Способ и устройство для обнаружения утечки в системе подачи топлива
Изобретение относится к области испытания на герметичность находящихся под давлением трубопроводов и может быть использовано для обнаружения утечки в системе подачи топлива. Сущность: система обнаружения утечки для системы подачи топлива включает в себя топливную магистраль (38), датчик (24) давления, присоединенный к топливной магистрали (38), и контроллер (18), присоединенный к датчику (24) давления. Причем контроллер (18) сконфигурирован для осуществления некоторого количества испытаний на утечку на топливной магистрали (38) в промежутках между периодами подачи топлива на основе выходных данных датчика (24) давления. При этом каждое соответствующее испытание на утечку производит данные этого испытания, используемые контроллером (18) для определения характеристики скорости утечки в топливной магистрали (38) на протяжении соответствующего интервала испытания. При этом контроллер (18) определяет наличие утечки в топливной магистрали (38) на основе характеристик скоростей утечки, по меньшей мере, для части некоторого количества испытаний на утечку. При этом первое испытание на утечку упомянутой части испытаний происходит перед первым событием подачи топлива, а второе испытание на утечку упомянутой части происходит после первого события подачи топлива. Технический результат: повышение надежности обнаружения утечки. 2 н. и 34 з.п. ф-лы, 5 табл., 12 ил.
РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Эта заявка притязает на приоритет американской предварительной заявки на патент № 61/179,139, зарегистрированной 18 мая 2009, реестр FEC0005, под названием «Способ и устройство для обнаружения утечки в системе подачи топлива», раскрытие которой полностью включается в данный документ посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к способу и устройству для обнаружения утечки в системе подачи топлива, и, более конкретно, к способу и устройству для обнаружения утечки в системе подачи топлива посредством статистического анализа данных, полученных из отдельных испытаний на утечку.
ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Общепринятый способ для обнаружения утечки в трубопроводе, находящемся под давлением, таком как трубопровод для подачи автомобильного топлива из подземного резервуара для хранения топлива на топливораздаточную колонку автозаправочной станции, состоит в нагнетании давления в трубопроводе и в последующем мониторинге давления в трубопроводе в течение некоторого периода времени. Если в трубопроводе существует утечка, то давление в трубопроводе будет падать соответствующим образом. Скорость падения давления обычно пропорциональна размеру утечки в трубопроводе. Например, большая утечка приведет к более быстрому падению давления, а меньшая утечка приведет к более медленному падению давления. Некоторые жидкости, такие как автомобильное топливо, содержащиеся в трубопроводе, имеют высокий коэффициент теплового расширения, которое может оказывать влияние на скорость изменения давления в трубопроводе. В некоторых случаях, тепловое расширение жидкости и/или воздуха, содержащегося в трубопроводе, может сымитировать трубопроводную утечку в случае, когда никакой утечки не существует, или может замаскировать утечку в случае, когда утечка действительно существует, приводя, таким образом, к ложному заключению относительно целостности или герметичности трубопровода.
Точные испытания на утечку в системах подачи топлива требуются для того, чтобы соответствовать эксплуатационным требованиям, устанавливаемым посредством федеральных и государственных распоряжений. Эти точные испытания на утечку, такие как испытание на утечку в 0,2 галлона в час (GPH) или на утечку в 0,1 GPH, часто подвержены ошибкам, вызванным тепловым расширением жидкости в трубопроводе и другими тепловыми эффектами.
Один способ достижения надежного заключения испытания на утечку в 0,1 GPH или в 0,2 GPH заключается в последовательном осуществлении серии отдельных испытаний на утечку и ожидании момента, когда результаты стабилизируются, указывая, таким образом, на тепловую стабильность продукта, содержащегося в трубопроводе. Этот процесс может занять несколько часов, в зависимости от размера трубопровода и тепловых условий. Автозаправочные станции, чтобы осуществить эти испытания на утечку, обычно вынуждены прекращать работу системы подачи топлива. Из-за времени, требуемого для того, чтобы достигнуть тепловой стабильности и завершения испытаний на утечку, перегруженные автозаправочные станции часто испытывают затруднения, чтобы соответствовать точности обнаружения утечки, требуемой стандартами правительственных распоряжений.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В варианте осуществления настоящего изобретения предоставляется система обнаружения утечки для системы подачи топлива, включающей в себя топливную магистраль. Система обнаружения утечки содержит сенсор, присоединенный к топливной магистрали, и контроллер, присоединенный к сенсору и сконфигурированный для осуществления некоторого количества испытаний на утечку в топливной магистрали в промежутках между периодами подачи топлива, основываясь на выходных данных сенсора. Каждое соответствующее испытание на утечку производит выходные данные испытания, используемые контроллером для того, чтобы определить некоторую характеристику скорости утечки в топливной магистрали на протяжении соответствующего интервала испытания. Контроллер определяет наличие утечки в топливной магистрали, на основе характеристик скоростей утечки, по меньшей мере, для части некоторого количества испытаний на утечку, первое испытание на утечку упомянутой части происходит перед первым событием подачи топлива, а второе испытание на утечку упомянутой части происходит после первого события заправки топливом.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения предоставляется способ обнаружения утечки в системе подачи топлива, включающей в себя топливную магистраль. Способ содержит этапы: мониторинга давления в топливной магистрали в течение времени, когда топливо не раздается системой подачи топлива, на протяжении некоторого количества интервалов испытаний, некоторого количества интервалов испытаний, охватывающих, по меньшей мере, одно событие подачи топлива системой подачи топлива; определения для каждого интервала испытания, с помощью электронного контроллера, характеристики скорости утечки в топливной магистрали на протяжении соответствующего интервала испытания; и определения, с помощью электронного контроллера, на основе характеристик для некоторого количества соответствующих периодов испытаний, включает ли в себя топливная магистраль системы подачи топлива утечку, большую по величине, чем пороговое значение.
Кроме того, в другом варианте осуществления настоящего изобретения предоставляются способ и устройство, в соответствии с которыми результаты, полученные из отдельных испытаний на утечку в 0,2 GPH и 0,1 GPH в течение времени, пока пережидаются тепловые эффекты, накапливаются за продолжительный период времени и сохраняются в запоминающем устройстве контроллера, основанного на микропроцессоре. Затем контроллер статистически анализирует эти данные с тем, чтобы выдать заключение испытаний на утечку в 0,1 GPH или 0,2 GPH. Вышеуказанные способ и устройство могут предоставлять точные результаты испытаний даже на перегруженных 24-часовых автозаправочных станциях, не позднее чем через заранее заданный временной интервал, при этом у владельца станции нет необходимости прекращать работу объекта для того, чтобы позволить завершить традиционное точное испытание. В одном осуществлении изобретения заранее заданный временной интервал составляет тридцать дней.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Вышеупомянутые и другие признаки изобретения, и способы их достижения станут более наглядными и будут лучше поняты посредством обращения к следующему описанию осуществлений изобретения в сочетании с сопроводительными чертежами, на которых:
На фиг.1 показывается типичное изображение демонстрационной системы подачи топлива, согласно одному осуществлению изобретения;
На фиг.2 показывается демонстрационное запоминающее устройство контроллера системы подачи топлива на фиг.1;
На фиг.3 и фиг.3A показываются демонстрационные графики, дающие представление о данных, полученных посредством контроллера на фиг.1;
На фиг.4 показывается другое демонстрационное запоминающее устройство контроллера на фиг.1;
На фиг.5 показывается структурная схема этапов демонстрационного статистического способа для обнаружения утечки в системе подачи топлива на фиг.1;
На фиг.6 показывается структурная схема этапов демонстрационного ежедневного анализа по статистическому способу на фиг.5;
На фиг.7 и фиг.7A показывается структурная схема этапов демонстрационного долговременного анализа по статистическому способу на фиг.5;
На фиг.8 дополнительно показывается демонстрационное запоминающее устройство на фиг.4;
На фиг.9 показывается демонстрационный график, дающий представление о данных из долговременного массива на фиг.8;
На фиг.10 и фиг.11 показывается структурная схема этапов другого демонстрационного ежедневного анализа по статистическому способу на фиг.5; и
На фиг.12 и фиг.12A показывается структурная схема этапов другого демонстрационного долговременного анализа по статистическому способу на фиг.5.
Соответствующие номера ссылочных позиций указывают на соответствующие части повсюду на нескольких изображениях. Иллюстративные примеры, изложенные в данном документе, демонстрируют осуществления изобретения, и такие иллюстративные примеры не следует рассматривать, как ограничивающие каким-либо образом объем изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для того чтобы способствовать пониманию принципов изобретения, обратимся теперь к осуществлениям изобретения, показанным на чертежах, которые описываются ниже. Осуществления изобретения, раскрытые ниже, не предназначаются для того, чтобы быть исчерпывающими или ограничивающими изобретение точно в том виде, раскрытом в следующем подробном описании. Скорее, осуществления изобретения выбираются и описываются таким образом, чтобы другие специалисты в данной области техники могли использовать полученные знания. Следует понимать, что тем самым не подразумеваются никакие ограничения на объем изобретения. Изобретение включает в себя любые изменения, дополнительные модификации в демонстрируемых устройствах и описанных способах, и дополнительные применения принципов изобретения, которые очевидны для любого специалиста в области техники, к которой относится изобретение.
На фиг.1 показывается вариант системы подачи топлива 10. Система подачи топлива 10 включает в себя топливораздаточную колонку 12, имеющую гибкий рукав 32 и топливораздаточный наконечник 34 для того, чтобы раздавать жидкий продукт, например, представляющий собой топливо 30, из резервуара для хранения 26. Резервуар для хранения 26 располагается под землей, но, в качестве альтернативы, может быть расположен на поверхности. Резервуар для хранения 26 оснащается насосом 28, чтобы, по мере запроса, перекачивать топливо 30 через топливную магистраль 38 и наружу, через топливораздаточный наконечник 34 топливораздаточной колонки 12. Топливная магистраль 38 предпочтительно представляет собой подземный трубопровод, хотя могут использоваться другие подходящие топливные магистрали.
Прерыватель 36 замыкается в случае, когда топливораздаточная колонка 12 запрашивает топливо 30 из резервуара для хранения 26. В одном осуществлении изобретения, извлечение топливораздаточного наконечника 34 из топливораздаточной колонки 12 замыкает прерыватель 36. В одном осуществлении изобретения прерыватель 36 замыкается в ответ на приведение в действие переключателя, такого как ручка или рычаг на топливораздаточном наконечнике 34. Замкнутый прерыватель 36 предоставляет электропитание на реле насоса 16 от источника электроэнергии 14, для запуска насоса 28. В одном осуществлении изобретения источник электроэнергии 14 предоставляет 115 вольт переменного электротока (VAC), чтобы активировать реле насоса 16. Когда прерыватель 36 замкнут, насос 28 перемещает топливо 30 из резервуара для хранения 26 на топливораздаточную колонку 12 и наружу, через топливораздаточный наконечник 34. Когда раздача топлива завершается, прерыватель 36 открывается посредством возврата топливораздаточного наконечника 34 в топливораздаточную колонку 12, посредством освобождения триггера на топливораздаточном наконечнике 34, или посредством любого другого подходящего устройства ввода на топливораздаточной колонке 12, которое открывает прерыватель 36.
Датчик давления 24 присоединяется к топливной магистрали 38 для обнаружения уровня давления в топливной магистрали 38. Датчик давления 24 может быть расположен в любом подходящем месте на протяжении топливной магистрали 38, чтобы обеспечить обнаружение давления внутри топливной магистрали 38. Контроллер 18 осуществляет мониторинг выходных данных датчика давления 24, чтобы обнаружить уровень давления в топливной магистрали 38. Контроллер 18 может определять наличие утечки в топливной магистрали 38, на основе мониторинга уровня давления в топливной магистрали 38. В демонстрируемом осуществлении изобретения выходные данные датчика давления 24 пропорциональны давлению, содержащемуся в топливной магистрали 38. В одном осуществлении изобретения датчик давления 24 предоставляет на контроллер 18 аналоговый сигнал напряжения или электротока, который пропорционален уровню давления в топливной магистрали 38.
