DE102012024865A1

DE102012024865A1 - Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mittels eines fahrzeugeigenen Steuersystems zum Durchführen eines von einem Befüllroboter ausgeführten Befüllvorgang sowie Steuersystem zum Steuern des Verfahrens

Info

Publication number: DE102012024865A1
Application number: DE201210024865
Authority: DE
Inventors: Werner Wilding; Thomas Kräuter; Johannes Landgraf; Jörg Michael; Malte Möller; Walter Schmidt; Martin Schüssler; Rainer Stahlmann
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2012-12-19
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2014-06-26
Anticipated expiration: 2032-12-20
Also published as: DE102012024865B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs (1) mittels eines fahrzeugeigenen Steuersystems (10) zum Durchführen eines Befüllvorgangs, bei welchem ein Energiespeicher (3) des Fahrzeugs (1) mittels eines vom Fahrzeug (1) separaten Befüllroboters (20) mit einer Betriebsressource befüllt wird, wobei das Fahrzeug (1) eine Schnittstelle aufweist, welche zum Empfangen der Betriebsressource von einer Zuführeinrichtung (21) des Befüllroboters (20) ausgebildet ist, mit den Schritten: – Initiieren einer drahtlosen Kommunikation zwischen dem Steuersystem (10) und dem Befüllroboter (20) zum Übermitteln von Daten zumindest unidirektional zwischen dem Befüllroboter (20) und dem Steuersystem; wobei das Betreiben ein autonomes Positionieren des Fahrzeugs (1) in einer Befüllposition (P, P1, P2) an dem Befüllroboter (20) mittels des Steuersystems (10) in Abhängigkeit von den Daten umfasst. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuersystem (10) zum Betreiben des Fahrzeugs (1) gemäß dem Verfahren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mittels eines fahrzeugeigenen Steuersystems zum Durchführen eines Befüllvorgangs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuersystem zum Ausführen des Verfahrens.
Zum Betanken von Fahrzeugen sind bereits Verfahren und Vorrichtungen bekannt, durch welche das Betanken zumindest teilweise auf automatische Weise durchgeführt werden kann. Ein Fahrer des Fahrzeugs muss nicht mehr eine Tankpistole oder sonstigen Einfüllstutzen handhaben, sondern das Befüllen eines Tanks des Fahrzeugs kann durch einen Tankroboter erfolgen. Solche Tankroboter sind in manchen Fällen auch in der Lage, einen Tankdeckel des Fahrzeugs zu öffnen und zu schließen, so dass eine manuelle Bedienung von Komponenten, die mit Kraftstoff in Berührung kommen, nicht mehr erforderlich ist. Dies ist nicht nur bequem und angenehm sondern auch hygienisch.
Das Gebrauchsmuster DE 20 2006 013 601 U1 zeigt für ein Fahrzeug eine Tankverschlussvorrichtung mit einem Verschlusselement, welches automatisch zwischen einer Schließposition und einer Offenposition verstellbar ist. Ein Fahrer des Fahrzeugs kann nach dem Anfahren einer Tankstation das automatische Öffnen des Verschlusselements veranlassen, so dass das Fahrzeug durch einen Tankroboter betankt werden kann.
Die Druckschrift EP 2 053 015 A1 zeigt ein Betankungssystem mit einem Betankungsroboter, welches eine Sensoreinrichtung zur Erfassung der Position eines zu betankenden Fahrzeugs aufweist, wobei der Betankungsroboter dazu ausgebildet ist, eine Befülleinrichtung in drei Raumrichtungen in Abhängigkeit von durch das Fahrzeug übermittelten Positionsdaten zu bewegen, und wobei der Betankungsroboter auch eine Einrichtung zum Öffnen eines Tankdeckels des Fahrzeugs aufweisen kann.
Die Druckschrift DE 198 39 049 A1 zeigt einen Betankroboter zur automatischen Betankung eines Fahrzeugs, welcher eine Tankklappeneinheit mit einem an einem freien Ende eines teleskopierbaren flexiblen Klappenarms angeordneten Sauger zum Öffnen und Schließen einer Tankklappe des Fahrzeugs aufweist.
Die Druckschrift US 6,279,624 B1 zeigt einen Tankroboter zum Betanken eines Fahrzeugs, der dazu ausgebildet ist, eine Tankklappe des Fahrzeugs entsprechend eines vorgegebenen Bewegungspfades zu öffnen und nach einem Betankvorgang wieder zu schließen.
Die Druckschrift DE 101 17 539 A1 zeigt ein Verfahren zur Kommunikation zwischen einer Tankstation und einem Fahrzeug, mittels welchem ein durch einen Tankroboter durchgeführter automatischer Tankvorgang steuerbar ist, wobei dank bidirektionaler Kommunikation individuelle Fahrzeugdaten angefordert oder auch automatisch übertragen werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Befüllen eines Fahrzeugs mit einem Kraftstoff oder Energie für den Fahrer des Fahrzeugs einfach und mit hohem praktischem Nutzen auszugestalten.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Steuersystem mit den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mittels eines fahrzeugeigenen Steuersystems zum Durchführen eines Befüllvorgangs, bei welchem ein Energiespeicher des Fahrzeugs mittels eines vom Fahrzeug separaten Befüllroboters mit einer Betriebsressource befüllt wird, wobei das Fahrzeug eine Schnittstelle aufweist, welche zum Empfangen der Betriebsressource von einer Zuführeinrichtung des Befüllroboters ausgebildet ist, mit dem Schritt:

– Initiieren einer drahtlosen Kommunikation zwischen dem Steuersystem und dem Befüllroboter zum Übermitteln von Daten zumindest unidirektional zwischen dem Befüllroboter und dem Steuersystem.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Betreiben ein autonomes Positionieren des Fahrzeugs in einer Befüllposition an dem Befüllroboter mittels des Steuersystems in Abhängigkeit von den Daten umfasst, insbesondere zeitlich vor dem Befüllvorgang, speziell ein Positionieren eines Einlasses zum Energiespeicher in Bezug auf die Zuführeinrichtung.
Dabei können Positionsdaten von dem Befüllroboter zu dem Fahrzeug und/oder von dem Fahrzeug zu dem Befüllroboter übermittelt werden. Bevorzugt werden Positionsdaten von dem Befüllroboter an das Fahrzeug übermittelt, und das Fahrzeug wird autonom in der von dem Befüllroboter erhaltenen Position positioniert. Das Übermitteln von Positionsdaten an den Befüllroboter kann wahlweise zusätzlich erfolgen, insbesondere um zu überprüfen, ob das Fahrzeug bereits in einer ausreichend genauen Position positioniert ist, in welcher der Befüllroboter selbst einen Zugang zu der Schnittstelle herstellen kann, oder ob das Fahrzeug noch genauer rangiert werden muss.
Insbesondere kann das Fahrzeug für den Befüllvorgang autonom geparkt werden, ohne dass ein Fahrer eingreifen muss. Der Fahrer muss nicht einmal in dem Fahrzeug anwesend sein. Das Betreiben des Fahrzeugs kann dabei zumindest teilweise ein automatisches Einstellen umfassen, z. B. von einzelnen Tankdeckeln, Klappen oder Verschlüssen. Wahlweise kann auch das Einstellen der Schnittstelle autonom erfolgen, so dass das Fahrzeug bis zu dem Moment, in welchem der Befüllroboter den Befüllvorgang einleitet, autonom ohne externen personellen oder maschinellen Eingriff auf den Befüllvorgang vorbereitet werden kann. Hierzu kann die Steuereinrichtung Echtzeitpositionsdaten zu einer Position des Fahrzeugs bzw. des Einlasses mit Befüllpositionsdaten zu einer Befüllposition an dem Befüllroboter abgleichen.
