DE112008001055T5

DE112008001055T5 - System und Verfahren zum Erfassen von Druckschwankungen in Kraftstoffzapfsäulen zum präziseren Messen der abgegebenen Kraftstoffmenge

Info

Publication number: DE112008001055T5
Application number: DE200811001055
Authority: DE
Inventors: Seifollah S. Hinsdale Nanaji; Philip A. Robertson
Original assignee: Gilbarco Inc
Current assignee: Gilbarco Inc
Priority date: 2007-04-20
Filing date: 2008-04-10
Publication date: 2010-02-18
Also published as: US20080257429A1; US7954386B2; US7681460B2; WO2008130513A1; US20100172767A1

Abstract

Kraftstoffzapfsäule zum Abgeben von Kraftstoff von Kraftstoffspeicherbehältern in ein Fahrzeug, mit:
einem Steuersystem (68);
einem Kraftstoffströmungspfad zum Empfangen von Kraftstoff von den Kraftstoffspeicherbehältern für eine Abgabe an das Fahrzeug;
einem im Kraftstoffströmungspfad angeordneten Zähler (28), durch den Kraftstoff strömt und der dazu geeignet ist, ein Zählersignal, das mit der durch den Zähler (28) strömenden Kraftstoffmenge in Beziehung steht, zu erzeugen und an das Steuersystem (68) zu übertragen; und
einem im Kraftstoffströmungspfad angeordneten Drucksensor (84, 86, 88) zum Erfassen eines Drucks im Kraftstoffströmungspfad und zum Übertragen eines mit dem erfassten Druck in Beziehung stehenden Drucksignals an das Steuersystem (68);
wobei das Steuersystem (68) dazu geeignet ist:
das Zählersignal vom Zähler (28) zu empfangen;
ein Volumen oder eine Durchflussmenge des an das Fahrzeug abgegebenen Kraftstoffs basierend auf dem Zählersignal zu berechnen;
basierend auf dem vom Drucksensor (84, 86, 88) empfangenen Drucksignal zu erfassen, ob...

Description

Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft die Erfassung von Druckschwankungen, einschließlich Druckspitzen, in Kraftstoffzapfsäulen zum Vermindern und/oder Eliminieren von durch derartige Druckschwankungen verursachten Ungenauigkeiten bei der Kraftstoffmessung.
Hintergrund der Erfindung
Bei einem typischen Tankvorgang fährt ein Kunde ein Fahrzeug in einer Tankumgebung zu einer Kraftstoffzapfsäule. Der Kunde bereitet sich für die Bezahlung vor, indem er entweder an der Zapfsäule bezahlt, bei einem Kassierer bar zahlt, eine Kreditkarte oder Debitkarte oder eine Kombination dieser Verfahren verwendet. Die Zapfpistole wird in den Einfüllstutzen des Fahrzeugs eingeführt, und Kraftstoff wird in den Kraftstofftank des Fahrzeugs abgegeben. Eine Anzeige auf der Kraftstoffzapfsäule zeigt die während des Tankvorgangs abgegebene Kraftstoffmenge an. Der Kunde verlässt sich darauf, dass die Kraftstoffzapfsäule die abgegebene Kraftstoffmenge präzise misst und dem Kunden dementsprechend in Rechnung stellt.
Innerhalb der Zapfsäule arbeiten Ventile, die den Kraftstoffströmungspfad öffnen und schließen, sowie ein Messgerät oder Zähler, das/der die abgegebene Kraftstoffmenge misst. Der Zähler dient dazu, die an das Fahrzeug des Kunden abgegebene Kraftstoffmenge präzise zu messen, so dass sie dem Kunden entsprechend in Rechnung gestellt und der Kraftstoffvorrat aktualisiert werden kann. Für Tankvorgänge mit Vorauszahlung verwendet die Kraftstoffzapfsäule ebenfalls den Zähler, um die abgegebene Kraftstoffmenge zu messen und das Ende der Kraftstoffabgabe zu steuern.
Zapfsäulenzähler können Verdränger- oder Durchflusszähler sein. Verdrängerzähler messen den tatsächlichen Versatz des Kraftstoffs, während Durchflusszähler den Kraftstoffdurchfluss unter Verwendung einer auf die Kraftstoffströmung ansprechenden Vorrichtung indirekt messen. D. h., Durchflusszähler messen nicht den tatsächlichen Volumenversatz des Kraftstoffs. Durchflusszähler haben gegenüber Verdrängerzählern einige Vorteile. Der Hauptvorteil besteht darin, dass Durchflusszähler in kleineren Gehäusen bereitgestellt werden können als Verdrängerzähler. Sowohl ein Verdrängerzähler als auch ein Durchflusszähler erzeugt in Antwort auf die im Kraftstoffströmungspfad strömende Kraftstoffmenge ein Zählersignal. Der Zähler überträgt das Zählersignal an ein Steuersystem der Kraftstoffzapfsäule.
Ein Beispiel eines Durchflusszählers ist im US-Patent Nr. 5689071 mit dem Titel ”WIDE RANGE, HIGH ACCURACY FLOW METER” beschrieben. In diesem Patent ist ein Turbinen-Durchflussmesser beschrieben, der die Durchflussrate oder Durchflussmenge eines Fluids durch Analysieren von Drehbewegungen von im Kraftstoffströmungspfad des Durchflussmessers angeordneten Turbinenrotoren misst. Wenn gemäß diesem Patent Fluid in den Einlassport des Turbinen-Durchflussmessers eintritt, durchläuft das Fluid zwei Turbinenrotoren, wodurch veranlasst wird, dass die Turbinenrotoren sich drehen. Die Drehgeschwindigkeit der Turbinenrotoren wird durch Abnahmespulen erfasst. Die Abnahmespulen werden durch ein Wechselstromsignal erregt, das ein Magnetfeld erzeugt. Wenn die Turbinenrotoren sich drehen, durchlaufen die Flügel der Turbinenrotoren das durch die Abnahmespulen erzeugte Magnetfeld, wodurch der Trägerwellenform der Abnahmespulen Impulse überlagert werden. Die überlagerten Impulse treten mit einer Frequenz (Impulse pro Sekunde) auf, die der Drehgeschwindigkeit der Turbinenrotoren und damit der gemessenen Durchflussmenge proportional ist. Die Impulse werden als Zählersignale in der Form von Impulsgebersignalen an ein Steuersystem übertragen. Das Steuersignal empfängt die Zählersignale vom Durchflussmesser und wandelt die Zählersignale in eine Kraftstoffdurchflussmenge und das abgegebene Kraftstoffvolumen um.
Hinsichtlich einer präzisen Messung des Kraftstoffdurchflusses kann ein Problem auftreten, wenn ein Kunde sein oder ihr Automobil an einer Einzelhandels-Kraftstoffzapfsäule betankt. Wenn beispielsweise ein instabiler Zustand dadurch auftritt, dass der Kunde die Zapfpistole rasch öffnet und schließt, ein Vorgang, der als ”Zapfpistolenspring- oder -schaltvorgang” (”Nozzle Snap”) bekannt ist, tritt eine Ungenauigkeit bei der durch den Zähler gemessenen Kraftstoffmenge auf. Durch den Zapfpistolenschaltvorgang wird eine Druckschockwelle erzeugt, durch die eine Strömungsstörung am Zähler verursacht wird, was zu einer fehlerhaften Durchflussanzeige führt. Wenn ein Strömungsschalter verwendet wird, um zu erfassen, wenn die Strömung stoppt, veranlasst die Druckschockwelle, dass der Strömungsschalter springt. Das Steuersystem, dass die Zählersignale vom Zähler empfängt, registriert einen Kraftstoffdurchfluss, ohne dass die Strömungsstörung berücksichtigt wird. Die kumulative Wirkung des Zapfpistolenschaltvorgangs und des Springens des Strömungsschalters, falls vorhanden, führt zu ungenauen Zählermesswerten. Durch Ungenauigkeiten der Zählermesswerte kann veranlasst werden, dass die Kraftstoffzapfsäulenanzeigen zum Registrieren von fehlerhaften Kraftstoffdurchflussmengen und eines fehlerhaften abgegebenen Kraftstoffvolumens veranlassen, und kann Anlass dazu sein, dass die Genauigkeit außerhalb zulässiger Grenzwerte liegt.
Daher besteht ein Bedarf für eine Kraftstoffzapfsäule, die einen Kraftstoffdurchfluss mit einem Zähler auch während eines Zapfpistolenschaltvorgangs oder eines anderen instabilen Zustands präzise misst.
Zusammenfassung der Erfindung
Durch die vorliegende Erfindung werden ein System und ein Verfahren zum Erhöhen der Genauigkeit einer Kraftstoffdurchflussmessung durch Erfassen und Kompensieren von Druckschwankungen bereitgestellt, wie beispielsweise Druckspitzen oder Schockwellen, die durch einen Zapfpistolenschaltvorgang oder einen anderen instabilen Zustand erzeugt werden. Die Druckschwankungen können Strömungsstörungen verursachen, wie beispielsweise eine unstetige Strömung oder eine instationäre Strömung, die zu ungenauen Zählermessungen führen können. Druckschwankungen können an einer Kraftstoffzapfsäule als Ergebnis von Zapfpistolenschaltvorgängen lokal oder als Ergebnis eines an einer anderen Kraftstoffzapfsäule auftretenden Zapfpistolenschaltvorgangs entfernt ”gesehen” werden.
In einer Ausführungsform ist ein Drucksensor einer Leitung für abgemessenen Kraftstoff stromabwärts von einem Zähler in einer Leitung für abgemessenen Kraftstoff einer Kraftstoffzapfsäule angeordnet. Der Drucksensor der Leitung für abgemessenen Kraftstoff ist mit einem Steuersystem in der Kraftstoffzapfsäule verbunden und überträgt ein Drucksignal der Leitung für abgemessenen Kraftstoff an das Steuersystem. Wenn der Druck in der Leitung für abgemessenen Kraftstoff schwankt oder plötzlich ansteigt, wenn z. B. eine Druckspitze auftritt, erfasst der Drucksensor der Leitung für abgemessenen Kraftstoff die Druckschwankung und überträgt ein die Druckschwankung darstellendes Drucksignal der Leitung für abgemessenen Kraftstoff an das Steuersystem. Das Steuersystem empfängt das Drucksignal der Leitung für abgemessenen Kraftstoff und erkennt es als Druckschwankung in der Leitung für abgemessenen Kraftstoff. Das Steuersystem bestimmt basierend auf einem schnellen Druckanstieg- und -abfall oder anderen Kriterien, dass die Druckschwankung durch einen Zapfpistolenschaltvorgang verursacht wurde, und nimmt eine Korrektur für die Druckschwankung vor, indem die Zählersignale für eine vorgegebene Zeitdauer ignoriert und nicht umgewandelt werden, um zu ermöglichen, dass der Druck in der Leitung für abgemessenen Kraftstoff auf einen Druckwert zurückkehrt, der eine normale Kraftstoffströmung für einen stabilen Zustand anzeigt. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer fährt das Steuersystem mit der Umwandlung der Zählersignale fort.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Drucksensor der Leitung für abgemessenen Kraftstoff stromabwärts von einem Zähler in einer Leitung für abgemessenen Kraftstoff einer Kraftstoffzapfsäule angeordnet. Ein Einlassrohrdrucksensor ist in einem Einlassrohr der Kraftstoffzapfsäule angeordnet. Der Drucksensor der Leitung für abgemessenen Kraftstoff und der Einlassrohrdrucksensor sind mit einem Steuersystem der Kraftstoffzapfsäule verbunden und übertragen ein Drucksignal der Leitung für abgemessenen Kraftstoff bzw. ein Einlassrohrdrucksignal an das Steuersystem. Wenn der Druck in der Leitung für abgemessenen Kraftstoff schwankt oder plötzlich ansteigt, überträgt der Drucksensor der Leitung für abgemessenen Kraftstoff ein die Druckschwankung in der Leitung für abgemessenen Kraftstoff anzeigendes Drucksignal der Leitung für abgemessenen Kraftstoff an das Steuersystem. Ähnlicherweise überträgt, wenn der Druck im Einlassrohr Druckspitzen aufweist, der Einlassrohrdrucksensor ein die Druckschwankung im Einlassrohr anzeigendes Einlassrohrdrucksignal an das Steuersystem.