В одном осуществлении изобретения контроллер 18 представляет собой электронный контроллер и включает в себя микропроцессор 20, имеющий сопоставленное запоминающее устройство 22. Запоминающее устройство 22 конфигурируется таким образом, чтобы сохранять данные из системы подачи топлива 10. Демонстрационные данные, сохраненные в запоминающем устройстве 22, включают в себя результаты испытаний на утечку, осуществленные, посредством контроллера 18, на топливной магистрали 38 и/или на резервуаре для хранения 26. Запоминающее устройство 22 включает в себя программные средства для обнаружения утечки, содержащие инструкции, которые заставляют микропроцессор 20 осуществлять ряд функций, включающих в себя осуществление испытаний на утечку в системе подачи топлива 10, собирание и анализ данных, полученных из испытаний, и определение заключения испытания на утечку, на основе анализируемых данных.
В демонстрируемом осуществлении изобретения, контроллер 18 осуществляет отдельные испытания на утечку в системе подачи топлива 10, на основе выходных данных датчика давления 24. В одном осуществлении изобретения, контроллер 18 конфигурируется для осуществления точного испытания на утечку в 0,1 галлонов в час (GPH) и точного испытания на утечку в 0,2 GPH. Контроллер 18 определяет, прошла или нет система подачи топлива 10 каждое из испытаний на утечку, на основе определенной им скорости утечки в топливной магистрали 38. Например, система подачи топлива 10 не проходит испытание на утечку в 0,1 GPH, если контроллер 18 обнаруживает в топливной магистрали 38 скорость утечки, большую чем, или равную, 0,1 GPH. Точно так же система подачи топлива 10 не проходит испытание на утечку в 0,2 GPH, если контроллер 18 обнаруживает в топливной магистрали 38 скорость утечки, большую чем, или равную, 0,2 GPH. Контроллер 18 может также осуществлять "грубое" испытание на утечку в демонстрационной системе подачи топлива 10, обычно сразу же после того, как пользователь раздаст топливо из топливораздаточной колонки 12. Грубое испытание на утечку осуществляет проверку на большие топливные утечки в системе подачи топлива 10, такие как утечки, большие чем, или равные, 3 GPH. Система подачи топлива 10 не проходит грубое испытание на утечку в 3 GPH, если контроллер 18 обнаруживает скорость утечки, большую чем, или равную, 3 GPH.
В демонстрируемом осуществлении изобретения, система подачи топлива 10 конфигурируется таким образом, чтобы автоматически завершить работу в случае, если испытание на утечку не прошло. В частности, в случае обнаружения не прошедшего испытания на утечку, контроллер 18 открывает выключающее реле 15, чтобы воспрепятствовать прохождению электротока от прерывателя 36 от реле 16 подачи электропитания на насос.
Отдельное испытание на утечку может быть осуществлено различными способами. Один способ осуществления отдельного испытания на утечку следующий. Когда топливо 30 раздается из топливораздаточного наконечника 34, работает насос 28, и топливная магистраль 38 находится под давлением. Когда раздача топлива завершается, давление в топливной магистрали 38 начинает быстро падать. В одном осуществлении изобретения, проверочный и предохранительный клапан, содержащийся в насосе 28, закрывается в пределах некоторого периода времени после завершения раздачи топлива для того, чтобы поддержать определенный уровень давления внутри топливной магистрали 38. Со стабилизированным уровнем давления, датчик давления 24 и контроллер 18 непрерывно, в течение некоторого интервала времени, производят мониторинг давления в топливной магистрали 38. Утечка в топливной магистрали 38 проявляется посредством изменения давления в топливной магистрали на протяжении временного интервала мониторинга. Длительность временного интервала может зависеть от размеров топливной магистрали 38. В одном осуществлении изобретения, временной интервал для осуществления отдельного испытания на утечку находится в диапазоне от, приблизительно, 12 минут до, приблизительно, 20 минут. Контроллер 18 вычисляет скорость утечки, на основе скорости изменения в давлении топливной магистрали на протяжении упомянутого временного интервала. Если обнаруженная скорость утечки равняется, или превышает пределы, разрешенные испытанием на утечку, то есть, если обнаруженная скорость утечки соответствует или превышает 0,1 GHP или 0,2 GHP, то отдельное испытание на утечку не прошло. В некоторых случаях, отдельное испытание на утечку прерывается раздачей топлива, возобновленной до завершения испытания, и контроллер 18 не может прийти к заключению испытания на утечку.
В одном осуществлении изобретения каждое отдельное завершенное испытание на утечку производит количественную величину, называемую термином показатель прохождения. Показатель прохождения представляет собой расчетный процент от разрешенной скорости утечки (то есть либо 0,1 GHP, либо 0,2 GHP), на основе наблюдаемого упадка давления в топливной магистрали 38. Например, если испытание на утечку в 0,2 GHP производит отдельный показатель прохождения 40, то расчетная скорость утечки составляет 40% от 0,2 GHP, или 0,08 GHP. Аналогичным образом, отдельный показатель прохождения 140 указывает на расчетную скорость утечки, которая составляет 140% от 0,2 GPH, или 0,28 GPH. Любой показатель прохождения, равный, или больший, чем 100, указывает на то, что испытание не прошло, или на состояние утечки. Любой показатель прохождения, меньший, чем 100, указывает на то, что испытание прошло, или на состояние отсутствия утечки. В одном осуществлении изобретения, каждый показатель прохождения сохраняется в запоминающем устройстве 22 контроллера 18. Аналогичные определения могут быть сделаны для определения скорости утечки в случае испытания на утечку в 0,1 GHP.
Проведение только одного отдельного испытания на утечку, до того как прийти к заключению испытания, обычно приводит к ошибочным результатам из-за теплового расширения жидкого продукта и других тепловых эффектов, которые влияют на уровень давления в топливной магистрали 38. Например, в топливную магистраль 38 и/или резервуар для хранения 26 в процессе раздачи топлива топливораздаточной колонкой 12 может быть введен атмосферный воздух, влияющий, таким образом, на уровень температуры в топливной магистрали 38. Возрастание температуры в топливной магистрали 38 и/или резервуаре для хранения 26 может привести к тепловому расширению топлива 30 и к возрастанию давления в топливной магистрали 38. Аналогичным образом, убывание температуры в топливной магистрали 38 и/или резервуаре для хранения 26 может привести к сжатию топлива 30 и к убыванию давления в топливной магистрали 38.
Для того чтобы определить, искажают ли тепловые эффекты показатели прохождения, и прийти к надежному заключению испытания на утечку, тепловые эффекты в топливной магистрали 38 должны стабилизироваться. Один способ достижения надежного заключения испытания на утечку в 0,2 GPH или 0,1 GPH, называемый в этом документе как "стандартный прямой способ", состоит в осуществлении, сразу же после раздачи топлива, серии отдельных испытаний на 0,2 GPH или на 0,1 GPH для производства массива показателей прохождения и в выжидании того момента, когда показатели прохождения стабилизируются. В одном осуществлении изобретения, последовательно осуществляется серия отдельных испытаний на утечку в 0,2 GPH или в 0,1 GPH, с малым временем ожидания, таким как меньше минуты, между испытаниями. Массив показателей прохождения может анализироваться посредством применения линии тренда для определения, является ли топливная магистраль 38 термически стабильной. Как только определяется, что топливная магистраль 38 является термически стабильной, используется показатель прохождения из самого последнего по времени завершенного отдельного испытания на утечку, чтобы декларировать заключение испытания "испытание прошло" или "испытание не прошло".
Для осуществления серии отдельных испытаний на утечку в промежутках между подачами топлива, в топливной магистрали 38 должно быть заново нагнетено давление, вслед за завершением каждого отдельного испытания на утечку. В одном осуществлении изобретения, после каждого отдельного испытания на утечку, контроллер 18 запускает насос 28 на некоторый период времени, например, на время от 5 до 10 секунд, после каждого отдельного испытания на утечку. С закрытым топливораздаточным наконечником 34 топливораздаточной колонки 12, внутри топливной магистрали 38 создается давление в течение времени, когда работает насос 28. После того как контроллер 18 отключает насос 28, контрольный и предохранительный клапан, содержащийся в насосе 28, вновь закрывается и стабилизирует давление внутри топливной магистрали 38, и может быть осуществлено другое отдельное испытание на утечку в системе подачи топлива 10. Этот процесс повторяется для каждого последовательного отдельного испытания на утечку.
В стандартном прямом способе, показатель прохождения для каждого отдельного испытания на утечку сохраняется в массиве показателей прохождения 52 в запоминающем устройстве 22 микропроцессора 20, как это показано на фиг.2. Массив показателей прохождения 52 фиксируется в размере, и представляет собой n последних по времени показателей прохождения, где n представляет собой размер массива показателей прохождения. В демонстрируемом осуществлении изобретения, размер n массива показателей прохождения равен пяти, хотя могут быть реализованы другие подходящие размеры массива. После того, как было осуществлено достаточное количество отдельных испытаний на утечку с тем, чтобы заполнить массив показателей прохождения 52, контроллер 18 исследует показатели прохождения в массиве показателей прохождения 52, чтобы определить, стабилизировались ли показатели прохождения. В одном осуществлении изобретения, контроллер 18 вычисляет линейную линию тренда показателей прохождения и определяет наклон линии тренда для того, чтобы определить стабильность показателей прохождения, а значит, тепловую стабильность в топливной магистрали 38. Линии тренда могут быть определены с использованием традиционных программных продуктов, таких как программное обеспечение Excel от Microsoft Corporation. Со ссылкой на фиг.3 и фиг.3A, каждая из демонстрационных линий тренда 60 и 62 имеет различный наклон, соответствующий показателям прохождения из двух различных массивов показателей прохождения 52, как это описано в данном документе.
В стандартном прямом способе, наклон линии тренда сравнивается с пороговым значением для наклона, чтобы определить тепловую стабильность в топливной магистрали 38. Если наклон рассматриваемой линии тренда больше, чем пороговый наклон, то существует вероятность, что тепловые эффекты воздействуют на результаты испытаний на утечку. По этой причине, одно, или большее количество, отдельных испытаний на утечку должны быть осуществлены контроллером 18. После завершения дополнительного испытания на утечку, самый старый или самый ранний полученный показатель прохождения отбрасывается из массива показателей прохождения 52, а самый последний по времени полученный показатель прохождения помещается в массив показателей прохождения 52, как это описано в данном документе со ссылкой на фиг.2 и фиг.3. После того как наклон линии тренда становится практически горизонтальным, на основе порогового значения для наклона, контроллер 18 приходит к заключению, что топливная магистраль 38 является термически стабильной. По этой причине, контроллер 18 делает вывод, что показатель прохождения самого последнего по времени испытания на утечку представляет собой допустимый результат испытаний. В силу этого, контроллером 18 может быть сделано заключение испытания, на основе самого последнего по времени показателя прохождения. В одном осуществлении изобретения, описанном в данном документе, линия тренда, имеющая наклон +/-1,3 или меньше, является приемлемой в качестве указания на тепловую стабильность в топливной магистрали 38, хотя для определения тепловой стабильности в топливной магистрали 38 могут использоваться другие подходящие пороговые значения для наклона.