Im Zusammenhang mit dem autonomen Betreiben des Fahrzeugs kann ein Parkvorgang in Verbindung mit einem Befüll- bzw. Tankvorgang gebucht werden. Hierdurch kann auf vollautomatische Weise ein Fahrzeug abgestellt und gleichzeitig betankt werden. Eine Verknüpfung des autonomen Parkens mit dem automatischen Betanken liefert den Vorteil der korrekten Positionierung in Bezug auf einen Tankroboter, wobei die Aufmerksamkeit eines Fahrer ab dem Moment des Bestätigens der Buchung des Parkvorgangs bzw. Befüllvorgangs nicht mehr erforderlich ist. Ist z. B. an einer Tankstelle eine lange Warteschlange mit einer Vielzahl von Fahrzeugen, so kann der Fahrer des zu betankenden Fahrzeugs den Park- und Tankvorgang buchen und das Fahrzeug verlassen. Das Fahrzeug kann sich autonom in der richtigen Position anordnen und dann vollautomatisch betankt werden.
Dabei ist der Befüllvorgang selbst nicht notwendigerweise Bestandteil des Verfahrens. Der Befüllvorgang selbst, also das Zuführen von z. B. Kraftstoff oder elektrischer Energie, kann auch allein durch den Befüllroboter gesteuert werden. Nichtsdestotrotz kann auch das Steuersystem in den Befüllvorgang eingreifen, z. B. indem es in Abhängigkeit des durch eine Füllstandsmesseinrichtung erfassten Füllstands bzw. Ladestandes des Energiespeichers ein Füllstandssignal an den Befüllroboter zum Beenden des Befüllvorgangs übermittelt.
Die Schnittstelle kann z. B. durch eine Abdeckeinrichtung zum Abdecken eines Einlasses zum Energiespeicher gebildet sein, wobei der Einlass zum Aufnehmen einer Zuführeinrichtung des Befüllroboters und Empfangen der Betriebsressource ausgebildet ist. Das Verfahren kann dann wahlweise ein Einstellen der Schnittstelle durch Öffnen der Abdeckeinrichtung und Freigeben des Einlasses zeitlich vor dem Befüllvorgang umfassen sowie bei geöffneter Abdeckeinrichtung ein Einstellen der Schnittstelle durch Schließen der Abdeckeinrichtung und Sperren des Einlasses zeitlich nach dem Befüllvorgang. Ein Freigeben des Einlasses zeitlich vor dem Befüllvorgang oder ein Sperren des Einlasses zeitlich nach dem Befüllvorgang kann dabei jeweils als ein eigener Verfahrensschritt aufgefasst werden, es kann jedoch auch ein Schritt sein, der implizit mit dem Öffnen oder Schließen der Abdeckeinrichtung einhergeht, je nach Ausgestaltung der Abdeckeinrichtung oder des Einlasses. Die Abdeckeinrichtung kann z. B. als Tankdeckel ausgebildet sein, welcher nicht nur eine Tankmulde sondern auch den Einlass selbst verschließt und beim Öffnen den Einlass auch direkt freigeben kann. Die Abdeckeinrichtung und ein Verschluss des Einlasses können also gemäß einer Variante zusammen eine Schnittstelle bilden, welche durch einen einzigen Aktuator eingestellt werden kann.
Bei Tankrobotern ist es einem Fahrer meist nicht klar, wo genau in Fahrtrichtung und in welchem Abstand er sein Fahrzeug in Bezug auf den Tankroboter positionieren muss. Diese Frage stellt sich bei jedem Typ eines Tankroboters neu. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann über ein Steuersystem, welchen in Kommunikation mit dem Tankroboter ist, ein Positionieren des Fahrzeugs in der korrekten Position erfolgen. Der Fahrer muss das Fahrzeug nicht selbst rangieren, und er muss auch nicht aussteigen, um nachzusehen, wo genau er das Fahrzeug positionieren muss, damit die Zuführeinrichtung des Befüllroboters in den Einlass zum Befüllen des Fahrzeugs gebracht werden kann. Die korrekten Positionsdaten können dem Steuersystem durch den Befüllroboter oder ein Tankstellensystem übermittelt werden, oder sie können auch in dem Steuersystem bzw. Fahrzeug gespeichert sein und lediglich abgerufen werden, insbesondere wenn es sich z. B. um einen Wasserstoffenergiespeicher handelt und für das noch wenige Befüllroboter aufweisende Versorgungsnetz an Wasserstofftankstellen jeweils im einzelnen bekannt ist, wo genau ein Fahrzeug vor einem speziellen Wasserstoff-Befüllroboter zu positionieren ist. Ebenso können einzelne Befüllpositionen in dem Steuersystem abgespeichert werden, wenn eine optimale Befüllposition erreicht wurden, wozu das Steuersystem mit Speichermitteln ausgestattet sein kann. In dem Einlass kann zweckdienlicher Weise ein Lager vorgesehen sein, an bzw. in welchem die Zuführeinrichtung während des Befüllvorgangs gelagert wird.
Bevorzugt wird die Kommunikation zwischen dem Steuersystem und dem Befüllroboter während des Befüllvorgangs aufrechterhalten. Hierdurch kann das Befüllen z. B. in Abhängigkeit einer Vorgabe eines Nutzers des Fahrzeugs erfolgen, z. B. der Vorgabe, eine Batterie des Fahrzeugs nur zu 75 Prozent zu laden, oder nur für 30 Minuten.
Als Energiespeicher ist bevorzugt ein Tank für einen flüssigen oder gasförmigen Kraftstoff oder eine Batterie oder eine Brennstoffzelle zu verstehen. Die Abdeckeinrichtung ist z. B. als Tankdeckel, Tankklappe oder Ladedeckel ausgebildet.
Bevorzugt entspricht der Füllstand bei Batterien einem elektrischen Ladestand, der z. B. über die Batteriespannung erfasst wird, und bei Energiespeichern für Brennstoffzellen einem elektrischen Ladestand oder einem Partialdruck oder prozentual ausgenutzten Tankvolumen eines Brennstoffs wie Wasserstoff oder organischen Verbindungen wie Methan oder Methanol, und bei herkömmlichen flüssigen Treibstoffen wie Diesel, Benzin oder Ethanol dem prozentual ausgenutzten Tankvolumen, und bei herkömmlichen gasförmigen Treibstoffen wie Erdgas einem Tankinnendruck, und bei Wasserstoffantrieben einem Wasserstoffpartialdruck.
Die Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und dem Befüllroboter kann auch direkt zwischen dem Steuersystem und der Zuführeinrichtung des Befüllroboters erfolgen. Dies liefert die Möglichkeit, im Nahbereich zu kommunizieren und/oder über eine elektrische Kontaktierung zwischen dem Fahrzeug und der Zuführeinrichtung zu kommunizieren, was vorteilhaft sein kann im Hinblick auf Störsignale oder das erhöhte im Tankstellenbereich einzuhaltende Sicherheitserfordernis bezüglich energetischer Strahlung, insbesondere wenn der Befüllroboter eine Vielzahl von Zuführeinrichtungen aufweist und gleichzeitig mit einer Vielzahl von Fahrzeugen kommunizieren soll.