Das Steuersystem empfängt das Drucksignal der Leitung für abgemessenen Kraftstoff und erkennt es als eine Druckschwankung, z. B. als eine Druckspitze, in der Leitung für abgemessenen Kraftstoff und empfängt das Einlassrohrdrucksignal und erkennt es als Druckschwankung im Einlassrohr. Weil sowohl in der Leitung für abgemessenen Kraftstoff als auch im Einlassrohr Druckspitzen aufgetreten sind, bestimmt das Steuersystem, dass die Druckschwankungen durch einen entfernten Zapfpistolenschaltvorgang verursacht wurden. Ein entfernter Zapfpistolenschaltvorgang ist ein Zapfpistolenschaltvorgang, der an einer von der Kraftstoffzapfsäule verschiedenen Stelle der Tankumgebung auftritt. Beispielsweise kann ein Zapfpistolenschaltvorgang an einer anderen Kraftstoffzapfsäule in der Tankumgebung auftreten. Das Steuersystem nimmt eine Korrektur für die Druckschwankungen vor, indem es die Zählersignale für eine vorgegebene Zeitdauer ignoriert und nicht umwandelt, um zu ermöglichen, dass der Druck in der Leitung für abgemessenen Kraftstoff und im Einlassrohr auf einen Druckwert zurückkehrt, der eine normale Kraftstoffströmung für einen stabilen Zustand anzeigt. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer fährt das Steuersystem mit der Umwandlung der Zählersignale fort.
In einer noch anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Drucksensor der Leitung für abgemessenen Kraftstoff stromabwärts von einem Zähler in einer Leitung für abgemessenen Kraftstoff einer Kraftstoffzapfsäule angeordnet. Ein Kraftstoffzufuhrleitungsdrucksensor ist stromaufwärts vom Zähler in der Kraftstoffzufuhrleitung der Kraftstoffzapfsäule angeordnet. Der Drucksensor der Leitung für abgemessenen Kraftstoff und der Kraftstoffzufuhrleitungsdrucksensor übertragen ein Drucksignal der Leitung für abgemessenen Kraftstoff bzw. ein Kraftstoffzufuhrleitungsdrucksignal an ein Steuersystem der Kraftstoffzapfsäule. Wenn das Drucksignal der Leitung für abgemessenen Kraftstoff kleiner ist als das Kraftstoffzufuhrleitungsdrucksignal, bestimmt das Steuersystem, dass Kraftstoff in der geeigneten Richtung durch den Zähler strömt, und wandelt die Zählersignale um. Wenn das Drucksignal der Leitung für abgemessenen Kraftstoff größer oder gleich dem Kraftstoffzufuhrleitungsdrucksignal ist, bestimmt das Steuersystem, dass kein Kraftstoff strömt oder der Kraftstoff in Rückwärtsrichtung strömt, und unterbricht die Umwandlung der Zählersignale. Das Steuersystem fährt mit der Umwandlung der Zählersignale fort, wenn das Drucksignal der Leitung für abgemessenen Kraftstoff kleiner wird als das Kraftstoffzufuhrleitungsdrucksignal, wodurch eine normale Kraftstoffströmung in einem stabilen Zustand angezeigt wird.
Anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ist der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung für Fachleute ersichtlich, die basierend darauf in die Lage versetzt werden, weitere Aspekte der Erfindung zu realisieren.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die beigefügten Zeichnungen, die Teil der vorliegenden Patentschrift sind, zeigen mehrere Aspekte der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zum Erläutern der Prinzipien der Erfindung.
1 zeigt ein schematisches Diagramm einer Tankumgebung einer herkömmlichen Einzelhandels-Tankstelle;
2 zeigt eine Teil-Vorderansicht einer herkömmlichen Kraftstoffzapfsäule;
3 zeigt ein schematisches Diagramm eines herkömmlichen Turbinen-Durchflussmessers, der in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Zähler verwendbar ist;
4 zeigt ein schematisches Diagramm des Kraftstoffströmungspfades und von Kraftstoffströmungskomponenten einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kraftstoffzapfsäule;
5 zeigt ein schematisches Diagramm eines Kraftstoffzapfsäulensteuersystems, eines Zählers und anderer Kraftstoffströmungskomponenten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6A und 6B zeigen ein Ablaufdiagramm zum Darstellen der Arbeitsweise eines Steuersystems einer Kraftstoffzapfsäule zum Korrigieren der Kraftstoffdurchflussmenge und des abgegebenen Kraftstoffvolumens basierend auf empfangenen Drucksignalen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 zeigt eine grafische Darstellung des Drucks im Einlassrohr, in der Kraftstoffzufuhrleitung und in der Leitung für abgemessenen Kraftstoff einer Kraftstoffzapfsäule in Antwort auf Zapfpistolenbetätigungen, einschließlich eines Zapfpistolenschaltvorgangs;
8 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen der Arbeitsweise eines Steuersystems einer Kraftstoffzapfsäule zum Korrigieren der Kraftstoffdurchflussmenge und des abgegebenen Kraftstoffvolumens basierend auf einem Zapfpistolenschaltvorgang;
9 zeigt eine grafische Darstellung des Drucks im Einlassrohr, in der Kraftstoffzufuhrleitung und in der Leitung für abgemessenen Kraftstoff einer Kraftstoffzapfsäule in Antwort auf Zapfpistolenbetätigungen, einschließlich eines entfernten Zapfpistolenschaltvorgangs;
10 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen der Arbeitsweise eines Steuersystems einer Kraftstoffzapfsäule zum Korrigieren der Kraftstoffdurchflussmenge und des abgegebenen Kraftstoffvolumens basierend auf einem lokalen und einem entfernten Zapfpistolenschaltvorgang; und
11 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen der Arbeitsweise eines Steuersystems einer Kraftstoffzapfsäule zum Bestimmen der geeigneten Kraftstoffströmung durch einen Zähler durch Vergleichen eines Drucks der Leitung für abgemessenen Kraftstoff mit einem Kraftstoffzufuhrleitungsdruck.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Durch die nachstehende Beschreibung der Ausführungsformen wird die notwendige Information zur Verfügung gestellt, die es Fachleuten ermöglicht, die Erfindung in die Praxis umzusetzen, wobei die Ausführungsformen die beste Weise (best mode) zum Realisieren der Erfindung darstellen. Durch Lesen der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen werden die Konzepte der Erfindung für Fachleute deutlich, die dadurch auch in die Lage versetzt werden, Anwendungen dieser Konzepte zu erkennen, die hierin nicht spezifisch dargestellt sind. Diese Konzepte und Anwendungen liegen innerhalb der Offenbarung und des durch die beigefügten Patentansprüche definierten Schutzumfangs der Erfindung.
Durch die vorliegende Erfindung werden ein System und ein Verfahren zum Erhöhen der Genauigkeit einer Kraftstoffdurchflussmessung durch Erfassen von Druckschwankungen und Ausführen einer Korrektur für die Druckschwankungen bereitgestellt, wie beispielsweise Druckspitzen oder Schockwellen, die durch einen Zapfpistolenschaltvorgang oder einen anderen instabilen Zustand verursacht werden. Die Druckschwankungen können Strömungsstörungen verursachen, die zu ungenauen Zählermessungen führen können. Druckschwankungen können als Ergebnis von Zapfpistolenschaltvorgängen lokal oder als Ergebnis eines an einer anderen Kraftstoffzapfsäule auftretenden Zapfpistolenschaltvorgangs entfernt ”gesehen” werden. Bestimmte Typen von in Kraftstoffzapfsäulen verwendeten Zählern können einen Kraftstoffdurchfluss anzeigende Zählersignale weiterhin an das Steuersystem übertragen, obgleich im Kraftstoffströmungspfad Strömungsstörungen auftreten, durch die die Kraftstoffströmung unterbrochen und/oder dazu führen, dass der Kraftstoff in die Rückwärtsrichtung strömt. Die Strömungsstörungen können aufgrund von Druckwellen oder -impulsen auftreten, die durch einen instabilen Zustand erzeugt werden. Der instabile Zustand kann durch einen Zapfpistolenschaltvorgang verursacht werden. Die Strömungsstörungen führen zu ungenauen Zählermessungen. Außerdem kann im Kraftstoffströmungspfad ein Strömungsschalter angeordnet sein, der erfasst, wenn die Kraftstoffströmung unterbrochen ist. Die Druckwellen oder -impulse führen dazu, dass der Strömungsschalter springt und fehlerhafte Durchflusssignale an das Steuersystem übertragen werden. Durch die kumulative Wirkung der Ungenauigkeit der Zählermessung und des Springens des Strömungsschalters wird bewirkt, dass die Kraftstoffzapfsäulenanzeigen eine fehlerhafte Kraftstoffdurchflussmenge und ein fehlerhaftes abgegebenes Kraftstoffvolumen anzeigen. Diese Wirkung ist im US-Patent Nr. 6935191 mit dem Titel ”FUEL DISPENSER FUEL FLOW METER DEVICE, SYSTEM AND METHOD” beschrieben, auf das hierin in seiner Gesamtheit durch Verweis Bezug genommen wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft das Korrigieren des Volumenmesswertes des durch eine Kraftstoffzapfsäule abgegebenen Kraftstoffs basierend auf im Kraftstoffströmungspfad der Kraftstoffzapfsäule erfassten Druckschwankungen, wie beispielsweise Druckspitzen. Drucksensoren erfassen einen Druck im Kraftstoff strömungspfad einer Kraftstoffzapfsäule und übertragen den erfassten Druck anzeigende Drucksignale an ein Steuersystem der Kraftstoffzapfsäule. Basierend auf den Drucksignalen bestimmt das Steuersystem, ob im Kraftstoffströmungspfad ein instabiler Zustand vorliegt, der beispielsweise durch einen Zapfpistolenschaltvorgang verursacht werden kann. Wenn das Steuersystem bestimmt, dass ein derartiger instabiler Zustand aufgetreten ist, unterbricht das Steuersystem für eine vorgegebene Zeitdauer die Umwandlung von Zählersignalen in eine Kraftstoffdurchflussmenge und ein abgegebenes Kraftstoffvolumen, um zu ermöglichen, dass der Druck im Kraftstoffströmungspfad auf einen eine normale Kraftstoffströmung in einem stabilen Zustand anzeigenden Wert zurückkehrt. Alternativ kann das Steuersystem die Umwandlungsberechnung mathematisch anpassen, um eine Korrektur für die Zeitdauer des instabilen Zustands vorzunehmen. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer fährt das Steuersystem damit fort, die Zählersignale auf eine normale Weise umzuwandeln.