Со ссылкой на фиг.2, фиг.3, фиг.3A и таблицу 1, предоставляются демонстрационные данные показателей прохождения для испытания на утечку в 0,2 GPH, используя стандартный прямой способ. В следующем примере размер n массива 52 показателей прохождения равен пяти.
| Таблица 1 Стандартный прямой способ для испытания на утечку в 0,2 GPH |
||
| Номер испытания | Время начала | Показатель прохождения |
| 1 | 1:57:52 | 22 |
| 2 | 2:10:32 | 17 |
| 3 | 2:23:12 | 12 |
| 4 | 2:35:50 | 10 |
| 5 | 2:48:32 | 13 |
Как это показано на фиг.2 и в таблице 1, первые пять последовательных испытаний на утечку произвели массив 52 показателей прохождения, первоначально состоящий из 22, 17, 12, 10, 13. Как это показано на фиг.3 посредством линии тренда 60, эти показатели прохождения производят наклон, приблизительно равный -2,5, который указывает на недостаточную тепловую стабильность, на основе порогового наклона +/-1,3. В соответствии с этим, контроллером 18 осуществляется другое отдельное испытание на утечку, и из массива показателей прохождения 52 отбрасывается показатель прохождения из испытания № 1, равный 22.
| Таблица 1 (продолжение) | ||
| Номер испытания | Время начала | Показатель прохождения |
| 6 | 3:01:14 | 7 |
После отбрасывания из массива 52 показателей прохождения первого показателя прохождения, равного 22, и добавления в массив 52 показателей прохождения нового показателя прохождения, равного 7, массив 52 показателей прохождения состоит из 17, 12, 10, 13, 7. Эти показатели прохождения производят линию тренда для массива 52 показателей прохождения, имеющую наклон, приблизительно равный -1,9, который все еще указывает на недостаточную тепловую стабильность, на основе порогового наклона +/-1,3. В соответствии с этим, контроллером 18 осуществляется другое отдельное испытание на утечку, и из массива показателей прохождения 52 отбрасывается показатель прохождения из испытания № 2, равный 17.
| Таблица 1 (продолжение) | ||
| Номер испытания | Время начала | Показатель прохождения |
| 7 | 3:14:22 | 6 |
После отбрасывания из массива 52 показателей прохождения показателя прохождения, равного 17, и добавления в массив 52 показателей прохождения нового показателя прохождения, равного 6, массив 52 показателей прохождения состоит из 12, 10, 13, 7, 6. Эти показатели прохождения производят линию тренда для массива 52 показателей прохождения, имеющую наклон, приблизительно равный -1,5, который все еще указывает на недостаточную тепловую стабильность, на основе порогового наклона +/-1,3. В соответствии с этим, контроллером 18 осуществляется другое отдельное испытание на утечку, и из массива 52 показателей прохождения отбрасывается показатель прохождения из испытания № 3, равный 12.
| Таблица 1 (продолжение) | ||
| Номер испытания | Время начала | Показатель прохождения |
| 8 | 3:27:33 | 7 |
После отбрасывания из массива 52 показателей прохождения показателя прохождения, равного 12, и добавления в массив 52 показателей прохождения нового показателя прохождения, равного 7, массив 52 показателей прохождения состоит из 10, 13, 7, 6, 7. Эти показатели прохождения производят линию тренда для массива 52 показателей прохождения, имеющую наклон, приблизительно равный -1,3, который указывает на достаточную тепловую стабильность, на основе порогового наклона +/-1,3. Поэтому показатель прохождения, равный 7, показатель прохождения самого последнего по времени отдельного испытания на утечку (испытание № 8), используется контроллером 18 в качестве показателя прохождения для того, чтобы прийти к заключению испытания на утечку либо "испытание прошло", либо "испытание не прошло".
В вышеупомянутом примере таблицы 1 и, как это показано на фиг.2, 3, и фиг.3A, размер массива 5 показателей прохождения равен пяти. После того как осуществляются пять последовательных отдельных испытаний, показатели прохождения анализируются, посредством вычисления линии тренда массива 52 показателей прохождения, и затем посредством нахождения наклона линии тренда. В вышеупомянутом примере таблицы 1, после первых пяти испытаний на утечку осуществлялись еще три последовательных отдельных испытания на утечку, до того как наклон линии тренда оказался в пределах предварительно установленного порогового значения для наклона, что указывает на то, что топливная магистраль 38 термически стабильная. После того как топливная магистраль 38 считается стабильной, самое последнее по времени пройденное испытание (например, испытание № 8 в таблице 1) считается допустимым испытанием, а его показатель прохождения (например, семь в таблице 1) используется, чтобы прийти к заключению испытания. В вышеупомянутом примере, декларируется, что испытание на утечку в 0,2 GPH "прошло", так как семь меньше, чем 100.
В одном осуществлении изобретения, точные испытания на утечку (то есть испытания на утечку в 0,1 или в 0,2 GPH) осуществляются в системе подачи топлива 10 непрерывно в течение дня. В частности, точные испытания на утечку постоянно проводятся все то время, когда не происходит раздача топлива в топливораздаточной колонке 12. Топливо, раздающееся из топливораздаточного наконечника 34, представляет собой демонстрационное событие подачи топлива. В демонстрируемом осуществлении изобретения может также быть реализован "статистический" способ для обнаружения утечки в топливной магистрали 38. Статистический способ статистически анализирует данные, полученные из отдельных точных испытаний на утечку, осуществляемых за длительный период времени, чтобы определить, существует ли утечка в топливной магистрали 38. Как это описано в данном документе, статистический способ может использоваться в сочетании со стандартным прямым способом для того, чтобы прийти к заключению испытания на утечку.
В одном осуществлении изобретения, контроллер 18 может также осуществить "грубое" испытание на утечку, сразу же после каждого периода раздачи топлива и перед тем, как осуществлять точные испытания на утечку. Грубое испытание на утечку быстро испытывает на большие утечки в системе подачи топлива 10. Одно демонстрационное грубое испытание на утечку представляет собой испытание на утечку в 3 GPH.
Демонстрационный процесс точных испытаний на утечку действует следующим образом. Контроллер 18 непрерывно осуществляет точные испытания на утечку в промежутках между интервалами раздачи топлива. Если контроллер 18 конфигурируется так, чтобы осуществлять грубые испытания на утечку в системе подачи топлива 10, то точные испытания на утечку запускаются сразу же после завершения грубого испытания на утечку. В одном осуществлении изобретения контроллер 18 сначала осуществляет испытания на утечку в 0,2 GPH. Испытания на 0,2 GPH будут продолжать выполняться (в промежутках между интервалами раздачи топлива) либо вплоть до того момента, когда будет достигнуто заключение испытания на 0,2 GPH, используя стандартный прямой способ, либо, как это описано в данном документе, вплоть до того момента, когда у контроллера 18 будет в наличии достаточно данных для обработки и достижения заключения испытания на 0,2 GPH, используя "статистический" способ. В одном осуществлении изобретения, после того как удовлетворяется любое из этих условий, контроллер 18 запускает испытания на 0,1 GPH (если конечный пользователь выбрал запуск этих испытаний). Подобно испытаниям на 0,2 GPH, испытания на 0,1 GPH будут продолжаться либо вплоть до того момента, когда будет достигнуто заключение испытания на 0,1 GPH, используя стандартный прямой способ, либо вплоть до того момента, когда у контроллера 18 будет в наличии достаточно данных для достижения заключения испытания на 0,1 GPH, используя "статистический" способ. После того как испытания на 0,1 GPH завершаются и производится заключение испытания, контроллер 18 снова запускает испытания на 0,2 GPH. Этот цикл повторяется неопределенно долго вплоть до того момента, когда начнется раздача топлива.
Стандартный прямой способ обнаружения утечки в топливной магистрали 38 может занять несколько часов, до того как будет достигнуто допустимое заключение испытания. В вышеупомянутом примере, показанном в таблице 1 и на фиг.2 и фиг.3, завершение испытания на утечку в 0,2 GPH, использующего стандартный прямой способ, занимает, приблизительно, 1,5 часа. На протяжении испытания на утечку, использующего стандартный прямой способ, не может происходить никакая раздача топлива. При осуществлении раздачи топлива из топливораздаточной колонки 12, испытание на утечку сразу же прерывается, и полное испытание на утечку должно запускаться заново. На перегруженных объектах автозаправочных станций обычно удается достигнуть завершения только трех или четырех последовательных отдельных испытаний до того момента, когда испытание будет прервано раздачей топлива. По этой причине, стандартный прямой способ не в состоянии представить заключение испытания на утечку на перегруженных объектах автозаправочных станций.
Статистический способ дает возможность контроллеру 18 прийти к заключению точного испытания на утечку, даже в случае, когда стандартный прямой способ не в состоянии предоставить заключение. "Статистический" способ включает в себя собирание и сохранение отдельных результатов испытаний на утечку за длительный период времени и анализ результатов для определения, существует ли утечка в топливной магистрали 38. Со ссылкой на чертежи 4-9, показываются демонстрационный статистический способ и анализ для того, чтобы прийти к заключению испытания на утечку. В одном осуществлении изобретения контроллером 18 осуществляется статистический способ, чтобы прийти к заключению точных испытаний на утечку в 0,1 GPH или в 0,2 GPH в случае, когда стандартный прямой способ, из-за прерываний на раздачу топлива, не в состоянии прийти к заключению испытания в обозримое время. Статистический способ состоит из трех основных частей: 1) ежедневное собирание данных и анализ данных, 2) краткосрочный анализ и 3) долговременный анализ.
На этапе ежедневного собирания данных и анализа данных по статистическому способу, контроллер 18 собирает, анализирует и отфильтровывает ежедневные данные показателей прохождения для их использования в краткосрочном анализе и в долговременном анализе. Используя предварительно отобранные данные из ежедневного анализа, краткосрочный анализ пытается прийти к заключению испытания на утечку в пределах более короткого периода времени, чем долговременный анализ. В одном осуществлении изобретения краткосрочный анализ пытается прийти к заключению испытания после десяти дней собирания данных. Если заключение испытания не может быть достигнуто посредством краткосрочного анализа, долговременный анализ делает попытку прийти к заключению испытания, используя предварительно отобранные данные из ежедневного анализа. В одном осуществлении изобретения долговременный анализ делает попытку прийти к заключению испытаний после тридцати дней собирания данных. В качестве альтернативы, краткосрочным и долговременным анализом могут использоваться другие подходящие периоды времени, чтобы сделать попытку прийти к заключению испытания. В одном осуществлении изобретения, предварительно отобранные данные показателей прохождения, используемые при долговременном анализе, подвергаются не столь сильным ограничениям, чем предварительно отобранные данные показателей прохождения, используемые в краткосрочном анализе.
Ежедневное собирание данных и анализ
При использовании статистического способа, контроллер 18 собирает и сохраняет данные показателей прохождения, собираемые в течение дня, в запоминающем устройстве 22, как это показано на фиг.4. Контроллер 18 сохраняет все показатели прохождений, полученные из отдельных испытаний на утечку, которые были завершены в течение дня, в ежедневном массиве 78. Контроллер 18 также сохраняет соответствующие им весовые показатели для каждого показателя прохождения в ежедневном массиве 78. Как это описано в данном документе, в одном осуществлении изобретения весовой показатель представляет собой номер отдельного испытания, сопоставленный с показателем прохождения, в последовательности отдельных испытаний на утечку. В одном осуществлении изобретения, более высокий весовой показатель может указывать на более точный показатель прохождения из-за уменьшенных тепловых влияний в топливной магистрали 38.
Если конкретный показатель прохождения представляет собой результат первого испытания на утечку в последовательности испытаний на утечку, его соответствующий весовой показатель равен "1". Точно так же, если конкретный показатель прохождения представляет собой результат третьего испытания на утечку в последовательности испытаний на утечку, его соответствующий весовой показатель равен "3". Со ссылкой на первые четыре записи ежедневного массива 78 на фиг.4, показатели прохождений 74, 73, 64, 81 имеют соответствующие им весовые показатели 1, 2, 3, 1. Контроллер 18 также сохраняет в запоминающем устройстве 22 метку времени для каждой записи показателей прохождения, равно как и тип осуществляемого испытания (то есть, 0,2 GPH или 0,1 GPH), как это показано в ежедневном массиве 78 на фиг.4. Демонстрационные показатели прохождения и веса в ежедневном массиве 78 на фиг.4 приведены в целях показа одной демонстрационной системы подачи топлива 10 за один демонстрационный 24-часовой период.
В демонстрируемом осуществлении изобретения контроллер 18 осуществляет ежедневный анализ данных, собираемых на протяжении предыдущих 24 часов. Контроллер 18 может осуществлять ежедневный анализ в полночь или в другое подходящее время. Контроллер 18 может, в качестве альтернативы, осуществлять анализ данных для других временных интервалов, таких как два раза в день, через день, и т.д. Как это описано в данном документе, во время ежедневного анализа по статистическому способу просматривается хронологический архив данных о показателях прохождения за день (или за предыдущие 24 часа или за другой период времени) и этот хронологический архив данных сжимается до одного, или большего количества показателей прохождения, которые дают точное представление об испытаниях на утечку, которые произошли на протяжении дня. Эти сжатые результаты затем используются в краткосрочном и долговременном анализе по статистическому способу. При осуществлении ежедневного анализа, контроллер 18 отбрасывает показатели прохождения, которые являются неточными или потенциально неточными из-за тепловых эффектов или других аномалий. Это достигается посредством применения функции усреднения, равно как и корреляции с известными подачами топлива, как это описано в данном документе.
