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Die hier offenbarte Technologie betrifft ein Fahrzeug und ein Verfahren zur Demobilisierung des Fahrzeugs beim Tanken.
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Bestimmte Fahrzeuge, insbesondere mit einem Tank für gasförmigen Brennstoff, müssen während der Betankung in einen sogenannten Demobilisierungsmodus versetzt werden. Je nach Ausführung des Fahrzeugs werden im Demobilisierungsmodus unterschiedliche Fahrzeugkomponenten in einen definierten Zustand versetzt und/oder es werden dem Fahrer entsprechende Meldungen angezeigt, die bei der Betankung zu beachten sind. So ist es im Demobilisierungsmodus beispielsweise nötig, den Antriebstrang leistungsfrei zu schalten, eine etwaige Brennstoffzelle herunter zu fahren, das Getriebe in die Parkposition zu schalten oder die Feststellbremse zu aktivieren.
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Es ist eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, zumindest einen Nachteil von einer vorbekannten Lösung zu verringern oder zu beheben oder eine alternative Lösung vorzuschlagen. Insbesondere soll der Demobilisierungsmodus zuverlässig und im zeitlichen Zusammenhang mit der bevorstehenden Betankung erfolgen. Weitere bevorzugte Aufgaben können sich aus den vorteilhaften Effekten der hier offenbarten Technologie ergeben. Die Aufgabe(n) wird/werden gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausgestaltungen dar.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Fahrzeug. Bei dem Fahrzeug handelt es sich insbesondere um ein Straßenfahrzeug, beispielsweise einen PKW oder Lkw. Das Fahrzeug umfasst einen Tankstutzen. Über diesen Tankstutzen kann der entsprechende Brennstoff in einen im Fahrzeug befindlichen Tank eingefüllt werden. Besonders bevorzugt wird das Fahrzeug mit einem gasförmigen Brennstoff betrieben. Der gasförmige Brennstoff ist unter Umgebungsbedingungen gasförmig. Bei dem gasförmigen Brennstoff handelt es sich insbesondere um Wasserstoff oder komprimiertes („Compressed Natural Gas“ = CNG) oder verflüssigtes (LNG) Erdgas. Bei der Verwendung von gasförmigem Brennstoff können der Tankstutzen auch als Tanknippel und der Tank als Druckbehälter bezeichnet werden.
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Ferner umfasst das Fahrzeug eine Sensoranordnung. Die Sensoranordnung ist ausgebildet, ein am Tankstutzen befindliches Zapfventil zu erfassen. Das Zapfventil wird tankstellenseitig bereitgestellt. Über das Zapfventil wird der entsprechende Brennstoff in den Tankstutzen eingefüllt. Es wird also nicht wie im Stand der Technik indirekt erkannt, ob beispielsweise die Tankklappe des Einfülltopfs offen ist, sondern die Sensoranordnung erkennt unmittelbar, dass sich das Zapfventil am Tankstutzen befindet. Es muss dabei nicht zwingend mit der Sensoranordnung erkannt werden, dass das Zapfventils im Tankstutzen steckt bzw. am Tanknippel angekuppelt ist. Für das Aktivieren des Demobilisierungsmodus ist es ausreichend, wenn erkannt wird, dass sich das Zapfventil unmittelbar in der Nähe des Tankstutzens, insbesondere in einem Einfülltopf des Fahrzeugs, befindet.
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Ferner umfasst das Fahrzeug ein Steuergerät. Der Einfachheit halber wird hier von einem Steuergerät gesprochen. Allerdings ist auch vorgesehen, dass die zu diesem Steuergerät beschriebenen Funktionen in unterschiedlichen Recheneinheiten des Fahrzeugs verteilt angeordnet sind. Das Steuergerät ist dazu ausgebildet, das Fahrzeug in den Demobilisierungsmodus zu versetzen, wenn über die Sensoranordnung das Zapfventil erfasst wird. Des Weiteren ist insbesondere vorgesehen, dass der Demobilisierungsmodus wieder deaktiviert wird, sobald die Sensoranordnung das Zapfventil nicht mehr erfasst.
