中，当使用压力传感器的输出电压与压力之间的关系确定的压力P2与通过计算获得的压力P3相差一定值或更大时，控制装置140校正由流量计160获得的测量值。
如上所述，本发明的第三实施例使得可以校正流动速度以及压力。
应当注意，虽然术语“气箱”和“气缸”用于分别表示本发明每个前述实施例中气站10的气体容器和车辆20的气体容器，但是给出这种术语学区别只是为了便于区别两种气体容器。
在本发明的每个前述实施例中，气站10的控制装置140校正表示压力传感器270或者上游压力传感器270a的输出电压与压力之间关系的表达式。但是，属于车辆20的用于供应和通信的ECU240可以从控制装置140获取表示气体供应量的摩尔数ΔN，使用方程式（5）来计算压力P3，并且校正表示压力传感器270或者上游压力传感器270a的输出电压与压力之间关系的表达式。
虽然在本发明的该实施例中使用范德瓦斯状态方程作为实际气体状态方程，但是也可以使用其他状态方程，例如维里方程、Peng-Robinson状态方程和狄特里奇状态方程。此外，控制装置140可以分别使用用于低压范围和高压范围的不同状态方程。例如，在计算高压范围中的压力时，Peng-Robinson状态方程是有利的。
虽然已经基于示例描述了本发明的实施例，但是应当注意，本发明的前述实施例并不意在限制本发明，而是要促进对本发明的理解。显然，在不脱离本发明和权利要求书的范围的情况下可以修改和改进本发明，并且这样的等同物涵盖在本发明中。

Claims (6)

1.一种气体供应系统，其特征在于包括：
燃料箱(200)，气体从气站(10)的气箱(100)被供应至所述燃料箱(200)；
气体流量计(160)，所述气体流量计(160)用于测量从所述气箱(100)供应至所述燃料箱(200)的气体的量；
温度传感器(260)，所述温度传感器(260)用于测量所述燃料箱(200)中的气体的温度；
压力传感器(270)，所述压力传感器(270)用于测量所述燃料箱(200)中的气体的压力，并且根据所述压力来生成输出信号；以及
控制部(140)，所述控制部(140)用于校正在施加给所述压力传感器(270)的压力与所述输出信号的值之间的关系，其中，
所述控制部(140)获取在所述气体的供应之前的所述燃料箱(200)中的气体的第一温度、所述燃料箱(200)中的气体的第一压力(P1)、以及与所述第一压力(P1)相对应的所述压力传感器(270)的第一输出信号值，
所述控制部(140)使用所述燃料箱(200)的容积、所述第一温度和所述第一压力(P1)来获取所述燃料箱(200)中的第一气体量，
通过所述气体流量计(160)在所述气体的供应期间所获得的测量值的积分，所述控制部(140)获取在所述气体的供应之后所述燃料箱(200)中的第二气体量，
所述控制部(140)获取在所述气体的供应之后的所述燃料箱(200)中的气体的第二温度、所述燃料箱(200)中的气体的第二压力(P2)、以及与所述第二压力(P2)相对应的所述压力传感器(270)的第二输出信号值，
所述控制部(140)使用所述燃料箱(200)的容积、所述第二气体量以及所述第二温度，来计算所述燃料箱(200)中的气体的第三压力(P3)，
所述控制部(140)使用所述第一压力(P1)、所述第一输出信号值、所述第三压力(P3)以及所述第二输出信号值，来校正在所述压力传感器(270)的输出信号与所述燃料箱(200)中的压力之间的关系，
所述压力传感器(270)包括隔膜(272)和传感器芯片(276)，
当所述压力传感器(270)的内部的压力变高时，所述隔膜(272)向外膨胀以使得所述传感器芯片(276)变形，
所述传感器芯片(276)根据该传感器芯片(276)的变形量来产生传感器输出电压，
所述压力传感器(270)根据所述传感器输出电压，基于在所述燃料箱(200)中的气体的压力和输出信号之间的预定的线性函数，来生成输出信号，
当所述第二压力(P2)与所述第三压力(P3)的比率等于或者小于预定的第一比率或者等于或者大于比所述预定的第一比率大的预定的第二比率时，所述控制部(140)将所述预定的线性函数校正为经过第一点(Q1)和第二点(Q3)，
所述第一点(Q1)对应于在所述气体的供应之前的所述第一压力(P1)和第一传感器输出电压(E1)的组合，并且
所述第二点(Q3)对应于在所述气体的供应之后的所述第三压力(P3)和第二传感器输出电压(E2)的组合。
2.根据权利要求1所述的气体供应系统，其中，
将减压阀(210)连接到所述燃料箱(200)的一侧，该侧是相对于与所述气站(10)相连接的该燃料箱(200)的另一侧相反的一侧，
