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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines
Fahrzeugs, insbesondere ein Verfahren zum Betreiben eines Elektro-
oder Hybridfahrzeugs.
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Bei
Fahrzeugen, wie z. B. Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, die
einen elektrischen Antrieb zum Antreiben des Fahrzeugs aufweisen,
wie z. B. Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge, wird üblicherweise
eine wiederaufladbare Batterie verwendet, um die elektrische Energie
für den elektrischen Antrieb bereitzustellen. Die Reichweite
eines derartigen Fahrzeugs wird somit maßgeblich über
die in der Batterie gespeicherten Energiemenge bestimmt. Darüber
hinaus werden jedoch auch üblicherweise weitere Verbraucher
des Fahrzeugs, wie z. B. eine Beleuchtungsanlage, eine Heizungsanlage,
eine Klimatisierungsanlage usw., mit elektrischer Energie der Batterie
gespeist, wodurch die Reichweite des Fahrzeugs verringert werden
kann. Das Aufladen der wiederaufladbaren Batterie benötigt
im Allgemeinen eine erheblich längere Zeit als ein Auffüllen
eines Kraftstofftanks bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor, so dass
der Ladezustand der Batterie bei einem derartigen Elektro- oder
Hybridfahrzeug einen besonders wichtigen und beachtenswerten Zustand
darstellt.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Betreiben
eines Fahrzeugs mit einem Elektroantrieb bereitzustellen, welches den
Energiehaushalt optimiert und zugleich einen möglichst
großen Komfort für einen Benutzer des Fahrzeugs
sicherstellt.
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In
dem Stand der Technik ist aus der
DE 20 2005 015 165 U1 eine
fernsteuerbare Schließvorrichtung für ein Fahrzeug
bekannt, bei welcher in einem Schlüssel des Fahrzeugs ein
Display und eine Tastatur am gleichen Ort angeordnet sind. Durch
Integration eines so genannten Tastbildschirms kann der Schlüssel
zum Abrufen von Daten und/oder zur Steuerung von Schließ-
und/oder Betriebszuständen im Fahrzeug genutzt werden.
Solche anzuzeigenden und/oder zu steuernden Betriebszustände
können Schlösser an den Türen oder Klappen
des Fahrzeugs, eine Standheizung im Fahrzeug, die Klimaanlage im
Fahrzeug, der Füllstand im Tank des Fahrzeugs, der Ladezustand
der Batterien, der aktuelle Kilometerstand, ein bei der gegebenen
Tankfüllung noch möglicher Fahrweg des Fahrzeugs
oder dergleichen sein.
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Darüber
hinaus wird in der
DE
10 2004 058 693 A1 ein Verfahren für eine vorausschauende
Aktivierung von Heizungssystemen von Fahrzeugen offenbart. Bei dem
Verfahren wird die Zeit zwischen dem Entriegeln oder Öffnen
der Türen und dem Start des Verbrennungsmotors für
den Betrieb eines Heizungssystems genutzt, ohne den Start durch
eine unerwünschte Entladung der Starterbatterie zu gefährden.
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Die
in dem Stand der Technik bekannten Verfahren tragen zwar zu einer
Steigerung des Komforts eines Fahrzeugs bei, berücksichtigen
dabei jedoch nicht die oben genannten besonderen Anforderungen eines
Elektro- oder Hybridfahrzeugs in Bezug auf eine optimierte Verwaltung
der elektrischen Energie, um eine möglichst große
Reichweite sicherzustellen. Für eine diesbezügliche
Verbesserung wird daher gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs nach Anspruch
1, eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch
11 und ein Fahrzeug nach Anspruch 14 bereitgestellt. Die abhängigen
Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs
bereitgestellt. Das Fahrzeug ist beispielsweise ein Elektro- oder
Hybridfahrzeug, welches mindestens einen Elektroantrieb, wie z.
B. einen Elektromotor, zum Antreiben des Fahrzeugs und ein Speichermittel,
wie z. B. eine wiederaufladbare Batterie, zum Speichern elektrischer
Energie für den Elektroantrieb umfasst. Gemäß dem
Verfahren wird eine voraussichtliche Abfahrtszeit des Fahrzeugs
von einem Benutzer des Fahrzeugs eingestellt und ein Ladevorgang
des Speichermittels in Abhängigkeit der eingestellten voraussichtlichen
Abfahrtszeit automatisch gesteuert. Die voraussichtliche Abfahrtszeit
kann auch beispielsweise automatisch aus einem Benutzerverhalten
ermittelt werden. Das Steuern des Ladevorgangs kann beispielsweise
ein Steuern eines zeitlichen Verlaufs eines Ladestroms für
das Speichermittel umfassen. Das Speichermittel kann mit elektrischer
Energie von einem elektrischen Energieversorgungsnetz, mit welchem
das Fahrzeug gekoppelt ist, geladen werden. Durch Steuern des Ladevorgangs
in Abhängigkeit der eingestellten oder ermittelten voraussichtlichen
Abfahrtszeit ist die für den Ladevorgang zur Verfügung
stehende Zeit bekannt, so dass der Ladevorgang beispielsweise möglichst
batterieschonend durchgeführt werden kann oder zeitlich
derart gesteuert werden kann, dass zum Laden ein kostengünstiger
Nachtstrom des Energieversorgungsnetzes vorzugsweise verwendet wird.
Dadurch können die Betriebskosten verringert werden und
darüber hinaus sichergestellt werden, dass zum Zeitpunkt
der voraussichtlichen Abfahrt ein möglichst voller Ladezustand
erreicht wird, wodurch die Reichweite des Fahrzeugs erhöht
werden kann.