Например, результаты ежедневного анализа предоставляют, для использования в долговременном анализе по статистическому способу, усредненный показатель прохождений, усредненный вес (уровень точности), и количество отдельных испытаний, осуществленных в течение дня. В одном осуществлении изобретения эти результаты, для использования в долговременном анализе, помещаются в долговременный массив 80 в запоминающем устройстве 22 контроллера 18, как это показано на фиг.8. Долговременный массив 80 представляет собой, в целях показа, "хронологический массив", поэтому в случае, когда долговременный массив 80 заполнен, и новая величина помещается в массив, самая старая величина в массиве отбрасывается. В демонстрируемом осуществлении изобретения, долговременный массив 80 заполняется усредненными показателями прохождения с каждого из предыдущих 30 дней. По этой причине, долговременный массив 80 имеет длину 30, хотя долговременный массив 80 может иметь другую длину.
Аналогичным образом, результаты ежедневного анализа предоставляют, для использования в краткосрочном анализе по статистическому способу, усредненный показатель прохождения и усредненный вес (уровень точности). В одном осуществлении изобретения, эти результаты, для использования в краткосрочном анализе, помещаются в краткосрочный массив 82 в запоминающем устройстве 22 контроллера 18, как это показано на фиг.8. Краткосрочный массив 82 представляет собой, в иллюстративных целях, "хронологический массив", поэтому в случае, когда краткосрочный массив 82 заполнен, и новая величина помещается в массив, самая старая величина в массиве отбрасывается. В демонстрируемом осуществлении изобретения, краткосрочный массив 82 заполняется посредством усредненных показателей прохождений с каждого из предыдущих 10 дней. По этой причине, краткосрочный массив 82 имеет длину 10, хотя краткосрочный массив 82 может иметь другую длину. В одном осуществлении изобретения, результаты ежедневного анализа только тогда вводятся в краткосрочный массив 82, когда собираемые данные из ежедневного анализа удовлетворяют определенным критериям. Например, в одном осуществлении изобретения, контроллер 18 требует использование наиболее высоко взвешенных показателей прохождения, всякий раз, когда это возможно, так как они представляют собой показатели прохождений, на которые влияние тепловых эффектов представляется наименее вероятным.
Со ссылкой на фиг.5, показывается структурная схема этапов статистического способа в целом. Как это представлено посредством блока 100, контроллер 18 вначале собирает данные отдельных испытаний за 24-часовой период. Показатели прохождения, сопоставленные им веса, и метки времени регистрируются в качестве записей в ежедневном массиве 78 (см. фиг.4). После того, как данные испытаний на утечку с предыдущих 24 часов накоплены и сохранены в запоминающем устройстве 22, контроллер 18 осуществляет ежедневный анализ зарегистрированных данных, как это представлено посредством блока 102.
Со ссылкой на фиг.6, показывается структурная схема этапов демонстрационного ежедневного анализа (блок 102). Как это представлено посредством блока 150, сохраненные показатели прохождения ежедневного массива 78 размещаются в пределах каждого часа, согласно их возрастающим весовым показателям. Блоки 152-158 включают в себя этапы для подготовки данных показателей прохождения для долговременного анализа. В блоке 152 отбрасываются любые показатели прохождения, которые были получены в пределах определенного временного периода после топливного перепада. Топливный перепад представляет собой добавление топлива в резервуар для хранения 26 из внешнего источника, такого как топливный танкер. Посредством удаления из анализа этих показателей прохождения уменьшается воздействие тепловых эффектов из-за любых топливных перепадов. В одном осуществлении изобретения отбрасываются показатели прохождения, полученные в пределах четырех часов после топливного перепада, хотя может использоваться любое подходящее время. Например, если бы топливный перепад произошел в момент времени 20:00, то контроллер 18 устранил бы из ежедневного массива 78 все записи показателей прохождения, которые были получены в промежутке между моментом времени 20:00 и моментом времени 24:00. В демонстрируемом осуществлении изобретения, например, контроллер 18 устраняет самые последние четыре показателя прохождения (то есть, показатели прохождений 92, 84, 83, 74) из ежедневного массива 78 (см. фиг.4), из-за того, что в момент времени 20:00 произошел топливный перепад. В качестве альтернативы, разница в температурах в резервуаре для хранения 26 и/или топливной магистрали 38, известных до и после топливного перепада, может определить количество записей, которые отбрасываются в ежедневном массиве 78.
Как это представлено посредством блока 154, оставшиеся записи показателей прохождения копируются во временном расположении в запоминающем устройстве 22, таком как массив 84 на фиг.4, и группируются, согласно весовым показателям. Все показатели прохождения, сопоставленные с весом "1", собираются вместе в группу, все показатели прохождения, сопоставленные с весом "2", собираются вместе в группу, и так далее, вплоть до максимального весового показателя, зарегистрированного в пределах предыдущих 24 часов. В одном осуществлении изобретения, показатели прохождения в каждой весовой группе располагаются в возрастающем порядке, как это показано в массиве 84 на фиг.4.
В блоке 156 определяется величина медианы показателей прохождения в каждой весовой группе массива 84. В массиве 84, например, величина медианы весовой группы "1" равна 74, величина медианы весовой группы "2" равна 73, а величина медианы весовой группы "3" равна 70. Как это представлено посредством блока 158, вычисляется взвешенное среднее этих величин медиан, в целях демонстрации оно представляет собой долговременный показатель прохождения 90 (см. фиг.4). При вычислении долговременного показателя прохождения 90, величинам медиан, сопоставленным с более высокими весами, придаются большие веса, чем величинам медиан, сопоставленным с менее высокими весами. В частности, величина медианы с весом "1" включается во взвешенное среднее один раз, величина медианы с весом "2" считается во взвешенном среднем два раза, и так далее. Долговременный показатель прохождения 90 может быть представлен как:
| Взвешенное среднее=(Х1+Х2*2+…+Xn*n)/(1+2+…+n) | (1), |
где взвешенное среднее равно долговременному показателю прохождения 90, X1 равно величине медианы в весовой группе "1", X2 равно величине медианы в весовой группе "2", а Xn равно величине медианы в весовой группе n. Используя данные из массива 84 на фиг.4, X1=74, X2=73, и X3=70. Подставляя эти значения в Уравнение (1), долговременный показатель прохождения 90 равен приблизительно числу 71,67 (округлено до самого близкого с точностью до одной сотой), как это показано на фиг.4.
В блоке 158 также вычисляется среднее всех весовых показателей для каждой из записей в массиве 84, которые представляют собой записи, которые остались после отбрасывания некоторых записей в блоке 152. Демонстрационное средневзвешенное значение представляет собой долговременный вес 92 (см. фиг.4). На основе записей массива 84, долговременный вес 92 приблизительно равен числу 1,69 (округлено до самого близкого с точностью до одной сотой). Долговременный показатель прохождения 90 и долговременный вес 92 помещаются в верхней части долговременного массива 80, вместе с общим количеством отдельных испытаний на утечку из предыдущего дня (то есть, из ежедневного массива 78), как это показано на фиг.8. Долговременный массив 80, в целях демонстрации, удерживает только 30 самых последних по времени записей показателей прохождения. Если длина долговременного массива 80, вместе с самой последней по времени записью, превышает 30 записей, то из долговременного массива 80 отбрасывается самая старая запись (на основе метки времени).
После завершения подготовки данных для долговременного анализа и добавления записи в долговременный массив 80, контроллер 18 подготавливает данные для краткосрочного анализа. Блоки 160-168 ежедневного анализа показывают этапы для подготовки данных показателей прохождения для краткосрочного анализа. В блоке 160, для использования в краткосрочном анализе, из ежедневного массива 78 выбираются показатели прохождения, которые сопоставляются с весовыми показателями более высокого порядка, и они сохраняются в массиве 86 (см. фиг.4). Весовые показатели более высокого порядка могут быть представлены как:
Весовой показатель более высокого порядка=INT(n/2)+1 (2),
где INT() представляет собой функцию для вычисления значения целой части числа, а n представляет собой самый высокий весовой показатель, обнаруженный в ежедневном массиве 78. Например, самый высокий весовой показатель ежедневного массива 78 равен 3, как это показано на фиг.4. Согласно уравнению (2), любые записи, имеющие весовые показатели, меньшие чем INT(3/2)+1=2, отбрасываются (то есть все записи, имеющие весовые показатели, равные "1"), а оставшиеся записи из ежедневного массива 78 сохраняются в массиве 86.
Как это представлено посредством блока 162, отбрасываются записи массива 86, полученные в пределах некоторого времени после топливного перепада. В одном осуществлении изобретения, период времени после топливного перепада, обычно используемый для отбрасывания записей в блоке 162, представляет собой более продолжительный период времени, чем период времени, обычно используемый для отбрасывания записей в блоке 152, для того, чтобы достигнуть повышенной точности в краткосрочном анализе. В одном осуществлении изобретения отбрасываются показатели прохождения, полученные в пределах шести часов после топливного перепада, хотя может использоваться любое подходящее время. Например, если топливный перепад произошел в момент времени 20:00, контроллер 18 устраняет из ежедневного массива 78 все записи показателей прохождения, которые были получены с момента времени 20:00 до момента времени 2:00 следующего дня. В качестве альтернативы, разница в температурах в резервуаре для хранения 26 и/или в топливной магистрали 38, известных до и после топливного перепада, может определить количество записей, которые отбрасываются.
Как это представлено посредством блока 164, вычисляется средний вес показателей прохождения, оставшихся в массиве 86. Демонстрационный средний вес представляет собой краткосрочный вес 96 на фиг.4. Как это представлено посредством блока 166, требуется, чтобы краткосрочный вес 96 и количество оставшихся показателей прохождения ("N") массива 86 удовлетворяли определенным ежедневным критериям (см. таблицу 2). Это требование соответствия критериям повышает вероятность того, что оставшиеся записи массива 86 имеют достаточно высокую надежность, для их использования при определении показателя, который следует поместить в краткосрочный массив 82 на фиг.8.
| Таблица 2 Ежедневные критерии для краткосрочного анализа |
|
| Количество записей (N) | Требуемое минимальное средневзвешенное |
| 1 | 3,00 |
| 2 | 2,50 |
| 3 | 2,33 |
| 4 | 2,25 |
| 5+ | 2,20 |
Критерии, сформулированные в таблице 2, устанавливаются для повышения точности в краткосрочном анализе и для стабилизации тепловых эффектов. Однако могут использоваться другие подходящие критерии, в зависимости от отдельных систем подачи топлива.
Если критерии, сформулированные в таблице 2, не удовлетворяются, то в краткосрочном массиве 82 не делается никаких записей, и статистический способ возвращается к блоку 104 на фиг.5, как это представлено посредством блока 170 на фиг.6. Если критерии, сформулированные в таблице 2, удовлетворяются, то, как это представлено посредством блока 168, вычисляется взвешенное среднее оставшихся показателей прохождения массива 86, в целях демонстрации оно представляет собой краткосрочный показатель прохождения 94. Вообще говоря, взвешенное среднее показателей прохождения в массиве может быть представлено как:
где WeightedAvg представляет собой взвешенное среднее показателей прохождения в массиве, 
представляет собой количество записей в массиве, 
представляет собой показатель прохождения для записи "
", а 
представляет собой вес, сопоставленный с соответствующим показателем прохождения для записи "
".
Со ссылкой на массив 86 на фиг.4, количество записей N равно шести, а краткосрочный вес 96 равен 2,50. Согласно критериям таблицы 2, так как 2,50 больше, чем 2,20, вычисляется взвешенное среднее показателей прохождения в массиве 86. Подставляя показатели прохождения массива 86 в уравнение (3), краткосрочный показатель прохождения 94 равен приблизительно числу 71,93 (округлено до самого близкого с точностью до одной сотой), как это показано на фиг.4.
В блоке 168, краткосрочный показатель прохождения 94 и краткосрочный вес 96 помещаются в верхней части краткосрочного массива 82, как это показано на фиг.8. Краткосрочный массив 82 удерживает только 10 самых последних по времени записей. Если вместе с самой последней по времени записью длина краткосрочного массива 82 превышает 10 записей, из краткосрочного массива 82 отбрасывается самая старая запись (на основе метки времени). После размещения результатов в краткосрочный массив 82, статистический способ возвращается к блоку 104 на фиг.5.
В демонстрируемом осуществлении изобретения величины, используемые в долговременном массиве 80 и краткосрочном массиве 82, округляются до самого близкого с точностью до одной сотой. Однако могут использоваться другие аппроксимации величин для переработки эффектов любых ошибок округления.