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Durch dieses direkte Erfassen des Zapfventils wird sichergestellt, dass der Demobilisierungsmodus nur aktiviert wird, wenn die Betankung unmittelbar und tatsächlich bevorsteht. Durch den Demobilisierungsmodus wird insbesondere vermieden, dass das Fahrzeug mit eingestecktem bzw. angekuppeltem Zapfventil losfährt.
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Der beschriebene Druckbehälter für den gasförmigen Brennstoff, insbesondere Wasserstoff, ist insbesondere Bestandteil eines Druckbehältersystems (en: compressed hydrogen storage system (=CHS-System)) des Kraftfahrzeugs. Das Druckbehältersystem dient zur Speicherung von unter Umgebungsbedingungen gasförmigen Brennstoff. Das Druckbehältersystem kann beispielsweise in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden, das mit komprimiertem („Compressed Natural Gas“ = CNG) oder verflüssigtem (LNG) Erdgas oder mit Wasserstoff betrieben wird. Der Druckbehälter kann beispielsweise ein kryogener Druckbehälter (= CcH2) oder ein Hochdruckgasbehälter (= CGH2) sein.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Sensoranordnung einen optischen Sender zum Senden einer optischen Strahlung umfasst. Bei der optischen Strahlung handelt es sich insbesondere um Licht im Infrarotbereich. Ferner umfasst die Sensoranordnung einen optischen Empfänger zum Empfangen der vom optischen Sender ausgestrahlten Strahlung. Durch unterschiedliche, im Folgenden noch genauer ausgeführte Anordnungen kann mit diesem Sender und Empfänger erfasst werden, ob sich das Zapfventil an einer bestimmten Position des Fahrzeugs, nämlich unmittelbar vor dem Tankstutzen, befindet.
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Je nach Ausgestaltung und Anordnung der Sensoranordnung ist das Steuergerät dazu ausgebildet, auf das Vorhandensein des Zapfventils zu schließen, wenn der Empfänger die optische Strahlung und/oder dessen Reflexion empfängt oder nicht mehr empfängt oder schwächer empfängt oder stärker empfängt als zuvor.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der optische Empfänger am Fahrzeug so angeordnet ist, um die vom optischen Sender gesendete und am Zapfventil reflektierte Strahlung zu empfangen.
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Hierbei ist die Strahlung des Senders vorzugsweise nicht direkt auf den Empfänger gerichtet, sodass der Empfänger ohne das Zapfventil keine Strahlung oder nur eine anderweitig reflektierte Strahlung empfängt. Der Sender ist vorzugsweise so angeordnet, dass er auf die Position des Zapfventils gerichtet ist, die das Zapfventil bei der Betankung einnimmt. Sobald sich das Zapfventil an der entsprechenden Position befindet, reflektiert das Zapfventil die Strahlung des Senders. Der Empfänger ist so angeordnet, um diese reflektierte Strahlung zu erkennen und gegebenenfalls dazu ausgebildet, die vom Zapfventil reflektierte Strahlung von anderweitig reflektierter Strahlung zu unterscheiden.
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In einer alternativen Ausgestaltung sind der optische Sender und der optische Empfänger als eine Lichtschranke angeordnet. Die Strahlung des Senders ist dabei insbesondere direkt auf den Empfänger gerichtet. Die Position des Zapfventils, die das Zapfventil bei der Betankung einnimmt, liegt zwischen Sender und Empfänger und somit in der Lichtschranke.