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Gemäß einer
Ausführungsform des Verfahrens wird automatisch eine Klimatisierungsanlage des
Fahrzeugs, wie z. B. eine Heizungsanlage oder Kühlanlage
des Fahrzeugs, in Abhängigkeit der eingestellten oder ermittelten
voraussichtlichen Abfahrtszeit angesteuert. Dadurch kann beispielsweise eine
Heizung oder eine Kühlanlage des Fahrzeugs einen Innenraum
des Fahrzeugs bereits vor der Abfahrt auf eine gewünschte
Innenraumtemperatur aufheizen bzw. abkühlen. Dadurch wird
der Komfort für den Benutzer des Fahrzeugs erhöht,
da bereits beim Einsteigen die gewünschte Innentemperatur
erreicht werden kann. Darüber hinaus kann das Aufheizen bzw.
Abkühlen des Innenraums mit Energie direkt von dem elektrischen
Energieversorgungsnetz durchgeführt werden, sofern das
Fahrzeug vor der Abfahrt mit dem Energieversorgungsnetz gekoppelt ist,
so dass der Batterieladezustand und somit die Reichweite nicht durch
die Klimatisierung des Fahrzeugs vor der Abfahrt beeinträchtigt
wird.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform umfasst das Einstellen der voraussichtlichen
Abfahrtszeit eine Ferneinstellung, d. h. der Benutzer muss sich
zum Einstellen der voraussichtlichen Abfahrtszeit nicht am Fahrzeug
befinden, sondern kann die voraussichtliche Abfahrtszeit an einem
von dem Fahrzeug entfernten Ort einstellen und die eingestellte
voraussichtliche Abfahrtszeit wird zu dem Fahrzeug übertragen.
Diese Ferneinstellung kann beispielsweise mit Hilfe eines mobilen
Endgerätes, wie z. B. einem Mobilfunktelefon oder einem
so genannten persönlichen digitalen Assistenten (PDA) durchgeführt
werden. Alternativ kann die Ferneinstellung auch beispielsweise über
einen Computer (PC) durchgeführt werden, welcher mit einer
entsprechenden Anwendungssoftware ausgestattet ist. Die eingestellte
voraussichtliche Abfahrtszeit wird von dem mobilen oder ortsfesten
Endgerät beispielsweise über das Internet, ein
drahtloses Netz, wie z. B. ein UMTS oder GSM Netz, und/oder ein
drahtgebundenes Netz, wie z. B. eine so genannte Power-LAN-Daten-Verbindung über
das Elektroladekabel übertragen. Dadurch wird dem Benutzer
ermöglicht, seine Abfahrtszeit von einem beliebigen Ort
aus zu einem beliebigen Zeitpunkt einzustellen oder zu ändern.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform wird über die Ferneinstellung
der Ladevorgang von dem Benutzer direkt angesteuert, d. h. der Benutzer
kann den Ladevorgang unterbrechen, fortsetzen oder starten und gegebenenfalls
sogar eine maximale Höhe eines Ladestroms einstellen. Dadurch
kann der Benutzer unabhängig von einer eingestellten voraussichtlichen
Abfahrtszeit den Ladevorgang steuern und kontrollieren, um beispielsweise
eine schnellstmögliche Ladung zu beginnen oder um einen
Ladevorgang abzubrechen, wenn der Benutzer entgegen der eingestellten
voraussichtlichen Abfahrtszeit das Fahrzeug beispielsweise erst
wieder zu einem späteren noch nicht bekannten Zeitpunkt
in Betrieb nehmen möchte.
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Ebenso
kann über die Ferneinstellung die Klimatisierungsanlage
des Fahrzeugs von dem Benutzer direkt angesteuert bzw. eingestellt
werden. Dadurch kann der Benutzer beispielsweise auf Wetteränderungen
aus der Ferne reagieren und beispielsweise eine Heizungsanlage des Fahrzeugs
einschalten, um zu verhindern, dass beispielsweise frostgefährdete
Gegenstände im Innenraum des Fahrzeugs im Winter unterkühlt
werden. Darüber hinaus kann auch bei einer kurzfristigen
Abfahrtsentscheidung über die Ferneinstellung eine Klimatisierung
des Fahrzeugs mit Energie aus dem Energieversorgungsnetz durchgeführt
werden, wodurch keine Energie aus dem Speichermittel, d. h. der
Fahrbatterie, des Fahrzeugs für die Klimatisierung aufgewendet
werden muss und somit eine große Reichweite erhalten bleibt.
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Über
die Ferneinstellung kann weiterhin ein Verriegelungszustand von
Zugangsöffnungen des Fahrzeugs, wie z. B. Türen,
Kofferraumdeckel, Heckklappe, Fenstern oder Schiebedach, eingestellt
werden. Schließlich kann über die Ferneinstellung
auch eine Ausgabe eines akustischen Hinweissignals und/oder eines
optischen Hinweissignals von dem Fahrzeug angesteuert werden. Das
akustische Hinweissignal kann beispielsweise ein kurzes Hupsignal von
dem Fahrzeug sein und das optische Hinweissignal kann beispielsweise
ein Betätigen der Warnblinkanlage des Fahrzeugs sein. Dadurch
kann dem Benutzer des Fahrzeugs ein Auffinden des Fahrzeugs beispielsweise
in einem Parkhaus oder einer Tiefgarage erleichtert werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner ein
Fernabfragen einer Fahrzeuginformation. Mit Hilfe der zuvor genannten Datenübertragung
und den zuvor genannten Endgeräten, wie z. B. PC oder Mobilfunktelefon,
kann eine Fahrzeuginformation von dem Fahrzeug zu dem Benutzer des
Fahrzeugs übertragen werden und diesem dargestellt werden.