Краткосрочный анализ
После того, как завершается ежедневный анализ (блок 102), статистический способ возвращается к блоку 104 на фиг.5. В блоке 104 в случае, если в ежедневном анализе не удовлетворялись краткосрочные ежедневные критерии таблицы 2, контроллер 18 приступает к долговременному анализу и начинает с блока 118. В случае если в ежедневном анализе удовлетворялись краткосрочные ежедневные критерии таблицы 2, контроллер 18 приступает к анализу краткосрочного массива 82 на фиг.8 для определения того, может ли быть получено заключение испытания (испытание прошло - испытание не прошло). Как это представлено посредством блока 106, контроллер 18 определяет, произошло ли в краткосрочном массиве 82 перекрещивание с самой последней по времени записью показателей прохождения. Перекрещивание происходит в случае, когда две смежных записи показателей прохождения в массиве, в целях демонстрации - это долговременный массив 80 или краткосрочный массив 82, оказываются по разные стороны от порогового значения для заключения (испытание прошло - испытание не прошло), это значение, в целях демонстрации, равно 100. В частности, перекрещивание указывает на то, что две смежные записи показателей прохождения в массиве перешли от значения "испытание прошло" к значению "испытание не прошло", или наоборот. Если контроллер 18 определяет, что в краткосрочном массиве 82 произошло перекрещивание, все записи в краткосрочном массиве 82 очищаются, за исключением самой последней по времени полученной записи, как это представлено посредством блока 108. Если обнаруживается перекрещивание, заключение испытания "испытание прошло" или "испытание не прошло” не может быть сделано с помощью краткосрочного анализа, и контроллер 18 приступает к попытке осуществить долговременный анализ. Никакие перекрещивания не представлены в демонстрационном краткосрочном массиве 82, потому что каждая запись показателей прохождения имеет значение, меньшее чем 100.
Всякий раз, когда в краткосрочном массиве 82 происходит перекрещивание, контроллер 18 пытается удостовериться, что переход показателей прохождения от значения "испытание прошло" к значению "испытание не прошло" или от значения "испытание не прошло" к значению "испытание прошло" не представляет собой временное событие. Очистка записей краткосрочного массива 82 при обнаружении перекрещивания служит для повышения вероятности того, что заключение испытания "испытание не прошло" в краткосрочном анализе происходит из-за фактической утечки, а не из-за каких-либо тепловых аномалий.
Если в краткосрочном массиве 82 не обнаруживаются какие-либо перекрещивания, контроллер 18 определяет, заполнен ли краткосрочный массив 82 (то есть, содержит ли он 10 записей), как это представлено посредством блока 110. Если краткосрочный массив 82 не заполнен, контроллер 18 приступает к долговременному анализу, который начинается в блоке 118. Если краткосрочный массив 82 заполнен, вычисляется взвешенное среднее всех записей в краткосрочном массиве 82, как это представлено посредством блока 112. Взвешенное среднее определяется согласно уравнению (3) выше. Используя демонстрационные данные из краткосрочного массива 82 на фиг.8, взвешенное среднее краткосрочного массива 82 равно, приблизительно, 70,32. В блоке 112, для того, чтобы прийти к заключению (испытание прошло - испытание не прошло), расчетное взвешенное среднее показателей прохождения краткосрочного массива 82 сравнивается с пороговым показателем, равным 100. Если взвешенное среднее является меньшим чем 100, в блоке 116 декларируется заключение испытания "испытание прошло". Если взвешенное среднее является большим чем, или равным, 100, то в блоке 114 декларируется заключение испытания "испытание не прошло". На основе данных краткосрочного массива 82 на фиг.8, показатель 70,32 меньше чем 100, и в блоке 116 декларируется заключение испытания "испытание прошло".
Долговременный анализ
Если на основе краткосрочного массива 82 прийти к заключению испытания не представляется возможным, то контроллером 18 исследуется долговременный массив 80 с помощью долговременного анализа. Как это представлено посредством блока 118, если долговременный массив 80 не заполнен (обычно это 30 записей), то никакие дополнительные действия не предпринимаются и контроллер 18 возвращается к блоку 100, чтобы собирать дополнительные данные отдельных испытаний. Как это представлено посредством блока 120, если долговременный массив 80 заполнен, то контроллер 18 приступает к осуществлению долговременного анализа на фиг.7 и на фиг.7A, чтобы определить, может ли быть достигнуто заключение испытания с помощью существующих показателей долговременного массива 80, или же должны собираться дополнительные данные отдельных испытаний.
Со ссылкой на фиг.7, контроллер 18 определяет, содержит ли долговременный массив 80 какие-либо перекрещивания, как это представлено посредством блока 200. Если в блоке 200 не обнаруживается каких-либо перекрещиваний, в блоке 201 вычисляется среднее весовых показателей в долговременном массиве 80. Как это представлено посредством блока 202, расчетный средневзвешенный показатель сравнивается с пороговым показателем, равным 1,1, а количество отдельных испытаний, осуществленных за последние 30 дней, сравнивается с пороговым показателем, равным 150. В качестве альтернативы, могут использоваться другие подходящие пороговые показатели. В демонстрируемом осуществлении изобретения, если вычисленный средневзвешенный показатель является меньшим чем 1,1 или если общее количество осуществленных испытаний является меньшим, чем 150, контроллер 18 не может сделать заключение испытания, на основе существующих данных испытаний в долговременном массиве 80. Соответственно, как это представлено посредством блока 216 на фиг.7A, контроллер 18 выжидает вплоть до того момента, когда более высоко взвешенные показатели испытаний заполнят долговременный массив 80, или вплоть до того момента, когда будет достигнуто заключение испытания, посредством другого способа или анализа, то есть, посредством стандартного прямого способа или посредством краткосрочного анализа по статистическому способу.
Если взвешенное среднее долговременного массива 80 является большим чем, или равным, 1,1, и количество испытаний является большим чем, или равным, 150, то определяется медиана всех показателей прохождения в долговременном массиве 80. Эта медиана показателей прохождения используется для того, чтобы прийти к заключению испытания, как это представлено посредством блока 204. Если медиана показателей прохождения является меньшей чем 100, то контроллером 18 декларируется заключение испытания "испытание прошло". Если медиана показателей прохождения является большей чем, или равной, 100, то контроллером 18 декларируется заключение испытания "испытание не прошло". Если в блоке 200 обнаруживается перекрещивание в долговременном массиве 80, то контроллер 18 определяет, произошло ли самое последнее по времени перекрещивание 15 или большее количество дней назад, то есть, произошло ли перекрещивание перед предшествующими 15 записями в долговременном массиве 80, как это представлено посредством блока 206. Если самое последнее перекрещивание произошло 15 или большее количество дней назад, и количество отдельных испытаний на утечку, осуществленных с момента самого последнего перекрещивания, является большим чем, или равным, 75, то контроллер 18 делает несколько определений, как это представлено посредством блока 208. В блоке 208, контроллер 18 определяет медиану, равно как и сопоставленное среднее показателей прохождения в долговременном массиве 80, которые были получены с того момента времени, когда произошло самое последнее перекрещивание. Это включает в себя все показатели прохождения с момента дня самого последнего перекрещивания, не включая его, вплоть до самого последнего по времени полученного показателя прохождения. Если расчетное взвешенное среднее показателей прохождения является меньшим, чем 1,25, заключение испытания не может быть сделано, и статистический анализ возвращается к блоку 100 на фиг.5. Если расчетное взвешенное среднее этих показателей прохождения является большим чем, или равным, 1,25, то заключение испытания может быть сделано, согласно блоку 210. В блоке 210, если величина медианы является меньшей чем 100, то контроллером 18 декларируется заключение испытания "испытание прошло". Если величина медианы является большей чем, или равной чем 100, то контроллером 18 декларируется заключение испытания "испытание не прошло".
Вновь со ссылкой на блок 206 на фиг.7, если последнее перекрещивание произошло меньше чем 15 дней назад, или количество испытаний с момента самого последнего перекрещивания является меньшим чем 75, то для того, чтобы контроллер 18 мог прийти к заключению испытания, должны быть удовлетворены несколько условий. Как это представлено посредством блока 212, если, по меньшей мере, 3 перекрещивания произошли в пределах предыдущих 15 дней и количество отдельных испытаний за предыдущие 15 дней, по меньшей мере, равно 75, то долговременный анализ приступает к блоку 214, и заключение испытания может быть достигнуто. Однако, если меньше чем 3 перекрещивания произошли в пределах предыдущих 15 дней, или если количество отдельных испытаний за предыдущие 15 дней является меньшим чем 75, то заключение испытания не представляется возможным, и анализ возвращается к блоку 100 на фиг.5, чтобы собирать больше данных, как это представлено посредством блока 216 на фиг.7A. Используя демонстрационные данные долговременного массива 80 на фиг.8, четыре перекрещивания обнаруживаются за предыдущие 15 дней, и 223 полных испытания осуществлялись за предыдущие 15 дней. По этой причине, условия блока 212 удовлетворяются, и анализ приступает к блоку 214.
В блоке 214 определяется средневзвешенный показатель показателей прохождения в долговременном массиве 80 из предыдущих 15 дней. Если расчетный средневзвешенный показатель этих показателей прохождения является меньшим чем 1,33, то заключение по испытанию не представляется возможным, и анализ возвращается к блоку 100, чтобы собирать больше данных, как это представлено посредством блока 216 на фиг.7A. Если расчетный средневзвешенный показатель этих показателей прохождения является большим чем, или равным, 1,33, то заключение по испытанию может оказаться возможным, и анализ обращается к блоку 218 на фиг.7A. Используя демонстрационные данные долговременного массива 80 на фиг.8, средневзвешенный показатель показателей прохождения из предыдущих 15 дней равен 1,58. По этой причине, условие блока 214 удовлетворяется, и анализ обращается к блоку 218.
В блоке 218, вычисляется взвешенное среднее показателей прохождения в долговременном массиве 80 из предыдущих 15 дней. Взвешенное среднее этих показателей прохождения может быть вычислено согласно уравнению (3). Кроме того, определяется линия тренда этих показателей прохождения, как это представлено посредством блока 218. Демонстрационная линия тренда 88, показанная на фиг.9, основана на демонстрационных данных из долговременного массива 80 на фиг.8. Как это представлено посредством блока 220, исследуются расчетное взвешенное среднее этих показателей прохождения и наклон линии тренда, и может быть сделано заключение испытания, согласно таблице 3.
| Таблица 3 Долговременный анализ линий тренда |
||
| Наклон линии тренда | Взвешенное усреднение показателей прохождения >=100? | Заключение испытания |
| Горизонтальный | НЕТ | Испытание ПРОШЛО |
| Возрастающий | НЕТ | Ждать, если среднее >=80, но <100. В противном случае Испытание ПРОШЛО |
| Убывающий | НЕТ | Испытание ПРОШЛО |
| Горизонтальный | ДА | Испытание НЕ ПРОШЛО |
| Возрастающий | ДА | Испытание НЕ ПРОШЛО |
| Убывающий | ДА | Ждать, если среднее <=120, но >99. В противном случае Испытание НЕ ПРОШЛО |
Как это показано в таблице 3, если наклон линии тренда является практически горизонтальным и взвешенное среднее показателей прохождения долговременного массива 80 является меньшим чем 100, то заключение испытания представляет собой "испытание прошло". Однако если наклон линии тренда является практически горизонтальным и взвешенное среднее показателей прохождения из долговременного массива 80 больше чем, или равно, 100, то заключение испытания представляет собой "испытание не прошло".
Аналогичным образом, если наклон линии тренда является возрастающим и взвешенное среднее показателей прохождения из долговременного массива 80 является меньшим чем 80, то заключение испытания представляет собой "испытание прошло". Если наклон линии тренда является возрастающим, и взвешенное среднее показателей прохождения из долговременного массива 80 является большим чем, или равным, 80, но меньшим чем 100, то заключение испытания не представляется возможным, и контроллер 18 должен собирать больше данных. Если наклон линии тренда является возрастающим, и взвешенное среднее показателей прохождения из долговременного массива 80 больше чем, или равно, 100, то заключение испытания представляет собой "испытание не прошло".