In der vorliegenden Patentanmeldung beinhalten Druckschwankungen Druckspitzen, plötzliche Druckanstiege und/oder Schockwellen. Jeder dieser Ausdrücke wird austauschbar verwendet, um eine eine Strömungsstörung anzeigende Druckschwankung darzustellen, z. B. eine unstetige Strömung oder eine instationäre Strömung. Durch keinen dieser Ausdrücke soll die Erfindung oder ihre Anwendung auf irgendeine Weise eingeschränkt werden.
In der Hauptausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Turbinen-Durchflussmesser als Zähler der Kraftstoffzapfsäule beschrieben. Der Turbinen-Durchflussmesser kann ein im US-Patent Nr. 5689071 mit dem Titel ”WIDE RANGE, HIGH ACCURACY FLOW METER”, auf das hierin in seiner Gesamtheit durch Verweis Bezug genommen wird, beschriebener Zähler sein. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung mit einem beliebigen Zählertyp, z. B. mit einem Verdrängerzähler, in die Praxis umgesetzt werden kann. Bevor spezifische Aspekte der vorliegenden Erfindung diskutiert werden, wird eine kurze Beschreibung einer Tankumgebung bereitgestellt.
1 zeigt eine herkömmliche exemplarische Tankumgebung 10. Die Tankumgebung 10 kann beispielsweise ein Zentralgebäude 12, mehrere Tankinseln 14 und eine Autowaschanlage 16 aufweisen. Das Zentralgebäude 12 muss nicht zentral in der Tankumgebung 10 angeordnet sein, sondern bildet eher das Hauptaugenmerk der Tankumgebung 10 und kann eine Steuerung 18 aufweisen, die eine Betriebssteuerung (Site Controller, SC) 18 sein kann, die in einer exemplarischen Ausführungsform eine Steuerung des Typs G-SITE^® sein kann, die von Gilbarco Inc., Greensboro, North Carolina, vertrieben wird. Die Betriebssteuerung 18 kann einen Speicher 20 aufweisen und auf bekannte Weise die Autorisierung von Tankvorgängen und andere herkömmliche Aktivitäten steuern.
Außerdem kann die Betriebssteuerung 18 eine externe Kommunikationsverbindung 22 aufweisen, die eine Kommunikation mit einem abgesetzten Host-Verarbeitungssystem 24 zum Bereitstellen von Inhalt, für Mitteilungszwecke, usw. nach Erfordernis oder auf Wunsch ermöglicht. Die externe Kommunikationsverbindung 22 kann nach Bedarf oder auf Wunsch über das Festnetz (Public Switched Telephone Network, PSTN) und/oder das Internet oder eine ähnliche Verbindung geführt werden.
Die Autowaschanlage 16 kann eine ihr zugeordnete (nicht dargestellte) Verkaufsstelle aufweisen, die über eine interne Kommunikationsverbindung 25 für Lagerbestand- oder Inventar- und/oder Verkaufszwecke mit der Betriebssteuerung 18 kommuniziert. Die interne Kommunikationsverbindung 25 kann ein lokales Netz (LAN), eine Zapfsäulenkommunikationsleitung, ein anderer Kommunikationskanal oder eine Kommunikationsleitung oder eine ähnliche Verbindung sein. Die Autowaschanlage 16 kann alternativ eine autarke oder selbständige Einheit sein und muss in der Tankumgebung nicht unbedingt vorhanden sein.
Die Tankinseln 14 können eine oder mehrere darauf angeordnete Zapfsäulen oder Kraftstoffzapfsäulen 26 aufweisen. Die Kraftstoffzapfsäulen 26 können beispiels weise Zapfsäulen des Typs ECLIPSE^® oder ENCORE^® sein, die von Gilbarco Inc., Greensboro, North Carolina vertrieben werden. Die Kraftstoffzapfsäulen 26 kommunizieren über die interne Kommunikationsverbindung 25 elektronisch mit der Betriebssteuerung 18.
Die Tankumgebung 10 weist außerdem einen oder mehrere unterirdische Speicherbehälter (UST) 30A, 308 auf, die dazu geeignet sind, Kraftstoff 32A, 328 zu speichern. Ein unterirdischer Speicherbehälter 30A kann beispielsweise Kraftstoff 32A mit hoher Oktanzahl speichern, während der andere unterirdische Speicherbehälter 30B Kraftstoff 328 mit niedriger Oktanzahl speichern kann. Die unterirdischen Speicherbehälter 30A, 308 können doppelwandige Behälter sein. Jeder der unterirdischen Speicherbehälter 30A, 308 kann einen darin angeordneten Flüssigkeitspegelsensor oder einen anderen Sensor (nicht dargestellt) aufweisen. Die Sensoren können Information an einen ihnen zugeordneten Tankmonitor (TM) übertragen. Der Tankmonitor 34 kann über die interne Kommunikationsverbindung 25 nach Bedarf oder auf Wunsch entweder über die Betriebssteuerung 18 oder direkt mit den Kraftstoffzapfsäulen 26 kommunizieren, um abgegebene Mengen des Kraftstoffs 32 zu bestimmen und die abgegebene Menge des Kraftstoffs 32 mit aktuellen Füllständen des Kraftstoffs 32 in den unterirdischen Speicherbehältern 30 zu vergleichen, um zu bestimmen, ob in den unterirdischen Speicherbehältern 30 Leckverluste auftreten. Obwohl dies in 1 nicht dargestellt ist, kann der Tankmonitor 34 auch im Zentralgebäude 12 und in der Nähe der Betriebssteuerung 18 angeordnet sein. Kraftstoff 32 strömt von den unterirdischen Speicherbehältern 30 über ein unterirdisches Kraftstoffzufuhrsystem, das ein Hauptkraftstoffleitung, -rohrleitung oder -rohr 38A, 38B und eine Zweig-Kraftstoffleitung, -rohrleitung oder -rohr 40A, 40B aufweist, zu den Kraftstoffzapfsäulen 26. Die Zweig-Kraftstoffleitung 40 ermöglicht, dass Kraftstoff 32 von der Hauptkraftstoffleitung 38 über andere (in 4 dargestellte) Strömungskomponenten zu einem in jeder Kraftstoffzapfsäule 26 angeordneten Zähler 28 strömt. Ein exemplarisches unterirdisches Kraftstoffzufuhrsystem ist im US-Patent Nr. 6435204 mit dem Titel ”FUEL DISPENSING SYSTEM” beschrieben, auf das hierin in seiner Gesamtheit durch Verweis Bezug genommen wird.
Der Tankmonitor 34 kann mit der Betriebssteuerung 18 kommunizieren und ferner eine externe Kommunikationsverbindung 36 zum Übertragen von Leckerfassungsinformation, Inventarinformation, usw. aufweisen. Ähnlich wie die externe Kommunikationsverbindung 22 kann die externe Kommunikationsverbindung 36 über das Festnetz (PSTN) und/oder das Internet, eine andere Kommunikationsleitung, usw. geführt werden. Wenn die externe Kommunikationsverbindung 22 vorhanden ist, muss die externe Kommunikationsverbindung 36 nicht unbedingt vorhanden sein, und umgekehrt, obgleich nach Bedarf oder auf Wunsch beide Verbindungen vorhanden sein können. Hierin stellen der Tankmonitor 34 und die Betriebssteuerung 18 in dem Sinne Betriebskommunikationseinrichtungen dar, dass sie eine externe Kommunikation ermöglichen und Betriebsdaten an eine entfernte Stelle übertragen.
Für weitergehende Information darüber, wie Elemente der Tankumgebung 10 Wechselwirken können, wird auf das US-Patent 5956259 mit dem Titel ”INTELLIGENT FUELLING” verwiesen, auf das hierin in seiner Gesamtheit Bezug genommen wird. Informationen über Kraftstoffzapfsäulen können in den gemeinsamen US-Patenten Nr. 5734851 mit dem Titel ”MULTIMEDIA VIDEO/GRAPHICS IN FUEL DISPENSERS” und 6052629 mit dem Titel ”INTERNET CAPABLE BROWSER DISPENSER ARCHITECTURE” gefunden werden, auf die hierin in ihrer Gesamtheit durch Verweis Bezug genommen wird. Ein exemplarischer Tankmonitor 34 ist ein Tankmonitor des Typs TLS-350R, der von Veeder-Root Company, Simsbury, Connecticut hergestellt und vertrieben wird.
2 zeigt die Vorderseite einer herkömmlichen Kraftstoffzapfsäule 26. Die Kraftstoffzapfsäule 26 weist ein Gehäuse 42 auf und kann ein Werbedisplay 48 in der Nähe der Oberseite des Gehäuses 42 und ein Videodisplay 50 in Augenhöhe aufweisen. Das Videodisplay 50 kann ein Display des Typs Infoscreen^® sein, das von Gilbarco Inc. hergestellt und vertrieben wird. Dem Videodisplay 50 können Zusatzinformationsdisplays zugeordnet sein, die mit einem aktuellen Tankvorgang in Beziehung stehen und ein Volumendisplay 52 zum Anzeigen des abgegebenen Kraftstoffvolumens und ein Preisdisplay 54 zum Anzeigen des Preises des abgegebenen Kraftstoffs aufweisen. Die Displays 48, 50, 52 und 54 können in der Lage sein, nach Bedarf oder auf Wunsch Streaming-Videos darzustellen, und können Flüssigkristalldisplays (LCDs) sein. Die Zweig-Kraftstoffleitung 40 tritt über den Boden der Kraftstoffzapfsäule 26 in die Kraftstoffzapfsäule 26 ein. Der Zähler 28 und andere Strömungskomponenten (nicht dargestellt) sind im Gehäuse 42 der Kraftstoffzapfsäule 26 montiert. Der Kraftstoff 32 wird schließlich über einen Schlauch 44 und eine Zapfpistole 46 einem Kraftstofftank eines Fahrzeugs (nicht dargestellt) zugeführt.