Die Fahrzeuginformation kann beispielsweise einen Ladezustand des
Speichermittels, d. h. der Batterie, eine Reichweite des Fahrzeugs,
eine aktuelle Innentemperatur des Fahrzeugs, eine aktuelle Außentemperatur
am Ort des Fahrzeugs oder eine geographische Position des Fahrzeugs
umfassen. Die geographische Position des Fahrzeugs kann beispielsweise
mit Hilfe eines so genannten GPS-Empfängers in dem Fahrzeug
von dem Fahrzeug bestimmt werden und zu dem entfernten Endgerät übertragen
werden und dort auf einer dem Benutzer angezeigten Straßenkarte
markiert werden. Dies erleichtert einerseits das Auffinden des Fahrzeugs
in einer fremden Stadt oder Umgebung und andererseits ein Auffinden
des Fahrzeugs beispielsweise nach einem Diebstahl des Fahrzeugs.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird weiterhin eine Steuervorrichtung für
ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Fahrzeug, beispielsweise ein Elektro- oder
ein Hybridfahrzeug, umfasst zumindest einen Elektroantrieb zum Antreiben
des Fahrzeugs und ein Speichermittel, wie z. B. eine wiederaufladbare
Batterie, zum Speichern elektrischer Energie für den Elektroantrieb.
Die Steuervorrichtung umfasst eine erste Schnittstelle, eine zweite
Schnittstelle und eine Verarbeitungseinheit. Die erste Schnittstelle
dient zum Empfangen einer voraussichtlichen Abfahrtszeit des Fahrzeugs.
Die erste Schnittstelle kann beispielsweise eine Funkschnittstelle zu
einem drahtlosen Netz (WLAN, GSM, UMTS, usw.) oder eine Schnittstelle
zu einer Datenübertragung über ein Energieversorgungsnetz,
eine so genannte Powerline-Schnittstelle, umfassen. Die zweite Schnittstelle dient
zum Ansteuern eines Ladesteuergeräts des Fahrzeugs, welches
einen Ladevorgang des Speichermittels steuert. Das Speichermittel
kann beispielsweise über eine elektrische Verbindung zu
einem elektrischen Energieversorgungsnetz mit Energie aus dem Energieversorgungsnetz
aufgeladen werden. Die Verarbeitungseinheit ist mit der ersten und
der zweiten Schnittstelle gekoppelt und steuert das Ladesteuergerät
in Abhängigkeit der über die erste Schnittstelle
empfangenen voraussichtlichen Abfahrtszeit an.
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Mit
Hilfe dieser Steuervorrichtung ist es möglich, einen batterieschonenden
Ladevorgang bereitzustellen. Darüber hinaus ermöglicht
die Steuervorrichtung, dass bevorzugt kostengünstiger Strom
zum laden des Speichermittels verwendet wird. So kann beispielsweise
die Steuervorrichtung vorzugsweise kostengünstigen Nachtstrom
zum Laden des Speichermittels verwenden oder den Ladestrom begrenzen,
um große Ladeströme zu vermeiden, um einen günstigen
Niederstromtarif zum Laden des Speichermittels zu verwenden. Wenn
das Energieversorgungsnetz über den Netzanschluss eine
Tarifinformation bereitstellt, kann diese Tarifinformation von der
Steuervorrichtung zum Steuern des Ladevorgangs verwendet werden.
Die zu erwartenden oder anfallenden Kosten für das Aufladen
können dann direkt bestimmt und einem Benutzer angezeigt
werden.
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Gemäß einer
Ausführungsform umfasst die Steuervorrichtung eine weitere
Schnittstelle zum Ansteuern einer Klimatisierungsanlage des Fahrzeugs und
steuert die Klimatisierungsanlage in Abhängigkeit der empfangenen
voraussichtlichen Abfahrtszeit an. Dadurch kann der Innenraum des
Fahrzeugs bereits vor der Abfahrt mit Strom von einem elektrischen
Energieversorgungsnetz klimatisiert werden, wodurch ein Energieverbrauch
zum Klimatisieren des Innenraums aus dem Speichermittel während der
Fahrt vermieden oder verringert wird, wodurch die Reichweite des
Fahrzeugs vergrößert werden kann.
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Die
Steuervorrichtung kann weiterhin zum Durchführen des oben
genannten Verfahrens oder einer seiner Ausführungsformen
ausgestaltet sein und umfasst daher ebenfalls die oben genannten Vorteile.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird schließlich ein Fahrzeug bereitgestellt.
Das Fahrzeug umfasst einen Elektroantrieb zum Antreiben des Fahrzeugs,
ein Speichermittel zum Speichern elektrischer Energie für
den Elektroantrieb, ein Ladesteuergerät zum Steuern des
Ladevorgangs des Speichermittels und die zuvor beschriebene Steuervorrichtung,
welche mit dem Ladesteuergerät über die zweite
Schnittstelle der Steuervorrichtung gekoppelt ist. Wie zuvor beschrieben,
bietet ein derartiges Fahrzeug viel Komfort für einen Benutzer
des Fahrzeugs und ermöglicht gleichzeitig eine große
Reichweite mit dem Elektroantrieb, da der elektrische Energiehaushalt
des Fahrzeugs wie zuvor beschrieben optimiert wird.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen erläutert.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß der
vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einem Datenübertragungsnetz
und einem entfernt angeordneten Endgerät.
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2–15 stellen
Anzeigen auf einem Endgerät zum Bedienen eines Fahrzeugs
gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung dar.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand einer beispielhaften
Ausführungsform für ein Verfahren zum Betreiben
eines Elektrofahrzeugs beschrieben werden. 1 zeigt
schematisch einen Überblick über die Komponenten
des Elektrofahrzeugs und eines Datenübertragungssystems
zum Bedienen des Elektrofahrzeugs. Die 2–15 zeigen
detaillierte Darstellungen entsprechender Anzeigeausgaben und Eingabeoberflächen
eines Bediengeräts zum Steuern der Komponenten des Fahrzeugs.