Wahlweise umfasst das Verfahren ferner einen Schritt des Beendens des Befüllvorgangs in Abhängigkeit des Füllstandes, insbesondere indem die Zuführeinrichtung aus dem Einlass gebracht wird oder dem Befüllroboter ein Füllstandssignal zum Beenden des Befüllvorgangs geliefert wird. Bevorzugt wird der Befüllvorgang durch den Befüllroboter selbst beendet, ohne dass hierzu ein Signal des Steuersystems erforderlich ist.
Bevorzugt erfolgt das Öffnen und Schließen der Abdeckeinrichtung vollautomatisch durch das Fahrzeug und/oder den Befüllroboter. Die Abdeckeinrichtung kann also wahlweise allein durch das Fahrzeug selbst geöffnet werden oder allein durch den Befüllroboter, oder auch durch ein Verfahren, bei welchem sowohl das Fahrzeug als auch der Befüllroboter mitwirken. Bevorzugt wird das Fahrzeug allein durch das fahrzeugeigene Steuersystem für den Befüllvorgang eingestellt, indem die Abdeckeinrichtung autonom von dem Fahrzeug selbst geöffnet und geschlossen wird. Als ein autonomes Öffnen und Schließen ist dabei ein vollautomatisches Öffnen und Schließen durch das Fahrzeug selbst zu verstehen, also ohne einen Eingriff von extern durch einen Befüllroboter oder andere Hilfsmittel. Das autonome Öffnen und Schließen ist insbesondere in Verbindung mit dem autonomen Positionieren von Vorteil, da ein Befüllroboter dann leichter die exakte (erforderliche) Position eines Einlasses zum Energiespeicher erfassen kann und dem Steuersystem mitteilen kann, ob bereits eine optimale Position erreicht ist oder das Fahrzeug noch rangiert werden muss oder sollte. Hierbei kann der Befüllroboter ein Positionssignal erzeugen, welches Information enthält, welche die aktuelle Position auf einer Skala bewertet, also z. B. eine Skala von 1 bis 10, wobei 10 der optimalen Position entspricht, aber ein Wert von z. B. 7 bereits ausreichen kann, um eine Zuführeinrichtung mit dem Einlass zu koppeln und einen Befüllvorgang zu realisieren.
Bevorzugt umfasst das Betreiben bzw. Einstellen eine zeitliche Abstimmung des Positionierens des Fahrzeugs an dem Befüllroboter und des Öffnens der Abdeckeinrichtung. Durch eine Korrelation des Zeitpunkts des Öffnens der Abdeckeinrichtung mit dem Zeitpunkt, in welchem das Fahrzeug autonom in einer ausreichend exakten oder in Bezug auf die Zuführeinrichtung optimalen Position positioniert ist, kann eine Prüfung dahingehend erleichtert werden, ob die Zuführeinrichtung bereits mit dem Einlass gekoppelt werden kann oder ob noch ein autonomes Nachrangieren erforderlich ist. Gemäß einer Variante des Verfahrens kann die Zuführeinrichtung auch erst nach einem manuellen Positionieren geöffnet werden, für den Fall dass ein autonomes Positionieren nicht mehr möglich ist und ein Eingriff durch einen Fahrer erforderlich wird, z. B. falls das Fahrzeug eingeparkt wurde durch ein vorderes und oder hinteres Fahrzeug, oder falls unvorhersehbar irgendwelche anderen Hindernisse vor und/oder hinter dem Fahrzeug vorliegen. In einem solchen Fall ist das Steuersystem in der Lage, ein Hinweissignal zu emittieren, insbesondere an ein handy bzw. smartphone des Fahrers, dass ein manueller Eingriff erforderlich ist, oder dass ein durch den Fahrer zu lösendes Problem vorliegt.
Bevorzugt wird das Fahrzeug autonom an dem Befüllroboter positioniert, indem eine geografische x-Koordinate des Einlasses mit einer geografischen x-Koordinate der Zuführeinrichtung korreliert wird. Als eine geografische x-Koordinate ist dabei bevorzugt eine absolute Ortsangabe in einer x-Richtung zu verstehen, welche z. B. durch ein fahrzeugeigenes Positionserfassungssystem, insbesondere global positioning system (GPS) erzeugt wird.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel werden von dem Befüllroboter an das Steuersystem Befüllpositionsdaten übermittelt, welche Information über die geografische Position des Befüllroboters beinhalten, wobei die Befüllpositionsdaten durch das Steuersystem zum Positionieren des Fahrzeugs ausgewertet werden. Die Befüllpositionsdaten können in Form von einem Kennsignal übermittelt werden, welches von dem Steuersystem empfangen und ausgewertet wird. Mit anderen Worten wird von dem Steuersystem ein Kennsignal mit Befüllpositionsdaten, also mit geographischer Information zu der Befüllposition, empfangen und ausgewertet. Das Kennsignal kann dabei eines von mehreren Signalen sein, die zwischen dem Befüllroboter und dem Steuersystem übermittelt werden. Das Kennsignal kann z. B. die geographischen Daten des Befüllroboters bzw. einer Parkposition vor dem Befüllroboter enthalten, z. B. in Form von GPS-Koordinaten. Ferner kann über das Kennsignal eine Anfrage gestellt werden, ob der Befüllroboter reserviert werden soll, oder der Hinweis, dass der Befüllroboter nun für eine bestimmte Zeit reserviert ist für einen Befüllvorgang. Über das Steuersystem kann dann über eine Buchungsanfrage der Befüllroboter gebucht werden und ein autonomes Einstellen bzw. Betreiben des Fahrzeugs gemäß der Buchungsanfrage kann eingeleitet werden.
In Reaktion auf das von dem Steuersystem empfangene Kennsignal kann wahlweise eine Abfrage durch das Steuersystem erfolgen, ob ein Befüllvorgang generell erwünscht und eingeleitet werden soll oder in Bezug auf einen bestimmten Energiespeicher tatsächlich durchgeführt werden soll. Die Abfrage kann auch z. B. dahingehend lauten, zu wie viel Prozent ein Energiespeicher gefüllt werden soll oder für welche geldwerte Summe, z. B. für 30 Euro. Wahlweise kann dann der Befüllvorgang in Reaktion auf eine manuelle Bestätigung, insbesondere durch einen Insassen des Fahrzeugs, eingeleitet werden. Die Bestätigung kann auch automatisch und standardgemäß durch das Steuersystems selbst erfolgen, insbesondere dann wenn in dem Kennsignal nur erwartungsgemäße Informationen enthalten sind und z. B. der Preis für den Kraftstoff oder die elektrische Energie in einem vordefinierten Rahmen ist. Die Bestätigung kann z. B. durch ein von dem Steuersystem an den Befüllroboter übermitteltes Bestätigungssignal erfolgen.