In den meisten Kraftstoffzapfsäulen 26 wird eine dem unterirdischen Speicherbehälter (UST) zugeordnete Tauch-Turbinenpumpe (STP) (nicht dargestellt) zum Pumpen von Kraftstoff zur Kraftstoffzapfsäule 26 verwendet. Einige Kraftstoffzapfsäulen 26 können autark oder eigenständig sein, d. h., dass Kraftstoff durch eine Pumpe, die durch einen im Gehäuse 42 angeordneten Motor gesteuert wird, zur Kraftstoffzapfsäule 26 gefördert wird (wobei weder die Pumpe noch der Motor dargestellt ist). Der Zähler 28 und andere Kraftstoffströmungskomponenten der Kraftstoffzapfsäule 26 sind in einem anderen Raum angeordnet als die elektronischen Komponenten und durch eine Dampfsperre (nicht dargestellt) davon getrennt, wie bekannt und im US-Patent Nr. 5717564 mit dem Titel ”FUEL PUMP WIRING” beschrieben ist, auf das hierin in seiner Gesamtheit durch Verweis Bezug genommen wird. Daher erstreckt sich der Kraftstoffströmungspfad von den unterirdischen Speicherbehältern 30 zur Zapfpistole 46, wo er in den Kraftstofftank eines Fahrzeugs abgegeben wird.
3 zeigt einen bestimmten Typ eines erfindungsgemäß verwendbaren herkömmlichen Zählers 28. Dieser Zähler 28 ist ein Turbinen-Durchflussmesser 28. Ein Beispiel eines Turbinen-Durchflussmessers 28 ist im US-Patent Nr. 5689071 mit dem Titel ”WIDE RANGE HIGH ACCURACY FLOW METER” beschrieben, auf das vorstehend im Abschnitt ”Hintergrund der Erfindung” Bezug genommen wurde. Der Turbinen-Durchflussmesser 28 besteht aus einem Zählergehäuse 55, das typischerweise aus einem hochgradig permeablen Material (Material mit hoher Permeabilität) hergestellt ist, wie beispielsweise Monel, einer Nickel-Kupfer-Legierung, rostfreiem Stahl oder unmagnetischem rostfreien Stahl der Serie 300. Das Zählergehäuse 55 bildet einen zylindrischen Hohlraum, der einen Einlass und einen Auslass für durch den Turbinen-Durchflussmesser 28 strömenden Kraftstoff 32 bildet. Im Zählergehäuse 55 befindet sich eine Welle 56 zum Tragen eines oder mehrerer Turbinenrotoren 58, 60. Im vorliegenden Beispiel sind zwar zwei Turbinenrotoren dargestellt: ein erster Turbinenrotor 58 und ein zweiter Turbinenrotor 60, es kann aber auch genauso gut nur ein Turbinenrotor 58 verwendet werden.
Die Turbinenrotoren 58, 60 drehen sich in einer sich senkrecht zur Achse der Welle 56 erstreckenden Achse. Die Turbinenrotoren 58, 60 weisen einen oder mehrere auch als Blätter bekannte Flügel 62 auf. Wenn Kraftstoff den Einlass des Turbinen-Durchflussmessers 28 durchströmt und die Flügel 62 der Turbinenrotoren 58, 60 passiert, drehen sich die Turbinenrotoren 58, 60 und die Flügel 62 mit einer Geschwindigkeit, die der Durchflussmenge des den Turbinen-Durchflussmesser 28 durchströmenden Kraftstoffs 32 proportional ist. Das Verhältnis zwischen der Drehgeschwindigkeit des ersten Turbinenrotors 58 und derjenigen des zweiten Turbinenrotors 60 wird durch Zählen der die Abnahmespulen 64, 65 passierenden Flügel 62 bestimmt. Die Drehgeschwindigkeit der Turbinenrotoren 58, 60 kann zum Bestimmen der Durchflussmenge des den Turbinen-Durchflussmesser 28 durchlaufenden Kraftstoffs 32 verwendet werden, wie im vorstehend erwähnten US-Patent Nr. 5689071 beschrieben ist.
Im vorliegenden Beispiel sind zwei Abnahmespulen vorgesehen – eine in der Nähe des ersten Turbinenrotors 58 angeordnete erste Abnahmespule 64 und eine in der Nähe des zweiten Turbinenrotors 60 angeordnete zweite Abnahmespule 65. Der Turbinen-Durchflussmesser 28 kann auch nur einen Turbinenrotor 58 zum Mes sen der Durchflussmenge aufweisen. Außerdem kann das Zählergehäuse 55 aus zwei Materialien mit verschiedenen Permeabilitäten bestehen, wie beispielsweise im US-Patent Nr. 6854342 mit dem Titel ”INCREASED SENSITIVITY FOR TURBINE FLOW METER” beschrieben ist, auf das hierin in seiner Gesamtheit durch Verweis Bezug genommen wird.
Die Abnahmespulen 64, 65 erzeugen ein Magnetsignal, das das permeable Zählergehäuse durchdringt und die Flügel 62 erreicht. Wenn die Turbinenrotoren 58, 60 sich drehen, überlagern die Flügel 62 ein Zählersignal 66 in der Form eines Impulsgebersignals auf dem durch die Abnahmespulen 64, 65 erzeugten Magnetsignal. Das Zählersignal 66 wird durch ein Steuersystem 68 analysiert, um die Geschwindigkeit der Flügel 62 zu bestimmen, die dann zum Berechnen der Durchflussmenge und/oder des Volumens des den Turbinen-Durchflussmesser 28 durchströmenden Kraftstoffs 32 verwendet werden kann.
Durch Druckschockwellen oder -pulse erzeugte Strömungsstörungen können eine unstetige Strömung oder eine instationäre Strömung verursachen, die dazu führt, dass die Kraftstoffdurchflussmenge sich schneller oder langsamer ändert als die Drehbewegung der Turbinenrotoren 58, 60. Aufgrund der Änderung der Kraftstoffdurchflussmenge entspricht die Kraftstoffdurchflussmenge möglicherweise nicht den Kalibrierungsbedingungen für einen stabilen Zustand des Zählers. In diesem Fall drehen sich die Turbinenrotoren 58, 60 weiter, und die Flügel 62 überlagern weiterhin ein Signal auf die Abnahmespulen 64, 65, wodurch Zählersignale 66 so erzeugt werden, als ob der stabile Zustand vorliegen würde. Diese Zählersignale 66 werden an das Steuersystem 68 übertragen. Das Steuersystem 68 wird die Zählersignale 66 verwenden und die Durchflussmenge und/oder das Volumen des Kraftstoffs 32 fehlerhaft bestimmen, weil der Kraftstoff 32 den Turbinen-Durchflussmesser 28 nicht im stabilen Zustand durchströmt hat. Daher muss das Steuersystem 68 eine Einrichtung aufweisen, die eine instabile Strömung oder eine instationäre Strömung des Kraftstoffs 32 am Turbinen-Durchflussmesser 28 während einer Zeitdauer bestimmt, die unabhängig vom Zählersignal 66 oder Strömungsschaltersignal ist, insofern ein Strömungsschalter (in 3 nicht dargestellt) vorhanden ist.
4 zeigt ein schematisches Diagramm zum Darstellen eines Kraftstoffströmungspfades und von Kraftstoffströmungskomponenten gemäß einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kraftstoffzapfsäule 26. Obwohl dies in 4 nicht spezifisch dargestellt ist, sind die dargestellten Strömungskomponenten interne Komponenten der Kraftstoffzapfsäule oder erstrecken sich von dieser. Außerdem ist ein doppelter Satz von mehreren der Komponenten dargestellt (A, B), um getrennte Kraftstoffströmungspfade für Kraftstoff 32A mit hoher Oktanzahl und Kraftstoff 32B mit niedriger Oktanzahl darzustellen. Die Strömungskomponenten für die Kraftstoffe der beiden Oktanzahlen sind die gleichen, so dass die Diskussion dieser Strömungskomponenten für beide Kraftstoffarten zutrifft und nicht zwischen den Kraftstoffen der beiden Oktanzahlen unterschieden wird.
Der Kraftstoff 32 kann vom unterirdischen Speicherbehälter (UST) 30 (nicht dargestellt) über die Hauptkraftstoffleitung 38 (nicht dargestellt) und die Zweig-Kraftstoffleitung 40 zur Kraftstoffzapfsäule 26 strömen. Die Hauptkraftstoffleitung 38 und die Zweig-Kraftstoffleitung 40 können doppelwandige Rohrleitungen sein. Die Zweig-Kraftstoffleitung 40 kann sich über ein Scherventil 70 in das Gehäuse 42 (nicht dargestellt) der Kraftstoffzapfsäule 26 erstrecken. Das Scherventil 70 ist derart konstruiert, dass der Kraftstoffstrom durch die Zweig-Kraftstoffleitung 40 unterbrochen wird, wenn ein Aufprall gegen die Kraftstoffzapfsäule 26 stattfindet, wie in der Industrie allgemein bekannt ist. Ein Scherventil 70 ist im US-Patent Nr. 6575206 mit dem Titel ”FLOW DISPENSER HAVING AN INTERNAL CATASTROPHIC PROTECTION SYSTEM” dargestellt, auf das hierin in seiner Gesamtheit Bezug genommen wird.
Der Kraftstoff 32 kann vom Scherventil 70 über ein Einlassrohr 72 zu einem Durchflussregelventil 74 strömen. Das Steuersystem 68 (nicht dargestellt) steuert das Durchflussregelventil 74 an, um es zu öffnen und zu schließen, wenn eine Kraftstoffabgabe erwünscht bzw. nicht erwünscht ist. Das Durchflussregelventil 74 kann ein proportional gesteuertes Solenoidventil sein, wie beispielsweise im US-Patent Nr. 5954080 mit dem Titel ”GATED PROPORTIONAL FLOW CONTROL VALVE WITH LOW FLOW CONTROL” beschrieben ist, auf das hierin in seiner Gesamtheit durch Verweis Bezug genommen wird. Wenn das Steuersystem 68 das Durchflussregelventil 74 ansteuert, um es zu öffnen und zu ermöglichen, dass Kraftstoff 32 abgegeben wird, tritt der Kraftstoff 32 in das Durchflussregelventil 74 ein und in eine Kraftstoffzufuhrleitung 76 aus. Die Kraftstoffzufuhrleitung 76 verbindet das Durchflussregelventil 74 mit dem Zähler 28.
Der Kraftstoff 32 strömt durch die Kraftstoffzufuhrleitung 76 und durch den Zähler 28. Der Zähler 28 misst die Volumendurchflussmenge des Kraftstoffs 32, wie vorstehend unter Bezug auf 3 diskutiert wurde. Nachdem der Kraftstoff 32 den Zähler 28 durchlaufen hat, durchläuft der Kraftstoff ein Absperrventil 78. Alternativ kann der Kraftstoff an Stelle eines Absperrventils 78 einen Strömungsschalter 78 durchlaufen. Nachdem der Kraftstoff 32 das Absperrventil bzw. den Strömungsschalter 78 durchlaufen hat, strömt er durch eine Leitung 80 für abgemessenen Kraftstoff zu einem Auslassrohr 82. Der Kraftstoff 32A mit hoher Oktanzahl und der Kraftstoff 32B mit niedriger Oktanzahl können im Auslassrohr 82 gemischt werden, um Kraftstoffe 32 mit anderen Oktanzahlen zu erzeugen. Der Kraftstoff 32 verlässt das Auslassrohr 82 und wird dem Schlauch 44 und der Zapfpistole 46 zugeführt, um schließlich in den Kraftstofftank eines Fahrzeugs (nicht dargestellt) abgegeben zu werden.