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1 zeigt
einen schematischen Überblick eines erfindungsgemäßen
Fahrzeugs 1, welches über eine Datenverbindung
mit einem Server 12 und einem Endgerät 13 in
Verbindung steht. Alternativ kann auch eine direkte Datenverbindung
(z. B. über GSM, UMTS GPRS oder dergleichen) zwischen dem Fahrzeug 1 und
dem Endgerät 13 ohne Verwendung eines Servers
bestehen.
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Das
Fahrzeug 1 umfasst einen Elektroantrieb 2, welcher
zum Antreiben des Fahrzeugs 1 dient. Der Elektroantrieb 2 wird
mit elektrischer Energie aus einer Batterie 3 versorgt.
Die Batterie 3 kann über ein Ladesteuergerät 4 und
einen Netzanschluss 5 mit einem elektrischen Energieversorgungsnetz gekoppelt
und aufgeladen werden. Das elektrische Energieversorgungsnetz kann
beispielsweise das haushaltsübliche 230 Volt Netz sein.
Das Fahrzeug 1 umfasst weiterhin eine Steuervorrichtung 6,
welche über eine erste Schnittstelle 7 und eine
Antenne 8 Daten mit dem Server 12 austauschen
kann. Alternativ kann an der ersten Schnittstelle 7 anstatt
der Antenne 8 auch eine Verbindung zu dem Netzanschluss 5 vorhanden
sein, so dass eine Datenverbindung zu dem Server 12 über
eine so genannte Power-LAN-Daten-Verbindung hergestellt werden kann. Die
Datenverbindung zwischen der Steuervorrichtung 6 und dem
Server 12 kann aber auch eine beliebige weitere drahtgebundene
oder drahtlose (z. B. UMTS, WLAN, GPRS oder GSM) Verbindung sein. Die
Steuervorrichtung 6 umfasst eine zweite Schnittstelle 9,
welche beispielsweise über einen so genannten CAN-Bus (oder
einen anderen Fahrzeugbus oder ein Fahrzeugnetz, wie z. B. LIN,
MOST oder Ethernet) des Fahrzeugs 1 mit dem Ladesteuergerät 4 und
einer Klimatisierungsanlage 11 des Fahrzeugs gekoppelt
ist. Die Klimatisierungsanlage 11 kann beispielsweise eine
Heizung des Fahrzeugs oder eine Kühlanlage des Fahrzeugs
umfassen. Die Steuervorrichtung 6 umfasst weiterhin eine
Verarbeitungseinheit 10, beispielsweise einen Steuerrechner,
welcher mit den Schnittstellen 7 und 9 gekoppelt
ist und Daten von den Schnittstellen 7, 9 empfängt,
verarbeitet und über diese ausgibt.
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Das
Endgerät 13 kann beispielsweise ein Mobilfunktelefon,
ein PC, ein Persönlicher Digitaler Assistent (PDA) oder
dergleichen sein, mit welchem eine Fernbedienung und Fernabfrage
der Steuervorrichtung 6 möglich ist. So kann beispielsweise
mit Hilfe des Endgeräts 13 eine voraussichtliche
Abfahrtszeit in der Steuervorrichtung 6 programmiert werden, die
Klimatisierungsanlage 11 ein- oder ausgeschaltet werden
sowie eine Zieltemperatur für die Klimatisierungsanlage 11 eingestellt
werden, ein Ladevorgang für die Batterie 3 gestartet
oder gestoppt werden, und eine Fahrzeuginformation, wie z. B. ein
Batterieladezustand, eine Innentemperatur des Fahrzeugs und dergleichen,
abgefragt werden. Darüber hinaus können auch mehrere
voraussichtliche Abfahrtszeiten voreingestellt werden. Die Einstellung
kann beispielsweise auch mit Hilfe eines Terminplanungsprogramms,
wie z. B. Outlook, durchgeführt werden.
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Durch
eine entsprechende Ansteuerung des Ladesteuergeräts 4 und
der Klimatisierungsanlage 11 wird erreicht, dass die Fahrzeugbatterie 3 des Fahrzeugs 1 zur
geplanten Abfahrtszeit voll geladen ist und somit eine große
Reichweite für das Fahrzeug sichergestellt wird. Darüber
hinaus kann der Innenraum des Fahrzeugs 1 bereits auf die
für den Benutzer gewünschte Temperatur vorkonditioniert
werden. Durch die Vorklimatisierung des Fahrzeugs 1 während
das Fahrzeug 1 noch über den Netzanschluss mit
dem Energieversorgungsnetz gekoppelt ist, wird die Energie für
die Innenraumklimatisierung aus dem Energieversorgungsnetz direkt
entnommen und somit keine Energie von der Batterie 3 benötigt,
wodurch die Reichweite des Fahrzeugs erhöht werden kann.
Würde die Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums erst während
der Fahrt erfolgen, müsste dafür Energie aus der
Batterie 3 verwendet werden, wodurch die Reichweite erheblich
reduzierte werden würde.
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Neben
der Einstellung der geplanten Abfahrtszeit ist auch eine sofortige
Klimatisierung über das Endgerät 3 fernbedienbar,
um auch bei einem zeitlich sehr nahen Abfahrtszeitpunkt die Klimatisierungsanlage 11 mit
Strom aus dem Energieversorgungsnetz zu betreiben, ohne dass der
Benutzer das Fahrzeug aufsuchen muss. Eine gestartete Klimatisierung
kann auch manuell über das Endgerät 13 gestoppt
werden.