Gemäß einer Variante wird das Fahrzeug derart mit der Abdeckeinrichtung in Bezug auf die Zuführeinrichtung positioniert, dass die Zuführeinrichtung allein durch eine Verlagerung in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu einer Mittenlängsachse des Fahrzeugs mit dem Einlass koppelbar ist. Bevorzugt wird die Abdeckeinrichtung in einer Ebene positioniert, in welcher die Zuführeinrichtung senkrecht zu einer Fahrzeugebene verlagert werden kann, wobei die Fahrzeugebene einer Ebene entspricht, in welcher oder zumindest parallel zu welcher ein Fahrzeug mit seiner Mittenlängsachse optimalerweise positioniert werden kann, um ein Koppeln der Zuführeinrichtung mit dem Einlass auf einfache Weise ermöglichen zu können.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel werden im Fahrzeug abgelegte Befüllpositionsdaten von dem Steuersystem abgerufen, welche Information über die geografische Position des Befüllroboters beinhalten, wobei die Befüllpositionsdaten durch das Steuersystem zum Positionieren des Fahrzeugs ausgewertet werden. Hierdurch kann ein autonomes Positionieren auch dann erfolgen, wenn ein Befüllroboter nicht in der Lage ist, z. B. aufgrund eines technischen Defekts oder weil er zweitweise in Kommunikation mit einem anderen Fahrzeug ist, die Befüllpositionsdaten an das Fahrzeug zu übermitteln. Dabei ist auch eine Kombination mit dem zuvor genannten Ausführungsbeispiel möglich, bei welchem die Befüllpositionsdaten übermittelt werden, insbesondere zwecks Plausibilisierung.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel werden von dem Befüllroboter an das Steuersystem Daten übermittelt, die Information darüber umfassen, ob ein Befüllvorgang zum aktuellen Zeitpunkt möglich ist, insbesondere auch ob bzw. dass der Befüllroboter zugänglich ist. Dabei kann von dem Befüllroboter oder einer Tankstation ein Kennsignal an das Fahrzeug übermittelt werden, dass der Befüllroboter dazu ausgebildet ist, den oder die Energiespeicher des Fahrzeugs zu befüllen, und dass das Fahrzeug den Befüllroboter anfahren kann, wobei das Kennsignal z. B. Information darüber enthält, ob der Befüllroboter bereits wieder freigegeben ist nach einem vorausgehenden Befüll- bzw. Betankungsvorgang für ein vorausgehendes Fahrzeug. Der Befüllroboter oder die Tankstation kann über das Kennsignal dem Fahrzeug signalisieren, dass der Befüllroboter oder ein bestimmter Befüllroboter für einen Befüllvorgang genutzt werden kann.
Vor dem Initiieren der Kommunikation kann wahlweise ein Erfassen eines Zustands des Energiespeichers durch das Steuersystem erfolgen, wobei der Energiespeicher einen vollen oder teilgefüllten oder leeren Zustand aufweist, und die Kommunikation kann z. B. dann aufgebaut werden, wenn ein teilgefüllter oder der leere Zustand vorliegt.
Gemäß einer bevorzugten Variante ist das Steuersystem in kontinuierlicher Kommunikation mit einem Tankstellensystem, und bei einer Buchungsanfrage für einen Befüllvorgang kann von dem Steuersystem z. B. ein Befüllsignal erzeugt und zusammen mit der Typenbezeichnung des Fahrzeugs und/oder einem Parameter für die Kraftstoffart oder die Energiespeicherart des Fahrzeugs an das Tankstellensystem geliefert werden, und das Tankstellensystem kann ein Kennsignal bzw. Freigabesignal an das Steuersystem liefern, welches dem Fahrzeug signalisiert, dass der Befüllroboter angefahren werden kann, und welches auch Information über einen Parkplatz bzw. eine Position liefern kann, an welcher das Fahrzeug mit dem spezifischen Kraftstoff befüllt werden kann. Hierdurch bleibt es einem Fahrer des Fahrzeugs erspart, an einer Tankstelle nach der geeigneten Tanksäule zu suchen. Die Kommunikation mit dem Tankstellensystem kann bereits in größerer Entfernung des Fahrzeugs zu der Tankstelle aufgebaut werden, insbesondere generell ab einer Entfernung von z. B. 1 bis 3 Kilometern, oder speziell dann wenn das Fahrzeug seinen Kurs ersichtlich in Richtung der Tankstelle ändert, also z. B. auf einer Autobahn rechts auf den Verzögerungsstreifen fährt. Dadurch liegt die gewünschte Information in dem Steuersystem bereits vor, und muss nicht erst abgerufen werden, wenn der Fahrer sich für einen Befüllvorgang entscheidet. Auch kann der Fahrer vor einer Kursänderung zu der Tankstelle noch entscheiden, ob der eine bestimmte Tankstelle tatsächlich anfahren möchte, wenn diese bereits belegt ist und der Befüllvorgang mit einer Wartezeit verbunden wäre.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel erfolgt zeitlich vor dem Befüllvorgang ein Einstellen der Schnittstelle, wobei das Einstellen durch ein Öffnen einer Abdeckeinrichtung des Fahrzeugs autonom durch das Fahrzeug in Abhängigkeit eines Zugangssignals erfolgt. Das Zugangssignal kann wahlweise vom Steuersystem oder vom Befüllroboter erzeugt und an eine Steuereinrichtung des Steuersystems geliefert werden. Dabei ist die Steuereinrichtung mit einem Aktuator zum Einstellen der Abdeckeinrichtung gekoppelt. Der Aktuator kann z. B. ein pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch antreibender Stellmotor sein, mittels welchem eine Abdeckeinrichtung und wahlweise auch ein Einlass geöffnet und geschlossen werden kann. Das Einstellen kann elektrisch und/oder pneumatisch und/oder hydraulisch erfolgen. Bevorzugt erfolgt das Öffnen und Schließen der Abdeckeinrichtung bei Fahrzeugen mit Luftfederung auf pneumatische Weise.
Gemäß einer Variante erfolgt vor dem Befüllvorgang ein Typisieren der Zuführeinrichtung in dem Einlass und Akzeptieren oder Zurückweisen der Zuführeinrichtung durch das Fahrzeugssystem. Ein Zurückweisen kann dabei das Absperren des Energiespeichers bzw. des Einlasses umfassen. Hierdurch kann auch seitens des Fahrzeugs vermieden werden, dass ein Befüllroboter das Befüllen mit einem falschen Treibstoff vornimmt, insbesondere wenn ein Tankroboter unterschiedliche Zuführeinrichtungen für unterschiedliche Treibstoffe aufweist.
Bevorzugt wird die Abdeckeinrichtung genau dann geöffnet, wenn das Fahrzeug in einer optimalen Position zu der Zuführeinrichtung ausgerichtet ist.
Hierdurch kann ein schneller Positionier- und Befüllvorgang sichergestellt werden. Dabei kann das Öffnen der Abdeckeinrichtung mit dem Abbremsen des Fahrzeugs in der optimalen Position gekoppelt sein. Der Befüllroboter kann dann kurze Zeit nachdem das Fahrzeug zum Stillstand gekommen ist mit dem Einlass gekoppelt werden. Durch den Befüllroboter kann das Öffnen der Abdeckeinrichtung gleichermaßen als ein Zugangssignal aufgefasst werden, mittels welchem angegeben wird, dass der Befüllvorgang eingeleitet werden kann, insbesondere um zu vermeiden, dass der Befüllroboter die Zuführeinrichtung in Richtung des Fahrzeugs verlagert, wenn das Fahrzeug noch nicht in der optimalen Position ist, aber beim Rangieren in die optimale Position zum Stillstand kommt.