In 4 sind Drucksensoren 84, 86, 88 dargestellt, die gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung an verschiedenen Stellen des Kraftstoffstromungspfades angeordnet sein können. Ein Einlassrohrdrucksensor 84 kann im Einlassrohr 72 angeordnet sein. Ein Kraftstoffzufuhrleitungsdrucksensor 86 kann in der Kraftstoffzufuhrleitung 76 angeordnet sein. Ein Drucksensor 88 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff kann in der Leitung 80 für abgemessenen Kraftstoff angeordnet sein. Der Einlassrohrdrucksensor 84, der Kraftstoffzufuhrleitungsdrucksensor 86 und der Drucksensor 88 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff erfassen den Druck an den jeweiligen Stellen des Kraftstoffströmungspfades, an denen sie angeordnet sind.
5 zeigt ein Blockdiagramm der vorliegenden Erfindung und der in 4 dargestellten Komponenten. Das Steuersystem 68 kann ein Mikrocontroller, ein Mikroprozessor oder eine andere Elektronik mit einem zugeordneten Speicher und darauf laufenden Softwareprogrammen sein, wie auf dem Fachgebiet bekannt ist. Das Steuersystem 68 steuert das Durchflussregelventil 74 über eine Ventilkommunikationsleitung 90 an, um es zu öffnen und zu schließen, wenn eine Kraftstoffabgabe erwünscht bzw. nicht erwünscht ist. Wenn das Steuersystem 68 das Durchflussregelventil 74 ansteuert, um es zu öffnen und zu ermöglichen, dass Kraftstoff abgegeben wird, tritt der Kraftstoff vom Einlassrohr 72 in das Durchflussregelventil 74 ein und tritt davon in die Kraftstoffzufuhrleitung 76 und zum Zähler 28 aus.
Die Kraftstoffdurchflussmenge wird durch den Zähler 28 gemessen, und der Zähler 28 überträgt die Kraftstoffdurchflussmenge mittel eines Zählersignals 66 zum Steuersystem 68. Auf diese Weise verwendet das Steuersystem 68 das Zählersignal 66 zum Bestimmen des durch die Kraftstoffzapfsäule strömenden und einem Fahrzeug zugeführten Kraftstoffs. Das Steuersystem 68 aktualisiert das abgegebene Gesamtvolumen auf dem Volumendisplay 52 über die Volumendisplaykommunikationsleitung 94 und den Preis des abgegebenen Kraftstoffvolumens auf dem Preisdisplay 54 über eine Preisdisplaykommunikationsleitung 96.
Ein Strömungsschalter 78, falls vorhanden, zeigt dem Steuersystem 68 durch ein Signal 92 an, wenn Kraftstoff durch der Zähler 28 strömt, wenn die Turbinenrotoren 58, 60 sich weiterdrehen, nachdem der Tankvorgang abgebrochen wurde. Alternativ kann der Strömungsschalter 78 nicht vorhanden sein, und die Kraftstoffzapfsäule 26 kann nur ein Absperrventil 78 aufweisen. Kraftstoff tritt vom Strömungsschalter/Absperrventil 78 zur Leitung 80 für abgemessenen Kraftstoff aus und strömt zum Auslassrohr 82 (nicht dargestellt) und dann zum Schlauch 44 und zur Zapfpistole 46. 5 zeigt, dass die Abnahmespulen 64, 65 das Zählersignal 66 für das Steuersystem 68 erzeugen. Die Abnahmespulen 64, 65 können im Zähler 28 oder extern vom Zähler 28 angeordnet sein.
Obwohl das Steuersystem 68 den Öffnungs- und Schließvorgang des Durchflussregelventils 74 steuert, um eine Kraftstoffströmung zu ermöglichen oder zu unterbrechen, kann das Steuersystem 68 nicht sicherstellen, dass Kraftstoff durch die Kraftstoffzapfsäule strömt, nur weil das Steuersystem 68 das Durchflussregelventil 74 angesteuert hat, um es zu öffnen. Wenn ein Zapfpistolenschaltvorgang, d. h. ein schnelles Schließen und Öffnen der Zapfpistole, oder ein anderer instabiler Zustand in der Tankumgebung 10 auftritt, wird eine Druckschockwelle erzeugt, durch die Strömungsstörungen am Zähler 28 verursacht werden, die zu einer fehlerhaften Durchflussanzeige führen. Wenn ein Strömungsschalter 78 vorhanden ist, veranlassen die Druckschockwellen, dass der Strömungsschalter prellt, wodurch ebenfalls eine fehlerhafte Durchflussanzeige an das Steuersystem 68 übertragen wird. Außerdem kann eine Rückwärtsströmung des Kraftstoffs 32 auftreten. Auch hinsichtlich der durch die Druckschockwelle verursachten Strömungsstörungen kann das Steuersystem 68 weiterhin die Zählersignale 66 von den Abnahmespulen 64, 65 des Zählers 28 empfangen und damit fortfahren, den Kraftstoffdurchfluss so zu registrieren, als ob ein stabiler Zustand vorhanden wäre, so dass die Strömungsstörungen nicht berücksichtigt werden.
Im Kraftstoffströmungspfad angeordnete Drucksensoren erfassen Druckschockwellen, die Strömungsstörungen verursachen. Die Druckschockwellen zeigen sich in der Form von Druckspitzen. Die Drucksensoren sind mit dem Steuersystem 68 verbunden und erfassen den Druck im Kraftstoffströmungspfad. Die Drucksensoren übertragen Drucksignale an das Steuersystem 68, einschließlich Drucksignale, die Druckspitzen anzeigen. In 5 sind drei Drucksensoren dargestellt. Der Einlassrohrdrucksensor 84 ist im Einlassrohr 72 angeordnet und erfasst den Druck im Einlassrohr. Der Kraftstoffzufuhrleitungssensor 86 ist in der Kraftstoffzufuhrlei tung 76 angeordnet und erfasst den Druck in der Kraftstoffzufuhrleitung. Der Drucksensor 88 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff ist in der Leitung 80 für abgemessenen Kraftstoff angeordnet und erfasst den Druck in der Leitung für abgemessenen Kraftstoff. Der Einlassrohrdrucksensor 84 überträgt ein Einlassrohrdrucksignal 98 an das Steuersystem 68. Der Kraftstoffzufuhrleitungssensor 86 überträgt ein Kraftstoffzufuhrleitungsdrucksignal 100 an das Steuersystem 68. Der Drucksensor 88 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff überträgt ein Drucksignal 102 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff an das Steuersystem 68. Das Steuersystem 68 kann die Kraftstoffdurchflussmenge und das abgegebene Kraftstoffvolumen in Antwort auf die Drucksignale 98, 100 und 102 korrigieren.
Die 6A und 6B zeigen ein Ablaufdiagramm zum Beschreiben der Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung, wobei das Steuersystem 68 die Drucksignale 98, 100 und 102 von den Drucksensoren 84, 86 und 88 verwendet, um den Zapfpistolenschaltvorgang zu korrigieren und das durch den Zähler 28 strömende Kraftstoffvolumen präzise zu bestimmen. Die Verarbeitung beginnt (Block 200), und der Kunde leitet einen Tankvorgang an der Kraftstoffzapfsäule 28 ein (Block 202). In einigen Ausführungsformen ist der Einlassrohrdrucksensor 84 vorhanden und erfasst den Druck im Einlassrohr 72 (Block 204) und überträgt das Einlassrohrdrucksignal 98 an das Steuersystem 68 (Block 206). Das Steuersystem 68 steuert das Durchflussregelventil 74 an, um es zu öffnen (Block 208). Das Durchflussregelventil 74 öffnet, und Kraftstoff strömt durch das Durchflussregelventil 74 (Block 210).
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist der Kraftstoffzufuhrleitungsdrucksensor 86 vorhanden und erfasst den Druck in der Kraftstoffzufuhrleitung 76, wenn der Kraftstoff vom Durchflussregelventil 74 zufließt (Block 212). Der Kraftstoffzufuhrleitungsdrucksensor 86 überträgt den Kraftstoffzufuhrleitungsdruck 100 an das Steuersystem 68 (Block 214). Der Kraftstoff 32 strömt durch die Kraftstoffzufuhrleitung 76 und durch den Zähler 28 (Block 216). Wenn der Kraftstoff 32 durch der Zähler 28 strömt, dreht der Kraftstoff 32 die Turbinenrotoren 58, 60, wodurch Zählersignale 66 erzeugt werden. Die Zählersignale 66 werden an das Steuersystem 68 übertragen (Block 218). Der Kraftstoff 32 strömt vom Zähler 28 durch den Strömungsschalter bzw. das Absperrventil 78 und die Leitung 80 für abgemessenen Kraftstoff (Block 220). Wenn ein Strömungsschalter 78 vorhanden ist, erfasst der Strömungsschalter den Durchfluss bzw. die Strömung des Kraftstoffs 32 und überträgt ein Signal 92 an das Steuersystem 68 (Block 222). Der Strömungsschalter 78 muss nicht unbedingt vorhanden sein, weil die Drucksensoren 84, 86, 88 ausreichende Anzeigeinformation über den Durchfluss des Kraftstoffs 32 an das Steuersystem 68 übertragen können. Der Drucksensor 88 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff erfasst den Druck in der Leitung 80 für abgemessenen Kraftstoff (Block 224) und überträgt das Drucksignal 102 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff an das Steuersystem 68 (Block 226).
Das Steuersystem 68 wandelt die Zählersignale 66 in eine Kraftstoffdurchflussmenge und ein Kraftstoffvolumen um. Das Steuersystem 68 korrigiert die Kraftstoffdurchflussmenge und das Kraftstoffvolumen basierend auf dem Drucksignal 102 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff und in einigen Ausführungsformen auch basierend auf dem Kraftstoffzufuhrleitungsdrucksignal 100 und dem Einlassrohrdrucksignal 98 (Block 228). Das Steuersystem 68 zeigt dann das abgegebene Kraftstoffvolumen auf dem Volumendisplay 52 und den Preis für den abgegebenen Kraftstoff 32 auf dem Preisdisplay 54 an (Block 230).
7 zeigt eine grafische Darstellung 103 des Drucks in Pfund pro Quadratzoll (PSI) [104] über die Zeit in Sekunden [106] des Einlassrohrdrucksignals 98, des Kraftstoffzufuhrleitungssignals 100 und des Drucksignals 102 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff der Kraftstoffzapfsäule 26 in Antwort auf Betätigungen der Zapfpistole 46 an der Kraftstoffzapfsäule 26. Die grafische Darstellung 103 zeigt einen offenen Zustand [108] der Zapfpistole 46, der bis zu einer Zeit von etwas über 10 Sekunden anhält, woraufhin der Kunde an der Kraftstoffzapfsäule 26 einen Zapfpistolenschaltvorgang 110 ausführt, der auch als lokaler Zapfpistolenschaltvorgang bezeichnet wird, und zeigt, dass die Zapfpistole 46 kurz vor dem Ablauf von 30 Sekunden geschlossen wird, wenn der Kunde den Tankvorgang beendet hat.