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Neben
der Verbesserung der Reichweite bieten diese Funktionen auch einen
Komfortgewinn für den Benutzer, da er in ein vorklimatisiertes
Fahrzeug einsteigen kann. Weiterhin können durch die Vorgabe
der Abfahrtszeit die Betriebskosten reduziert werden, da hierdurch
gegebenenfalls auf kostengünstigen Nachtstrom beim Laden
der Batterie 3 zurückgegriffen werden kann. Dies
wäre ohne die Information über die geplante Abfahrtszeit
nicht möglich, da die Batterie dann immer sofort geladen
werden würde, sobald sie mit dem Energieversorgungsnetz
gekoppelt wird, um eine möglichst hohe Fahrbereitschaft und
Reichweite sicherzustellen.
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Der
Ladevorgang lässt sich jedoch auch mit Hilfe des Endgeräts 13 direkt
beeinflussen, d. h. der Benutzer kann einen sofortigen Ladestart
manuell aus großer Entfernung an das Fahrzeug übermitteln. Darüber
hinaus kann ein Ladevorgang auch manuell gestoppt werden. Hierbei
kann beispielsweise ein Stoppen des manuell gestarteten Sofortladens
zu einem Beibehalten programmierter Abfahrtszeiten führen,
während ein Stoppen anderer Ladevorgänge zu einem
absoluten Ladestopp führt, der durch ein erneutes Sofortladen,
durch eine neu programmierte Abfahrtszeit oder durch Entkoppeln
des Fahrzeugs von dem Energieversorgungsnetz aufgehoben werden kann.
Weiterhin kann der Benutzer aus der Ferne die maximal zulässige
Aufnahmeleistung über die verwendete Kopplung zu dem Energieversorgungsnetz
einstellen, um Überlastungen der Kopplung zu dem Energieversorgungsnetz
zu vermeiden. Weiterhin kann der Benutzer Mindest- und Maximalladegrenzen
je nach Nutzungsverhalten des Fahrzeugs oder eine Eingabe von günstigen
Nachtladezeiten einstellen.
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Weiterhin
sind mit Hilfe der Datenverbindung zwischen dem Endgerät 13 und
dem Fahrzeug 1 auch ein Auf- und Zuschließen der
Türen, ein Öffnen und Schließen der Fenster
und des Kofferraums sowie eine Bedienung von Blinkern und Hupe zum
Auffinden des Fahrzeugs auf einem Parkplatz ansteuerbar. Weiterhin
ist eine Fernabfrage von Fahrzeuginformationen über die
Datenverbindung zu dem Endgerät 13 möglich.
Dadurch kann die Betriebssicherheit erhöht werden, da ein
Benutzer zu jedem Zeitpunkt und an jedem Ort ermitteln kann, welche
Strecke er mit dem aktuellen Ladezustand der Batterie 3 noch
zurücklegen kann oder wie lange das Aufladen der Batterie 3 noch
andauert. Weitere geeignete Daten zur Anzeige auf dem Endgerät 13 sind
beispielsweise eine Innentemperatur des Fahrzeugs, eine Außentemperatur,
ein Zustand der Klimatisierungsanlage, ein Ladezustand der Batterie,
eine daraus resultierende Reichweite, eine Restladedauer, der Ladestatus,
der Status der Verbindung zu dem elektrischen Energieversorgungsnetz,
bereits programmierte Abfahrtszeiten, eine programmierte gewünschte
Innenraumtemperatur zur Abfahrtszeit, ein Schließzustand
der Türen, Klappen und Fenster, ein aktueller Standort
des Fahrzeugs, beispielsweise als Koordinaten oder als Ausschnitt
einer Karte, ein Kilometerstand des Fahrzeugs, eine Durchschnittsgeschwindigkeit,
eine Länge der letzten Fahrt in Kilometern, Serviceinformationen,
und Diagnose- und Logging-Daten von verschiedenen Fahrzeugsteuergeräten.
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Wie
zuvor beschrieben, kann das Endgerät 13 zur Fernbedienung
bzw. Fernabfrage beispielsweise ein mobiles Endgerät, wie
z. B. ein Mobiltelefon, als auch einen PC mit beispielsweise einem
Internetbrowser umfassen. Dazu ist auf dem mobilen Endgerät
bzw. dem PC des Benutzers eine Softwareapplikation installiert,
welche eine Mensch-Maschine-Schnittstelle und eine entsprechende
Logik für einen Benutzerdialog oder alternativ eine so
genannte Webapplikation auf einer Website, die mit dem Server 12 verbunden
ist, umfasst. Eine Bedienung und Fernabfrage über einen
Browser in dem mobilen Endgerät ist ebenfalls möglich.
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Der
Server, welcher auch als Backend bezeichnet wird, kann einen Internet-Backend-Webserver
umfassen, welcher eine Schnittstelle zu der Applikation auf dem
Endgerät 13, eine Applikationslogik für
die oben genannten Funktionen, und eine so genannte Telematik-Schnittstelle
zu der Steuervorrichtung 6 im Fahrzeug 1 umfasst.
Die Kommunikation zu der Steuervorrichtung 6 kann beispielsweise über Mobilfunktechnologien, über
lokale Datennetze (LAN, WLAN) oder über eine Power-LAN-Daten-Verbindung über
das Elektroladekabel erfolgen (Internet über Steckdose).
Für die jeweiligen Kommunikationsstrecken zwischen dem
Endgerät 13 und dem Server 12 bzw. dem
Server 12 und der Steuervorrichtung 6 werden geeignete Übertragungs-
und Applikationsprotokolle verwendet, wie z. B. GPRS/EDGE, TCP/IP,
HTTPS-SOAP, ACP, SMS usw. Darüber hinaus kann die Datenkommunikation
auf eine geeignete Art und Weise verschlüsselt werden,
beispielsweise als VPN. Der Server 12 kann beispielsweise über eine
Benutzer- und Fahrzeugverwaltung verfügen, welche spezifische
Konfigurationen von Diensten und Parametern erlaubt.