Das Zugangssignal kann die Information enthalten, dass das Fahrzeug korrekt in Bezug auf den Befüllroboter positioniert ist. Hierzu kann der Befüllroboter selbst mit Kameraeinrichtungen ausgebildet sein und das Zugangssignal an das Steuersystem liefern, oder das Steuersystem kann selbst dazu ausgebildet sein, den Typ des Befüllroboters oder der Zuführeinrichtung zu erfassen und das Zugangssignal dann zu erzeugen und zu übermitteln, wenn es ermittelt, dass das Fahrzeug die optimale oder eine ausreichend exakte bzw. noch tolerierbare Position eingenommen hat. Bevorzugt ist das Steuersystem dazu ausgebildet, eine Mehrzahl von Zuführeinrichtungen eines Befüllroboters zu erfassen und in Abhängigkeit des jeweiligen Füllstandes unterschiedlicher Energiespeicher, z. B. Gas- und Dieselspeicher, oder Batterieladestand und Benzintankinhalt, die Positionierung des Fahrzeugs in Bezug auf die Zuführeinrichtung für den stärker entleerten Energiespeicher durchzuführen. Dabei wird das Zugangssignal bevorzugt basierend auf Informationen erzeugt, welche der Befüllroboter hinsichtlich der Anordnung einzelner Zuführeinrichtungen bereitstellt.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel erfolgt das autonome Positionieren aufgrund eines Signals für einen kombinierten Positionier- und Befüllvorgang, welches in Abhängigkeit eines teilgefüllten oder leeren Zustands des Energiespeichers von dem Steuersystem erzeugt wird. Hierdurch kann der am besten für das Fahrzeug geeignete Befüllrobobter ausgewählt werden. Mit dem Signal kann die Menge und Art der nachzufüllenden Betriebsressource übermittelt werden. Dabei kann durch das Signal für den kombinierten Vorgang übermittelt werden, dass alle Schritte autonom durchgeführt werden sollen, ohne weitere Benutzereingaben. Der Befüllvorgang wird dabei bevorzugt autonom eingeleitet. Mit anderen Worten kann der Befüllvorgang durch das Fahrzeug selbst eingeleitet werden. Das Fahrzeug selbst kann ermitteln und überprüfen, ob es sich in der optimalen Position für den Befüllvorgang befindet, indem es einen Abgleich zwischen den eigenen Positionsdaten, insbesondere der genauen Position des Einlassen, und den bekannten oder von dem Befüllroboter insbesondere über ein Zugangssignal erhaltenen Soll-Positionsdaten für den Einlass durchführt. Das Befüllen kann zeitlich direkt im Anschluss an das Öffnen der Abdeckeinrichtung unmittelbar nach Erreichen der Befüllposition an dem Befüllroboter eingeleitet werden. Somit kann das Fahrzeug autonom bis zu dem Moment betrieben werden, in welchem der Befüllroboter mit dem Befüllvorgang beginnt, insbesondere durch Einbringen der Zuführeinrichtung in den Einlass zum Energiespeicher. Der kombinierte Positionier- und Befüllvorgang kann z. B. durch einen Insassen des Fahrzeugs insbesondere über das Steuersystem gebucht werden. Das Fahrzeug kann dann nach Beenden des Befüllvorgangs weiter autonom betrieben werden, insbesondere auf einer Abstellfläche abgestellt werden.
Bevorzugt wird der Insasse von dem Steuersystem automatisch gefragt, ob er einen kombinierten Positionier- und Befüllvorgang buchen möchte, wenn das Fahrzeug in einen Nahbereich zu einem Befüllroboter gelangt. Bevorzugt beträgt der Nahbereich zwischen 1 und 25 Metern, weiter bevorzugt zwischen 2 und 10 Metern, besonders bevorzugt zwischen 3 und 5 Metern. Ein Nahbereich zwischen 3 und 5 Metern entspricht in den meisten Fällen einer Fahrzeuglänge, und ab diesem Bereich ist meist eindeutig, dass ein Fahrer des Fahrzeugs beabsichtigt, einen bestimmten Befüllroboter anzufahren.
Hierbei kann der Befüllroboter ein Positionssignal erzeugen, welches Information enthält, welche die aktuelle Position auf einer Skala bewertet, also z. B. eine Skala von 1 bis 10, wobei 10 der optimalen Position entspricht, aber ein Wert von z. B. 7 bereits ausreichen kann, um eine Zuführeinrichtung mit dem Einlass zu koppeln und einen Befüllvorgang zu realisieren. Je nach Einstellmöglichkeiten und Verlagerungsmöglichkeiten der Zuführeinrichtung kann dann z. B. ein Schwellwert von 7 oder 8 definiert werden, ab welchem die aktuelle Position einer Befüllposition entspricht, also einer Position in welcher ein Befüllvorgang durchführbar ist. Hierdurch kann vermieden werden, dass ein Fahrzeug autonom auf zeitlich und energetisch aufwändige Art und Weise positioniert werden muss, wenn alternativ auch eine Verlagerung der Zuführeinrichtung durch den Befüllroboter möglich ist. Auf diese Weise muss das Fahrzeug autonom nur grob positioniert werden, und die Zuführeinrichtung des Befüllroboters kann dann schneller und einfacher in Relation zu dem Fahrzeug positioniert werden.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist der Energiespeicher einen Flüssiggasspeicher auf und wird mit Flüssiggas als Betriebsressource befüllt, und/oder einen Gasspeicher und wird mit gasförmigem Gas als Betriebsressource befüllt, und/oder einen Treibstofftank und wird mit einem Diesel- oder Benzintreibstoff als Betriebsressource befüllt, und/oder eine Batterie und wird mit elektrischer Energie als Betriebsressource befüllt, und/oder einen Wasserstoffspeicher und wird mit Wasserstoff als Betriebsressource befüllt.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird zeitlich nach dem Befüllvorgang ein weiterer, zweiter Speicher des Fahrzeugs durch einen weiteren, zweiten Befüllvorgang befüllt, wobei das Fahrzeug autonom für den zweiten Befüllvorgang betrieben wird. Das autonome Betreiben des Fahrzeugs für den zweiten Befüllvorgang kann dabei analog ein automatisches Öffnen einer Abdeckeinrichtung des zweiten Energiespeichers sowie ein automatisches Schließen der Abdeckeinrichtung des zweiten Energiespeichers umfassen, und wahlweise auch ein zweites autonomes Positionieren des Fahrzeugs an dem Befüllroboter. Hierdurch können auch die bei Hybridfahrzeugen vorhandenen mehreren Energiespeicher mit der jeweils erforderlichen Betriebsressource autonom betankt werden und das Fahrzeug kann dabei autonom an dem Befüllroboter positioniert und nach den Befüllvorgängen auch autonom auf einer vom Befüllroboter entfernten Parkfläche abgestellt werden.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel umfasst das Betreiben ein Parken des Fahrzeugs auf einer von dem Befüllroboter separaten Abstellfläche zeitlich nach dem Befüllvorgang, wobei das Fahrzeug autonom mittels des Steuersystems auf der Abstellfläche positioniert wird. Als eine von dem Befüllroboter separierte Abstellfläche zu dabei bevorzugt eine Parkfläche zu verstehen, auf welcher das Fahrzeug abgestellt werden kann, ohne dass es eine weitere Nutzung des Befüllroboters durch andere Fahrzeuge beeinträchtigt. Die Abstellfläche kann unweit eines Befüllroboters vorgesehen sein, z. B. im Umkreis von 5 bis 20 Metern, sie kann jedoch auch weiter beabstandet sein, z. B. 20 bis 100 oder auch z. B. 300 Meter. Die Abstellfläche ist also eine vom Befüllroboter beabstandete, unabhängige Parkfläche, die nicht direkt im Zusammenhang mit einem Befüllvorgang steht.