Die grafische Darstellung 103 von 7 zeigt das Einlassrohrdrucksignal 98, das relativ konstant ist und den Druck von den unterirdischen Speicherbehältern 30 in der Tankumgebung 10 widerspiegelt. Das Kraftstoffzufuhrleitungsdrucksignal 100 und das Drucksignal 102 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff erreichen einen Pegel [114], der anzeigt, dass der Kraftstoff 32 normal durch die Kraftstoffzapfsäule 26 strömt und der Tankvorgang fortschreitet. Die Differenz zwischen dem Einlassrohrdrucksignal 98 von ungefähr 30 PSI und dem Drucksignal 102 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff von ungefähr 25 PSI zeigt an, dass der Kraftstoff 32 vom Einlassrohr 72 normal durch der Zähler 28 strömt.
Zum Zeitpunkt des Zapfpistolenschaltvorgangs 110 tritt eine Druckspitze [116] auf. Das Drucksignal 102 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff steigt rasch auf einen Wert von etwa 65 PSI oder etwa auf das 2,5-fache des normalen Kraftstoffströmungsdrucks von 25 PSI an [116a] und fällt dann rasch auf etwa 12 PSI oder das 0,5-fache des normalen Kraftstoffströmungsdrucks von 25 PSI ab [116b]. Der rasche Anstieg und Abfall des Drucksignals 102 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff zeigt an, dass als Ergebnis des Zapfpistolenschaltvorgangs 110 eine Strömungsstörung in der Leitung für abgemessenen Kraftstoff aufgetreten ist.
Wie in 7 dargestellt ist, beginnt das Drucksignal 102 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff, sich wieder auf einen normalen Pegel [116b] einzupendeln und erreicht diesen Pegel etwa 1,0 Sekunden nach Beginn des Zapfpistolenschaltvorgangs [110]. Das Kraftstoffzufuhrleitungsdrucksignal 110 pendelt sich ebenfalls wieder auf einen normalen Pegel 118 ein.
Wenn die Zapfpistole 46 geschlossen wird [112], tritt eine andere Druckspitze [120] auf. Das Drucksignal 102 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff steigt rasch auf einen Wert von etwa 65 PSI an [120a], fällt jedoch rasch auf 30 PSI [120b] oder den gleichen Druckwert zurück wie das Einlassrohrdrucksignal 98. Weil nun keine Differenz zwischen dem Einlassrohrdrucksignal 98 und dem Drucksignal 102 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff mehr vorhanden ist, ist keine Strömung des Kraftstoffs 32 vorhanden, wodurch angezeigt wird, dass die Zapfpistole 46 geschlossen ist [112].
8 zeigt ein Ablaufdiagramm der Arbeitsweise des Steuersystems 68 der Kraftstoffzapfsäule 26 zum Korrigieren der Kraftstoffdurchflussmenge und des abgegebenen Kraftstoffvolumens basierend auf einem lokalen Zapfpistolenschaltvorgang an der Kraftstoffzapfsäule 26. Die Verarbeitung startet, wenn im Druck in der Leitung 80 für abgemessenen Kraftstoff eine Druckspitze auftritt (Block 300). Der Drucksensor 88 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff erfasst die Druckspitze in der Leitung 80 für abgemessenen Kraftstoff (Block 302) und überträgt in Antwort auf die Druckspitze ein Drucksignal 102 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff an das Steuersystem 68 (Block 304).
Das Steuersystem 68 bestimmt basierend auf dem Drucksignal 102 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff, dass ein Zapfpistolenschaltvorgang aufgetreten ist (Block 306). Die aufgrund des Zapfpistolenschaltvorgangs erzeugte Druckspitze erzeugt eine Strömungsstörung am Zähler 28 (Block 308). Das Steuersystem nimmt eine Korrektur für die Strömungsstörung am Zähler 26 vor, indem Zählersignale 66, die zum Zeitpunkt der Druckspitze auftreten, und für eine darauf folgende vorgegebene Zeitdauer ausgeklammert werden (Block 310). Das Steuersystem 68 kann Zählersignale 66 ausklammern, indem einfach die Zählersignale 66 für die vorgegebene Zeitdauer ignoriert und daher die ignorierten Zählersignale 66 nicht in abgegebenes Kraftstoffvolumen umgewandelt werden. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer kann das Steuersystem 68 damit fortfahren, die Zählersignale 66 in abgegebenes Kraftstoffvolumen umzuwandeln. Alternativ kann das Steuersystem 68 einen mathematischen Faktor auf den Umwandlungsprozess anwenden, um die Strömungsstörung zu berücksichtigen.
9 zeigt eine andere grafische Darstellung 124 des Drucks in Pfund pro Quadratzoll (PSI) [104] über die Zeit in Sekunden [106] des Einlassrohrdrucksignals 98, des Kraftstoffzufuhrleitungssignals 100 und des Drucksignals 102 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff der Kraftstoffzapfsäule 26. In 9 zeigt, ähnlich wie in 7, das Einlassrohrdrucksignal 98 einen Druck von etwa 30 PSI an, und das Kraftstoffzufuhrleitungsdrucksignals 100 und das Drucksignal 102 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff erreichen einen Wert von etwa 25 PSI [114], wodurch eine normale Kraftstoffströmung angezeigt wird. Außerdem zeigt das Drucksignal 102 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff in 7 zum Schließzeitpunkt [112] der Zapfpistole einen raschen Anstieg [120].
Anders als im grafischen Diagramm 103 von 7 zeigt 9 jedoch, dass sowohl das Einlassrohrdrucksignal 98 als auch das Drucksignal 102 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff eine Druckspitze 126 zeigen. Das Einlassrohrdrucksignal 98 steigt rasch auf etwa 66 PSI an [126a], während das Drucksignal 102 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff rasch auf etwa 50 PSI ansteigt [126b]. Sowohl das Einlassrohrdrucksignal 98 als auch das Drucksignal 102 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff kehren innerhalb von etwa 0,25 Sekunden auf normale Kraftstoffströmungsdruckwerte zurück [126c]. Die Druckspitze [126] tritt ohne jegliche Betätigung der Zapfpistole 46 auf. Daher wurde die Druckspitze [126] durch eine Druckstörung aufgrund eines instabilen Zustands verursacht, der irgendwo in der Tankumgebung 10 auftritt und nicht mit einer Betätigung durch den Kunden an der Kraftstoffzapfsäule 26 in Beziehung steht. Die Druckspitze [126] wurde durch eine Zapfpistolenschaltvorgang an einer anderen Kraftstoffzapfsäule verursacht, der auch als entfernter Zapfpistolenschaltvorgang bezeichnet wird.
Wenn der Tankvorgang abgeschlossen ist und die Zapfpistole 46 geschlossen wird [112], reagiert das Drucksignal 102 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff auf ähnliche Weise wie in 7. D. h., das Drucksignal 102 der Leitung für ab gemessenen Kraftstoff steigt rasch an, fällt jedoch rasch auf den gleichen Druck zurück wie das Einlassrohrdrucksignal 98. Weil nun keine Differenz zwischen dem Einlassrohrdrucksignal 98 und dem Drucksignal 102 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff auftritt, tritt auch keine Strömung des Kraftstoffs 32 auf, wodurch angezeigt wird, dass die Zapfpistole 46 geschlossen ist.
10 zeigt ein Ablaufdiagramm der Arbeitsweise des Steuersystems 68 der Kraftstoffzapfsäule 26 zum Korrigieren der Kraftstoffdurchflussmenge und des abgegebenen Kraftstoffvolumens basierend auf einem lokalen Zapfpistolenschaltvorgang an der Kraftstoffzapfsäule 26 und einem entfernten Zapfpistolenschaltvorgang an einer anderen Stelle in der Tankumgebung 10. Die Verarbeitung startet, wenn im Druck in der Leitung 80 für abgemessenen Kraftstoff eine Druckspitze auftritt (Block 400). Der Drucksensor 88 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff erfasst die Druckspitze in der Leitung 80 für abgemessenen Kraftstoff (Block 402) und überträgt in Antwort auf die Druckspitze ein Drucksignal 102 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff an das Steuersystem 68 (Block 404).
Das Steuersystem 68 bestimmt basierend auf dem Drucksignal 102 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff, dass ein Zapfpistolenschaltvorgang stattgefunden hat (Block 406). Das Steuersystem 68 analysiert den Zustand des Einlassrohrdrucksensors 84 (Block 408). Das Steuersystem 68 bestimmt, ob es ein Einlassrohrdrucksignal 98 empfangen hat, das eine Druckspitze im Einlassrohr 72 anzeigt (Block 410).
Wenn das Steuersystem 68 bestimmt, dass es kein Einlassrohrdrucksignal 98 empfangen hat, das eine Druckspitze im Einlassrohr 72 anzeigt, bestimmt das Steuersystem 68, dass ein lokaler Zapfpistolenschaltvorgang an der Kraftstoffzapfsäule 26 stattgefunden hat (Block 412), der eine Strömungsstörung am Zähler 28 verursacht hat (Block 414). Das Steuersystem 68 nimmt eine Korrektur für die aufgrund des lokalen Zapfpistolenschaltvorgangs verursachte Strömungsstörung am Zähler 28 vor, indem die zum Zeitpunkt der Druckspitze und für eine vorgege bene Zeitdauer danach auftretenden Zählersignale 66 ausgeklammert und ignoriert werden (Block 416).
Wenn das Steuersystem 68 bestimmt, dass es ein Einlassrohrdrucksignal 98 empfangen hat, das eine Druckspitze im Einlassrohr 72 anzeigt, bestimmt das Steuersystem 68, dass irgendwo in der Tankumgebung 10 ein entfernter Zapfpistolenschaltvorgang stattgefunden hat (Block 418), der eine Strömungsstörung am Zähler 28 erzeugt hat (Block 420). Das Steuersystem 68 nimmt eine Korrektur für die aufgrund des entfernten Zapfpistolenschaltvorgangs verursachte Strömungsstörung am Zähler 28 vor, indem die zum Zeitpunkt der Druckspitze und für eine vorgegebene Zeitdauer danach auftretenden Zählersignale 66 ausgeklammert und ignoriert werden (Block 422).
Die vorgegebene Zeitdauer zum Ausklammern der Zählersignale 66 aufgrund eines lokalen Zapfpistolenschaltvorgangs muss nicht die gleiche sein wie die vorgegebene Zeitdauer zum Ausklammern der Zählersignale 66 aufgrund eines entfernten Zapfpistolenschaltvorgangs, sondern ist vorzugsweise davon verschieden. Das Steuersystem 68 kann die Zählersignale 66 einfach dadurch ausklammern, dass die Zählersignale 66 für die vorgegebene Zeitdauer ignoriert und daher die ignorierten Zählersignale 66 nicht in abgegebenes Kraftstoffvolumen umgewandelt werden. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer kann das Steuersystem 68 damit fortfahren, die Zählersignale 66 in abgegebenes Kraftstoffvolumen umzuwandeln. Alternativ kann das Steuersystem 68 einen mathematischen Faktor auf den Umwandlungsprozess anwenden, um die Strömungsstörung zu berücksichtigen. Der zum Ausführen einer Korrektur für einen lokalen Zapfpistolenschaltvorgang verwendete mathematische Faktor muss nicht der gleiche sein wie der zum Ausführen einer Korrektur für einen entfernten Zapfpistolenschaltvorgang verwendete mathematische Faktor.