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Die
in 1 gezeigte Systemarchitektur kann für
eine Zwischenspeicherung der Daten sorgen, die mit verschiedenen
Geräten von verschiedenen Orten gleichzeitig aktuell abgefragt
werden können und somit fast immer erreichbar sind. Dadurch kann
das Fahrzeug bei Bedarf in einen Ruhezustand wechseln, wodurch ein
Energieverbrauch der Steuervorrichtung 6 in dem Fahrzeug 1 auf
ein Minimum verringert werden kann.
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Die
Steuervorrichtung 6, welche auch als so genannte Connectivity-Einheit
(TCU) bezeichnet wird, umfasst die erste Schnittstelle 7 zum
Server 12 und die zweite Schnittstelle 9 zu den
Steuergeräten des Fahrzeugs 1, beispielsweise
zu dem Ladesteuergerät 4 und der Klimatisierungsanlage 11.
Die zweite Schnittstelle 11 kann beispielsweise über
einen CAN-Bus oder ein anderes Datennetz des Fahrzeugs, z. B. LIN,
MOST, FlexRay, WLAN, Ethernet, Bluetooth, usw., Daten mit den Steuergeräten
des Fahrzeugs austauschen. In der Verarbeitungseinheit 10 der
Steuervorrichtung 6 befindet sich beispielsweise eine Software
zur Ausführung einer entsprechenden Applikationslogik für
die zuvor beschriebenen Funktionen. Die Steuervorrichtung 6 kann
Daten selbsttätig bei Änderungen an den Server 12 senden und
der Server 12 kann ebenfalls aktuelle Daten von der Steuervorrichtung 6 abfragen.
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Die
Steuervorrichtung 6 kann über ein geeignetes Energiemanagement
verfügen, welches verschiedene Zustände der Erreichbarkeit
unterscheidet, um in energiesparende Zustände wechseln
zu können. Dies kann z. B. einen so genannten Online-Modus,
in welchem eine Mobilfunkverbindung zu dem Server 12 gehalten
wird, einen so genannten Stand-by-Modus, in welchem die Steuervorrichtung 6 per
GSM oder Power-LAN von dem Server 12 aktivierbar ist, und/oder
mehrere so genannte Sleep-Modi, in welchen sich die Steuervorrichtung
nach Ablauf eines Zeitgebers automatisch wieder mit dem Server 12 in
Verbindung setzt, beinhalten. Dazu kann die Steuervorrichtung 6 über
beispielsweise ein Mobilfunknetz entweder per SMS oder über
einen abgewiesenen Anruf oder über eine Internetprotokollverbindung
von dem Power-LAN aktivierbar sein. Nach dem Aktivieren wird eine
Internetprotokollverbindung zu dem Server 12 automatisch
von der Steuervorrichtung 6 aufgebaut. Alternativ kann
die Steuervorrichtung 6 auch über das Internetprotokoll
von dem Server 12 aktiviert werden. Darüber hinaus
kann die Steuervorrichtung 6 in jedem Zustand über
den Fahrzeugbus (z. B. den CAN-Bus) aktivierbar sein.
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Die
Steuervorrichtung 6 kann einen Zeitgeber umfassen, welcher
die Übertragungsintervalle zu dem Server 12 bestimmt
und das Energiemanagement unterstützt. Dieser Zeitgeber
kann auch für andere Steuergeräte im Fahrzeug 1 den
zeitlichen Ablauf der Abfahrtszeitlogik steuern, indem die Steuervorrichtung 6 z.
B. nach einer definierten Zeit das Ladesteuergerät 4 für
ein Nachtladen aktiviert.
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Die
von den oben dargestellten Funktionen betroffenen Steuergeräte
des Fahrzeugs, z. B. ein Steuergerät für den Elektroantrieb 2 oder
ein Steuergerät für die Klimatisierungsanlage 11,
sind entsprechend ausgestaltet, um über die zweite Schnittstelle 9 mit
der Steuervorrichtung 6 Daten auszutauschen und entsprechende
Aktionen auszuführen, wie z. B. das Starten der Klimatisierungsanlage 11 oder
das Starten des Ladens durch das Ladesteuergerät 4.
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Die 2–15 zeigen
Anzeigen einer Bedienoberfläche, welche auf dem Endgerät 13 verwendet
werden kann, um das Fahrzeug 1 aus der Ferne gemäß der
vorliegenden Erfindung zu bedienen.
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2 zeigt
ein Grundmenü, welches grundlegende Informationen für
den Benutzer bereitstellt. In Feld 23 werden allgemeine
Fahrzeugdaten, wie z. B. das Kennzeichen des Fahrzeugs 1 und der
aktuelle Modus oder Zustand des Fahrzeugs angezeigt. Im Feld 20 wird
ein aktueller Batterieladezustand der Batterie 3 sowie
eine sich daraus ergebende Reichweite für das Fahrzeug 1 dargestellt.
Weiterhin wird im Feld 20 angezeigt, ob das Fahrzeug 1 derzeit über den
Netzanschluss 5 mit einem elektrischen Energieversorgungsnetz
gekoppelt ist oder nicht und ob die Batterie 3 derzeit
aufgeladen wird oder nicht. In der in 2 gezeigten
Darstellung zeigt das Feld 20 an, dass derzeit keine Verbindung
zu dem elektrischen Energieversorgungsnetz vorliegt (vgl. dazu auch Feld 20 der 3).
Im Feld 21 wird eine derzeit programmierte geplante bzw.
voraussichtliche Abfahrtszeit dargestellt. Im Feld 22 wird
schließlich eine aktuelle Temperatur im Fahrzeuginneren
angezeigt.
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In 3 ist
eine zur 2 vergleichbare Anzeige dargestellt.