Die zuvor genannte Aufgabe wird auch durch ein Steuersystem zum Betreiben eines Fahrzeugs zum Durchführen eines Befüllvorgang gelöst, bei welchem ein Energiespeicher des Fahrzeugs durch einen vom Fahrzeug separaten Befüllroboter mit einer Betriebsressource befüllt wird, mit:

– einer Steuereinrichtung, die dazu ausgelegt ist, unter Ausgabe von Steuersignalen an zumindest einen Aktuator des Fahrzeugs das Fahrzeug autonom zu führen;
– einer Kommunikationseinrichtung, die mit der Steuereinrichtung gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, eine drahtlose Kommunikation zwischen dem Steuersystem und dem Befüllroboter zu initiieren und Daten an den Befüllroboter zu übermitteln und/oder von dem Befüllroboter zu empfangen; wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass das Steuersystem eine Positionserfassungseinrichtung aufweist, welche mit der Steuereinrichtung gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, eine Position des Fahrzeugs in Echtzeit zu erfassen und Positionsdaten an die Steuereinrichtung zu liefern, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, abhängig von den Positionsdaten un den Daten den Aktuator zum autonomen Positionieren des Fahrzeugs in einer Befüllposition anzusteuern.

Bevorzugt ist die Steuereinrichtung zu dem Betreiben in Abhängigkeit von einem Füllzustand des Energiespeichers ausgebildet, wobei sie eine Füllstandsmesseinrichtung aufweisen kann oder mit dieser gekoppelt ist, und wobei die Füllstandsmesseinrichtung dazu ausgebildet ist, ein Füllstandssignal mit Information zu einem Zustand des Energiespeichers an die Steuereinrichtung zu liefern, wobei der Zustand voll, teilgefüllt oder leer ist.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist das Steuersystem eine Umgebungserfassungseinrichtung auf, die mit der Steuereinrichtung gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, ein Signal mit Information zu einer Umgebung des Fahrzeugs an die Steuereinrichtung zu liefern. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet, das Signal auszuwerten, und das Fahrzeug kann über das Steuersystem in Abhängigkeit von irgendwelchen Hindernissen wie z. B. Randsteinen gesteuert werden. Bevorzugt kann eine Position der Zuführeinrichtung optisch erfasst werden und mit der geographischen Befüllposition abgeglichen werden, um das Fahrzeug in einer bevorzugten Position zu positionieren. Die Umgebungserfassungseinrichtung ist bevorzugt dazu ausgebildet, eine Lage bzw. Position der Zuführeinrichtung optisch zu erfassen, so dass das Steuersystem dazu ausgebildet ist, Sollpositionsdaten zu der Befüllposition autonom zu erheben. Die Umgebungserfassungseinrichtung kann z. B. eine Kamera sein und ist bevorzugt an einer Seite des Einlasses des Fahrzeugs vorgesehen.
Das Steuersystem kann in einem sich autonom positionierenden Fahrzeug eingebaut sein, welches Aktuatoren für ein autonomes Lenken sowie ein autonomes Vor- und Zurückfahren des Fahrzeugs aufweist, wobei die Aktuatoren mit der Steuereinrichtung gekoppelt sind.
Die mit Bezug zu dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgestellten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das beanspruchte Steuersystem.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen, wobei gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Wenn nicht explizit in einer bestimmten Figur erläutert, so betreffen einzelne Bezugszeichen die jeweils entsprechenden bereits im Zusammenhang mit vorhergehenden Figuren erläuterten Elemente. Dabei zeigen:
1 in Draufsicht eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, welches an einem Befüllroboter positioniert ist, wobei das Fahrzeug und der Befüllroboter jeweils eine Kommunikationseinrichtung aufweisen und das Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens autonom derart in Bezug auf eine Zuführeinrichtung des Befüllroboters positioniert wurde, dass die Zuführeinrichtung auf einfache Weise mit einem Einlass eines Energiespeichers des gekoppelt werden kann;
2 eine schematische Darstellung eines Steuersystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie eines mit dem Steuersystem kommunizierenden Befüllroboters;
3 eine schematische Darstellung eines Verfahrensablaufs für ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
4 in Draufsicht eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, welches gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens autonom an einem Befüllroboter positioniert wurde, wobei das Fahrzeug daraufhin autonom in einer Abstellposition geparkt wird.
In der 1 ist ein Fahrzeug 1 gezeigt, welches in einer Befüllposition P in einem Nahbereich N zu einem Befüllroboter 20 positioniert ist. Der Befüllroboter 20 weist mindestens eine Zuführeinrichtung 21 auf, welche zumindest in einer Ebene Eb verlagerbar ist. Die Zuführeinrichtung 21 ist auch in allen drei Raumrichtungen verlagerbar, jedoch kann es vorteilhaft sein, wenn die Zuführeinrichtung 21 nur in der Ebene Eb verlagert werden muss, insbesondere im Hinblick auf die Komplexität eines mechanischen Antriebs der Zuführeinrichtung 21.
Das Fahrzeug 1 weist einen Energiespeicher 3 mit einem Einlass 3.1 auf, welcher mittels einer Abdeckeinrichtung 2 von der Umgebung abgeschottet ist. Das Fahrzeug 1 ist in Längsrichtung derart in Bezug auf die Ebene Eb der Zuführeinrichtung 21 positioniert, dass die Abdeckeinrichtung 2, insbesondere der Einlass 3.1 mit der Ebene Eb fluchtet. Das Fahrzeug 1 weist eine Mittenlängsachse M auf, welche sich in Längsrichtung mittig durch das Fahrzeug 1 erstreckt, und welche parallel zu einer Ebene Ef ausgerichtet ist, in welcher ein Fahrzeug optimalerweise ausgerichtet ist, damit die Zuführeinrichtung 21 auf einfache Weise mit dem Einlass 3.1 gekoppelt werden kann. Die Ebene Ef erstreckt sich bevorzugt senkrecht zu der Ebene Eb, und in diesem Fall verläuft sie in einer x-Richtung gemäß der x-Achse des dargestellten Koordinatensystems. In Abhängigkeit der Breite des Fahrzeugs 1 kann die Mittenlängsachse M mit der Ebene Ef zusammenfallen.
In der 2 ist ein Befüllroboter 20 mit einer Zuführeinrichtung 21 und einer Kommunikationseinrichtung 24 gezeigt, die mit der Zuführeinrichtung 21 gekoppelt ist. Der Befüllroboter 20 ist über die Kommunikationseinrichtung 24 in Kommunikation mit einem Steuersystem 10 eines Fahrzeugs (nicht dargestellt), insbesondere einer Kommunikationseinrichtung 14 des Steuersystems 10, was durch die z-förmig verlaufende Linie zwischen dem Befüllroboter 20 und dem Steuersystem 10 angedeutet ist. Das Steuersystem 10 weist eine Steuereinrichtung 11, eine Positionserfassungseinrichtung 12, eine Umgebungserfassungseinrichtung 13 und/oder eine Vielzahl einzelner spezifisch angeordneter Umgebungserfassungseinheiten 13' auf. Die Positionserfassungseinrichtung 12, die Umgebungserfassungseinrichtung 13 und/oder die Umgebungserfassungseinheiten 13' sowie die Kommunikationseinrichtung 14 sind mit der Steuereinrichtung 11 gekoppelt. Das Steuersystem 10 weist ferner eine bevorzugt mit der Steuereinrichtung 11 gekoppelte Füllstandsmesseinrichtung 15 auf, welche dazu geeignet ist, einen Füllstand bzw. Ladestand des Energiespeichers zu erfassen, in Abhängigkeit dessen das Steuersystem 10 ein Signal an den Befüllroboter 20 zum Beenden des Befüllvorgangs übermitteln kann.