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Vorzugsweise ist der optische Sender, der als Bestandteil der hier vorgestellten Sensoranordnung zum Erfassen des Zapfventils verwendet wird, auch zum Senden einer Information an das Zapfventil ausgebildet. Beispielsweise bei der Betankung von Wasserstoff ist vorgesehen, dass das Fahrzeug über einen Infrarotsender bestimmte Informationen, beispielsweise über den Druck im Druckbehälter, an das Zapfventil und somit an die Tankstelle sendet. Die Tankstelle kann dann beispielsweise die Betankungsrampe entsprechend einstellen. Hierbei handelt es sich allerdings nur um einen Informationsfluss vom Fahrzeug zur Tankstelle und nicht in Gegenrichtung. Im Rahmen hier vorgestellter Technologie ist nun bevorzugt vorgesehen, eben diesen Infrarotsender des Fahrzeugs nicht nur zum Senden einer Information zu nutzen, sondern in Kombination mit dem optischen Empfänger am Fahrzeug auch zum Erfassen des Vorhandenseins des Zapfventils zu verwenden.
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Alternativ zu der Ausgestaltung der Sensoranordnung mit optischen Sender und Empfänger, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Sensoranordnung einen Schalter umfasst. Der Schalter ist mechanisch durch das Zapfventil betätigbar. Solange der Schalter betätigt ist, wird vom Steuergerät erfasst, dass sich das Zapfventil an der entsprechenden Position am Tankstutzen befindet.
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In einer weiteren Alternative ist vorgesehen, dass die Sensoranordnung einen Näherungssensor umfasst. Der Näherungssensor ist dazu ausgebildet, das Zapfventil an der entsprechenden Position ohne Berührung des Zapfventils zu erfassen. Vorzugsweise handelt es sich um einen induktiven Näherungssensor, kapazitiven Näherungssensor, magnetischen Näherungssensor oder Ultraschall-Näherungssensor.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Steuergerät im Demobilisierungsmodus zumindest eine Komponente des Fahrzeugs überprüft und, wenn sich die Komponente nicht in einem definierten Demobilisierungszustand befindet, den Demobilisierungszustand der Komponente herstellt und/oder eine diesbezügliche Meldung ausgibt.
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So wird beispielsweise eine Brennstoffzelle des Fahrzeugs heruntergefahren und/oder ein Verbrennungsmotor des Fahrzeugs ausgeschalten und/oder ein Antriebstrang des Fahrzeugs leistungsfrei geschalten und/oder das Getriebe des Fahrzeugs in eine Parkposition geschalten und/oder eine Feststellbremse des Fahrzeugs aktiviert, usw.
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Die Meldung wird insbesondere optisch und/oder akustisch und/oder haptisch in einer vom Fahrer erfassbaren Art ausgegeben. Beispielsweise kann die Meldung die Information enthalten, eine entsprechende Komponente des Fahrzeugs in den Demobilisierungszustand zu versetzen.
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Die vorbeschriebene Sensoranordnung, unabhängig von ihrer genauen Ausgestaltung, befindet sich vorzugsweise im Einfülltopf des Fahrzeugs. In diesem Einfülltopf des Fahrzeugs befindet sich der Tankstutzen bzw. Tanknippel.
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Die hier offenbarte Technologie umfasst ferner ein Verfahren zur Demobilisierung eines Fahrzeugs beim Tanken. Vorzugsweise wird das Verfahren mit dem vorab beschriebenen Fahrzeug durchgeführt. Die Rahmen des Fahrzeugs vorgestellten vorteilhaften Ausgestaltungen und Unteransprüche finden entsprechend vorteilhafte Anwendung auf das Verfahren.
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Bei dem Verfahren erfolgt zunächst ein Erfassen eines an einem Tankstutzen des Fahrzeugs befindlichen Zapfventils. Wenn das Zapfventil an der entsprechenden Position erfasst wird, wird das Fahrzeug in den Demobilisierungsmodus versetzt. Insbesondere wird zum Erfassen des Zapfventils eine Sensoranordnung verwendet, die unmittelbar das Vorhandensein des Zapfventils erkennt.