Im Unterschied zur 2 hat sich jedoch der Zustand
des Fahrzeugs 1 geändert, wodurch sich auch die
Anzeige auf dem Endgerät 13 geändert
hat. Durch das Steckersymbol im Feld 20 der 3 und
den Energieblitz an der Batterie im Feld 20 der 3 wird
angezeigt, dass das Fahrzeug 1 über den Netzanschluss 5 mit
einem elektrischen Energieversorgungsnetz gekoppelt ist und die
Batterie 3 derzeit aufgeladen wird. Im Feld 22 wird
die aktuelle Innenraumtemperatur angezeigt, welche sich gegenüber
der in 2 angezeigten Temperatur erhöht hat, da
die Klimatisierungsanlage 11 den Innenraum das Fahrzeugs
erwärmt. Im Feld 23 wird der geänderte Zustand
der Steuervorrichtung 6, welche nun online ist, anzeigt.
Die programmierte Abfahrtszeit im Feld 21 ist unverändert.
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Durch
Auswählen des Feldes 20 in dem Grundmenü der 2 bzw. 3 gelangt
der Anwender in ein Batteriemenü, wie es in den 4–6 dargestellt
ist. Das Auswählen des Feldes 20 kann beispielsweise
mit Hilfe einer berührungssensitiven Oberfläche
der Anzeige des Endgeräts 13 oder mit Hilfe eines
geeigneten Eingabegerätes, wie z. B. einer Kreuzwippe des
Endgeräts 13, durchgeführt werden.
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4 zeigt
einen Zustand der Batterie 3 des Fahrzeugs 1 an,
wobei das Fahrzeug 1 nicht mit einem Energieversorgungsnetz
gekoppelt ist. Dies wird durch den Schriftzug „kein Netz” in 4 verdeutlicht.
Darüber hinaus werden der aktuelle Ladezustand der Batterie 3 sowie
die sich daraus ergebende Reichweite für das Fahrzeug 1 dargestellt.
Ein Bedienfeld 40 mit der Aufschrift „sofort laden” ist
grau dargestellt, da ohne eine Verbindung zu dem Energieversorgungsnetz
ein manuell gestartetes Sofortladen nicht möglich ist.
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Wird
das Fahrzeug 1 über den Netzanschluss 5 mit
einem Energieversorgungsnetz gekoppelt, so wird dies, wie in 5 dargestellt,
angezeigt, indem oben links in der Anzeige die verfügbare
Versorgungsspannung von 230 Volt angezeigt wird. Wenn aufgrund einer
programmierten Abfahrtszeit derzeit kein Laden der Batterie 3 notwendig
ist, wird dem Benutzer über das Bedienelement 40 die
Möglichkeit gegeben, das Laden der Batterie 3 manuell zu
starten. Betätigt der Benutzer das Bedienelement 40 so
wird die Batterie 3 des Fahrzeugs mit elektrischer Energie
von dem angeschlossenen Energieversorgungsnetz geladen, was mit
Hilfe der Anzeige, welche in 6 dargestellt
ist, dem Benutzer signalisiert wird. Mit Hilfe des Blitzsymbols 60 wird
dem Benutzer angezeigt, dass der Batterie 3 elektrische
Energie zugeführt wird. Eine Zeitanzeige 61 gibt
dem Benutzer Auskunft darüber, wie lange das Aufladen der
Batterie bis zu einem vollständigen Aufladen der Batterie
noch andauern wird. Die Anzeige auf dem Bedienelement 40 lautet
nun „Laden stoppen” und der Benutzer kann den
Ladevorgang durch Betätigen des Bedienelements 40 jederzeit
manuell abbrechen.
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Ausgehend
von dem Grundmenü der 2 bzw. 3 kann
der Benutzer das Feld 22 auswählen, um in ein
in den 4–9 dargestelltes
Klimamenü zu gelangen. In dem Klimamenü wird ähnlich
wie in 4–6 oben links
angezeigt, ob das Fahrzeug 1 derzeit eine Verbindung zu
einem Energieversorgungsnetz besitzt oder nicht. In 7 besteht
aktuell keine Verbindung zu einem Energieversorgungsnetz. Darüber
hinaus wird auf der Anzeige der 7 eine aktuelle
Außentemperatur 71, eine aktuelle Innentemperatur 72 sowie
eine gewünschte Soll-Innentemperatur 73 dargestellt.
Die gewünschte Soll-Innentemperatur 73 kann mit
Hilfe von Temperaturstellern 74 durch den Benutzer verändert
werden. Ein Bedienelement 75, welches in 7 die
Aufschrift „jetzt klimatisieren” trägt,
kann von einem Benutzer betätigt werden, um eine Klimatisierung
des Fahrzeugs unabhängig von einer programmierten Abfahrtszeit
zu betätigen. Wird das Bedienelement 74 betätigt,
obwohl keine Verbindung zu einem Energieversorgungsnetz besteht,
wird, wie in 8 dargestellt, ein Warnhinweis
ausgegeben, welcher darauf hinweist, dass die Klimatisierung die
Reichweite des Fahrzeugs reduzieren wird, da die Klimatisierungsanlage 11 mit
Energie aus der Batterie 3 versorgt werden wird. Der Benutzer
erhält nun, wie in 8 dargestellt,
die Option die Klimatisierung trotzdem durchzuführen oder
die Klimatisierung nicht durchzuführen.
-
9 zeigt
das Klimamenü, wenn das Fahrzeug mit dem Energieversorgungsnetz
gekoppelt ist und die Klimatisierung beispielsweise aufgrund der zeitlichen
Nähe zu einer programmierten Abfahrtszeit automatisch gestartet
wurde. Die gewünschte Innentemperatur von 22° wurde
bereits erreicht, wie durch die angezeigte Innentemperatur 72 dargestellt.