Der Befüllroboter 20 ist dazu ausgebildet, ein Freigabesignal S1 an das Steuersystem 10 zu übermitteln, dass der Befüllroboter 20 oder ein bestimmter Befüllroboter von einer Mehrzahl von Befüllrobotern eines Tankstellensystems verfügbar und geeignet ist für das Befüllen des Energiespeichers des Fahrzeugs, wobei das Freigabesignal S1 bevorzugt während einer Annäherung des Fahrzeugs an einen Nahbereich des Befüllroboters erzeugt wird. Der Befüllroboter 20 ist ferner dazu ausgebildet, ein Zugangssignal S2 an das Steuersystem 10 zu übermitteln, dass eine optimale oder zumindest ausreichend nahe Position des Fahrzeugs erreicht ist, wobei das Zugangssignal S2 bevorzugt während eines autonomen Parkvorgangs des Fahrzeugs erzeugt und übermittelt wird.
Das Steuersystem 10 ist dazu ausgebildet, mindestens eines der Signale Spb, Sp, Sb und S2 an den Befüllroboter 20 zu übermitteln, wobei das Signal Spb ein Park- und Befüllsignal ist, mittels welchem ein kombinierter Positionier- und Befüllvorgang gebucht werden kann, und wobei das Signal Sp ein Parksignal ist, mittels welchem ein einzelner Parkvorgang ohne einen Befüllvorgang eingeleitet werden kann, und wobei das Signal Sb ein Befüllsignal ist, mittels welchem ein Befüllvorgang separat gebucht werden kann, insbesondere auch für den Fall dass das Fahrzeug mehrere verschiedene Energiespeicher aufweist, die nacheinander befüllt werden sollen. Hierdurch ist es z. B. möglich, zunächst einen Befüllvorgang für einen ersten Energiespeicher durchführen zu lassen, und das Fahrzeug dann wahlweise abstellen zu lassen, oder alternativ einen weiteren Befüllvorgang für einen zweiten Energiespeicher durchführen zu lassen, wie im Zusammenhang mit 4 näher erläutert.
In der 3 ist schematisch ein Verfahren dargestellt, welches mit einem ersten Schritt V1 des Erfassens eines Zustands eines Energiespeichers eines Fahrzeugs durch ein fahrzeugeigenes Steuersystem eingeleitet wird, woraufhin in einem zweiten Schritt V2 eine Kommunikation zwischen einem Steuersystem und einem Befüllroboter initiiert und wahlweise aufrechterhalten werden kann. In einem dritten Schritt V3 kann als Teilschritt eines Betreibens des Fahrzeugs ein autonomes Positionieren des Fahrzeugs an dem Befüllroboter erfolgen. In einem vierten Schritt V4 kann als Teilschritt des Betreibens des Fahrzeugs ein automatisches Öffnen einer Abdeckeinrichtung zum Abdecken eines Einlasses zum Energiespeicher erfolgen. In einem fünften Schritt V5 kann ein Einstellen bzw. Betreiben des Fahrzeugs durch automatisches Schließen der Abdeckeinrichtung nach dem Befüllvorgang erfolgen. Das Verfahren kann mit dem fünften Schritt V5 beendet werden. Wahlweise erfolgt ein sechster Schritt V6, in welchem zeitlich nach dem Befüllvorgang des Energiespeichers ein weiterer, zweiter Energiespeicher des Fahrzeugs durch einen weiteren, zweiten Befüllvorgang befüllt wird, wobei das Fahrzeug autonom für den zweiten Befüllvorgang eingestellt bzw. betrieben wird. Mit anderen Worten kann der Schritt V6 die Schritte V1 bis V5 umfassen. Auch kann wahlweise ein siebter Schritt V7 erfolgen, in welchem als ein Teilschritt des Betreibens ein Parken des Fahrzeugs auf einer von dem Befüllroboter entkoppelten Abstellfläche zeitlich nach dem Befüllvorgang erfolgt, wobei das Fahrzeug autonom auf der Parkfläche positioniert wird. Wahlweise kann der Schritt V3 in einer Variante V3a erfolgen, bei welcher das Positionieren in Abhängigkeit eines Signals für einen kombinierten Positionier- und Befüllvorgang erfolgt, wobei der kombinierte Positionier- und Befüllvorgang autonom durchgeführt wird und das Befüllen zeitlich im Anschluss an das Öffnen der Abdeckeinrichtung unmittelbar nach Erreichen einer Befüllposition an dem Befüllroboter eingeleitet wird.
In der 4 ist ein Befüllroboter 20 gezeigt, welcher eine erste Zuführeinrichtung 21a für flüssigen Kraftstoff wie z. B. Benzin oder Diesel zum Befüllen eines ersten Energiespeichers eines Fahrzeugs 1 aufweist, und eine zweite Zuführeinrichtung 21b für das Befüllen eines zweiten Energiespeichers des Fahrzeugs 1 mit elektrischer Energie, also z. B. einen Ladestecker. Der Befüllroboter 20 kann ein oder mehrere Fahrzeuge auf beiden Seiten befüllen, an welchen die Zuführeinrichtungen 21a, 21b vorgesehen sind. Das Fahrzeug 1 kann zunächst in einer ersten Befüllposition P1 angeordnet und autonom positioniert werden, durch die erste Zuführeinrichtung 21a befüllt werden, und nach Beendigen des Befüllvorgangs von der ersten Befüllposition P1 auf die zweite Befüllposition P2 umpositioniert werden, insbesondere autonom in der zweiten Befüllposition P2 in einer optimalen Position in Bezug auf die zweite Zuführeinrichtung 21b positioniert werden, um dort geladen zu werden. Hierbei kann der gesamte zweigeteilte Befüllvorgang autonom erfolgen, insbesondere indem zunächst ein Positionier- und Befüllsignal Spb zum Buchen eines kombinierten Positionier- und Befüllvorgangs erzeugt wird, und nach dem kombinierten Positionier- und Befüllvorgang ein Positioniersignal Sp zum Umparken und Positionieren des Fahrzeugs 1 an der zweiten Zuführeinrichtung 21b, und daraufhin ein Befüllsignal Sb zum Befüllen des zweiten Energiespeichers, insbesondere zum Laden.
Wahlweise kann auch ein zweites Positionier- und Befüllsignal Spb zum Buchen eines kombinierten Positionier- und Befüllvorgangs erzeugt werden. Das Erzeugen eines einzelnen Positioniersignals hat den Vorteil, dass dabei leicht ermittelt werden kann, dass das Fahrzeug umgeparkt werden soll. Wahlweise kann nach dem ersten oder zweiten Befüllvorgang auch ein weiteres Positioniersignal Sp erzeugt werden, in Abhängigkeit dessen das Fahrzeug 1 autonom auf einer dafür vorgesehenen dritten Position, insbesondere einer Parkfläche P3 geparkt und abgestellt wird, nachdem es befüllt wurde. Die dritte Parkfläche P3 kann als eine Abstellfläche bezeichnet werden. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass auch eine Ladestation für Autobatterien schnellstmöglich wieder freigegeben wird, ohne dass der Fahrer sich zeitlich nach dem Ladevorgang richten muss, also z. B. seine Mittagspause nicht unterbrechen muss, nur weil er die Ladestation freigeben soll. Die Parkposition P3 muss nicht weit entfernt sein von der ersten oder zweiten Befüllposition P1, P2. Die Parkposition P3 kann in einem y-Abstand in Bezug auf die y-Achse des dargestellten Koordinatensystems vorgesehen sein, welcher etwas mehr als einer üblichen Fahrzeugbreite entspricht, also z. B. 5 Meter. An einem Tank- und Rastplatz können mehrere solcher Abstellplätze für Hybrid- oder reine Elektrofahrzeuge in unmittelbarer Nähe der Befüllroboter vorgesehen sein, um zu vermeiden, dass eine Mehrzahl an Fahrzeugen, die möglicherweise gleichzeitig autonom geparkt werden, weite Strecken an einem Rastplatz entlang fahren müssen, wo häufig auch kleinere Kinder unterwegs sind, die durch autonom fahrende Fahrzeuge möglicherweise gefährdet sein könnten. Die Parkposition P3 kann z. B. eine von vielen Parkpositionen sein, in welchen sich Fahrzeuge mit ihrer Mittenlängsachse in y-Richtung bzw. parallel zur y-Richtung positionieren können. Dies stellt ein einfaches Abstellen der Fahrzeuge sicher, ohne dass sie autonom viel rangiert werden müssen.