Аналогичным образом, если наклон линии тренда является убывающим и взвешенное среднее показателей прохождения из долговременного массива 80 является меньшим чем 100, то заключение испытания представляет собой "испытание прошло". Если наклон линии тренда является убывающим, и взвешенное среднее показателей прохождения долговременного массива 80 является меньшим чем, или равным, 120, но большим чем 99, то заключение испытания не представляется возможным, и контроллер 18 должен собирать больше данных. Если наклон линии тренда является убывающим и взвешенное среднее показателей прохождения долговременного массива 80 является большим чем 120, то заключение испытания представляет собой "испытание не прошло".
В одном осуществлении изобретения наклон линии тренда, находящийся в промежутке между, и включая, -1,33 и 1,33, рассматривается как "горизонтальный". Соответствующим образом, наклон линии тренда, меньший чем -1,33, рассматривается как "убывающий", а наклон линии тренда, больший чем 1,33, рассматривается как "возрастающий". Однако могут быть реализованы другие пределы наклона, чтобы определить "горизонтальность", "возрастание" и "убывание".
Со ссылкой на фиг.8, взвешенное среднее демонстрационных показателей прохождения в долговременном массиве 80 равно, приблизительно, 80,41. Со ссылкой на фиг.9, линия тренда 88 имеет наклон, приблизительно равный -0,734. Соответственно, линия тренда 88 является практически горизонтальной, потому что ее наклон попадает в промежуток между -1,33 и 1,33. Со ссылкой на условия таблицы 3, на основе долговременного массива 80 на фиг.8, заключение испытания представляет собой "испытание прошло".
После завершения долговременного анализа на фиг.7 и фиг.7 A, статистический способ определяет, было ли достигнуто заключение испытания с помощью долговременного анализа, как это представлено посредством блока 122 на фиг.5. Если заключение испытания не было достигнуто, то контроллер 18 возвращается к блоку 100, чтобы собирать дополнительные данные. Если заключение испытания было достигнуто, то контроллер 18 декларирует "испытание прошло" или "испытание не прошло", в зависимости от заключения испытания, как это представлено посредством блока 124, до того как возвратиться к блоку 100, чтобы собирать дополнительные данные.
Всякий раз, когда долговременный анализ не в состоянии прийти к заключению испытания, анализ возвращается к блоку 100 на фиг.5, чтобы собирать дополнительные данные. Этот цикл повторяется вплоть до того момента, когда долговременный анализ придет к заключению испытания, или вплоть до того момента, когда либо краткосрочный анализ, либо стандартный способ будут в состоянии прийти к заключению испытания.
В одном осуществлении изобретения в случае, когда достигнуто заключение испытания "испытание прошло", либо посредством стандартного способа, либо посредством статистического способа, статистический способ не отключается, и продолжает выполняться. По этой причине, хронологический архив данных о показателях прохождения долговременного массива 80 и краткосрочного массива 82 удерживается в запоминающем устройстве 22 контроллера 18.
В одном осуществлении изобретения, после того как все записи краткосрочного массива 82 (см. фиг.8) заполнены, и при этом удовлетворяются краткосрочные критерии таблицы 2, контроллер 18 каждый день предоставляет заключение испытания, посредством либо статистического, либо стандартного способов. В случае, когда объект сильно перегружен, и краткосрочный анализ не может произвести заключение испытания, долговременный анализ может предоставить заключение испытания не позднее чем через период времени в 30 дней.
Если достигнуто заключение испытания "испытание не прошло", либо посредством стандартного способа, либо посредством статистического способа, и пользователь выбрал автоматическое завершение работы демонстрационной системы подачи топлива 10 в случае, если принято заключение "испытание не прошло", то статистический способ прекратит работу и будет ждать, когда пользователь заново запустит демонстрационную систему подачи топлива 10. В одном осуществлении изобретения статистический способ также прекратит работу, если пользователь отключит испытания на утечку на период времени, превышающий установленный временной лимит, такой как три дня, или какой-либо любой другой подходящий период времени. В одном осуществлении изобретения, при прекращении работы статистического способа, хронологический архив данных показателей прохождения удаляется из запоминающего устройства 22 контроллера 18.
В одном осуществлении изобретения статистический способ обнаружения утечки дополняет стандартный прямой способ обнаружения утечки в топливной магистрали. Оба способа могут работать в тандеме для того, чтобы дать возможность даже перегруженным объектам оставаться в соответствии с требованиями стандартов точных испытаний на утечку.
Со ссылкой на чертежи 10-12, предоставляются другой демонстрационный ежедневный анализ (блок 102) и другой демонстрационный долговременный анализ (блок 120) по статистическому способу обнаружения утечки на фиг.5. Вместо ежедневного анализа на фиг.6 может использоваться ежедневный анализ на фиг.10 и на фиг.11. Аналогичным образом, вместо долговременного анализа на фиг.7 может использоваться долговременный анализ на фиг.12.
При ежедневном анализе блока 102, показанного на фиг.10, контроллер 18 создает почасовой массив (см. таблицу 5), посредством разбиения предыдущего дня на 24 одночасовых сегмента, как это представлено посредством блока 250. Контроллер 18 использует почасовой массив для того, чтобы приписать показатели прохождений к каждому часовому сегменту, согласно их меткам времени, как это описано в данном документе. В блоке 251, контроллер 18 задает исходное значение каждого часа в почасовом массиве с помощью значения метки-заполнителя, такого как -999, и устанавливает на счетчике часов значение, равное "1". Счетчик часов предназначен для того, чтобы дать возможность контроллеру 18 циклически проходить через каждый час в почасовом массиве в блоках 252-256. Значение метки-заполнителя предназначено для того, чтобы зарезервировать место соответствующего одночасового сегмента в случае, когда в этот час не осуществлялись никакие отдельные испытания на утечку.
В блоках 252-256, контроллер 18 проходит через каждый час в почасовом массиве и определяет, какие записи показателей прохождения, сохраненные в ежедневном массиве запоминающего устройства 22, имеют метку времени, попадающую в пределы каждого часа. Демонстрационный ежедневный массив показывается в таблице 4. Демонстрационный почасовой массив, на основе данных из ежедневного массива таблицы 4, показывается в таблице 5. Если осуществлялось, по меньшей мере, одно отдельное испытание на утечку в одночасовом сегменте, идентифицированном посредством почасового массива, то контроллер 18 осуществляет ряд вычислений на данных показателей прохождения, собираемых на протяжении этого часа, как это представлено посредством блока 254.
В блоке 254, контроллер 18 вычисляет взвешенное среднее показателей прохождения, которые сопоставляются с весами самого высокого порядка в пределах каждого одночасового сегмента, содержащего данные испытаний на утечку. Чтобы определить вес самого высокого порядка, может использоваться уравнение (2). Например, если весовые показатели для одночасового сегмента представляют собой 1, 2, 3, 1, 2, то весовой показатель самого высокого порядка равен INT(3/2)+1=2. По этой причине, при определении взвешенного среднего показателей прохождения в одночасовом сегменте используются только показатели, имеющие весовые показатели, равные, или большие чем 2.
Взвешенное среднее показателей прохождения может быть вычислено согласно уравнению (3). В частности, взвешенное среднее находится посредством включения, при вычислении среднего показателя прохождения n раз, где n представляет собой вес этого показателя прохождения. Например, при определении взвешенного среднего показателей прохождения в данном одночасовом сегменте, показатель прохождения, имеющий весовой показатель, равный "2", следует считать дважды. В одном осуществлении изобретения, если все показатели прохождения в данном одночасовом сегменте имеют вес "1", контроллер 18, вместо среднего, определяет медиану показателей прохождения в данном одночасовом сегменте.
В блоке 254, расчетное взвешенное среднее показателей прохождения сохраняется в подходящем одночасовом сегменте почасового массива, как это показано в таблице 5. Кроме того, вычисляется усреднение весов более высокого порядка, используемых при вычислении взвешенного среднего показателей прохождения, и сохраняется в почасовом массиве, как это показано в таблице 5. Кроме того, определяется количество отдельных испытаний, которые были включены в вычисление взвешенного среднего показателей прохождения, и оно сохраняется в почасовом массиве, как это показано в таблице 5. Количество взвешенных испытаний равно сумме весовых показателей более высокого порядка, используемых при вычислении взвешенного среднего.
| Таблица 4 Ежедневный массив |
||
| Время | Показатель прохождения | Количество испытаний (Вес) |
| 01:24:14 | 73 | 1 |
| 01:36:54 | 73 | 2 |
| 01:49:34 | 64 | 3 |
| 02:22:00 | 82 | 1 |
| 02:23:40 | 73 | 2 |
| 02:36:18 | 73 | 3 |
| 02:56:06 | 82 | 1 |
| 03:14:08 | 73 | 1 |
| 03:26:48 | 99 | 1 |
| 04:10:20 | 55 | 1 |
| 04:28:12 | 73 | 1 |
| 04:58:32 | 63 | 1 |
| 05:31:42 | 71 | 1 |
| 05:49:16 | 54 | 1 |
| 06:01:56 | 72 | 2 |
| 10:42:47 | 91 | 1 |
| 12:03:24 | 73 | 1 |
| 12:21:16 | 64 | 1 |
| 13:56:04 | 73 | 1 |
| 21:10:20 | 92 | 1 |
| 22:04:20 | 84 | 1 |
| 22:59:34 | 83 | 1 |
| 23:31:38 | 74 | 1 |
| Таблица 5 Почасовой массив |
|||
| Час | Усредненный почасовой показатель прохождения | Взвешенное среднее | Взвешенное количество испытаний |
| 0 | Нет испытаний | - | - |
| 1 | 68 | 2,5 | 5 |
| 2 | 73 | 2,5 | 5 |
| 3 | 86 | 1 | 2 |
| 4 | 63 | 1 | 3 |
| 5 | 63 | 1 | 2 |
| 6 | 72 | 2 | 2 |
| 7 | Нет испытаний | - | - |
| 8 | Нет испытаний | - | - |
| 9 | Нет испытаний | - | - |
| 10 | 91 | 1 | 1 |
| 11 | Нет испытаний | 1 | - |
| 12 | 69 | 1 | 2 |
| 13 | 73 | - | 1 |
| 14 | Нет испытаний | - | - |
| 15 | Нет испытаний | - | - |
| 16 | Нет испытаний | - | - |
| 17 | Нет испытаний | - | - |
| 18 | Нет испытаний | - | - |
| 19 | Нет испытаний | - | - |
| 20 | Нет испытаний | - | - |
| 21 | 92 | 1 | 1 |
| 22 | 84 | 2 | 1 |
| 23 | 74 | 1 | 1 |
Например, со ссылкой на таблицы 4 и 5, никакие данные не собирались в течение первого часа (час "0") дня. В течение часа "1" осуществлялись три отдельных испытания на утечку, и самый высокий весовой показатель равен "3". При использовании уравнения (2), чтобы вычислить взвешенное среднее в течение часа "1", используются показатели прохождения, имеющие веса, большие чем, или равные, "2". Взвешенное среднее показателей прохождения 73 и 64 вычисляется согласно уравнению (3), приводя к взвешенному среднему показателей прохождения 68 (округленно до самого близкого целого числа) в течение часа "1", как это показано в таблице 5. Средневзвешенное показателей, используемое при вычислении взвешенного среднего, равно (3+2)/2, или 2,5, как это показано в таблице 5. Аналогичным образом, общее количество испытаний равно сумме значений весов более высокого порядка, или 5. Оставшиеся записи в почасовом массиве таблицы 5 вычисляются аналогичным способом. В течение часа "4", в качестве взвешенного среднего используется медиана показателей прохождения, или 63, так как все весовые показатели равны "1".
Как это представлено посредством блока 256, контроллер 18 продолжает работу в блоке 258, после того как исследованы все часы в этот день. В блоке 258, контроллер 18 вычисляет медиану и стандартное отклонение всех усреднений почасовых показателей прохождения таблицы 5. Например, на основе данных в почасовом массиве таблицы 5, медиана равна 73, а стандартное отклонение равно 10. Контроллер сохраняет эти данные, равно как и общее количество испытаний из этого дня, в долговременном массиве, таком как долговременный массив 80 на фиг.8.
Как это представлено посредством блока 260, контроллер 18 вычисляет верхние границы, как расчетную медиану плюс стандартное отклонение, или 73+10, или 83. Точно так же контроллер 18 вычисляет нижние границы, как расчетную медиану, уменьшенную на стандартное отклонение, или 73-10, или 63. Верхние и нижние границы сохраняются в запоминающем устройстве 22 контроллера 18.