Das Bedienelement 75 trägt bei aktiver Klimatisierung
die Aufschrift „Klimatisierung Stoppen”, um dem
Benutzer die Möglichkeit zu geben, die Klimatisierungsanlage 11 abzuschalten,
um beispielsweise Energie zu sparen.
-
Durch
Auswählen des Feldes 21 in dem Grundmenü der 2 bzw. 3 gelangt
der Benutzer in ein Abfahrtszeitmenü, welches beispielsweise in 10 und 11 dargestellt
ist. Das in 10 und 11 dargestellte
Abfahrtszeitmenü umfasst mehrere Bedienfelder 101–105.
In dem Bedienfeld 101 kann der Benutzer eine geplante Abfahrtszeit einstellen
und in dem Bedienfeld 102 ein geplantes Abfahrtsdatum.
Mit Hilfe des Bedienfeldes 103 kann der Benutzer auswählen,
ob zu dieser geplanten Abfahrtszeit die Batterie 3 des
Fahrzeugs automatisch aufgeladen werden soll oder nicht. Mit Hilfe
des Bedienfeldes 4 kann der Benutzer zusätzlich
auswählen, ob eine Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums
zu der geplanten Abfahrtszeit gewünscht ist oder nicht. Schließlich
kann der Benutzer mit Hilfe des Bedienfeldes 105 die eingestellten
Daten der geplanten Abfahrtszeit aktivieren (Timer aktivieren) oder
deaktivieren (Timer deaktivieren).
-
Durch
Auswahl des Feldes 23 in dem Grundmenü, welches
in 2 und 3 gezeigt ist, gelangt der Benutzer
in ein in 12 gezeigtes Fahrzeugmenü.
In dem Fahrzeugmenü kann der Benutzer durch Auswählen
des Bedienelements 121 in ein Fahrzeugstatusmenü verzweigen,
durch Auswählen des Bedienelements 122 in ein
Fahrzeugpositionsmenü verzweigen und durch Auswählen
des Bedienelements 123 in ein Türenmenü des
Fahrzeugs verzweigen. Diese weiteren Menüs werden nachfolgend unter
Bezugnahme auf 13–15 näher
erläutert werden. In dem in 12 gezeigten
Fahrzeugmenü kann der Benutzer durch Auswählen
des Bedienelements 124 die Hupe des Fahrzeugs 1 für
einen vorbestimmten kurzen Zeitraum betätigen und gleichzeitig
die Blinkleuchten des Fahrzeugs für einen vorbestimmten
Zeitraum einschalten. Dadurch wird das Auffinden des Fahrzeugs 1 auf
beispielsweise einem Parkplatz oder in beispielsweise einem Parkhaus
erleichtert. Durch Betätigen des Bedienelements 125 kann
der Benutzer die Blinkleuchten des Fahrzeugs 1 für
eine vorbestimmte Zeit aufleuchten lassen, um das Fahrzeug aufzufinden.
-
In
dem in 13 gezeigten Statusmenü des Fahrzeugs
werden dem Benutzer beispielsweise folgende Informationen über
das Fahrzeug angezeigt: im Feld 131 wird der Typ des Fahrzeugs
sowie das Kennzeichen des Fahrzeugs angezeigt. Im Feld 132 wird
der Verbindungszustand des Fahrzeugs zu dem Server 12 angezeigt.
Im vorliegenden Fall ist das Fahrzeug verbunden, d. h. online. Im
Feld 133 wird der aktuelle Kilometerstand des Fahrzeugs
sowie ein Kilometerstand eines Tageskilometerzählers angezeigt.
Im Feld 134 werden die Streckenlänge der letzten
Fahrt sowie die Durchschnittsgeschwindigkeit der letzten Fahrt angezeigt.
Im Feld 135 wird eine Streckenlänge in Kilometern
angezeigt, die noch bis zu einem nächsten Service des Fahrzeugs
gefahren werden kann.
-
14 zeigt
das Türenmenü des Fahrzeugs. Mit Hilfe geeigneter
Symbole wird ein aktueller Verriegelungszustand der Türen
dargestellt und mit Hilfe eines Bedienelementes 141 kann
der Benutzer durch Betätigen des Bedienelements 141 beispielsweise
die Türen des Fahrzeugs verriegeln.
-
15 zeigt
das Positionsmenü des Fahrzeugs. In dem Positionsmenü wird
ein Kartenausschnitt dargestellt, in welchem sich das Fahrzeug befindet.
Die Position des Fahrzeugs wird beispielsweise, wie in 15 dargestellt,
mit Hilfe einer Legende markiert, welche das Kennzeichen des Fahrzeugs trägt.
Mit Hilfe von Bedienelementen 151 kann der Kartenausschnitt
vergrößert oder verkleinert werden. Mit Hilfe
des Positionsmenüs kann ein Auffinden des Fahrzeugs in
einer fremden Stadt erleichtert werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Fahrzeug
- 2
- Elektroantrieb
- 3
- Batterie
- 4
- Ladesteuergerät
- 5
- Netzanschluss
- 6
- Steuervorrichtung
- 7
- erste
Schnittstelle, Funkschnittstelle
- 8
- Antenne
- 9
- zweite
Schnittstelle, CAN Bus
- 10
- Verarbeitungseinheit
- 11
- Klimatisierungsanlage
- 12
- Server
- 13
- Endgerät
- 20–23
- Anzeigefeld
- 40
- Bedienelement
- 60
- Blitzsymbol
- 61
- Zeitanzeige
- 71
- Außentemperatur
- 72
- Innentemperatur
- 73
- Soll-Innentemperatur
- 74
- Temperatursteller
- 75
- Bedienelement
- 101–105
- Bedienfeld
- 121–125
- Bedienelement
- 131–135
- Feld
- 141
- Bedienelement
- 151
- Bedienelement
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 202005015165
U1 [0004]
- - DE 102004058693 A1 [0005]