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In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, über einen optischen Sender eine Information vom Fahrzeug an das Zapfventil zu senden. Das Zapfventil weist einen entsprechenden Zapfventil-Empfänger auf, um die vom optischen Sender ausgesendete Information zu empfangen. Am Fahrzeug befindet sich ein optischer Empfänger der ebenfalls die vom optischen Sender ausgesendete Strahlung oder eine Reflexion dieser Strahlung empfängt. So kann mit nur einem Sender die Information an das Zapfventil gesendet und gleichzeitig das Vorhandensein des Zapfventils am Einfüllstutzen erkannt werden.
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Die hier offenbarte Technologie wird nun anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1 ein hier offenbartes Fahrzeug zur Durchführung des hier offenbarten Verfahrens, und
- 2-4 unterschiedliche Ausgestaltungen des offenbarten Fahrzeugs zur Durchführung des hier offenbarten Verfahrens.
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Die Figuren zeigen rein schematisch unterschiedliche Ausgestaltungen eines Fahrzeugs 1 an dem das Verfahren zur Demobilisierung durchgeführt werden kann.
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Gemäß 1 weist das Fahrzeug 1 einen Einfülltopf 2 auf. Die 2 bis 4 zeigen unterschiedliche Ausgestaltungen an diesem Einfülltopf 2. Gleiche bzw. funktional gleiche Elemente sind in allen Ausgestaltungen mit den gleichen Bezugszeichen versehen
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Gemäß den 2 bis 4 befindet sich in dem Einfülltopf 2 des Fahrzeugs 1 ein Tankstutzen 3. Von dem Tankstutzen 3 führt eine entsprechende Leitung zu einem nicht dargestellten Tank im Fahrzeug 1. Der Tankstutzen 3 ist hier als Tanknippel für die Betankung mit einem gasförmigen Brennstoff, insbesondere Wasserstoff, ausgebildet. Die Betankung erfolgt mit einem tankstellenseitigen Zapfventil 20.
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Am Fahrzeug 1, insbesondere im Einfülltopf 2, befindet sich eine Sensoranordnung 4. Ferner weiß das Fahrzeug 1 ein Steuergerät 7 zum Ansteuern der Sensoranordnung 4 auf.
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In 2 umfasst die Sensoranordnung 4 fahrzeugseitig einen optischen Sender 5 und einen optischen Empfänger 6. Der optische Sender 5 und der optische Empfänger 6 sind insbesondere zum Senden bzw. Empfangen einer Infrarotstrahlung ausgebildet.
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Das Zapfventil 20 weist einen optischen Zapfventil-Empfänger 21 auf. Angesteuert vom Steuergerät 7 kann der fahrzeugseitige optische Sender 5 bestimmte Informationen an den optischen Zapfventil-Empfänger 21 und somit an die Tankstelle senden. Beispielsweise sendet der optische Sender 5 Informationen über den Druck und/oder die Temperatur des gasförmigen Brennstoffs im Tank. Die Tankstelle kann anhand dieser Informationen beispielsweise eine Betankungsrampe entsprechend einstellen.
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Der optische Empfänger 6 am Fahrzeug 1 empfängt die vom optischen Sender 5 ausgestrahlte und am Zapfventil 20 reflektierte Strahlung. Anhand dieser reflektierten Strahlung kann das Steuergerät 7 erkennen, dass sich das Zapfventil 20 im Einfülltopf 2 bzw. unmittelbar am Tankstutzen 3 befindet. Basierend auf diesem Erkennen des Zapfventils 20 veranlasst das Steuergerät 7 einen Demobilisierungsmodus des Fahrzeugs 1.
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Im Demobilisierungsmodus wird zumindest eine Komponente des Fahrzeugs 1 überprüft und, wenn sich die Komponente nicht in einem definierten Demobilisierungszustand befindet, wird dieser Demobilisierungszustand der Komponente hergestellt und/oder eine entsprechende Meldung ausgegeben.