11 zeigt ein Ablaufdiagramm der Arbeitsweise des Steuersystems 68 der Kraftstoffzapfsäule 26 zum Bestimmen einer geeigneten Strömung des Kraftstoffs 32 durch den Zähler durch Vergleichen des Drucks der Leitung für abgemessenen Kraftstoff mit dem Kraftstoffzufuhrleitungsdruck. Die Verarbeitung beginnt damit, dass das Steuersystem 68 das Drucksignal 102 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff mit dem Kraftstoffzufuhrleitungsdrucksignal 100 und dem Einlassrohrleitungsdrucksignal 98 vergleicht (Block 500).
Das Steuersystem 68 bestimmt, ob das Drucksignal 102 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff höher ist als das Kraftstoffzufuhrleitungsdrucksignal 100 oder das Einlassrohrleitungsdrucksignal 98 (Block 502). Wenn das Steuersystem 68 bestimmt, dass das Drucksignal 102 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff nicht höher ist als das Kraftstoffzufuhrleitungsdrucksignal 100, strömt Kraftstoff 32 normal durch der Zähler 28 (Block 504), und das Steuersystem 68 fährt damit fort, die Zählersignale 66 in eine Kraftstoffdurchflussmenge und ein abgegebenes Kraftstoffvolumen umzuwandeln (Block 506).
Wenn das Steuersystem 68 bestimmt, dass das Drucksignal 102 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff höher ist als das Kraftstoffzufuhrleitungsdrucksignal 100, fließt Kraftstoff 32 in die Rückwärtsrichtung (Block 508). Das Steuersystem 68 erkennt die Rückwärtsströmung des Kraftstoffs und wandelt die Zählersignale 66 nicht in eine Kraftstoffdurchflussmenge und ein abgegebenes Kraftstoffvolumen um (Block 510). Die Verarbeitung wird in einer ununterbrochenen Schleife abgearbeitet, in der das Steuersystem 68 das Drucksignal 102 der Leitung für abgemessenen Kraftstoff mit dem Kraftstoffzufuhrleitungsdrucksignal 100 und dem Einlassrohrleitungsdrucksignal 98 vergleicht (Block 500).
Obwohl die Verwendung von Drucksensoren zum Bestimmen instabiler Zustände und Ausführen einer Korrektur für instabile Zustände in einer Tankumgebung beschrieben wurde, ist für Fachleute ersichtlich, dass Drucksensoren auch zum Bestimmen des Kraftstoffdurchflusses und zum Verbessern des Zählerbetriebs in stabilen Zuständen verwendbar sind. Außerdem können die Drucksensoren an Stelle eines Strömungsschalters verwendet werden. Insbesondere kann nicht nur der durch einen Drucksensor erfasste Druckwert zum Bestimmen eines Kraftstoff durchflusses verwendet werden, sondern es kann die Differenz zwischen einem durch einen stromabwärtsseitigen Drucksensor erfassten Druck und einem durch einen stromaufwärtsseitigen Drucksensor erfassten Druck zum Bestimmen und Verbessern der Genauigkeit einer Kraftstoffdurchflussmenge und eines abgegebenen Kraftstoffvolumens verwendet werden.
Für Fachleute sind anhand der hierin beschriebenen Konzepte und des durch die beigefügten Patentansprüche definierten Schutzumfangs der Erfindung Verbesserungen und Modifikationen der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ersichtlich.

10: Tankumgebung
12: Zentralgebäude
14: Tankinseln
16: Autowaschanlage
18: Steuerung (Betriebssteuerung)
20: Speicher
22: Kommunikationsverbindung
24: Host-Verarbeitungssystem
25, 36: Kommunikationsverbindung
26: Kraftstoffzapfsäulen
28: Zähler, Turbinen-Durchflussmesser
30, 30A, 30B: Speicherbehälter
32, 32A, 32B: Kraftstoff
34: Tankmonitor
38, 38A, 38B: Hauptkraftstoffleitung, -rohrleitung oder -rohr
40, 40A, 40B: Zweig-Kraftstoffleitung, -rohrleitung oder -rohr
42: Gehäuse
44: Schlauch
46: Zapfpistole
48: Werbedisplay
50: Videodisplay
52: Volumendisplay
54: Preisdisplay
55: Zählergehäuse
56: Welle
58, 60: Turbinenrotoren
62: Flügel
64, 65: Abnahmespulen
66: Zählersignale
68: Steuersystem
70: Scherventil
72: Einlassrohr
74: Durchflussregelventil
76: Kraftstoffzufuhrleitung
78: Absperrventil, Strömungsschalter
80: Leitung
82: Auslassrohr
84: Einlassrohrdrucksensor
86: Kraftstoffzufuhrleitungsdrucksensor
88: Drucksensor der Leitung
90: Ventilkommunikationsleitung
92: Signal
94: Volumendisplaykommunikationsleitung
96: Preisdisplaykommunikationsleitung
98: Einlassrohrdrucksignal
100: Kraftstoffzufuhrleitungsdrucksignal
102: Drucksignal der Leitung
103, 124: graphische Darstellung des Drucks
110: Zapfpistolenschaltvorgang
200–510: Blöcke

Zusammenfassung
System und Verfahren zum Erfassen von Druckschwankungen in Kraftstoffzapfsäulen zum präziseren Messen der abgegebenen Kraftstoffmenge
Durch die vorliegende Erfindung werden ein System und ein Verfahren zum Erhöhen der Genauigkeit einer Kraftstoffdurchflussmessung durch eine Kraftstoffzapfsäule bereitgestellt. Im Kraftstoffströmungspfad angeordnete Drucksensoren erfassen den Druck im Kraftstoffströmungspfad und übertragen Drucksignale an ein Steuersystem der Kraftstoffzapfsäule. Die Drucksignale werden durch das Steuersystem zum Erhöhen der Genauigkeit der Kraftstoffdurchflussmenge und des abgegebenen Kraftstoffvolumens verwendet, die das Steuersystem durch Umwandeln von Zählersignalen von einem Zähler bestimmt. Insbesondere werden die Drucksignale durch das Steuersystem verwendet, um zu bestimmen, ob im Kraftstoffströmungspfad ein instabiler Zustand vorliegt, und um die Kraftstoffdurchflussmenge und das abgegebene Kraftstoffvolumen basierend auf der Erfassung des instabilen Zustands zu korrigieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 5689071 [0005, 0030, 0040, 0041]
- US 6935191 [0027]
- US 6435204 [0035]
- US 5956259 [0037]
- US 5734851 [0037]
- US 6052629 [0037]
- US 5717564 [0039]
- US 6854342 [0042]
- US 6575206 [0046]
- US 5954080 [0047]

Claims

Kraftstoffzapfsäule zum Abgeben von Kraftstoff von Kraftstoffspeicherbehältern in ein Fahrzeug, mit: einem Steuersystem (68); einem Kraftstoffströmungspfad zum Empfangen von Kraftstoff von den Kraftstoffspeicherbehältern für eine Abgabe an das Fahrzeug; einem im Kraftstoffströmungspfad angeordneten Zähler (28), durch den Kraftstoff strömt und der dazu geeignet ist, ein Zählersignal, das mit der durch den Zähler (28) strömenden Kraftstoffmenge in Beziehung steht, zu erzeugen und an das Steuersystem (68) zu übertragen; und einem im Kraftstoffströmungspfad angeordneten Drucksensor (84, 86, 88) zum Erfassen eines Drucks im Kraftstoffströmungspfad und zum Übertragen eines mit dem erfassten Druck in Beziehung stehenden Drucksignals an das Steuersystem (68); wobei das Steuersystem (68) dazu geeignet ist: das Zählersignal vom Zähler (28) zu empfangen; ein Volumen oder eine Durchflussmenge des an das Fahrzeug abgegebenen Kraftstoffs basierend auf dem Zählersignal zu berechnen; basierend auf dem vom Drucksensor (84, 86, 88) empfangenen Drucksignal zu erfassen, ob ein instabiler Zustand im Kraftstoffströmungspfad vorliegt; und das berechnete Kraftstoffvolumen oder die berechnete Kraftstoffdurchflussmenge in Antwort auf die Erfassung des instabilen Zustands zu korrigieren.
Kraftstoffzapfsäule nach Anspruch 1, wobei das Steuersystem (68) ferner dazu geeignet ist, das berechnete Kraftstoffvolumen oder die berechnete Kraftstoffdurchflussmenge in Antwort auf die Erfassung des instabilen Zustands durch Ignorieren des Zählersignals für eine vorgegebene Zeitdauer zu korrigieren.
Kraftstoffzapfsäule nach Anspruch 2, wobei das Steuersystem (68) ferner dazu geeignet ist, nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer mit der Berechnung eines Volumens oder einer Durchflussmenge des an das Fahrzeug abgegebenen Kraftstoffs basierend auf dem Zählersignal fortzufahren.
Kraftstoffzapfsäule nach Anspruch 1, wobei das Steuersystem (68) ferner dazu geeignet ist, das berechnete Kraftstoffvolumen oder die berechnete Kraftstoffdurchflussmenge in Antwort auf die Erfassung des instabilen Zustands durch Anwenden eines mathematischen Faktors auf das berechnete Kraftstoffvolumen oder die berechnete Kraftstoffdurchflussmenge zu korrigieren.
Kraftstoffzapfsäule nach Anspruch 1, wobei die Erfassung des instabilen Zustands auf einer Erfassung einer Druckspitze im Kraftstoffströmungspfad basiert.
Kraftstoffzapfsäule nach Anspruch 1, wobei der instabile Zustand durch einen Zapfpistolenschaltvorgang verursacht wird.
Kraftstoffzapfsäule nach Anspruch 6, wobei der Zapfpistolenschaltvorgang ein lokaler Zapfpistolenschaltvorgang ist.
Kraftstoffzapfsäule nach Anspruch 6, wobei der Zapfpistolenschaltvorgang ein entfernter Zapfpistolenschaltvorgang ist.
Kraftstoffzapfsäule nach Anspruch 1, wobei der Drucksensor (84, 86, 88) im Kraftstoffströmungspfad stromabwärts vom Zähler (28) angeordnet ist.
Kraftstoffzapfsäule nach Anspruch 1, wobei der Drucksensor (84, 86, 88) stromaufwärts vom Zähler (28) angeordnet ist.