所述压力传感器(270)是第一压力传感器，该第一压力传感器用于测量所述燃料箱(200)所位于的所述减压阀(210)的一侧上的气体的压力，
所述气体供应系统还包括第二压力传感器，该第二压力传感器用于测量与所述减压阀(210)的所述一侧相反的所述减压阀(210)的另一侧上的气体的压力，以及
当从所述第一压力传感器获得的压力等于或小于预定压力并且所述减压阀(210)的下游的压力等于所述减压阀(210)的上游的压力时，所述控制部(140)通过将所述第一压力传感器的输出信号值用作所述第一输出信号值以及将从所述第二压力传感器获得的压力用作所述第一压力(P1)来校正在所述第一压力传感器的输出信号与所述燃料箱(200)中的压力之间的关系，所述减压阀(210)的下游的压力是已经经过所述减压阀(210)的气体的压力，并且所述减压阀(210)的上游的压力是尚未经过所述减压阀(210)的气体的压力。
3.根据权利要求1或2所述的气体供应系统，其中，
所述控制部(140)使用所述燃料箱(200)的容积、所述第一温度和所述第一压力(P1)来计算所述第一气体量，使用所述燃料箱(200)的容积、所述第二温度和所述第二压力(P2)来计算所述第二气体量，并且当所述第二压力(P2)与所述第三压力(P3)的比率等于或小于预定第三比率、或者等于或大于预定第四比率时，所述控制部(140)校正由所述气体流量计(160)获得的测量值。
4.根据权利要求1所述的气体供应系统，其中，
所述控制部(140)使用所述燃料箱(200)的容积、所述第一温度和所述第一压力(P1)来计算所述第一气体量，使用所述燃料箱(200)的容积、所述第二温度和所述第二压力(P2)来计算所述第二气体量，并且当所述第二压力(P2)与所述第三压力(P3)的比率等于或小于预定第三比率、或者等于或大于预定第四比率时，所述控制部(140)校正由所述气体流量计(160)获得的测量值，
所述第三比率小于所述第一比率，以及
所述第四比率大于所述第二比率。
5.根据权利要求3所述的气体供应系统，其中，
所述控制部(140)通过使用所述第一气体量和所述第二气体量计算作为被供应至所述燃料箱(200)的气体的量的气体供应量、并且将该气体供应量与由所述气体流量计(160)获得的测量值的积分值进行比较，来校正由所述气体流量计(160)获得的测量值。
6.一种校正方法，其用于对在被施加给与燃料箱(200)相连接的压力传感器(270)的压力与所述压力传感器(270)的输出信号之间的关系进行校正，所述校正方法的特征在于包括：
获取在气体的供应之前的所述燃料箱(200)中的气体的第一温度、所述燃料箱(200)中的气体的第一压力(P1)、以及与所述第一压力(P1)相对应的所述压力传感器(270)的第一输出信号值；
使用所述燃料箱(200)的容积、所述第一温度和所述第一压力(P1)，来获取所述燃料箱(200)中的第一气体量；
通过由气体流量计(160)在所述气体的供应期间获得的测量值的积分，来获取在所述气体的供应之后所述燃料箱(200)中的第二气体量；
获取在所述气体的供应之后的所述燃料箱(200)中的气体的第二温度、所述燃料箱(200)中的气体的第二压力(P2)、以及与所述第二压力(P2)相对应的所述压力传感器(270)的第二输出信号值；
使用所述燃料箱(200)的容积、所述第二气体量以及所述第二温度，来计算所述燃料箱(200)中的气体的第三压力(P3)；以及
使用所述第一压力(P1)、所述第一输出信号值、所述第三压力(P3)以及所述第二输出信号值，来校正在所述压力传感器(270)的输出信号与所述燃料箱(200)中的压力之间的关系，
其中，
所述压力传感器(270)包括隔膜(272)和传感器芯片(276)，
当所述压力传感器(270)的内部的压力变高时，所述隔膜(272)向外膨胀以使得所述传感器芯片(276)变形，
所述传感器芯片(276)根据该传感器芯片(276)的变形量来产生传感器输出电压，
所述压力传感器(270)根据所述传感器输出电压，基于在所述燃料箱(200)中的气体的压力和输出信号之间的预定的线性函数，来生成输出信号，并且
其中，所述校正方法还包括：
当所述第二压力(P2)与所述第三压力(P3)的比率等于或者小于预定的第一比率或者等于或者大于比所述预定的第一比率大的预定的第二比率时，将所述预定的线性函数校正为经过第一点(Q1)和第二点(Q3)，
所述第一点(Q1)对应于在所述气体的供应之前的所述第一压力(P1)和第一传感器输出电压(E1)的组合，并且
所述第二点(Q3)对应于在所述气体的供应之后的所述第三压力(P3)和第二传感器输出电压(E2)的组合。
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