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Beispielsweise wird für den Demobilisierungsmodus eine Brennstoffzelle des Fahrzeugs 1 heruntergefahren und/oder ein Verbrennungsmotor des Fahrzeugs 1 ausgeschalten und/oder ein Antriebstrang des Fahrzeugs 1 leistungsfrei geschalten und/oder das Getriebe des Fahrzeugs 1 in eine Parkposition geschalten und/oder eine Feststellbremse des Fahrzeugs 1 aktiviert, usw.
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Die Meldung wird insbesondere optisch und/oder akustisch und/oder haptisch in einer vom Fahrer erfassbaren Art ausgegeben. Beispielsweise kann die Meldung die Information enthalten, eine entsprechende Komponente des Fahrzeugs 1 in den Demobilisierungszustand zu versetzen.
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Der Steuergerät 7 kann mit dem optischen Empfänger 6 auch erkennen, dass die vom optischen Sender 5 ausgestrahlte Strahlung nicht mehr am Zapfventil 20 reflektiert wird, wodurch erkannt wird, dass sich das Zapfventil 20 nicht mehr im Einfülltopf 2 bzw. unmittelbar am Tankstutzen 3 befindet. Daraufhin kann der Demobilisierungsmodus deaktiviert werden wodurch die Komponenten des Fahrzeugs auch wieder in einen anderen Zustand als den Demobilisierungszustand versetzt werden können.
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2 zeigt rein schematisch eine Anordnung des optischen Senders 5 dessen Strahlung nicht direkt auf den optischen Empfänger 6 gerichtet ist. Dadurch empfängt der optische Empfänger 6 nicht direkt die Strahlung des optischen Senders 5, sondern die Reflexion der Strahlung.
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In der schematischen Darstellung nach 3, ist der optische Sender 5 direkt auf den optischen Empfänger 6 gerichtet. Der optische Empfänger 6 empfängt direkt die Strahlung des optischen Senders 5. Der optische Empfänger 6 und der optische Sender 5 bilden hier eine Lichtschranke, die vom Zapfventil 20 unterbrochen wird. In Abhängigkeit der unterbrochenen Lichtschranke kann mit dem Steuergerät 7 erfasst werden, ob sich das Zapfventil 20 im Einfülltopf 2 bzw. unmittelbar am Tankstutzen 3 befindet.
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Auch bei der Ausgestaltung gemäß 3 ist vorgesehen, den optischen Sender 5 bzw. den optischen Zapfventil-Empfänger 21 entsprechend so anzuordnen, dass auch Informationen vom optischen Sender 5 an den optischen Zapfventil-Empfänger 21 übertragen werden können.
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4 zeigt in rein schematischer Darstellung eine Ausgestaltung der Sensoranordnung 4 mit einem Näherungssensor 10. Der Näherungssensor 10 befindet sich vorzugsweise im Einfülltopf 2 und erkennt, ob sich das Zapfventil 20 im Einfülltopf 2 bzw. unmittelbar am Tankstutzen 3 befindet. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Näherungssensor 10 um einen kapazitiven Näherungssensor, magnetischen Näherungssensor oder Ultraschall-Näherungssensor.
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Alternativ zu der Ausgestaltung der Sensoranordnung 4 mit optischen Sender 5 und Empfänger 6 oder Näherungssensor 10, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Sensoranordnung 4 einen Schalter umfasst. Der Schalter ist insbesondere im Einfülltopf 2 angeordnet und mechanisch durch das Zapfventil 20 betätigbar. Solange der Schalter betätigt ist, wird vom Steuergerät 7 erfasst, dass sich das Zapfventil 20 im Einfülltopf 2 bzw. unmittelbar am Tankstutzen 3 befindet.
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Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Einfülltopf
- 3
- Tankstutzen
- 4
- Sensoranordnung
- 5
- optischer Sender
- 6
- optischer Empfänger
- 7
- Steuergerät
- 10
- Näherungssensor
- 20
- Zapfventil
- 21
- optischer Zapfventil-Empfänger