Kraftstoffzapfsäule nach Anspruch 1, ferner mit: einem im Kraftstoffströmungspfad stromabwärts vom Zähler (28) angeordneten ersten Drucksensor (84) zum Erfassen des Drucks im Kraftstoffströmungspfad und zum Übertragen eines mit dem erfassten Druck in Beziehung stehenden ersten Drucksignals an das Steuersystem (68); und einem im Kraftstoffströmungspfad stromaufwärts vom Zähler (28) angeordneten zweiten Drucksensor (86) zum Erfassen des Drucks im Kraftstoffströmungspfad und zum Übertragen eines mit dem erfassten Druck in Beziehung stehenden zweiten Drucksignals an das Steuersystem (68); wobei das Steuersystem (68) dazu geeignet ist: das Zählersignal vom Zähler (28) zu empfangen; ein Volumen oder eine Durchflussmenge des an das Fahrzeug abgegebenen Kraftstoffs basierend auf dem Zählersignal zu berechnen; basierend auf dem vom ersten Drucksensor (84) empfangenen ersten Drucksignal und/oder auf dem vom zweiten Drucksensor (86) empfangenen zweiten Drucksignal zu erfassen, ob ein instabiler Zustand im Kraftstoffströmungspfad vorliegt; und das berechnete Kraftstoffvolumen oder die berechnete Kraftstoffdurchflussmenge in Antwort auf die Erfassung des instabilen Zustands zu korrigieren.
Kraftstoffzapfsäule nach Anspruch 11, wobei das Steuersystem (68) ferner dazu geeignet ist, das berechnete Kraftstoffvolumen oder die berechnete Kraftstoffdurchflussmenge in Antwort auf die Erfassung des instabilen Zustands durch Ignorieren des Zählersignals für eine vorgegebene Zeitdauer zu korrigieren.
Kraftstoffzapfsäule nach Anspruch 11, wobei das Steuersystem (68) ferner dazu geeignet ist, nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer mit der Berech nung eines Volumens oder einer Durchflussmenge des an das Fahrzeug abgegebenen Kraftstoffs basierend auf dem Zählersignal fortzufahren.
Kraftstoffzapfsäule nach Anspruch 11, wobei das Steuersystem (68) ferner dazu geeignet ist, das berechnete Kraftstoffvolumen oder die berechnete Kraftstoffdurchflussmenge in Antwort auf die Erfassung des instabilen Zustands durch Anwenden eines mathematischen Faktors auf das berechnete Kraftstoffvolumen oder die berechnete Kraftstoffdurchflussmenge zu korrigieren.
Kraftstoffzapfsäule nach Anspruch 11, wobei die Erfassung des instabilen Zustands auf einer Erfassung einer Druckspitze im Kraftstoffströmungspfad durch den ersten Drucksensor (84) und/oder den zweiten Drucksensor (86) basiert.
Kraftstoffzapfsäule nach Anspruch 11, wobei das Steuersystem (68) das erste Drucksignal, das mit dem durch den ersten Drucksensor (84) erfassten Druck in Beziehung steht, mit dem zweiten Drucksignal vergleicht, das mit dem durch den zweiten Drucksensor (86) erfassten Druck in Beziehung steht, und anhand des Vergleichsergebnisses bestimmt, ob im Kraftstoffströmungspfad ein instabiler Zustand vorliegt.
Kraftstoffzapfsäule nach Anspruch 16, wobei das Steuersystem (68) basierend auf dem Vergleich zwischen dem ersten Drucksignal und dem zweiten Drucksignal bestimmt, dass der instabile Zustand durch einen lokalen Zapfpistolenschaltvorgang verursacht wurde.
Kraftstoffzapfsäule nach Anspruch 16, wobei das Steuersystem (68) basierend auf dem Vergleich zwischen dem ersten Drucksignal und dem zweiten Drucksignal bestimmt, dass der instabile Zustand durch einen entfernten Zapfpistolenschaltvorgang verursacht wurde.
Kraftstoffzapfsäule nach Anspruch 16, wobei das Steuersystem (68) ferner dazu geeignet ist, das berechnete Kraftstoffvolumen oder die berechnete Kraftstoffdurchflussmenge in Antwort auf die Erfassung des instabilen Zustands durch Ignorieren des Zählersignals für eine vorgegebene Zeitdauer zu korrigieren, und wobei die vorgegebene Zeitdauer auf dem Vergleich zwischen dem ersten Drucksignal, das mit dem durch den ersten Drucksensor (84) erfassten Druck in Beziehung steht, und dem zweiten Drucksignal basiert, das mit dem durch den zweiten Drucksensor (86) erfassten Druck in Beziehung steht.
Kraftstoffzapfsäule nach Anspruch 16, wobei der instabile Zustand eine Umkehr der Kraftstoffströmungsrichtung im Kraftstoffströmungspfad ist.
Kraftstoffzapfsäule nach Anspruch 16, ferner mit: einem im Kraftstoffströmungspfad stromaufwärts vom Zähler (28) angeordneten dritten Drucksensor (88), der den Druck im Strömungspfad erfasst und ein mit dem erfassten Druck in Beziehung stehendes drittes Drucksignal an das Steuersystem (68) überträgt; wobei das Steuersystem (68) dazu geeignet ist: das Zählersignal vom Zähler (28) zu empfangen; mindestens eines der Drucksignale unter dem durch den ersten Drucksensor (84) erzeugten ersten Drucksignal, dem durch den zweiten Drucksensor (86) erzeugten zweiten Drucksignal und dem durch den dritten Drucksensor (88) erzeugten dritten Drucksignal zu empfangen; und ein Volumen oder eine Durchflussmenge des an das Fahrzeug abgegebenen Kraftstoffs basierend auf dem Zählersignal und mindestens einem Drucksignal unter dem ersten Drucksignal, dem zweiten Drucksignal und dem dritten Drucksignal zu berechnen.
Verfahren zum Abgeben von von Kraftstoffspeicherbehältern zugeführtem Kraftstoff an ein Fahrzeug, mit den Schritten: Empfangen eines Zählersignals von einem Zähler (28), wobei das Zählersignal mit einer durch den Zähler (28) strömenden Kraftstoffmenge in Beziehung steht; Berechnen eines Volumens oder einer Durchflussmenge des an das Fahrzeug abgegebenen Kraftstoffs basierend auf dem Zählersignal; Erfassen eines instabilen Zustands im Kraftstoffströmungspfad basierend auf einem Drucksignal, das von einem im Kraftstoffströmungspfad angeordneten Drucksensor (84, 86, 88) empfangen wird; und Korrigieren des berechneten Kraftstoffvolumens oder der berechneten Kraftstoffdurchflussmenge in Antwort auf die Erfassung des instabilen Zustands.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Korrigieren des berechneten Volumens oder der berechneten Durchflussmenge des Kraftstoffs in Antwort auf die Erfassung des instabilen Zustands das Ignorieren des Zählersignals für eine vorgegebene Zeitdauer aufweist.
Verfahren nach Anspruch 23, ferner mit dem Fortsetzen der Berechnung eines Volumens oder einer Durchflussmenge des an das Fahrzeug abgegebenen Kraftstoffs basierend auf dem Zählersignal nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Korrigieren des berechneten Kraftstoffvolumens oder der berechneten Kraftstoffdurchflussmenge in Antwort auf die Erfassung des instabilen Zustands das Anwenden eines mathematischen Faktors auf das berechnete Kraftstoffvolumen oder die berechnete Kraftstoffdurchflussmenge aufweist.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Erfassen des instabilen Zustands im Kraftstoffströmungspfad das Erfassen einer Druckspitze im Kraftstoffströmungspfad aufweist.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei der Drucksensor (84, 86, 88) stromabwärts vom Zähler (28) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei der Drucksensor (84, 86, 88) stromaufwärts vom Zähler (28) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 22, ferner mit den Schritten: Erfassen eines instabilen Zustands im Kraftstoffströmungspfad basierend auf einem ersten Drucksignal, das von einem im Kraftstoffströmungspfad stromabwärts vom Zähler (28) angeordneten ersten Drucksensor (84) empfangen wird, und/oder einem zweiten Drucksignal, das von einem im Kraftstoffströmungspfad stromaufwärts vom Zähler (28) angeordneten zweiten Drucksensor (86) empfangen wird; und Korrigieren des berechneten Kraftstoffvolumens oder der berechneten Kraftstoffdurchflussmenge in Antwort auf die Erfassung des instabilen Zustands.
Verfahren nach Anspruch 29, wobei das Korrigieren des berechneten Kraftstoffvolumens oder der berechneten Kraftstoffdurchflussmenge in Antwort auf die Erfassung des instabilen Zustands das Ignorieren des Zählersignals für eine vorgegebene Zeitdauer aufweist.
Verfahren nach Anspruch 30, ferner mit dem Fortsetzen der Berechnung eines Volumens oder einer Durchflussmenge des an das Fahrzeug abgegebenen Kraftstoffs basierend auf dem Zählersignal nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer.
Verfahren nach Anspruch 29, wobei das Korrigieren des berechneten Kraftstoffvolumens oder der berechneten Kraftstoffdurchflussmenge in Antwort auf die Erfassung des instabilen Zustands das Anwenden eines mathematischen Faktors auf das berechnete Kraftstoffvolumen oder die berechnete Kraftstoffdurchflussmenge aufweist.
Verfahren nach Anspruch 29, wobei das Erfassen des instabilen Zustands auf der Erfassung einer Druckspitze im Kraftstoffströmungspfad durch den ersten Drucksensor (84) und/oder den zweiten Drucksensor (86) basiert.
Verfahren nach Anspruch 29, ferner mit dem Schritt zum Vergleichen des ersten Drucksignals, das mit dem durch den ersten Drucksensor (84) erfassten Druck in Beziehung steht, mit dem zweiten Drucksignals, das mit dem durch den zweiten Drucksensor (86) erfassten Druck in Beziehung steht, und Bestimmen, ob ein instabiler Zustand im Kraftstoffströmungspfad vorliegt, basierend auf dem Vergleichsergebnis.
Verfahren nach Anspruch 29, ferner mit dem Schritt zum Bestimmen, dass der instabile Zustand durch einen lokalen Zapfpistolenschaltvorgang verursacht wurde.
Verfahren nach Anspruch 29, ferner mit dem Schritt zum Bestimmen, dass der instabile Zustand durch einen entfernten Zapfpistolenschaltvorgang verursacht wurde.
Verfahren nach Anspruch 29, wobei das Korrigieren des berechneten Kraftstoffvolumens oder der berechneten Kraftstoffdurchflussmenge in Antwort auf die Erfassung des instabilen Zustands das Ignorieren des Zählersignals für eine vorgegebene Zeitdauer aufweist, und wobei die vorgegebene Zeitdauer auf einem Vergleich zwischen dem ersten Drucksignal, das mit dem durch den ersten Drucksensor (84) erfassten Druck in Beziehung steht, und dem zweiten Drucksignal basiert, das mit dem durch den zweiten Drucksensor (86) erfassten Druck in Beziehung steht.
Verfahren nach Anspruch 29, wobei der instabile Zustand eine Umkehr der Kraftstoffströmungsrichtung im Kraftstoffströmungspfad aufweist.
Verfahren nach Anspruch 29, ferner mit den Schritten: Erfassen eines dritten Drucksignals von einem dritten Drucksensor (88), der stromaufwärts vom Zähler (28) im Kraftstoffströmungspfad angeordnet ist; und Berechnen eines Volumens oder einer Durchflussmenge des an das Fahrzeug abgegebenen Kraftstoffs basierend auf dem Zählersignal, dem ersten Drucksignal und mindestens einem Drucksignal unter dem zweiten Drucksignal und dem dritten Drucksignal.