В блоках 260-268, контроллер 18 проходит через все часы в почасовом массиве таблицы 5 и отбрасывает конкретные показатели, чтобы подготовить данные для краткосрочного анализа. Как это представлено посредством блока 262, контроллер 18 отбрасывает все почасовые показатели прохождений в почасовом массиве, которые лежат вне верхних и нижних границ. Кроме того, контроллер 18 также отбрасывает все почасовые показатели прохождений в почасовом массиве, которые имеют взвешенное среднее, равное "1" и, вместе с этим, только одно сопоставленное им испытание, как это представлено посредством блока 264.
Как это представлено посредством блока 266, если на протяжении предыдущих 24 часов произошел топливный перепад, контроллер 18 отбрасывает почасовые показатели, которые были получены в пределах конкретного временного периода после топливного перепада. В одном осуществлении изобретения отбрасываются все почасовые показатели прохождения, полученные в пределах 6 часов после топливного перепада. В качестве альтернативы, контроллер 18 может осуществлять анализ линии тренда точек показателей прохождения после момента времени подачи топлива и отбрасывать те точки, которые не находятся в пределах дозволенной линии тренда. Как это представлено посредством блока 268, после прохождения через все часы в почасовом массиве, контроллер 18 приступает к блоку 270 (см. фиг.11).
Вслед за завершением этапов в блоках 260-268, получается временный массив, содержащий данные для краткосрочного анализа. См., например, временный массив, показанный в таблице 6, которая основана на данных из ежедневного массива таблицы 4 и из почасового массива таблицы 5.
| Таблица 6 Временный массив для краткосрочного анализа |
|||
| Час | Почасовой показатель прохождения | Взвешенное среднее | Количество испытаний |
| 1 | 68 | 2,5 | 5 |
| 2 | 73 | 2,5 | 5 |
| 4 | 64 | 1 | 3 |
| 5 | 63 | 1 | 2 |
| 6 | 72 | 2 | 2 |
| 12 | 69 | 1 | 2 |
Со ссылкой на фиг.11, контроллер 18 определяет, достаточное ли количество допустимых данных было собрано за предшествующие 24 часа, для того, чтобы приступить к краткосрочному анализу. Как это представлено посредством блока 270, контроллер 18 подсчитывает количество оставшихся почасовых показателей прохождения во временном массиве таблицы 6. Кроме того, контроллер 18 вычисляет среднее всех весов, сопоставленных с оставшимися почасовыми показателями прохождения во временном массиве. Как это представлено посредством блоков 272-288, количество оставшихся почасовых показателей прохождения и расчетное среднее весов для оставшихся почасовых показателей прохождения во временном массиве должны удовлетворять критериям, сформулированным в таблице 7. Если критерии таблицы 7 не удовлетворяются, то доступные данные не подходят для размещения в краткосрочном массиве, таком как краткосрочный массив 82 (см. фиг.8), как это представлено посредством блока 280. По этой причине, контроллер 18 должен выжидать и собирать данные в течение еще 24 часов.
| Таблица 7 Критерии для краткосрочного анализа |
|
| Количество почасовых показателей прохождения | Минимальный средний вес |
| 1 | -- |
| 2 | 2,0 |
| 3 | 1,67 |
| 4 | 1,5 |
| 5+ | 1,4 |
Если удовлетворяются критерии таблицы 7, то контроллер 18 вычисляет взвешенное среднее почасовых показателей прохождения во временном массиве, показанном в таблице 6, как это представлено посредством блока 290. Взвешенное среднее может быть вычислено согласно уравнению (3). Соответствующим образом, контроллер 18 сохраняет в краткосрочном массиве 82 следующие величины: расчетное взвешенное среднее показателей прохождения временного массива, расчетное усреднение весов во временном массиве, и общее количество испытаний во временном массиве.
Например, усредненный вес шести почасовых показателей прохождения во временном массиве, показанном в таблице 6, равен 1,67. Поскольку 1,67 больше, чем требуемый вес 1,4 в таблице 7, данные, сохраненные во временном массиве таблицы 6, могут использоваться в краткосрочном анализе. Соответственно, взвешенное среднее, равное 69, усредненный вес, равный 1,67, и полное количество испытаний, равное 19, сохраняются в краткосрочном массиве 82.
В некоторых случаях, данные, собираемые и анализируемые к концу 24-часового периода, могут оказаться не подходящими для того, чтобы поместить их в краткосрочный массив 82. В таких случаях пройдут еще 24 часа, до того как контроллер 18 соберет больше данных, и осуществится другой анализ. После того как результаты анализа данных станут приемлемыми, данные помещаются в краткосрочный массив 82.
После завершения ежедневного анализа, статистический анализ возвращается к основной блок-схеме фиг.5, чтобы осуществить краткосрочный анализ, как это описано выше.
В случае, когда краткосрочный массив 82 заполнен, а стандартный способ не смог прийти к заключению, тогда краткосрочные данные считаются допустимыми и стабильными как из-за предварительного отбора, осуществленного ежедневным анализом, так и из-за устранения всех дней "перекрещивания". К этому моменту воздействия тепловых переходных процессов должны быть отфильтрованы, и может быть вычислена медиана прошедших 10 записей краткосрочного массива 82. Если величина медианы является меньшей чем 100, то контроллер 18 декларирует заключение испытания "испытание прошло". Если величина медианы, по меньшей мере, равна 100, то контроллер 18 декларирует заключение испытания "испытание не прошло".
В случае, когда заключение испытания достигнуто, либо посредством стандартного способа, либо посредством краткосрочного анализа, показатели краткосрочного массива 82 не отбрасываются. После того как краткосрочный массив 82 достигает максимальной длины, в целях демонстрации, это длина 10, дополнительные ежедневные данные помещаются в верхней части краткосрочного массива 82, а самые старые данные отбрасываются. По этой причине, краткосрочный массив 82 всегда представляет собой хронологический архив самых последних по времени данных.
В одном осуществлении изобретения, если как краткосрочный анализ, так и стандартный прямой способ, не в состоянии произвести заключение испытания, то контроллер 18 приступает к долговременному анализу, показанному на фиг.12 и 12A. В случае, когда долговременный массив 80 достигает максимальной длины, в целях демонстрации это длина 30, осуществляется долговременный анализ.
Со ссылкой на фиг.12, контроллер 18 определяет, произошли ли в долговременном массиве 80 какие-либо перекрещивания, как это представлено посредством блока 292. Если в долговременном массиве 80 не произошло каких-либо перекрещиваний, и если общее количество испытаний является большим чем, или равным, 25, то в долговременном массиве 80 вычисляется медиана всех показателей прохождения, как это представлено посредством блоков 294 и 296. Величина медианы, меньшая чем 100, приводит к заключению испытания "испытание прошло", а величина медианы, больше чем, или равная, 100, приводит к заключению испытания "испытание не прошло". Если общее количество испытаний является меньшим, чем 25, то заключение испытания не может быть сделано, и система выжидает дополнительный день, чтобы собирать дополнительные данные. Таким образом, допустимость данных основывается на наличии долговременной стабильности (не обнаружены перекрещивания в долговременном массиве 80) и на осуществлении достаточного числа отдельных испытаний на утечку за длительный период времени.
Как это представлено посредством блока 298, если в долговременном массиве 80 произошло одно, или большее количество, перекрещивание, и если самое последнее перекрещивание произошло, по меньшей мере, 10 дней назад, то заключение испытания может оказаться возможным. Как это представлено посредством блока 300, контроллер 18 определяет медиану, равно как и сопоставленный средний вес, показателей прохождения в долговременном массиве 80, которые были получены с того момента, когда произошло самое последнее перекрещивание. Это включает в себя все показатели прохождения с момента дня самого последнего перекрещивания, не включая его, вплоть до самого последнего по времени полученного показателя прохождения. Если расчетный усредненный вес этих показателей меньше, чем 1,33, то заключение испытания не может быть сделано. Если расчетный усредненный вес этих показателей является большим чем, или равным, 1,33, то заключение испытания может быть сделано, согласно критериям, сформулированным в блоке 304. В блоке 304, если величина медианы является меньшей чем 100, то контроллером 18 декларируется заключение испытания "испытание прошло". Если величина медианы является большей чем, или равной, 100, то контроллером 18 декларируется заключение испытания "испытание не прошло". Таким образом, допустимость данных основывается на времени, прошедшем с момента самого последнего перекрещивания, и на требовании более высокого процентного содержания более высоко взвешенных показателей прохождения.
Если самое последнее перекрещивание произошло меньше чем 10 дней назад и если, по меньшей мере, три перекрещивания произошли в пределах предыдущих 15 дней, то заключение испытания все еще может быть сделано, если удовлетворяются определенные критерии, как это представлено посредством блока 302. В противном случае, заключение испытания не может быть сделано, и анализ возвращается к фиг.5, как это представлено посредством блока 308 на фиг.12A.
В блоке 306 определяется средневзвешенный показатель показателей прохождения в долговременном массиве 80 из предыдущих 15 дней. Если расчетный средневзвешенный показатель этих показателей прохождения является меньшим чем 1,33, то сделать заключение испытания не представляется возможным, и контроллер 18 должен собирать больше данных. Если расчетный средневзвешенный показатель этих показателей прохождения является большим чем, или равным, 1,33, то заключение испытания может оказаться возможным, и анализ приступает к блоку 310 на фиг.12A. В блоке 310 вычисляется взвешенное среднее показателей прохождения в долговременном массиве 80 с предыдущих 15 дней. Взвешенное среднее этих показателей прохождения может быть вычислено согласно уравнению (3). Кроме того, определяется линия тренда этих показателей прохождения. Демонстрационная линия тренда может представлять собой линию тренда на фиг.9. Как это представлено посредством блока 312, исследуются расчетное взвешенное среднее этих показателей прохождения и наклон линии тренда, и заключение испытания может быть сделано согласно таблице 3.
Если не удовлетворяются критерии таблицы 3, тогда заключение не может быть сделано. По этой причине, контроллер 18 должен выжидать еще один день, чтобы собирать больше показателей прохождения испытаний. Этот цикл повторяется вплоть до того момента, когда долговременный анализ придет к заключению испытания, или вплоть до того момента, когда либо краткосрочный анализ, либо стандартный способ будут в состоянии прийти к заключению испытания.
В одном осуществлении изобретения настоящего раскрытия сущности изобретения предоставляются статистический способ и устройство для обнаружения утечки в магистрали. Статистический способ обнаружения утечки в магистрали включает в себя собирание показателей результатов коротких отдельных испытаний на утечку, осуществляемых в промежутках между интервалами раздачи топлива в течение 24-часового дня. В конце дня показатели результатов отдельных испытаний на утечку могут анализироваться, сжиматься и помещаться в хронологический массив для последующего анализа. Статистический способ обнаружения утечки в магистрали может приписывать весовой показатель “характеристики надежности” к каждому отдельному результату испытаний на утечку, на основе его относительного местоположения в цепочке последовательных отдельных испытаний на утечку. Статистический способ обнаружения утечки в магистрали может отфильтровывать менее высоко взвешенные значения испытаний на утечку, чтобы минимизировать воздействие ошибок в отдельных результатах испытаний из-за теплового расширения. Статистический способ обнаружения утечки в магистрали может отбрасывать отдельные результаты испытаний на утечку, которые произошли в пределах назначенного временного интервала после топливного перепада, чтобы минимизировать ошибки в результатах отдельных испытаний из-за теплового расширения.
В одном осуществлении изобретения настоящего раскрытия сущности изобретения предоставляется статистический способ обнаружения утечки в магистрали, который применяет краткосрочный период собирания отдельных испытаний, используя только более высоко взвешенные результаты отдельных испытаний, для того, чтобы произвести заключение испытания на герметичность магистрали, на основе взвешенного среднего более высоко взвешенных результатов отдельных испытаний, в течение относительно небольшого количества дней.
В одном осуществлении изобретения настоящего раскрытия сущности изобретения предоставляется статистический способ обнаружения утечки в магистрали, который применяет долговременный период собирания отдельных испытаний, используя все результаты отдельных испытаний, для того, чтобы произвести заключение испытания на герметичность магистрали, на основе взвешенного среднего медиан отдельных испытаний в группе данного веса, собираемых в течение более продолжительного периода времени, по сравнению с краткосрочным собиранием.