Der Vorteil eines kombinierten Positionier- und Befüllvorgangs, sei er nun einzeln in Bezug auf einen einzelnen Energiespeicher oder wiederholt in Bezug auf zwei unterschiedliche Energiespeicher eines Fahrzeugs ausgeführt, hat den Vorteil, dass die Aufmerksamkeit eines Fahrers während des Befüllens nicht mehr erforderlich ist. Selbst bei einem wiederholten Positionier- und Befüllvorgang muss ein Fahrer nicht in dem Fahrzeug anwesend sein. Dies ist gerade im Hinblick auf Wartezeiten oder die meist langen Ladezeiten bei hybriden Elektrofahrzeugen von Vorteil. Bei einer Autobahnfahrt mit einem Hybridfahrzeug kann ein kombinierter Positionier- und Befüllvorgang gebucht werden, und die Insassen des Fahrzeugs können von Anfang an das Fahrzeug verlassen und eine Pause einlegen und sich von der Tankstelle mit den meist schlechten Luftqualitäten entfernen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202006013601 U1 [0003]
EP 2053015 A1 [0004]
DE 19839049 A1 [0005]
US 6279624 B1 [0006]
DE 10117539 A1 [0007]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs (1) mittels eines fahrzeugeigenen Steuersystems (10) zum Durchführen eines Befüllvorgangs, bei welchem ein Energiespeicher (3) des Fahrzeugs (1) mittels eines vom Fahrzeug (1) separaten Befüllroboters (20) mit einer Betriebsressource befüllt wird, wobei das Fahrzeug (1) eine Schnittstelle aufweist, welche zum Empfangen der Betriebsressource von einer Zuführeinrichtung (21) des Befüllroboters (20) ausgebildet ist, mit den Schritten: – Initiieren einer drahtlosen Kommunikation zwischen dem Steuersystem (10) und dem Befüllroboter (20) zum Übermitteln von Daten zumindest unidirektional zwischen dem Befüllroboter (20) und dem Steuersystem; dadurch gekennzeichnet, dass das Betreiben ein autonomes Positionieren des Fahrzeugs (1) in einer Befüllposition (P, P1, P2) an dem Befüllroboter (20) mittels des Steuersystems (10) in Abhängigkeit von den Daten umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Befüllroboter (20) an das Steuersystem (10) Befüllpositionsdaten übermittelt werden, welche Information über die geografische Position des Befüllroboters (20) beinhalten, wobei die Befüllpositionsdaten durch das Steuersystem (10) zum Positionieren des Fahrzeugs (1) ausgewertet werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Fahrzeug (1) abgelegte Befüllpositionsdaten von dem Steuersystem (10) abgerufen werden, welche Information über die geografische Position des Befüllroboters (20) beinhalten, wobei die Befüllpositionsdaten durch das Steuersystem (10) zum Positionieren des Fahrzeugs (1) ausgewertet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Befüllroboter (20) an das Steuersystem (10) Daten übermittelt werden, die Information darüber umfassen, ob ein Befüllvorgang zum aktuellen Zeitpunkt möglich ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zeitlich vor dem Befüllvorgang ein Einstellen der Schnittstelle erfolgt und das Einstellen durch ein Öffnen einer Abdeckeinrichtung (2) des Fahrzeugs (1) autonom durch das Fahrzeug (1) in Abhängigkeit eines Zugangssignals (Sb) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das autonome Positionieren aufgrund eines Signals (Spb) für einen kombinierten Positionier- und Befüllvorgang erfolgt, welches in Abhängigkeit eines teilgefüllten oder leeren Zustands des Energiespeichers (3) von dem Steuersystem (10) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (3) einen Flüssiggasspeicher aufweist und mit Flüssiggas als Betriebsressource befüllt wird, und/oder dass der Energiespeicher (3) einen Gasspeicher aufweist und mit gasförmigem Gas als Betriebsressource befüllt wird, und/oder dass der Energiespeicher (3) einen Treibstofftank aufweist und mit einem Diesel- oder Benzintreibstoff als Betriebsressource befüllt wird, und/oder dass der Energiespeicher (3) eine Batterie aufweist und mit elektrischer Energie als Betriebsressource befüllt wird, und/oder dass der Energiespeicher (3) einen Wasserstoffspeicher aufweist und mit Wasserstoff als Betriebsressource befüllt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zeitlich nach dem Befüllvorgang ein weiterer, zweiter Speicher des Fahrzeugs (1) durch einen weiteren, zweiten Befüllvorgang befüllt wird, wobei das Fahrzeug (1) autonom für den zweiten Befüllvorgang betrieben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betreiben ein Parken des Fahrzeugs (1) auf einer von dem Befüllroboter (20) separaten Abstellfläche (P3) zeitlich nach dem Befüllvorgang umfasst, wobei das Fahrzeug (1) autonom mittels des Steuersystems (10) auf der Abstellfläche (P3) positioniert wird.
Steuersystem (10) zum Betreiben eines Fahrzeugs (1) zum Durchführen eines Befüllvorgang, bei welchem ein Energiespeicher (3) des Fahrzeugs (1) durch einen vom Fahrzeug (1) separaten Befüllroboter (20) mit einer Betriebsressource befüllt wird, mit: – einer Steuereinrichtung (11), die dazu ausgelegt ist, unter Ausgabe von Steuersignalen an zumindest einen Aktuator des Fahrzeugs das Fahrzeug autonom zu führen; – einer Kommunikationseinrichtung (14), die mit der Steuereinrichtung (11) gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, eine drahtlose Kommunikation zwischen dem Steuersystem (10) und dem Befüllroboter (20) zu initiieren und Daten an den Befüllroboter (20) zu übermitteln und/oder von dem Befüllroboter (20) zu empfangen; dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersystem (10) eine Positionserfassungseinrichtung (12) aufweist, welche mit der Steuereinrichtung (11) gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, eine Position des Fahrzeugs (1) in Echtzeit zu erfassen und Positionsdaten an die Steuereinrichtung (11) zu liefern, wobei die Steuereinrichtung (11) dazu ausgebildet ist, abhängig von den Positionsdaten und den Daten den Aktuator zum autonomen Positionieren des Fahrzeugs (1) in einer Befüllposition (P, P1, P2) anzusteuern.
Steuersystem (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersystem (10) eine Umgebungserfassungseinrichtung (13) aufweist, die mit der Steuereinrichtung (11) gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, ein Signal mit Information zu einer Umgebung des Fahrzeugs (1) an die Steuereinrichtung (11) zu liefern.
Fahrzeug (1) mit einem Steuersystem (10) nach einem der Ansprüche 10 oder 11.