В одном осуществлении изобретения настоящего раскрытия сущности изобретения предоставляется статистический способ обнаружения утечки в магистрали, который использует как краткосрочный, так и долговременный период собирания отдельных испытаний, в соответствии с которым в случае, если качественные ограничения на результаты испытаний при краткосрочном анализе не позволяют прийти к заключению испытания на герметичность магистрали, то к результату приведет долговременный анализ, при том условии, что его более длинный хронологический массив заполнен ежедневными результатами испытаний.
В одном осуществлении изобретения настоящего раскрытия сущности изобретения предоставляется статистический способ обнаружения утечки в магистрали, в соответствии с которым в случае, если результаты предшествующих отдельных испытаний внезапно изменяют состояние "испытание прошло" на состояние "испытание не прошло", или состояние "испытание не прошло" на состояние "испытание прошло", то краткосрочные и долговременные заключения о герметичности магистрали будут отложены для того, чтобы дать возможность добиться корректного заключения о герметичности магистрали в более позднее время.
Хотя это изобретение было описано как имеющее иллюстративное конструктивное исполнение, настоящее изобретение может быть дополнительно изменено в пределах общего характера и объема этого раскрытия сущности изобретения. Эта заявка поэтому предназначается для того, чтобы охватить любые разновидности, способы использования или адаптации изобретения, используя его общие принципы. Более того, эта заявка предназначается для того, чтобы охватить такие отклонения от настоящего изобретения, как попадающие в пределы известной или общепринятой практики в области техники, к которой принадлежит это изобретение.
1. Система обнаружения утечки для системы подачи топлива, включающей в себя топливную магистраль, содержащая:
сенсор, присоединенный к топливной магистрали;
контроллер, присоединенный к сенсору и сконфигурированный для осуществления некоторого количества испытаний на утечку на топливной магистрали в промежутках между периодами подачи топлива на основе выходных данных сенсора, при этом каждое соответствующее испытание на утечку производит данные этого испытания, используемые контроллером для определения характеристики скорости утечки в топливной магистрали на протяжении соответствующего интервала испытания, при этом контроллер определяет наличие утечки в топливной магистрали на основе характеристик скоростей утечки, по меньшей мере, для части некоторого количества испытаний на утечку, при этом первое испытание на утечку упомянутой части происходит перед первым событием подачи топлива, а второе испытание на утечку упомянутой части происходит после первого события подачи топлива.
2. Система по п.1, в которой контроллер определяет характеристику соответствующего интервала испытания посредством определения скорости утечки, сопоставленной с интервалом испытания, и посредством сравнения скорости утечки с пороговым значением для скорости утечки.
3. Система по п.2, в которой характеристика соответствующего интервала испытания включает в себя показатель прохождения, имеющий первый диапазон значений, указывающих на состояние утечки, и второй диапазон значений, указывающих на состояние отсутствия утечки.
4. Система по п.3, в которой показатель прохождения для соответствующего интервала испытания определяется посредством определения, сколько процентов составляет скорость утечки, сопоставленная с интервалом испытания, от порогового значения для скорости утечки.
5. Система по п.3, в которой дополнительно характеристика соответствующего интервала испытания включает в себя весовой показатель, соответствующий показателю прохождения, весовой показатель, дающий представление о точности показателя прохождения.
6. Система по п.5, в которой весовой показатель представляет собой характеристику количества испытаний на утечку, осуществленных с момента осуществления непосредственно предшествующего события подачи топлива.
7. Система по п.5, в которой контроллер определяет соответствующие показатели прохождения и соответствующие весовые показатели для некоторого количества соответствующих интервалов испытаний во временном периоде собирания информации.
8. Система по п.7, в которой временной период собирания информации представляет собой временной период в двадцать четыре часа.
9. Система по п.7, в которой контроллер определяет наличие утечки в топливной магистрали посредством одного из первых анализов, имеющего первый временной период, который охватывает некоторое количество временных периодов собирания информации, и посредством одного из вторых анализов, имеющего второй временной период, который охватывает некоторое количество временных периодов собирания информации, при этом второй временной период является более продолжительным, чем первый временной период.
10. Система по п.9, в которой при первом анализе для каждого временного периода собирания информации определяется средневзвешенный показатель прохождения и определяется средневзвешенный показатель.
11. Система по п.10, в которой для каждого временного периода собирания информации из первого временного периода отбрасываются соответствующие показатели прохождения и соответствующие весовые показатели для некоторого количества соответствующих интервалов испытания в случае, когда средневзвешенный показатель временного периода собирания информации является меньшим, чем пороговое значение, которое устанавливается на основе количества интервалов испытаний во временном периоде собирания информации.
12. Система по п.10, в которой для того, чтобы определить наличие утечки в топливной магистрали, анализируются средневзвешенные показатели прохождения и средневзвешенные показатели, по меньшей мере, для части временных периодов собирания информации из первого временного периода.
13. Система по п.12, в которой определяется средневзвешенный показатель прохождения для первого временного периода, исходя из средневзвешенных показателей прохождения и средневзвешенных показателей для части временных периодов собирания информации из первого временного периода, при этом контроллер определяет наличие утечки в топливной магистрали в случае, когда взвешенный средний показатель прохождения для первого временного периода является большим, чем пороговое значение, и определяет отсутствие утечки в топливной магистрали в случае, когда взвешенный средний показатель прохождения для первого временного периода является меньшим, чем пороговое значение.
14. Система по п.12, в которой контроллер отбрасывает средневзвешенные показатели прохождения и средневзвешенные показатели для части временных периодов собирания информации из первого временного периода в случае, когда обнаруживается нестабильность в средневзвешенных показателях прохождения.
15. Система по п.9, в которой при втором анализе для каждого временного периода собирания информации определяется средневзвешенный показатель прохождения, определяется средневзвешенный показатель и определяется общее количество интервалов испытания.
16. Система по п.15, в которой для того, чтобы определить наличие утечки в топливной магистрали, анализируются средневзвешенные показатели прохождения, средневзвешенные показатели и общее количество интервалов испытания, по меньшей мере, для части временных периодов собирания информации из второго временного периода.
17. Система по п.16, в которой, если сумма общего количества интервалов испытания из второго временного периода превышает пороговое значение для интервалов испытания, и среднее средневзвешенных показателей для временных периодов собирания информации из второго временного периода превышает пороговое значение для взвешенного среднего, то контроллер определяет наличие утечки в топливной магистрали на основе сравнения медианного средневзвешенного показателя прохождения для второго временного периода и порогового значения.
18. Система по п.16, в которой часть временных периодов собирания информации из второго временного периода включает в себя все временные периоды собирания информации, которые последовали за перекрещиванием в средневзвешенных показателях прохождения, перекрещиванием относительно показателя для перекрещивания.
19. Способ в системе подачи топлива, включающей в себя топливную магистраль, содержащий этапы:
мониторинга давления в топливной магистрали в течение времени, когда топливо не раздается системой подачи топлива, на протяжении некоторого количества интервалов испытания,
некоторого количества интервалов испытания, охватывающих, по меньшей мере, одно событие подачи топлива системой подачи топлива;
определения с помощью электронного контроллера для каждого интервала испытания характеристики скорости утечки в топливной магистрали на протяжении соответствующего интервала испытания; и
определения с помощью электронного контроллера на основе характеристик для некоторого количества соответствующих периодов испытаний, включает ли в себя топливная магистраль системы подачи топлива утечку, большую, чем пороговое значение.
20. Способ по п.19, в котором для каждого интервала испытания определяется характеристика соответствующего интервала испытания посредством определения скорости утечки, сопоставленной с интервалом испытания, и посредством сравнения скорости утечки с пороговым значением для скорости утечки.
21. Способ по п.20, в котором дополнительно характеристика соответствующего интервала испытания включает в себя показатель прохождения, имеющий первый диапазон значений, указывающих на состояние утечки, и второй диапазон значений, указывающих на состояние отсутствия утечки.
22. Способ по п.21, дополнительно содержащий этап определения с помощью электронного контроллера показателя прохождения для соответствующего интервала испытания посредством определения, сколько процентов составляет скорость утечки, сопоставленная с интервалом испытания, от порогового значения для скорости утечки.
23. Способ по п.21, в котором характеристика соответствующего интервала испытания дополнительно включает в себя весовой показатель, соответствующий показателю прохождения, весовой показатель, дающий представление о точности показателя прохождения.
24. Способ по п.23, в котором весовой показатель представляет собой характеристику количества испытаний на утечку, осуществленных с момента осуществления непосредственно предшествующего события подачи топлива.
25. Способ по п.23, дополнительно содержащий этапы сохранения соответствующих показателей прохождения и соответствующих весовых показателей для некоторого количества соответствующих интервалов испытания из временного периода собирания информации.
26. Способ по п.25, в котором временной период собирания информации представляет собой временной период в двадцать четыре часа.
27. Способ по п.25, в котором наличие утечки в топливной магистрали определяется с помощью электронного контроллера посредством одного из первых анализов, имеющего первый временной период, который охватывает некоторое количество временных периодов собирания информации, и посредством одного из вторых анализов, имеющего второй временной период, который охватывает некоторое количество временных периодов собирания информации, при этом второй временной период является более продолжительным, чем первый временной период.
28. Способ по п.27, при первом анализе дополнительно содержащий этапы:
определения с помощью электронного контроллера средневзвешенного показателя прохождения для каждого временного периода собирания информации; и
определения с помощью электронного контроллера средневзвешенного показателя для каждого временного периода собирания информации.
29. Способ по п.28, дополнительно содержащий для каждого временного периода собирания информации из первого временного периода этап отбрасывания соответствующих показателей прохождения и соответствующих весовых показателей для некоторого количества соответствующих интервалов испытания в случае, когда средневзвешенный показатель временного периода собирания информации является меньшим, чем пороговое значение, при этом упомянутое пороговое значение основывается на количестве интервалов испытания во временном периоде собирания информации.
30. Способ по п.28, дополнительно содержащий этап осуществления анализа с помощью электронного контроллера средневзвешенных показателей прохождения и средневзвешенных показателей, по меньшей мере, для части временных периодов собирания информации из первого временного периода, для того чтобы определить наличие утечки в топливной магистрали.
31. Способ по п.30, дополнительно содержащий этапы:
определения с помощью электронного контроллера средневзвешенного показателя прохождения для первого временного периода, исходя из средневзвешенных показателей прохождения и средневзвешенных показателей для части временных периодов собирания информации из первого временного периода; и
определения с помощью электронного контроллера наличия утечки в топливной магистрали в случае, когда средневзвешенный показатель прохождения для первого временного периода является большим, чем пороговое значение, и отсутствия утечки в топливной магистрали в случае, когда средневзвешенный показатель прохождения для первого временного периода является меньшим, чем пороговое значение.
32. Способ по п.30, дополнительно содержащий этап отбрасывания средневзвешенных показателей прохождения и средневзвешенных показателей для части временных периодов собирания информации из первого временного периода в случае, когда обнаруживается нестабильность во средневзвешенных показателях прохождения.
33. Способ по п.27, при первом анализе дополнительно содержащий этапы:
определения с помощью электронного контроллера средневзвешенного показателя прохождения для каждого временного периода собирания информации;
определения с помощью электронного контроллера средневзвешенного показателя для каждого временного периода собирания информации; и
определения с помощью электронного контроллера общего количества интервалов испытания для каждого временного периода собирания информации.
34. Способ по п.33, дополнительно содержащий этап осуществления анализа с помощью электронного контроллера средневзвешенных показателей прохождения, средневзвешенных показателей и общего количества интервалов испытания, по меньшей мере, для части временных периодов собирания информации из второго временного периода, для того чтобы определить наличие утечки в топливной магистрали.
35. Способ по п.34, дополнительно содержащий этапы:
определения с помощью электронного контроллера, превосходит ли сумма общего количества интервалов испытания из второго временного периода пороговое значение для интервалов испытания;
определения с помощью электронного контроллера, превосходит ли среднее средневзвешенных показателей для временных периодов собирания информации из второго временного периода пороговое средневзвешенное значение; и
определения с помощью электронного контроллера наличия утечки в топливной магистрали на основе сравнения медианного средневзвешенного показателя прохождения для второго временного периода и порогового значения.
36. Способ по п.34, в котором часть временных периодов собирания информации из второго временного периода включает в себя все временные периоды собирания информации, которые последовали за перекрещиванием в средневзвешенных показателях прохождения, перекрещиванием относительно показателя для перекрещивания.
